У травні 2024 року відбувся запуск програми проєкту відновлюваного водню H2U Hydrogen Valley в Одеській області. Конкурсний грант у 1,5 млн євро отримала компанія "Водень України" (H2U), яка займається розробкою проєктів "зеленого" водню. Впроваджувати проєкт компанія буде за допомогою британської компанії AB5 Consulting. Фінансування партнерської ініціативи взяло на себе Міністерство міжнародного розвитку Великої Британії.

За чотири роки існування компанія "Водень Україні" дослідила перспективи виробництва "зеленого" водню на Одещині, зробила оцінку водних ресурсів, провела попереднє дослідження можливості будівництва вітрових та сонячних електростанцій в Ренійському районі.

Наразі основне завдання компанії – створення техніко-економічного обґрунтування для складових "водневих долин", тобто комплексних проєктів з виробництва "зеленого" водню в Україні.

Про особливості впровадження інноваційних проєктів з виробництва "зеленого" водню "Українська енергетика" розпитала Ярослава Криля, директора компанії "Водень України".

– Де будуть розташовані проєкти з виробництва відновлюваного водню?

– Є два майданчики, якими ми зараз займаємось: в Одеській області біля кордону з Румунією та в Закарпатті поблизу кордону зі Словаччиною.

На першому етапі проєкту H2U Hydrogen Valley компанія фокусується на розробці техніко-егономічного обґрунтування (ТЕО) будівництва заводу з виробництва водню поблизу портового міста Рені на Одещині з початковою потужністю електролізу 100 МВт. Також у межах проєкту запланована розробка ТЕО будівництва сонячної та вітрової електростанцій потужністю 120 МВт та 80 МВт відповідно. Паралельно з цим компанія проведе ТЕО будівництва трубопроводу для транспортування водню потенційним споживачам до ЄС та геологічну оцінку можливості підземного зберігання водню у соляних пластах Одеської області.

Це стало можливим завдяки ретельній підготовці проєкту з української сторони, що дозволило створити консорціум з британською консалтинговою фірмою з досвідом енергетичних проєктів. Я вважаю дуже гарним показником те, що британський бізнес повірив в українські стартапи та компанії, які займаються енергетикою, бо, наскільки я знаю, британці взагалі створили всього до шестидесяти консорціумів з іноземними компаніями.  

Такі самі роботи, крім соляного сховища, буде проведено в Закарпатській області на кордоні зі Словаччиною в розрахунку на постачання відновлюваного водню на металургійний завод в Кошице.

– Які основні критерії запровадження проєктів "водневих долин"?

– Ще до повномасштабного вторгнення у компанії вже були серйозні напрацювання, проведено попереднє техніко-економічне обґрунтування на основі розрахунків щодо виробництва водню та потенціалу сонячної та вітрової активності в регіоні. Ми розуміли куди буде рухатися ринок ВДЕ в країнах ЄС, бо вже у 2020 році була прийнята Воднева стратегія ЄС, а згодом Україну визнали як потенційного постачальника водню до європейців.

Ми готувались стартувати, 17 лютого 2022 року компанія підписала попередню угоду з європейською компанією. Втім взятися до розробки проєкту два роки тому завадило повномасштабне вторгнення. Європейським партнерам було заборонено відвідувати Україну, тому ми зосередились на розробці попередніх документів та розрахунків для ТЕО. Отже, в новий спільний проєкт з британцями ми увійшли підготовленими.

Проєкт H2U Hydrogen Valley має бути реалізований протягом 24 місяців. Для Одеської водневої долини він розпочався з квітня 2024 року. Серед критеріїв цієї програми була можливість залучити фінансування на розробку техніко-економічного обгрунтування, що власне ми й зробили, підготувавши заявку за допомогою британських партнерів.

За умовами цієї грантової програми британський уряд фінансує 70% робіт, тож ми знайшли фінансування 30% витрат на розробку зазначених ТЕО. Також ми провели верифікацію всіх підрядників, які будуть долучені до цього процесу. І лише після  позитивного результату цієї перевірки в лютому команда отримала попереднє ухвалення, а згодом і офіційне підтвердження фінансування.

– Що компанія "Водень України" буде робити в межах проєктів?

– Будемо робити комплексне техніко-економічного обґрунтування, яке складається з кількох елементів. Це, звісно, ТЕО будівництва генерувальних потужностей з використанням сонячних та вітрових парків, які і є  фундаментом виробництва "зеленого" водню. У рамках ТЕО буде опрацьовано питання будівництва сонячних та вітрових електростанцій, їх підключення до мережі та до водневого заводу.

Також буде опрацьовано ТЕО електролізерного заводу, в якому ми розглянемо три моделі, які можуть бути реалізовані в Україні. У першій моделі дослідимо виробництво "чистого" водню, в другій моделі розглянемо виробництво відновлюваного аміаку, а в третій – виробництво "зеленого" метанолу в Україні.

– Чому ця технологія вважається безпечною для довкілля?

– Для виробництва водню необхідні дві речі – вода і велика кількість електроенергії. Для цього ми використовуємо електролізери,  які живляться електроенергією з ВДЕ. На своїх електродах електролізери розщеплюють молекули води H₂О на молекули водню та кисню. Це екологічно чистий метод виробництва водню, за якого також не виробляється жодних відходів.

Коли ми беремо водень і, наприклад, подаємо його до паливних комірок або заправляємо автомобілі, які працюють на водні, то в комірці йде зворотний процес: водень реагує з киснем і виробляється електроенергія та утворюється вода. Тобто ми за допомогою енергії розщепили воду на водень і кисень, а далі відбувається цикл відновлення з отриманням води та електроенергії.

І це не викопні палива, які закінчуються, бо сонце світить та вітер дме щодня. Таким чином ми не забруднюємо атмосферу та не порушуємо природний цикл, повертаючи воду в обіг.

Відповідно, можна екологічно отримувати "зелений" аміак через виробництво водню із залученням енергії з об'єктів ВДЕ-генерації.

– Які задавдання може вирішити Україна завдяки водневим проєктам?

– Україна мала потужності з вироблення "сірого" аміаку,  який отримували методом парової конверсії метану з природного газу (СН₄). При цьому виділявся водень та утворювалася велика кількість СО₂. До повномасштабного вторгнення Україна займала близько 6-7% європейського ринку аміаку.

Нині європейський план декарбонізації передбачає перш за все виробництво "зеленого" аміаку, який є сировиною для виробництва добрив в аграрному секторі. Бо якщо ми кладемо в основу ланцюжок створення додаткової вартості для експорту добрив чи аграрної продукції, наприклад, пшениці, то можемо це робити через їх декарбонізацію.

Також важливим для економіки України продуктом є метанол. Цей однокомпонентний спирт – універсальний розчинник, який у великій кількості використовують у нафтогазовидобувній сфері. Бо під час видобування природного газу під дією певних процесів утворюються газогідрати, що забивають газові свердловини, і власне метанол використовується для їх розчинення.

На сьогодні Україна взагалі не виробляє власний метанол, бо російські війська спочатку знищили єдине таке підприємство у Сєвєродонецьку, а потім окупували цю територію. Зараз цей продукт завозиться з-за кордону, і весь він також вироблений з природного газу.

Тому для України дуже важливо розрахувати можливість виробництва "зеленого" метанолу. Сьогодні мені дуже важко сказати, чи буде збудовано власне виробництво метанолу й аміаку біля міста Рені, але всі необхідні обрахунки для цього будуть, далі будемо визначитися з конкретною локацією розміщення виробництва. Розроблене ТЕО можна буде прорахувати під конкретну земельну ділянку, коли ситуація дозволить починати будівництво.

Отже, якщо ми розглянемо завод з можливістю вироблення метанолу, то його кількість на 100% задовольнить всі потреби, наприклад, "Нафтогазу України".

Але основний акцент у розробці ТЕО ми приділяємо власному виробництву відновлюваного водню, і земельна ділянка, яку ми вже придбали, передбачає розміщення електролізерного обладнання для виробництва "чистого" водню. 

Так, місцева громада дала згоду, і вся документація оформлена згідно з чинним законодавством. Ми повинні провести громадські слухання, які покажуть ставлення населення до водневого проєкту. Це буде перший подібний "зелений" проєкт в Україні, і я думаю, що він стане лакмусовим папірцем для подальшої реалізації наступних виробництв під час масштабування.

– Буде наступний етап з транспортування?

– Так, у рамках нашого проєкту передбачена розробка ТЕО будівництва водневого трубопроводу, який сполучить Україну з Румунією, де розташовано велике металургійне підприємство. Цей завод уже анонсував "зелену" реконструкцію, вони планують впровадити технологію прямого відновлення заліза. Минулого року ми в партнерстві з цим металургійним заводом подавали заявку на фінансування до установи, яка надає підтримку проєктів водневої енергетики. Але тоді, на жаль, не добрали одного балу.

Власне, базуючись на цьому співробітництві, ми вже мали попередні обрахунки та дані від румунських металургів щодо кількості необхідного їм водню. Нині ми будемо прораховувати ТЕО для будівництва водневого трубопроводу та його приєднання до наявної газотранспортної системи України.

На сьогодні ми вже опрацювали три потенційні маршрути прокладки такого трубопроводу. Один з варіантів передбачає приєднання до транспортного балканського коридору. Ми вже надіслали лист оператору ГТС і будемо з ними узгоджувати можливу точку підключення, паралельне прокладання труби для прокачування чистого водню та прораховувати компресорне обладнання.

– Чи є відмінності трубопроводу для транспортування водню?

– Так, він буде відрізнятися. На сьогодні вже є доступні технології для транспортування водню: для компресорного обладнання, для трубопровідної арматури та відповідних труб.

У нашому проєкті ми не плануємо використання робочого газогону, бо якщо ми розглядаємо транспортний український кордон, то він використовується і ним зараз іде транспортування реверсом природного газу. Питання щодо блендингу з природним газом дуже дискусійне, бо воно збільшує вартість інвестицій на будівництво обладнання у нас в Україні для змішування природного газу з воднем, а потім у точці десь в Європі вимагає ставити таке ж обладнання на мембранних технологіях, яке буде виділяти водень з природного газу.

Якщо прийняти, що потужність нашої газотранспортної системи становить десь 140 млрд кубічних метрів газу на рік, а ЄС передбачає що в Україні буде створено 10 ГВт електролізерних потужностей, то для транспортування такої кількості виробленого водню хоча б у 5% суміші з природним газом наша ГТС має працювати на повну потужність.  Нині ж ми бачимо, що цей показник в два-три рази менший. Крім того, Європа не бачить у майбутньому постачання російських викопних палив, а, на мою думку, нашого українського видобутку буде недостатньо для того, щоб зробити блендинг природного газу з воднем і доставити його до країн ЄС.

Саме тому команда "Водень України" опрацює в ТЕО будівництво окремого трубопроводу, але в межах наявної транспортної системи. Це питання ми будемо обговорювати з оператором ГТС. Також можливості водневої енергетики обговорювалися в Берліні на Ukraine Recovery, де на порядку денному була воднева енергетика, і зокрема було питання створення коридору транспортування водню з України до країн Європейського союзу.

Ми запропонували, щоб ТЕО водневого проєкту на Одещині стало фундаментом для подальшого обговорення імплементації технічних рішень, як для інших компаній в Україні, так і для компаній у Словаччині, Чехії та Німеччині для будівництва магістрального водневого трубопроводу.

– Які особливості має водневий проєкт в Одеській області?

– Одеський проєкт ми будемо розраховувати на потужності електролізу близько 1,5-2 Гб з можливістю масштабування електролізерного виробництва, наприклад до 3 ГВт, на півдні Одещини, в Ренійському та Ізмаїльському районах. Буде обраховано всі технічні характеристики та показники, необхідні для імплементації проєктно-конструкторської документації на будівництво водневого трубопроводу для транспортування такого великого обсягу водню.

Дуже важлива складова нашого проєкту – це робота з українськими науково-дослідними інститутами щодо визначення локації будівництва підземного сховища водню в соляних пластах півдня Одеської області. Це унікальна природна особливість, бо між містами Ізмаїл та Кілія є величезне родовище солі потужністю близько 450 метрів. 

Це насправді дуже великі об'єми. За допомогою українських науковців ми визначимо найменш непроникну зону, де відсутні розломи та тріщині у цій сольовій структурі, де можливо буде збудувати підземні сховища для водню, які представлятимуть резервуари, вимиті з масиву.

Водночас зараз точиться багато дискусій щодо використання підземних газових сховищ України для зберігання водню за умови їх адаптації, але я сумніваюсь, що це можливо з огляду на їх геологічну будову. Наявні підземні газові сховища створені у колишніх нафтогазових родовищах, що мають пористу структуру, яка якраз унеможливлює зберігання водню. Бо водень – це найменша молекула з найбільшою проникністю, і після закачки в українські газосховища вона буде випаровуватись, тобто виходити на поверхню. А сольові формації мають кристалічні будови такої щільності, яка унеможливлює випаровування.

Такі пілотні проєкти підземного зберігання газів у сольових сховищах вже  реалізовані у світі, зокрема в Європі.  Раніше вони використовувалися для зберігання природного газу, а згодом були адаптовані під водень. Але якщо ми візьмемо за 100% усі водневі проєкти країн ЄС, то лише 4% з них досягли стадії завершеного техніко-економічного обґрунтування.

Тож ми не відстаємо від європейських партнерів, бо через два роки у нас буде готове комплексне ТЕО і Україна доповнить ці відсотки.

– Як ви оцінюєте перспективи розвитку водневого коридору з України в ЄС?

– Я вважаю, що у нас є всі шанси для реалізації цього проєкту. Декілька років тому була оприлюднена ініціатива щодо створення центрально-європейського водневого коридору. Її анонсували оператори газотранспортних систем з України, Словаччини, Чехії та Німеччини.

Ініціатива передбачає адаптацію і реконструкцію газотранспортної мережі, яка сполучає Україну з потенційними споживачами Німеччини, під транспортування водню. Компанія "Водень України" була верифікована як потенційний партнер – постачальник водню центральним європейським водневим коридором. Проте тоді ніяких технічних дій не відбулося з ряду причин.

Нині у 2025 році ми зможемо покласти на стіл готові техніко-економічні розрахунки, щоби названі країни могли скористатися ними у своїй діяльності для розробки уніфікованих технічних вимог до підключення та будівництва.

Минулого вересня на конференції з відновлювальних газів у Відні ми вже обговорювали з оператором ГТС Словаччини можливості співпраці щодо проєкту водневої долини в Закарпатті. Таке партнерство зацікавило й чеську сторону. Україну відвідали представники міністерств енергетики та економіки Чехії. Тож зараз саме Україна виступає локомотивом цього проєкту, бо у 2025 році у нас будуть технічні розрахунки, які можна адаптувати до центрально-європейського водневого коридору, а після їх імплементації у 2026 році у нас буде комплексне ТЕО.

– Чи вистачить регіональних водних ресурсів для збереження біорозмаїття, потреб мешканців та для водневих проєктів?

– Ми досліджували це питання у 2021 році у проєкті для Одеської області в попередньому ТЕО. Інститут геологічних наук НАН України провів ретельне обстеження поверхневих та підземних вод у регіоні. Результати дослідження показали, що використання води з річки Дунай для електролізу, щоб отримати "зелений" водень, не несе ризику виснаження Дунаю або його озер та не вплине на забезпечення водою сусідніх міста та районів вздовж Дунаю.

Також з Інститутом геологічних наук НАН України зробили оцінку водних ресурсів Закарпаття. Насправді води в Закарпатті так багато, що там побудовано більше трьох тисяч кілометрів дренажних каналів для відведення ґрунтових вод. Під час паводків канали відводять воду з усього Закарпаття, скид води йде в Тису, Латорицю та інші річки. Разом зі співробітниками Інституту геологічних наук ми оцінили водостоки річок протягом року, витрати води у кожній річці, яким чином вони взаємопов'язані з підземними й ґрунтовими водами, та змоделювали ситуацію.

Розрахунки показали, що в Закарпатті можна побудувати від 1,5 до 3 ГВт електролізних потужностей не впливаючи взагалі на водну екосистему. А 3 ГВт – це  величезна цифра, яка дорівнює потужності половини Запорізької АЕС.

Водозабір річкової води на виробництво 1 кг водню становить 22,5 літра, після зворотнього осмосу та демінералізації на електроліз залишається 9 літрів, а 13,5 літра повертається в річку. Коли кажуть, що воднева енергетика висушить всю Україну, але не наводять жодних розрахунків, я дістаю з папки це дослідження з усіма обрахунками й розмовляю вже мовою цифр, і дискусія  швидко закінчується.

Лариса Білозерова, спеціально для "Української енергетики"