Энергетический переход является одной из самых популярных и растиражированных тем в энергетической сфере за последние три года. Считается, что его основной задачей является отказ от углеводородных источников энергии. Между тем базовой целью энергоперехода всегда было и остается обеспечение доступной, экологически чистой и, самое важное, безопасной энергией. При таком подходе, главным становится ответственное отношение к обществу, окружающей среде и будущему миру, оптимизация уже имеющихся источников энергии и поиск новых, альтернативных вариантов.
Найти оптимальный для окружающего мира и эффективный для социума энергетический ресурс крайне сложно. Это требует проведения научных исследований, технических разработок, опытной апробации, промышленного масштабирования и привлечения значительных инвестиций. Именно поэтому кооперация инженерных компаний и банков является наиболее успешным вариантом разработки и продвижения новых технологий. Одним из ярких примеров подобной системной работы на отечественном энергетическом рынке стало партнерство Газпромбанка и компании «ИнЭнерджи» по развитию водородных технологий, производству топливных элементов и накопителей энергии нового поколения.
Эффективный, но неуловимый
Водород обладает максимальной теплотой сгорания и минимальным количеством выбросов в атмосферу, поскольку продуктом окисления является вода. Это делает его оптимальным для использования в энергетике газом. Однако найти в природе в чистом виде самый распространенный газ во Вселенной невозможно. Поэтому главной задачей становится поиск наиболее простых, но экологически чистых и безопасных способов его получения, хранения, транспортировки и использования в промышленных целях.
На сегодняшний полноценных массовых промышленных технологий использования водорода на рынке нет. В мире он, в основном, производится на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах в объеме порядка 75 млн тонн в год и используется, как правило, для собственных нужд. Небольшое количество водорода применяется в смеси с другими газами.
В качестве энергоносителя в таких сферах как транспорт и энергетика в настоящее время потребляется менее 0,01 млн тонн водорода в год. Среди причин низкого уровня его применения можно назвать высокую стоимость производства низкоуглеродного водорода, отсутствие технологий для его широкого применения, включая обеспечение безопасности всей производственной цепочки, дефицит необходимой инфраструктуры для хранения и транспортировки, а также ряд пробелов в нормативной правовой базе. Однако все эти проблемы, по большому счету, являются решаемыми для современного этапа развития науки. Сейчас на рынке уже появились компании, предлагающие те или иные решения для эффективного использования водорода.
Так, многие мировые автомобильные концерны создали ряд моделей автомобилей на топливных элементах, двигатели которых преобразуют химическую энергию водорода в электрическую энергию прямым методом. Кроме того, активно развивается направление использования водорода, как своеобразного «хранителя» излишней энергии, вырабатываемой АЭС, ветровыми и солнечными электростанциями.
Водород с российским характером
В России самостоятельное производство и использование водорода пока находится на стадии отдельных опытно-лабораторных установок. Между тем, у нашей страны есть все предпосылки для развития конкурентоспособного производства водорода: значительная ресурсная база, невысокая себестоимость энергоресурсов, наличие свободных генерирующих мощностей, географическая близость к потенциальным потребителям, хорошая научно-исследовательская база. Особым стимулом для развития водородной энергетики малой мощности может стать наличие многочисленных труднодоступных и малонаселенных территорий с особыми требованиями к экологичности, например, Арктика.
По словам главы правительства РФ Михаила Мишустина, уже к 2030 году Россия намерена экспортировать на мировой рынок свыше 1 млн тонн водорода в год. К 2035 году, согласно текущему варианту Энергостратегии России, экспорт водорода должен достигать уже 2 млн тонн в год. Уже к 2030 году, отмечал вице-премьер РФ Александр Новак, Россия может занять до 20% мирового рынка водорода.
В рамках реализации этих планов до конца 2024 года российские научно-практические центры должны будут разработать исключительно отечественные технологии производства водорода и создать собственные полигоны для их апробации. “К 2024 году мы разработаем девять отечественных технологий, шесть образцов оборудования для производства и в целом для водородной энергетики. Также будет создан полигон для апробации оборудования и начата реализация ряда водородных экспортных проектов, в том числе это проекты производства водорода на Кольском полуострове и на Сахалине”, – пояснял вице-премьер.
Первые шаги на пути к большому рынку
Совместный проект «ИнЭнерджи» и Газпромбанка как раз и направлен на реализацию стратегической задачи по созданию отечественной научно-технологической базы в сфере водорода. «Промышленные активы Газпромбанка обладают уникальными компетенциями и передовыми разработками, используют лучшие проверенные подходы и инструменты, что позволяет им выступать локомотивом перехода к новой значимой фазе внедрения и использования водорода, обеспечивая развитие всей системы в целом. Вместе с этим Банк готов стать опорой для развития водородной отрасли в России, поддерживая инновационные проекты и разработки в этой области», – отметил заместитель председателя правления Газпромбанка, курирующий блок промышленных активов Тигран Хачатуров.
На первом этапе Газпромбанк предоставил «ИнЭнерджи» финансирование, которое будет направлено на переход от научной и инжиниринговой стадии к производственной. Одним из направлений работ в рамках данного проекта является разработка и внедрение энергоустановок на основе водород-воздушных топливных элементов с полимерной протонообменной мембраной (ПОМТЭ). Преимуществами этой технологии являются высокий КПД и экологичность. Генераторы с ПОМТЭ могут использоваться как в качестве силовых установок на транспорте, так и для стационарного применения, в том числе с возможностью утилизации тепла.
Еще одним важным направлением совместной деятельности является разработка и широкомасштабное внедрение отечественных систем накопления энергии, без которых реализация любого проекта в области возобновляемой энергетики, в том числе водородной невозможно. «ИнЭнерджи» при поддержке Газпромбанка работает над внедрением электрохимической системы накопления энергии на основе проточных редокс-батарей (ПРБ) и металл-ионных аккумуляторов. Такие системы обладают высокой мощностью и быстрым временем отклика. Они применяются для балансирования выработки возобновляемых источников энергии, ограничения пиковых нагрузок и в качестве резервного источника энергии.
Это далеко не единственные технологии, разрабатываемые и продвигаемые «ИнЭнерджи». По сути, проект выступает медиатором фундаментальных научно-практических разработок, который собирает под своим крылом совместные лаборатории, обладающие глубоким знанием химических и физических процессов, и проектно-коммерческий блок, хорошо понимающий нужды рынка и способный коммерциализировать инновационные прорывные продукты. Такое взаимодействие представляется наиболее эффективным способом организации «пути к рынку» для сложных и ответственных решений.
Газпромбанк в этом случае выступает не просто инвестором в отдельные коммерческие высокотехнологические разработки. Он, фактически, стимулирует развитие отечественной современной науки и технологий как в энергетической, так и в смежных отраслях, таких как химическая или транспортная.
Работа с «ИнЭнерджи» – не единственное направление деятельности Газпромбанка. В сентябре этого года управляющая компания водородного контура банка ООО «Н2 Инвест» подписала меморандум о взаимопонимании с Фондом Национальной технологической инициативы (Фонд НТИ) по развитию отечественных водородных технологий. Документ предполагает возможность создания совместного венчурного инвестиционного фонда с фокусом на разработку перспективных отечественных водородных технологий. При этом стороны рассматривают вопрос совместного финансирования или инвестирования в проекты в области водорода с последующей коммерциализацией перспективных инициатив.
«У нас действует несколько очень сильных Центров компетенций Национальной технологической инициативы по водородно-топливным элементам, есть уже первый самолет, работающий на водородных топливных элементах, первая беспилотная автомобильная платформа и ряд других решений. Вопрос за их экономическим и производственным масштабированием», – пояснил специальный представитель Президента РФ по вопросам цифрового и технологического развития Дмитрий Песков.
Транспортировка как ключ к успеху
Параллельно с областью электрохимии, Газпромбанк развивает и другое критически важное направление водородной энергетики – создание инфраструктуры транспортировки водорода от производителя к потребителю. Согласно последним разработкам, наиболее эффективным способом транспортировки водорода является его перевозка в жидкой форме в 40-футовых ISO контейнер-цистернах. Перевозка в контейнерах-цистернах возможна с применением любого вида наземного или водного транспорта, при этом она не требует создания специальной портовой или трубопроводной инфраструктуры. В результате, стоимость логистики водорода в контейнер-цистернах почти в 2 раза дешевле альтернативных способов перевозки, а география поставок – значительно шире. Кроме того, контейнер-цистерна обеспечивает длительный период хранения водорода. Это позволяет в том числе использовать водород в контейнерах в качестве системы хранения у конечного потребителя.
Для развития таких технологий транспортировки и хранения водорода была создана компания ООО «Н2 Тех». Ее основным проектом является организации серийного производства 40-футовых контейнер-цистерн для транспортировки жидкого водорода.
Транспортировка в сжиженном виде в танк-контейнерах является критически значимой технологией для водородной энергетики. Она необходима для формирования суверенного технологического пакета новой отрасли и организации производства водорода на территории РФ. Данная технология позволит обеспечить конкурентоспособную стоимость, как производства, так и транспортировки и хранения водорода. Кроме того, она может стать якорным заказом для создания новых материалов и комплектующих у российских предприятий.
Элемент национальной безопасности
Развитие водородного направления приобретает особую значимость для России в текущих геополитических условиях, породивших политически мотивированный отказ от российских традиционных энергоресурсов и затяжной энергетический кризис в западных странах. Перед Россией появляется возможность за счет конкурентных преимуществ, которые дают недорогие энергоресурсы, такие как газ или энергия АЭС, наладить собственное эффективное производство не только водорода, но и уникальных отечественных технологий. Именно на это должна быть направлена будущая водородная стратегия России, заявил А.Новак на заседании межведомственной рабочей группы по развитию в РФ водородной энергетики, которая состоялась в конце октября 2022 года.
“В текущей ситуации мы ощутили влияние санкций в том числе на проекты в области водородной энергетики, тем не менее считаем, что направление развития водородных технологий по-прежнему является одним из самых приоритетных. При этом нужно скорректировать целевые показатели программы в пользу увеличения доли отечественных технологий и сокращения экспортных планов”, – сообщил вице-премьер.
Среди ключевых приоритетов развития отрасли участники заседания рабочей группы отметили развитие отечественных технологий производства, хранения и транспортировки водорода для внутреннего и международного рынков, создание национальной системы квалификации и сертификации водорода, серийное производство линейки промышленной продукции с использованием водорода и создание испытательных полигонов. Также была поставлена задача развития международного сотрудничества в области водородных проектов.
Экспорт водородных технологий, как раз и заложен в стратегию работы Газпромбанка, в том числе в рамках проекта «ИнЭнерджи». Участники проекта, используя российский рынок в качестве стартового, намерены в дальнейшем выйти на глобальные рынки с уникальными технологиями и продукцией. «Газпромбанк – профессиональный игрок на отечественном рынке высоких технологий, а фокус инвестирования банка в данном секторе сосредоточен на глобальных проектах. Данное партнерство открывает путь к развитию и технологическому лидерству через создание пакета суверенных технологий и устойчивой цепочки отечественных поставщиков в современных геополитических условиях», – заявил специальный представитель Президента РФ по вопросам цифрового и технологического развития Дмитрий Песков.
Таким образом, в текущих сложных экономических условиях развитие отечественной водородной отрасли становится новым стратегически значимым проектом, направленным на укрепление национальной энергетической и экономической безопасности страны в среднесрочной и долгосрочной перспективе.
