Світова воднева революція. Чому Україна не на барикадах?

28 листопада в Брюсселі завершився Європейський водневий тиждень. Як відзначали учасники глобального заходу, що включав в себе численні форуми, конференції та презентації, 2020 рік став проривним з точки зору розвитку водневої економіки. І не тільки в Європі.

Україна при всьому її потужному потенціалі з виробництва зеленого водню (одержуваного з поновлюваних джерел енергії) і його експорту, поки що суттєво відстає від останніх світових енергетичних тенденцій.

Маски і мембрани

Прорив у галузі розвитку водневої економіки спостерігається в усіх напрямках – промисловість, транспорт, житлово-комунальне господарство, виробництво власне екологічно чистого енергоносія майбутнього і його експорт... І, звичайно ж, киплять наукові дослідження, без яких все вище перераховане було б просто неможливим.

Говорячи про наукові розробки, в першу чергу, напевно, варто згадати створеннятехнології виробництва водню за допомогою сонячного світла з одноразових медичних масок та інших засобів захисту від коронавірусу. Це, безумовно, не промислові обсяги виробництва, але в умовах пандемії новина досить цікава i позитивна.

З огляду на те, що головним елементом для масового виробництва зеленого водню є електролізери, постійно йдуть їх удосконалення. Практично щотижня надходять повідомлення про те, що така-то компанія винайшла і впровадила ще більш тонку і міцну мембрану для електролізерів, завдяки чому продуктивність підвищиться, а собівартість впаде.

Удосконалюються ємності для зберігання стисненого та скрапленого водню, розробляються все більш потужні і досконалі водневі паливні елементи – для автобусів і автомобілів, поїздів, літаків, річкового і морського транспорту.

Воднево-транспортні перспективи

Говорячи про досягнення у галузі різних видів водневого транспорту у 2020 році, можна відзначити такі факти.

Авіація і космонавтика. Британська компанія ZeroAvia здійснила перший політ комерційного літака Piper М на водневих паливних елементах. Європейський гігант Airbus представив три концепти лайнерів з водневим двигуном. У Голландії провели успішні випробування бойових водневих дронів, а Toyota приступила до створення пілотованого водневого місяцеходу.

Автотранспорт. Mercedes-Benz презентував свою першу розробку важкого вантажного автомобіля на водневих паливних елементах GenH2. Інноваційна компанія Nikola Corporation (названа так на честь великого сербського винахідника Ніколи Тесли) стала стратегічним партнером General Motors. У Франції почалася розробка першого водневого гоночного автомобіля.

Суднобудування. Французька компанія Hynova Yachts презентувала яхту з двигуном на водневих паливних елементах. У Норвегії почали проєктувати водневий пором. А в Італії вже в 2021 році буде спущена на воду морська лабораторія на водневому двигуні, яка на власному досвіді стане вивчати вплив Н2 на поліпшення екологічної ситуації.

Залізничний транспорт. Євросоюз виділяє 10 млн євро на розробку нового водневого поїзда. Хоча вже є діючі зразки, які себе прекрасно зарекомендували, наприклад, електропоїзди Coradia iLint виробництва французької Alstom. В цьому році вони проходять випробування в Австрії та Німеччині.

Промисловість, енергетика i ЖКГ

Цього року Н2 почали застосовувати в такій традиційно екологічно шкідливої галузі, як металургія. Зокрема, використовувати водень для виробництва сталі приступили в Норвегії і Швеції. Транснаціональна нафтогазова корпорація British Petroleum почала роботу над проектом промислового виробництва зеленого водню. І навіть нафтовий гігант – Бахрейн почав розвивати водневу економіку: в королівстві будуть вивчати доцільність впровадження водню як стійкого палива в транспортному секторі, а також як засіб для зниження викидів вуглекислого газу.

Тим часом деякі країни не тільки налагодили у себе виробництво зеленого водню, але вже успішно ним торгують. Так, Саудівська Аравія уклала договір про постачання екологічно чистого палива в Японію, а Австралія - в Німеччину.

Успішно йдуть випробування водневої суміші в газорозподільних мережах в Англії – експеримент з початку року проводиться в студентському містечку Кiльского університету. А зараз аналогічні дослідження почалися в Німеччині і Канаді - газ з 20% вмістом Н2 використовуватимуть жителі невеликих мікрорайонів.

Західний інтерес

ЄС ставить перед собою амбітне завдання: до 2050 року повністю відмовитися від викопних джерел енергії, при використанні яких виділяється вуглекислий газ, на користь екологічно чистого водню.

Амбіції підкріплюються відповідними рішеннями, прийнятими на вищому рівні. 13 червня 2020 року Німеччина ухвалила Національну водневу стратегію. 9 липня був опублікований загальний документ ЄС «Воднева стратегія для кліматично-нейтральної Європи». Деякі держави Євросоюзу, незважаючи на існування загальної концепції, приймають і власні стратегії. Нещодавно це, наприклад, зробила Фінляндія.

Як писав «Главком» ще в лютому 2020 року, Німеччина зацікавлена в Україні, як країні, що має потужний потенціал для виробництва зеленого водню і його транспортування до Європи розгалуженою газотранспортною системою.

«Німеччина готова найближчим часом інвестувати в розвиток української водневої економіки 1 млрд євро, на модернізацію трубопроводів і будівництво електролізерів»,  – зазначив тоді «Главкому» голова ради Федерації роботодавців України Дмитро Олійник.

Але треба підкреслити, ця розмова відбувалася за чотири місяці до прийняття німецької водневої стратегії. А зараз, за оцінками Єврокомісії, в цілому загальна сума інвестицій ЄС в водень до 2030 року може скласти 430 млрд євро. Так що Україна може спробувати отримати і більше. Адже наша країна, за оцінками експертів, зараз має другий в Європі (після Іспанії) потенціал сонячної відновлюваної енергії. Особливо сонячні області – Запорізька, Миколаївська, Одеська и Херсонська.

Вітчизняні реалії

16 жовтня тоді ще в. о. міністра енергетики України Ольга Буславець відвідала Німеччину і познайомилася з передовими водневими технологіями в інноваційному центрі компанії h2herten (він побудований на базі покинутої вугільної шахти).

Представниця українського уряду була захоплена перспективами водню як палива майбутнього i, відкриваючи круглий стіл «Воднева економіка в Україні: дорожня карта», заявила, що наша держава, завдяки потенціалу з виробництва зеленого водню і пов'язаної з ЄС інфраструктурою, є пріоритетним партнером для Євросоюзу. Після чого зізналася, що міністерство вже розробляє дорожню карту водневої енергетики України –  перспективи транспортування водню в Європу.

За словами Буславець, перший варіант – водень транспортується в невеликих кількостях в газоподібному стані в цистернах, з допомогою вантажних автомобілів. Другий варіант: паливо перевозиться в рідкому вигляді – вантажівками і залізничним транспортом. Третій – використання газопровідної інфраструктури.

Одним словом, «дорожня карта», в буквальному сенсі слова. Мовляв, будемо доставляти до Європи водень по дорогах і трубах, але звідки він візьметься – досі не ясно. Якщо ж займатися питанням всерйоз, то варто задуматися про стратегію.

І як мінімум, про таке:

• для масового виробництва зеленого водню необхідно масовий розвиток поновлюваних джерел енергії – сонячних і вітрових електростанцій.

• для перетворення зеленої електроенергії в водень потрібні спеціальні заводи, оснащені електролізерами. Їх немає. Зараз йдеться про будівництво першого такого заводу, але це поки тільки розмови.

• для транспортування водню газопроводами необхідна не тільки наявність відповідної інфраструктури. Вкрай важливо її якість. Водень – газ дуже летючий, при транспортуванні не повинно бути ні найменшого витоку. А наші магістральні газопроводи не ремонтувалися з радянських часів.

Воднева стратегія держави мала б передбачати не тільки виробництво і експорт палива майбутнього, але і використання його для власних потреб. У ЖКГ, транспорті, промисловості, інших сферах. Знову ж – створення водневих паливних елементів, розвиток водневих заправок. Але нічого цього немає.

Піонери. Проект РГК

Єдиний водневий проект, який в даний час по-справжньому реалізується в Україні – це експеримент Регіональної газової компанії з вивчення можливості транспортування водневої суміші в існуючих газорозподільних мережах.

Як писав «Главком», проект стартував ще 6 серпня, в даний час відбувається вже другий етап випробувань (вони проходять на п'яти полігонах у Волинській, Дніпропетровській, Житомирській, Івано-Франківській та Харківській областях). До речі, керівництво РГК вже визнає наявність певних проблем.

«На першому етапі випробувань в діючу мережу був закачаний 99% водень. Середній результат виявився неприємним: за перші два тижні втрачено 46% тиску. Як виявилося, кожне з'єднання в діючих газопроводах пропускає молекули водню. Адже, образно кажучи, якщо молекула метану – це «яблуко», то молекула водню – «вишня». Можливо, рано про це говорити, але і вуглецева сталь швидше за все теж має схильність пропускати молекули водню», – зазначив в ході VI Українського газового форуму директор РГК Олег Ніконоров.

За словами топ-менеджера, на другому етапі досліджень концентрація водню знижується, паралельно з цим проводиться тестування побутових газових приладів. «Поки що можу сказати: з ними найбільш оптимально взаємодіє 30% суміш водню з метаном», – говорить директор РГК.

У свою чергу директор департаменту стратегічного розвитку РГК Станіслав Казда в бесіді з «Главкомом» зазначив, що для транспортування газу вони не можуть просто так взяти і використовувати європейські технологічні напрацювання. Більшості наших труб – 45-50 років. Все це зроблено за ГОСТами – це стандарти, у яких немає аналогів на Заході.

«Тому ми самостійно перевіряємо наші можливості. У найближчі два роки заплановано 150 експериментів з воднем, а всі етапи водневих випробувань (статичні, динамічні, наукові) повинні завершитися до 2025 року», – розповів Станіслав Казда.

П'ятирічне відставання

Але ще раз нагадаємо: в Європі і Канаді вже повним ходом ведуться випробування 20% водневої суміші в діючих газорозподільних мережах. Тобто, це той етап, який в Україні, в кращому випадку, почнеться після 2025 року.

Поки український уряд розмірковує, як добре було б експортувати в Європу наш екологічно чистий водень (а його, по суті, ще немає) магістральними газопроводами (технічний стан яких під питанням), в Німеччину планують поставляти зелений водень Іспанія (там великі поля сонячних електростанцій) і Нідерланди, країна з потужною берегової вітроенергетикою.

Одним словом, Україні, якщо вона хоче отримати свою частину водневого європейського пирога, варто поспішати.

І тут, звичайно, не обійтися без державної підтримки. Реальної, а не на словах. Ось, наприклад, Інститут геологічних наук НАН розробив унікальні технології з видобутку водню з покинутих газових та вугільних шахт, є два відповідних патенти. Вчені кілька разів звертались і до президента Зеленського, і до уряду – просили звернути увагу на розвиток водневої тематики.

«Але відповіді досі нема. Після першого листа зняли прем'єр-міністра Гончарука, після другого – міністра енергетики та захисту навколишнього середовища Оржеля. Тепер i Буславець пішла у відставку», – з прикрістю говорить «Главкому» заступник директора з наукової роботи Інституту геологічних наук Ігор Багрій.

Андрій Кузьмін, «Главком»