Водоробусы, зеленые поезда, «вечные батарейки»… Идея водородной энергетики обретает реальные черты

164
Евгений Гетц.

 

Евгений Гетц, заместитель министра цифрового и технологического развития Сахалинской области, заместитель председателя и ученый секретарь научно-экспертного совета при региональном правительстве в интервью «Советскому Сахалину» ответил на вопросы о завтрашнем дне островной водородной энергетики, волнующие сахалинцев.

Другой уровень

– Евгений Александрович, в последнее время много говорится о планах развития водородной энергетики на островах. Судя по последним сообщениям, эти планы уже приобретают вполне реальные очертания: в 2024 году в Сахалинской области планируют производить 30 тысяч тонн водорода, к 2030-му – 100 тысяч тонн. Почему Сахалинская область этим занимается?

– Человечество переживает очередной энергопереход на возобновляемые источники энергии солнца и ветра. Они нестабильны по выработке: после пиковой выдачи мощности  наступает спад. Это хорошо видно на примере Европы, которая совсем недавно переживала отрицательную стоимость электроэнергии из-за переизбытка, нужно было утилизировать невостребованное электричество. За утилизацию энергокомпании готовы были переплачивать. А сейчас – наоборот, образовался большой дефицит.

Водород – хороший стабилизирующий элемент в будущей энергосистеме. С помощью электролиза его легко можно накапливать, а с помощью топливных элементов его просто выдавать в систему. Или, например, можно добавлять в метан.  Метановодородные смеси можно использовать на специальных газотурбинах, которые уже есть на рынке для сжигания с минимальным углеродным следом.

Водородный топливный элемент, упрощенно говоря, по принципу действия сходен с аккумулятором. В нем также происходит химическая реакция восстановления с образованием электрического тока. Но, в отличие от обычных аккумуляторов,  действующим веществом является водород, который тратится. Чем водородный автомобиль отличается от электрического? Обычный литий-ионный аккумулятор в нем заменен на водородный топливный элемент и систему хранения водорода в виде композитного бака.

Водоробус от КамАЗа. Фото с сайта ПАО «КамАЗ».

– Водородная энергетика – это нечто абсолютно новое или хорошо позабытое старое?

– Водород – не новый источник энергии. Он успешно используется в космической и атомной отраслях. Между прочим, в 1980-х уже были созданы первые водородные автомобили «Москвич» и летали самолеты на смешанном водородном топливе. Так что у России есть мощный научно-технический задел. Для его реализации не обойтись без серьезных инвестиций, мер государственной поддержки. На федеральном уровне это хорошо понимают и такие меры принимают: общий начальный объем поддержки водородных проектов по всем регионам на конкурсной основе на 2022 год оценивается примерно в 6 миллиардов рублей.

Государство приняло концепцию  развития водородной энергетики, в которой четко прописан кластерный подход. В России создаются три кластера и еще один – пока под вопросом. Сахалин относится к Восточному кластеру. Второй – Арктический (Ямал) и третий – Западный, ориентированный на страны Западной Европы, географически расположен в Ленинградской области. Возможный четвертый нацелен на юг, на побережье Черного моря. Водородную энергетику в России развивают в двух направлениях – для внутреннего использования и для экспорта.

– Сахалин должен стать точкой на карте России, где энергетический переход осуществлен в первую очередь?

– Наши партнеры в АТР – Япония, Корея – уже заявили об энергопереходе, приняли решения об отказе от использования двигателей внутреннего сгорания на ископаемом топливе. После 2040 года физически не будет автомобилей  на бензиновом топливе. Сахалинец не сможет купить такую «бэушную» машину, их перестанут выпускать. Новость месяца: компания Yamaha Motor по заказу Toyota усовершенствовала и разработала двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, как на сжигаемом топливе. Изменения в двигатель при этом внесены незначительные. А это значит, что у нас на Сахалине появляется большой рынок сбыта водорода. Рынок потребления в мире исчисляется миллионами тонн.

– Каким образом планируется получать водород?

– Рассматривается два основных метода: паровая газовая конверсия метана и электролиз. Япония и Корея не имеют достаточного объема дешевой электроэнергии, это для них затрудняет производство водорода своими силами в нужном количестве.

На Сахалине же есть потенциал для развития электроэнергетики. А главное – мы концентрируемся не на электролизе, требующем много электроэнергии, а на паровой газовой конверсии из метана. Заключены соглашения с Газпромом и Росатомом на поставку достаточного количества метана. Из него и будет получен объявленный к 2024-му году объем водорода. Как говорится, все шаги просчитаны.

Это уже не идея, а реализуемый проект. По развитию водородного кластера соглашение заключено с Росатомом, по строительству завода – с  AIR LIQUIDE  (Франция) и с АО «Русатом Оверсиз» – дочерним предприятием Росатома. Они уже работают над технико-экономическим обоснованием.

Слово и дело

– Где планируется разместить завод по производству водорода?

– Рассматривается несколько площадок под размещение завода на Сахалине. Наиболее вероятная – в Корсаковском районе, рядом с действующим заводом СПГ в Пригородном. По инфраструктуре эти предприятия схожи, оба требуют отгрузки для транспортировки готовой продукции в похожие по виду танкеры. Сахалинский водород будет особенно конкурентоспособным из-за близости Японии, по сравнению, допустим, с австралийским. Первая поставка из Австралии в Японию планируется в следующем году. У японцев уже есть в распоряжении специализированное судно компании «Кавасаки Индастриал». Сахалинский завод должен вступить в строй в 2024 году.

– Известно о планах запуска к 2024 году на Сахалине водородных поездов. За реализацию этого пилотного для РФ проекта взялись ОАО «РЖД» совместно с АО «Трансмашхолдинг» и ГК «Росатом». На какой стадии этот проект, уложатся ли разработчики в указанный срок?

Салон водоробуса КАМАЗ-6282

– Соглашение на сей счет было заключено в 2019 году на Восточном экономическом форуме. В нынешнем году, также на ВЭФ, подписан протокол о переходе к следующей, инвестиционной стадии. В 2024 году на Сахалине должны запустить первый тестовый поезд, а всего в перспективе их будет семь. В России таких поездов пока точно нет. Свежие новости из-за рубежа: в канадском городе Калгари запускают водородный поезд… Компания «Сименс» создала свой водородный поезд… В чем будет заключаться отличие сахалинского проекта от иностранных? Планируем переводить на водородное топливо все железнодорожное сообщение, сначала пассажирское, а затем и грузовое. Благо, в области изолированная транспортная система.

– Где будут обучаться кадры для работы в сфере водородной энергетики?

– В рамках нацпроекта «Наука и университеты» действует программа по поддержке научно-образовательных центров (НОЦ) мирового уровня. Сахалинская область и северо-восточные регионы – Якутия, Магадан, Чукотка, Камчатка – подали в этом году межрегиональную заявку на создание такого центра «Север – территория устойчивого развития». Всего в стране поддержаны 15 НОЦ. В рамках НОЦ в СахГУ создана молодежная лаборатория, получившая финансирование от минобрнауки РФ на 3 года.

Это позволило привлечь молодых аспирантов из Института проблем химической физики РАН, они приезжают на Сахалин и начинают развивать лабораторию. То есть возникает научная школа, посвященная водородным технологиям. В дальнейшем разработают образовательные программы,  появятся новые рабочие места…

Люди, которым предстоит работать на новом заводе, также должны пройти обучение. В 2021 году СахГУ заключили соглашение с ООО «Газпром ВНИИГАЗ»,  Российским государственным университетом нефти и газа имени И. М. Губкина по подготовке специалистов нужного профиля. Группа энергетиков, набранная в 2021 году, пройдет спецкурсы по этому профилю. К моменту запуска нового завода будут подготовлены специалисты, готовые на нем работать.

– Вообще водородная энергетика – звучит фантастически…

– Это не фантастика, а видение будущего, к которому мы уже идем. Вспоминается советский художественный фильм «Чародеи», новогодняя музыкальная комедия по произведению братьев Стругацких «Понедельник начинается в субботу». Там звучит такая фраза из инструктажа по прохождению стены: «вижу цель, двигаюсь, прохожу сквозь стену». У нас есть видение – как достичь поставленной цели, несмотря на все препятствия.

– Для пользователей понадобится сеть водородных заправок, другие элементы инфраструктуры. Это само по себе дело многосложное, справимся ли?

– Водородные заправки немного отливаются от обычных газовых, водород находится в них под более высоким давлением. Но при этом водородная заправка хороша тем, что для начала работы к ней нужно подвести только воду и электричество, и этого достаточно. Водород получают прямо на месте с помощью электролиза. В будущем, с вводом завода, возможно появятся заправочные комплексы с доставкой готового водорода. Но газ летучий, хранить его долго нет смысла, он быстро улетучивается. Проще произвести нужную партию, быстро реализовать и произвести следующую… Есть пожелание со стороны регионального правительства, чтобы скорее запустили первую заправку, мы работаем над этим.

– В каких еще сферах планируется задействовать абсолютно новый источник энергии?

– Например, в общественном транспорте. Автобус, использующий в качестве топлива водород, называется водоробус. Кстати, в ближайшее время его поставят на линию в Москве. Чем он отличается от электробуса? У него более длинный пробег. Известен опыт коллег из корейского города Ульсана, которые объявили о переводе до 60 тысяч единиц транспорта на водород. И вообще планируют перевести на этот вид топлива всю энергетику.

Компания Hyundai Motor уже серийно производит водородные автобусы, грузовики и легковые автомобили. У нее есть совместный инвестиционный проект со Швейцарией – швейцарцы готовы взять в лизинг до полутора тысяч таких грузовиков для использования у себя в стране. То есть, уже образованы устойчивые бизнес-модели, позволяющие инвесторам возвращать деньги.

Разработчики в  свое время столкнулись с трудностями при создании электрических грузовиков. Уж очень тяжелые аккумуляторы для грузовика  требуются, из-за чего машина может перевозить мало груза. Водород позволил решить проблему. Пробег с его использованием сравним с пробегом обычного автомобиля, при этом грузовик получается значительно легче электромобиля.

– Любое производство несет с собой плюсы и минусы. Какие выгоды от этого проекта для жителей Сахалинской области, экономики и экологии региона? И  возможны ли какие-либо  негативные последствия?

– Любая деятельность человека связана с воздействием на природу. Но даже в  сравнении с бытовыми видами воздействия водородное производство абсолютно чисто, не подразумевает загрязнений с точки зрения экологии. Производство замкнутого цикла. Все что нужно – электричество, метан и вода. Никаких опасных элементов не генерируется.

Получаемый СО2 (углекислый газ) захватывается и утилизируется – его можно закачивать, например, в выработанные скважины в Анивском районе. Впрочем, сам по себе углекислый газ безвреден в малых концентрациях. Он входит в состав воздуха. А растения «питаются» им благодаря фотосинтезу. Между прочим, его завозят в немалых количествах на Сахалин для промышленных нужд. Углекислый газ активно используют тепличные хозяйства.

Между прочим, над возможным применением СО2 сейчас работают ученые. Это направление перспективное, подразумевает создание новых производств, новых рабочих мест, привлечение высококвалифицированных кадров. Это интересно и предпринимателям – ведь открывается новый рынок услуг.

Водоробус от КамАЗа3

Привлекательно во всех отношениях

– С глобальными выгодами все вроде понятно. А рядовому потребителю чем привлекательна водородная энергия?

– Простой пример. Владелец какого-нибудь кафе сможет поставить рядом с заведением аккуратную будочку с топливным водородным элементом и долгое время будет обеспечен собственным электричеством. Автономность, независимость от городских сетей, возможность использовать энергию в труднодоступных местах – сплошные выгоды.

Министерство цифрового и технологического развития региона использует в своей работе антенно-мачтовые сооружения, на которых установлена аппаратура сотовых операторов. Она требует электроэнергии. Но эти мачты часто ставят там, где нет электросетей.

Приходится задействовать солнечные батареи и дизель-генераторы. Содержание такой системы в год обходится около 5 миллионов рублей. Требуется завозить дизельное топливо, заправлять, обслуживать. Все способна упростить система замкнутого цикла: в дневное время, благодаря энергии солнца или ветра,  будет вырабатываться водород, а ночью приступит к работе водородный топливный элемент.

Система малой или средней мощности из ветряка, солнечной батареи, электролизера, водородно-топливных элементов и системы хранения вполне сможет обеспечивать электричеством фермерские хозяйства. Фермеру не надо будет думать о том, что через год необходимо менять очередной обычный аккумулятор на новый. Топливный водородный элемент служит в три раза дольше обычных аккумуляторов.

Зеленая перспектива

– С точки зрения экологии такой подход можно только приветствовать – чище станет воздух, вода, вообще городская среда…

– Помимо этого, «зеленость» важна и чисто с экономической точки зрения. В современном мире она означает привлечение инвестиций, и разные государства конкурируют за их привлечение для своего развития. Современные инвестфонды и предприниматели не готовы вкладывать средства в регионы, которые губят планету. Поэтому важно себя позиционировать как углеродно-нейтральную территорию. Это важнейшая составляющая инвестиционной привлекательности региона. Сахалинская область намерена конкурировать на этом рынке в масштабах АТР. Это отражено в стратегии социально-экономического развития области.

– Есть опасения, что зарубежные конкуренты уже ушли далеко вперед. Как с ними соревноваться?

– Если это так, то они бы не обращали внимания на сахалинские проекты. А у нас ежемесячно проходят встречи с партнерами из Японии, Кореи. Обсуждаем совместное развитие водородной энергетики. Это для них важно и интересно. Ведь мы можем достичь в АТР синергетического эффекта, когда усилия разных стран в сумме дают больший результат, чем усилия каждой страны по отдельности. Так что, производя водород, мы сделаем более конкурентоспособной и экономику соседей.

– Получается, что в бурлящем море кризисов в мире Сахалин может стать зеленым островом, где царят согласие, взаимовыгодное сотрудничество, при этом сами сахалинцы ощущают на себе блага, приобретаемые с внедрением новых технологий?

– У острова прекрасное будущее, я в этом абсолютно уверен! У Сахалина есть прекрасное свойство – он затягивает. Он готов стать привлекательным для людей, не желающих жить в грязных городах. Знаете, сегодня это позиция многих людей – они сортируют мусор из-за жизненных убеждений, потому что искренне хотят сделать мир лучше и чище… Это единомышленники – разделяют идею сделать Сахалин самым перспективным регионом в АТР. По этому пути мы и движемся.

Подготовил Ярослав САФОНОВ.

Водоробус КАМАЗ-6290 — электробус с водородной топливной системой (#shorts)Водоробус КАМАЗ-6290 — электробус с водородной топливной системой (#shorts)