Зелёный элемент. Как мир переходит на водород и чем это грозит России

Однако на пути к «зелёному» водородному будущему немало помех. «Секрет фирмы» разобрался, кто и как уже внедряет новые технологии и не останется ли Россия на обочине этого тренда.

Водород везде — от Lada Kalina до самолётов для British Airways

Через 10 лет в Европе должно быть не менее 30 млн автомобилей с нулевым уровнем выбросов, а к 2050 году безвредными для экологии должны стать почти все машины, включая грузовики и автобусы. А также авиация и морской транспорт. Об этом говорится в «стратегии устойчивой и умной мобильности» Евросоюза.

Речь идёт не только про электротранспорт. Предполагается, что заметная часть машин будет работать на водороде. Точнее, на водородных топливных элементах, где вырабатывается электроэнергия, которая и приводит в движение мотор.

Эра такого транспорта началась: в феврале в Мадриде запустили первый автобус на водородном топливе, а власти Лондона уже объявили, что городской транспорт полностью перейдёт на водород в 2037 году.

Многие автоконцерны разрабатывают и даже уже выпускают водородные модели: Toyota (Mirai), Honda (Clarity), Hyundai (Nexo), Mercedes-Benz (GLC F-Cell, по необходимости заряжается от розетки), BMW (X5 i Hydrogen Next).

У отечественного автопрома есть подобные разработки: в 2019 году «АвтоВАЗ» представил прототип водородного автомобиля на базе Lada Kalina. В течение года разработчики должны были создать опытный образец, но с тех пор о проекте информации нет.

Тенденция заметна и в грузовом сегменте: в конце 2020 года Hyundai начал поставлять клиентам первые водородные грузовики, а в России фирма «Эвокарго» представила беспилотный электрогрузовик, который можно заправлять водородом.

Применение водороду ищут и в авиации. Калифорнийский стартап с русскими корнями ZeroAvia с 2017 года разрабатывает водородно-электрические самолеты. За три года ему удалось привлечь $37,7 млн инвестиций, в том числе от фондов Билла Гейтса и Amazon. Пока речь идёт только о небольших самолетах, преодолевающих расстояния в 800 км. Опытный образец ZeroAvia Федеральное управление гражданской авиации США одобрило в 2019 году, а его первый полёт состоялся осенью 2020-го. Разработками уже заинтересовались 10 авиакомпаний — в частности British Airways.

«Технология водородных топливных элементов открывает потенциал для полётов крупных самолетов на большие расстояния, а это означает, что она может масштабироваться, чтобы предложить эффективную альтернативу реактивному керосину без выбросов. Водород также может обеспечить снижение затрат на топливо и техническое обслуживание», — объяснил «Секрету» вице-президент по Европе ZeroАvia Сергей Киселев.

Пока рынок сдержанно принимает водородные новинки

Это демонстрирует история с автомобилями Toyota Mirai. Их серийно выпускают с 2014 года, основные рынки — США и Япония. В 2020 году вышла модель второго поколения, стоимость начинается с 5 млн рублей. Toyota надеялась продавать по 30 000 автомобилей Mirai, но спрос в 10 раз меньше — из-за плохо развитой инфраструктуры. В США, например, всего около 10 водородных заправок, в Германии – свыше 50.

В России и вовсе одна водородная АЗС. Её открыли в подмосковной Черноголовке летом 2020 года при участии одного из немногих российских владельцев Toyota Mirai Владимира Седова. Правда, на заправке не смогли даже полностью заправить авто — не хватило давления (нужно 700 атмосфер, а на подмосковной АЗС всего 500). Ранее Владимир на свои деньги запускал подобную станцию в родном Красноярске — и потратил на это более 10 млн рублей (при том что автомобиль ему обошёлся в 7 млн).

Проблемы с инфраструктурой, похоже, не останавливают правительство Санкт-Петербурга: осенью 2020 года там задумались, как перевести каршеринг на водородное топливо: компания Hyundai готова предоставить свои автомобили для пилотного проекта. Оператор каршеринга пока неизвестен, как и детали идеи.

Директор по стратегическим проектам каршеринговой компании «Делимобиль» Дарио Пелацо скептически смотрит на такие эксперименты: «На сегодняшний день перевод машин на водородное топливо не представляется возможным в силу ряда причин. Основные — отсутствие инфраструктуры для заправки и обслуживания таких автомобилей. Проблема водородного топлива заключается ещё и в высокой стоимости его производства, которая в разы выше, чем дизельное или бензин», — сказал он «Секрету».

Современный водород не нужен экономике будущего

Есть несколько способов получить водород. Первый — переработать углеводородное сырьё (природный газ или уголь). Это энергоёмкий процесс, при котором выделяется значительное количество углекислого газа — основного парникового газа, вызывающего изменение климата. Полученный таким методом водород нельзя считать экологичным, поэтому его называют «серым».

Есть «зелёный» водород — его получают электролизом воды (разложения вещества на составные части под воздействием тока). Если электричество для этого процесса вырабатывают из возобновляемых источников, такое производство считается безвредным для природы. Когда говорят о водороде как о топливе будущего — имеют в виду именно его. Промежуточный вариант — «голубой», когда при производстве «серого» водорода улавливают углекислый газ.

«Водород, произведённый с минимальными выбросами парниковых газов (“зеленый” или “голубой”), становится несравненно лучшим энергоносителем по сравнению с нефтью или газом — по критерию влияния на глобальные климатические изменения, по “углеродному следу”, — говорит старший аналитик Центра энергетики Московской школы управления Сколково Юрий Мельников. — Природный газ и нефть по своей природе не могут сравниться с водородом по этому показателю — при их добыче, транспортировке и использовании непрерывно выделяются парниковые газы (метан, СО2), и свести все эти выбросы к нулю невозможно».

Однако производство «зелёного» и «голубого» водорода обходится дорого. К тому же установки для производства такого вещества маломощные и их немного. Поэтому в мире пока больше всего «серого» водорода — около 99%.

Себестоимость производства «зелёного» водорода — этот $3-4 за килограмм. Это примерно в три раза дороже, чем «серого» ($1-2), но зато вдвое меньше, чем 10 лет назад. А поскольку стоимость ветровой и солнечной энергии продолжает падать, а экономия от масштаба производства «зелёного» водорода возрастает, он может подешеветь ещё сильнее. Если это произойдёт, «зелёный» водород может стать основным топливом будущего, пишет MIT Technology Review.

Если ли место для России в водородном будущем

К 2050 году почти четверть мировой потребности в энергии будет покрываться за счёт водорода, а его цена сравняется со стоимостью природного газа, следует из доклада Bloomberg. К тому времени, как предсказывает Hydrogen council, объём мирового рынка водорода достигнет $2,5 трлн (сегодня он оценивается в $150 млрд).

«Основные водородные технологии находятся в начале кривой обучения (это линия, которая показывает рост совершенства технологии и уменьшение её стоимости по мере распространения и масштабирования. — Прим. «Секрета»), — говорит Юрий Мельников. — Применяются они в ограниченных масштабах, и потому дороги. Ключом к их удешевлению является глобальное масштабирование технологий — в сотни, тысячи раз — и здесь важна роль мер поддержки со стороны государств».

Многие страны разработали национальные водородные стратегии — в частности, они появились в Германии, Нидерландах, Франции, Норвегии, Португалии, Испании. Осенью 2020 года такой документ появился и в России.

Согласно ему, экспорт водорода из России к 2024 году должен достичь 200 000 тонн, а к 2035 году вырасти уже до 2 млн тонн. Сейчас в стране производят 5 млн тонн водорода в год, но весь используют во внутреннем промышленном секторе. По планам властей, Россия через 15 лет должна получить весомое место на глобальном рынке — не менее 16%.

Вообще водород можно производить почти везде. Надежды на экспорт связаны с ожиданиями, что производимый в стране «безуглеродный» водород будет настолько дёшев, что его будет выгодно продавать в другой стране за сотни и тысячи километров от места производства, объяснил Юрий Мельников.

«Добиться такой конкурентоспособности будет непросто: ресурсы для производства водорода действительно распределены по планете равномерно, а логистические решения пока находятся на очень ранней стадии развития», — добавил эксперт «Сколково».

Лидерами в развитии водородных технологий сейчас считаются Япония и Германия. «При этом РФ находится в переговорном процессе с Германией по вопросам использования водорода. У России есть развитая сеть трубопроводов, у Германии — технологии. Объединив эти возможности, можно получить совместные перспективы, — говорит доцент кафедры национальной экономики экономфака РУДН Максим Черняев. — А в перспективе — и новые пакеты санкций, которые неизбежно прилетят из-за океана. РФ своими действиями даёт понять, что готова к подобному развитию событий. Готовы ли партнёры? Германия изучает этот вопрос».

«Неоспоримое преимущество России, которое позволит сразу вырваться в лидеры мирового рынка водородной энергетики, — газовая инфраструктура “Северный поток” и “Северный поток — 2”, через которую можно гнать газ, можно — водород, а можно — смесь, и это пока самый перспективный вариант. Вместе с тем существует опасность стать сырьевым придатком, только на более высокотехнологичном уровне. Риск в том, что начнут отправлять весь произведённый водород в Европу без дальнейшего использования в производстве или для энергетических нужд граждан», — считает руководитель направления «Промышленность» Института технологий нефти и газа Ольга Орлова.

Первыми крупными производителями «зелёного» водорода, вероятнее всего, станут «Росатом» и «Газпром». Пилотные установки компании запустят к 2024 году на базе атомных электростанций, объектах добычи газа и перерабатывающих предприятиях. Кроме того, к этому году «Росатом» должен построить опытный полигон для испытаний железнодорожного транспорта на водородных двигателях.

Рост спроса на «зелёную» энергетику угрожает бюджетным доходам страны. Будучи одним из крупнейших поставщиков угля, нефти и газа, Россия оказывается в уязвимой ситуации при падении спроса на топливо. Что и показала коронавирусная весна 2020 года. Вероятно, поэтому правительство решило начать формировать репутацию России как поставщика водорода — альтернативного энергоносителя. Ведь то, что сейчас выглядит, скорее, хайпом, через несколько десятилетий может стать реальностью.

Фото: depositphotos.com