Спотовые цены на газ и разразившийся в связи с этим энергетический кризис в Европе подтолкнули многие развитые экономики стран Запада, а также США, к ускоренному внедрению темы водородной энергетики. В России, несмотря на то, что она до сих пор не имела энергетических проблем, тоже решено в ближайшем будущем заняться развитием идеи “чистого водорода” , как для себя, так и на экспорт. Борьба за рынки сбыта и уменьшение выбросов углекислого газа в атмосферу продолжается.
Водородные технологии - будущее планеты
Водородная энергетика (ВЭ) причисляется к альтернативному и наиболее экологичному из всех возможных способов добычи энергии. Теплота сгорания водорода, как наиболее распространенного элемента на поверхности земли и в космосе, наиболее высока, а продуктом сгорания является вода. В дальнейшем вода может снова вводиться в оборот ВЭ. Это наиболее перспективное направление энергетического развития для производства чистой энергии.
По рентабельности производства энергия водорода делится на четыре составляющих:
- “зеленая” ВЭ, произведенная из ВИЭ методом электролиза воды. Это самый чистый, но самый дорогой источник энергии, себестоимостью примерно $10 за килограмм сырья;
- “желтая” ВЭ- произведенная с помощью атомной энергии;
- “голубая” ВЭ - производится из природного газа. Выбросы СО2 при его производстве накапливаются в специальных хранилищах. “Желтая” и “голубая” ВЭ - в пять раз дешевле “зеленой”. Его себестоимость около $2 за кг.
- “Серая” ВЭ - также производится из природного газа с выбросом СО2 в атмосферу. Рентабельность - менее $1 за килограмм сырья.
В мире пока нет масштабного промышленного производства этого источника энергии. Но в ФРГ и в России уже приступили к разработке далеко идущих планов такого развития. В Германии - на основе “зеленой” ВЭ. Но на данном этапе этот самый дорогой вид энергии является нерентабельным. Это делает саму идею ВЭ малопродуктивной. В России предполагают начать развитие на основе “желтой” и “голубой”, и на начальном этапе возможно “серой”, даже несмотря на планы по борьбе за уменьшение выбросов СО2.Хотя именно в России сейчас самая экологичная энергетика в мире. Переход на “зеленый водород” Россия планирует только после 2035 года, когда будет развита инфраструктура применения ВЭ внутри страны. Тогда и стоимость “зеленого” водорода уже будет сравнима с “голубым”. Иначе развитие новых грандиозных планов ВЭ могут сорваться. Совместить экологичность в начале процесса и развитие его пока невозможно. Сегодня в РФ производство водорода, пусть пока и “серо-голубого”, считается наиболее рентабельным. Запасов газа и атомного сырья для этого хватит как минимум на столетие. А если в ближайшем будущем атомная энергия будет в мировом масштабе признана “зеленой”, то переход на “зеленую” ВЭ в России состоится гораздо раньше 2035 года.
Водородная энергетика в России
21 апреля 2021 года Владимир Путин выступил в Федеральном Собрании РФ и объявил о новых комплексных подходах к развитию энергетики, “включая новые решения в сфере атомной генерации в таких перспективных направлениях как водородная энергетика и накопители энергии”.
Наилучшим стартовым потенциалом для реализации проектов низкоуглеродного водорода обладают крупные компании из топливно-энергетического комплекса, работающие на международных рынках – "Росатом", "Газпром", "Новатэк", "Роснефть", "Лукойл. “Росатом”, “Новотэк” и “Газпром” уже в 2024 году начнут производство этого нового энергетического продукта с гораздо меньшим выбросом СО2 в атмосферу, чем сжигание нефти, газа и угля. Для этого кабинет министров РФ подготовил долгосрочный план (концепцию развития), состоящий из трех временных отрезков.
На первом этапе, к 2024 году, страну поделят на три кластера:
- Северо-Западный - будет ориентирован на производство экспортной ВЭ.
- Восточный, который также как и Северо-Западный, будет ориентирован на экспорт.
- Арктический, водородное сырье от которого будет применяться внутри страны.
В 2021 году “Газпромом” разработана и будет испытана газовая турбина на метано-водородном топливе.
До 2024 года “Газпром” будет изучать применение этого топлива в газовых установках в качестве моторного топлива в разных видах транспорта.
В 2024 году на атомных электростанциях, объектах добычи газа и предприятиях по переработке сырья компаниями будут запущены первые водородные установки. “Росатом” построит опытный полигон для железнодорожного транспорта на водородном топливе на Сахалине.
На втором этапе, к 2035 году, ожидаются создание крупных производств водорода, ориентированных на экспорт, а также реализация важных проектов по применению водорода на внутреннем рынке с применением отечественных технологий. В том числе массовое применение водородных технологий в нефтехимии, электроэнергетике, металлургической промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве, на транспорте. Экспорт же должен составить к тому времени 2 млн т, с целью выйти на уровень до 12 млн т.
К 2050 году, третьему этапу развития ВЭ, объемы экспорта предположительно ожидаются в объеме до 15 млн т, оптимистичная цель – 50 млн т. Россия может стать, и обязательно будет, одним из крупнейших экспортеров водорода. На внутреннем рынке страны должно начаться широкое коммерческое применение водородных технологий на транспорте, в энергетике и промышленности.
Водородная энергетика принесет миру желаемый результат: многократное сокращение вредных выбросов в атмосферу Земли, не ущемляя себя в использовании энергетического потенциала стран при развитии экономик.
В чём причина возникновения идеи ВЭ?
Последние десятилетия в мире идут ожесточенные дискуссии о вреде “парникового эффекта”, вызванного в основном антропогенным влиянием человеческой деятельности на климат планеты. На международном климатическом саммите 2021 года совершенно резонно ставятся вопросы о сокращении выбросов СО2 в атмосферу, а на Мировом энергетическом совете (МИРЭС) ведутся дискуссии о поисках альтернативных источников природной энергии и надежности энергетических систем.
Пришло время подумать о том, как и чем заменить сжигание каменного угля, нефти и газа, чтобы не усугублять потепление климата нашей планеты. Ведь от “парникового эффекта” зависит не только судьба всего человечества, но и других биологических видов, сохранение их пищевых цепочек.
Схема взята с сайта: https://ru.wikipedia.org/wiki/Возобновляемая_энергия
“Зеленая энергетика”
В конце 20 века ученые начали задумываться, как же сократить выбросы углекислого газа. Самым разумным казалось заменить сжигание угля и газа на возобновляемые источники энергии (ВИЭ), такие как энергия солнца, ветра, геотермальных источников, водного потока рек. В России еще в начале 20 века стали использовать энергию гидроэлектростанций (ГЭС), как основу выработки электроэнергии для развития страны. Лидерами же по использованию ГЭС являются Канада, Исландия и Норвегия. ГЭС - до сих пор было оптимальным решением с точки зрения сохранения климата планеты. Но не во всех странах существуют условия для их внедрения. Поэтому мысль о принципиально новых технологиях для выработки энергии начала развиваться в сторону использования ветрогенераторов и солнечных батарей. Особенно серьезно этой темой занимались Дания, Германия, Великобритания и США.
Но так ли эффективны такие источники энергии, так ли они надежны?
В сентябре 2021 года в Европе спотовые цены на газ и уголь десятикратно возросли относительно тех же цен еще полгода назад (ниже $80 за 1 тыс.куб.м в марте) , что спровоцировало энергетический кризис. Запасы накопленного в хранилищах газа резко уменьшаются, так как долгосрочные контракты с Россией, основного поставщика газа в Европу, подписаны не у всех стран Евросоюза. В Германии, где уже есть долгосрочный контракт на поставку газа через новый газопровод “Северный поток 2”, европейская бюрократия никак не пустит эту газовую артерию в ход. Не помогает увеличить поставки энергетического сырья даже по первому “Северному потоку”. В Великобритании, после Brexit не являющейся уже членом ЕС, вообще нет хранилищ газа. Да и собственные угольные шахты из-за решения вопросов с выбросами СО2, тоже закрыты. Атомная энергетика во многих странах уже остановлена по причине той же экологической повестки. Покупка газа по спотовым ценам для всех стран Евросоюза - не выход из положения. Огромные цены на газ ($1229,4 за 1 тыс. куб. м. на 14 октября) делают нерентабельной производство товаров и уменьшают платежеспособность покупателей среди населения.
Ветрогенераторы в Висмаре (Германия). Фото Марины Лысцевой.
Казалось бы вот оно решение - ветроэнергетика и солнечные батареи. Но и здесь тоже оказалось много нерешенных проблем, таких как невозможность прогнозировать наличие ветров и солнечного света, работы оборудования при экстремальных климатических условиях.
В феврале 2021 года в штате Техас при нестандартной температуре для этого региона в -19 оС, ветрогенераторы просто напросто перемерзли и перестали работать, а солнечные батареи накрыло снегом. В штате разразилась катастрофа, мёрзли и умирали люди от холода, от отсутствия продуктов и воды, которая подается в дома тоже с подачи электричества.
В Германии в сентябре 2021 года возник нехарактерный для этой местности штиль. Выработка “зеленой” электроэнергии прекратилась. Возник дефицит электроснабжения, отягощенный многократным увеличением цен на газ из-за решения Евросоюза перейти на биржевые закупки газа по спотовым ценам.
Эти два примера четко рисуют картину неустойчивости подобных энергетических систем. Как для ветрогенераторов, так и для солнечных батарей. Это уже если не говорить о том, что срок использования подобных технических систем примерно 20 лет и после нужна утилизация, которая еще даже точно не подсчитана по стоимости. Кроме того, ветрогенерация в Германии - дотационная отрасль. Что тоже не делает эту систему рентабельной.
Генсек МИРЭС Анджела Вилкинсон, оглядываясь на эти проблемы ВИЭ, на прошедшей в Москве энергонеделе, констатировала, что системы возобновляемых источников энергии еще долго нужно подстраивать под экономическую рентабельность, чистоту и надежность.
Когда мы боремся за чистоту климата и решаем всем миром сокращать выбросы СО2 в атмосферу, то понимаем, что выработка электроэнергии и тепла из угля, газа и нефти должны рано или поздно отойти в сторону. Но опора на ВИЭ еще ненадежна, малорентабельна и очень сильно зависит от капризов природы.
Россия и многие другие развитые страны мира считают, что развитие водородной энергетики поможет решить основные проблемы человечества в сфере постоянно требующейся энергии. И наша страна сыграет в этом процессе свою решающую роль, когда с помощью российских компаний: “Газпром”, “Росатом”, “Новотэк”, “Лукойл” станет первой в производстве и экспорте дешевого “зеленого водорода”.
Оценили 9 человек
13 кармы