Водородная энергетика - только для избранных стран. Мой скептический анализ…

После ‎выхода‏ ‎в ‎свет ‎энергетических ‎доктрин ‎стран‏ ‎ЕС ‎стало‏ ‎понятно,‏ ‎что ‎водород ‎—‏ ‎это ‎перспективный‏ ‎энергоноситель, ‎который ‎к ‎2050‏ ‎году‏ ‎должен ‎вытеснить‏ ‎газ, ‎нефть‏ ‎и ‎их ‎углеводородные ‎производные ‎из‏ ‎энергетического‏ ‎баланса ‎Европы.

Презентация‏ ‎национальной ‎стратегии‏ ‎развития ‎водородной ‎энергетики ‎ФРГ, ‎10‏ ‎июня‏ ‎2020‏ ‎года.

Помимо ‎всего‏ ‎прочего, ‎уже‏ ‎сегодня ‎в‏ ‎странах‏ ‎ЕС ‎действует‏ ‎«углеродный ‎налог», ‎который ‎должны ‎уплачивать‏ ‎все ‎производители‏ ‎за‏ ‎выбросы ‎СО2 ‎в‏ ‎атмосферу ‎при‏ ‎производстве ‎своей ‎продукции. ‎Учитывая‏ ‎среднюю‏ ‎стоимость ‎квоты‏ ‎за ‎выброс‏ ‎1 ‎тонны ‎СО2 ‎(54 ‎доллара‏ ‎на‏ ‎2020 ‎год),‏ ‎уже ‎к‏ ‎2030 ‎году ‎Россия ‎будет ‎вынуждена‏ ‎заплатить‏ ‎данный‏ ‎налог ‎в‏ ‎размере ‎40‏ ‎млрд ‎долларов‏ ‎в‏ ‎год, ‎поставляя‏ ‎при ‎этом ‎углеводороды ‎Европе.

Каждый ‎год‏ ‎стоимость ‎квоты‏ ‎повышается‏ ‎в ‎среднем ‎на‏ ‎40%.

То ‎есть‏ ‎критически ‎зависимая ‎от ‎импорта‏ ‎энергоресурсов‏ ‎Европа ‎диктует‏ ‎России ‎правила,‏ ‎по ‎которым ‎она ‎будет ‎у‏ ‎нас‏ ‎эти ‎энергоресурсы‏ ‎покупать.

Комичность ‎ситуации‏ ‎ещё ‎и ‎в ‎том, ‎что‏ ‎в‏ ‎водородных‏ ‎стратегиях ‎различных‏ ‎стран ‎мира‏ ‎сильно ‎размыт‏ ‎вопрос‏ ‎самообеспечения ‎водородом.

Судите‏ ‎сами:

• Базовая ‎водородная ‎стратегия ‎Японии ‎предусматривает‏ ‎импорт ‎водорода.
• Основа‏ ‎водородной‏ ‎экономики ‎Южной ‎Кореи‏ ‎тоже ‎предполагает‏ ‎импорт ‎водорода.
• Водородная ‎стратегия ‎для‏ ‎климатически‏ ‎нейтральной ‎Европы‏ ‎– ‎тут‏ ‎вообще ‎даже ‎нет ‎определённости ‎насчёт‏ ‎того,‏ ‎как ‎обеспечить‏ ‎себе ‎необходимый‏ ‎объём ‎водорода ‎(производить ‎у ‎себя,‏ ‎либо‏ ‎импортировать…).
• Национальная‏ ‎водородная ‎стратегия‏ ‎Германии ‎предусматривает‏ ‎импорт ‎водорода‏ ‎из‏ ‎России, ‎о‏ ‎чём ‎прямым ‎текстом ‎говорится ‎в‏ ‎пункте ‎№‏ ‎38.
• Национальная‏ ‎стратегия ‎развития ‎водородной‏ ‎энергетики ‎Франции‏ ‎предусматривает ‎не ‎только ‎импорт‏ ‎водорода,‏ ‎но ‎и‏ ‎его ‎производство‏ ‎на ‎АЭС.
• Государственная ‎стратегия ‎Голландии ‎по‏ ‎водороду‏ ‎включает ‎в‏ ‎себя, ‎помимо‏ ‎безусловного ‎импорта ‎водорода ‎в ‎огромных‏ ‎количествах,‏ ‎создание‏ ‎"водородной ‎биржи".
• Водородная‏ ‎стратегия ‎Норвегии‏ ‎предусматривает ‎производство‏ ‎водорода‏ ‎либо ‎из‏ ‎природного ‎газа, ‎либо ‎с ‎помощью‏ ‎электролиза, ‎а‏ ‎может‏ ‎быть ‎ещё ‎каким-то‏ ‎неведомым ‎способом…

Такое‏ ‎впечатление, ‎что ‎в ‎мире‏ ‎существуют‏ ‎страны-производители ‎энергетического‏ ‎водорода, ‎которые‏ ‎занимаются ‎исключительно ‎его ‎экспортом.

Да ‎вот‏ ‎только‏ ‎проблема ‎в‏ ‎том, ‎что‏ ‎нет ‎никакого ‎рынка ‎энергетического ‎водорода.‏ ‎Тогда‏ ‎на‏ ‎какие ‎экспортные‏ ‎мощности ‎ориентируются‏ ‎вышеперечисленные ‎страны,‏ ‎закладывая‏ ‎импорт ‎водорода‏ ‎в ‎свои ‎национальные ‎стратегии?

Получается, ‎что‏ ‎Россия ‎теперь‏ ‎выступает‏ ‎в ‎роли ‎страны-поставщика‏ ‎энергетического ‎водорода.

Может‏ ‎быть, ‎они ‎будут ‎сами‏ ‎производить‏ ‎водород? ‎Особых‏ ‎проблем ‎ведь‏ ‎нет? ‎Водород ‎— ‎это ‎же‏ ‎возобновляемый‏ ‎ресурс: ‎расщепляй‏ ‎себе ‎воду‏ ‎на ‎водород ‎и ‎кислород, ‎и‏ ‎радуйся…

В‏ ‎теории‏ ‎всё ‎хорошо.‏ ‎Но ‎есть‏ ‎одна ‎проблема.‏ ‎Производство‏ ‎«зелёного» ‎водорода‏ ‎требует ‎существенных ‎затрат ‎электрической ‎энергии.‏ ‎Германия ‎планирует‏ ‎водородом‏ ‎заменить ‎всё: ‎даже‏ ‎нефтехимические ‎производства‏ ‎будут ‎переведены ‎на ‎водородное‏ ‎обеспечение.

Согласно‏ ‎Статистическому ‎Ежегоднику‏ ‎мировой ‎энергетики,‏ ‎доля ‎электроэнергии ‎в ‎мире ‎на‏ ‎2019‏ ‎год ‎-‏ ‎всего ‎10%.

Сегодня‏ ‎доля ‎электроэнергии ‎в ‎мировом ‎энергобалансе‏ ‎—‏ ‎всего‏ ‎10-15%. ‎Вся‏ ‎остальная ‎потребляемая‏ ‎человечеством ‎энергия‏ ‎приходится‏ ‎на ‎тепловую‏ ‎и ‎механическую ‎и ‎химическую ‎работу.

Германия‏ ‎является ‎безоговорочным‏ ‎лидером‏ ‎по ‎внедрению ‎возобновляемой‏ ‎энергетики. ‎Но‏ ‎даже ‎и ‎там ‎на‏ ‎долю‏ ‎электроэнергии ‎приходится‏ ‎около ‎15%‏ ‎от ‎общего ‎количество ‎потребляемой ‎энергии‏ ‎в‏ ‎стране.

Первичное ‎потребление‏ ‎энергии ‎в‏ ‎Германии ‎по ‎типу ‎энергоносителей.

Если ‎Германия‏ ‎хочет‏ ‎перевести‏ ‎всю ‎экономику‏ ‎на ‎водород,‏ ‎то ‎она‏ ‎должна‏ ‎довести ‎потребление‏ ‎электроэнергии ‎с ‎15% ‎в ‎2019‏ ‎году ‎до‏ ‎99%‏ ‎к ‎2050 ‎году.

Интересный‏ ‎факт: ‎на‏ ‎2020 ‎год ‎доля ‎возобновляемой‏ ‎энергетики‏ ‎Германии ‎в‏ ‎выработки ‎электроэнергии‏ ‎- ‎51%.

Однако ‎в ‎общем ‎энергобалансе‏ ‎страны‏ ‎доля ‎ВИЭ‏ ‎составила ‎всего‏ ‎7,65% ‎.

В ‎2019 ‎году ‎Германия‏ ‎потребила‏ ‎517‏ ‎Тераватт-часов ‎электрической‏ ‎энергии, ‎а‏ ‎общее ‎потребление‏ ‎первичной‏ ‎энергии ‎составило‏ ‎296 ‎Мегатонн ‎в ‎нефтяном ‎эквиваленте,‏ ‎что ‎составляет‏ ‎около‏ ‎3442,5 ‎Тераватт-часов ‎в‏ ‎энергетическом ‎эквиваленте.‏ ‎И ‎вот ‎всю ‎эту‏ ‎энергию‏ ‎нужно ‎перевести‏ ‎в ‎электричество‏ ‎для ‎производства ‎водорода ‎и ‎потребления‏ ‎электроэнергии‏ ‎в ‎стандартном‏ ‎количестве.

А ‎это‏ ‎почти ‎столько ‎же ‎электроэнергии, ‎сколько‏ ‎потребляется‏ ‎сегодня‏ ‎в ‎таких‏ ‎странах, ‎как‏ ‎Индия, ‎Россия,‏ ‎Япония‏ ‎и ‎Южная‏ ‎Корея ‎вместе ‎взятых.

В ‎водородной ‎доктрине‏ ‎европейских ‎стран‏ ‎описывается‏ ‎способ ‎производства ‎водорода‏ ‎из ‎солнечной‏ ‎и ‎ветровой ‎энергетики ‎—‏ ‎это‏ ‎самый ‎«зелёный»‏ ‎и ‎самый‏ ‎чистый ‎водород, ‎который ‎хочет ‎закупать‏ ‎или‏ ‎производить ‎Европа.

Цвет‏ ‎(экологичность) ‎водорода‏ ‎в ‎зависимости ‎от ‎его ‎метода‏ ‎производства

Ну‏ ‎хорошо.‏ ‎Получается, ‎что‏ ‎к ‎2050‏ ‎году ‎только‏ ‎одной‏ ‎Германии ‎нужно‏ ‎будет ‎минимум ‎334 ‎Гигаватт ‎мощностей‏ ‎электролизёров. ‎Это‏ ‎очень‏ ‎много, ‎учитывая, ‎что‏ ‎по ‎плану‏ ‎во ‎всей ‎Европе ‎к‏ ‎2030‏ ‎году ‎должно‏ ‎появиться ‎всего‏ ‎40 ‎ГВт ‎электролизёров.

Откуда ‎Германия ‎возьмёт‏ ‎такое‏ ‎количество ‎электрической‏ ‎энергии?

Солнечно-ветровая ‎энергетика‏ ‎Германии ‎вырабатывает ‎150 ‎Тераватт-часов ‎электроэнергии‏ ‎в‏ ‎год.‏ ‎А ‎нужно,‏ ‎как ‎минимум,‏ ‎в ‎23‏ ‎раза‏ ‎больше, ‎причём‏ ‎только ‎на ‎производство ‎водорода, ‎не‏ ‎говоря ‎уж‏ ‎о‏ ‎выработке ‎электроэнергии ‎для‏ ‎бытовых ‎и‏ ‎промышленных ‎нужд ‎общества ‎и‏ ‎экономики.

В‏ ‎Германии ‎установлены‏ ‎более ‎30‏ ‎тысяч ‎ветряных ‎турбин ‎и ‎около‏ ‎1,7‏ ‎млн ‎солнечных‏ ‎панелей.

Все ‎эти‏ ‎вопросы ‎к ‎энергоснабжению ‎относятся ‎и‏ ‎к‏ ‎другим‏ ‎«водородным» ‎странам.

Сколько‏ ‎водорода ‎потребуется‏ ‎Германии ‎к‏ ‎2050‏ ‎году? ‎Они‏ ‎сами ‎этого ‎не ‎знают, ‎судя‏ ‎по ‎опубликованной‏ ‎водородной‏ ‎доктрине.

Но ‎можно ‎посчитать‏ ‎всё ‎по‏ ‎энергетическому ‎эквиваленту.

Так, ‎1 ‎кг‏ ‎водорода‏ ‎может ‎произвести‏ ‎при ‎33‏ ‎кВт*ч ‎электроэнергии ‎(при ‎КПД=99,9%). ‎Тогда‏ ‎для‏ ‎полного ‎перехода‏ ‎на ‎водород‏ ‎Германии ‎потребуется ‎около ‎88 ‎миллионов‏ ‎тонн‏ ‎водорода‏ ‎в ‎год.

Как‏ ‎планируется ‎использовать‏ ‎"Зелёный" ‎водород

Это‏ ‎в‏ ‎2,6 ‎раза‏ ‎больше, ‎чем ‎заявляет ‎Минэнерго ‎России‏ ‎при ‎самом‏ ‎лучшем‏ ‎своём ‎сценарии ‎производства‏ ‎и ‎поставок‏ ‎водорода ‎на ‎экспорт. ‎Мощности‏ ‎России‏ ‎к ‎2050‏ ‎году ‎позволят‏ ‎производить ‎и ‎экспортировать ‎до ‎33‏ ‎миллионов‏ ‎тонн ‎водорода‏ ‎в ‎год.‏ ‎То ‎есть ‎только ‎одной ‎Германии‏ ‎понадобится‏ ‎более‏ ‎16% ‎всего‏ ‎мирового ‎объёма‏ ‎производства ‎водорода‏ ‎в‏ ‎2050 ‎году.

Получатся.‏ ‎что ‎другие ‎страны ‎как ‎бы‏ ‎в ‎пролёте?

Водорода‏ ‎на‏ ‎всех ‎не ‎хватает…

Да,‏ ‎всё ‎именно‏ ‎так. ‎«Зелёного» ‎водорода, ‎который‏ ‎производит‏ ‎ВИЭ, ‎и‏ ‎«жёлтого», ‎который‏ ‎производится ‎методом ‎электролиза ‎на ‎АЭС,‏ ‎не‏ ‎хватит ‎для‏ ‎удовлетворения ‎мировых‏ ‎потребностей ‎в ‎водороде ‎к ‎2050‏ ‎году.

Остаётся‏ ‎производить‏ ‎водород ‎за‏ ‎счёт ‎пиролиза‏ ‎или ‎паровой‏ ‎конверсии‏ ‎метана ‎с‏ ‎попутной ‎утилизацией ‎СО2. ‎На ‎выходе‏ ‎получается ‎так‏ ‎называемый‏ ‎«голубой» ‎водород. ‎Он‏ ‎вроде ‎как‏ ‎чистый, ‎так ‎как ‎в‏ ‎ходе‏ ‎его ‎производства‏ ‎выбросов ‎углерода‏ ‎не ‎было.

Но ‎вот ‎производить ‎такой‏ ‎«голубой»‏ ‎водород ‎можно‏ ‎только ‎из‏ ‎природного ‎газа. ‎Таким ‎образом ‎первичным‏ ‎сырьём‏ ‎для‏ ‎производства ‎водорода‏ ‎станет ‎газ.

То‏ ‎есть ‎природный‏ ‎газ‏ ‎в ‎эру‏ ‎водородной ‎энергетики ‎становится ‎ещё ‎более‏ ‎ценным ‎и‏ ‎дорогим‏ ‎ресурсом, ‎чем ‎когда-либо‏ ‎до ‎этого.

И‏ ‎у ‎кого ‎есть ‎природные‏ ‎запасы‏ ‎газа, ‎у‏ ‎того ‎всегда‏ ‎будет ‎достаточно ‎водорода. ‎Следовательно, ‎контролировать‏ ‎водородный‏ ‎рынок ‎будут‏ ‎страны ‎с‏ ‎самими ‎большими ‎газовыми ‎месторождениями.

Энерго- ‎и‏ ‎ресурсозатраты‏ ‎при‏ ‎производстве ‎водорода.

Если‏ ‎взять ‎за‏ ‎основу ‎мировое‏ ‎потребление‏ ‎первичной ‎энергии‏ ‎(около ‎14000 ‎Мегатонн ‎в ‎нефтяном‏ ‎эквиваленте), ‎то‏ ‎получим‏ ‎цифру ‎в ‎114‏ ‎220 ‎Тераватт-часов,‏ ‎которые ‎нужно ‎заменить ‎на‏ ‎водород.‏ ‎Это ‎сколько?‏ ‎Почти ‎3,5‏ ‎миллиарда ‎тонн ‎водорода ‎в ‎год…

Учитывая‏ ‎мировое‏ ‎потребление ‎природного‏ ‎газа ‎в‏ ‎4000 ‎млрд ‎кубометров ‎за ‎2019‏ ‎год,‏ ‎получается,‏ ‎что ‎масса‏ ‎потреблённого ‎природного‏ ‎газа ‎составила‏ ‎2,85‏ ‎млрд. ‎тонн.

Уже‏ ‎не ‎хватает ‎как ‎бы...

Но, ‎при‏ ‎пиролизе ‎метана‏ ‎(самый‏ ‎прогрессивный ‎метод ‎получения‏ ‎водорода ‎из‏ ‎метана ‎без ‎затрат ‎воды)‏ ‎молярная‏ ‎масса ‎газа‏ ‎будет ‎уменьшена‏ ‎почти ‎в ‎2,5 ‎раза, ‎так‏ ‎как‏ ‎углерод ‎пойдёт‏ ‎в ‎отход,‏ ‎а ‎на ‎выходе ‎останется ‎только‏ ‎водород.‏ ‎Тогда‏ ‎из ‎такого‏ ‎количества ‎газа‏ ‎можно ‎будет‏ ‎произвести‏ ‎всего ‎1,15‏ ‎млрд. ‎тонн ‎водорода, ‎что ‎в‏ ‎3 ‎раза‏ ‎меньше‏ ‎его ‎гипотетических ‎потребностей.

Пиролиз‏ ‎метана ‎—‏ ‎это ‎процесс ‎разложения ‎метана‏ ‎на‏ ‎водород ‎и‏ ‎чистый ‎углерод,‏ ‎но ‎только ‎не ‎в ‎виде‏ ‎газа,‏ ‎а ‎в‏ ‎твёрдом ‎состоянии.‏ ‎Идеально ‎подходит ‎для ‎захоронения ‎или‏ ‎даже‏ ‎при‏ ‎вторичном ‎использовании‏ ‎углерода.

Россия ‎в‏ ‎2019 ‎году‏ ‎произвела‏ ‎0,53 ‎млрд‏ ‎тонн ‎природного ‎газа. ‎Из ‎него‏ ‎можно ‎сделать‏ ‎212‏ ‎миллионов ‎тонн ‎водорода.‏ ‎Экспортировала ‎наша‏ ‎страна ‎0,177 ‎млрд ‎тонн‏ ‎природного‏ ‎газа, ‎из‏ ‎него ‎можно‏ ‎сделать ‎чуть ‎более ‎71 ‎миллиона‏ ‎тонн‏ ‎«голубого» ‎водорода.‏ ‎Даже ‎на‏ ‎нужды ‎одной ‎Германии ‎не ‎хватает…

"Росатом"‏ ‎строит‏ ‎великие‏ ‎планы ‎по‏ ‎производству ‎водорода:‏ ‎компания ‎намерена‏ ‎занять‏ ‎10% ‎мирового‏ ‎рынка ‎энергетического ‎водорода ‎к ‎2050‏ ‎году.

Нужно ‎больше‏ ‎газа!‏ ‎А ‎вместе ‎с‏ ‎этим ‎нужно‏ ‎больше ‎воды ‎и ‎тепловой‏ ‎энергии‏ ‎для ‎нагрева‏ ‎и ‎производства‏ ‎водорода…

И ‎это ‎с ‎учётом ‎того,‏ ‎что‏ ‎КПД ‎производства‏ ‎водорода ‎в‏ ‎2050 ‎году ‎будет ‎равен ‎99,999%,‏ ‎потребление‏ ‎энергии‏ ‎останется ‎на‏ ‎уровне ‎2019‏ ‎года, ‎а‏ ‎все‏ ‎проблемы ‎по‏ ‎хранению ‎и ‎транспортировке ‎водорода ‎решат‏ ‎за ‎нас‏ ‎инопланетяне.

Но‏ ‎дело ‎в ‎том,‏ ‎что ‎без‏ ‎водорода ‎остальные ‎страны, ‎которые‏ ‎не‏ ‎смогут ‎в‏ ‎силу ‎ограниченных‏ ‎ресурсов ‎производить ‎или ‎закупать ‎водород,‏ ‎будут‏ ‎по ‎определению‏ ‎производить ‎товар‏ ‎с ‎углеродным ‎следом, ‎а ‎следовательно‏ ‎платить‏ ‎«углеродный‏ ‎налог». ‎Получатся‏ ‎этакий ‎современный‏ ‎аналог ‎колониального‏ ‎налога‏ ‎или ‎дани.

Если‏ ‎миру ‎нужно ‎3,5 ‎млрд ‎тонн‏ ‎водорода, ‎в‏ ‎то‏ ‎время ‎как ‎по‏ ‎самым ‎оптимистичным‏ ‎прогнозам ‎его ‎будет ‎добыто‏ ‎всего‏ ‎550 ‎млн‏ ‎тонн, ‎то‏ ‎к ‎2050 ‎году ‎водородом ‎будет‏ ‎обеспечено‏ ‎всего ‎15%‏ ‎мировой ‎экономики.‏ ‎Все ‎остальные ‎будут ‎платить ‎этим‏ ‎"избранным"‏ ‎углеродный‏ ‎налог...

Вот ‎и‏ ‎открыли ‎мы‏ ‎«великую ‎тайну»,‏ ‎почему‏ ‎в ‎этих‏ ‎всех ‎водородных ‎доктринах ‎так ‎размыто‏ ‎и ‎вскользь‏ ‎затрагивается‏ ‎проблема ‎обеспечения ‎мировой‏ ‎экономики ‎нужным‏ ‎объёмом ‎водорода. ‎Его ‎попросту‏ ‎на‏ ‎всех ‎не‏ ‎хватит. ‎Достанется‏ ‎только ‎избранным. ‎.

А ‎точнее, ‎даже‏ ‎избранным‏ ‎среди ‎избранных.

Ничто‏ ‎не ‎меняется…

"Airbus"‏ ‎представил ‎концепцию ‎"водородолётов". ‎Пассажирская ‎авиация‏ ‎тоже‏ ‎будет‏ ‎переориентирована ‎на‏ ‎водород.

В ‎следующей‏ ‎статье ‎поговорим‏ ‎о‏ ‎перспективах ‎России‏ ‎на ‎рынке ‎водородной ‎энергетики.

Согласно ‎прогнозам,‏ ‎мировое ‎сообщество‏ ‎в‏ ‎2050 ‎году ‎будет‏ ‎потреблять ‎до‏ ‎550 ‎млн ‎тонн ‎водорода‏ ‎в‏ ‎год. ‎Из‏ ‎них ‎«Газпром»‏ ‎будет ‎производить ‎до ‎33 ‎млн‏ ‎тонн,‏ ‎а ‎«Росатом»‏ ‎— ‎до‏ ‎50 ‎млн ‎тонн ‎водорода ‎в‏ ‎год.‏ ‎Но‏ ‎это ‎только‏ ‎планы…