От зеленых электронов — к зеленым молекулам

Отраслевая дискуссия между традиционалистами в энергетике, которые настаивают на том, что и в будущем основой для российской экономики останутся нефть, газ и уголь, и поборниками «новой энергетики» вращается в основном вокруг роли ВИЭ в энергобалансе. Однако Россия богата не только ископаемым топливом, с одной стороны, и ВИЭ — с другой. По данным компании Frontier, наша страна также относится к «скрытым чемпионам» по потенциалу водородной энергетики. Этим термином обозначают государства, которые пока не обращают внимания на «водородный Клондайк» у себя под носом — а ведь он как раз и составляет стратегическую альтернативу. Какова эта альтернатива и как наша страна могла бы его реализовать? Еще 5–10 лет назад в фокусе внимания в мировой отрасли были исключительно ВИЭ: в первую очередь солнечная и ветряная энергетика. Задолго до принятия Парижского соглашения в 2014 г. многие страны принимали усилия по декарбонизации (то есть уменьшению выбросов парниковых газов, создающих угрозу глобальному климату) и видели именно ВИЭ главным средством на этом пути под лозунгом «даешь больше зеленых электронов». Итоги этих усилий оказались не столь однозначны: с одной стороны, «зеленые электроны» от ВИЭ действительно «разбавили» коктейль в электрических сетях многих государств, а с другой стороны, прорыва в декарбонизации не случилось. Например, в Германии, по данным МЭА, выбросы СО2 в экономике в целом сократились всего на 9% за период 2005–17 гг. — при том что доля солнца и ветра увеличилась в 132 (!) раза. Постепенно стало понятно, что, кроме «зеленых электронов», миру нужны и «зеленые молекулы» — то есть «зеленая» энергия в форме привычных газов и жидкостей, которые можно использовать для отопления домов, в турбинах самолетов или в черной металлургии. Предложения считать природный газ «зеленым», или «мостом в низкоуглеродное будущее», встречают все меньше понимания. Да, сжигание газа дает на 20–40% меньше выбросов СО2, чем у угля или нефтепродуктов, но эти выбросы по всему миру нужно в итоге снижать до нуля и уже к 2050 г. (именно в этом конечная цель Парижского соглашения, к которому наша страна присоединилась в минувшем сентябре). В таком залоге затраты по всеобщей «газификации» могут оказаться бессмысленными, а сам природный газ — «мостом в никуда». Ключом к решению проблемы могут стать подлинно «зеленые молекулы» — их еще называют renewable fuels или powerfuels (русского термина пока не существует). Речь идет о целом наборе синтетических «зеленых» видов углеводородов: искусственном метане, пропане, бензине, керосине, метаноле, пропилене, аммиаке и этилене. А объединяет их всех водород, входящий в состав их молекул: его можно получать напрямую с помощью «зеленой» электроэнергии от ВИЭ или другими низкоуглеродными способами. Как получать тот же бензин из водорода, нефтяные и химические компании знают уже очень давно — например, водород связывается с тем самым СО2, вредящим климату, в метанол, который затем преобразуется в бензин. «Зеленые» топлива смогут «насыщаться» электроэнергией от ВИЭ в любых количествах (особенно когда электроэнергию от ВИЭ «некуда девать»), а затем становиться товаром глобальной торговли — по тем же привычным маршрутам. Для них нет нужды создавать новую инфраструктуру — существующие трубопроводы, танкеры, химические заводы, самолеты, автомобили, домашние котлы уже работают с точно такими же молекулами. В отличие от электроэнергии, можно хранить эти топлива столько, сколько потребуется — можно час, можно — несколько лет. Главное — с их помощью можно почти до нуля декарбонизировать любую отрасль с минимальными затратами. Что это означает для нашей страны? Если у европейских политиков ушло несколько лет на то, чтобы переключить фокус внимания от «электронов» на «молекулы», то Россия это может сделать уже сегодня. Миру не нужны именно «зеленые электроны» от ВИЭ сами по себе — они всего лишь один из элементов энергетики будущего. Нужны экономически эффективные способы декарбонизации всех секторов потребления, и тут для водородной экономики открываются огромные перспективы. Для изготовления «зеленых молекул» будет нужен водород — в колоссальных, многократно больших объемах, чем он используется сейчас, причем полученный без выбросов СО2. По различным оценкам, приведенным в исследовании Центра энергетики Московской школы управления «Сколково», к 2050 г. водород будет обеспечивать 12–19% потребления энергии в мире — то есть играть существенно большую роль, чем сегодня играет гидроэнергетика, АЭС и биоэнергетика вместе взятые. Потенциал его производства в России, возможно, крупнейший в мире — благодаря огромному неиспользованному потенциалу ВИЭ, а также возможностям атомной энергетики и запасам газа и угля (если перерабатывать их без эмиссии СО2). Например, по данным Irena, только с помощью ветра Россия может производить энергии минимум в 50 раз больше, чем все российские электростанции в 2018 г. Произведенный водород можно будет экспортировать — и здесь у России опять преимущество: близость к основным рынкам (Европа, Япония, Корея, Китай), газотранспортная инфраструктура и опыт крупнейшего в мире экспортера газа позволят свести к минимуму издержки. Неудивительно, что в октябрьском исследовании DENA и Navigant поставки российского водорода в Германию рассматриваются как привлекательная опция: он может оказаться вдвое дешевле, чем бразильский или ближневосточный. У России есть шансы стать не только источником сырья, но и включиться в создание новой глобальной индустрии. Водород как промышленный газ используется в нашей стране десятилетиями — в нефтепереработке, химии, освоении космоса, — и во всех элементах технологической цепочки у российских компаний есть достаточные компетенции, сохранились научные школы. Даже сейчас, когда водороду у нас не придают серьезного значения, энтузиасты все равно добиваются результатов: так, в октябре этого года по Петербургу проехал водородный трамвай, чуть раньше в «Сколково» был показан концепт отечественного гибридного электромобиля с водородной энергоустановкой. «Газпром» заявляет о лабораторных прототипах установок в Самаре и Ухте, производящих водород из природного газа без выбросов СО2. «Росатом» в сентябре в Токио подписал соглашение о проработке проекта экспорта водорода в Японию, а для Сахалина РЖД собирается проработать водородный поезд. Нельзя сказать, что все эти идеи и технологии уже конкурентоспособны на глобальном рынке — но стартовые позиции у России в водороде точно лучше, чем в «ветряках» и солнечных панелях. Что нужно сделать, чтобы реализовать этот потенциал? Во-первых, этой теме не хватает внимания государства. В рабочей версии российской Энергостратегии-2035, опубликованной Минэнерго в октябре, водород упоминается 26 раз, что уже неплохо — но важно подкрепить стратегии серьезными фактическими усилиями. Мир меняется слишком быстро. Полгода назад в Китае показали водородный электромобиль с запасом хода 1000 км и продолжительностью заправки 3 минуты (как тебе такое, Илон Маск?). В январе 2019 г. в коммуне на севере Германии запущен проект Efarm: водород будет изготавливаться с помощью энергии местного ветра и тут же заправляться в баки местных автобусов. В 2018 г. в Японии стартовала первая в мире ТЭЦ на 100% водороде, а в Швеции началось строительство установки прямого восстановления железа, которая будет использовать водород для производства стали вместо домны и кокса. Несколько сотен крупных и небольших компаний по всему миру уже участвуют в тысячах пилотных проектов — время теоретизирования явно осталось в прошлом. Во-вторых, нужно оперативно включаться в международные альянсы и продемонстрировать как готовность России идти по этому пути, так и ее возможности. Обсуждать с международными партнерами и инвесторами водород сейчас гораздо проще, чем угледобычу или арктическую нефть — но как начать такое обсуждение, если мы сами порой не знаем о возможностях России и российских компаний? Одно можно сказать точно: у России есть хороший шанс обеспечить столь востребованным в мире «зеленым молекулам» российское происхождение — и сейчас, когда этот новый глобальный рынок только формируется, у нас есть уникальное окно возможностей, чтобы выйти на него и занять лидирующие позиции. Хотя, конечно, можно еще лет 10–20 понаблюдать и поразмышлять о его привлекательности, ничего не делая…