Клімат-контроль. Чому Європа робить ставку на водень і що пропонують Україні
Природні катаклізми змусили світ серйозно задуматися про вплив людства на навколишнє середовище. Окремі країни і цілі блоки посилено працюють в напрямку кліматичної нейтральності. Значну роль в цій концепції повинна зіграти воднева економіка. Як Євросоюз кардинально змінює енергетичний баланс і де в цій історії місце України – нижче в матеріалі РБК-Україна.
Масштабні пожежі і повені в Європі цього літа в черговий раз підняли питання кліматичних змін. Глобальне потепління із "страшилок" вчених і екоактивістів буквально за кілька років перетворилося на реальну проблему для всього цивілізованого світу. Адже жертвами його наслідків тепер стають не тільки жителі країн третього світу, а й законослухняні платники податків як у затишному німецькому містечку, так і на грецькому курорті. І вони чекають від своїх урядів відповіді на "кліматичне питання".
Незабаром після знаменитої промови Грети Тунберг на кліматичному саміті ООН – у грудні 2019 року – Європейський Союз представив свій "зелений курс" (Green Deal). Ця амбітна ініціатива передбачає, що до 2050 року Європа стане першим кліматично нейтральним континентом. Простіше кажучи, викиди повинні бути знижені до рівня, який може поглинати природа без підвищення середньої температури на планеті.
"Зелений курс", по суті, своєю політичний документ, але зачіпає всі сфери економіки. Насамперед йдеться про поступову відмову від використання викопних ресурсів (вугілля, нафта і газ), на які припадає понад 75% парникових викидів. Альтернативою виступають поновлювані джерела енергії (ВДЕ) – вітер, сонце і вода. Їх частка на європейському енергоринку в минулому році вперше перевищила традиційні ресурси (38,2% проти 37%).
Однак стійке зростання ринку ВДЕ і навіть зниження їх вартості не вирішують проблему повністю. Ця генерація залежить від погодних умов, виникають складнощі зі зберіганням і транспортуванням отриманої енергії, адже її об'єкти часто розташовані далеко від центрів споживання – як наслідок, йдуть втрати. В існуючих реаліях складно уявити масштабну систему, яка б повністю працювала на ВДЕ.
Тому назріла необхідність підібрати інше, транзитне, джерело "чистої" енергії. Паливо, яке може замінити газ на ТЕЦ, нафтопродукти для транспорту і вугілля в металургії. Яке потенційно можна виробляти практично всюди, легко переміщати і накопичувати без особливих втрат. Виходом став водень. Менше ніж через рік після "Зеленого курсу" ЄС представив свою водневу стратегію до 2050 року, де Україна відзначена як один із пріоритетних партнерів.
Альтернатива карбону
Водень – найбільш поширений хімічний елемент у Всесвіті (75%). На Землі при стандартних умовах і тиску являє собою легкий і нетоксичний двоатомний газ (H2). Його теплотворність в три рази вище ніж у природного газу, і в сім – ніж у кам'яного вугілля. Однак на нашій планеті в чистому вигляді водню практично немає, хоча він і входить до складу багатьох органічних речовин (найвідоміша це вода). З них і виділяють H2.
Найпростіший і найдешевший спосіб добути сьогодні цей газ – парова конверсія метану або газифікація вугілля. Але в підсумку в атмосферу все одно йде значна кількість СО2. Це так званий "сірий водень", на нього зараз припадає 95% світового виробництва. Технологія, при якій вуглекислий газ вловлюють, а потім закачують в підземні сховища або використовують в хімічних процесах дає "блакитний водень".
Ще два основних способи – це електроліз води. У першому випадку за допомогою надлишків енергії, виробленої на АЕС ("жовтий/рожевий водень"), цей процес вважається близьким до кліматичної нейтральності, але радіоактивні відходи атомної генерації шкідливі для екології. І так званий "зелений водень", у виробництві якого використовують ресурс відновлюваних джерел. Ця технологія пов'язана з великими втратами енергії і все ще дорого коштує.
Далі отриманий газ можна перевести в рідкий стан або транспортувати по трубах – для цього потрібно будувати нові мережі, або модернізувати існуючі. Експерименти на старих ГТС часто показують значні втрати ресурсу при прокачуванні. Поки ж в окремих країнах водень додають в природний газ, в ідеалі концентрація на існуючих трубопроводах може доходити до 20%.
В Європі "зелений" H2 вже використовують в різних сферах, але локально. Наприклад, в Англії та Нідерландах їм опалюють окремі будинки, в Німеччині на водневих паливних елементах ходять кілька поїздів, в Австрії з його допомогою виплавляють низьковуглецеву сталь. Поки це нечисленні і швидше іміджеві проекти з прицілом на майбутнє.
Воднева стратегія Євросоюзу передбачає, що до 2024 року блок встановить електролізери загальною потужністю 6ГВт (1 млн тонн чистого H2), до 2030 року – 40 ГВт (10 млн тонн). А до 2050 року водень і ВДЕ повинні повністю замінити викопні ресурси. ЄС розраховує, що до того моменту інвестиції тільки у виробничі потужності складуть до 470 млрд євро. Закономірне питання: хто за це заплатить?
У Європі вважають, що фінансувати "зелений перехід" повинні як уряди, так і приватний сектор. На перших порах водневі проекти спонсорують спеціальні фонди і глобальні ініціативи, але чим більшим буде обсяг інвестицій в цю галузь, тим швидше вона стане рентабельною і зможе протистояти традиційним джерелам енергії.
Хоча розрахунок йде не тільки на добру волю інвесторів. Щоб стимулювати бізнес вкладатися у водень і ВДЕ, а також зменшувати викиди – в Євросоюзі діють квоти на СО2 за принципом біржі, їх планують з кожним роком урізати. Зараз ціна за тонну парникових газів становить 56 Євро. А місяць тому Єврокомісія представила вуглецевий збір вже для імпортерів, який почнуть стягувати вже в 2026 році.
Всі ці ініціативи, очікувано, викликають захват далеко не у всіх країн ЄС. Розвиток зеленої енергетики, а тим більше – водневої, вимагає великих фінансових ресурсів, якими володіють далеко не всі учасники блоку. За фактом же нові обмеження і кліматичні амбіції лідерів Євросоюзу змушують їх в досить стислі терміни перебудовувати свою економічну модель.
Однак дискусія йде і між передовими країнами ЄС. Перш за все за те, який H2 вважати "чистим". Головним ідеологом згаданої водневої стратегії, очевидно, виступила Німеччина. Адже там чітко позначено, що всі зусилля повинні бути спрямовані на виробництво "зеленого водню". Берлін вкладає в цей напрямок значні кошти.
У свою чергу Францій, яка володіє потужною атомною енергетикою, намагається збити цей курс у бік "жовтого водню", як проміжний етап до масштабного переходу на поки дорогий ресурс, вироблений за допомогою ВДЕ. Свої інтереси відстоюють і Норвегія з Нідерландами – їх обсяги природного газу і освоєна технологія уловлювання CO2 найкраще підходять для вироблення "блакитного водню".
Тягар можливостей
Україна поки не поспішає вплутуватися в цю суперечку. Будь-який із запропонованих варіантів можна освоїти і застосувати в наших умовах. У країни велика атомна генерація, є свій газ і величезний потенціал для розвитку ВДЕ. Але поки немає відповіді на ключове питання: хто кінцевий споживач водню, який тут можна виробляти?
"Для внутрішньої економіки нам декарбонізований водень зараз не потрібен, тому що це реально дорого. Ця галузь розвиватиметься, на неї виділяють мільярдні бюджети в ЄС, її рухають, технології дешевшатимуть. Так що потрібно проводити випробування, впроваджувати стандарти безпеки, створювати партнерства з іноземними компаніями і реалізовувати пілотні проекти, демонструючи не на словах, а на ділі, свій потенціал. Вже через десять років у нас будуть елементи водневої економіки", – пояснив виданню радник глави "Нафтогазу" по зеленому курсу ЄС Олексій Рябчин.
При цьому Україна також слідує за кліматичним трендом, країна має намір до 2030 року скоротити викиди парникових газів до 65% від рівня 1990 року. Трансформація в першу чергу торкнеться енергетики, агросектору, ЖКГ, енергоефективності, промисловості і транспорту. Попередні розрахунки показують, що для цього знадобиться близько 100 млрд євро зовнішніх і внутрішніх інвестицій.
Німеччина в рамках "угоди" з США по "Північному потоку-2" вже зобов'язалася створити для України "Зелений фонд" для переходу на альтернативну енергетику розміром в мільярд доларів. Перший внесок самого Берліна в цю історію поки передбачає скромні 175 млн доларів. Цю цифру неможливо порівняти ні з реальними потребами для розвитку "зеленого" сектору в середньостроковій перспективі, ні з втратами, які понесе Україна в разі скасування транзиту газу з Росії.
І, звичайно, використання української ГТС для прокачування водню в найближчі десять років не стане порятунком, якщо контракт з "Газпромом" не буде продовжений. Адже навіть при концентрації H2 в 20% для його передачі потрібен основний носій – природний газ. Та й можливість використовувати магістраль під новий ресурс поки тільки вивчають, для цього немає ні законодавчої, ні технічної бази.
Хоча її стратегічний потенціал величезний. Інфраструктура дозволяє транспортувати 146 млрд кубометрів щорічно, зараз її використовують менше ніж на третину-40-45 млрд кубометрів. Також Україна може запропонувати значний обсяг підземних сховищ. Але модернізація навіть окремих ділянок труби зажадає значних вкладень і виробляти водень в такій кількості буде нікому ще багато років.
Проте в стратегії Євросоюзу Україна позначена як один ключових партнерів. ЄБРР вже вивчає, скільки країна може дати водню, хто його буде споживати, де запускати пілотні кластери і як з'єднати їх транспортними коридорами, в тому числі трубопроводами. Вже навесні 2022 року з'явиться перша конкретика, яка дозволить предметно почати роботу в цьому напрямку.
"Хто і де буде виробляти водень, хто і за якою ціною буде його купувати, хто споживати, і як це буде регулюватися законодавчо – це ті питання, які зараз є предметом дослідження всіх зацікавлених сторін, як в Україні, так і Європі. Наша ключова роль саме в підготовці інфраструктури для можливості транспортування декарбонізованих газів, в тому числі і водню", – зазначила директор з міжнародних відносин ОДТСУ Ольга Белькова.
У Міненерго виданню, у свою чергу, повідомили, що вже працюють над Стратегією розвитку водневої енергетики України. До процесу долучене широке коло зацікавлених сторін, за підтримки Світового банку. Відомство допустило, що українська ГТС може стати основою для експорту H2 в Європу, і анонсувало випробування з прокачування водню разом з природним газом на ізольованій ділянці при високому тиску.
Передові країни наввипередки розвивають водневу енергетику, намагаючись застовпити домінуючі позиції на ще не існуючому ринку. Очевидно, що Україна не володіє такими ресурсами, але вловивши загальні настрої, як мінімум в Європі, коригує свій курс, щоб не пропустити "вікно можливостей". Адже залежність від російського транзиту, податки на CO2 і навіть глобальне потепління – це проблеми, які куди ближче, ніж може здатися.