Правительство РФ своим распоряжение от 12 октября №2634-р утвердило план мероприятий «Развитие водородной энергетики в Российской Федерации до 2024 года» (далее — план).
Целью плана является «организация первоочередных работ по формированию в Российской Федерации высокопроизводительной экспортно-ориентированной области водородной энергетики». В преамбуле плана еще раз повторяется, что «в настоящее время одним из вызовов энергетической безопасности для Российской Федерации является изменение структуры спроса на энергоресурсы, включая замещение углеводородов другими видами энергетических ресурсов, в том числе водородом». Уточнение «внешнего спроса» опущено, но оно вытекает из начальных абзацев плана.
Пунктом 8 плана предусмотрено, что во втором квартале следующего года Минэкономразвития, Минэнерго и Минпромторг должны представить в правительство доклад «Разработка мер государственной поддержки экспорта энергетического водорода».
Определены и страны, с которыми те же ведомства плюс МИД должны подготовить предложения о двухстороннем сотрудничестве: Германия, Япония, Дания, Италия, Австралия, Нидерланды, Республика Корея и другие страны. Очевидно, предполагается, что эти страны должны изъявить желание покупать у нас водород. Но зачем они будут это делать?
Идея разделить воду на водород и кислород, а потом их вновь соединить в воду с использованием полученной энергии, появилась, похоже, как только стала известна формула воды. Первое наиболее известное рассуждение о водородной энергетике прозвучало в беседе героев романа Жюля Верна «Таинственный остров» в 1874 году.
Желание правительств обеспечить свои страны дешевой энергией и направление их мыслей точно выразил 2 августа 1941 года один известный в то время государственный деятель: «Но совершенно очевидно, что будущее за водой, ветрами и приливной энергией. Топить будем, вероятнее всего, водородом».
До сих пор использование водорода из воды как топлива не вышло за рамки экспериментальных установок только потому, что на получение водорода из воды тратится слишком много энергии по сравнению с тем, сколько можно ее получить от сжигания оного. Единственный приемлемый вариант использования водорода как топлива – получение его с помощью бесплатной энергии. В качестве такой «бесплатной» энергии пропагандируется солнце или ветер. Но чтобы «взять» эту бесплатную энергию, приходится тратить деньги на строительство солнечных и ветровых станций. Если же добавить к цене энергии солнца и ветра стоимость разложения воды, идея полностью обессмысливается с финансовой точки зрения.
В мире известен лишь один дом, функционирующий полностью на солнечной энергии, его построили в Швейцарии в 2016 году. Энергия солнечных батарей используется для электролиза воды, полученный водород хранится в баках и используется в помощь отоплению тепловыми насосами в холодное время года. Желающих повторить эксперимент не нашлось.
Реализацию проекта с подачей водорода непосредственно в домашние бойлеры собираются начать в Шотландии в конце текущего года. Хочется надеться, что до воплощения проекта дело не дойдет, потому что в домашних условиях обеспечить безопасность работы с водородом чрезвычайно сложно.
Видно, что из схемы можно исключить электролизеры и накопители водорода, а электроэнергию сразу использовать как тепло для отопления домов и приготовления пищи со значительной экономией.
Другой вариант использования водорода – добавлять водород в природный газ. Именно такой способ экспорта водорода – в смеси с газом – рассматривается как основной, если не единственный, в правительстве РФ. «Газпром» уверяет, что по его старым трубам можно перегонять газ в смеси с водородом в количестве 10%, а по новым трубам – до 20%. В Германии разрешено содержание водорода в газе до 10%.
Как только с ростом доли ВИЭ в генерации стран-адептов Парижского соглашения встала проблема прерывистости генерации, водород пытались рассматривать как наиболее приемлемый накопитель энергии в периоды пиков выработки энергии ветряными и солнечными электростанциями (ВЭС и СЭС). Но сразу же выяснилось, что процессы преобразования энергии ВИЭ в водород в электролизерах, хранение и передача водорода до газовых турбин и обратное превращение энергии водорода в электричество настолько энергетически и экономически неэффективны, что проще и дешевле «выбрасывать» излишнюю энергию ВИЭ (продавать ее по цене ниже нуля), а нехватку мощности при отсутствии солнца и ветра заменять пиковыми генераторами на обычном газе.
Точно также невыгодно добавлять водород в природный газ, что лишь резко увеличивает его стоимость и цену перекачки (водород занимает в 8 раз больший объем, чем природный газ того же веса). Из графика в «Ъ» видно, что до 2050 года природный газ будет в три раза дешевле водорода.
Заставить использоваться водород в описанных вариантах могут только две причины:
— многократный рост цены газа, когда производство водорода с помощью ВИЭ станет энергетически выгодным;
— следование догмам безуглеродной религии.
В ближайшие годы рост цены газа не прогнозируется, поэтому водородное лобби пытается апеллировать к концепции «устойчивого развития».
Сегодня водород все чаще пропагандируется как «экологически чистое топливо», чем как накопитель избыточной энергии ВИЭ.
Источники электроэнергии на топливных элементах с водородом в качестве рабочего тела хорошо изучены и использовались на практике. В конце 60-х на американском «Аполлоне» применялся генератор электроэнергии на топливных элементах на водороде и кислороде, заодно он производил воду для космонавтов.
В 1976-м году специалистами Института проблем машиностроения АН УССР в Харькове был построен экспериментальный автомобиль Москвич-412 с силовым агрегатом, работающем на водороде.
Сейчас по Европе и США ездят поезда на водороде и экспериментальные легковые и грузовые автомобили на водороде.
При этом число заправок растет.
Перейти из разряда экспериментальных в разряд массовых топливным элементам не дает, прежде всего, маленький ресурс – 2 500 часов (примерно 120 000 км). Вторая причина – низкая эффективность всей цепочки передачи энергии. Из 100 кВт электроэнергии ВИЭ до колес авто с топливным элементом на сжатом водороде доходит 23 кВт мощности, а до колес авто с аккумуляторами – 69 кВт. Поэтому электромобили пошли в массовую серию, а автомобили с топливными элементами – нет.
На производство водорода требуется энергия при любой технологии его получения. Самая дешевая на сегодня – паровой риформинг метана (SMR). В новой водородной стратегии ЕС такой водород назван «серым», поскольку при его производстве выбрасывается СО2. Добавлять такой водород в природный газ для перекачки по трубам не имеет смысла, так как к цене газа прибавляется стоимость превращения его части в водород с потерей энергии. К тому же превращать часть газа в водород на территории России для их последующего смешивания по любой технологии, последующей перекачки и сжигания в европейских котлах и турбинах нет смысла, с таким же успехом газ можно превращать в водород на территории Европы.
Но, допустим, что по идеологическим соображениям европейцам захочется получать газ с водородом из России. Кто и сколько будет за это платить? На данный вопрос нет ответа, рынка водорода не существует, а рынка смеси природного газа с водородом тем более. Без хотя бы ориентировочных цен для просчета экономики всех вариантов российский план водородной энергетики повисает в воздухе.
Теоретически Европа могла бы профинансировать строительство нужной энергетической инфраструктуры в России и других странах, если ей уж так хочется иметь газ, смешанный с водородом. Германия обещает потратить на водород за рубежом 2 млрд. евро до 2030 года, а Европа в целом заложила 10 млрд. Это несопоставимые суммы с тем, что действительно нужно. Значит, России придется самой платить за изготовление водорода и доставку газа с водородом в Европу и Азию, и нет никакой гарантии, что эти вложения окупятся.
Вообще, планы по импорту водорода у Европы колоссальные. Например, DENA, немецкое энергетическое агентство, говорит, что к 2030 году Германия предполагает импортировать водород в объеме, эквивалентном 15 млрд. м3 газа в год, а к 2050-му – до эквивалента 100 млрд. м3.газа в год. Но даже вопрос перевозки водорода пока не решен.
Сейчас на рынке преобладают три подхода: перевозка чистого водорода в сжиженном виде, а также в химически связанном в форме аммиака или триметилциклогексана. Все они очень дороги. К тому же Европа провозгласила, что в ближайшем будущем ей нужен только «зеленый» водород, получаемый электролизом воды.
«Росатом» готов заниматься электролизным производством «желтого» водорода на базе Кольской АЭС (1,76 ГВт) в Мурманской области. Отчасти это поможет компании решить проблемы исторически сложившегося энергопрофицита в регионе (АЭС может дополнительно вырабатывать более 3,5 млрд кВт•ч в год). Но поскольку вопросы перевозки водорода не решены, в качестве второго направления «Росатом» предлагает пилотные региональные программы по снабжению водородом городского транспорта крупных мегаполисов и перевод на водород железнодорожных локомотивов.
В водородном плане правительства есть пункт № 18: «Обеспечение создания опытного образца железнодорожного транспорта на водороде» к 2024 году. Но, опять же, возникает вопрос: зачем? Железные дороги явно среди минимальных источников загрязнения воздуха в крупных городах, а выбросы СО2 дизельных локомотивов на Транссибе – последнее, что волнует жителей городов и поселков вдоль трассы, пыль от составов с углем раздражает куда больше. Вместо слепого следования фантазиям западных лоббистов водородной энергетики гораздо разумнее израсходовать средства на решение действительно насущных проблем функционирования сети железных дорог страны и жителей вдоль них.
Есть еще одна сторона проблемы: идеология, в отличие от экономики, – крайне непрочная основа для длительных проектов. Сегодня Европа провозгласила безуглеродную экономику, а завтра все может повернуться совершенно по-другому. Доказательства зависимости глобального потепления от содержания СО2 неубедительны, а многие авторы считают их откровенно сфальсифицированными. Например, прошлую и начало текущей зимы снега на Землю выпадает больше, чем обычно, что ставит под сомнение тезис о наступлении глобального потепления.
Через 5-10 лет теория глобального потепления может смениться теорией глобального похолодания, экспериментальные данные в пользу которой гораздо убедительнее.
Делать смесь водорода с природным газом бессмысленно. Но даже если допустить, что страны ОЭСР решат оплачивать поставки чистого сжиженного «зеленого» водорода, природные условия России не позволят стране успешно конкурировать с солнечными странами и странами с постоянными ветрами в области плюсовых температур (наледь на лопастях резко снижает ресурс ветрогенераторов). О таких проектах уже объявлено. Компании Air Products & Chemicals и ACWA Power подписали в этом году соглашение с властями инновационного Неома (город будущего в КСА) о строительстве крупнейшего в мире завода по производству водорода стоимостью в 5 млрд долларов на побережье Красного моря. Водородный завод будет работать только с применением солнечной и ветроэнергии.
К смене идеологии эфемерного безуглеродного «устойчивого развития» на какое-нибудь очень конкретное «экономное развитие» страны ОЭСР может подтолкнуть (может быть, даже обязан подтолкнуть!) экономический коллапс. Центробанки крупнейших стран усиленно печатают необеспеченные денежные знаки, спасая экономики от давно прогнозируемого краха.
С начала года ЕЦБ залил в рынки 2,1 трлн евро, увеличив баланс до исторического рекорда в 6,781 трлн евро (на 23 октября). Из этой суммы 1,1 трлн евро банки получили в виде кредитов под нулевую ставку, а остаток ЕЦБ закачал в систему в виде чистой денежной эмиссии, скупая государственные и корпоративные облигации. Объем новой программы печати денег от Европейского ЦБ в декабре составит как минимум 500 млрд. евро.
Вот полиномиальная аппроксимация роста пирамиды ГКО США. К тому же, по данным Блумбергс, американские зомби-компании накопили долгов на 1,4 триллиона долларов. Если рухнет доллар, всем будет не до танцев с бубнами вокруг СО2.
Недавно принятая Водородная стратегия Германии предполагает использование, в первую очередь, зеленого водорода, производимого с помощью возобновляемых источников энергии. Поскольку требуемые объёмы водорода велики, подразумевается, что значительная часть этого газа должна будет импортироваться. Однако в сентябре, пишет Владимир Сидорович, консалтинговая компания Aurora Energy Research подсчитала, что затраты на транспортировку съедают все преимущества импортного водорода.
К похожим выводам пришли авторы недавно опубликованного в Германии фундаментального 130-страничного доклада «Оценка преимуществ и недостатков импорта водорода по сравнению с отечественным производством»
Неверно, что импортный водород дешевле в любом случае, говорится в докладе. Затраты на транспортировку водорода морским транспортом в три раза выше, чем на трубопроводную, и начинают оправдываться только на расстоянии от 4000 километров от страны-производителя. Отметим, что при этом непонятно, как транспортировать чистый водород по существующим трубам – они для этого не приспособлены. Должна ли будет Россия прокладывать новые в надежде, что Германия купит водород, на котором будет стоять лейбл «зеленый»?
Авторы доклада благоразумно предупреждают, что в случае высокой маржи в торговле водородом у стран-экспортеров появится соблазн использовать ископаемое топливо. «Для импортирующей стороны возникают довольно большие неопределенности в отношении фактического происхождения (цвета) водорода (зеленый, синий, серый, mix), когда в стране-экспортере существует несколько вариантов производства водорода и они могут смешиваться», – говорится в докладе. Резюме доклада: возникает вопрос, насколько сильная, национально ориентированная стратегия по производству водорода не может работать так же хорошо, как и импортно-ориентированная? Действительно, вода в России и Германии одинакова, и метан из России и из любого месторождения мира одинаков. Нет никакого смысла строить трубы или водородовозы, чтобы перевезти из первого места во второе продукт, который может быть без проблем изготовлен во втором месте.
Водород из России заинтересует Европу, только если он будет многократно дешевле, чем произведенный на территории Европы, и сверхдорогая доставка «зеленого» водорода по новым, специально проложенным трубам, также будет оплачена за счет России.
Надеемся, что дальше отчетов, предусмотренных многочисленными пунктам «плана», не пойдут бюджетно-затратные действия правительства в туманных попытках продать водород любого цвета Европе и Азии.