Развитие водородной экономики может помочь нам перепрыгнуть из прошлого сразу в будущее, попутно решив добрый десяток давних хронических проблем. Этот шанс дается раз в столетие. Мы должны его использовать.
Мы живем в удивительные времена. Беспрецедентная стремительность технологических изменений в мире ломает уклад жизни, привычный для целых поколений. Новые идеи в бизнесе, компании, отрасли экономики возникают и вызревают за считанные годы.
Человечество настолько уверенно трансформирует реальность, что смело, бросает вызов проблемам планетарного масштаба. Это создает невероятные возможности для всех, начиная от одного лица, заканчивая странами и миром в целом.
Одна из самых больших проблем современности — глобальное потепление. До недавнего времени успехи в ее преодолении были недостаточными. Киотскому протоколу недоставало глобального лидерства: США так и не ратифицировали его.
Парижское климатическое соглашение, из которого в ноябре 2019 года президент Трамп вывел Соединенные Штаты, могло пойти тем же путем. Впрочем, то разгул стихийных бедствий в мире (широкомасштабные пожары, засухи, наводнения, торнадо и тому подобное), то пандемия Covid-19, масштаб которой многие связывают с климатическими изменениями, заставила мировую общественность отнестись крайне серьезно к глобальному потеплению.
Поэтому пункты Парижского климатического соглашения стали ключевым указателем в развитии мира в течение ближайших 30 лет. На сегодня это свершившийся факт. Он меняет все: политику, экономику, социум, жизнь человека. Украина должна это осознать и воспользоваться этими изменениями.
Политическое измерение
Самая большая метаморфоза произошла в США. Страна, которая между экономикой и окружающей средой всегда выбирала первую, проголосовала за Джо Байдена, одним из девяти пунктов программы которого, было достижение чистых нулевых выбросов углерода в энергетике к 2035 году и в экономике в целом к 2050 году.
Байден готов строить инфраструктуру, устойчивую к изменениям климата, обеспечить города с населением свыше 100 тыс. лиц общественным транспортом с нулевыми чистыми выбросами, а главное – стимулировать удешевление технологий, связанных с чистой энергией, в частности с возобновляемым водородом.
Это неожиданный результат выборов. Для его достижения должны были возрасти как уровень экологической ответственности американских элит, так и экологическое сознание общества, которое проголосовало за такие идеи.
Поэтому история с климатически нейтральным реформированием американской экономики будет продолжаться. Департамент энергетики США запустил серию инициатив «Energy Earthshots» («Глобальные энергетические шаги»).
Их цель — ускорить появление прорывных решений в получении обильной, доступной и надежной чистой энергии.
Первым в июле 2021 года стал именно «Водородный шаг», который должен уменьшить себестоимость чистого водорода на 80% до $1 за 1 кг в рамках 1 декады («1 -1 -1»).
Масштаб инициативы следует из перечня участников проведенного в ее рамках саммита: руководителей Департамента энергетики Соединенных Штатов, нескольких сенаторов, Билла Гейтса и Джона Керри (в настоящее время – специальный представитель президента США по вопросам климата). С таким подходом высокого уровня теперь американские проблемы чистой энергии будут решаться достаточно быстро.
А вот Евросоюз всегда был прогрессивнее, чем США в вопросах окружающей среды. Поэтому политические достижения ЕС в развитии климатически нейтральной экономики значительно выше: в Европе уже сформирована целая сеть инициатив, документов, институтов, направленных на выполнение Парижского климатического соглашения.
Вот несколько примеров. 11 декабря 2019 года Еврокомиссия опубликовала European Green Deal (Европейский зеленый курс) – набор политических инициатив, цель которого – достичь чистых нулевых выбросов в ЕС к 2050 году. 8 июля 2020 года ЕК опубликовала две стратегии достижения этой цели: «An EU Strategy for Energy System Integration» («Стратегия ЕС по интеграции энергетической системы») и «A hydrogen strategy for a climate-neutral Europe» («Водородная стратегия для климатически нейтральной Европы»).
Для реализации «Водородной стратегии» создан European Clean Hydrogen Alliance (Европейский альянс по чистому водороду), в который уже входит более полутора тысяч компаний, финансовых, исследовательских и общественных организаций. Количество, качественный состав участников и деятельность альянса свидетельствуют, что в ЕС относятся максимально серьезно к проблеме перевода экономики на чистый водород.
Курс Евросоюза на декарбонизацию также получит мощную политическую поддержку от руководства Германии, страны с крупнейшей экономикой в ЕС. В кабинет вновь назначенного канцлера Олафа Шольца вошла партия «Союз 90/Зеленые», которая получила ключевые в данном контексте посты — вице-канцлера-министра экономики и климатических воздействий, а также министра окружающей среды, охраны природы, ядерной безопасности и защиты потребителей.
Ключевой пункт программы нового правительства – борьба с изменением климата, в рамках которой к 2030 году немцы планируют отказаться от угольных электростанций, довести долю возобновляемых источников в энергобалансе страны до 80% и сделать 50% отопления климатически нейтральным.
КНР декларирует намерение достичь чистых нулевых выбросов экономики к 2060 году. Это крайне амбициозная цель, потому что Китай, как и многие развивающиеся страны, еще, не достиг пикового уровня выбросов (этого ожидают к 2030 году).
Впрочем, политическая система КНР зачастую наиболее эффективна в достижении поставленных целей. К 2060 году Китай планирует производить 80% энергии из возобновляемых источников, страна инвестирует в развитие ядерной энергетики, тратит на разработку новых технологий в отношении аккумуляторных батарей и водорода, стимулирует развитие электротранспорта и тому подобное.
Экономика и факты
Итак, три мощнейших экономических региона мира своими декларациями и системными действиями демонстрируют серьезные намерения трансформировать энергетический баланс в климатически нейтральный.
Это создает пока нереализованный, но практически гарантированный рынок мирового масштаба, который за 5-10 лет будет измеряться триллионами долларов. И, судя по соответствующим стратегиям, водородная отрасль будет занимать в нем ключевое место.
Поэтому компании и страны массово начинают искать место на этом рынке, выстраивая стратегии действий, принимая регуляторные изменения, проводя исследования и инвестируя в создание необходимых продуктов и услуг.
По данным Hydrogen council, более 75 стран заявили о намерении достичь углеродной нейтральности, их доля в глобальном ВВП составляет свыше 80%.
Более 30 стран уже имеют стратегии и дорожные карты развития водородной экономики. На февраль 2021 года в мире было объявлено о 228 инвестиционных проектов по всей цепочке добавленной стоимости водородной экономики общей стоимостью $350 млрд. до 2030 года (из них на этапе планирования и реализации – на $83 млрд.).
На ноябрь 2021 года количество объявленных проектов составляло уже 520 единиц на общую сумму более $500 млрд. к 2030 году, причем большинство из них будет реализовано в Европе.
В рамках заявленных инвестиций будут построены электролизеры для производства водорода на 90 ГВт. Темпы развития водородной экономики и суммы инвестиций указывают на то, что каждая страна, которая заботится о своем будущем, должна как можно быстрее включиться в этот забег.
Потенциал водородной отрасли обусловлен отсутствием ее альтернативности на пути к климатической нейтральности. По оценкам The Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking, с 3,54 млрд. тонн углеродных выбросов экономики ЕС в 2015 году в 2050 году должно остаться лишь 0,77 млрд. тонн, чтобы ограничить глобальное потепление на уровне 2° С (базовый сценарий Парижского соглашения), или 0,25 млрд. тонн – на уровне 1,5° С (амбициозный сценарий).
Из этой разницы 1,7 млрд. тонн удастся сократить благодаря совершенствованию имеющихся технологий и 0,56 млрд. тонн – благодаря водороду. Чтобы выйти на базовый сценарий, надо еще избавиться от выбросов в объеме 0,51 млрд. тонн…
На сегодня глобальный рынок водорода составляет 90 млн. тонн или $150 млрд. По большей части это «серый» водород, произведенный из ископаемого топлива с обильным образованием СО2 как побочного продукта. По оценкам Goldman Sachs, к 2050 году рынок вырастет более чем в пять раз и превысит 500 млн. тонн.
Львиную его долю займут чистые «зеленый» (изготовленный путем электролиза воды с использованием возобновляемых источников энергии), голубой (изготовленный из природного газа с использованием технологий улавливания и хранения СО2) и «розовый» (изготовленный путем электролиза с использованием ядерной энергии) виды водорода.
Однако этот рынок еще предстоит создать со стороны как предложения (производства, транспортировки, хранения), так и спроса (потребления).
Основная проблема со стороны предложения – высокая себестоимость голубого и зеленого водорода. Первая зависит в основном от цены природного газа и составляет 1-3 $/кг, вторая зависит от стоимости энергии и в среднем составляет 4-6 $/кг.
Базовая ориентировочная стоимость серого водорода — 1 $ / кг. Зеленый водород должен дешеветь благодаря, во-первых, стремительному падению себестоимости возобновляемой энергии (это тенденция сформирована давно) и, во-вторых, эффекта масштаба при установке гигаватных электролизеров. На сегодня мировые мощности электролизеров – 3 ГВт, хотя их себестоимость в течение 10 лет снизилась на 60 процентов.
Поэтому зеленый водород ожидаемо выровняется с серым по себестоимости между 2025 и 2034 годами. Наиболее консервативные исследования считают, что для этого нужно облагать налогом выбросы углерода на уровне до 50$/тонну CO2 и более.
Голубому водороду отводится балансировочная роль до момента, когда зеленый водород станет достаточно дешевым. Отсюда возникает пространство для научно-исследовательских работ, которые удешевят чистый водород, и для государственного регулирования, которое бы стимулировало развитие водородной экономики.
Основная проблема со стороны спроса — на сегодня применение водорода довольно ограничено. В контексте декарбонизации определенные отрасли просто не смогут обойтись без водорода, другие будут вынуждены сочетать его использование с обычной электроэнергией, а некоторые будет довольно трудно перевести на водородную основу.
Ближайшую перспективу перевода на водород имеют перерабатывающая промышленность (нефтепереработка, металлургия, производство минеральных удобрений и метанола), транспорт (грузовой, железнодорожный, водный, специальный и общественный транспорт, включая такси) и энергетика (с увеличением доли возобновляемой энергетики в энергобалансе отдельных стран до 80% часть водорода будет балансировать генерацию).
Другие отрасли могут переходить на водород дольше и тяжелее. Здесь также есть огромное пространство для поиска оптимальных решений.
Водородная стратегия ЕС
Но водородная экономика больше всего продвинута в ЕС: она имеет мощную общественную и политическую поддержку на уровнях государств и Брюсселя; запущены механизмы поиска необходимых научно-исследовательских, регуляторных, финансовых и инвестиционных решений; на Европу приходится более половины объявленных инвестиционных проектов в отрасли.
Это делает Евросоюз крупнейшим рынком водорода до 2030 года, к тому же соседним с Украиной. Вот почему водородная стратегия ЕС создает огромные возможности для нашего развития.
Согласно стратегии, к 2050 году ожидается рост доли водорода в энергобалансе ЕС с нынешних 2% до 13-14% (оптимистичная оценка – 24%).
Совокупные инвестиции в зеленый водород могут составить 180-470 млрд. евро, а в голубой водород – 3-18 млрд. евро к 2050 году. Это создаст около миллиона рабочих мест. На выходе ЕС будет иметь рынок с годовым оборотом 630 млрд. евро.
На первом этапе, к 2024 году ЕС установит электролизеры мощностью, по крайней мере, 6 ГВт и будет производить 1 млн. тонн зеленого водорода в год. В то же время будет стимулироваться расширение производства электролизеров, которые сначала будут децентрализованным способом устанавливать возле основных потребителей (НПЗ, металлургических комбинатов, химзаводов и т.д.) для замещения потребления серого водорода.
На втором этапе, в течение 2025-2030 годов установленная мощность электролизеров в Евросоюзе должна вырасти, по крайней мере, до 40 ГВт, а производство зеленого водорода – до 10 млн. тонн в год. Такой же мощности ожидают в ЕС от стран Восточного партнерства и Южного партнерства, без торговли и кооперации с которыми в Европе не представляют достижения целей стратегии.
Особый упор сделан на Украину, которую в стратегии вспомнили трижды, как ни одну другую страну. На этом этапе зеленый водород начнет выполнять функцию балансировки (дня, сезонной, региональной) энергосистемы, появится акцент на развитии водородных газопроводов.
Все это будет происходить вместе с введением необходимых регуляций и привлечением финансирования для стимулирования потребления водорода в различных сферах, детально прописанных в стратегии. Для Евросоюза развитие зеленого водорода будет приоритетным, хотя на первых порах производство голубого водорода также будет приветствоваться с тем лишь условием, чтобы соответствующие мощности не оказались ненужными, когда зеленый водород станет довольно дешевым (до 2030 года).
Возможности для Украины
Продвижение водородной экономики в мире и Евросоюзе создает для Украины необозримые возможности. Их можно сгруппировать по следующим направлениям:
- Геополитика. В водородной стратегии ЕС говорится о том, что «Евросоюз стратегически заинтересован ввести водород в повестку дня своей внешней политики, продолжая инвестировать в международное сотрудничество по климатическим вопросам, в торговлю и исследования, но также расширяя политику в новых направлениях».
Значительных объемов поставок зеленого водорода в ЕС планируется достичь путем энергетического сотрудничества и дипломатии. Параллельно Евросоюз будет активно продвигать возможности для сотрудничества в сфере чистого водорода с соседними странами и регионами, чтобы помочь им в переходе на чистую энергию и стимулировать устойчивый рост. Это не просто очередная возможность углубления евроинтеграции Украины.
Поскольку ЕС видит нашу страну в качестве приоритетного партнера, о чем прямо говорит в водородной стратегии, то можно ожидать, что каким бы амбициозным не был украинский план развития водородной экономики, он всегда найдет необходимую поддержку со стороны Евросоюза.
Главное, чтобы он у нас был. Если Украине удастся в среднесрочной перспективе создать мощности по производству зеленого водорода, которые будут существенными в масштабах европейского рынка, то наша энергосистема непременно станет критической частью европейской.
- Энергетика. На сегодня в украинской энергетике накопился целый ряд существенных проблем, которые регулярно подрывают нашу экономическую безопасность. Украина импортирует электроэнергию, хотя имеет избыточные мощности по ее производству, остро зависима от поставок угля, природного газа и управления их запасами, имеет финансовые проблемы с субсидированием производителей возобновляемой электроэнергии и тому подобное.
Развитие водородной экономики – это прекрасный способ не только решить все эти проблемы, но и выйти на европейский рынок с критическим для него продуктом, который благодаря своим ресурсам Украина способна производить в больших объемах, при этом привлекая значительную техническую и финансовую поддержку от ЕС. Это уникальная возможность.
Начать реализовать ее можно довольно быстро, совместив солнечную, ветровую, атомную электроэнергию с потреблением производимого водорода заводами перерабатывающей промышленности и потребителями природного газа (к нему почти без оговорок можно примешивать до 20% водорода).
- Газотранспортная система. На сегодня ГТС Украины уже работает не более чем на пятую часть своей мощности. Даже если «Северный поток-2» не заработает, стратегически отказ ЕС от ископаемого топлива в перспективе 30 лет в определенный момент поставит вопрос об альтернативных путях использования украинских трубопроводов.
Водородная стратегия ЕС прямо предусматривает реконструкцию части европейской ГТС с целью перевести ее на транспортировку водорода. Правда, этот вопрос станет актуальным не ранее 2025 года, но Украина должна уже сейчас работать над тем, чтобы наши газотранспортные мощности не остались за бортом соответствующих планов и инвестиционных программ.
- Перерабатывающая промышленность. Украина имеет немало производственных активов в отраслях, которые должны стать первыми в очереди на декарбонизацию с применением водорода. Среди них металлургия, химическая отрасль, в меньшей степени нефтепереработка и тому подобное.
Существует риск того, что в определенный момент климатическая нейтральность производства определенной продукции будет необходимым условием ее допуска на развитые рынки, прежде всего ЕС и США.
Если наша страна заранее начнет готовиться, чтобы выполнить это условие, то это создаст предпосылки для углубления евроинтеграции Украины. Иначе мы потеряем возможности и увеличим итоговую стоимость трансформации своей промышленности, которую все равно необходимо будет выполнить.
- Транспорт. С одной стороны, сейчас Украина имеет чрезвычайно высокую степень износа транспортных средств по всем направлениям (морской, речной, железнодорожный, муниципальный). С другой стороны, в Водородной стратегии ЕС транспорт назван одной из трех областей, в которых переход на водород должен обеспечить наибольший эффект для декарбонизации.
Кроме этого, вот уже несколько лет мы имеем положительный опыт получения финансирования от ЕИБ и ЕБРР на обновление муниципального и железнодорожного транспорта.
Эти все факторы можно совместить с переходом на водород. Учитывая планы ЕС достаточно быстро перевести дизельную локомотивную тягу на водород и провести успешные тесты в нескольких странах (Австрии, Нидерландах и др.), Украина может легко присоединиться к этой тенденции.
В то же время успешное тестирование компанией Maersk контейнеровозов, работающих на зеленом метаноле, задает направление развития водного транспорта. Для Украины это может быть интересно также и, учитывая мощную судостроительную отрасль, потенциал которой пока не может найти себе должного места на мировом рынке.
- Исследования и инновации. Водородная стратегия ЕС предусматривает, что, учитывая нынешнее состояние водородной экономики Евросоюз готов всесторонне поддерживать исследования и инновации, необходимые для уменьшения себестоимости возобновляемой энергии и электролизеров, оптимизации инфраструктуры с транспортировки, хранения и распределения водорода, направлений конечного применения водорода и тому подобное.
Это огромная возможность для научно-исследовательских организаций Украины, которые имеют значительный инженерный потенциал. Здесь можно привести пример НТУУ «КПИ им. Игоря Сикорского». Он имеет ряд своих технологических наработок, например ЭКО-генератор, который превращает мусор в голубой водород с низкой себестоимостью.
Университет уже присоединился в Европейский альянс чистого водорода и намерен выполнять фундаментальные, прикладные, инженерно-промышленные проекты для достижения целей Водородной стратегии ЕС, используя ресурсы и интеллектуальный потенциал университета, Научного парка «Киевская политехника», холдинга Sikorsky Challenge и бизнес-инкубатора.
Это один из первых примеров реализации возможностей, которые создает для Украины водородная стратегия ЕС. Чтобы сполна реализовать эти возможности, такие примеры должны множиться экспонентой линией.
Выводы
Итак, в итоге на сегодня водородная экономика находится в фазе взрывного развития. Это мощная глобальная тенденция, которая имеет очень прочный политический фундамент, а в краткосрочной перспективе получит и экономический.
Нет стран, которые бы ставили под сомнение ее масштаб, однако несколько десятков государств уже провели подготовительную работу, чтобы максимально воспользоваться этой тенденцией, разработав национальные стратегии, внедрив определенные механизмы регулирования, стимулирования и финансирования водородной экономики.
Украина пока довольно инертна в этом направлении. Впрочем, развитие водородной экономики может изменить все. Оно способно помочь нам перепрыгнуть из прошлого сразу в будущее, попутно решив добрый десяток запущенных хронических проблем, непреодолимых в нынешнем экзистенциальном пространстве нашей страны. Это шанс, который дается раз в столетие, а, возможно, и реже.
Мы должны его использовать.
Автор: Богдан Андрейцев, президент Научного парка «Киевская политехника»
Источник: БизнесЦензор
Перевод: BusinessForecast.by
При использовании любых материалов активная индексируемая гиперссылка на сайт BusinessForecast.by обязательна.