Зачем нам мир, в котором не будет ДВС?
Европейские автомобили на бензине и дизеле останутся жить благодаря стараниям Германии
В марте Евросоюз разрешил производство автомобилей с привычными нам двигателями внутреннего сгорания (ДВС) после 2035 года, но при условии, что они будут работать на E-Fuel. Можно ли считать это фиаско для всех ненавистников нефти? И станет ли запах выхлопных газов сродни аромату дорогого вина? И, главное, найдется ли для России кусок рынка в новой "зеленой" реальности?
Что такое E-Fuel?
Как известно, Германия при поддержке Италии долгое время выступала против решения Еврокомиссии запретить регистрацию автомобилей с ДВС с 2035 года. Наконец, в марте 2023 года ФРГ добилась успеха: ЕК сделала исключение для двигателей, работающих на E-Fuel. Другими словами, на территории Евросоюза и после 2035 года можно будет регистрировать автомобили с ДВС. Хотя европейские чиновники имеют привычку менять свои решения, приравнивание E-Fuel к безуглеродному топливу дает российским ВИНК надежду на сохранение существования углеводородного рынка. Но обо всем по порядку.
Во времена расцвета "зеленой повестки" на Западе (2015–2019 годы) многие крупнейшие автомобильные компании заявили о прекращении разработки новых ДВС: Audi, Volkswagen, Volvo, Mercedes-Benz и другие. Наверняка автопроизводителям с многолетней историей нелегко давались такие решения, но давление "зеленого" лобби и экономика оказались сильнее традиций. Из этого следует важный вывод: несмотря на устойчивый спрос на ДВС в развивающихся странах, многие европейские автоконцерны собирались к 2035 году продавать только электромобили по всему миру. Теперь же парадигма развития автопрома снова меняется: электромобили, ДВС, гибриды и водородные авто будут активно конкурировать между собой, поскольку у каждого топлива есть свои уникальные преимущества. Конечно, выбор – это хорошо, но сосредоточимся именно на E-Fuel – последнем шансе для привычных углеводородов.
Несмотря на "зеленое" название, E-Fuel (также известное под названиями "е-топливо", "электронное топливо", Power-to-liquids, Ptl) – это искусственно синтезированный углеводород (бензин, дизель, метан, метанол и т. д.), который по составу ничем не отличается от топлива с НПЗ. Для его производства необходимы водород и CO2, из которых и будет синтезировано топливо через метанол. Для того, чтобы E-Fuel считался углеродно-нейтральным, водород должен быть произведен через электролиз воды на основе ВИЭ ("зеленый" водород), а CO2 уловлен непосредственно из воздуха (DAC, см. фото 1). В таком случае CO2, выходящий из выхлопной трубы, будет уравновешен ранее уловленным CO2 из атмосферы. E-Fuel способен сократить до 90% выбросов CO2 по сравнению с выбросами автомобилей на классическом топливе.
Фото 1.
Не надо быть экспертом, чтобы догадаться: себестоимость такого топлива будет в разы выше нефтяного. Однако ее оценки сильно варьируются, что является типичным на начальном этапе запуска любого ноу-хау. Например, Немецкое энергетическое агентство (Dena) в 2015 году оценивало себестоимость такого топлива в 3,5–5 евро за литр без учета налогов, в то время как себестоимость топлива с НПЗ – менее 0,5 евро за литр. Хотя Shell считает, что стоимость е-топлива составит ниже 1 евро за литр к 2050 году. По мнению Frontier Economics, цена E-Fuel упадет ниже 2 евро за литр уже к 2030 году.
Высокая стоимость такого топлива обусловлена большими энергозатратами, связанными с необходимостью применения электролиза, а также с дороговизной существующих технологий улавливания CO2 из воздуха. В целом для производства 1 литра жидкого E-Fuel необходимо 4 литра воды, 90 МДж электроэнергии и 3 кг CO2 (см. рис. 1).
Рис. 1.
Тяжелая судьба ДВС
В 2025 году вступает в силу новый экологический стандарт "Евро-7", который отличается избыточно строгими требованиями к выбросам выхлопных газов. Во многом именно из-за "Евро-7" автопроизводители решили перейти на разработку электромобилей, поскольку соответствующие ДВС начинают проигрывать им в рентабельности. За привычные моторы держались в основном премиальные бренды, хотя и те вынуждены отказываться от мощных 12-цилиндровых моторов (W12), которые просто невозможно "подогнать" под стандарт "Евро-7" в части топливной эффективности.
Внедрение E-Fuel лоббировали Porsche и Ferrari. И это весьма логично, так как состоятельные владельцы этих автомобилей вполне могут позволить себе топливо за 5 евро за литр. При этом намерения этих компаний в данном направлении выглядят очень серьезно.
Так, компания Porsche совместно с Siemens, Enel и другими партнерами инвестировала $74 млн в проект Haru Oni по производству е-топлива в Чили, где уже по итогам 2022 года его выпуск должен был составить 130 тыс. литров при себестоимости $10 за литр. В 2024 году в рамках данного проекта планируется производить 55 млн литров E-Fuel, к 2026 году – 550 млн литров, но уже при себестоимости такого производства всего лишь в $2 за литр. Планируется, что на начальном этапе произведенное электронное топливо будет использоваться в рамках проведения автоспортивных мероприятий, а также в исследовательских целях.
Еще один завод Norsk E-Fuel начнет строиться в этом году в Норвегии, к 2026 году его производственная мощность составит 25 млн литров, в 2029-м – 100 млн литров, а выпущенное электронное топливо планируется использовать для нужд авиации.
Вместе с тем мы полагаем, что признание е-топлива опоздало на пять лет, поскольку крупнейшие автопроизводители (VAG, Mercedes-Benz, Volvo, BMW и многие другие) уже инвестировали десятки миллиардов долларов в электромобили (разработку новых моделей, гигафабрики по производству зарядных батарей, маркетинг, зарядную инфраструктуру). Поэтому внезапное решение Еврокомиссии в части электронного топлива автопроизводители встретили, мягко говоря, с критикой.
Очевидно, себестоимость является центральным вопросом, от которого зависит будущее ДВС: может ли е-топливо конкурировать с электромобилем и водородом? В ближайшие 10 лет E-Fuel будет использоваться в маркетинговых целях: суперкары и болиды "Формулы-1" перейдут на е-топливо, рекламируя "новый" безвредный ДВС. А за кулисами инженеры изо всех сил будут стремиться снизить стоимость синтетического бензина для рядовых потребителей. И вполне возможно, что у новых ДВС появился шанс продержаться на европейском рынке как минимум до 2050 года.
Главное преимущество топлива, произведенного из нефти, пусть даже и электронного – относительная предсказуемость экономики его производства. Нефтяные компании всегда знают, сколько топлива и какого типа смогут произвести, по какой себестоимости и в какой срок поставить его на рынок (разумеется, с оговорками). В случае с водородом стоит вопрос о его хранении и транспортировке: баллоны высокого давления не безопасны, промышленное хранение в ПХГ технологически сложно, а транспортировка слишком дорога. Электромобиль – наиболее эффективный вид транспорта по КПД (см. рис. 2), но хранение энергии в батареях – до сих пор слабое место всех электромобилей. К тому же сейчас растут цены на медь, никель и литий.
Но все три вида топлив объединяет одно узкое место – ВИЭ, выработка которых непостоянна. В случае безветренной или пасмурной погоды цена на электроэнергию резко вырастет, а тогда производство "зеленого" водорода и е-топлива может вообще остановиться. Ситуацию может спасти либо наличие коммерческих запасов E-Fuel, либо подключение к технологическим процессам его производства газовых и/или угольных электростанций.
Рис. 2.
Однако как быть с грузовым и коммерческим транспортом, авиацией и специальной техникой? В мире активно ведутся разработки электротягачей, но до масштабов производства, аналогичных выпуску легковых электромобилей, еще очень далеко. Первопроходцем, как обычно, стала компания Tesla, показавшая на презентации в 2017 году модель тягача Semi (см. фото 2). Стоит упомянуть, что ранее эксперты утверждали: на одном заряде тягач может проехать не больше 480 км, иначе батарея будет слишком тяжелой и дорогой. Но на презентации Илон Маск объявил о дальности хода 800 км при загрузке 36 т, а быстрая зарядка всего за 30 минут позволит восстановить 70% заряда. Первые тягачи поступили в эксплуатацию в конце 2022 года (их использует компания PepsiCo), но уже без громких заявлений о скорости зарядки и предупреждении о возможных переносах сроков производства.
Фото 2
На ум приходит история со стартапом водородных и электрогрузовиков Nikola. Тревор Милтон, основатель стартапа, позиционировал компанию как главного конкурента Tesla, а ее капитализация после IPO в 2020 году достигала астрономических $34 млрд, и это без единого произведенного прототипа! Nikola делала фантастические заявления о снижении стоимости водорода на 81%, но в итоге мечту инвесторов разрушил поток обвинений в мошенничестве. Из самого запоминающегося – на видеодемонстрации грузовика автомобиль едет не своим ходом, а накатом с горки, на которую его прежде затащили.
Косвенным подтверждением неготовности коммерческого грузового транспорта к переходу на электричество является активное развитие грузовиков на СПГ в Китае. КНР является лидером в производстве электромобилей, а китайские технологии батарей опередили европейские на 10 лет. Но китайские бизнесмены почему-то переводят свой автопарк на СПГ, а не на электроэнергию. Проблема не только в недостаточном запасе хода, но и в необходимости создания дорогостоящей зарядной инфраструктуры. Если в густонаселенной Европе это сделать относительно просто, то на российских федеральных трассах и даже в США – это задача со звездочкой. В то же время для E-Fuel не нужно строить сбытовую сеть: е-топливо можно реализовывать через существующие АЗС без каких-либо дополнительных инвестиций.
Россия и ДВС – братья навеки?
Очевидно, что с введением санкций Россия сильно отдалилась от глобального процесса декарбонизации, хотя и не отказалась от него полностью, пытаясь обеспечивать разумное соотношение между собственными конкурентными преимуществами на углеводородных рынках и низкоуглеродными веяниями времени. Поэтому мы и дальше будем продолжать производить традиционные нефтепродукты, пока на них будет спрос.
Но что если представить Россию в неожиданной роли производителя E-Fuel? Если задуматься, наша страна – идеальная производственная площадка для этой задачи. По сути, ГЭС – тоже ВИЭ (возможно, и атом, если Франция победит Германию в ЕК в этом вопросе), а CO2 можно улавливать и из точечных источников – на газоперерабатывающих заводах, предприятиях по производству удобрений и этанола. Если стоимость тонны CO2, уловленной DAC (из воздуха), может превышать $200 за тонну, то точечное улавливание, например на ГПЗ или на производстве удобрений, – всего $35 за тонну. Стоимость электроэнергии, на которую приходится большая часть себестоимости E-Fuel, даст наибольшую экономию: если в Европейской части России она составляет около $40 за 1 МВт·ч, то в США она варьируется от $20 до $200+ за 1 МВт·ч, а в Германии большую часть 2022 года цена превышала $200 за 1 МВт·ч. Таким образом, синтетическое топливо российского производства теоретически может составить конкуренцию традиционным нефтепродуктам даже на европейском рынке. Конечно, если за 10 лет Евросоюз пересмотрит эмбарго на поставку нефти и нефтепродуктов из России.
Стимулировать развитие производства электронного топлива в РФ может, как ни странно, создание международного водородного рынка. При глобальном масштабировании технологии производства Е-Fuel рынок водорода может стать отдаленным аналогом сегодняшнего нефтяного рынка. Если вспомнить, что энергия ВИЭ непостоянна, то спрос и цена на водород, очевидно, могут колебаться в зависимости от динамики выработки энергии на основе ВИЭ. И в случае возникновения дефицита "зеленой" энергии и Китай, и ЕС, и даже США, скорее всего, не будут брезговать "голубым" или "желтым" (атомным) водородом, а Россия может стать главным балансирующим поставщиком водорода в мировом масштабе.
Вместе с тем это не призыв к сиюминутным действиям России в данной области. В настоящее время наша энергетическая отрасль имеет гораздо более важные задачи, чем E-Fuel и водород. Сперва необходимо решить насущные проблемы с импортозамещением СПГ-оборудования, флота ГРП и морских платформ. Но, как говорится, один пишем – два в уме. Невозможно вечно плыть по течению и откладывать декарбонизацию на потом, в то время как "зеленая повестка" превращается в глобальный политико-экономический инструмент, по масштабу догоняющий стратегию насаждения "западной демократии".
