Водород в зеленой экономике будущего

Россия. Москва. 17 августа 2021 года. Rainbow. К 2050 году объемы европейского рынка водорода могут превысить 150 млрд евро. Станет ли водород главным топливом? И может ли Россия стать его ведущим поставщиком?

Почему не метан или нефть? Идея использовать водород как источник энергии существует давно. В 80-х годах прошлого века он был в ракетном топливе для транспортных космических кораблей. Однако о широком применении стали говорить уже в XXI веке. Это обусловлено климатическими изменениями, глобальным потеплением и выбросами углекислого газа в атмосферу. Экономически развитые страны серьезно озабочены сложившейся обстановкой и внедряют различные экологические программы, среди которых и водородная энергетика.

Водород — один из самых экологически чистых видов топлива. Кроме того, он обладает еще одним преимуществом — высокой степенью теплоты сгорания. В будущем экспорт водорода вполне может потеснить по объемам нефть и газ. Правда, речь идет именно о долгосрочной перспективе, ведь пока одним из основных источников получения водорода является как раз природный газ.

По различным оценкам, к 2050 году объемы европейского рынка водорода могут превысить 150 млрд евро. Совсем недавно правительство РФ разработало и утвердило Концепцию развития водородной энергетики, подразумевающую выход нашей страны на позицию одного из крупнейших экспортеров водорода в мире. Под столь амбициозными планами есть достаточно серьезное основание.

Возможности России. Наша страна обладает значительным ресурсным и научно-техническим потенциалом в области производства нового топлива. Российские компании «Газпром», «Росатом» и «Новатэк» уже имеют соответствующие технологии и могут достигнуть значительных успехов, передал автор в Калининград. Например, специалисты «Газпрома» предложили технологию, позволяющую посредством пиролиза и плазмохимического метода разлагать метан на водород и твердый углерод. Однако этот процесс характеризуется достаточно высокой энергоемкостью и требует наличия атомной или возобновляемой энергии.

Также преимущества России обуславливаются и близостью к основным рынкам сбыта — странам Европы и Азиатско-Тихоокеанского региона. Это в первую очередь Япония, Китай, Германия, Нидерланды.

Правда, Европа заинтересована не в каждом водороде. Тут существует определенная иерархия: произведенный при помощи угля — «коричневый», при помощи газа — «серый», с использованием уловителей СО2 — «голубой», самый экологичный, произведенный при помощи возобновляемых источников — «зеленый».

Выпуск «зеленого» водорода является, безусловно, самым перспективным направлением. Именно данный тип водорода в приоритете у стран Евросоюза. Он производится электролизом воды при помощи энергии, полученной из возобновляемых источников. В связи с этим «зеленый» водород» характеризуется значительно меньшим углеродным следом, чем водород из газа или угля. Однако на данный момент его производство обходится в три раза дороже «серого».

Что мешает водороду? Несмотря на колоссальные перспективы водородной энергетики, есть и ряд сдерживающих ее развитие факторов. Во-первых, технологии производства водорода пока еще слишком дорогие. Во-вторых, сложности в его хранении и перемещении по причине низкой плотности и воспламеняемости. Хранение водорода обходится еще дороже, чем производство.

Дело в том, что к системам хранения предъявляется целый комплекс требований. Так, они должны выдерживать либо высокое давление, либо криогенные температуры, а также содержать активные материалы, которые взаимодействуют с водой и воздухом.

Перемещать водород можно по трубам, судами и автоцистернами. В перспективе наиболее дешевый способ — это водородопроводы. Себестоимость транспортировки 1 кг водорода по ним на расстояние 1500 км оценивается в 1 долл. (танкеры и автоцистерны обойдутся дороже — в среднем 1,5–3 долл. за кг). Однако пока они существуют преимущественно в пределах площадей химических и нефтеперерабатывающих заводов. Использование же имеющихся газовых труб в большинстве своем не представляется возможным из-за технологических особенностей. Для транспортировки больших объемов водорода необходимы специальные трубопроводы, которые создают давление для газа или охлаждающие его до жидкости.

В настоящее время для хранения и транспортировки наиболее предпочтительной представляется технология смешивания водорода с аммиаком, плотность которого выше. Но тогда будет теряться около 20–35% от объема поставки при конверсии и реконверсии смеси.

Новые решения. Вопрос хранения и перемещения остается наиболее острой и пока не решенной проблемой водородной энергетики не только в России, но и в мире. Основными драйверами развития технологий водородной энергетики в нашей стране могли бы стать проекты по созданию газовых турбин, а также железнодорожного транспорта на метано-водородном топливе.

Олег Калёнов, доцент кафедры экономики промышленности РЭУ имени Г. В. Плеханова, специально для Прокремлёвского СМИ.