У жовтні 2021 року стало відомо, що результатами українських досліджень щодо розподілу газоводневих сумішей, які проводить "Регіональна газова компанія" (РГК) на водневих полігонах п'яти облгазів, цікавляться європейські газовики.

Компанію включили до консорціуму Ready4H2 – об'єднання операторів ГРМ із європейських країн, які працюють над підготовкою газових мереж до розподілу водню. Завдання Ready4H2 – підготувати до лютого 2022 року проект водневої стратегії для газорозподільної галузі Європи.

Що показують результати експериментів з сумішами природного газу та водню, що заважає розвитку водневої транспортної галузі, чи вважає експерт вигідним експорт українського “зеленого” водню в країни ЄС та як українським мережам зекономити 70% витрат на комплексному редизайні ГТС одразу під водень. Про це та інше розповів “Українській енергетиці” Станіслав Казда, директор зі стратегії розвитку РГК.

Як ви оцінюєте водневі дослідження в Україні? Що, зокрема, робить РГК у цьому напрямку?

- Працювати з альтернативними газами ми з компанією РГК почали у 2019 році, коли почали вивчати питання, як водень буде впливати на газову інфраструктуру. З воднем довелося починати практично з “нуля”, з планування експериментів і розробки тестової програми.

Наші експерименти з воднем розпочалися у 2020 році. Із запланованих 180 експериментів, ми вже працюємо над різними сумішами водню з природним газом - від 5% до чистого водню.

Коли фахівці РГК почали базові випробування на чистому водні, це було великим здивуванням для всієї Європи. Для нас це було необхідно для опрацювання найскладнішого варіанта - що станеться, коли в мережі з'явиться 100% водень, щоб зрозуміти наші подальші цілі.

Хочу зазначити, що ми в Україні змогли створити такий план і програму випробувань водню на ГТС, що до нас звертаються багато наших європейських колег з питаннями про отримані результати. Тому що настільки масштабні випробування, як ми проводимо зараз в Україні, в ЄС з'являються дуже рідко.

Тільки два тижні тому (жовтень 2021 року) в Європі сформувався альянс Ready4H2 з 66 операторів ГРМ, які почнуть розглядати питання, які ми вивчаємо вже рік. Нас єдиних, як представників країни, яка не є членом Євросоюзу, запросили до Ready4H2. Тож Регіональна газова компанія братиме участь у роботі цього консорціуму.

Що саме вивчається під час епериментів з воднем і як це організовано?

- Я вважаю, що водень в газовій інфраструктурі України, як і в усій Європі, з'явиться в близькому майбутньому - горизонт близько 5 років.

Тому на сьогодні є три напрямки досліджень - це експерименти, під час яких ми займаємося мережами, метрологією і тим, як поводяться прилади споживання.

Є ще напрямок експериментів, де ми тестуємо систему з точки зору організації ділянок кінцевих споживачів. У нас є тести без участі кінцевих споживачів, тобто без приладів споживання, і є експерименти, де присутній так званий віртуальний споживач - прилад споживання, який обслуговується фахівцем облгазу або якимось алгоритмом.

А у фінальних експериментах вже працюватимемо з реальними споживачами, які використовують газоводневі суміші.

Всі експерименти поки що проходять тільки на полігонах – без споживачів або з віртуальними, коли фахівці наших облгазів використовують газоводневі суміші на газових плитах, котлах чи водогрійних колонках.

Чи є вже якісь результати цих випробувань і первинні висновки, які можна зробити?

- У результаті проведених експериментів ми можемо сказати, що українська мережа не готова працювати з чистим воднем. Це не дивно, така ситуація характерна для всіх облгазів (ГРМ) в Європі.

Ще можна сказати, що з деякими змінами мережа вже сьогодні може працювати з 20% водню в суміші. 

Що стосується газових приладів, експерименти показали, що більшість приладів здатна працювати навіть з вищою за 20% концентрацією водню. Технічні проблеми в наявних мережах з'являються після перетину позначки в 40%, ближче до 50% відсотків.

Що станеться, коли водень з'явиться в наших мережах?

- Інфраструктура України відрізняється від європейської величезною кількістю повітряних мереж. А це підтягує ще одну специфічну проблему - герметичність системи при перепаді температури.

Виявилося, що зміна температури принципово впливає на герметичність мереж з воднем. Молекула водню в три рази менше молекула метану. Тобто, щоб з'явилася витік на з'єднанні, молекулі Н2 потрібно набагато менший отвір, щоб газ почав "витікати" з труби.

Це означає, що для переходу на водень, навіть на низько концентровані суміші - 10-15-20%, швидше за все, знадобиться заміна ущільнювачів всіх роз'ємних стиків. Однак є більш оптимальний варіант з точки зору експлуатації та безпеки мереж - прибрати зайві стики з системи взагалі.

Зараз працюємо над рішеннями цих завдань.

Який бюджет проекту і хто фінансує дослідження?

- Поки джерело фінансування - саме ресурси компанії РГК. На експерименти до 2023 року ми виділили близько €1 млн. Це покриває тільки частину необхідних витрат на експерименти, які ми проводимо на полігонах.

З другої половини 2023 до 2025 року ми плануємо дослідження на "живих" мережах. Бюджет на цей етап сформуємо на основі результатів полігонних досліджень, в залежності від ділянок мереж, обраних для реальних тестів. Витрати на ділянку, де буде 20 споживачів, звичайно, будуть відрізнятися від ділянки на 3000 споживачів.

Для продовження проекту нам знадобляться водневі установки, можливі технічні рішення. Зараз ми шукаємо партнерів в комерційному секторі, проводимо переговори з українськими та європейськими компаніями про можливість придбання технологій в рамках їх експериментів.

Але я вважаю, що держава повинна хоч якось в цьому брати участь. В Європі водневі проекти фінансується коштом державних грантів або фінансової допомоги від міжнародних організацій.

На вашу думку, що перспективніше для українського "зеленого" водню - внутрішній ринок газу або експорт в ЄС?

- Якщо чесно, я дуже великий песиміст щодо експорту. І не в плані здатності України вирішити це завдання. В Україні є і технічні можливості та всі інші передумови, щоб успішно експортувати водень.

Проблема в іншому - в необхідності спочатку забезпечити кінцевого споживача в Україні. За моїми простим розрахунками, один кубометр природного газу вимагає на заміну енергії, яка в ньому міститься, приблизно 3 кубометри водню.

Якщо сьогодні в Україні споживання близько 25 млрд кубів природного газу, 100% яких в рамках Green Deal потрібно замінити до 2050 року на щось інше - вам необхідно згенерувати 75 млрд кубів водню. Саме для України.

Виробнича потужність України, за словами фахівців, що працюють з воднем, близько 40 млрд кубометрів. Значить потрібно ще понад 30 млрд кубометрів, щоб замінити весь природний газ.

Виробництво водню, щоб він був "зелений" - питання достатньої кількості електрики для електролізу води. На мою думку, в Україні не знайдеться стільки економічних ресурсів протягом 20 років на будівництво нових потужностей генерації з ВДЕ, щоб отримати обсяги "зеленого" водню, потрібні країнам ЄС.

Зрозуміло, що тут можна використовувати інші технології - не зовсім "зелені". Наприклад, атомну енергію, яка, з моєї точки зору, теж повинна бути врахована і визнана як “зелене” джерело енергії і так далі.

Як "зелений" водень може сприяти досягненню кліматичної нейтральності в Україні?

- Green Deal - це нульове споживання вуглецевих копалин у 2050 році. Значить у майбутній економіці не повинно бути бензину, солярки, дизеля, мазуту - всіх цих вуглеводнів, які в Україні дуже активно використовуються. Всі споживання треба переводити на безвуглецеві види палива.

Щоб досягти кліматичної нейтральності потрібно все споживання, де сьогодні використовується природний газ, замістити на відновлювані гази, в тому числі водень. За винятком тих підприємств, яким природний газ потрібен як сировина для виробництва вторинної продукції.

Крім того, водень треба розглядати як ресурс для заміни дизельних палив всіх видів. Це означає перехід всіх механізмів від нафти, бензину і так далі до водню. А також до електромобілів, які працюватимуть на енергії з водню, або до машин, які будуть використовувати водень як новий вид палива в наявний двигунах.

Це також доречно для неелектрифікованих залізниць та великих кораблів – транспорту, який несе найбільше забруднення повітря внаслідок використання старих неекологічних двигунів. Це основні базові напрямки, в яких Європа бачить водень як своє майбутнє..

Що необхідно зробити Україні, щоб використовувати "зелений" водень для досягнень Green Deal?

- Треба розпочинати з головних напрямів.

По-перше, треба відпрацювати нормативну базу. Щоб були зрозумілі технічні стандарти до виробників обладнання, яке буде стикатися з воднем. Також - визначено правила поведінки споживачів.

 

Другий момент, який необхідно вирішити - провести повний редизайн української інфраструктури. Я зараз про газорозподільні системи (ГРМ), але схожа ситуація і в газотранспортній мережі (ГТС). Українська інфраструктура специфічна в тому, що не можна відірвати ГТС від ГРМ. Вона занадто фрагментована і якщо молекули водню з'являться в ГТС, то в 99,99% цей водень з'явиться у певних ділянках розподільних мереж.

Щоб користуватися воднем, ми повинні провести масштабний редизайн розподільних мереж, щоб привести їх технічний стан і потужності в норму. На сьогодні потужність українських мереж в три-чотири рази більша необхідної. Це дуже великі фінансові витрати в експлуатації та щодо втрат газу.

Нам треба укрупнювати зони обслуговування. Наприклад, 3 млн споживачів в Чехії успішно обслуговує 35 газорозподільних станцій, а 13 млн споживачів в Україні - 1500  газорозподільних станцій. Це космічні розбіжності. Крім того, за нашими розрахунками, близько 30% газорозподільних пунктів в ГРМ взагалі не потрібні для газопостачання.

Редизайн - це масштабна тема, яку треба проводити не тільки заради водню. Це дозволить довести до ладу українські мережі.

Якщо нам сьогодні необхідно близько 10 млрд грн в рік, щоб привести українські мережі до необхідної потужності, технічного стану, архітектури та технічних стандартів, то для того, щоб працювати з воднем, до цих коштів необхідно додати всього 2-2,5 млрд грн на рік. Так що з цієї точки зору водень - не найдорожчий газ.

Україна може скористатися шансом поєднати дві трансформації газорозподільних мереж в одну і заощадити близько 70% витрат. Щоб трубу, яку ми змінюємо зараз під природний газ, не треба було через 20 років змінювати під стандарти для транспортування водню.

Третій крок, який необхідно зробити - провести  інформаційну кампанію для українських споживачів.

Сьогодні основні повідомлення про Green Deаl подаються у плані “ми в Україні будемо виробляти водень і щось експортувати”. Але необхідно, щоб народ зрозумів і прийняв, що водень в першу чергу необхідно виробляти й споживати тут, у себе.

Тут дуже важлива роль держави, щоб почати піднімати цю тему, почати формувати думку народу в тому плані, що ці речі потрібні, корисні й держава готова їх просувати та допомагати тим, хто не може собі їх дозволити в майбутньому..

Щоб ви ще відзначили для досягнення успіху?

- Крім цих трьох базових речей, я б виділив і четверту - регуляторне середовище.

Ця тема пов'язана із законодавчою базою, але я виділяю її в самостійну тому, що українська регуляторна система для мене не зовсім зрозуміла.

Щоб здійснити структурний редизайн, необхідні гроші. Ці гроші не можуть з'явитися інакше, ніж через тариф або як фіндопомога з гарантією держави. Це великі гроші й без гарантії держави їх ніхто не дасть. Правильний варіант - це комбінація обох варіантів.

Тарифоутворення та регуляторне середовище в Україні більше дивиться у бік соціальних проблем, намагається обмежити операторів комунальних систем для того, щоб не погіршувати соціальну ситуацію народу і по-людськи це зрозуміло.

Але якщо не змінити ситуацію, то ніякого розвитку, ніякої трансформації й ніякого "зеленого" водню в Україні не буде.

Лариса Білозерова, спеціально для "Української енергетики"