Место России на атласе водородной геоэкономики
Потенциал формирования глобальной торговли водородом и рынок водородных технологий
В мире не затихают споры о том, каким будет водородный рынок: глобальным, с крупнотоннажными потоками между регионами мира, или локальным, когда производство и потребление водорода замкнуто внутри стран, а трансграничная торговля почти отсутствует.
Во многом этот спор обусловлен тем, что до сих пор нет согласия по одному из ключевых вопросов: какой будет стоимость водорода на этом рынке? Наиболее важные развилки в споре можно сформулировать следующим образом:
- Станет ли «зелёный» водород, получаемый из воды электролизом с использованием энергии ВИЭ, в обозримом будущем сравним по стоимости с «голубым» водородом, получаемым из природного газа с использованием технологий улавливания и хранения CO2?
- Будет ли стоимость «зелёного» водорода критически зависеть от стоимости электроэнергии, полученной на базе ВИЭ?
- Окажется ли стоимость крупнотоннажной водородной логистики (преобразования, хранения и транспортировки водорода) критической для конечной стоимости водорода у потребителя?
Положительные ответы на первые два вопроса открывают возможность для формирования глобального рынка водорода, поскольку появляется экономический смысл производства «зелёного» водорода в регионах с большим потенциалом ВИЭ. Но положительный ответ на третий вопрос снова ставит этот экономический смысл под сомнение.
В конце прошлого года сразу два крупных аналитических игрока в сфере водородной экономики — Hydrogen Council и IRENA — выпустил доклады, представляющие собой, по сути дела, атласы водородной геоэкономики. Эти атласы подготовлены из предположения, что глобальный рынок водорода сформируется на рубеже 2030 года и будет быстро расти в 2030–2050 годах. Более того, обе организации отмечают ту же тенденцию, о которой мы писали в своем обзоре Оманского водородного саммита: продолжающийся европейский энергетический кризис не замедляет формирование рынка водорода, а является одним из драйверов ускорения этого процесса [1].
Hydrogen Council в своей работе «Глобальные потоки водорода. Водородная торговля как ключевой фактор эффективной декарбонизации» представляет карты водородных потоков в 2030 и 2050 годах, во многом напоминающих сегодняшние потоки нефти и СПГ. Эти карты составлены на основе оценки доступного ресурса производства сравнительно дешевого (<$2 за кг на месте производства) «зелёного» водорода в разных регионах мира [2]. Доклад IRENA «Глобальная водородная торговля для достижения климатической цели сдерживания роста глобальной температуры в пределах 1,5°С. Часть I. Обзор торговли в 2050 году и далее», фактически, подтверждает точку зрения Hydrogen Council, хотя и дает более скромные оценки торговых потоков в Азии и через Тихий океан [3].
Но эти атласы отражают только геоэкономическую реальность в условиях «чистого» рынка. В контексте актуальной геополитической ситуации возникает важный вопрос о том, как на перспективу формирования глобального рынка водорода должна реагировать Россия.
С одной стороны, Россия сейчас практически отрезана от наиболее перспективных рынков и импортеров водорода, за исключением Китая. Но, с другой стороны, упомянутые нами атласы показывают, что производство водорода будет осуществляться во множестве дружественных стран Азии, Африки и Латинской Америки. В этих странах и регионах возникнет спрос на технологии и оборудование для водородной экономики, в том числе на комплексные решения для водородных производств, логистической инфраструктуры и систем применения водорода в промышленности. Доклад IRENA «Геополитика энергетического перехода. Водородный фактор» оценивает глобальный рынок водородного оборудования в 2050 году в $200–225 млрд в год [4].
Вполне вероятно, что именно этот рынок водородного оборудования и комплексных технологических решений для водородной экономики является приоритетным для российских компаний, работающих в данной сфере. Однако, на какие технологии имеет смысл сделать ставку российским разработчикам и производителям?
Представляется, что приоритетная ставка должна быть сделана на те технологии, уровень готовности (TRL) которых в России сегодня не отстает или почти не отстает от общемирового, и по которым в связи с этим у российских компаний есть возможность создать конкурентоспособное предложение. Такие технологии, как правило, еще не достигли TRL 9 в мировой практике, что оставляет возможность вовремя выйти на рынок с собственным вариантом их реализации.
К числу таких приоритетных технологий, по которым Россия сохраняет сегодня шанс на лидерство, можно отнести следующие:
- Технология разложения метана (каталитического, плазмохимического, термического) — перспективный низкоуглеродный способ получения водорода;
- Технология твердооксидных электролизеров — перспективный тип высокоэффективных электролизеров воды;
- Технологии сжижения водорода и его перевозки в жидком виде — один из основных вариантов обеспечения крупнотоннажной логистики водорода;
- Технология жидких органических носителей водорода — перспективного варианта водородной логистики;
- Технология разложения аммиака — еще один перспективный вариант водородной логистики и важная технология для зарождающейся подотрасли “зелёной” азотной химии;
- Технологии получения метанола и других синтезов на основе водорода и углекислого газа — важна группа технологий органического синтеза, позволяющая как транспортировать водород, так и получать на его основе ценные химические продукты, а также утилизировать уловленный углекислый газ;
- Технология металлогидридного хранения водорода — один из наиболее перспективных вариантов компактного хранения водорода, например, на борту транспортных средств;
- Технология топливных элементов с протонообменной мембраной (ПОМТЭ) — основная технология электрохимического преобразования водорода в электрическую энергию в энергетике и на транспорте;
- Технология твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) — перспективная технология высокотемпературного получения электроэнергии и тепла из водорода.
Перечисленные девять технологий, разработке которых в России в целях так называемого “импортоопережения” (создания собственных лидерских продуктов как для российского рынка, так и для экспорта) должен быть отдан приоритет, закрывают практически все сегменты структуры рынка водородных технологий. Значительная их часть — технологии обеспечения водородной логистики (хранения и транспортировки водорода) — связаны с наименее решенной в настоящее время технологической проблемой водородной экономики — проблемой дешевой дальней перевозки больших количеств водорода.
Ставка на развитие отечественных водородных технологий позволит нам в условиях невозможности полноценного участия в разделе формирующегося глобального водородного рынка тем не менее не отстать в создании водородной промышленности. Кроме того, данная ставка будет содействовать формированию в России нового технологического уклада в энергетике, позволяющего более эффективно использовать возобновляемые энергетические ресурсы за счет их накопления в форме водорода, в том числе на долгий срок, и превращения как в электроэнергию, так и в ценные химические продукты (например, в синтетическое топливо).
Важнейшую роль в формировании такого уклада должны сыграть территориальные водородные кластеры — региональные объединения производств водорода, инфраструктуры местного хранения и логистики водорода, а также множества проектов по использованию водорода в энергетике, на транспорте, в промышленности и коммунальном хозяйстве. Эти кластеры станут площадками для апробации и опытной эксплуатации российских водородных технологических решений. Они позволят создать внутренний рынок для водородных технологий, пусть и нишевого характера, вывести технологии из лабораторий в практику. Российские технологические компании смогут заявить о себе за счет подтверждения работоспособности и эффективности их решений в проектах в составе кластеров, при этом со стороны России будет продемонстрирована миру способность реализовывать комплексные водородные проекты, показана собственная модель нового энергетического — водородного — уклада хозяйствования на территории.
Важной вехой в деле создания российских водородных кластеров стало получение проектом автономной арктической станции “Снежинка”, энергоснабжение которой во многом основано на водородных технологиях, в марте этого года положительного заключения Главгосэкспертизы России [5]. Другой “зародыш” водородного кластера формируется в Сахалинской области, где на базе создаваемого водородного полигона будет реализован ряд пилотных проектов применения водородных технологий для энергоснабжения сотовых вышек, объектов МЧС, изолированного энергоузла, а также для заправки городского коммунального транспорта, работающего на водороде [6].
Правильно сделанная технологическая ставка в сфере водородной экономики и ее реализация благодаря механизму водородных кластеров позволит России претендовать на свою долю глобального рынка водородных технологий, не отставать в деле формирования водородной экономики и в перспективе осуществлять экспорт не только водородных технологий, но и водородных комплексных решений.
Автор: Игорь Чаусов
Подготовлено АНО «Центр «Энерджинет» при поддержке Фонда НТИ и Минобрнауки России.
[1] https://www.eprussia.ru/epr/455-456/6880712.htm?sphrase_id=6658775
[2] https://hydrogencouncil.com/en/global-hydrogen-flows/
[3] https://www.irena.org/Publications/2022/Jul/Global-Hydrogen-Trade-Outlook
[4] https://www.irena.org/Publications/2022/Jan/Geopolitics-of-the-Energy-Transformation-Hydrogen
[5] https://gge.ru/press-center/news/snezhinka-vykhodit-na-start-glavgosekspertiza-odobrila-proekt-mezhdunarodnoy-arkticheskoy-stantsii/
[6] https://rg.ru/2023/01/26/reg-dfo/sahalin-stanet-centrom-vostochnogo-vodorodnogo-klastera.html
