Среди основных перспектив водородной энергетики – независимость от добываемых полезных ископаемых и экологическая безопасность. Ведущие мировые государства твердо идут по пути развития водородных технологий, постепенно претворяя их в жизнь. Россия пока не в их числе, власти и бизнес инвестировать в неблизкое будущее не спешат.
Международная конференция компании CREON Energy “Водород 2013” состоялась в Москве и стала первым масштабным отраслевым мероприятием, посвященным водороду как самостоятельному продукту. Генеральный директор CREON Energy Санджар Тургунов в приветственном слове отметил, что для развивающегося рынка водорода важно иметь площадку для всестороннего обсуждения полного круга вопросов, связанных с развитием отрасли. Обзор текущего состояния и долгосрочных перспектив рынка, анализ коммерческих и технологических составляющих производства и применения водорода помогут объективно оценить потенциал данного продукта в России.
В 2011-2012 гг. объем мирового производства водорода оценивался в 55-58 млн. т, сообщила директор департамента аналитики CREON Energy Лола Огрель. Из них более 4 млн. т было произведено в России. До 86% полученного объема пришлось на каталитическую конверсию природного газа, около 10% – на электролиз. Общее количество электролизеров на российских предприятиях превышает 900 единиц, при этом Россия из экспортера электролизеров превращается в импортера этой техники: в течение 6 лет были ввезены 57 установок. Особенностью российского рынка водорода является баланс его производства и потребления, в большинстве случаев Н2 вырабатывается и используется на одном и том же предприятии. За последние годы структура российского производства этого газа несколько изменилась. Доля химической промышленности сократилась с 80% до 70%, при этом доля металлургии и нефтепереработки увеличилась. По темпам роста производства водорода химические предприятия подросли на 14% по сравнению с 2004 г., а доля водорода, выпускаемого НПЗ, увеличилась двукратно. Лидерами по потреблению водорода являются производители аммиака. В России работают 28 аммиачных установок, использующих 2,3 млн. т (55%) водорода, к 2020 г. эта цифра может возрасти до 2,8 млн. т в связи с увеличением выпуска аммиака. Около 560 тыс. т (13%) водорода расходуется на получение метанола. Доля потребления водорода в переработке нефти составляет 22%, он используется в основном в гидрогенизационных процессах, таких как гидроочистка, гидрообессеривание, гидрокрекинг, а также для активации катализаторов риформинга и регенерации катализаторов изомеризации. В настоящее время в РФ работают 107 установок гидроочистки и 7 установок гидрокрекинга, до 2020 гю предполагается построить еще 30 и 22 установки соответственно, в результате потребление водорода на НПЗ превысит 2 млн. т. Поскольку процесс гидрокрекинга потребляет большое количество водорода, планируется построить 14 дополнительных водородных установок общей мощностью 1 млн. т. Также водород идет на прямое восстановление железа (приблизительно 7%), 3% используется в прочих областях (стекольной, пищевой, энергетической). Огрель не прогнозирует глобальных изменений на российском рынке водорода до 2020 г. Потребление данного вещества будет увеличиваться главным образом за счет нефтепереработки, где оно возрастет в 2 с лишним раза. Относительно долгосрочных перспектив эксперт отметила, что жидкий водород, который в России сейчас не используется, рассматривается как топливо будущего. Однако развитие “водородной энергетики” потребует создания нового поколения высокоэффективных и надежных криогенных систем и оборудования для ожижения водорода, его хранения и транспортирования.
Техническое регулирование водородных технологий в РФ находится в настоящее время на стадии реформирования, сообщил вице-президент Национальной ассоциации водородной энергетики Александр Раменский. Сейчас оно осуществляется на базе закона о техническом регулировании от 2002 г. и принятых в 2003 г., а по сути разработанных 30 лет назад, правил безопасности при производстве водорода методом электролиза воды. Международные стандарты в данной области ушли далеко вперед, у России есть прекрасная возможность широко использовать мировой опыт, в частности стандарты, разрабатываемые преимущественно двумя международными организациями: ИСО в сфере водородных технологий и МЭК для топливных элементов. Переход к современным нормам регулирования также может осуществляться через вступивший в силу новый Технический регламент Таможенного союза, который позволяет ввести новые параметры техрегулирования. Раменский подчеркнул, что сейчас имеется возможность создать сразу оптимальные для всех участников рынка стандарты, которые смогут обеспечить безопасность работы с водородом и одновременно не будут затруднять строительство и ввод объектов в эксплуатацию. Он пригласил все заинтересованные стороны принимать активное участие в процессе разработки документов. Эксперт отметил, что в России не существуют отработанных технологий по использованию водородного транспорта, полностью отсутствует необходимая инфраструктура, строительство ее не ведется. Хотя в мире водородный транспорт уже применяется на практике.
Ключевым вопросом перехода на водородную энергетику член экспертного совета CREON Energy Михаил Левинбук считает создание необходимой инфраструктуры, эта часть требует наибольших финансовых вливаний. На примере США он представил модель перевода ТЭК с нефти на использование газа как доминантного энергоносителя и далее на водородную энергетику. Переход от одного вида энергетики к другому имеет строго поступательное значение. Уголь сменила нефть, сейчас на пороге газовая энергетика, далее через газовые технологии, процесс Фишера-Тропша и синтез-газ переход на водород как основной энергоноситель. По словам эксперта, в долгосрочной перспективе будущее ТЭК именно за водородом. России, несмотря на значительную ресурсную базу традиционных нефти и газа, стоит пересмотреть экспортную стратегию развития отрасли и перенаправить инвестиции на развитие технологий и создание инфраструктуры.
Водород имеет огромные перспективы в качестве топлива, решение о развитии водородной энергетики должно быть принято на государственном уровне, отметил Владимир Фатеев, заместитель директора ЦФХТ по научной работе НИЦ “Курчатовский институт”. Водорода на земле в свободном виде практически не существуют, его нужно производить. Получают его главным образом из углеводородов несколькими способами: путем каталитической конверсии, газификации или плазмохимических технологий. В перспективе использования водорода как основного энергоносителя оптимальным решением будет получение Н2 из воды с помощью электролиза, термохимических циклов или фотокаталитических методов. Базовым методом производства должны стать электролиз, преобладающим источником энергии для данного процесса – ВИЭ. По мнению докладчика, в России в первую очередь водородные технологии начнут применять в секторе электроэнергетики, а не как в других странах на транспорте. Во всем мире популяризация и продвижение энергетики на основе Н2 идет через создание опытно-демонстрационных полигонов, в России ни одного масштабного проекта в данной области нет. Однако без реализации подобных инициатив развитие водородной энергетики невозможно. В настоящее время силами Курчатовского института прорабатывается проект создания опытного-демонстрационного полигона технологий возобновляемой водородной энергетики на о. Коневец на Ладожском озере. Остается открытым вопрос финансирования, здесь нужна в том числе политическая воля. Бизнес-вариант пока не проходит.
Далее вниманию участников была представлена серия выступлений с акцентом на технологическую составляющую производства, использования, транспортировки и хранения водорода. Так, о преимуществах процесса электролиза и возможности выработки водорода на автозаправочных станциях водородного топлива рассказал заместитель генерального директора Hydrogenics Europe Алексей Гладышев. Предложенная технология отличается простотой, эффективностью и технологичностью. Для получения водорода требуются вода и электричество, отсутствуют затраты на транспортировку водорода к потребителю, добычу и дополнительную переработку газа. И хотя сам электролизер имеет достаточно высокую стоимость, он обеспечивает непревзойденную экологичность установки. При использовании ВИЭ направленная на электролиз энергия позволит сгладить энергетические пики в сети. У атомных электростанций есть возможность не менять базовый режим работы в ночное время и производить водород практически бесплатно. Одним из возможных решений автозаправочных комплексов также может стать производство водорода на основе парогазового риформинга (получение Н2 из природного газа методом газоразделения). Касательно действующих проектов спикер отметил, что в Канаде и Европе при государственной поддержке создана сеть водородных заправочных станций. В РФ подобные автозаправочные сети к реализации планируются, но для начала необходимо пустить пилотные проекты в крупных российских городах.
Начальник сектора производственно-технического обеспечения “Мосгортранса” Виктор Назаров прокомментировал, что в филиале предприятия (11-й автобусный парк) проводится перевод городских автобусов на использование компримированного природного газа-метана в качестве моторного топлива. До конца 2013 г. количество автотранспорта должно составить 300 единиц. Также предполагается строительство газового автобусного парка в Зеленограде и открытой стоянки для 4-го автобусного парка (моторное топливо – также КПГ-метан). НАЗАРОВ отметил, что водород является сложным моторным топливом, проекты с его применением на сегодняшний день организацией не рассматриваются.
Менеджер по развитию рынка Linde Gas Rus Александр Захаренков рассказал о снабжении нефтехимических производств техническими газами и преимуществах аутсорсинга. По его оценке, российские нефтяные компании будут увеличивать глубину переработки и производить больше легких фракций в связи с применением мировых стандартов качества топлива, что повлечет увеличение объемов потребления водорода в 4 раза к 2020 г. Использование схемы аутсорсинга on-site (производство Н2 специализированной газовой компанией на предоставленной НПЗ площадке) позволит оптимизировать активы нефтеперерабатывающих предприятий и сфокусироваться на ключевом бизнесе.
Михаил Гетманов, менеджер по поставкам промышленных газов Air Products, в своем докладе по оптимизации производства водорода сделал акцент на мембранных технологиях, которые отличаются низкой стоимостью, гибкой технологией очистки H2 и возможностью адаптации к различным процессам НПЗ.
О работе Научно-испытательного центра ракетно-космической промышленности в рамках федеральной целевой программы по созданию новой перспективной ракеты-носителя “Ангара” рассказали сотрудники центра – заместитель начальника отдела Владимир Бережной и главный специалист Николай Афанасьев. В докладах на тему “Опыт использования водорода в ракетно-космической промышленности” они сообщили, что для наземной стендовой отработки кислородно-водородного ракетного блока ракеты “Ангара” в настоящее время в “НИЦ РКП” осуществляется реконструкция единственного в России промышленного производства жидкого водорода и техническое перевооружение испытательной базы. Объем производства после реконструкции составит до 1 тыс. т/год жидкого водорода, в дальнейшем, по мере роста потребностей, проработаны варианты увеличения производства до 2,5 тыс. т на существующих мощностях с использованием новых высокоэффективных технологий и оборудования. Докладчики проинформировали об опыте эксплуатации и перспективах производства жидкого водорода в России.
Методы, средства транспортировки и длительного хранения жидкого водорода представил генеральный конструктор “Уралкриомаша” Олег Черемных. Он оценил современные достижения промышленности в области водородной криогеники и презентовал разработанное на предприятии водородное хранилище с экранно-вакуумной изоляцией объемом 250 куб. м, который значительно превышает стандартную вместимость – 100 куб. м.
Возможности получения водорода из твердого топлива раскрыл главный научный сотрудник “Газпром промгаза” Ефим Крейнин. Он презентовал новую запатентованную технологию подземной газификации угля с помощью ПГУ (подземной газификационной установки) последнего поколения, которая обеспечивает эффективную стабильную эксплуатацию промышленных объектов, в том числе с возможностью генерации газообразного водорода. Подобное комплексное предприятие в пилотном варианте могло бы стать достойным вкладом в российскую водородную энергетику, подчеркнул Крейнин. Однако на сегодняшний день инвестор пока не найден.
Ведущий научный сотрудник, технолог “НИАП-Катализатор” Валентина Шаркина рассказала о разрабатываемых и выпускаемых предприятием катализаторах для получения водорода. Компанией производятся никелевые, медные и другие катализаторы, в частности катализатор-хемосорбент, который может заменить Al-Co-мoкатализатор в сероочистке на водородных установках, катализаторы конверсии метана различных форм, спектр катализаторов низкотемпературной конверсии, поглотители сернистых соединений. Шаркина добавила, что катализаторы, разработанные для азотной промышленности, могут с успехом использоваться для водородных технологий. Несмотря на высокое качество российской продукции, эксперт отметила серьезную зависимость предприятий от поставок катализаторов иностранными фирмами. (Rcc/Химия Украины, СНГ, мира)