Паливо майбутнього чи нездійсненна мрія: які шанси України стати експортером водню

Замість викопних видів палива – екологічно дружній водень. Ідея замінити шкідливі для природи вугілля, нафту та інші поширені нині види енергоресурсів на зелений водень набирає обертів.

Попри всю свою небезпечність і дорожнечу пальне майбутнього, а саме так охрестили водень на Заході, може назавжди змінити світову енергетику, зокрема й українську. Саме нашу країну в ЄС розглядають як перспективного виробника та постачальника водню. Проте останнім часом цю ідею подають в контексті Північного потоку-2.

Мовляв, навіщо Україні транзит газу, якщо можна транспортувати водень. Утім, як виявилося, без одного не буде іншого. Чим водень справді може бути корисний Україні, а що – лише солодкі обіцянки чи нездійсненні мрії? Факти ICTV дослідили наші водневі перспективи.

Зелений курс

Із загостренням кліматичної кризи планета прагне перейти на екологічну енергію й досягнути нейтральних викидів парникових газів. Уже наприкінці жовтня в шотландському Глазго світова спільнота збереться на кліматичний саміт ООН.

Тут мають розробити практичну дорожню карту для втілення Паризької угоди, яка передбачає зменшення викидів діоксиду вуглецю з 2020 року.

До середини століття провідні країни хочуть відмовитися від використання викопного палива й перейти на відновлювані джерела енергії. Зараз, за даними агенції Bloomberg, частка вітрової й сонячної енергії в світовому виробництві складає всього 2%. І за найбільш сприятливого сценарію має зрости до 15% у 2030 році.

Однією з потенційних форм чистої енергії є й водень. Його можна використовувати і як джерело живлення для важкої промисловості, і як паливо для великих транспортних засобів – на зразок літаків чи кораблів.

У майбутньому водень може увійти в наше повсякденне життя. Утім, уже зараз його виробництво викликає чимало суперечностей.

Усі кольори водню

Водень – найбільш поширений хімічний елемент у всесвіті. Саме він є основою зірок, зокрема й нашого Сонця. На Землі водень також є – в складі води, рослин, тварин, викопного палива тощо. Однак його не зустрінеш у природі в чистому вигляді.

Для того, щоб отримати чистий водень, його треба відокремити від інших молекул шляхом процесів, які потребують енергії. Але зрештою ми отримуємо майже ідеальне паливо. Адже при спалюванні водень дає багато енергії, але не виділяє СО2, тому має високий потенціал для декарбонізації світової економіки.

Водень за методом виробництва розділяють на кілька кольорів.

Найбруднішим вважається чорний або бурий водень, вироблений з вугілля. Адже такий процес виробництва супроводжується значними викидами парникових газів.

Жовтим називають водень, отриманий під час процесу електролізу (під дією струму воду розщеплюють на кисень і водень) з використанням електроенергії атомних станцій. Найбільше в Європі його виробництво просуває Франція, де значну кількість енергії виробляють АЕС.

Сірий нині є найпоширенішою формою водню. Його виробляють з природного газу. Найчастіше такий водень використовують в хімічній промисловості для виробництва добрив та переробки нафти. Він відносно дешевий, однак таке виробництво теж дає значні викиди діоксиду вуглецю.

Блакитний водень утворюється із газу так само, як і сірий. Однак викиди СО2 при цьому вловлюють і вони не потрапляють до атмосфери. Тому блакитний водень описують як газ із низьким рівнем забруднення. У його виробництві однією з найбільш зацікавлених країн є Росія.

Утім, вчені Корнельського і Стенфордського університетів вивчили виробництво блакитного водню й дійшли висновку, що цей процес створює більше парникових викидів, аніж пряме спалювання газу, нафти та вугілля.

– Його виробництво на 20% брудніше за газ і на 60% – за дизельне пальне, – йдеться в дослідженні Energy Science&Engineering.

Найчистішою, але водночас найдорожчою формою є зелений водень, який виробляють шляхом електролізу з сонячної та вітрової енергії. Саме за його використанням фахівці вбачають майбутнє світової економіки. І української, зокрема.

Водневий потенціал України

– Україні треба зосередитися на зеленому водні, бо це гарна стратегія. Ви можете виробляти багато зеленого водню для власних потреб. А також для експорту в Європу через свою газотранспортну систему, – зазначає Ганс-Йозеф Фелл, економічний експерт і президент Energy Watch Group.

Влітку 2020 року в ЄС презентували нову водневу стратегію. До 2030-го року Євросоюз планує вкласти у виробництво зеленого водню до €430 млрд.

Частину цих інвестицій може отримати й Україна. Єврокомісія розглядає нашу державу як одного із ключових партнерів з виробництва і постачання зеленого водню.

У вересні 2021 року чотири європейські компанії газової інфраструктури – серед них і вітчизняний Оператор ГТС України – задекларували намір створити Центральноєвропейський водневий коридор із України до Німеччини.

– Магістраль пройде через Словаччину і Чехію в райони підвищеного попиту у ЄС. Коридор також дозволить транспортувати водень з виробничих підприємств до споживачів водню в Чеській Республіці та Словаччині, – повідомляє прес-служба ОГТСУ.

Ініціатори проєкту вже розпочали вивчення технічної можливості реалізації такого коридору, його потужностей і вартості проекту.

А Оператор вітчизняних газосховищ – Укртрансгаз – заявив, що вивчає можливість переобладнання одного підземного сховища газу на Луганщині в сховище для водневої суміші.

Німецький концерн Сіменс також планує проект – побудову заводу із виробництва водню на базі металургійного комбінату в Маріуполі.

Ідея стати провідним виробником і експортером зеленого водню в країни ЄС – неймовірна приваблива та медійна. Адже, маючи значні енергетичні та природні ресурси, Україна могла б побудувати цілу нову енергетичну галузь. Водень дав би країні стабільний дохід і нові робочі місця.

Проте поки що ця тема – лише на рівні гіпотетичних планів і задумів. Реальні ж проекти потребують не просто меморандумів, а новітніх технологій і багатомільярдних інвестицій.

За приблизними оцінками учасників ринку, для реалізації водневого потенціалу України може знадобитися до €100 млрд. Для України це – астрономічна сума. Тому без щедрих західних інвесторів процес навряд чи піде.

Водневий шлях: не лише трубою, але й морем

Європейські інвестори проявляють інтерес, але поки – лише на рівні меморандумів. Так, зокрема, про створення повного ланцюга – від виробництва до експорту зеленого водню – домовилися український Нафтогаз та німецький RWE Supply & Trading.

Обидві компанії пообіцяли проаналізувати можливості взаємовигідної співпраці щодо створення повного ланцюга вартості зеленого водню та його похідних, таких як аміак, які виробляються в Україні.

Саме через посередництво аміаку зелений водень і планують постачати на європейський ринок. Але не трубопроводом, а морем – аміаковозами.

– Зелений аміак будуть виготовляти на існуючих потужностях. Наприклад, Одеського припортового заводу. Під час мого візиту на Одещину ми зустрічалися з керівництвом заводу, обговорювали технічні можливості, які існують. Виробити аміак з водню, завантажити його на газовіз, а потім направити морем у Німеччину – ніяких проблем немає.

Наразі це рентабельно тільки, якщо цей зелений аміак купується за ціною значно вищою, ніж звичайний аміак. Але у Європі створені спеціальні пули, які функціонують з метою стимулювати розвиток зеленої енергетики. Відповідно, зелений аміак, як і водень, можна продавати у Європу значно дорожче, – пояснює голова правління НАК Нафтогаз України Юрій Вітренко.

Проте, за його словами, наразі проблема полягає не у виробництві аміаку, а у виробництві зеленого водню.

– Для цього має бути достатньо джерел відновлюваної енергії. Ми розглядаємо будівництво так званих офшорних установок для використання енергії вітру (вітряків на шельфі моря, – Ред.). І також має бути спеціальне обладнання для виробництва водню.

На техніко-економічне обґрунтування може піти кілька місяців. Далі реалізація – це питання кількох років. Уся воднева енергетика – це питання років, навіть десятирічь. Але потрібно починати робити щось зараз, використовуючи наявні потужності, – наголосив глава Нафтогазу.

Ідея – вогонь

Не можна ігнорувати і ризики використання водню. Він набагато вибуховіший, аніж природний газ. Молекула водню найлегша серед хімічних елементів – вона швидко проникає в метали й спричиняє їхню ламкість. А змішуючись із повітрям, дає вибухонебезпечну суміш.

Яскравий приклад вибухонебезпечності водню – катастрофа дирижабля Гінденбург у 1937 році. Цепелін був наповненим саме воднем. І за офіційною версією, саме його витік спричинив катастрофу.

Дріт каркаса розірвався і пробив обшивку. Утворилася вибухонебезпечна суміш водню з повітрям, яку, ймовірно, підпалив грозовий електричний розряд.

Саме після цієї катастрофи водневі дирижаблі заборонили. Так майже століття тому завершилася перша спроба водневої революції.

Летючість і вибухонебезпечність водню – неабияка проблема і для його транспортування в сучасних умовах. Адже водень банально втікає через металеві трубопроводи. Тому нині європейські країни вивчають можливість прокачування суміші водню й природного газу.

Найвищий рівень концентрації водню під час прокачки газу в Німеччині – 10%, у Франції – 6%, в Іспанії лише 5%. Для заповнення решти 90-95% об’єму потрібен саме метан – природний чи біогаз.

Проте, за даними ACER – Агентства Європейського союзу з питань співробітництва органів регулювання енергетики – в 2020 році 65% країн блоку все ще не дозволяли закачувати водень до своїх ГТС.

Сувора воднева реальність

Наразі можливість використання водню в газотранспортній системі України лише вивчається. Утім, навіть, якщо вдасться знайти прийнятне відсоткове співвідношення, природний (а також біо) газ все одно залишиться основним видом палива в ГТС. І саме ним розбавлятимуть водень.

Відтак, газу знадобиться чимало: власного видобутку для масштабного експорту газоводневої суміші не вистачить. Тому критично важливо зберегти транзит російського газу. Крім того, багато природного газу все ще потребуватимуть і українські споживачі.

– Водень не замінить для України транзит газу в найближчій перспективі, – стверджує директорка з питань взаємодії з державними органами та міжнародними організаціями Оператора ГТС України Ольга Бєлькова.

За її словами, блакитне паливо буде потрібне ще принаймні років 20. Адже потреби вітчизняної промисловості й споживачів пов’язані із природним газом. Замінити його альтернативними джерелами енергії швидко не вийде.

Саме тому просто поміняти природний газ на водень не вдасться. Відтак, лише збереження транзитного статусу є передумовою для декарбонізації нашої економіки.

Та ж Німеччина, відмовляючись від вугілля і атомної енергії, називає природний газ транзитною технологією й прагне збільшити об’єми його експорту, зокрема й через сумнозвісний обхідний газогін Північний потік-2.

Воднева трансформація – надто масштабна і витратна для всіх країн. У 2040 році, за прогнозами агенції Bloomberg, частка водневої енергетики в світі виросте лише до 4%. Газ нині складає 24%.

– Якщо нам вдасться зробити водневу мрію реальністю – це жодним чином не змінить поточний транзитний газовий статус України, його роль для бюджету та безпеки, – каже Ольга Бєлькова.

Тому Україні під час діалогу з європейськими партнерами потрібно використовувати можливості приєднання до зеленої угоди, розвивати нову, перспективну водневу енергетику. Але при цьому варто не забувати про теперішні геополітичні та економічні інтереси. А збереження транзиту природного газу через Україну – ключовий із них.