Водородный водный транспорт: быль или небыль?
Сегодня «зеленая» повестка в России по–прежнему актуальна, даже несмотря на нынешнюю экономическую ситуацию. В частности, продолжает расти интерес к гибридным системам и к технологиям на основе водорода в области судоходства и судостроения. Правительство РФ выделяет около 776,8 млрд руб. на развитие водородного и электротранспорта до 2030 года. Финансирование будет осуществляться в рамках реализации Стратегии развития водородного и электротранспорта в России.
В стремлении к безуглеродной экономике водород стоит на первом месте, как самый экологичный вид топлива. В России разработаны новые меры поддержки водородной отрасли, а также формируется научно–исследовательская база в области водородного транспорта. Уже сегодня Россия обладает важными конкурентными преимуществами по развитию водородной энергетики: наличием значительного энергетического потенциала и ресурсной базы, наличием недозагруженных генерирующих мощностей, географической близостью к потенциальным потребителям водорода, научным заделом в сфере производства, транспортировки и хранения водорода, а также наличием действующей транспортной инфраструктуры. Главный фактор, который может обеспечить России преимущество на рынке водорода, – это богатые запасы пресной воды за счет внутренних водоемов, тающих ледников Арктики и снегов Сибири. В указанных регионах уже есть добывающая инфраструктура от Роснефти, Газпрома и Новатэка.
Один из главных проектов, к которому приковано сегодня пристальное внимание, – это Сахалинский водородный кластер. Речь идет в первую очередь о создании завода по производству «зеленого» водорода с улавливанием СО2 – о сотрудничестве в этом проекте договорились АО «Русатом Оверсиз» и китайская CEEC. Строительство завода должно начаться в 2023 году. Сахалин станет местом создания водородного кластера в связи с утвержденным в прошлом году проектом по декарбонизации региона. По словам губернатора Сахалинской области Валерия Лимаренко, Сахалин был выбран на эту роль не только потому, что есть климатический эксперимент, но и потому, что регион находится рядом с рынками сбыта. А рынки сбыта – это Япония, Корея, страны АТР. В водородной тематике фактор близости к рынку играет решающую роль.
Именно развитие водородной энергетики и водородного транспорта для России особенно перспективное направление, так как в этой области не нужно пытаться догнать европейский и мировой рынки. Несмотря на активное развитие, которое идет семимильными шагами в части электрического автотранспорта, мы все еще отстаем от Европы на 15 – 20 лет. Увы, наши электробусы не нужны ни Индии, ни Латинской Америке, им вполне хватает своих и китайских. А вот водородный транспорт – это что–то новенькое, может выстрелить.
В отношении эксплуатационных характеристик: специалисты в области аккумуляторов отмечают, что у водородного топлива есть существенное преимущество перед электрическими – это долговечность. Если аккумулятора в электрокаре хватает на три – пять лет, то водородной топливной ячейки – на восемь – десять лет. При этом водородные аккумуляторы лучше приспособлены для сурового климата, что особенно важно для северных регионов. Водородные аккумуляторы не теряют заряд на морозе, как это происходит с электрокарами. Подобное мнение на ежегодной «Международной конференции по водородной энергетике» высказал Юрий Добровольский, генеральный директор Центра водородной энергетики АФК «Система»: «Транспорт на водородной ячейке по своему жизненному циклу в 4 раза выгоднее, чем на аккумуляторе. При этом по сравнению с литий–ионными аккумуляторными батареями заправка энергоустановок на водородных топливных элементах может быть обеспечена в течение всего 3–5 минут».
Все эти преимущества особенно важны для повышения эксплуатационных характеристик водного транспорта. Кроме этого, Юрий Добровольский рассказал о том, что АФК «Система» начнет испытания водного водородного речного трамвайчика в апреле 2023 года. Водородные речные трамвайчики будут поставляться как для Москвы, так и для регионов. Получается, водный водородный транспорт – это не сказки.
Что же касается водородной энергетики, в мире не так много производителей «зеленого» водорода, самого чистого водорода, получаемого из энергии ветра и солнца. В основном производится «серый» водород, производство которого сложно назвать экологичным. Один из наиболее рентабельных способов производства относительно чистого «желтого» водорода – это применение атомной энергетики. «Самым перспективным способом производства водорода сейчас является его получение при использовании энергии атомных электростанций – «желтого» водорода», – такое мнение высказал вице–премьер Александр Новак, выступая на Гайдаровском форуме 2022 года.
В области атомной энергетики наша страна впереди планеты всей со времен СССР. И сейчас Россия остается одним из самых влиятельных игроков на этом рынке. В действительности атомная энергетика является одной из самых безопасных в мире. Ядерная энергетика – единственный низкоуглеродный источник, способный работать 24 часа 7 дней в неделю при любой погоде. Международное энергетическое агентство считает, что для достижения углеродной нейтральности мировая атомная энергетика должна вырасти к 2050 году вдвое. В 2021 году научный центр Еврокомиссии опубликовал доклад по атомной энергетике и рекомендовал признать ее достаточно экологичным источником энергии наряду с энергией ветра, солнца и волн и призвал оказать ей поддержку в рамках «зеленого курса». Только у России и Китая сегодня имеются работающие так называемые малые атомные электростанции, которые значительно дешевле в строительстве и эксплуатации, чем традиционные атомные электростанции.
Атомные станции малой мощности, особенно плавучие, это еще одно направление эволюции атомных станций. Плавучая АЭС «Академик Ломоносов» работает на Чукотке и обеспечивает электроэнергией город Певек. Такие крупные российские компании, как Газпром и Росатом, уже подготовили совместную программу развития водородной технологии на десять лет. Росатом сегодня единственная крупнейшая госкорпорация России, которая не попала под санкции и продолжает спокойно работать на международном рынке. Это обусловлено тем, что большинство атомных станций мира зависят от российских поставок. Конечно же, в среднесрочной перспективе Европа расстанется с углеводородами, такими как нефть и газ. А вот атомная энергетика – это будущее. Так не лучше ли, исходя из всего сказанного, перестать плестись в хвосте в тщетной попытке догнать европейских производителей электрокаров и возглавить новую водородную гонку?
Развитие водородного транспорта сегодня зависит от нескольких факторов – это в первую очередь спрос, количество заправочных станций, стоимость водородного топлива и государственные программы поддержки. Конечно же, в этой сфере не обойтись и без инвестиций крупного бизнеса. Любые инвестиции – это всегда расходы для одних и доходы для других. Ситуация на международном климатическом поле стремительно меняется в связи с подписанием Парижского соглашения по климату. Крупнейшие мировые компании и концерны нефтегазового сектора стали уделять пристальное внимание декарбонизации своего бизнеса. Большинство компаний, мэйджоры рынка, обладающие значительными ресурсами, давно начали инвестировать в развитие экологичных технологий и их коммерциализацию. Exxon Mobil, Chevron, PetroChina, CNOOC, Eni, Petrobras и европейские British Petroleum, Total, Equinor и Royal Dutch Shell уже реализуют крупные проекты и вкладывают значительные средства в конкурентной борьбе на энергетическом рынке, разрабатывают новые стратегии, развивают новые сегменты бизнеса, снижая риски и уходя от углеродного следа. Многие инвесторы отмечают, что все это приведет к снижению объемов инвестиций в геологоразведочные работы.
Использование водорода в судоходстве – это одна из составляющих декларируемого энергоперехода, который предполагает отказ от ископаемого топлива и декарбонизацию экономики. В мире уже существуют суда со вспомогательными водородными двигателями и малые суда, полностью работающие на водородных топливных элементах. Компания Siemens выпускает подводные лодки на водороде, а в Исландии планируют перевести на водородное топливо все рыболовецкие суда. Бельгийская компания Compagnie Maritime Belge (CMB) построила пассажирское судно Hydroville. Это первое в мире сертифицированное пассажирское водное судно, которое вместо обычного топлива использует водород. Судно работает бесперебойно, задействовано на маршруте Крейбеке – Антверпен для перевозки сотрудников компании CMB в час пик. Его также можно использовать в экскурсионных и представительских целях. Параллельно с этим существуют двигатели на водородных топливных элементах. В настоящее время такие двигатели предназначены в основном для судоходства по рекам и на небольшие расстояния.
Компания Toyota проинвестировала строительство экспериментального морского судна с гибридной силовой установкой. Она использует энергию ветра, солнца и волн, а в качестве резерва – запас водорода, который вырабатывается из морской воды. Это первый в мире корабль после старинных парусников, который не нуждается в топливе для движения. Катамаран не везет груз, только приборы и припасы для команды, он может искусно маневрировать, изучая эффективность использования парусов и солнечных батарей при разном волнении моря. Для выработки водорода здесь адаптировали наземную установку, в которой из морской воды выпаривается соль, а затем при помощи электролиза происходит разделение воды на кислород и водород. Газ под давлением сохраняется в резервуарах, откуда будет извлекаться по мере необходимости, тоже как часть большого эксперимента. Чтобы оценить эффективность концепции, выявить плюсы и минусы, запланирован кругосветный круиз с посещением 50 стран мира. Начнется он уже в следующем году и пройдет под непосредственным патронатом Toyota Motor Europe. Для компании это инвестиции двойной выгоды в престиж и развитие новых технологий, ведь водородные силовые установки уже активно применяются в грузовой технике Toyota.
В июне 2023 года в порту Амстердама будет спущено на воду судно на твердом водороде. Об этом сообщило отраслевое издание Recharge News. Корабль, который будет сооружен нидерландской верфью Next Generation Shipyards при поддержке европейской программы H2Ships, получил название Neo Orbis от латинского Neo (новый) и древнегреческого Orbis (мир).
Особенно важно отметить необходимость внедрения технологий водородной энергетики в возрождающийся в нашей стране рыбопромысловый флот. Существуют разведывательные суда для оперативной разведки местоположения косяков рыбы. Промысловое судно не должно шуметь, чтобы не распугать добычу. Если на таких судах заменить газотурбинный или дизельный двигатель на двигатель на топливных элементах, то они будут действовать значительно эффективнее. Промысловый флот, состоящий в основном из старых судов (средний возраст 35–40 лет), работающих на дизеле, сильно загрязняет водные промысловые акватории. В загрязненных водах рыба теряет свои качества. Это в свою очередь может негативно сказаться на экспорте рыбной продукции из нашей страны. Суда на водородных топливных элементах – это экологически чистые суда, обладающие хорошими характеристиками с точки зрения проживания экипажа и условий размещения пассажиров. Здесь важно понимать, что традиционная энергетика с газовой турбиной, дизелями, котлами и прочим может быть заменена на абсолютно инновационный продукт.
Наконец, главное преимущество водородных судов в том, что они абсолютно бесшумны. Этот фактор немаловажен не только в рыбопромысловой отрасли, но и в военной промышленности. Для боевых кораблей и подводных лодок малошумная энергетика имеет особое значение, ведь такие суда практически невозможно обнаружить.
Почему же двигатели на судах на водородной энергии не становятся массовым явлением. Во–первых, из–за цены на «зеленый» водород. Сегодня цены на него невероятно высоки, и с этой точки зрения водород все еще экономически невыгоден по сравнению с другими видами топлива, в частности на фоне низкого углеродного налога во многих странах. Однако Международное энергетическое агентство прогнозирует, что цена водорода к 2030 году упадет минимум на 30%. Это сделает водородное топливо сопоставимым по цене с другими видами топлива.
Во–вторых. отсутствует судовая и наземная инфраструктура. В–третьих, углеродный налог – это, без сомнения, решающий фактор для ускоренного развития «зеленой» энергетики и применения «зеленого» водорода. Чтобы обеспечить устойчивое развитие и снижение влияния на климат, необходимы высокие сборы за выбросы углекислого газа за углеродный след. В противном случае мы так и не сможем добиться распространения технологий «зеленого» водорода в обозримом будущем.
Несмотря на то, что в настоящее время в России все суда по–прежнему работают на традиционных системах, в стране наблюдается огромный интерес ко всем технологиям по возобновляемой энергетике, которые имеются на вооружении. По мере накопления опыта в пилотных проектах по внедрению топлива на водороде в газотурбинные энергетические установки водород будет использоваться в морской и речной промышленности в качестве предпочтительного экологически чистого топлива. Производство водорода в любой стране может обеспечить энергонезависимую экосистему. По этой причине многие национальные правительства, как, например, Австралии, Японии и США, разрабатывают планы по включению водорода в стратегии энергетического развития, что, в свою очередь, может помочь ускорить темпы глобального производства водорода, включая доступный водород для судового топлива.
Ольга ОВСЯНКИНА, обозреватель «ТР
На снимке: в апреле 2023 года в Москве начнутся испытания речного трамвайчика на водороде
