Все частіше в урядових та експертних колах чутно про блискучі перспективи водневої енергетики. Міжнародні і внутрішні меморандуми, натхненні промови на форумах і дискусіях. Втім, на кожен оптимістичний прогноз знайдеться контраргумент, а разом з ним – ще більша кількість скептичних висловлювань щодо реальних можливостей розвитку водню для України. Більше того, критика підсилюється справедливими побоюваннями щодо безпеки практичного застосування водню. Як оцінюють фахівці реальність водневого напряму для нашої країни, та як ми виглядаємо у світовому контексті, розбиралася «Українська енергетика».

Інтерес до водню в енергетиці не викликає сумнівів

 

Досягнення вуглецевої нейтральності, яке міститься у Європейському “зеленому” курсі, цілком співзвучне із сучасними ідеями розвитку водневої енергетики. Країни приймають стратегічні програми щодо розвитку водню, попри те, що практичний бік питання в багатьох з них перебуває у зародковому стані.

За прогнозами інвестбанку Goldman Sachs, ринок “зеленого” водню в Європі до 2050-го року буде оцінюватися у 2,2 трильйони євро на рік. За оцінками Bank of America, обсяг глобальних інвестицій в інфраструктуру, пов’язану з воднем, сягне 11 трильйонів доларів до 2050 року.

Україна також не пасе задніх у своїх намірах та заявах. Ми віднедавна є стратегічним партнером ЄС у реалізації Європейської водневої стратегії, яка була презентована цього літа в Брюсселі. “Європейський Союз покладає сподівання на Україну як одного з пріоритетних партнерів у постачанні водню до Європи”, – заявив з цього приводу міністр закордонних справ Дмитро Кулеба.

Як раніше повідомляло МЗС, Європа вбачає в Україні великий потенціал у виробництві та транспортуванні водню. 10 ГВт електролізерів для виробництва “зеленого” водню, які планується побудувати в Україні, можуть стати частиною Європейського “зеленого” курсу та плану “2х40 ГВт нових потужностей з виробництва водню”.

Водневу енергетику визнали одним з основних напрямів німецько-українського енергетичного партнерства на міжнародному форумі в Києві в грудні. Як зазначив заступник міністра енергетики з питань європейської інтеграції Ярослав Демченков, до Європейського альянсу чистого водню приєдналися понад двадцять українських компаній. Серед них НАЕК “Енергоатом”, “Оператор ГТС України”. Раніше про приєднання до європейської ініціативи EU Hydrogen Strategy повідомляла “Регіональна Газова Компанія”.

Державні енергетичні гіганти “Нафтогаз” і “Енергоатом” у вересні підписали Меморандум про взаєморозуміння та співпрацю, в якому домовилися про спільну проєктну діяльність для забезпечення переходу країни до кліматично нейтральної циркулярної водневої економіки до 2050 року.

Отже заяви і наміри беззаперечно свідчать про інтерес до водневої теми і розуміння її популярності в світі. А що на практиці?

У чому складнощі роботи з воднем

 

Попри те, що водень вважається найрозповсюдженішим елементом у всесвіті, у вільній формі він майже не зустрічається. Якщо говорити про “зелений” водень, виробляти його можна скрізь, де є електроенергія і вода. Як писав засновник Bloomberg NEF Майкл Лібрейх, з водню можна отримувати теплову або електричну енергію без токсичних або парникових викидів. Він містить втричі більше енергії на одиницю ваги, ніж бензин, дизельне або авіаційне паливо. Його можна перекачувати з тією ж швидкістю, що і рідкі вуглеводні, і він горить при такій самій температурі, як природний газ. Чим не відповіді на більшість енергетичних питань?

Але поряд із плюсами маємо не менш довгий перелік вагомих недоліків. Щоб виділити чистий водень зі сполук, потрібна енергія. Його потрібно стискати для зберігання. Він несе чверть енергії на одиницю об'єму природного газу, зазначає Лібрейх. А головне – він має руйнівний вплив на матеріал труб, з’єднань або ємностей для зберігання, роблячи його крихким. Через летючість і малу атомну масу він вислизає через найменші щілини і при цьому є вкрай вибухонебезпечним. 

Перш ніж говорити про можливість використання існуючих в Україні газогонів для передачі водню або водневих сумішей, потрібне глибоке вивчення питання на базі практичних випробувань, про що неодноразово говорили експерти. 

Як зазначив Ігор Петрик, директор з розвитку ринків фінської компанії Wärtsilä Energy в Східній Європі, інфраструктура для водню відсутня. “На її створення піде десять чи більше років, – сказав експерт. – Отже, перспектива широкого застосування водневої енергетики – це одне чи два десятиліття”.

Водневі випробування газорозподільчих мереж стали власною ініціативою бізнесу

 

Цього літа оператори газорозподільних мереж під брендом «РГК» розпочали експеримент з використання водневих сумішей в регіональних мережах. Компанія має перші результати, але попереду тривалі випробування, у полігонних й лабораторних умовах. До речі, левову частку бюджету експерименту витрачають на наукову частину, до якої “РГК” долучила провідні науково-дослідні установи України. 

За оцінкою голови Експертної Ради з питань розвитку газової промисловості та ринку природного газу Леоніда Уніговського, можливість використання розподільних мереж для перекачки водневих сумішей є, безумовно, реальною. Питання полягає у визначенні концентрації водню в цих сумішах і у тому, що треба зробити задля посилення безпеки. Експерт також назвав важливим момент розробки нормативних документів для дозволу робити це в Україні, зазначивши при цьому, що застосування таких сумішей буде не раніше ніж у 2026-2027 роках.

Вже сьогодні зрозуміло, що на сумішах низької концентрації до 5% проблем не буде. Про це розповідав “Українській енергетиці” керівник водневого проєкту “РГК” Станіслав Казда. При обсягах водню у 20-30% можуть з’явитися специфічні проблеми, які потребуватимуть додаткових заходів. За словами фахівця, європейський досвід свідчить, що більшість мереж можуть нормально працювати при концентрації водню до 10-20%.

Але як поведуть себе саме українські мережі за існуючого ступеню зносу – це питання, відповідь на яке має показати, якої модернізації потребують газові мережі, не лише регіональні, а й магістральні. Бо якщо серйозно поставитися до розмов про використання транзитного потенціалу української ГТС для передачі водню, то без таких відповідей не обійтися. Втім, про практичні водневі випробування в Україні, окрім як від приватного оператора ГРМ, на сьогодні ніхто не звітував.

У бік науково-технічних досліджень дивиться Оператор ГТС України, який нещодавно повідомив, що проводить консультації з дослідними інститутами, організаціями та компаніями перед запуском програми з вивчення впливу суміші водню з природним газом на магістральні газопроводи та газотранспортну інфраструктуру. Випробування заплановані на 2021-2022 роки. 

Згадаємо, як кілька років тому розмови про можливість передавати водень по українських трубах викликала лише поблажливі кепкування в багатьох представників галузі. І хоча кількість поміркованих скептиків усе ще залишається достатньою, сьогодні про таку передачу говорять цілком серйозно. Чи матиме це широке практичне втілення в Україні, коли саме та в якому точно вигляді, наперед сказати складно.

Проте на користь освоєння саме прокачки водню на противагу транспортуванню у ємностях, говорить хоча б порівняння вартості цих способів логістики. Як зазначається у матеріалах Bloomberg NEF, якщо не використовувати для передачі водню трубопроводи, транспортні витрати, включно з перетворенням, зберіганням і т. ін. можуть втричі перевищувати витрати на виробництво водню.

Темпи впровадження водню залежать від собівартості та інвестицій

 

Ігор Петрик назвав зацікавленість України у приєднанні до європейських процесів цілком виправданою, зазначивши, що швидкість втілення технологій застосування “зеленого” водню та синтетичних газів залежатиме від двох факторів: собівартості виробництва цих газів та наявності або будівництва інфраструктури для їх використання.

“Очевидно, що ключовим активом може бути газотранспортна система, орієнтована на Європу, – зазначив фахівець. – Проте не дуже зрозуміло, на якому горизонті собівартість та обсяг енергії ВДЕ в Україні стануть достатніми для виробництва конкурентоздатного на європейському ринку “зеленого” водню, враховуючи стан справ з інвестиціями у ВДЕ”. При цьому він підкреслив, що йдеться про “зелений” водень, а не той, що можна виробити за допомогою енергії АЕС.

Оскільки вартість виробництва “зеленого” водню напряму залежить від вартості відновлюваної енергії, фахівець Wärtsilä звертає увагу на те, що сьогодні в Україні за електроенергію з відновлюваних джерел сплачують на “зеленим” тарифом, отже ціна є дуже високою. “У США, де енергія ВДЕ чи не найдешевша у світі, очікують, що собівартість “зеленого” водню зрівняється з ціною на природний газ на межі 2030 року”.

Як зауважив експерт DIXI Group Богдан Серебренніков, в Україні із “зеленим воднем” буде значно складніше: “Нинішній “зелений” тариф є високим, а модель аукціонів чи інші економічно прийнятні форми підтримки ВДЕ поки не запущені. Також існують значні технічні труднощі з інтеграцією додаткових потужностей ВДЕ в енергосистему та поточні фінансові проблеми із розрахунками з виробниками за “зеленим” тарифом”. Тому поки що, за його оцінкою, найбільш реальним виглядає виробництво водню за рахунок електроенергії ядерної генерації. Проте залишається відкритим питання, чи буде такий спосіб прийнятним для ЄС.

За словами Серебреннікова, воднева технологія є ринково неконкурентною порівняно з іншими джерелами традиційної та відновлювальної енергетики через відносно високу вартість виробництва водню та деякі технічні особливості. “Можливості крупномасштабного виробництва та використання водню лише досліджуються і випробовуються в країнах ЄС та світі”, – сказав він.

За оцінкою експерта, перспективи розвитку водневої енергетики в Україні, найбільш ймовірно, будуть залежати від інтересу та фінансової підтримки з боку ЄС. “Якщо основним ринком збуту водню, що гіпотетично вироблятиметься чи зберігатиметься в Україні, буде Європейський Союз, то ймовірність створення потужностей для його виробництва, а також модернізація потужностей для зберігання та транспортування, буде значно вищою”. Він також підкреслив важливість для України перебування у водневому тренді, адже за прогнозними оцінками, майбутній ринок водню буде значним. Отже, це дасть можливість залучити масштабні іноземні інвестиції та створити нові робочі місця в перспективній галузі.

Водень для транспорту

 

На думку президента енергетичної асоціації “Український воднева рада” Олександра Рєпкіна, практичне застосування водню в умовах нашої інфраструктури та економічних реалій почнеться з транспортної інфраструктури та металургійної галузі. “Муніципальний та приватний транспорт вже серійно випускається. Не вистачає тільки інфраструктури – заправочних станцій та сервісу, – розповів керівник асоціації. – В це потрібно інвестувати”. Говорячи про розвиток технологій, він згадав, як вартість сонячних панелей за шість років скоротилася в 6-7 разів, а ефективність збільшилася вдвічі.

Приклад змін у застосуванні автомобільного палива наводить економічний експерт Ігор Ляшенко: “Якщо порівняти водень зі скрапленим газом, то ще років п’ятнадцять тому в Києві була лічена кількість газових заправок і ніхто не думав, що пропан-бутан стане одним з найпопулярніших видів автомобільного палива”, – зауважив він. Експерт згадує, як згодом здорожчання моторного палива зробило рентабельним встановлення ГБО (газобалонне обладнання) на окремі легкові авто, а все решту зробив ринок.

“Так само й з воднем: якщо застосування його у якості автопалива стане безпечним, а ціна у порівнянні з рештою видів стане привабливішою – хоч за рахунок зниження цін на водневі суміші, хоч за рахунок підвищення вартості бензину, дизелю або LPG – ми побачимо, як водневі заправки з’являтимуться, як гриби”, - сказав Ляшенко. На думку керівника “Української водневої ради” Олександра Рєпкіна, застосування водневих технології на транспорті значно ближче, ніж здається.

Зміни клімату та економіка – два в одному

 

Як зауважив Богдан Серебренніков, основним драйвером розвитку водневої  енергетики є навіть не економіка, а боротьба зі зміною клімату та екологія. “Через це в ЄС та розвинених країнах світу, зокрема США та Японії, зараз ведуться активні дослідження цього напряму”, – сказав він.

“Зараз екологічні питання виходять на перший план, – наголосив Рєпкін. – Світові лідери вкладають у вдосконалення водневих технологій космічні суми. І дуже швидко ми побачимо зменшення вартості обладнання та збільшення його ефективності”.

При цьому, як зазначив Серебренніков, кліматична політика ЄС передбачає збільшення фіскального навантаження на традиційну енергетику з високими викидами СО2. Це спричинятиме їх здорожчення, а отже, підвищить відносну конкурентоспроможність відновлюваної та водневої енергетики. “Для третіх країн планується застосувати “вуглецеве” мито, що знижуватиме конкурентоспроможність на ринку ЄС товарів, вироблених у країнах з вуглецевомісткою енергетикою”, – сказав експерт.

За словами Олександра Рєпкіна, українські металургійні компанії вже обраховують перехід на водень, що обумовлено європейськими директивами щодо скорочення викидів та можливого додаткового мита на кордоні ЄС у разі відсутності сертифікатів “зеленого” виробництва будь-якого товару, і металу, мабуть, в першу чергу.

Як бачимо, тут буде не стільки протиставлення економічного та екологічного напрямів, скільки їх синергія: через зазначені економічні важелі будуть здійснюватися кроки в бік уповільнення зміни клімату. Саме у водневій енергетиці міститься значний потенціал для розвитку кліматично нейтральної економіки через відсутність викидів СО2.

“Часові рамки розгортання водневої енергетики в Україні будуть залежати від низки факторів - передусім, це дослідження технічних можливостей його безпечного транспортування та зберігання в існуючій інфраструктурі країни та її подальша модернізація”, – резюмував Серебренніков. До важливих факторів розвитку він також відніс зміни до законодавства, створення моделі фінансування та ринкової інтеграції даної технології.

Але ключовим, все ж таки, він вважає саме міжнародний фактор, тобто підтримку та реальні інвестиції з боку ЄС, оскільки внутрішній ринок водню поки знаходиться навіть не у зародковому стані, як у ЄС та інших країнах світу, а лише на етапі дискусій та намірів. За оцінкою експерта, це вже не мало, оскільки Україні зараз важливо дати чіткий сигнал ЄС, що ми “у грі”.

Олеся Натха

Спеціально для “Української енергетики”