В разгар энергетического кризиса, бушующего сейчас в Европе и Китае, и только зарождающегося в США и Индии, думать о "высоких материях" - как минимум, неприлично.
Острая фаза проблемы началась ещё в начале 2021 года, когда в Европе из-за морозов доля солнечно-ветровой энергетики снизилась до 1-2%, вместо традиционного показателя в 15-20%. Тогда дефицит энергии удалось экстренно покрыть большим потреблением газа и угля. Казалось бы, с приходом лета ситуация должна улучшиться, но не тут-то было. Генерация альтернативными истопниками энергии в летний период была ниже прогноза на 10-15%. Ну а в самом начале осени ситуацию обострил сентябрьский двухнедельный штиль в Северном море, который снизил общую выработку электроэнергетики альтернативными источниками в годовом выражении с привычных 19% до 12%. Это привело не только к перерасходу газа, который используется в качестве топлива для электростанций, но и создало повышенный спрос на него, отчего цены поползли вверх. Стоимость электроэнергии, например, в Англии и Германии взлетела на 200-300%, из-за чего сначала обанкротились частные энергетические компании, а вслед за ними и энергоёмкие производства.
Например, тепличные агрокомплексы и производители минеральных удобрений.
Китай в последние годы постепенно сокращал добычу угля на своей территории. Но сегодня и там столкнулись с тем, что заместить выбывшие объёмы угля невозможно, а проседание ветровой генерации только усугубило ситуацию. Энергокризис в Китае затронул уже более 300 миллионов человек, тысячи производств. Цепочки поставок «мировой фабрики» сорваны, а самые энергоёмкие производства если не полностью остановлены, то сильно ограничены в своей деятельности.
Следом на мировом рынке возник дефицит алюминия, магния и прочих металлов, что создало высокий риск еще большей остановки производств в Европе.
Европейские предприниматели уже бьют тревогу и просят принять срочные меры, ведь в случае дефицита только одного магния (95% которого Европа получает из Китая) встанет вся промышленность ЕС.
Как видно, эффект получился каскадный, так как причина фундаментальная – дефицит энергоресурсов. Напечатать или закупиться ими впрок сегодня не получится, ведь таких поставщиков с излишками попросту в мире нет. Если у кого-то прибыло, то кого-то убыло.
Хороший пример - США, где рост цен на газ привёл к газовому дефициту на их внутреннем рынке, что привело к двукратному с начала года росту цен на газ и бензин. И это притом, что США являются крупным экспортёром СПГ.
Индия рапортует о рекордно низких запасах угля, что только подстёгивает рост мировых цен на уголь. Энергетический кризис уже начал там зарождаться.
И на фоне всего этого коллапса по поручению правительства Российской Федерации начаты разработки в области водородной энергетики (как часть развития низкоуглеродной экономики). При этом концепция носит стратегический характер, так как планируется создание новой высокотехнологичной отрасли в экономике страны.
Время выбрано идеальное. Высокие цены на нефть, газ и уголь только ещё больше подстегнут всех переходить на чистые источники энергии, о чём недавно договорились лидеры стран ЕС на встрече по вопросу выхода из энергокризиса. С другой стороны, высокие цены на энергоресурсы – это в первую очередь сверхдоходы в бюджет России, которые с лихвой будут окупать все инвестиции и меры поддержки, направленные на создание водородной отрасли.
Но зачем мы это делаем? Водород – очень проблемный газ, его не получится использовать, как аналог природного газа. Водородных хранилищ, способных хранить миллиарды кубометров газа (аналогично газовым хранилищам), нет.
Нет их по физической причине: водород утекает из любого подобного хранилища и стремится химически прореагировать с другими элементами.
Чтобы надёжно хранить водород, нужны металлические баллоны, в 100 раз превышающие массу хранимого в них водорода, либо композитные баллоны, превышающее массу хранимого водорода в 14 раз.
Для сравнения: 1 кг пропана требует для своего хранения 1 кг массы стального баллона.
Другими словами, промышленное долговременное хранение водорода невозможно на нынешнем технологическом уровне развития человечества.
То есть водородом не запастись впрок, как это делают сегодня с газом. Из любого существующего газового хранилища водород полностью улетучится месяц.
Это безусловно плохо, но плохо только для потребителей водорода, а вот для производителей – очень хорошо.
В программе водородной энергетики России заявлено, что к 2050 году наши экспортные возможности составят до 50 миллионов тонн водорода в год. Что соответствует стоимости 150-250 миллиардов долларов в год.
Выручка от экспорта нефти и газа за 2018 год составила примерно 175 миллиардов долларов.
Для России экспорт водорода - это очень хорошая альтернатива экспорту нефти и газа. Тем более, добыча нефти и газа никогда не остановится. Нефть - это ценное сырьё для нефтехимической отрасли, а газ - это источник гелия, неона, аргона, криптона, ксенона и т.д.
Программы по переходу на водородную энергетику к 2050 году есть уже во всех развитых станах мира. Главный тезис, объединяющий все эти программы, – сохранение климата путём замедления глобального потепления.
По мнению учёных, добиться этого можно достижением климатической нейтральности, когда выброс СО2 будет меньше естественной поглотительной способности экосистемы.
Ещё одной особенностью водорода является то, что при его использовании энергии выделяется всегда меньше, чем было затрачено на его производство. Эта особенность не позволяет использовать водород в качестве первичного источника энергии, как сегодня мы используем газ, нефть или уголь. Водород будет являться энергоносителем, то есть переносчиком энергии из одного места (где его произвели, затратив на это энергию) в другое место, где его используют (высвобождая при этом энергию).
При сжигании 1 кг угля выделяется в 30 раз больше энергии, чем было затрачено на его добычу, транспортировку, хранение и использование. Для газа энерговыход будет в 28 раз больше, для нефти и её производных - до 20 раз больше. Это считают через коэффициент энергетического возврата «EROI».
Использование водорода в качестве замены углеводородного топлива, каким его хотят видеть европейцы, требует огромного количества энергии и ресурсов для его производства. Например, используя сегодняшние мощности всей солнечно-ветровой энергетики на нашей планете, можно произвести менее 40 миллионов тонн водорода в год. А это меньше половины от того,
что требуется, например, Германии для полного перехода на водородную экономику.
Если мы возьмём вообще всю использованную за 2020 году электроэнергию и направим её на производство водорода методом электролиза, то получим всего 438 миллионов тонн водорода, что энергетически эквивалентно 1556 миллиардам кубометров газа.
Это в 2,53 раза меньше объёма газа, потребленного в 2020 году.
Если взять весь энергобаланс и перенаправить его на производство водорода методом электролиза, то мы не покроем даже 10% сегодняшних наших потребностей в энергии.
Казалось бы, кто в здравом уме будет отказываться от газа и добровольно перейдёт на убыточное производство водорода? Однако, похоже, что это мировой тренд.
Водородная промышленность всегда будет тесно связана с добычей газа и угля. Требуемые объёмы водорода методом электролиза произвести невозможно, а вот метод паровой конверсии метана (или газификации угля с попутным улавливанием и захоронением угарного и углекислого газа) позволяет обеспечить полномасштабное промышленное производство энергетического водорода (водород произведенный для использования в качестве источника энергии).
Собственно, 96% всего потребляемого в мире водорода сегодня производится из угля и газа.
Из всего объёма газа, добытого в 2019 году, можно получить 1,15 миллиарда тонн водорода; из всего добытого угля получится ещё 1,3 миллиарда тонн водорода. Итого 2,45 миллиарда тонн. И этого, кстати, недостаточно для покрытия энергопотребностей, которые сегодня оцениваются в энергетическом эквиваленте минимум 3,5 миллиарда тонн водорода в год.
Россия – единственная страна в мире, обладающая полным набором возможностей по производству водорода всех "цветов".
Переход на водородную энергетику сделает Россию абсолютно недосягаемой в плане производства и экспорта водорода. Уже заявленные экспортные ориентиры в 50 миллионов тонн составляют 11% от всего производимого водорода в мире к 2050 году. Другими словами, в экспорте водорода только одна Россия сможет занять 35% всего энергетического рынка планеты.
Сегодня на долю России приходится 23,5% всей экспортируемой энергии в мире.
- Я уже высказывался на тему производства водорода приливными электростанциями в статье "В России собираются осуществить самый масштабный проект в истории мировой энергетики".
Переход к водородной энергетике потребуют ещё большего объёма добычи газа и угля в мире.
Производить водород, строя для этого ветроэлектростанции, как того желает Чубайс – мягко говоря, неправильно. И к счастью, в России этому отводится минимальное внимание.
Например, вся ветроэнергетика Китая установленной мощностью в 281 ГВт способна произвести 7,5 миллиона тонн водорода в год. Получается, что на 1 ГВт установленных мощностей производится 26690 тонн водорода в год.
Один специализируемый атомный энерготехнологический комплекс (АЭТС) аналогичной мощности произведёт 350 тысяч тонн водорода в год, то есть в 13 раз больше, чем с помощью ветроэнергетики (и в 15 раз больше, чем с помощью солнечной энергетики). При этом производить его будет постоянно, без перерывов и остановок.
Свои водородные стратегии к 2021 году представили многие страны. Вот только в этих стратегиях очень размыто и непонятно написано, где они собираются брать необходимый для них водород. Германия, Южная Корея и Япония прямо указывают, что будут его импортировать. Но на сегодня рынка энергетического водорода не существует, как и производителей этого водорода.
Постскриптум.
На международной конференции «Global Impact Conference 2020» госкорпорация "Росатом" стала первой и единственной в мире компанией, предложивший услуги по производству, хранению и транспортировке энергетического водорода, отправив тем самым в глубокий нокаут все остальные "прорывные мировые корпорации". Как выяснилось позже, вопросами водородной энергетики в России занимаются уже более 15 лет.
О водородном будущем нашей страны поговорим в следующих статьях.
-------------------------------------------------------------------------------------------------
Если Вам нравится статья, либо она была вам полезна, вы всегда можете поддержать меня, нажав кнопку "палец вверх" (нравится), оставив комментарий. Спасибо, друзья!
Список источников можно скачать тут "Ссылки на источники".
Кочетов Алексей
Подпишись: