БАКУ, 22 янв — Sputnik. На волне массового и ускоренного энергетического перехода, который предполагает отказ от ископаемого топлива и генерацию электроэнергии из возобновляемых источников, особую популярность получила водородная энергетика. В результате страны-поставщики энергоресурсов на мировой рынок наперегонки начали заявлять о намерении производить и экспортировать водород.
В числе прочих Азербайджан также заявил о намерении экспортировать его в западном направлении, в частности по инфраструктуре Южного газового коридора, который включает в себя такие газопроводы, как Трансанатолийский (TANAP) и Трансадриатический (TAP). Так, на днях стало известно, что консорциум TAP в текущем месяце планирует провести испытания в связи с поставками водорода. Как сообщили Trend в консорциуме, по итогам исследования, проведенного в 2021 году, было подтверждено, что TAP потенциально может транспортировать водородную смесь.
О том, что из себя представляет водородная энергетика и можно ли водород транспортировать по газопроводной системе, Sputnik Азербайджан поинтересовался у эксперта.
История вопроса: почему энергосистема ЕС неуправляема?
Тема водородной энергетики не новая для мирового энергетического рынка – ранее активный интерес к ней возник в конце 2000-х – начале 2010-х годов, сказал заместитель генерального директора Института национальной энергетики Александр Фролов.
"Тогда был реализован ряд проектов в этой области, например, в аэропорту Мюнхена различные транспортные средства, включая спецтехнику, переводились на водород. В этом вопросе были большие ожидания, но как это часто бывает с большими ожиданиями, они превратились в скромные результаты. После этого тема водородной энергетики на какое-то время сошла на нет", – напомнил Фролов историю вопроса в беседе со Sputnik Азербайджан.
Затем в 2020-м в Европейском союзе была принята водородная стратегия, и в мире заговорили о том, что водород – это будущее и перспективное направление. При этом, отметил эксперт, для того чтобы понять, зачем нужен водород, следует вспомнить, что в Европе в последние где-то 15 лет бурно развивается электрогенерация на основе ВИЭ, в частности производство на ветровых и солнечных электростанциях.
По словам Фролова, электроэнергия – это товар, который потребляется в момент производства, и чем больше ветровых и солнечных электростанций в энергосистеме страны, тем менее стабильной и менее управляемой становится эта система.
"То есть как только растет потребление электроэнергии, сразу же должно вырасти производство, и наоборот. Это как раз о диспетчеризации электроэнергии – то есть увеличении ее выработки, когда есть потребление, и сокращении, когда потребления нет. Так, когда электроэнергия производится из ветра или солнца, управлять этим процессом сложно, так как силой и скоростью ветра, а также солнцем управлять невозможно", – разъяснил эксперт.
Кроме того, в ЕС у возобновляемой генерации есть приоритетный доступ к сетям, а это означает, что как только электричество на ветровой электростанции стало производиться, сеть обязана его принять, неважно, нужна эта электроэнергия или нет.
Таким образом, получается система, в которой огромная доля солнечной и ветровой электроэнергии (в 2023 году около 30% энергогенерации в ЕС производилось из солнца и ветра), и по мере роста электростанций, работающих на ВИЭ, обостряется вопрос, связанный с управляемостью.
"По сути уже сейчас нужны средства буферизации и накопления этой электроэнергии из ВИЭ. А чем больше реализуется программа ЕС по "зеленой энергии", тем больше будет проблема накопления электроэнергии. Соответственно, важно накапливать электроэнергию в момент избытка производства и отдавать ее в сеть в момент его отсутствия, чтобы иметь возможность в будущем отказаться от ископаемого топлива", – отметил Фролов.
Водород – слишком дорогая альтернатива батареи
По его словам, для решения этой проблемы первоначально шли разговоры о том, чтобы увеличить объем промышленных аккумуляторных батарей, которые будут использоваться для накопления электроэнергии.
"Я и мои коллеги смотрели на эти прогнозы с некоторым удивлением по той банальной причине, что это чудовищно дорого. Потому что такого объема производства батарей в мире нет. Конечно, можно вложиться в производство и увеличить объемы их выпуска, но надо увеличивать добычу ряда металлов, таких как литий, никель и медь. Речь идет о кратном увеличении их производства. Мягко говоря, это экономическое безумие. Кто будет вкладываться в это? Кроме того, дорогое производство батарей превратит их в очень дорогой товар", – рассказал эксперт.
Таким образом, когда выяснилось, что аккумуляторные батареи – это довольно дорого, пришлось придумывать новую систему электрохранения, которая помогла бы решить проблему с дорогой батареей и невозможностью диспетчеризации электрогенерации на базе ВИЭ. И тогда вновь возникла идея использовать водород – он в европейской энергостратегии фактически заменяет батарею.
Водород и его цветовая палитра
Фролов объяснил, что основная доля производимого в мире водорода – это "серый" водород, который получается из природного газа. Водород из того же газа, при производстве которого улавливается углерод, называется "голубым". А "зеленый" водород получается с помощью электролиза воды с использованием электроэнергии, полученной из ВИЭ.
При этом, ввиду развития стратегии по переходу на "зеленую" энергию, в ЕС предпочитают использовать именно "зеленый" водород.
Так, например, в немецкой водородной стратегии указывается, что к 2030 году Германия собирается тратить 20 тераватт/часов электроэнергии из ВИЭ для производства 14 тераватт/часов водорода. То есть эффективность этого процесса в принципе отрицательная, отметил Фролов.
В рамках этой энергосистемы, в которой уже есть избыток предложения и происходит резкий скачок электрического производства, в теории звено, которое позволяет сливать этот избыток и производить новые объемы энергоносителей, пусть и с энергетическими потерями, выглядит не бессмысленно.
"То есть, если вы используете водород в качестве батарейки, то это имеет смысл. Во всех остальных случаях эффективность применения водорода в качестве энергоносителя по сравнению с традиционными энергоносителями, применяемыми на данный момент как в автотранспорте, так и для производства электричества, не доказана", – считает Фролов.
По словам эксперта, 2024 год в рамках водородной стратегии ЕС назван одним из этапных, в котором, как ожидается, развитие "зеленой" водородной энергетики должно быть более чем овеществлено.
"По существующему плану в 2024 году в ЕС должно произвести 1 млн тонн "зеленого" водорода. Учитывая накопленные проекты и вопросы к проектам по "зеленому" водороду в ЕС, я испытываю сомнения относительно успешной реализации планов на этапный год", – подчеркнул он.
Можно ли поставлять водород по газопроводу?
Главный вопрос, который сегодня стоит перед водородной стратегией ЕС, заключается в том, что существующая газотранспортная система не подходит для транспортировки водорода.
"Водород – это крайне летучее вещество и его нельзя транспортировать по существующей газопроводной системе. Единственное, что можно сделать для того, чтобы "подружить" природный газ и водород, – это сделать газо-водородную смесь, в которой водорода будет, согласно одним исследованиям, не более 20%, а другим – не более 30%. В таком виде, то есть смешанном с метаном, водород можно будет транспортировать по трубопроводам", – объяснил Фролов.
Очевидно, что система Южного газового коридора, частью которого является Трансадриатический трубопровод (TAP), это традиционная газотранспортная система. Складывается ситуация, при которой можно транспортировать водород по ТАР, но только продолжая транспортировать газ.
"В итоге получается ситуация, когда транспортировать водород можно, но неясно зачем, если смешивать его с газом. А ведь речь идет о том, что ЕС собирается отказаться от ископаемого топлива к 2050 году и уже к 2030-му планирует перевести газовые электростанции на возобновляемые источники и неископаемое топливо", – разъяснил эксперт.
При этом, отметил он, европейские страны не поощряют использование водорода, полученного из природного газа даже с улавливанием выбросов.
"В ЕС говорят, что любое топливо, даже "голубой" водород, в основе которого лежит метан, не соответствует высоким экологическим стандартам. Соответственно, водород, который будут получать из метана, неэкологичен, поэтому такие проекты получают меньшее одобрение даже не концептуальном уровне, чем проекты, которые связаны с производством "зеленого" водорода. А Азербайджан вряд ли захочет транспортировать "зеленый" водород или, если и начнет, возникнет банальный вопрос: почему его нельзя произвести на месте сразу в ЕС? В чем уникальность Азербайджана? В этой связи я бы не обольщался", – подчеркнул Фролов.
Так, отметил он, ЕС планирует к 2030 году выйти на показатели производства порядка 10 млн тонн водорода, и смысла импортировать именно "зеленый" водород нет.
Однако если водородные проекты будут давать свои плоды и если водород, производимый из природного газа, все же найдет своего покупателя в ЕС, то страны, куда он будет поставляться, будут стараться ввести какой-нибудь метановый налог по аналогии с углеродным, чтобы компенсировать вред экологии.