Водородная экспансия России отменяется
Фото: РИА Новости

Водородная экспансия России отменяется

Еще недавно у программы развития водородных технологий в РФ было очень много противников. Говорили, что водород «заманивает нас в ловушку», «никаких климатических проблем не существует», «просто идет новый передел мира» и т. д. Впрочем, были и другие аргументы, суть которых заключалась в том, что водородные технологии опасны, дороги и бесперспективны. Однако за последние два года число сторонников водорода возросло, чему способствовала активная реализация ряда водородных проектов на Западе, а также популяризация и научная работа, которые активно велись в России.

Сейчас, в период санкций, нужно вновь задуматься, нужны ли нам водородные технологии, и если нужны, то зачем. И главный вопрос здесь: в какую реальность Россия вернется после отмены санкций и кем будет в этой реальности – отсталой страной третьего мира или высокотехнологичной державой? И есть ли у нас возможности для реализации последнего варианта – финансовые, научные и технологические?

Санкции перекрывают экспорт водорода

Сейчас у нас есть некоторая пауза для того, чтобы определить, в какой мере и в каких аспектах развивать водородные программы. Водородная энергетика уже была внесена в Энергетическую стратегию РФ до 2035 года, была создана Концепция развития водородной энергетики в Российской Федерации и План мероприятий («дорожная карта») по развитию водородной энергетики на период до 2024 года. Очевидно, что в нынешних условиях их придется кардинально пересматривать. В первую очередь с точки зрения целеполагания, поскольку основным пунктом этих программ являлся экспорт водорода из России. Предполагалось, что поставки будут вестись в энергодефицитные развитые страны, такие как Япония и государства Северной и Центральной Европы (в том числе в Германию). Теперь – как минимум на ближайшее время – эти пути экспорта будут для нас закрыты. А когда через несколько лет мы вернемся на этот рынок, он, скорее всего, уже будет поделен без нас.

Есть, конечно, наши традиционные партнеры на Востоке. Но экспортировать водород в Индию и Китай – это утопия. У Индии огромная программа по развитию ВИЭ (в частности, по солнечной и ветряной энергетике), и благодаря этой энергии страна сможет получать самый чистый, так называемый «зеленый» водород. Крупнейшие компании индийского ТЭК – Indian Oil, Larsen & Toubro и ReNew Power – уже договорились о создании СП для реализации проектов по «зеленому» водороду.

У Китая уже имеются собственные крупные мощности по генерации водорода, причем гораздо крупнее, чем у России. А к 2025 году КНР планирует производить 100–200 тыс. т «зеленого» водорода в год.

Зеленый, бирюзовый, голубой

Учитывая вышесказанное, России нужно менять всю концепцию. Выжить в текущих условиях мы можем, только если сконцентрируемся на внутрироссийских проблемах и поставим целью не «завоевание мира», а обеспечение самих себя передовыми водородными технологиями за счет собственных сил и средств.

Для начала необходимо определить, на какой способ получения водорода ориентироваться. В зависимости от целей, перспективными будут разные способы. Самым дешевым и самым распространенным методом крупнотоннажного получения водорода сейчас является парогазовая конверсия (риформинг), конечным продуктом которой становятся углекислый газ и так называемый «серый» водород.

Но здесь есть проблемы. Практически все установки для риформинга – импортные, причем поставляются они именно из тех стран, которые ввели санкции против России. Чем заменить комплектующие, которые понадобятся уже в ближайшее время? Это уже вопрос даже не завтрашнего, а сегодняшнего дня.

Вторая проблема заключается в том, что углеродный след при риформинге получается достаточно существенным. Для его уменьшения нужна технология улавливания и захоронения углекислого газа. Водород со сниженным углеродным следом уже переходит в более высокий класс и называется «голубым». Научные основы такой технологии разработаны и в России, но ее практическое применение даже за рубежом только начинается, экономические перспективы здесь еще не до конца понятны. Кроме того, такие технологии увеличивают цену получаемого водорода в два-три раза.

Можем ли мы самостоятельно внедрить технологии, необходимые для получения «голубого» водорода? Однозначно можем, весь вопрос лишь в консолидации научных, технологических и финансовых усилий на этом направлении.

Также водород можно получать пиролизом («бирюзовый» водород). Но «бирюзовый» дороже «голубого», а проблем с ним связано гораздо больше.

Есть еще «зеленый» водород – самый чистый, но и самый дорогой, получаемый путем электролиза (при условии, что и электроэнергия будет использоваться «зеленая», то есть вырабатываемая за счет ВИЭ). Вот это был бы самый ходовой товар для экспорта, так как основной целью декарбонизации является полный отказ от углеводородного сырья. Эта технология также решает и наши внутренние проблемы, такие как создание «зеленых» водородных заправочных станций для транспорта, и в сочетании с ВИЭ является перспективной для энергоснабжения изолированных территорий в качестве замены дизельных электростанций. Однако электролизеры, которые используются в России, также произведены на Западе, и с ними тоже через какое-то время возникнет проблема.

Ориентация на транспорт

Одним из выходов для России могла бы стать ориентация не на экспорт водорода, а на его использование в собственной транспортной отрасли. Весь мир в течение ближайшего времени переведет бóльшую часть транспорта на электричество, а современный водородный транспорт – это в первую очередь электротранспорт, в котором при помощи электрохимической реакции из водорода получается необходимое для электродвигателей электричество. Это будут либо водородные топливные блоки, либо аккумуляторы, напрямую заряжающиеся из сети. Мы можем следовать в этом направлении или не следовать – это вопрос государственный, но вскоре мы неотвратимо окажемся в мире, где большинство транспорта будет электрическим.

Сейчас Россия не может перевести весь транспорт на электричество, это потребует очень большого количества дополнительных генерирующих мощностей. Данную проблему может частично решить как раз водород, особенно «голубой», так как при его получении не потребуется сооружение дополнительных электростанций. Кроме того, водородный городской электротранспорт уже сейчас оказывается более экономически выгодным, чем аккумуляторный (несмотря на достаточно дорогой водород).

Однако и здесь есть ряд проблем. Во-первых, боязнь водорода. Чиновники достаточно высокого уровня искренне верят, что водородная заправка в центре Москвы может взорвать полгорода. Хотя в Англии уже тридцать лет ездят водородные автобусы, а единственный инцидент, произошедший на заправочной станции, показал, что водород гораздо безопаснее горючих энергоносителей. Но эти доводы не работают. Боязнь нового – наиболее сильный тормозящий фактор на пути развития водородного транспорта.

Кроме того, все энергоустановки в российских транспортных средствах, работающих за счет водорода, – импортные. Еще несколько месяцев назад преобладала точка зрения, что все технологии, которые нам нужны, мы купим. Но теперь, соответственно, мы их купить не можем. Более того, западные поставщики, один за другим, отказываются поставлять в Россию даже детали для этих технологий. Обратиться к Китаю и Индии тоже не получится – их технологии водородного транспорта существенно не дотягивают до мирового уровня.

В России же многие технологии уже разработаны учеными, доведены до опытных образцов, но хотя бы мелкосерийное производство полностью отсутствует (в первую очередь речь идет о материалах, таких как протонообменная мембрана, катализаторы, газодиффузионные слои и различные конструкционные материалы). Те же мембраны у нас производились до распада СССР, однако в постсоветское время часть технологий была утрачена. Да, затем была разработана хорошая научная основа для выпуска нового поколения перфторированных ионообменных мембран, но эта работа не доведена до конца, хотя бы до мелкой серии.

Второй фактор, сыгравший с нами злую шутку, заключается в том, что потребность в материалах и устройствах для водородного транспорта была невысока. Поэтому производить их было экономически нецелесообразно. Плюс было плохо налажено взаимодействие между отдельными министерствами. Каждый год новым группам ученых и разработчиков давались новые задания вместо того, чтобы консолидировать усилия и довести до конца те перспективные технологии, которые уже имелись.

Сейчас, вероятно, все-таки придется приложить усилия и наладить хотя бы мелкосерийное, малотоннажное производство. В условиях бюджетно-дефицитной экономики единственная возможность доведения этих работ до финала – это реализация крупных комплексных проектов.

Об авторе

Юрий Добровольский
Юрий Добровольский
руководитель Центра компетенций Национальной технологической инициативы «Новые и мобильные источники энергии» при ИПХФ РАН
Все статьи автора

Аналитика на тему