Водородные амбиции ЕС: план есть, но реализация оставляет много вопросов

План HyDeal Ambition по ежегодному производству 3,6 млн тонн «зеленого» водорода выглядит довольно амбициозным, но есть ряд нерешенных вопросов относительно технологий и инвестиций, а также безопасности для окружающей среды.

Европейские компании намерены запустить «интегрированную цепочку создания стоимости для доставки „зеленого“ водорода в Европу по цене ископаемого топлива». Суть программы HyDeal Ambition — наладить поставки «зеленого» водорода, произведенного путем электролиза воды с помощью ВИЭ-генерации, по цене €1,5 за 1 кг (включая транспортировку и хранение), к 2030 году.

Реализация HyDeal Ambition во многом будет зависеть от объемов и темпов постройки мощностей ВИЭ на Пиренейском полуострове. В пресс-релизе, подготовленном пулом европейских компаний, говорится, что участники инициативы намерены запустить 95 ГВт мощностей солнечной энергетики и 67 ГВт электролизеров, что должно обеспечить ежегодное производство 3,6 млн тонн зеленого «водорода». Доставлять такое топливо будут потребителям в секторах энергетики, промышленности и транспорта. География поставок — от Испании и юго-запада Франции до Германии.

В эту программу входят несколько десятков компаний, причем далеко не все из них производители оборудования для ВИЭ-генерации или зеленого «водорода». В HyDeal Ambition участвуют:

  • разработчики проектов солнечной энергетики: DH2 / Dhamma Energy (Испания), Falck Renewables (Италия), Qair (Франция);
  • производители электролизеров, инжиниринговые компании: McPhy Energy (Франция), VINCI Construction (Франция);
  • газотранспортные компании: Enagás (Испания), OGE (Германия), SNAM (Италия), GRTgaz (Франция), Teréga (Франция);
  • энергетические и промышленные группы: Gazel Energie, дочерняя компания EPH (Франция), Naturgy (Испания), HDF Energie (Франция);
  • инфраструктурные фонды: Cube, Marguerite, Meridiam;
  • консультанты и советники: Европейский инвестиционный банк, Corporate Value Associates (CVA), Clifford Chance, Cranmore Partners, Finergreen, Envision Digital, Energy Web.

В документе утверждается, что участники HyDeal Ambition два года прорабатывали технико-экономическое обоснование, а также всю цепочку создания «зеленого» водорода (добыча, транспортировка, переработка, финансы). Впрочем, в публичном доступе пока что этих данных нет. Пока известно лишь то, что первый проект программы начнется в 2021 году в Испании с запуском нескольких солнечных электростанций с общей мощностью 10 ГВт.

При этом остается множество вопросов без ответов. Например, непонятно, как эти компании собираются нарастить столь огромный объем (67 ГВт электролизеров) к 2030 году, когда даже в водородной стратегии «зеленой сделки», одобренной Еврокомиссией (ЕК), предусмотрено строительство лишь 40 ГВт электролизеров (тоже к 2030 году).

«До 2030 года инвестиции в производство электролизеров могут составить до €42 млрд. За тот же период потребуется €220–340 млрд для расширения масштабов и непосредственного подключения к электролизерам 80-120 ГВт, производимых солнечной и ветровой генерацией. Еще €65 млрд инвестиций потребуется для организации транспортировки, распределения и хранения водорода в ЕС», — говорится в водородной стратегии Еврокомиссии.

Выходит, у компаний из HyDeal Ambition либо есть сумма, превосходящая примерно €400 млрд инвестиций, о которых говорит ЕК, либо они рассчитывают, что кто-то эти деньги им будет выделять по мере реализации программы.

Более того, инициатива HyDeal Ambition крайне амбициозна и с технической точки зрения.

«Создать инфраструктуру с мощностью в 67 ГВт электролизеров до 2030 года — это задача, пожалуй, выполнимая. Производство электролизеров — не слишком сложный для Европы процесс. Правда, я бы сказал, что такие объемы — это явно верхняя планка допустимого, может даже немного завышенная», — рассказал «НиК» профессор Санкт-Петербургского политехнического университета Виктор Елистратов.

Он также добавил, что инициатива HyDeal Ambition будет привлекательной для многих стран ЕС, поскольку они заинтересованы в экологически чистых источниках энергии. Однако создание замкнутой системы по производству и перераспределению водородного топлива в Евросоюзе будет зависеть от многих макроэкономических факторов. Эксперт считает, что тут обязательно нужна поддержка государства. Впрочем, общая экономическая ситуация в мире тоже может существенно повлиять на реализацию столь амбициозной программы.

План HyDeal Ambition по ежегодному производству 3,6 млн тонн «зеленого» водорода выглядит довольно амбициозным еще и потому, что по предварительным итогам МЭА в 2020 году производство низкоуглеродного водорода во всем мире составило около 0,46 млн тонн. «Только 0,1% сегодняшнего водорода на самом деле является зеленым. 96-98% всего водорода, производимого сегодня, создано благодаря ископаемому топливу», — пишет Forbes. В Научном центре ЕС (одной из структур Еврокомиссии) называют почти те же цифры. «Сейчас более 95% нашего водорода производится из ископаемых видов топлива с использованием процессов, выделяющих СО2», — говорится в отчете за ноябрь 2020 года. Выходит, менее чем за 10 лет компании из программы HyDeal Ambition должны наладить производство «зеленого» водорода почти с нуля.

При этом участники HyDeal Ambition пока не приводят данные о результирующем КПД — сколько энергии должно быть затрачено, включая энергию на производство солнечных панелей и ветряков, не говоря уже о производстве водорода, чтобы получить единицу потребляемой энергии.

Есть и нерешенные вопросы с проблемой регулярности поставок энергии от объектов ВИЭ-генерации.

Пиренейский полуостров — благоприятное место для солнечных батарей за счет своей географической расположенности. С другой стороны, аномальные морозы бывают и там. В начале января этого года Испанию завалило снегом, а небо над страной затянуло облаками на несколько недель. Очевидно, что в таких случаях солнечная энергетика не сможет обеспечивать заводы по производству водорода должным объемом энергии.

С ветроэнергетикой все еще сложнее. Недавний инцидент, когда из-за обледенения в Германии 30 тысяч ветряных турбин перестали поставлять электричество (работали только на самообеспечение), наглядно показал, насколько уязвимой становится энергобезопасность страны, когда доля ВИЭ занимает все больший процент в генерации энергии государства. Напомним, ветроэнергетика ФРГ дает стране около 60 ГВт.

«Технологии борьбы с этим явлением в ветроэнергетике — относительно новое направление, которое развивается по мере распространения ветроустановок в северных широтах и на шельфе. Например, пилотная установка арктического исполнения работает в России — в Тикси Республики Саха (Якутия). Предотвращение намерзания льда и борьба с уже образовавшейся наледью требует применения специальных конструкционных решений (например, устройство электрообогревателей на поверхности), затрат энергии на собственные нужды ветроустановок и дополнительных трат на обслуживание», — объясняет старший аналитик Центра энергетики Московской школы управления СКОЛКОВО Юрий Мельников.

Происходящие сейчас в Северном полушарии погодные явления нетипичны для многих регионах в это время года, констатирует эксперт. Даже в Техасе невиданные за 30 лет морозы серьезно ударили не только по ветроэнергетике, но и по добыче нефти. Глобальное изменение климата приведет к учащению подобных малопредсказуемых аномалий в будущем, и страдать будет вся инфраструктура.

Выходит, когда страна наращивает ВИЭ-мощности, ей приходится выполнять два условия. Во-первых, нужно держать наготове «запасные» технологии и инструменты, которые, кстати, генерируют большой объем СО2, что в итоге перекрывает весь эффект от внедрения ВИЭ. Во-вторых, нестабильность поставок «зеленой энергетики» вынуждает государство тратить деньги на содержание резервных мощностей. Выделять средства на развитие ВИЭ-генерации, а параллельно с этим просто ради страховки содержать ГЭС, работающие на газе и угле, которые за весь год проработают всего 2-3 недели (когда ударят морозы зимой, а небо затянут тучи) — это весьма дорогое удовольствие.

Примечательно, что в европейском инфополе все эти проблемы стараются не афишировать. Почти сразу после инцидента с обледенением 30 тысяч ветротурбин в ФРГ немецкое общественное вещание RBB выпустило в эфир отчет о проблемах с энергетикой этой зимой. В нем говорилось, что во время перебоев с поставками энергии от ветряков электростанции в Лаузитце, которые работают на угле, были запущены на полную мощность. Сегодня этот отчет RBB уже удален из архивов, он сохранился лишь на немецких ресурсах вроде Vernunftkraft.de, который часто публикует нелицеприятные факты для сторонников ВИЭ.

Никто из компаний инициативы HyDeal Ambition, впрочем, как и схожих программ по наращиванию «зеленого» водорода вроде Green Hydrogen Catapult (развернуть в 25 ГВт ВИЭ-генерации для производства водорода), не говорит о том, где Испания и другие страны будут брать колоссальные запасы воды для электролиза.

Лишь некоторые западные эксперты и СМИ вроде Oilprice напоминают, что для производства одной тонны водорода методом электролиза требуется примерно девять тонн воды.

Причем ее нельзя просто выкачать из ближайшей реки, ее нужно очистить и деминерализовать. Насколько опасно такое использование водных ресурсов для окружающей среды европейских стран? В пресс-релизе HyDeal Ambition об этом не говорят.

Из-за своей низкой плотности водород занимает значительное пространство, что может создать трудности при транспортировке и хранении. Уже сейчас многие эксперты говорят о том, что для транспортировки водород, вероятно, потребует сжижения или преобразования в аммиак, чтобы его доставка была более дешевой. Наилучший вариант коммуникации при этом — трубопроводы.

Еще осенью 2020 года немецкий энергетический концерн E.ON переоборудовал газопровод, который является частью системы газоснабжения ФРГ, под прокачку водорода. По стандартам Германии в трубопровод можно добавлять только 10% водорода. В компании уверяют, что довели отметку до 30%, а в будущем рассчитывают увеличить ее до 100%. Однако в E.ON так и не сделали окончательного вывода, будет ли такая «модернизация» включать замену труб или можно использовать уже существующие. В первом случае это дополнительные расходы на постройку новых коммуникаций, а во втором — вытеснение газа из магистралей ради прокачки водорода.

Есть и сложности с хранением водорода, которое пока что обходится весьма недешево. Системы хранения должны выдерживать либо криогенные температуры, либо высокое давление или даже содержать специальные элементы, взаимодействующие с водой или воздухом.

В итоге, если говорить о программе HyDeal Ambition — самой амбициозной инициативе по внедрению водорода в энергетику Европы — в ближайшей перспективе ее вряд ли можно считать серьезной угрозой для газа и его экспортеров в ЕС. Впрочем, как отметил в комментарии для «НиК» глава Фонда энергетического развития Сергей Пикин, в долгосрочной перспективе экспортерам к этому вопросу все же следует относиться более серьезно.

«Пока что „зеленый“ водород еще слишком дорог, чтобы конкурировать с трубопроводным газом или СПГ по стоимости. Да и 3,6 тонн такого топлива, о чем говорится в программе HyDeal Ambition, — это не те объемы, которые вытолкнут газ с европейского рынка. Для обеспечения теплоснабжения домохозяйств и различных предприятий в ЕС пока что лучше всего подходит газ, а „зеленый“ водород может найти лучшее применение в других областях. Больше шансов, что его направят в качестве топлива для транспорта, а также для накопления энергии, цель которой — это выравнивание графика поставок электричества от ВИЭ-объектов. Солнечные батареи ночью его не накапливают, а ветряки не работают все время в одинаковом режиме.

„Зеленый“ водород будет компенсировать временную нехватку таких поставок, играя роль „газового“ аккумулятора экологически чистой энергии»,

— рассказывает эксперт.

Однако Сергей Пикин признает, что внедрение водорода в транспортную и энергетическую отрасль ЕС хоть и с оговорками, но все же выполняется. Углеродный налог может значительно ускорить этот процесс. Безусловно, водород еще достаточно долго будет прокладывать себе путь в Европе, но экспортерам газа все же следует прорабатывать стратегию по адаптации к экологическим требования ЕС. В долгосрочной перспективе производство «голубого» водорода, считает Сергей Пикин, может быть вполне адекватным шагом российских компаний, если они хотят сохранить присутствие на европейском рынке.

Илья Круглей

СЛЕДУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ РАЗДЕЛА "ВИЭ"