Водород у ворот

Сомнения по поводу будущего традиционной углеводородной энергетики, усиленные спадом спроса на сырье из-за коронавируса, подтолкнули крупнейших потребителей российских энергоресурсов, таких как ЕС и Китай, ускорить планы по декарбонизации. В центре внимания оказался водород — его использование минимизирует выбросы СО2 и в то же время вписывается в текущий бизнес крупнейших нефтегазовых компаний. РФ пока в основном лишь наблюдает за зарождающимся рынком. “Ъ” выяснил ситуацию и перспективы водородного бизнеса у трех потенциальной ключевых российских игроков — НОВАТЭКа, «Газпрома» и «Росатома»

Кризис углеводородных рынков во время пандемии привел к определенному перелому сознания в нефтегазовой отрасли. Старейшие участники рынка, пионеры добычи нефти BP и Shell в разгар эпидемии коронавируса объявили о намерении стать углеродно нейтральными компаниями к 2050 году (т. е. свести чистые выбросы углерода к нулю). Total собирается достичь этого к тому же сроку для своих европейских подразделений.

Помимо развития зеленой генерации, наиболее очевидным способом диверсификации бизнеса для нефтегазовых компаний становится производство водорода — сжигание этого газа не образует выбросов СО2, а сам он во многих случаях может стать прямой альтернативой углеводородному топливу. Крупнейшим мировым рынком водорода собирается стать ЕС, который в июле опубликовал соответствующую стратегию с объемом инвестиций в €180–470 млрд к 2050 году в сегмент возобновляемого (т. н. зеленого) водорода.

Российским экспортерам не углеводородного сырья тоже поневоле придется участвовать в общем движении, поскольку ЕС намерен ввести углеродный налог на импортные товары — возможно, уже с 2022 года. Использование водорода на химических или металлургических производствах, а также в производстве электроэнергии позволит снизить выбросы и, вероятно, уменьшить размер налога. Минэнерго даже разработало дорожную карту развития водородной энергетики до 2024 года. В ней мало конкретных мероприятий, но становятся понятны ключевые действующие лица — «Росатом», «Газпром» и НОВАТЭК.

Сейчас рынка водорода как такового не существует, поскольку он производится, как правило, непосредственно на местах потребления (в основном на объектах газохимии, металлургии и нефтепереработки), транспортировка минимизирована. Общий выпуск водорода в России составляет около 5 млн тонн при мировом потреблении в 72 млн тонн.

Однако, отмечает партнер Vygon Consulting Алексей Жихарев, в случае ужесточения углеродного регулирования импортерами российской продукции выпуск водорода в РФ может удвоиться. Согласно недавно принятой энергостратегии до 2035 года, РФ планирует экспортировать к 2024 году 0,2 млн тонн водорода, а к 2035 году — 2 млн тонн.

Цвет имеет значение

Сейчас подавляющая доля водорода в мире производится методом парового риформинга метана (SMR). В новой водородной стратегии ЕС такой водород назван «серым», поскольку при его производстве выбрасывается СО2. Он противопоставляется «зеленому» водороду, который производится из воды методом электролиза с помощью энергии из возобновляемых источников. Также существует «голубой» водород — производимый из метана, но с обязательным улавливанием и хранением СО2 (см. схему). Перспективна и технология пиролиза метана, позволяющая получать водород и чистый углерод (сажу), который не попадает в атмосферу,— но она на стадии лабораторных испытаний.

Водородная стратегия ЕС призывает европейские страны установить минимум 6 ГВт электролизеров, производящих до 1 млн тонн возобновляемого «зеленого» водорода, уже к 2024 году. Сейчас установленная мощность электролизеров в Европе — около 1 ГВт, а запланированные проекты — еще 1,5–2,3 ГВт. Это значит, что ЕС придется как минимум утроить усилия по созданию мощностей в течение четырех лет. Долгосрочная цель стратегии — не менее 40 ГВт электролизеров к 2030 году, производящих до 10 млн тонн «зеленого» водорода. По данным ЕК, к 2030 году для этого может потребоваться от €24–42 млрд вложений.

По мнению ЕК, промышленность ЕС должна построить более мощные электролизеры — до 100 МВт к 2024 году (самые крупные сейчас, мощностью до 10 МВт, ставят на НПЗ Shell Rheinland в Германии). Их предполагается устанавливать рядом с существующими центрами спроса на нефтеперерабатывающих, металлургических заводах и химических комплексах, в идеале с питанием от находящейся рядом ВИЭ-генерации.

Выпуск «голубого» водорода сейчас гораздо дешевле, чем «зеленого». В конце августа S&P Global Platts оценило приведенные затраты на производство «серого» водорода (включая CAPEX и плату за выбросы СО2) в €1,24 за 1 кг, «голубого» — в €1,31 за 1 кг, а «зеленого» (электролиз PEM, включая CAPEX) — в €3,43 за 1 кг. По прогнозу Aurora Energy Research, затраты на «голубой» и «зеленый» водород сблизятся только к 2045 году.

С газа на газ

Среди российских компаний наиболее готовым к выходу на рынок водорода выглядит НОВАТЭК, поскольку покупатели здесь во многом те же, что и у СПГ. По данным “Ъ”, компания уже ведет, в частности, переговоры о поставках водорода с испанской Repsol.

Официально интерес НОВАТЭКа к водороду 8 сентября на конференции Gastech подтвердил CFO компании Марк Джетвей. «Мы исследуем перспективы производства водорода из метана с технической и экономической точки зрения»,— пояснил он, добавив, что речь идет как о водороде для нужд самой компании, так и о поставках потребителям. Топ-менеджер уточнил, что ресурсная база НОВАТЭКа позволяет реализовывать проекты по выпуску и сжиженного природного газа (СПГ), и водорода, но важна их экономическая и техническая жизнеспособность.

Как рассказывают источники “Ъ”, НОВАТЭК хочет выпускать и экспортировать как «голубой», так и «зеленый» водород. Для этого планируется масштабное строительство ветропарков во всех регионах присутствия компании — на Ямале, Гыдане, а также, возможно, в Мурманской области и на Камчатке. Пилотная водородная установка появится на действующем проекте «Ямал СПГ», откуда водород можно поставлять на экспорт в Европу и Азию, уточняют два собеседника “Ъ”. А потенциально самое выгодное положение для транспортировки водорода в Европу — у среднетоннажного СПГ-завода НОВАТЭКа на Балтике.

Глава ИАЦ «Новая энергетика» Владимир Сидорович отмечает, что ветер на Ямале и Гыдане достаточно сильный, но «уже есть большой опыт эксплуатации подобного оборудования на Аляске и в Норвегии, поэтому работа установок не должна стать большой проблемой».

Еще один формат использования водорода для НОВАТЭКа — смешивание с природным газом в качестве топлива для газовых турбин, чтобы снижать выбросы СО2, говорит один из собеседников “Ъ”. На «Ямале СПГ» и перспективном заводе НОВАТЭКа «Арктик СПГ 2» используются газовые машины американской Baker Hughes — фреймов 7EA и LM9000. Обе позволяют подмешивать до 50% водорода, поэтому существенной модернизации не потребуют, поясняет источник “Ъ” среди машиностроителей. В НОВАТЭКе вопрос не комментируют.

Вместе с тем вопрос о способах морской транспортировки водорода из-за его летучести и легковоспламеняемости остается открытым. Сейчас на рынке преобладают три подхода: перевозка чистого водорода в сжиженном виде, а также в химически связанном в форме аммиака или триметилциклогексана. В конце сентября Саудовская Аравия отправила первый в мире груз с 40 тоннами «голубого» аммиака в Японию для выработки электроэнергии.

Вторичный энергоноситель

«Газпром» также неоднократно заявлял, что рассматривает водород как направление диверсификации бизнеса и повышения эффективности использования газа. В частности, компания особо подчеркивала перспективы пиролиза метана — эта технология не дает выбросов СО2 и не требует строительства хранилищ для него, а получаемый побочно чистый углерод, возможно, даже найдет собственное коммерческое применение.

В «Газпроме» отмечают, что, несмотря на рост потребления водорода в мире, глобального рынка этого продукта пока нет. На предприятиях монополии ежегодно производится около 350 тыс. тонн водорода — в основном для выпуска аммиака, метанола и моторных топлив. Вместе с тем в компании считают важным «сформировать собственные технологические компетенции в области водородной энергетики, позволяющие занять необходимые позиции на формирующемся рынке».

Причем позиции эти могут быть не только в производстве, но и в транспортировке. Еще в октябре 2019 года глава ассоциации Eurogas Джеймс Уотсон сообщил, что строящийся газопровод «Северный поток-2» в будущем может транспортировать не только природный газ, но и водород — до 80% от объема. Впрочем, в «Газпроме» полагают, что целесообразнее производить водород или метано-водородное топливо из природного газа рядом с крупными потребителями, например, сталелитейными заводами и электростанциями, сохраняя трубопроводы для поставок чистого природного газа.

По словам источников “Ъ”, «Газпром», как и НОВАТЭК, параллельно изучает возможность снижения выбросов за счет добавления водорода в топливо для газовых турбин. Однако парк турбин «Газпрома» состоит в основном из российских установок, не адаптированных к работе с водородом. Теоретически, только машины «Ладога» на 16 и 32 МВт «РЭП Холдинга», локализованные по лицензии Baker Hughes, способны в какой-то степени принимать топливо, смешанное с водородом, но не более чем на 10–15%, полагают собеседники “Ъ”. К тому же «Газпрому» по сути запрещено массово закупать иностранное оборудование.

В «Газпроме» подтвердили “Ъ”, что исследуют варианты использования метано-водородных смесей в качестве топлива для собственных производственных объектов для снижения углеродного следа. В компании оценивают снижение выбросов в таком случае в 8% и даже более в сочетании с другими решениями, например, использованием энергии тепла отходящих газов газоперекачивающих агрегатов. При этом в «Газпроме» никак не прокомментировали данные источников “Ъ” о том, что компания рассматривает возможность обратной закачки CO2 в пласт для компенсации выбросов.

В целом же в монополии подчеркнули, что водород — вторичный энергоноситель и требует дополнительной энергии для своего производства, тогда как в большинстве случаев «далеко не исчерпан потенциал природного газа, который уже сейчас содействует низкоуглеродному развитию экономики».

Ядерные перспективы

Из крупных игроков, не имеющих отношения к добыче углеводородов и формально не затрагиваемых экологическими ограничениями, всерьез водородом интересуется в России только госкорпорация «Росатом», которая уже несколько лет декларирует готовность к диверсификации бизнеса. «В глобальной перспективе», подтвердили “Ъ” в «Росатоме», госкорпорация хотела бы производить водород из углеводородов с помощью атомной энерготехнологической станции с применением высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов (ВТГР). Речь идет о технологии пиролиза метана.

Основная технология «Росатома» — реакторы ВВЭР на тепловых нейтронах — не совсем подходят для таких целей из-за относительно невысоких температур рабочих тел первого и второго контуров. Запуск всей цепочки подготовки инфраструктуры для производства водорода из углеводородов (системы хранения, распределения), по оценке компании, займет около четырех лет.

Но поскольку процесс вывода реакторов типа ВТГР на рынок довольно долог, на первой стадии «Росатом» готов заниматься электролизным производством водорода на базе Кольской АЭС (1,76 ГВт) в Мурманской области. Отчасти это поможет компании решить проблемы исторически сложившегося энергопрофицита в регионе (АЭС может дополнительно вырабатывать более 3,5 млрд кВт•ч в год).

В ближайшие два-три года «Росатом» намерен задействовать около 1,5 МВт мощности АЭС для электролизного производства, в пределах пяти-семи лет — порядка 4 МВт, а к 2030 году — 500 МВт. По оценке госкорпорации, 1 МВт электрической мощности позволяет выпускать порядка 200 кубометров водорода в час (около 158 тонн в год). Этого объема водорода будет достаточно, чтобы реализовать, например, пилотные региональные программы по снабжению городского транспорта крупных мегаполисов, утверждают в «Росатоме».

Госкорпорация готова сама развивать водородные технологии, но допускает участие партнеров или инвесторов, а также привлечение госсредств в рамках атомной нацпрограммы. В 2019 году «Росатом» уже подписал соглашение с властями Сахалина, ОАО РЖД и «Трансмашхолдингом» о сотрудничестве по проекту запуска водородного поезда на острове.

Вице-президент по маркетингу и развитию бизнеса «Русатом Оверсиз» Антон Москвин 29 сентября говорил, что проект находится на завершающей стадии ТЭО: «Есть понимание технической концепции, но существует открытый вопрос экономической перспективы». На Сахалине, по словам топ-менеджера, запланирован и экспортный водородный проект, но детали не раскрываются. В 2021 году в «Росатоме» рассчитывают завершить ТЭО проекта с японской Kawasaki по проекту поставок водорода из России в Японию.

Свободные энергомощности есть и у «РусГидро», но у нее конкретных планов по производству водорода нет. В то же время в компании готовы «участвовать в государственной водородной повестке», в том числе в пилотных проектах по производству, транспортировке и хранению водорода.

Нулевой спрос

В целом компании, которые сейчас инвестируют в водород, движимы не столько коммерческой выгодой, сколько задачей сохранения своего бизнеса в стратегической (на горизонте 20–30 лет) перспективе, считает старший аналитик по электроэнергетике Центра энергетики МШУ «Сколково» Юрий Мельников. По его мнению, уход от углеводородов в их привычном виде становится неизбежным — это определяется намерением ЕС и Китая стать углеродно нейтральными к середине века.

Но в России спрос на водород сейчас нулевой, поскольку страна не ставит целей по сокращению выбросов парниковых газов, добавляет господин Мельников. Ситуация, полагает он, может поменяться в первую очередь из-за того, что российским экспортерам (в нефтегазовой отрасли, металлургии, химии) неизбежно придется снижать углеродный след.

Алексей Жихарев добавляет, что сейчас проекты водородной энергетики экономически нецелесообразны из-за высокой стоимости топлива по сравнению с традиционным. Например, энергозатраты на производство стали с использованием водорода будут в пять раз выше, чем на природном газе. Но уже в среднесрочной перспективе, по его оценке, водород будет более конкурентоспособен — как из-за ужесточения регулирования, так и в результате масштабирования технологий.

/www.kommersant.ru/