Водородная энергетика может быть реализована лишь в синергии усилий всей энергетической отрасли. Как готовятся к новой парадигме наши коллеги из сферы ТЭК?
Константин Романов, ответственный секретарь Координационного комитета ПАО «Газпром» по вопросам рационального природопользования, начальник отдела, кандидат экономических наук:
– Как представитель газовой компании, сфокусируюсь на роли природного газа. Для нас водородное направление не новый вид деятельности. Ежегодно в группе «Газпром» производится более 360 тыс. т водорода, часть из этого объема – низкоуглеродное производство, (с минимальными выбросами). Мы используем большую часть для собственных нужд: производства аммиака, метанола, повышения качества бензина. Но климатическая тематика становится все актуальнее, поэтому наше приоритетное направление – развитие инновационных технологий с минимальными выбросами.
Первое направление – использование метано-водородного топлива для собственных нужд, чтобы снизить углеродный след в поставках газа. Второе направление – получение водорода из метана без выбросов углекислого газа; твердый углерод, который при этом образуется, достаточно ценный продукт для производства стройматериалов, химической промышленности, производства углепластика, графена, углеродных нанотрубок. С учетом этих направлений мы реализуем ряд инновационных проектов. Одним из кирпичиков создаваемой по инициативе Томского политехнического университета «водородной долины» стал проект в этом вузе – создание пилотной учебно-экспериментальной установки с технологией плазмохимии, которая позволяет производить водород и твердый углерод без выбросов углекислого газа. Другой проект – в Самарском государственном техническом университете, где создается установка для отработки технологий пиролиза в жидких металлах. Работаем в том числе и с зарубежными партнерами – европейскими и азиатскими. Идет обсуждение пилотных направлений и конкретных проектов.
Важнейший критерий оценки технологий – воздействие на климат. Поэтому наши исследования и выбор технологий должны концентрироваться на лимите, который устанавливается европейскими и иными партнерами по выбросам при производстве водорода. В обсуждаемых Евросоюзом критериях устойчивых инвестиций оговаривался предел ранее 5,8 кг углекислого газа на 1 кг водорода; теперь же предполагается снизить этот коридор до 2,2 кг. Сложились критерии низкоуглеродного водорода по различным системам сертификации. Природный газ является хорошим сырьем и основой для водородной энергетики, но важно сконцентрироваться на низкоуглеродных способах производства водорода.
Андрей Петрухин, начальник управления инновационного развития ПАО «Газпром нефть»:
– Мы давно следим за технологиями, которые могут оказать влияние на ключевое направление нашей деятельности – производство транспортного топлива. Сегодня водородные автомобили производят, продают и эксплуатируют, но влияния на энергобаланс они не оказывают в силу того, что сам произведенный водород имеет значительный углеродный след.
Интересно сравнить тему автомобильного водорода с попытками «разогнать» технологии беспилотного транспорта: было и много шума, и огромные вложения в беспилотные технологии, но никто за десятилетие не продвинулся так, чтобы созданная машина без аварий проехала на автопилоте столько же, сколько с водителем. Если построить график прогресса беспилотников, мы увидим примерно график закона Мура; и уровень человека эта кривая, по прогнозу, пересечет лишь в 2035 году. С водородом ситуация, казалось бы, другая, машины продаются и покупаются, но действует проблема курицы и яйца: стагнация инфраструктуры на фоне недостатка клиентов.
2020 год удивил нас «взрывом» энергетических водородных стратегий, и вероятно, что вопрос о водороде в энергобалансе уже решен. Но когда и какую долю он займет? На это влияет много факторов, из которых два самые значимые – господдержка (в том числе стандарты) и технологии; казалось бы, они готовы, но еще не доступны и не применимы широко.
Логика нашего бизнеса простая: мы достаем из земли большое количество молекул и транспортируем потребителям. Наверное, в этой же парадигме и будущее: объемное производство, транспортировка, распределение. У нас есть большие запасы углеводородов, возможности по захоронению углекислого газа в истощенных пластах месторождений. Вопрос о месте водорода в цепочке новой энергетики по большому счету ясен. Для нас актуально участие в работе консорциума научных и производственных предприятий, где вопросы и детали преобразований могут решаться совместными усилиями, с помощью научных исследований и пилотных проектов.
Антон Манахов, ООО «СИБУР»:
– Производство водорода для нефтехимической и в целом химической промышленности – очень важный элемент; это один из ключевых способов декарбонизации нефтехимического производства. «СИБУР» уделяет большое внимание устойчивому развитию и переработке пластика, снижению выбросов углекислого газа, поэтому мы стараемся рассмотреть на все способы повышения энергоэффективности и экологичности, в том числе использование водорода в качестве топлива для печей пиролиза, а в будущем и для турбин. Уже сейчас мы можем потреблять на площадке в Тобольске до 20 тыс. тонн водорода в год, чтобы снижать выбросы углекислого газа, используя меньше природного газа.
Водород является важной составляющей для сокращения выбросов углекислого газа. Но проекты по водороду очень сложны и зависят от системообразующих факторов. Возобновляемая энергия не дает дешевого водорода, обеспечивая лишь снижение выброса парниковых газов. Нам импонирует идея пиролиза метана без выбросов углекислого газа. Но в проектах утилизации углекислого газа стоит большое внимание уделить господдержке, потому что экономика таких проектов проигрывает продукции, произведенной из ископаемых традиционным способом. Важно, чтобы водород в проектах по снижению выбросов имел приемлемую цену, иначе экономика здесь работать не будет. Главный челлендж в том, чтобы найти возможность производства такого водорода в достаточном количестве и по достаточно низкой цене.
Пример проекта по утилизации углекислого газа – синтез метанола из углекислого газа и водорода. Для того чтобы запустить такое производство классической мощности, примерно 1 млн тонн в год, необходимо около 200 тыс. тонн водорода в год, а чтобы такой объем водорода произвести электролизом, необходима мощность до 1 ГВт. Получается, перевод всей химической индустрии потребует мощностей больше, чем существующая генерация в мире.
Поэтому, оценивая способы производства водорода, полагаем, что пиролиз метана является одной из приоритетных задач для России. У нас большие запасы природного газа, это ключевой козырь по сравнению с европейскими производителями. Наши наработки дают возможность конкурировать с зарубежными поставщиками водорода. Разложение метана может осуществляться не только пиролизом, но и другими технологиями: плазмохимическими, термокаталитическими. Каждая технология имеет свои преимущества и недостатки. Надеюсь, в рамках проектов «водородной долины» мы сможем раскрыть потенциал каждого из направлений и отпилотировать до промышленных мощностей.
На данном этапе преимущество пиролиза метана в том, что побочный углерод – это компонент, который тоже можно монетизировать. Чем лучше качество углерода, который мы будем производить в рамках этой технологии, тем дешевле будет получаемый водород. В случае правильной настройки и оптимизации технологий мы можем получить себестоимость водорода ниже 1 долл. за килограмм, что значительно ниже стоимости методами электролиза и риформинга.
Алексей Комольцев для журнала РЭА (по материалам выступлений)
