Источник: ИИ
В контексте глобального энергоперехода водород рассматривается как один из наиболее перспективных инструментов декарбонизации, что обусловило стремительный рост проектов по производству низкоуглеродного водорода по всему миру. Вместе с тем мидстрим – транспортировка, хранение и логистика – остается наиболее сложным и капиталоемким звеном цепочки создания стоимости. Каковы реальные перспективы масштабирования водородных проектов? Какие технологические решения способны существенно снизить стоимость и сроки вывода водорода на рынок? Как формируется международная кооперация и где сосредоточены точки притяжения инвестиций?
Об этом говорили участники круглого стола «Экосистема водородной экономики» . Модератором выступила Екатерина Салугина-Сороковая, первый вице-президент АО «Газпромбанк»; участниками были Александр Ишков, советник заместителя председателя правления ПАО «Газпром»; Алексей Кулапин, генеральный директор РЭА Минэнерго; Ксения Кондрацкая, директор по развитию бизнеса РОСНАНО; Кришан Куллуру, руководитель комитета по изменению климата, Федерация торгово-промышленных палат Индии (FICCI); Виктор Медведев, генеральный директор ООО «Н2 Инвест»; и Сянъюй Мэн, заместитель директора лаборатория углеродной нейтральности Дунгуаньского инновационного центра Университета Цинхуа.
– Для начала мне хотелось бы сделать небольшое введение, поскольку тема действительно комплексная и сложная, – сказала модератор дискуссии. – Следует отметить, что сегодня в мире ежегодно производится более 100 млн тонн водорода, а его ключевыми потребителями остаются химическая промышленность и нефтепереработка. При этом текущие темпы роста не превышают 3% в год. На первый взгляд рынок кажется зрелым и лишенным предпосылок для экспоненциального расширения. Однако если заглянуть под капот этой глобальной машины, общая картина существенно меняется. В области логистики, к примеру, активно формируется международная инфраструктура. Уже спроектировано около 40 тыс. километров водородопроводов, строятся терминалы для перевалки сжиженного водорода и крупные промышленные хабы – все это закладывается с расчетом на масштабирование рынка в долгосрочной перспективе. Со стороны спроса наблюдается повышение КПД топливных элементов, внедряются технологии прямого использования водорода в металлургии и ряде других секторов.
Параллельно возрастает потребность в балансировании энергосистем на фоне интеграции возобновляемых источников энергии (ВИЭ), стремительного развития вычислений для искусственного интеллекта и электрификации транспорта. Подобные тенденции однозначно повышают интерес к водороду как к эффективному инструменту длительного хранения энергии. С точки зрения предложения также фиксируется подъем, выражающийся в развертывании мощностей по выпуску электролизеров, в первую очередь в странах Азии. Производственный потенциал таких предприятий уже достиг отметки порядка 60 гигаватт в год, что открывает возможность ежегодного ввода мощностей по выпуску зеленого водорода в объеме до 10 млн тонн. В общемировом масштабе приняты окончательные инвестиционные решения по проектам чистого водорода более чем на 130 млрд долларов: часть из них введена в эксплуатацию, другие находятся на стадии строительно-монтажных или подготовительных работ. Заметные сдвиги происходят и в регуляторной сфере.
В Китае выделяется финансирование на создание водородных кластеров, в Индии действует государственное субсидирование производства электролизного оборудования, а в Европе законодательно закрепляются минимальные квоты потребления зеленого водорода промышленными предприятиями. Вместе с тем государственное регулирование, инженерные технологии, транспортная инфраструктура и платежеспособный спрос обязаны развиваться сопряженно: только их гармоничная связка способна обеспечить устойчивую динамику. Для решения этой задачи требуется экосистемный подход, при котором логистика, ТЭК, индустриальный сектор и финансовые институты координируют свои действия с опорой на межотраслевые связи, специфику национальных рынков и государственные ориентиры. Для России, обладающей мощной ресурсной и производственной базой, критически важно определить оптимальные форматы такой работы.
Предлагаю сегодня обсудить, какие прикладные механизмы способны обеспечить качественное масштабирование водородной экономики и какие перспективы международной кооперации открываются в данной области. В Энергетической стратегии России на период до 2050 года водород рассматривается в том числе как действенный инструмент гарантированного энергоснабжения изолированных и труднодоступных территорий. Запуск профильных проектов оправдан тогда, когда они органично встроены в комплексную программу повышения надежности и доступности энергетической инфраструктуры, ориентированную на удаленных потребителей.
– Российское энергетическое агентство последовательно развивает партнерство с зарубежными коллегами и отстаивает национальные интересы в рамках межгосударственных объединений, включая БРИКС. Расскажите, пожалуйста, как в настоящее время выстроена совместная работа по водородной повестке и какие форматы сотрудничества демонстрируют наибольшую практическую результативность?
– Алексей Кулапин: Хотел бы обратить внимание на ключевой тезис из выступления уважаемого модератора: мировой рынок водорода продолжает расширяться вопреки внешним ограничениям. Этому способствуют текущие геополитические сдвиги и неослабевающий глобальный тренд на энергопереход. Государства, не располагающие собственной ресурсной базой и запасами углеводородного сырья, закономерно возвращаются к стратегии замещения ископаемого топлива альтернативными энергоносителями, среди которых водород занимает важное место. Как уже прозвучало, к 2025 году глобальный спрос превысил порог в 100 млн тонн, причем базовыми потребителями выступают энергоемкие секторы: нефтепереработка, производство минеральных удобрений и химической продукции. Декарбонизация этих отраслей технологически предельно затруднена, и именно там чистый водород способен со временем стать практически безальтернативным решением.
Суммарная мощность действующих электролизных установок на планете перешагнула отметку в 4 гигаватта, при этом свыше 70% сосредоточено в Китайской Народной Республике. Безусловно, Китай сегодня удерживает лидерство в развертывании водородной энергетики. Курс на снижение углеродного следа и адаптацию к климатическим вызовам будет и дальше стимулировать тиражирование профильных технологических решений. Возвращаясь к словам модератора: водород действительно крайне перспективен для аккумулирования энергии и обеспечения энергобезопасности удаленных районов в тандеме с ВИЭ. Тем не менее на современном этапе водородные системы накопления и топливные элементы уступают по совокупной стоимости классическим аккумуляторным батареям. Однако это текущее положение дел, тогда как будущая траектория развития отрасли обещает быть весьма показательной: именно экономическая целесообразность предопределяет темпы внедрения и выбор технологических маршрутов.
Согласно отраслевым сценариям развития мировой энергетики до 2050 года, к середине века потребление водорода удвоится и превысит 200 млн тонн. Главными центрами потребления станут США и КНР, которые суммарно аккумулируют порядка 33% мирового спроса, при этом на долю остальной Азии придется около 21%, а на Китай отдельно – до 14%. Подобная конфигурация обусловлена концентрацией сырьевых возможностей, мощных производственных фондов и масштабных национальных программ. Амбициозные долгосрочные цели в сочетании с жесткими экономическими ограничениями требуют концентрации усилий для разработки всей линейки инженерных и логистических цепочек. Создание устойчивых международных альянсов становится не просто опцией, а обязательным условием для оптимизации себестоимости водорода и его скорейшей интеграции в реальный сектор. В этом контексте водородная тематика занимает центральное место на площадке БРИКС и находится в фокусе постоянного экспертного диалога.
На базе Платформы энергетических исследований БРИКС, где функции Российского секретариата выполняет Российское энергетическое агентство, на регулярной основе организуются семинары и профильные встречи. В 2024 году, в период председательства Российской Федерации, министры энергетики стран объединения утвердили рабочий план по направлению «Технологическое сотрудничество». Документ зафиксировал стремление сторон к сближению национальных систем технического регулирования и стандартизации в области низкоуглеродных технологий, включая критерии производства чистого водорода. Это служит наглядным подтверждением приоритетности данного сектора для партнерства. Логическим развитием договоренностей 2024 года стало масштабное аналитическое исследование цепочек поставок водорода, инициированное индийским председательством в 2026 году. Главы энергетических ведомств одобрили ключевые положения доклада, сформировав консолидированную позицию государств БРИКС относительно будущего водородных технологий.
Полная версия исследования будет представлена индийской стороной до конца текущего года, и мы обязательно разместим ее в открытом доступе на официальном портале РЭА. Агентство в роли секретариата координировало подготовку российской части аналитического отчета, в котором были обобщены ключевые отечественные проекты, оценены перспективы отрасли и сформулированы инициативы по углублению кооперации в контуре БРИКС. По итогам проведенной работы сформулированы стратегические выводы, разделяемые всеми участниками объединения. Главный из них заключается в необходимости оценивать водородные технологии исходя не из условной цветовой классификации, а опираясь на фактический удельный объем эмиссии парниковых газов на единицу готовой продукции, строго соблюдая принцип технологической нейтральности.
Следовательно, в категорию наиболее перспективных методов для государств БРИКС входят электролиз на базе генерации от возобновляемых и атомных источников, а также конверсия углеводородов с попутным улавливанием, утилизацией и хранением углерода (CCS). Традиционная цветовая шкала жестко привязана к исходному процессу: если водород получен на электролизере от ВИЭ, его априори называют зеленым без учета сопутствующего углеродного следа производственного цикла. В БРИКС закреплен иной подход: критически важен именно суммарный климатический эффект используемого технологического маршрута, а не его формальный статус. Помимо методологии, исследование выявило ключевые сферы прикладного взаимодействия. Среди них приоритет отдается совместным НИОКР по выпуску электролизеров большой единичной мощности, системам криогенного и компримированного хранения, водородным двигателям внутреннего сгорания и установкам улавливания углекислого газа.
Вторым значимым направлением выступает стандартизация и взаимное признание систем добровольной сертификации низкоуглеродного водорода, что формирует прозрачные правила игры и закладывает основу трансграничной торговли. Третьим шагом становится развитие выделенных экспортных коридоров и сопутствующей инфраструктуры. Четвертый блок охватывает локализацию цепочек поставок оборудования и создание совместных предприятий. В нынешней макроэкономической реальности ни одна страна в одиночку не способна закрыть всю технологическую цепочку от сырья до конечных установок утилизации. Наконец, базовым фундаментом остается обмен аналитическими наработками, нормативными практиками и регуляторным опытом. В докладе также предложены конкретные рекомендации по укреплению проектного взаимодействия на платформе БРИКС. Уверен, представленные выводы найдут отражение при актуализации плана по технологическому сотрудничеству, и мы приглашаем партнеров к практическому наполнению этой работы.
– Предлагаю теперь обратиться к практике Китая и деталям реализации водородных инициатив в этой стране. Китайская комплексная программа охватывает полный жизненный цикл водорода: от генерации и аккумулирования до магистральной транспортировки и промышленного потребления. Сянъюй Мэн, какие инфраструктурные механизмы требуются сегодня китайским компаниям для объединения производителей и потребителей с учетом запросов реального сектора и транспортных коридоров страны?
– Сянъюй Мэн: Благодарю за возможность выступить на столь авторитетной площадке и представить наши соображения относительно развития водородного сектора. Перед Китаем стоят масштабные отраслевые задачи, и на текущем этапе индустрия подошла к рубежу, когда необходимо преодолевать системные барьеры. Ключевая сложность сосредоточена вокруг создания транспортно-логистической и распределительной инфраструктуры, поэтому важно сфокусироваться на прикладных стратегиях преодоления этого дефицита. В соответствии с государственными ориентирами, к 2026 году планируется довести долю водорода в общем энергобалансе страны примерно до 10%. Архитектура национальной системы опирается на три базовых элемента: обеспечение сырьевой базы генерации, создание безопасных мощностей по аккумулированию и развертывание каналов транспортировки.
Первейшим требованием здесь выступает обеспечение промышленной и технологической безопасности. Далее, для достижения целей углеродной нейтральности необходимо стимулировать потребление чистого водорода и привлекать масштабные капиталовложения. Государственная стратегия направлена на нивелирование глубоких региональных диспропорций. Китай – огромная страна, где ключевые ресурсные потенциалы и центры потребления территориально разнесены между Западом, Севером и восточным побережьем. Сегодня реализуется масштабная программа интеграции западных и северных провинций: обладая колоссальным потенциалом солнечной и ветровой генерации, они определены в качестве базовых площадок для массового производства зеленого водорода. Выделены специальные индустриальные зоны ускоренного развития на Севере, Северо-Западе и в Центральном Китае.
Главная проблема дисбаланса заключается в том, что Северо-Запад способен генерировать гигантские объемы водорода, тогда как основные потребители – промышленность, транспорт и население – сосредоточены на промышленно развитом Востоке. Для передачи чистой энергии на тыс. километров необходимо проложить разветвленную сеть магистральных трубопроводов. Строительство таких линейных объектов требует скоординированного государственного подхода. Центральным правительством утверждена генеральная схема магистралей между западными центрами генерации и восточными кластерами потребления.
Параллельно региональные власти формируют локальные сети доставки, изучая в том числе варианты подмешивания водорода в существующие газораспределительные системы, что позволяет оптимизировать капитальные затраты и сократить сроки ввода мощностей. Второй пласт задач связан с дифференциацией отраслевых потребностей на местах. Одни провинции специализируются на нефтехимии, другие ориентированы на черную металлургию, третьи используют водород в качестве буфера для локальных энергосистем. Соответственно, приоритеты декарбонизации и инфраструктурные запросы разнятся: где-то требуется ускоренно строить сеть водородных заправочных станций для тяжелого коммерческого транспорта, а где-то – подводить масштабные объемы сырья к металлургическим комбинатам.
Логистическая задача решается комбинацией методов. Первый – магистральные и распределительные водородопроводы. Второй – доставка сжиженного водорода в специализированных криогенных цистернах. Третий – перевозка компримированного газа под высоким давлением автомобильным и железнодорожным транспортом. Таким образом, на государственном, региональном и корпоративном уровнях выстраивается гибкая мультимодальная схема. Предприятия химического профиля, выпускающие метанол или аммиак, часто сами создают распределительные хабы для технологических нужд, тогда как транспортный сектор требует сетевой инфраструктуры общего доступа.
Основным сдерживающим фактором остается отставание темпов инфраструктурного строительства от потенциала генерации. В ряде регионов развернуты мощности по электролизу, однако водород невозможно доставить потребителю из-за отсутствия транспортного плеча. Бессмысленно строить автозаправочные комплексы там, где нет надежного канала снабжения топливом. Поэтому государство концентрируется на стратегическом субсидировании проектов, позволяющих предприятиям безболезненно замещать уголь и природный газ чистым водородом. Опираясь на государственные дотации и собственные инвестиции, компании заключают долгосрочные отраслевые соглашения в рамках десятилетних планов развития.
На уровне предприятий доказал свою эффективность кластерный подход. Когда металлургические заводы, химические комплексы и энергетические мощности объединяются в единые промышленные агломерации, общая инфраструктура строится в складчину и обслуживает сразу пул потребителей, что кардинально улучшает экономику проектов. Не менее важен технологический прогресс. Разработка передовых решений не должна замыкаться внутри академических институтов. С аналогичными вызовами сталкиваются многие государства, и для коммерциализации инноваций необходимо заранее готовить прикладную платформу. Укрепление международной кооперации позволяет участникам объединять компетенции и снижать общие инвестиционные риски. Китай развивает трансграничные инициативы: на Северо-Востоке действуют совместные программы с Республикой Корея и Японией, на Северо-Западе академические центры взаимодействуют с соседними государствами, а в рамках инициативы «Один пояс, один путь» формируются пулы совместных инвестиций в зеленую энергетическую инфраструктуру, что не только содействует защите климата, но и приносит прямую экономическую отдачу всем партнерам.
– Национальная миссия Индии по зеленому водороду нацелена на формирование региональных хабов и ускоренное внедрение энергоносителя в промышленный сектор. Для индийской экономики в условиях бурного роста солнечной и ветровой генерации водород выступает оптимальным аккумулятором, сглаживающим пики выработки и декарбонизирующим базовые отрасли, прежде всего сталелитейную. Господин Кулуру, какие инфраструктурные решения требуются индийским компаниям и в какие сроки подобные инициативы способны выйти на уровень коммерческой рентабельности?
– Я бы хотел подчеркнуть путь, который прошла Индия в этой сфере. Начиная с середины 1990-х годов мы последовательно занимались решением геоэкономических задач, постепенно переходя к приоритетам декарбонизации и сокращения углеродного следа, что имеет колоссальное значение как для нашей страны, так и в глобальном масштабе. Зеленому водороду в этом отводится ключевая роль. Мы стимулировали его внедрение в шести базовых производственных сегментах, вышли на целевой показатель выпуска в 6 млн тонн и сформировали дорожную карту дальнейшего роста. Тем не менее в части стимулирования конечного спроса сохраняются существенные сложности. Зеленый водород остается капиталоемким и дорогим энергоносителем, требующим создания комплексной транспортной и логистической системы.
Сферы его применения в Индии охватывают выпуск минеральных удобрений, глубокую нефтепереработку, металлургию, а также сезонное аккумулирование избыточной генерации в энергосистеме. Главный барьер коммерциализации кроется именно в экономике конечного потребления. Огромный потенциал связан с заменой ископаемого сырья в тяжелой индустрии, в особенности с вытеснением металлургического кокса чистым водородом при доменной и прямой плавке стали. Совокупный объем традиционного топлива, которое предстоит со временем заместить водородом в реальном секторе, приближается к 100 млнм тонн эквивалента. Водород будет востребован и на транспорте, однако с учетом высокой себестоимости критически важно развивать трубопроводные сети – как специализированные водородопроводы, так и инфраструктуру перекачки метано-водородных смесей. Для решения этих задач мы активно расширяем технологический диалог с китайскими партнерами, уделяя особое внимание прикладным аспектам промышленной утилизации энергоносителя.
– Ваша компания последовательно продвигает экосистемный подход к технологиям нового поколения. Какие звенья водородной экосистемы достигли технологической зрелости, а каких элементов пока недостаточно для масштабирования экономически эффективных проектов?
– Виктор Медведев: Предлагаю вернуть разговор в практическую бизнес-плоскость. Опираясь на пятилетний опыт практической работы нашей команды, я приведу два наглядных примера. Вспомним, как в 2021 году разворачивалась очередная волна ажиотажа вокруг водородной повестки: отрасль вела бесконечные теоретические споры о том, какой цвет предпочесть – зеленый, голубой, бирюзовый или иной оттенок радужной классификации. Затем наступило отрезвление: участники осознали, что универсального ответа не существует, а отталкиваться необходимо от географии, доступных технологий и здравой экономической логики. Все сошлись на следующей формуле: цвет не имеет решающего значения, критически важно заключить твердый офтейк-контракт на гарантированный выкуп объема.
Однако компании, обеспечившие себе предварительный сбыт, на практике столкнулись со следующим препятствием: отсутствие логистической цепочки делает физическую поставку невозможной. Доставка и длительное хранение оказались главным узким местом. Если продолжить эту цепочку, то следующим критическим барьером станет непригодность стандартных подходов: линейной магистральной инфраструктуры будет недостаточно, рынку потребуются распределенная логистика, модульность, децентрализация и мобильные масштабируемые решения.
Вторая показательная история произошла внутри нашего коммерческого блока. Компания разработала танк-контейнер для перевозки и бестарного хранения жидкого водорода. Когда я еженедельно уточняю у коллег статус прямых продаж контейнеров-цистерн, логика их ответа сводится к следующему: мы ведем переговоры в одной из зарубежных юрисдикций о корректировке регуляторной базы, чтобы открыть железнодорожную транспортировку криогенного водорода, тем самым сформировать транспортный коридор для трейдера, который благодаря этому выкупит объем у производителя, в результате чего у контрагентов возникнет потребность в подвижном составе и они приобретут наш контейнер. Ситуация наглядно демонстрирует системную специфику сектора.
При этом общепринятого технологического стандарта не существует, и невозможно достоверно спрогнозировать, какая инженерная концепция закрепится на рынке. Ресурсы бизнеса и институтов строго ограничены, прямой трансфер критических зарубежных технологий закрыт. Инженерные наработки внутри страны присутствуют, но они изолированы по разным переделам и не связаны в единый продуктовый цикл. Господин Мэн справедливо задал вопрос о том, с какого звена следует начинать. Но изолированно запустить отдельный этап невозможно: обособленный передел не имеет рыночной ценности. Чтобы отрасль заработала, необходимо собрать всю экосистему целиком – только тогда каждый отдельный технологический передел получит экономический стимул к развитию.
В этом и заключается суть экосистемного подхода. Традиционные методы форсированного запуска новых отраслей хорошо известны по атомным и космическим программам прошлого века: колоссальный государственный мандат, практически неисчерпаемые бюджеты и координация сотен тыс. специалистов на протяжении десятилетий. В современных реалиях попытка замкнуть все компетенции внутри одной структуры неизбежно порождает дублирование расходов, потерю операционной гибкости и отставание от профильных академических школ. Другая крайность – венчурная логика точечного посева капитала в десятки независимых стартапов в расчете на единичные прорывы. В тяжелом инжиниринге инвестиционные циклы значительно длиннее, а статистика сурова: до 75% технологических стартапов не возвращают вложенные инвестиции. Прямого финансирования и административного контроля недостаточно для сборки сложной индустрии.
Отрасль формируют устойчивые связи между наукой, проектированием, регуляторикой и рынком. Мы делаем стратегическую ставку на международную и межотраслевую кооперацию: вместо попыток воспроизвести все внутри компании соединяем в работающую цепочку ведущие академические институты, университетские спин-оффы, серийные заводы и якорных потребителей. Роль такой координирующей структуры можно охарактеризовать как системный интегратор или архитектор отрасли. Он не сводится к роли пассивного заказчика, точечного института развития или классического венчурного фонда, а берет на себя ответственность за конечный межотраслевой результат. Работа архитектора строится параллельно по четырем базовым трекам.
Первый трек – компетенции. Задача состоит в формировании долгосрочных партнерств с научными центрами. Например, в области электрохимии мы выстроили стратегический альянс с МФТИ, учредили совместный Институт электродвижения и ведем разработку передовых систем аккумулирования энергии. Второй трек – гибкие финансовые инструменты. На этапе ранних НИОКР привлекаются безвозвратные гранты и госсубсидии; на стадии пилотирования и опытных образцов подключаются отраслевые фонды развития и стратегические партнеры; при переходе к коммерческой серии задействуются классический банковский сектор и долгосрочные контракты. Третий трек – институциональная среда и регулирование. Архитектор обязан транслировать консолидированные запросы участников рынка регуляторам, разрабатывать национальные ГОСТы и гармонизировать их с международными стандартами ISO, поскольку развивать высокотехнологичный сектор в изоляции невозможно. Четвертый трек – структурирование рынка, включая запуск совместных пилотов, получение стартовых заказов и открытие экспортных ниш. Результативность архитектора оценивается не сиюминутной прибылью отдельного контракта, а степенью зрелости производственной цепочки: уровнем локализации, долей зарубежной выручки и числом действующих связок между лабораторией, производством и потребителем.
Опираясь на эту методологию, мы за пять лет реализовали проект «Криосейф» – первый отечественный специализированный контейнер-цистерну для интермодальной логистики сжиженного водорода железнодорожным, морским и автомобильным транспортом. Проект стартовал в 2022 году. В 2023 году мы заключили партнерское соглашение с Российским морским регистром судоходства и утвердили комплект конструкторской документации. В 2024 году завершились прочностные испытания, после чего состоялась мировая премьера изделия на международной выставке ADIPEC в Абу-Даби. Для подтверждения мультимодальности мы провели контейнер по маршруту через порты Санкт-Петербурга с морской перевалкой в Индии, доставили на выставочную площадку в ОАЭ и продемонстрировали его международному сообществу. В 2025 году был получен полный пакет сертификационных свидетельств, открывший путь к запуску серийного производства на базе российских комплектующих.
В 2026 году при содействии РЭА аналитический доклад по криогенной водородной логистике был представлен на площадке ЕЭК ООН, разработка «Криосейф» вошла в портфель приоритетных проектов Межправительственной российско-индийской комиссии, а наши инициативы по пилотам были включены в отчет Делового совета БРИКС. Вся эта работа потребовала параллельного движения по четырем направлениям: МГТУ имени Н.Э. Баумана выступил базовым научно-образовательным партнером, Регистр судоходства обеспечил нормативную экспертизу, а при нашем участии сформированы комитет в Деловом центре СНГ, рабочая группа в Российском газовом обществе и Национальный водородный союз. Финансирование обеспечивалось субсидией Минпромторга на НИОКР с последующим внесением танк-контейнера в реестр энергоэффективной высокотехнологичной продукции. Жидкий водород был официально включен в Единую тарифно-статистическую номенклатуру грузов РЖД, что юридически сняло запрет на его перевозку по стальным магистралям. Мы активно участвуем в техническом комитете Т
К-029 и комитетах ISO, а коммерческий блок сформировал пул потенциальных заказчиков на Ближнем Востоке, в Азии, Северной Африке и России.
Резюмируя сказанное: капиталоемкую отрасль невозможно построить усилиями одной компании или даже изолированно в границах одного государства. Ни одна страна мира не держит в себе полный технологический контур от фундаментальной науки до гарантированных рынков сбыта. Внутренний спрос в России объективно недостаточен для автономного окупаемого запуска всей водородной индустрии, а конкуренция возможна лишь на уже сформированном рынке. Следовательно, необходимо объединять усилия на межгосударственном уровне. Страны БРИКС обладают емкими рынками сбыта, необходимыми технологиями и промышленной базой: целесообразно инициировать единый межгосударственный пилотный проект, где каждый партнер закроет профильное направление – генерацию, магистральную перекачку, локальное аккумулирование или гарантированное потребление. Мы готовы предоставить сертифицированное отечественное решение по транспортировке и длительному хранению жидкого водорода и приглашаем представителей Китая, Индии и профильных ведомств к детальной проработке параметров такого партнерства.
– Перейдем к технологиям производства низкоуглеродного водорода. Научно-исследовательский институт «Газпром ВНИИГАЗ» ведет прикладные разработки по извлечению водорода из природного газа. Александр Ишков, какие методы генерации развивает институт и в каком качестве научный центр мог бы войти в международные инициативы, охватывающие полный технологический цикл?
– Александр Ишков: Прежде всего обозначу исторический контекст, поскольку в отрасли я работаю не один десяток лет. Развитие водородной энергетики сегодня переживает уже третью масштабную попытку. Первая эпоха завершилась в первой половине XX века, а вторая, крайне мощная, пришлась на отечественный задел конца советского периода и 1990-х годов. Напомню, что двигатели космического комплекса «Энергия – Буран» работали на водороде и жидком кислороде, пассажирский лайнер Ту-155 совершал испытательные перелеты в Ганновер и Париж на криогенном водородном топливе, а в блокадном Ленинграде сотни армейских автомобилей успешно эксплуатировались на воздушно-водородной смеси. В рамках отраслевых проектов на территории нашего института базировался аэростат, наполненный водородом: сегодня эта технология защиты неба вновь востребована, и водород остается самым эффективным газом для заправки таких систем. Таким образом, отечественный задел огромен, и сейчас мы выходим на новый виток.
Хочу подчеркнуть терминологический аспект. Понятие «зеленый водород» возникло в европейской публицистике и со временем превратилось в маркетинговый штамп. Если мы сохраняем научный подход, корректно говорить исключительно о низкоуглеродном водороде. Электролиз воды с точки зрения чистой физики и фундаментальной термодинамики никогда не станет крупным самоокупаемым бизнесом при рыночном ценообразовании на энергию. Чтобы разорвать химические связи в молекуле воды, необходимо затратить ощутимо больше энергии, чем выделится при последующем окислении полученного водорода. Данный метод жизнеспособен лишь там, где имеется избыточная, условно-бесплатная генерация, запертые мощности ВИЭ либо при попутном выделении водорода в технологических процессах.
Китай справедливо называют мировым лидером по объемам выпуска и потребления водорода, однако коллеги деликатно обходят стороной тот факт, что подавляющая его часть производится методом газификации угля. Технологии газификации твердого топлива десятилетиями отрабатывались в отечественной школе. Получение водорода из ископаемого сырья – это устойчивый коммерческий процесс, тогда как чистый электролиз воды при отсутствии прямого субсидирования неконкурентоспособен: бессмысленно расходовать втрое больше киловатт-часов ради получения того же энергетического эквивалента.
Главный барьер текущего этапа – классическая проблема курицы и яйца, характерная для внедрения любых масштабных новаций. Мы десятилетиями наблюдали эту дилемму в сегменте газомоторного транспорта на компримированном метане: строить ли сначала заправочные станции или насыщать автопарк машинами на газе? В отдельных странах, например в Армении, где газифицировано до 80% легкового и грузового транспорта, эту задачу смогли расшить за счет централизованных мер. Аналогичный вызов преодолевал сектор электромобилей, пока пионеры рынка не взяли на себя опережающее строительство зарядной сети под собственный транспорт. Если в водородной сфере частный или государственный капитал не решится создать опорное предложение – то самое условное «яйцо», – отрасль еще пятнадцать лет будет ограничиваться экспертными дискуссиями.
Приведу прикладной пример. В контуре газовой отрасли работает производственный комплекс, где технологический избыток вторичного водорода составляет от 30 до 40 тыс. тонн в год. Концентрация водорода в отходящей смеси достигает порядка 88% с примесями углеводородов. При наличии платежеспособного потребителя, готового подписать контракт на долгосрочный офтейк и профинансировать передел, смонтировать оборудование можно в кратчайшие сроки. Для этого не нужны экзотические решения: применяются классическая короткоцикловая адсорбция (КЦА), известная полвека, и отработанные мембранные блоки, которые успешно эксплуатируются на Амурском ГПЗ для выделения гелия. Объем инвестиций в доочистку составляет 5–6 млрд руб., что позволит ежегодно поставлять на рынок от 13 до 15 тыс. тонн высокочистого водорода чистотой 99,99%. Базовый ресурс доступен в рамках текущего заводского цикла до 2041 года и далее, однако финансовые обязательства никто из потенциальных заказчиков брать не спешит, ожидая прямого бюджетного покрытия.
С точки зрения внутрикорпоративных процессов только «Газпром» ежегодно утилизирует около 250 тыс. тонн собственного водорода для технологических нужд на нефте– и газоперерабатывающих заводах. По расчетам, оптовая себестоимость чистого вторичного водорода на упомянутом предприятии составляет 35 руб. за килограмм, а с учетом компримирования и маржинальности для конечного потребителя цена может составить порядка 40 руб. Для технического водорода без глубокой доочистки стоимость окажется еще ниже. Экономика возникает там, где производство физически сопряжено с потреблением: например, в китайских кластерах, где газификация угля дает водород для заправки карьерных и магистральных локомотивов, доставляющих тот же уголь в порты. Аналогичный подход заложен в проектах «Росатома» по высокотемпературным газоохлаждаемым реакторам, интегрированным с химическими комбинатами по выпуску аммиака.
Важно учитывать и химическую природу традиционных процессов. При классической паровой конверсии метана, обеспечивающей около 70% мирового объема водорода, половина целевого элемента выделяется из молекулы метана CH4, а вторая половина – из молекулы воды H2O. Если следовать формальной логике сторонников зеленого водорода, 50% объема паровой конверсии можно признавать зеленым продуктом, поскольку он происходит непосредственно из воды.
Следующим стратегическим горизонтом на дистанции 5–10 лет станет промышленная добыча природного (белого) водорода. По всему миру развернуты масштабные геологоразведочные работы: в Мали действует опытная энергоустановка на природном водороде, в США и Франции открыты крупные горизонты, территория Австралии покрыта выданными лицензиями на разведку. Буквально недавно подтвердились данные о получении в китайской провинции Сычуань притока природного водорода с концентрацией до 98%. Это принципиально иная индустрия: здесь отпадает необходимость затрачивать первичную электроэнергию на генерацию молекулы, хотя сама геологическая специфика кардинально отличается от разведки традиционного природного газа. Водород выходит по глубинным тектоническим разломам на поверхность точечно в режиме постоянной дегазации мантии Земли, объем которой оценивается в трлны кубических метров. В российском законодательстве природный водород официально внесен в государственный реестр полезных ископаемых наряду с гелием и метаном, поэтому освоение данного ресурса требует системных инвестиций в геологоразведку уже сегодня.
– Обратимся к экономике распределенной энергетики. Ксения Кондратская, при каких условиях водородные комплексы экономически оправданы на локальном уровне и какие договоренности между инвестором, сетевым оператором и потребителем требуются для гарантированного энергоснабжения по приемлемой стоимости?
– Ксения Кондратская: Системы накопления энергии выступают базовым элементом нашей стратегии, однако водородные технологии также входят в инвестиционный периметр группы. Наши финансовые вложения сфокусированы на декарбонизированном производстве водорода методом высокотемпературного пиролиза природного газа. В отличие от электролиза, требующего избытка условно-бесплатной электроэнергии, термическое разложение метана без доступа кислорода позволяет получать водород и твердый углерод с существенно меньшими энергозатратами. Мы инвестируем в создание опытно-промышленных установок пиролиза, опираясь на научную базу и технологические школы нескольких ведущих российских университетов, где последовательно решаются сопутствующие инженерные задачи.
Ключевыми стимулами развития водородного сектора остаются глобальная декарбонизация и потребность в диверсификации структуры топливно-энергетического баланса. Помимо классических направлений использования, существуют специфические сегменты с высокой премиальностью. Например, в изолированных энергосистемах Крайнего Севера и Арктической зоны стоимость доставки дизельного топлива в 4–5 раз превосходит средние континентальные значения, что делает автономные водородные энергокомплексы экономически привлекательными даже при текущем уровне себестоимости. Другой емкий сегмент – ракетно-космическая отрасль, где непревзойденный удельный импульс жидкого водорода среди химических компонентов ракетного топлива обеспечивает ему безальтернативную ценность. Однако масштабирование любых прикладных разработок в распределенной энергетике будет невозможно до тех пор, пока участники рынка совместными усилиями не сформируют платежеспособный и устойчивый долгосрочный спрос. И здесь действительно должны работать все четыре единицы производственной цепочки – от технологий производства водорода, доработанных и экономически оправданных, до технологий его потребления.
Об авторе
