К сожалению, для украинской власти декарбонизация своей страны не является приоритетом. Несмотря на то, что есть внутренняя потребность в водороде для декарбонизации углесодержащих отраслей, пока власти ориентируются чисто на экспорт водорода для нужд ЕС.

Несмотря на то, что водородный двигатель был изобретен в середине XIX века, еще никогда водород не пользовался такой популярностью, как сейчас отмечает издание  Спільне [2]. Климатический кризис и давление климатических движений по всему миру вынуждают правительства искать альтернативы ископаемым топливам, сжигание которых влечет за собой 73% выбросов парниковых газов в атмосферу. Одной из таких альтернатив может стать водород [3], который может производиться из разных источников.

На эту тему: «Зеленый» водород для Украины. Ликбез [4]

Представители промышленности и правительств возлагают большие надежды на давно известные водородные технологии и обещают, что на этот раз водород революционизирует энергетику и станет ключевой технологией для декарбонизации государств. В этом году на климатических переговорах был подписан Климатический пакт Глазго, обязывающий государства пересмотреть свои климатические цели уже в следующем году, постепенно ограничивать использование угля и сокращать выбросы метана. Несмотря на то, что переговоры сдвинулись с места и приняли ряд положительных решений, этого, очевидно, недостаточно для противостояния климатическому кризису.

Климатический саммит в Глазго

Водород популярен среди промышленников, потому что они заинтересованы в продолжении использования ископаемых топлив. Они предлагают использовать водород, производимый с помощью газа и угля, как эффективное решение для использования существующей инфраструктуры. Это значительно дешевле, чем производить его из возобновляемых источников энергии (ВИЭ [5]), ведь электролизеры, необходимые для этого процесса, слишком дорогие. Поэтому водород часто связывают с нефтегазовым лобби.

В этой статье мы посмотрим тенденции развития производства водорода и его особенности как энергоносителя. Мы учтем опыт других государств и попытаемся понять, какое место отводится Украине в развитии мирового водородного рынка. В конце концов, попробуем ответить на вопрос, удастся ли решить вызовы [6] климатического кризиса.

Тенденции развития водородного производства

К началу 2021 года более 30 стран приняли «дорожные карты» водородной энергетики. В то же время, правительства пообещали 70 млрд долларов государственного финансирования. Промышленность объявила о более чем 200 водородных проектах [7] и амбициозных инвестиционных планах. Стратегии отличаются прежде всего в вопросе производства водорода: одни страны предпочитают возобновляемую электроэнергию (Германия, Португалия, Испания), другие — не конкретизируют ее происхождение (стратегия Франции упоминает возобновляемую и низкоуглеродистую электроэнергию, [8] к последней относится и атомная).

Производство водорода [9] влечет за собой выбросы углерода, соответствующие совокупным выбросам Великобритании и Индонезии [10]. И не удивительно, ведь сейчас он на 95% производится из ископаемых топлив [11]. Водород нужен в основном в промышленности, прежде всего для синтеза аммиака, производства метанола и в нефтеперерабатывающей промышленности. Его используют и в транспортном секторе, но его конкурентоспособность зависит от себестоимости топливных элементов и водородных заправочных станций. С другой стороны, грузовой транспорт и авиация имеют ограниченные низкоуглеродные альтернативы, поэтому это вещество могло бы способствовать декарбонизации и этих секторов.

Водород также можно применять для отопления домов и обеспечения горячего водоснабжения, но в этом секторе есть более эффективные альтернативы типа тепловых насосов — все еще дорогой технологии. А проекты с использованием водорода для отопления зданий предусматривают пока примешивание водорода к природному газу. В конце концов, о водороде говорят также в области энергетики — для накопления энергии и балансировки энергосистемы. Пока эти технологии менее эффективны по сравнению с аккумуляторными батареями.

Котельная дома с тепловым насосом

Климатические организации настаивают на использовании зеленого водорода из избыточной электроэнергии из ВИЭ из-за его невысокой эффективности. Ставки должны производиться не на водород, который могут производить из ископаемых топлив и выдавать за устойчивую альтернативу, а на развитие мер энергоэффективности и возобновляемую энергетику [12].

Как производится водород?

Водород – самый распространенный элемент на Земле и в космосе, но в чистом виде его в природе почти нет. Поэтому его нужно получать из других соединений через химические реакции. Водород рассматривают как «чистую» альтернативу, потому что продуктом его сгорания является обычная вода. Однако не любой водород экологически чист. В промышленности есть разные обозначения для его типов в зависимости от способа получения и источника энергии для этого.

Серый водород производится из природного газа в процессе парового риформинга метана (SMR), при котором природный газ нагревается паром. Газ реагирует с паром образованием водорода, окиси углерода и незначительного количества углекислого газа.

Коричневым называют водород, получаемый из нефти и угля. Разумеется, такие пути его получения противоречат сценариям масштабной декарбонизации экономики.

Голубой водород соответствует низкоуглеродному порогу, но получается из природного газа, декарбонизирующегося путем технологий улавливания, использования и хранения углерода. Они очень дорогие и еще не используются в больших масштабах. Этот тип водорода лоббируется промышленностью как низкоуглеродистая альтернатива, но он одновременно предполагает использование исчерпаемых ресурсов и делает ставку на нулевую сумму выбросов, в которой выбросы хотя и компенсируются, но не уменьшаются.

В конце концов, ключевым для декарбонизации является низкоуглеродистый зеленый водород, получаемый из возобновляемых источников энергии через электролиз воды. Хотя он и является стабильным решением в долгосрочной перспективе, существуют и недостатки, связанные с ним. Во-первых, высока пока стоимость электролизеров. Во-вторых, большое количество очищенной воды, для которой необходимо еще больше недешевой возобновляемой электроэнергии. К тому же, Украина уже принадлежит к европейским странам с ограниченным доступом к питьевой воде, и эта проблема будет обостряться в условиях изменения климата. В-третьих, потери значительного количества производимой энергии, которые могут достигать 50%. В-четвертых, сложности транспортировки водорода, который для этого необходимо превращать в жидкость или сжатый газ.

Какова водородная политика в Европейском Союзе?

ЕС стремится стать лидером на рынке водородных технологий, использовать водород для уменьшения выбросов в секторах экономики, которые сложно декарбонизировать, и создать в этой сфере до 1 млн рабочих мест [13]. Ожидается, что инвестиции ЕС в зеленый водород будут достигать от 180 до 470 млрд. евро к 2050 году [14]. После предоставления ключевой роли водороду в Европейском зеленом курсе в июле 2020 года в ЕС была принята отдельная Водородная стратегия [15].

Водород отвечает за 2% общеевропейского потребления энергии и используется прежде всего в производстве химической продукции. Но 96% этого водорода производится с помощью природного газа [16], который влечет за собой значительные выбросы. ЕС планирует установить не менее 6 ГВт электролизеров в ЕС до 2024 года, которые производили бы до 1 млн тонн «восстанавливаемого» водорода. В течение 2025-2030 годов планируется строительство 40 ГВт электролизеров для производства 10 млн. тонн «зеленого» водорода в ЕС. С начала 2030 г. «зеленый» водород планируется производить в больших масштабах для применения во всех секторах экономики, в которых трудно свести выбросы к нулю.

Важным направлением Стратегии было определено сотрудничество с соседними странами и регионами ЕС для создания глобального водородного рынка. В частности, в области производства «зеленого» водорода Украине, как приоритетному партнеру, отводится особая роль. Европейский Союз рассчитывает, что в нашей стране будут построены мощности до 10 ГВт электролизеров для производства «зеленого» водорода к 2030 году. В 2020 году было подписано Энергетическое партнерство между Украиной и Германией о сотрудничестве в сфере водорода. Украина может претендовать на часть из 2,8 млрд. евро, которые Германия запланировала на водородные проекты за рубежом. Очевидно, что этих инвестиций будет недостаточно для развития водородных технологий и инфраструктуры, в частности, для экспорта водорода. Зато украинские власти готовятся к призрачным «водородным войнам» с Кремлем [17], а не к продвижению повестки дня декарбонизации в Украине, необходимой для развития конкурентоспособной экономики.

На эту тему: Возможно ли заменить газ в украинской ГТС на "зеленый" водород? [18]

Какова водородная политика в Украине?

Украина имеет непосредственные обязательства по энергетике в соответствии с Соглашением об ассоциации с ЕС и членством в Энергетическом сообществе. Помимо либерализации энергетических рынков, на которые украинские власти делают ставку на пути к климатической нейтральности, есть и обязательства развивать возобновляемую энергетику, внедрять меры энергоэффективности и сокращать выбросы парниковых газов. Украина также формально присоединилась к Европейскому зеленому курсу, рассматривающему водород как ключевой инструмент для достижения нулевого баланса выбросов до 2050 года.

В Украине в контексте водорода раздаются тезисы не только о «чистом» носителе энергии и возможностях европейской интеграции. Упоминается и геополитика. В сентябре 2021 года российская газодобывающая и распределительная монополия «Газпром» закончила строительство газопровода «Северный Поток-2» [19], который сейчас ожидает запуска. Германия и другие партнеры обещают использовать политическое влияние для продления договора о транзите российского газа через Украину, истекающего в 2024 году, на следующие 10 лет. Несмотря на это, европейские партнеры понимают проблематичность газового транзита через Украину. Некоторые из них призывают переоборудовать украинскую газотранспортную систему (ГТС) под водород для экспорта в ЕС.

С одной стороны, экспорт зеленого водорода своей ГТС в ЕС – перспективная кооперация. Однако невозможно просто заменить газ водородом в трубах из-за быстрой коррозии металла. Разъедание водородом газовых труб низкого давления — несколько часов, а труб высокого давления — несколько месяцев. Обшивка трубы изнутри всей ГТС, которая простирается более чем в тридцать тысяч километров, будет стоить миллиарды долларов — значительные суммы для слабой украинской экономики. Кроме того, экспорт водорода возможен газотранспортной системой без изменений, но с примесью водорода в природный газ. До 20% водорода можно транспортировать вместе с природным газом.

Следом за ЕС в Украине планируется принять свою Водородную стратегию до конца 2021 года. Рабочая группа по подготовке проекта Стратегии развития водородной энергетики в Украине на период до 2030 года подчеркивает необходимость занять конкурентоспособную позицию на водородном рынке — рассчитать возможности для максимизации масштабов производства водорода и наиболее выгодную географию размещения мощностей [20].

Министерство энергетики разработало несколько важных документов, но центральным пока является проект Дорожной карты по производству и использованию водорода в Украине [21]. Если кратко подытожить направления водородной политики в Украине, то она не заканчивается производством зеленого водорода. Рассматривается получение водорода из газа и с помощью технологий атомной энергетики. Производство из природного газа предлагают компенсировать технологиями по улавливанию и хранению углерода.

Что не так с водородом в Украине?

Потребность в зеленом водороде в Украине будет расти. Сталелитейная промышленность — одна из ключевых экспортных отраслей, отвечающая за почти четверть общего экспорта Украины. В то же время это углесодержащая отрасль, которую сложно декарбонизировать. Водород рассматривается как реалистичная альтернатива для углеродсодержащих секторов. Кроме того, ЕС планирует ввести механизм пограничной коррекции углеродного следа (CBAM — Carbon border adjustment mechanism). Его идея состоит в том, чтобы взимать пошлины на импорт товаров из стран, где отсутствуют или действуют менее жесткие правила на выбросы, для защиты европейских производителей, уплачивающих цену на выбросы в рамках Европейской системы торговли квотами на выбросы или национальных систем налогообложения выбросов. Он будет распространяться, прежде всего, на тех, кто экспортирует сталь, алюминий, цемент, удобрения и другую продукцию углесодержащих отраслей. Украинская промышленность очень углесодержащая, так что если она не модернизируется, то будет вынуждена доплачивать цену на выбросы углерода. Поэтому приоритетной должна быть декарбонизация отечественной промышленности, в частности, перспективы производства и применения водорода для углеродсодержащих секторов.

Мариупольский металлургический комбинат имени Ильича. Фото: Сергей Каравайный

Чтобы производить зеленый водород, требуются большие запасы возобновляемой электроэнергии. На первый квартал 2021 года доля производства электроэнергии из возобновляемых источников энергии составляла вместе с крупными гидроэлектростанциями 11,4%. Эти мощности, вероятно, будут расти, что с климатической точки зрения необходимо. Однако постоянное накопление задолженности перед производителями возобновляемой энергетики все же представляет угрозу дальнейшему развитию сектора ВИЭ. В то же время производство водорода целесообразнее, если оно производится из дополнительной электроэнергии с ВИЭ. Густонаселенный Евросоюз прежде всего заинтересован в Украине как экспортере водорода в результате больших незадействованных пространств на юге Украины, где выгодно производить электроэнергию из ветра и солнца. В то же время, ЕС заинтересован не только в импорте зеленого водорода, а также и электроэнергии из ВИЭ.

Для украинских властей декарбонизация своей страны, очевидно, не является приоритетом

Наконец, несмотря на то, что есть внутренняя потребность в водороде для декарбонизации углесодержащих отраслей, пока власти ориентируются чисто на экспорт водорода для нужд ЕС. Разговоры о зеленом водороде многообещающие, но и здесь в приоритете Европейский Союз. Следует учитывать, что ЕС отстаивает свои интересы как в вопросе развития ВИЭ, так и водородных мощностей в Украине. В то же время для украинской власти декарбонизация своей страны, очевидно, не является приоритетом. В вопросах использования водорода внутри страны власти уже не настаивают на зеленом водороде, а открыты и к другим альтернативам — водороду из природного газа и технологиям атомной энергетики. Остальные выбросы планируется компенсировать с помощью дорогостоящих технологий улавливания и хранения углерода — другого известного решения, продвигаемого нефтегазовым лобби. В ситуации, когда ЕС открыто говорит о стратегическом интересе в ресурсах Украины для декарбонизации своей экономики, прослеживается динамика неравного партнерства. В конце концов, водород вряд ли спасет мир от климатического кризиса, а Украину – от экономической зависимости.

На эту тему: Чем и как немцы обогревают жилье - и как будут топить в будущем [22]​​

Исследование подготовлено в рамках проекта "Справедливый энергетический переход для Украины [23]" в сотрудничестве с "Центром Экономической Справедливости".

Проект фокусируется на двух аспектах: прогрессивной экологической политике и ее социальных последствиях и ищет ответы на следующие вопросы:

• как должно действовать государство при переходе на возобновляемые источники энергии и декарбонизации?

• какова должна быть справедливая социальная политика в отношении работников «традиционной энергетики»?

• как снизить стоимость тарифов на коммунальные услуги при переходе на зеленую энергетику?

• каким образом развитие новых видов топлива, таких как «зеленый водород» может способствовать экономическому развитию Украины?

• какие из лучших зарубежных практик по переходу на более чистую энергию возможны в Украине?

Осуществляется при поддержке Rosa Luxemburg Stiftung в Украине и средств Министерства экономического сотрудничества и развития ФРГ.

—

Ларина Марина,  опубликовано в издании Спільне [24]

На эту тему:

• Почему крах СССР был полезен для климата? [25]
• Квоты, выбросы, налоги. Почему Украине следует изменить климатическую политику [26]
• Всемирное озеленение. Что принесет планете снижение выбросов углекислого газа [27]
• «Grean Deal» и Украина [28]
• Глупость или измена [29]