Первый хочет стать главным

Мир готовится к глобальному энергетическому переходу

ЭкспертHi-Tech

Первый хочет стать главным

Мир готовится к глобальному энергетическому переходу, цель которого — уменьшение негативного воздействия на окружающую среду за счет декарбонизации экономики. Важная роль в процессе избавления зависимости от ископаемых источников энергии отводится водороду. 

Сергей Куликов

Фото Monika Skolimowska/dpa/picture-alliance

На место главного энергоносителя взамен ископаемых угля, нефти и газа претендует первый элемент в таблице Менделеева — водород, запасы сырья для которого безграничны, а вред от использования ничтожен.

Число сторонников водородной энергетики растет. Долгосрочные программы развития водородных технологий, поддержанных льготами и финансированием из бюджетов разных уровней, приняли более 20 государств и около 60 корпораций, объединившихся в Мировой совет по водороду (Hydrogen Council). По его оценке, к 2050 году ежегодный оборот средств в водородной энергетике составит 2,5 трлн долларов. Для сравнения: мировой рынок нефти в 2018 году оценивался в 1,8 трлн долларов.

Согласно прогнозам некоторых аналитиков, конец традиционной энергетики близок: примерно через десять-двенадцать лет значительная ее часть будет основываться на водороде, а спрос на традиционные виды топлива (нефть, газ и уголь) резко сократится. России, стране, для которой эти энергоносители — основа экономики, стоит задуматься: что будет, когда энергопереход станет реальностью? Впрочем, по мнению экспертов, даже в этой ситуации у России есть возможность занять достойное место на мировом водородном рынке — 10–15% на горизонте 2030 года, что сопоставимо с нынешней долей страны на мировых рынках нефти и газа.

Декарбонизацию — в массы

Сферы применения водорода разнообразны. Это эффективный энергоноситель, который можно использовать как для получения электроэнергии, так и в металлургии, например для выплавки стали. Это накопитель энергии: в период низкого спроса выработанную традиционными электростанциями электроэнергию можно направить на получение водорода, который может храниться, а затем при необходимости использоваться для получения все той же электроэнергии. Впрочем, полученный Н2 можно и переправить на значительное расстояние и уже на месте использовать для получения электро энергии. И для этого его необязательно сжигать: использование водорода в топливных элементах позволяет получать электроэнергию за счет электрохимического процесса: при соединении водорода с кислородом из атмосферного воздуха мы получаем электричество, тепло и воду. При этом КПД топливного элемента выше, чем у самых эффективных традиционных энергоустановок или двигателя внутреннего сгорания. Наконец, это сам по себе ценный химический продукт, необходимый в нефтехимии и фармацевтике. Одна беда: в чистом виде в природе его нет.

Чтобы получить «зеленый» водород (см. схему), нужно потратить больше энергии, чем потом удастся получить от него. Как отмечают специалисты Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», на производство одного кубометра водорода — это эквивалент примерно 400 граммов условного топлива (УТ) — путем электролиза расходуется 5,5–6 кВт·ч электроэнергии (или 1750–1880 граммов УТ). А это означает, что производить его экономически выгодно только с помощью избыточной или условно бесплатной электроэнергии (например, ветряной или солнечной).

Западный мир уже сделал ставку на водород, а потому на расходы не скупится. В 2017 году была запущена общеевропейская инициатива Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCHJU), которая объединила 89 регионов и городов из 22 стран. Ее участники заявили о стремлении использовать водородные технологии в своих стратегиях в рамках «энергетического перехода» (движение к «чистой» энергетике). На эти цели до 2022 года планируется потратить около 1,8 млрд евро. Помимо этого Германия выделяет до 300 млн евро в год на различные проекты с низким углеродным следом, основу которых составляет водород. Ежегодное финансирование программы производства водородных топливных элементов в США достигает 120 млн долларов.

В бюджете Японии производство таких топливных элементов в прошлом году было субсидировано на 70 млн долларов. Кстати, именно Япония первой заявила о планах построить «общество, основанное на водороде». Согласно стратегической дорожной карте, принятой в 2014 году, к 2050 году необходимо достичь нескольких ключевых параметров. В частности, объем торговли энергетическим водородом должен составить 5–10 млн тонн. К означенному сроку газовые автозаправки должны быть полностью замещены водородными; автомобили и автобусы с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) полностью заменит транспорт на водородных топливных элементах (ВТЭ). Кроме того, водородные энергоустановки заменят традиционные в домохозяйствах страны.

Департамент бизнеса, энергетики и производственных стратегий Великобритании в сентябре этого года заявил о начале перехода металлургической промышленности страны на водородное топливо. Сроки перехода не называются, но на старт программы уже выделено около 400 млн фунтов стерлингов.

Новости из сферы водородной энергетики, связанные со стартом различных проектов, появляются с завидной периодичностью. Так, в ноябре объявлено о запуске крупнейшей в мире установки по производству «зеленого» водорода на сталелитейном заводе в Австрии. Мощность установки — более 6 МВт, ее основа — электролизер, который получает электричество от станции, работающей на ВИЭ. Одновременно ThyssenKrupp Steel в Германии начала испытания использования водорода в качестве топлива для доменной печи вместо пылевидного угля.

«Чистые» запасы

У нашей страны есть запасы природного газа, а также относительно «чистая» энергетика, благодаря которым мы легко вписываемся в рамки международных требований по выбросам парниковых газов.

«Доля угольной генерации в российской энергосистеме по-прежнему остается ниже всех среди десяти крупнейших энергетических систем мира, — отмечает управляющий директор WMT Consult Наталья Гриб. — Для сравнения: доля угля в объеме выработки электроэнергии в России — 15 процентов, в Германии — 37,2, в США — 27, в Китае — 65, в Японии — 28 процентов». Это значит, что российская энергосистема оставляет самый низкий углеродный след на киловатт произведенной энергии.

Кроме того, есть и «излишки». Например, до 25–30 ГВт мощности в энергосистеме страны даже в час прохождения годового максимума потребления являются избыточными, отмечают исследователи Energynet.

В России есть как минимум три площадки с избыточными мощностями, на которых можно производить водород.

Например, это Усть-Среднеканская ГЭС на Колыме (Магаданская область) установленной мощностью 570 МВт, строительство которой ведут структуры «Русгидро». Сейчас станция находится в процессе строительства и должна выйти на проектную мощность к 2024 году, но в регионе нет такого роста потребления, чтобы обеспечить ее полную загрузку. Ежегодно на ней можно было бы производить 34,5 тыс. тонн водорода. И это исходя из проектной установленной мощности станции при среднегодовом коэффициенте использования установленной мощности (КИУМ) на уровне 38,7%.

Вторая площадка — Кольская АЭС с четырьмя реакторами ВВЭР-440 и установленной мощностью 1760 МВт в Мурманской области — относится к числу «запертых» мощностей энергосистемы. В силу сетевых ограничений КИУМ станции составляет 65,9% при среднем КИУМ АЭС в России в 2018 году более 85%. Возможность производства водорода на базе электроэнергии, вырабатываемой станцией, оценена при условии повышения КИУМ до 93%.

Третья — Ленинградская АЭС установленной мощностью 5200 МВт с четырьмя блоками на реакторах РБМК-1000 и одним вводимым в эксплуатацию ВВЭР1200 — тоже отличается невысоким для атомной станции КИУМ (76,4%). С учетом планового вывода из эксплуатации первых двух энергоблоков и ввода пятого блока установленная мощность составит 3200 МВт. Возможность производства водорода на базе электроэнергии, вырабатываемой станцией, оценена при условии повышения КИУМ до 93% за счет спроса на электроэнергию со стороны водородного производства.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Человек эпохи Цукерберга: читать, слушать или смотреть? Человек эпохи Цукерберга: читать, слушать или смотреть?

Что будет дальше с навыком чтения

Эксперт
Вы бы предпочли мясо из пробирки или муку из сверчков? Вы бы предпочли мясо из пробирки или муку из сверчков?

Интервью с философом и создателем теории Next Nature Куртом ван Менсвортом

GQ
Каста здесь Каста здесь

Некоторые соображения об устройстве российского общества

Esquire
Кто медленно ходит — медленно думает Кто медленно ходит — медленно думает

Между темпом ходьбы и тем, как мозг обрабатывает информацию есть взаимосвязь

Psychologies
Кризис управления Кризис управления

Государство не может потратить триллионы рублей, но продолжает отъем денег

Forbes
Supreme x The North Face осень-зима 2019: как сотрудничество streetwear- и спортивного брендов стало настолько успешным Supreme x The North Face осень-зима 2019: как сотрудничество streetwear- и спортивного брендов стало настолько успешным

Очередная коллаборация Supreme и The North Face

Esquire
20 инноваций, которые спасут нашу планету 20 инноваций, которые спасут нашу планету

Топ-20 проектов, которые позволят сделать наш мир лучше

Naked Science
Основательница DressOne.ru — о том, как не купить кота в мешке Основательница DressOne.ru — о том, как не купить кота в мешке

Разговор о культуре виртуальных покупок и что лучше всего продается в интернете

РБК
Деньги на счетах, а не в экономике. О чем говорит новый рейтинг РБК 500 Деньги на счетах, а не в экономике. О чем говорит новый рейтинг РБК 500

Крупнейшие компании России вдвое увеличили темпы роста выручки в 2018 году

РБК
Заметки о Каппадокии Заметки о Каппадокии

Поездка в Каппадокию в ноябре

Наука и жизнь
Последняя щедрость Последняя щедрость

Пандемия внесла свои поправки в дивидендную политику компаний

Эксперт
Зоологи изучили неизвестную ранее сторону жизни пиявок Зоологи изучили неизвестную ранее сторону жизни пиявок

Целая группа пиявок выбирает в качестве хозяев не млекопитающих, а моллюсков

Популярная механика
Тревел-версия Тревел-версия

Блогеры из разных стран рассказали о бьюти-привычках их соотечественниц

Cosmopolitan
Грязное дело Грязное дело

Топ мест, в которых скапливается микробов больше, чем под ободком унитаза

StarHit
Сериал Сериал

HBO и «Амедиатека» представили новых «Хранителей»

Esquire
Что такое HDMI? Сравниваем типы кабелей Что такое HDMI? Сравниваем типы кабелей

Что такое HDMI, чем различаются типы кабелей, и как работает эта технология?

CHIP
Тимур и его финансы Тимур и его финансы

Тимур Турлов рассказал, как мечта детства привела его к успеху

Esquire
«Большие деньги сейчас сюда не ходят»: Игорь Рябенький о молодых бизнесменах и будущих проблемах «Большие деньги сейчас сюда не ходят»: Игорь Рябенький о молодых бизнесменах и будущих проблемах

Игорь Рябенький рассказал, как молодым бизнесменам привлечь у него деньги

Forbes
Юань на черный день: к чему приведет дедолларизация ФНБ Юань на черный день: к чему приведет дедолларизация ФНБ

В среднесрочной перспективе изменения валютной структуры ФНБ выглядит разумно

Forbes
Ода счастью Ода счастью

Подруга Киану Ривза наконец-то заслужила право выйти из тени

StarHit
Как правильно курить сигару: понятный гид и главные нюансы Как правильно курить сигару: понятный гид и главные нюансы

В первый раз зажигание сигары может показаться довольно запутанным

Playboy
Без самодеятельности: как отключить обновления Windows 10 Без самодеятельности: как отключить обновления Windows 10

Эксперт рассказывает, как отключить автообновления Windows 10 разных версий

Популярная механика
Мне нужны дети, а не квартира Мне нужны дети, а не квартира

Как формализм опеки порождает нечеловеческие страдания

Русский репортер
Найти свою зону ближайшего развития и изменить жизнь Найти свою зону ближайшего развития и изменить жизнь

Зона ближайшего развития — понятие, пришедшее из советской педагогики

Psychologies
Главная школа стартапера: миллиардер Дэвид Даффилд об опыте, который нужен успешному предпринимателю Главная школа стартапера: миллиардер Дэвид Даффилд об опыте, который нужен успешному предпринимателю

Чему может научить предпринимателя большая компания?

Forbes
Хороший пример: чему России можно поучиться у стран СНГ в вопросах гендерной политики Хороший пример: чему России можно поучиться у стран СНГ в вопросах гендерной политики

Нам есть чему поучиться у стран-соседей

Forbes
Время первых Время первых

Гонзо-репортаж от Мити Фомина из Северного ледовитого океана

Playboy
Постоянно урчит в животе? Причины и 9 подсказок, как добиться тишины Постоянно урчит в животе? Причины и 9 подсказок, как добиться тишины

Почему урчит в животе у взрослого, и можно ли как-то от этого избавиться

Playboy
Доплата за красоту: как приятная внешность влияет на успех в карьере и бизнесе Доплата за красоту: как приятная внешность влияет на успех в карьере и бизнесе

Как превратить внешность в конкурентное преимущество?

Forbes
Джуд Лоу. Воскрешение Джуд Лоу. Воскрешение

Джуд Лоу за двадцать пять лет актерской карьеры доказал, что может все

Караван историй
Открыть в приложении