Зеленый» водород: pro et contra

Азербайджан способен производить различные его виды, но «зеленеющему» ЕС необходим только один

В последние годы в мире, особенно в Европе, много говорят и пишут о необходимости декарбонизации экономики, снижении углеродного следа, что неминуемо ведет к сокращению использования, а в итоге и к полному отказу от традиционных источников энергии: угля, нефти и природного газа как основных загрязнителей атмосферы углеродом.

В качестве традиционных источников энергии предлагается использовать возобновляемые, являющиеся экологически чистыми. Одним из них является водород.

Существуют различные способы получения водорода - как из воды, так и из природного газа. Однако и здесь имеются свои сложности - далеко не каждый водород подходит Евросоюзу, борющемуся за декарбонизацию экономики. С этой целью ЕС разработал так называемый «водородный светофор». В частности, европейцы выделяют «серый» водород (самый грязный, получаемый из угля или метана, производство его сопровождается большим выделением углекислого газа); «голубой» и «бирюзовый» (риформинг и пиролиз метана с улавливанием углекислого газа) и «желтый» (электролиз воды за счет электроэнергии от АЭС). Последние три варианта расцениваются в ЕС как низкоуглеродные виды получения водорода. Но самым высококачественным, чистым считается «зеленый» водород.

Его получают в результате электролиза воды с помощью электроэнергии, выработанной из ВИЭ (в основном от солнечных и ветряных электростанций).

О перспективах производства водорода в Азербайджане в целом и «зеленого» в частности, существующих негативных и позитивных моментах в интервью газете «Бакинский рабочий» рассказал заместитель директора Агентства по возобновляемым источникам энергии при Министерстве энергетики Азербайджанской Республики Кямран Гусейнов.

- Почему для выработки «зеленой» электроэнергии был выбран именно водород, а не какие-то иные энергоносители?

- В соответствии с EU Green Deal («Зеленая сделка» в рамках ЕС) Евросоюз в 2019-2020 годах установил определенные цели по декарбонизации, в соответствии с которыми ЕС к 2050 году должен достигнуть углеродной нейтральности. То есть к этому времени должен быть достигнут нулевой уровень выбросов углерода в ЕС. Для достижения данной цели странам - членам ЕС необходимо постепенно отказаться от использования традиционных, то есть, ископаемых источников энергии, в основном в виде нефти, газа и угля, и переходить к альтернативным видам энергии, в том числе и возобновляемым источникам энергии (ВИЭ). В основном это энергия ветра и солнца. Но исследования также выявили, что можно применять и водород как энергоноситель для «зеленой» энергии. В то же время в соответствии с законодательной базой ЕС предпочтение отдается использованию «зеленого» водорода, то есть, произведенного путем электролиза воды с использованием «зеленой» электроэнергии, полученной из возобновляемых источников - солнечных, ветряных и гидроэлектростанций (последние только там, где электроэнергия, выработанная на ГЭС, признана «зеленой») и других видов ВИЭ.

Разумеется, водород можно получать по-разному: из воды, природного газа и других источников. В любом случае молекула водорода будет одна и та же.

- Согласен, но, как известно, формула воды - H2O. Таким образом, в воде содержатся всего две молекулы водорода, а формула метана, составляющего основу природного газа, - CH4, то есть тут четыре молекулы водорода. Если молекула одна и та же, то зачем добывать водород из воды, а не из метана, где водорода вдвое больше?

- Разумеется, из природного газа тоже можно получать водород. Но вся идея «Зеленой сделки» ЕС, которая также будет воздействовать на глобальные энергетические рынки в долгосрочной перспективе, как раз заключается в том, чтобы постепенно сокращать, а к 2050 году полностью отказаться от традиционных источников энергии, в том числе и от природного газа. Конечно, у природного газа углеродный след значительно меньше, чем у угля и нефти, но все равно он имеется, и если сохранить использование газа, пусть только для производства водорода, то Евросоюзу не удастся достичь климатической нейтральности к 2050 году, как это запланировано.

В то же время это совершенно не значит, что производство «голубого» водорода, то есть водорода, полученного из природного газа, нерентабельно и им нельзя пользоваться. В настоящее время многие нефтегазовые компании стараются наладить производство «голубого» водорода. Тем более что в зависимости от рынка производство «голубого» водорода обходится в среднем в 4 раза дешевле, чем производство «зеленого». Это основное преимущество «голубого» водорода над «зеленым». Однако если какая-нибудь компания пожелает запустить масштабное производство «голубого» водорода в Азербайджане в настоящее время, то в ней должны быть готовыми ответить на ряд вызовов, связанных с его производством.

Во-первых, чтобы водород, произведенный из природного газа, считался «голубым», необходимо улавливать углерод, который также получается в виде побочного продукта в ходе производственного процесса. С целью недопущения попадания углерода в атмосферу устанавливаются специальные ловушки для углерода, а также установки по его дальнейшей переработке и использованию. Соответственно, эти технологии сложные и дорогие. Более того, есть определенные трудности с их наличием и массовым применением. Дело в том, что нефтегазовые технологии, а также технологии по производству электроэнергии из ВИЭ достаточно распространены по всему миру, и налажена их логистика. Однако приведенные выше технологии по улавливанию и переработке углерода являются еще совсем новыми, они мало распространены и их, соответственно, получить и запустить труднее, да и деньги под них получить тяжелее.

Во-вторых, тот факт, что вы, как вам кажется, производите «голубой» водород, еще не дает гарантии того, что ваш продукт будет признан в качестве такового. То есть, если вы, производя «голубой» водород в Азербайджане, собираетесь его экспортировать за границу (а это в первую очередь Европа, так как поставки энергоносителей, в том числе посредством трубопроводной инфраструктуры, связывают нас с европейскими энергетическими рынками), то вы неминуемо столкнетесь с вызовом в лице стандартизации и сертификации произведенного вами водорода. Я имею в виду то, что, производя водород в Азербайджане, вы можете классифицировать его в качестве «голубого», но в случае его попадания на европейский рынок там его могут не посчитать таковым. Таким образом, ваши стандарты в этом вопросе должны соответствовать стандартам ЕС. С этой целью вы должны будете четко следовать спецификации ЕС в отношении «голубого» водорода: в каком случае водород считается «голубым», какой должен быть углеродный след и т.д.

В-третьих, «голубой» водород может классифицироваться в качестве переходного топлива. Имеется в виду - до перехода на «зеленый» водород. То есть этот вид топлива допускается Евросоюзом в качестве низкоуглеродного энергоносителя. Допустим, в Азербайджане выделили необходимые средства на закупку дорогостоящего оборудования и начали масштабное производство «голубого» водорода в полном соответствии со стандартами, а далее начали его экспорт на европейские рынки. Вызов здесь заключается в том, что уже к 2030 или 2035 году ЕС может принять директиву, в которой, принимая во внимание тот факт, что «голубой» водород является переходным видом топлива, будет указано о необходимости сокращения и вообще прекращении его использования, а также о переходе полностью на «зеленый» водород. В итоге производителю придется останавливать уже налаженное масштабное производство «голубого» водорода и вся дорогостоящая технология может оказаться невостребованной. При таком сценарии, рано или поздно, производителям «голубого» водорода придется переводить свое производство на выпуск именно «зеленого» водорода. Поэтому имеет смысл рассмотреть вариант изначального производства «зеленого» водорода и тем самым избавиться от дополнительных процессов энергетического перехода в производстве водорода и от лишних трат.

Последний основной вызов связан с фактором газового риска. Что это значит? К примеру, вы решили производить «голубой» водород, а тут цена на природный газ на мировых рынках резко возросла. Соответственно, этот рост отражается и на стоимости произведенного из газа водорода. Таким образом, волатильность цены газа на мировых рынках сказывается и на себестоимости производства «голубого» водорода. В то время как волатильность цены на «зеленый» водород не такая сильная.

- Какова оценка водородного потенциала Азербайджана, которую дала компания Advision в своем недавнем исследовании, проведенном при финансовой поддержке Европейского банка реконструкции и развития?

- Это исследование, направленное на изучение рынка низкоуглеродного водорода, подразумевает исследование по «голубому» и «зеленому» водороду. Изначально мы решили разделить это исследование на две части. То есть выявить возможности использования того или иного вида водорода на внутреннем рынке и его экспортный потенциал. Разумеется, в Азербайджане имеется потенциал для производства двух видов водорода. Как известно, для производства «голубого» водорода наша страна обладает большими запасами природного газа и ежегодная его добыча только растет. Что же касается производства «зеленого» водорода, то у нас есть большой потенциал ВИЭ, особенно за счет ветряной и солнечной энергии: 27 ГВт составляет экономический потенциал ВИЭ на суше и 157 ГВт - технический потенциал морской ветроэнергетики в территориальных водах Азербайджана на Каспии. В этом отношении водород удобен тем, что, согласно новым технологиям, его можно производить как на суше, так и на море. Хотя это дорогой вид производства на сегодняшний день. То есть электроэнергия, выработанная на оффшорных ветряных электростанциях, поставляется на условные платформы там же, на море, где и производится водород, а далее транспортируется на сушу посредством трубопроводной инфраструктуры. Тут можно найти схожие аспекты с нефтегазовой промышленностью, которая давно уже развита у нас в стране.

- Однако для производства «зеленого» водорода необходима не простая пресная вода, а дистиллированная, то есть вода, очищенная от всех примесей и солей. При этом для получения 1 литра дистиллированной воды требуются 2 литра обычной пресной. А для получения 1 кг водорода необходимо 9 литров дистиллированной или 18 литров обычной пресной воды. Соответственно, производство «зеленого» водорода потребует расхода большого количества пресной воды, а в последние годы в Азербайджане наблюдается процесс сокращения ее запасов. Не станет ли это ударом по экологии нашей страны?

- Вы верно заметили, и в вышеупомянутом исследовании этот вызов для производства «зеленого» водорода тоже указан. Как известно, запасы пресной воды в Азербайджане ограниченные и мы не обладаем ее большими запасами.

Однако научно-технический прогресс идет вперед, и существуют как минимум два выхода из сложившейся ситуации. Первый - опреснение морской воды, благо мы находимся на берегу Каспия. В частности, компании, с которыми мы сотрудничаем и с которыми уже подписаны контракты, - Masdar, ACWA Power, Fortescue Industries - используют в различных странах установки по опреснению морской воды. Но в Азербайджане другая проблема - падение уровня Каспия, которое тоже надо учитывать.

Второй метод - очищение сточных или загрязненных вод. Этот метод даже более выгоден нам, так как позволяет купировать проблему забора морской воды из Каспия. То есть, взяв на вооружение этот метод при производстве «зеленого» водорода, нам не нужно использовать морскую воду и беспокоиться об обмелении Каспия. Сточные и загрязненные воды мы все равно не используем. Однако сейчас по всему миру существует много новых технологий, позволяющих очищать сточные и загрязненные воды и вторично их использовать. И это касается не только производства водорода, но и использования этих технологий в целом.

Роман ТЕМНИКОВ

Бакинский рабочий - 2023.-4 августа.- С.1, 5.