«Зеленый» водород для Украины. Ликбез

|
Версия для печатиВерсия для печати
Фото:

​​Интерес к водородной энергетике в последние годы зашкаливает, именно ее зачастую называют энергетикой будущего и главным козырем в борьбе с климатическими изменениями. А Украину видят чуть ли не главным поставщиком «зеленого» водорода в Европу. Радужные перспективы, если не углубляться в детали.

По сути, нынешний тренд — это «вторая волна» создания водородной энергетической отрасли, отмечает ZN.ua. Сама концепция замены ископаемых и углеводородных топлив водородом сформировалась в середине 70-х годов прошлого столетия. Правда, тогда ее реализация основывалась на применении высокотемпературного (порядка 700–900°С) газового теплоносителя ядерных реакторов, эксплуатация которых несла понятные риски, и идея «не взлетела». Сейчас же рост возобновляемой энергетики заставил мир снова взглянуть на водород уже под другим углом.

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

Известная особенность работы энергетических систем — неравномерность нагрузки сети в течение суток. Эта проблема решается посредством аккумулирования, в основном за счет использования гидроаккумулирующих электростанций, ГАЭС (более 96% всей мировой емкости хранения электроэнергии — 184 ГВт установленной мощности). Но в возобновляемой энергетике появляется дополнительная проблема — нестабильность самих вырабатываемых мощностей из-за изменения погодных условий, а также разницы между пиками потребления и выработки. До выработки объектами ВИЭ определенных объемов электроэнергии указанная нестабильность перекрывается существующими системами гидроаккумулирования, однако при увеличении этих объемов, назовем их «излишками», возникает необходимость сооружения дополнительных энергетических объектов, сглаживающих указанную нестабильность.

Да и что делать с излишками электроэнергии, вырабатываемыми с применением ВИЭ? А они, как показало время, могут быть значительными, особенно если есть стимул — «зеленый» тариф. Наиболее приемлемым решением стало использование выработанной объектами ВИЭ электроэнергии для получения водорода электролизом воды — практически неисчерпаемого сырьевого источника, да еще и «зеленого», согласно общепринятой терминологии.

Получается, идеология «зеленого» водорода в значительной мере сформировалась как следствие масштабного сооружения ветровых и солнечных электростанций и возникших проблем с применением в энергосистемах полных объемов выработанной электроэнергии. Иначе трудно объяснить необходимость создания непростых систем получения водорода, организации инфраструктуры его доставки и дальнейшего применения (а это отдельная тема для дискуссии), — и все это вместо непосредственного использования выработанной «зеленой» электроэнергии для эффективного замещения ископаемых и углеводородных топлив, что в полной мере соответствует положениям Парижского соглашения о развитии безуглеродной энергетики.

Оценим некоторые аспекты производства «зеленого» водорода. Реализация Водородной стратегии Евросоюза предусматривает производство к уже недалекому 2024 году 1 млн тонн электролизного водорода, что потребует установки электролизеров мощностью 6ГВт. К 2030 году планируется увеличить этот показатель до 10 млн тонн и, соответственно, установить электролизеры общей мощностью 60 ГВт. При стоимости электролизера порядка 0,5 млн евро за 1 МВт потребляемой электроэнергии это 3 и 30 млрд евро соответственно. Здесь, разумеется, и соответствующая реакция производителей электролизеров на указанные запросы. Например, в Германии, уже известной своими масштабными разработками в этой области, европейская компания Enapter объявила о своей готовности производить 100 тысяч электролизеров в год на своей новой площадке в этой стране. Среди крупных производителей электролизеров британская ITM Power и норвежская NEL.

Любопытно, что у таких крупнейших производителей электролизеров, как Германия и Англия, достигнуты рекордные в мире показатели по удельному весу электроэнергии, вырабатываемой ВИЭ, в общем объеме ее производства. К окончанию 2019 года эти показатели составили 36,6 и 35,0% соответственно, или 224,1 и 113,3 млрд кВт∙ч (Statistical review of world energy 2020/69). Не наталкивает ли это на определенные размышления?

На эту тему: Найпотужніша в Європі Запорізька АЕС вперше у своїй історії вийшла на повну потужність

В настоящее время активно обсуждаются перспективы Украины как одного из главных поставщиков «зеленого» водорода в Европу. При этом предполагается размещение к 2030 году мощностей по его производству в 9,8 ГВт, разумеется, электролизом.

Почему в нашей стране? Это ведь потребует строительства новых и значительных по мощности объектов ВИЭ. И еще один немаловажный фактор: у нас ведь не побережье Северного моря с незатихающими ветрами, и мы не Испания по количеству солнечных дней. Эффективность использования установленных мощностей ветро- и солнечной энергетики у нас составляет 13%. Зато Украина оплачивает самый высокий «зеленый» тариф на континенте и в этом плане является весьма привлекательной для отечественных и, что важно, иностранных инвесторов.

Какая у нас ситуация? По состоянию на начало 2020 года нашими ветро- и электростанциями вырабатывалось около 5 млрд кВт∙ч электроэнергии. Применение этого объема в энергетической системе страны обеспечивает экономию порядка 200 млн долл. за счет уменьшения закупок угля (антрацита). Представим, что вся эта электроэнергия используется для получения «зеленого» водорода. Тогда при затратах электроэнергии в электролизерах на получение 1 м3 водорода в 4,6 кВт∙ч получим 1,1 млрд кубометров. При пересчете на природный газ (по калорийности, если направлять в газотранспортную трубу) получится 355 млн кубометров и выигрыш в 106,5 млн долл. Но это ведь не все. Надо закупить электролизеры, а это более 400 млн евро только на их приобретение, не говоря о затратах на инфраструктуру. А если это водородные трубопроводы, то затраты несоизмеримо выше. И возникает вопрос: зачем? Развитие этих технологий потребует от нас в разы больших инвестиций, чем предполагаемая экономия после замены газа водородом. Ответ — интерес зарубежных компаний, желающих продать нам электролизеры.

Есть и другие детали: европейские 9,8 ГВт с учетом 13% их использования — это порядка 260 тыс. тонн водорода. Получение одной тонны водорода электролизом — это 9 тонн дистиллированной воды (или около 20 тонн заборной из наших водоемов), а на круг — это более полумиллиона тонн, есть о чем задуматься. Ведь вода давно стала дефицитным ресурсом в мире, да и в Украине.

Так как же быть? Есть два пути: расширять строительство объектов ВИЭ для обеспечения европейских и отечественных заказчиков «зеленым» водородом или обеспечивать отечественные энергосистемы безуглеродной электроэнергией.

Будем исходить из национальных интересов. В соответствии с данными Госэнергоэффективности, наша энергосистема может использовать максимум 7 ГВт электроэнергии, выработанной объектами ВИЭ, что обеспечивается существующими системами гидроаккумулирования (и это без учета набирающей мощности Днестровской ГАЭС). В первом полугодии 2021-го установленная мощность объектов ВИЭ составила 9,2 ГВт (увеличилась на 8,3%!). При коэффициенте использования 13% это 1,19 ГВт реально производимой электроэнергии. То есть у нас есть значительные возможности для дальнейшего увеличения мощностей безуглеродной энергетики. Чему в значительной мере способствует и наличие разветвленной системы ЛЭП в Украине.

Но означает ли все сказанное, что нам не следует активно включаться в европейскую «зеленую» водородную эпопею? Отнюдь нет. Но в каком направлении? В Европе проводятся активные разработки по применению водорода в промышленности и коммунальном секторе. Согласитесь, это очень перспективные направления, да и инвестиционные потребности в таком случае будет с кем разделить.

Например, масштабный эксперимент уже готовят в Великобритании. В Шотландии около 300 домов в округе Файф бесплатно к концу 2020 года были оснащены водородными топливными котлами и бойлерами. Вот она, энергомодернизация — наша давняя мечта! В нашей стране есть и коммунальные предприятия, и промышленные структуры, заинтересованные в автономном обеспечении водородом как альтернативным источником энергии. Даже первопроходцы уже имеются, например, Полтавский ГОК рассматривает возможности установки солнечной электростанции на территории отвалов отходов обогащения железной руды.

На эту тему: «Прямі іноземні інвестиції йдуть з України, а не в Україну», - Андрій Вірігінський (ВІДЕО)

В июле текущего года ведущие научно-исследовательские учреждения Украины в сфере производства, транспорта и использования водорода и газоводородных смесей создали научно-исследовательский концерн «ГИДРОГЕН». Его деятельность направлена на проведение и координацию исследований по изучению влияния водорода при его применении в оборудовании, элементах и материалах газопроводов, а также на исследование аспектов использования газоводородных смесей в бытовых газовых устройствах.

В Институте газа НАНУ в разные годы выполнялись значительные разработки по использованию водородсодерджащих газов (нефтепереработки, коксового) в промышленных печах. Создан Центр водородных технологий, проводятся исследования транспортировки и хранения водорода в трубопроводах, получены интересные результаты по исследованию сжигания смесей природного газа и водорода в бытовых газовых устройствах. База есть. Осталось с умом ею распорядиться.

Борис Ильенко, ученый секретарь Института газа НАН Украины;  опубликовано в издании ZN.ua


На эту тему:


Читайте «Аргумент» в Facebook и Twitter

Если вы заметили ошибку, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter.

Система Orphus

Новини

20:00
У п'ятницю дощитиме в Карпатах і на сході, вдень до +20°С
19:59
Українці гинуть за мільярди Ахметова: благодійне товариство ФК "Шахтар" отримало бронь від мобілізації
19:28
США та Великобританія перевіряють криптовалютні транзакції на суму понад $20 млрд, що пройшли через російську біржу
19:10
The Telegraph: Яка зброя може змінити хід війни в Україні
18:46
Зеленський: рф готує новий наступ у травні-червні, ми не готові до цього (уточнення)
18:07
Як Китай поглинає колись вільний Гонконг
16:59
Чисельність населення України на вільних територіях 31,5 мільйона
14:10
«Чия система витримає, той і переможе»: що стоїть за останніми обстрілами росією енергетичної інфраструктури України
13:59
РПЦ оголосила “священну війну” Україні (документ)
12:04
Бурштинська та Ладижинська ТЕС зруйновані майже повністю: чим Україні загрожують нові атаки на енергосистему

Підписка на канал

Важливо

ЯК ВЕСТИ ПАРТИЗАНСЬКУ ВІЙНУ НА ТИМЧАСОВО ОКУПОВАНИХ ТЕРИТОРІЯХ

Міністр оборони Олексій Резніков закликав громадян вести партизанську боротьбу і спалювати тилові колони забезпечення з продовольством і боєприпасами на тимчасово окупованих російськими військами територіях. .

Як вести партизанську війну на тимчасово окупованих територіях

© 2011 «АРГУМЕНТ»
Републікація матеріалів: для інтернет-видань обов'язковим є пряме гіперпосилання, для друкованих видань – за запитом через електронну пошту.Посилання або гіперпосилання повинні бути розташовані при використанні тексту - на початку використовуваної інформації, при використанні графічної інформації - безпосередньо під об'єктом запозичення.. При републікації в електронних виданнях у кожному разі використання вставляти гіперпосилання на головну сторінку сайту argumentua.com та на сторінку розміщення відповідного матеріалу. За будь-якого використання матеріалів не допускається зміна оригінального тексту. Скорочення або перекомпонування частин матеріалу допускається, але тільки в тій мірі, якою це не призводить до спотворення його сенсу.
Редакція не несе відповідальності за достовірність рекламних оголошень, розміщених на сайті, а також за вміст веб-сайтів, на які дано гіперпосилання. 
Контакт:  [email protected]