Туркменистан может стать одним из водородных лидеров

По словам эксперта Ильясова, благодаря своим ресурсам страна может преуспеть в формировании водородной энергетики.

Туркменистан может стать лидером по производству «зелёного» водорода и занять лидирующие позиции в формировании водородной энергетики. И это очевидно, поскольку мировой спрос на традиционные источники энергии начнёт падать с 2050 года, а у Туркменистана есть современная производственная инфраструктура нефтегазохимической промышленности, и огромный ресурсный потенциал. Данная тема была поднята доктором технических наук Аллаберды Ильясовым в интервью сетевому изданию CentralAsia.news.

Чистые и без парниковых газов технологии

Снижение выбросов парниковых газов в атмосферу для сохранения климата планеты становится ключевой целью для ведущих экономик мира. Так, например, в рамках взятых обязательств по Парижскому соглашению США и Япония планируют снизить выбросы на 80 процентов, а Европейский союз намерен добиться полной углеродной нейтральности к 2050 году. Мировой тренд уже привёл к бурному развитию возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Однако, чтобы удержать прирост глобальной средней температуры в этом столетии на уровне ниже 1,5 градусов, необходимо дальнейшее развитие безуглеродных технологий в энергетике и других отраслях.

В мире уже идёт переход экономики на низкоуглеродную траекторию развития: по оценке мировых экспертов, спрос на уголь начнёт падать в этом десятилетии, на нефть в следующем, а газ, скорее всего, с 2040 по 2050 год. И тогда водород станет востребованным товаром. К примеру, в Швеции и Германии уже строятся металлургические заводы, которые будут в качестве восстановителей использовать не кокс, а водород. H2 также «пригодится» в химической промышленности и в жилищном хозяйстве в качестве топливного элемента.

Для частичного обеспечения Германии водородом намечено до 2030 года ввести в строй оборудование по его производству суммарной мощностью до 5 ГВт. На период до 2035 года, самое позднее, до 2040 года, к ним должны прибавиться ещё 5 ГВт. Германия вообще берёт курс на водородную экономику. Сверхзадача такой стратегии — совместить дальнейшее индустриальное развитие страны и защиту глобального климата. Конкретная цель — выполнение обязательств по сокращению выбросов в атмосферу парниковых газов до 2030 и 2050 годов, взятых на себя Германией и Евросоюзом в рамках Парижского соглашения по климату.

Виды водородного газа

В классификации водорода главным критерием является его экологичность. Чем больше оксидов углерода выделяется при его производстве, тем менее экологичным он будет считаться. Для простоты каждый «сорт» обозначается цветом.

«Зелёный» водород является самым экологичным, так как получают его с помощью электролиза. Если электричество поступает от возобновляемых источников энергии (ВИЭ), таких, как ветер, солнечная или гидроэнергия, то выбросы СО2 отсутствуют.

«Жёлтый» («оранжевый») водород, как и «зелёный», получают путём электролиза. Однако источником энергии являются атомные электростанции (АЭС). Выбросы СО2 отсутствуют, но метод не является абсолютно экологичным.

«Бирюзовый» водород получают разложением метана на водород и твёрдый углерод путём пиролиза. Производство «бирюзового» водорода даёт относительно низкий уровень выброса углерода, который может быть либо захоронен, либо использован в промышленности, например, в производстве стали или батарей. Таким образом, он не попадает в атмосферу.

«Серый» водород производится путём паровой конверсии метана. Исходным сырьём для такой реакции служит природный газ. Этот процесс легко осуществим с практической точки зрения, однако в ходе химической реакции выделяется углекислота, причём, в тех же объёмах, что и при сгорании природного газа (также расходуется энергия на конверсию).

«Голубой» водород, полученный путём паровой конверсии метана, но при условии улавливания и хранения углерода, что даёт примерно двукратное сокращение выбросов углерода. Данный вид получения водорода является весьма дорогостоящим.

Для получения «коричневого» водорода в качестве исходного сырья используется бурый уголь. Далее с помощью газификации бурого угля образуется синтез-газ (сингаз): смесь углекислого газа (CO2), окиси углерода (CO), водорода, метана и этилена, а также небольшое количество других газов.

Учитывая огромные запасы природного газа в Туркменистане экологически безопасным и высоко технологическим способом получения «серого» водорода является переработка природного газа методом риформинга.

Однако «зелёный» водород играет жизненно важную роль в достижении глубокой декарбонизации энергосистемы и может почти полностью исключить вредные выбросы, используя возобновляемую энергию — быстро растущую и часто генерируемую в менее удачные периоды времени — для энергообеспечения электролиза воды.

Преимущество чистой экологии

В перспективности нового глобального энергоносителя никто из мировых экспертов не сомневается. Так, например, по оценкам BloombergNEF (BNEF), полученный с помощью электролиза «зелёный» водород может сократить глобальные выбросы парниковых газов до 34 процентов к 2050 году. И за последние пять лет стоимость технологии электролиза упала на 40 процентов и продолжает снижаться. Технология может внести большой вклад в декарбонизацию наиболее зависимых от ископаемого топлива секторах экономики, таких как химическая промышленность или транспорт.

Эксперты BNEF также прогнозируют, что ещё до 2030 года «зелёный» водород ценой чуть выше 2 долларов за кг начнёт конкурировать с углём и природным газом в качестве энергоносителя при производстве стали, а к 2050 году при цене 1 доллар за кг станет выгоднее газа на мировых рынках и сможет конкурировать с самым дешёвым углём, но при этом обеспечивая нулевые выбросы СО2.

За счёт «зелёного» водорода произойдёт своего рода окончательная электрификация мировой промышленности. Примечательно, что для хранения и транспортировки водорода, а также для получения с помощью него электроэнергии и тепла, существует возможность использования технологий и инфраструктуры традиционной газовой генерации.

Поэтому масштабное применение водорода в электроэнергетике позволит заменить ископаемые виды топлива и существенно снизить углеродный след всей отрасли.

Перспективы зелёного водорода и его преимущества

H2 служит важным сырьём для целого ряда промышленных процессов, и активно используется в промышленности на протяжении двух последних столетий. Так, один из первых двигателей внутреннего сгорания, появившийся в начале XX века, работал именно на водороде. Этим газом наполняли аэростаты, его используют в космической промышленности. Сейчас водород производят в основном для нужд химической промышленности, без водорода невозможны процессы нефтепереработки, производство аммиака и стали.

«Зелёный» водород можно использовать в качестве топлива для производства электроэнергии и тепла, когда это требуется потребителям. Экономическая целесообразность такого технического решения очевидна уже сейчас, так как с увеличением доли ВИЭ во многих странах мира возникают феномены отрицательных цен.

Электроэнергию, как известно, пока не получается складировать. Это означает, что в периоды спада нагрузки генерирующие мощности работают вхолостую. А в моменты пика, если их недостаточно, могут не справиться с нагрузкой. Поэтому рост доли ВИЭ, работа которых зависит от погодных условий, сделал задачу балансировки энергосистемы более комплексной.

Путь к низкоуглеродистому, «зелёному» водороду

Водород является не только самым распространённым элементом во Вселенной, но и способным доставлять и хранить огромное количество энергии. Сегодня большая часть водорода производится с использованием ископаемых видов топлива, причём менее 0,7 процента приходится на работающие на ископаемом топливе электростанции, оснащённые системами улавливания и хранения углерода, или на возобновляемые источники энергии.

Основным недостатком энергетики на основе ископаемых топлив является эмиссия огромного, порядка 30 млрд.т/год, количества углекислого газа, являющегося основным парниковым газом, отрицательно влияющим на окружающую среду и признанного мировым сообществом одним из главных факторов, по масштабам воздействия на климат планеты превосходящего все остальные антропогенные факторы и сравнимого с мощными природными силами.

Путь к низкоуглеродистому, «зелёному» водороду лежит через метод электролиза, который использует электричество из возобновляемых источников для разделения воды на водород и кислород. Процесс требует большого количества электроэнергии из возобновляемых источников. Если производить водород с помощью электролиза, то вопрос об источниках энергии для него в нашей стране не стоит — это могут быть таких, как ветер, и солнечная энергия.

Солнечную и ветровую энергии (считаются безопасным для климата источниками энергии) можно использовать для производства водорода. А преобразование избыточной энергии в водород методом электролиза позволяет создавать запас этого газа, который может храниться для дальнейшего использования в качестве источника электроэнергии по мере необходимости. Данное решение представляется весьма эффективным, поскольку водород является надёжным источником энергии и может храниться очень долго.

Энергетическая и экологическая концепция водорода

Этот газ остаётся почти невостребованным, несмотря на то, что является самыми распространённым элементом на Земле. Однако постепенно проекты с использованием водорода в области большой и распределённой энергетики, накопления энергии и всех видов транспорта, от автомобилей до самолётов и морских судов, становятся серийными. И энергетическая концепция, основанная на водородной энергетике, может привести к смене уклада энергосистем и постепенному формированию общего мирового рынка энергетики.

По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в структуре производства водорода на долю риформинга газа приходится 76 процентов, на пиролиз угля 23 процента и только 1 процент производства водорода осуществляется электролизом воды на базе установок возобновляемой энергетики. В результате получение водорода методом электролиза воды является в перспективе доминирующим.

Усилия Бердымухамедова по развитию водородной энергетики

Участвуя в Глобальном «круглом столе» ООН высокого уровня, прошедшем в мае текущего года, президент Гурбангулы Бердымухамедов предложил приступить к разработке Стратегии ООН, нацеленной на осуществление мер по развитию низкоуглеродной энергетики, а также созданию международной «Дорожной карты» по развитию водорода в качестве одного из приоритетных направлений в энергетике.

Как инициатор данных предложений лидер Туркменистана подчеркнул, что страна готова в ближайшее время приступить на экспертном уровне к обсуждению путей и критериев их реализации.

Таким образом, применение передовых технологий, снижение себестоимости производства, а также эффективные механизмы стимулирования могут способствовать повышению значимости «зелёного» водорода для декарбонизации мировой экономики.

Ранее Аллаберды Ильясов обозначил основные перспективы развития водородной энергетики. Он подробно рассказал, какой экономический эффект может принести производство продукции из водорода. Аналитик также сделал акцент на энергетической стратегии Бердымухамедова.

30 авг 2021, 11:48

Ключевые события