В Европе явно назревает водородный бум. Во всяком случае, в разных странах к нему начинают активно готовиться. В последнее время в СМИ появляется все больше сообщений о пилотных проектах с водородом - и все чаще мелькает химическое обозначение этого газа: H2.
Берлин стремится выполнять обязательства, взятые Германией по Парижскому соглашению по климату. Для этого потребуется постепенно переводить немецкую экономику на такие виды топлива, как водород, которые смогут обеспечить энергией тяжелую промышленность и помочь сохранять избыток возобновляемой электроэнергии в солнечные и ветреные дни.
Четыре министерства в Берлине сейчас заканчивают работать над планом по замене нефти, газа и угля самым легким и распространенным на Земле химическим элементом – водородом. План будет представлен, сообщает Bloomberg, уже в марте министром экономики ФРГ Петером Альтмайером на энергетическом форуме в Берлине.
Водород является заманчивым решением проблемы с климатом, потому что при его сжигании образуется только водяной пар. К тому же, при сжигании он может давать температуры до 1000°С и выше, необходимые для многих крупных отраслей промышленности, начиная от производства цемента и выплавки стали и заканчивая переработкой нефти.
«Водород – конечно, не идеальное решение, но, похоже, лучшее из имеющихся у нас сейчас в распоряжении,- объясняет Фабиан Хунеке, старший эксперт Energy Brainpool.- Особенно для деуглеродизации промышленного производства. Невозможно создать без водорода энергетическую систему более чем с 70% возобновляемой энергии».
Правительство канцлера Меркель планирует разработать стратегию перехода промышленности Германии на водород на следующее десятилетие и более дальнее будущее. Доля нефти, которая в основном поступает из ОПЕК, в энергетическом балансе ФРГ сейчас превышает треть. Газ, доля которого сейчас растет, поступает в страну главным образом из России.
Для того, чтобы сильно не «разгонять» импорт, Берлин хочет получать водород не из одной, а многих стран. В феврале, например, ФРГ подписала соглашение о поставках водорода с Нигерией. В Западной Африке, похоже, намечается своего рода кластер по производству водорода, состоящий из полутора десятков африканских стран.
Эта и другие подобные сделки, надеются в правительстве, помогут решить две главные проблемы с водородом: как производить этот газ, чтобы как можно меньше загрязнять атмосферу? и где брать необходимые объемы газа?
Сейчас более двух третей от производимых ежегодно 70 млн тонн водорода получаются из природного газа. В процессе выделения водорода в атмосферу выбрасывается каждый год около 830 млн тонн углерода. Это больше, по данным Международного энергетического агентства, чем выбросы Великобритании и Индонезии, вместе взятых.
Африканские государства могут стать крупным поставщиком водорода, потому что на Черном континенте можно в больших количествах строить ветряные и солнечные электростанции, энергию которых можно использоваться для питания электроризеров, которые расщепляют воду и выделяют из нее атомы водорода.
Германия торопится заключить сделки по поставкам водорода на нескольких основных условиях. Во-первых, в странах поставщиках должна быть стабильная политическая обстановка. Во-вторых, солнечный климат. В-третьих, они должны находиться близко от моря для того, чтобы иметь неограниченный доступ к воде, необходимой для электролиза.
К середине века ФРГ может закупать до 45 млн тонн водорода ежегодно. Сегодня в графе «импорт водорода» у Германии стоит жирный ноль.
По мере подключения к процессу перехода экономики на водород новых стран цены на этот газ будут снижаться. Это, в свою очередь, будет делать водород все более и более привлекательным заменителем ископаемых видов топлива.
Водородные автомобили: высоки ли их шансы?
Пока британское правительство только присматривается к водороду, лидер австрийских консерваторов Себастьян Курц идеей его широкого внедрения уже настолько увлекся, что сделал ее одним из своих предвыборных лозунгов. Его шансы выиграть в сентябре парламентские выборы и вновь возглавить правительство весьма высоки. И тогда, надо полагать, различные водородные проекты могут рассчитывать на активную поддержку Вены.
А конкретные проекты уже есть, поскольку три ведущие промышленные компании страны - энергетическая Verbund AG, нефтегазовая OMV и металлургическая Voestalpine - решили совместно форсировать внедрение в Австрии водородных технологий. Первый совместный проект стоимостью 18 млн евро (12 млн из них предоставил ЕС) будет реализован в Линце уже к концу 2019 года: там речь идет о замене угля на водород при производстве стали. А НПЗ Schwechat близ Вены планирует для собственных нужд наладить производство H2 методом электролиза - как Shell близ Кёльна.
Увлечение водородом обрело в Европе уже такие масштабы, что консалтинговая компания Boston Consulting Group (BCG) сочла нужным предупредить об опасности завышенных ожиданий и ошибочных инвестиций. Наилучшие перспективы "зеленый водород" имеет в промышленности, а также на грузовом, воздушном и водном транспорте, рассказал газете Handelsblatt Франк Клозе (Frank Klose), соавтор только что опубликованного исследования BCG.
Пригородные электрички на водороде: лидирует ФРГ
Ведь два пока единственных в мире водородных поезда Coradia iLint эксплуатируются именно в Германии. Более того, они уже успешно отработали свои первые 100 тысяч километров. Это произошло в июле, спустя десять месяцев после начала регулярной перевозки пассажиров по стокилометровому маршруту между городами Бремерхафен, Куксхафен, Букстехуде и Бремерфёрде.
До конца 2021 года на этой не электрифицированной железнодорожной линии на северо-западе страны в федеральной земле Нижняя Саксония собираются полностью отказаться от дизельных локомотивов, заменив их на 14 поездов, вырабатывающих электроэнергию в топливных элементах в ходе химической реакции между водородом и кислородом. Вместо выхлопов получается вода.
Такие же водородные электрички решили использовать и в федеральной земле Гессен. В мае выпускающий их французский концерн Alstom получил заказ объемом в 500 млн евро на 27 поездов, которые с 2022 года планируется использовать для пригородного сообщения с горным массивом Таунус к северо-западу от Франкфурта-на-Майне.
В результате ФРГ станет бесспорным мировым лидером в области водородного железнодорожного транспорта. Тем более, что интерес к инновационным поездам Alstom проявляют и другие федеральные земли. С некоторыми из них, сообщил глава германского филиала концерна Йорг Никутта (Jörg Nikutta) агентству dpa, он ведет сейчас «активные переговоры».
Эксперименты с водородом в газовой сети
Немцев и в целом европейцев водород привлекает, прежде всего, из экологических соображений. При использовании H2 в атмосферу не выделяется углекислый газ CO2, самый большой виновник в парниковом эффекте и глобальном потеплении, так что более широкое внедрение водородных технологий поможет странам ЕС выполнить обязательства, взятые на себя в рамках Парижского соглашения по климату (Германия, к примеру, их пока не выполняет).
Но есть и экономический интерес. Он связан с тем, что использование такого возобновляемого источника энергии, как водород, снижает потребность в ископаемых энергоносителях, чаще всего импортируемых (в том числе из России). Например, в нефти и нефтепродуктах, на которых работают, скажем, дизельные локомотивы в том же Таунусе на не электрифицированных маршрутах.
Впрочем, немецкая компания Avacon, начинающая пилотный проект по примешиванию к природному газу до 20 процентов водорода, в своих заявлениях говорит исключительно о защите климата. Эксперимент призван доказать, что к используемому для отопления газу можно добавлять не до 10 процентов H2, как предписывают действующие нормы, а в два раза больше. В результате сократится выброс CO2, поскольку будет сжигаться меньше углеводородного топлива.
Масштабы эксперимента скромные: он проводится в одном из районов городка Гентхин в восточногерманской земле Саксония-Анхальт. Выбрали это место потому, что имеющаяся здесь газовая инфраструктура по своим техническим характеристикам наиболее типична для всей сети компании Avacon. «Поскольку зеленый газ будет играть все более важную роль, мы хотим переоснастить свою газораспределительную сеть так, чтобы она была приспособлена к приему как можно более высокой доли водорода», - поясняет стратегическую цель эксперимента член правления Avacon Штефан Тенге (Stephan Tenge).
Power to Gas: возобновляемая энергия, электролиз, «зеленый водород»
Под "зеленым газом" он подразумевает "зеленый водород": так принято называть тот H2, который образуется наряду с кислородом O2 при электролизе обычной воды. Процесс этот технически весьма простой, но очень энергоемкий. Однако если использовать для него излишки электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников - ветер и солнце, то получается безвредное для климата топливо, произведенное без выбросов в атмосферу CO2.
Собственно, начавшееся уже несколько лет назад распространение в Европе этой технологии, получившей название Power to Gas (P2G), и лежит в основе растущего европейского интереса к водороду. Так, в конце июня британо-нидерландский концерн Shell при финансовой поддержке Евросоюза (ЕС предоставил 10 из 16 млн евро) начал в Германии на территории своего нефтеперерабатывающего завода в Весселинге под Кёльном строительство крупнейшей в мире установки по производству водорода методом электролиза. До сих пор его получают здесь из природного газа.
После ввода в эксплуатацию во второй половине 2020 года мощность установки, сообщает Shell, составит ежегодно 1300 тонн водорода, который будет использоваться главным образом в производственных процессах на самом НПЗ. Но часть пойдет на то, чтобы превратить территорию между Кёльном и Бонном в модельный регион по внедрению H2, в том числе как топлива для автобусов, грузовых и легковых автомобилей, возможно - для судов, ведь Рейн в непосредственной близости.
Тем временем в третьем по размерам британском городе Лидсе энергетическая компания Northern Gas Networks готовит пилотный проект под многозначительным названием H21, который схож с тем, что проводится в немецком Гентхине, но значительно превосходит его по масштабам. Конечная цель: во всем городе полностью перевести отопление с природного газа, метана, на водород. Морские ветропарки для его производства методом электролиза имеются.
А соответствующие нагревающие воду бойлеры вот уже три года разрабатывает в английском городе Вустере филиал немецкой фирмы Bosch Termotechnik. Его глава Карл Арнцен (Carl Arntzen) рассказал газете Die Welt, что правительство Великобритании до самого последнего времени собиралось снижать значительные выбросы CO2 путем перевода отопительных систем по всей стране с газа на электричество, однако в этом году министерство экономики очень заинтересовалось водородной идеей.
Перед Northern Gas Networks и другими британскими газовыми компаниями это открывает перспективу перепрофилировать и тем самым сохранить имеющуюся газораспределительную систему, которая в случае электрификации отопления оказалась бы ненужной.
