Водородная энергетика в поисках экономики

Бум проектов в сфере водородной энергетики, заявленных в последние месяцы в самых разных странах, пока выглядит попыткой их инициаторов, включая крупнейшие нефтегазовые компании, привлечь в новомодную тему серьезные вливания из правительственных бюджетов. По оценке экспертов, всеобщее увлечение государств энергетическим переходом гарантирует многим из этих проектов успешное преодоление «бумажной» стадии, но выйти на коммерческую окупаемость водород — в особенности «зеленая» его разновидность — сможет не раньше следующего десятилетия. Поучаствовать в формировании нового энергетического рынка намерена и Россия, но будущие проблемы могут быть заложены уже на старте, поскольку отечественные водородные проекты не ориентированы на возобновляемые источники энергии (ВИЭ) и могут столкнуться с проблемами выхода на европейский рынок.

Новый веселящий газ

2020 год в истории глобальной энергетики вполне может войти в историю как год водорода, если, конечно, анонсированные планы по его производству будут реализованы в обозримом будущем и оправдают возлагаемые на них надежды. Масштабы начинаний уже на старте измеряются миллиардами долларов, причем для ряда проектов их конечная цена, похоже, не вполне понятна. Например, в крупнейшем на данный момент заявленном проекте по производству «зеленого» водорода NortH2, который предложили в феврале нефтегазовый мейджор Shell, нидерландская газовая инфраструктурная компания Gasunie и портовый холдинг Groningen Seaports, только вложения в ветровые электростанции в Северном море мощностью до 10 ГВт оцениваются примерно в $30 млрд.

Уже известно, что одним из каналов сбыта станет сеть водородных АЗС в Германии, которую развивает консорциум в составе компаний Shell, Total, Air Liquide, Daimler, Linde и OMV; в этом году количество заправок вырастет до сотни, инвестиции в проект составят около €350 млн. Кроме того, Shell планирует уже в этом году запустить в Германии завод по производству «зеленого» водорода мощностью 1,3 тысячи тонн для НПЗ в Весселинге.

Для Shell водород стал очередным шагом в реализации корпоративной стратегии энергетического перехода, изначально ориентированной на ветер. Мегапроект «европейской водородной долины» планируется реализовать в городе Эмсхавене в провинции Гронинген, еще недавно имевшей репутацию газовой столицы Нидерландов. Именно здесь в 1959 году было открыто одно из крупнейших в Европе газовых месторождений, активная эксплуатация которого вскоре породила термин «голландская болезнь» — чрезмерная зависимость национальной экономики от углеводородов. Пару лет назад власти Нидерландов приняли решение о его закрытии к 2030 году, но к этому времени Гронинген, если проект Shell не останется на бумаге, уже должен стать главным мировым производителем «зеленого» водорода на основе электролиза воды с использованием электроэнергии из ВИЭ без образования углекислого газа.

География представленных за последние месяцы водородных планов включает уже порядка десяти стран Старого света, а также Австралию. В Азии пионером «зеленого» водорода выступает Япония.

В марте корпорация Toshiba завершила проект FH2R в префектуре Фукусима, где источником энергии для производства водорода в объеме 900 тонн в год станет солнечная электростанция мощностью 10 МВт. В сутки производимого водорода хватит на заправку 560 автомобилей на топливных элементах и выработку энергии для 150 домов, но испытания только начались, поэтому экономические оценки проекта, давать рано, отмечает руководитель департамента развития новых направлений бизнеса «Тошиба Рус» Владимир Максимов.

Япония, объявившая себя несколько лет назад «первой водородной нацией», только за этот год вложила в развитие водородной энергетики около миллиарда долларов, говорит директор по развитию бизнеса фонда Creon Capital (Люксембург) Флориан Виллерсхаузен. Пилотный японский проект HySTRA предполагает замену ископаемых топлив водородом в среднесрочной перспективе: для этого предполагается производить водород в Австралии и доставлять его в сжиженном виде в японский порт Кобе.

Не меньшие амбиции демонстрирует Саудовская Аравия, где в июле национальный лидер в сфере ВИЭ, компания ACWA Power вместе с американской компанией Air Products, одним из ведущих мировых производителей технических газов, начали водородный проект стоимостью $5 млрд. Для производства водорода потребуется более 4 ГВт мощностей солнечной и ветровой энергетики, а также систем накопления энергии, продукцию планируется экспортировать по всему миру.

В список стран, заявивших планы присутствия на глобальном водородном рынке, входят не только признанные экономические и технологические лидеры. Например, один из новоявленных мегапроектов может быть реализован в Марокко — в июне эта африканская страна заключила соглашение о сотрудничестве с Германией по развитию производства экологически чистого водорода с использованием солнечной энергии. Также намерения поставлять водород на европейский рынок имеются у Украины — летом министерство энергетики этой страны сообщило, что рассматривает вопрос о создании производственных мощностей, а для транспортировки водорода могут быть задействованы мощности украинской газотранспортной системы, которая рано или поздно перестанет использоваться по прямому назначению. В начале октября еврокомиссар по энергетике Кадри Симсон сообщила, что Евросоюз намерен установить правила торговли водородом с Марокко и Украиной, а также водород будет включен в повестку энергетических переговоров с США, Японией и Южной Кореей. Согласно опубликованной в июле европейской водородной стратегии, к концу нынешнего десятилетия ЕС планирует получать 40 ГВт энергии водородной мощности для использования в таких секторах, как химическая промышленность и производство стали.

Наконец, собственные планы в этой сфере строит Россия. В настоящее время в правительстве РФ идет обсуждение разработанной Минэнерго «дорожной карты» развития водородной энергетики в до 2024 года — уже известно, что главными по водороду станут «Росатом», «Газпром» и НОВАТЭК. Атомная госкорпорация будет производить так называемый «желтый водород» с использованием электроэнергии, производимой ядерными реакторами, а «Газпром» и НОВАТЭК займутся «голубым» водородом, получаемым из природного газа. Объемы инвестиций в эти проекты пока не анонсированы, но уже известно о планах присутствия на мировом рынке: к 2024 году Россия собирается экспортировать 200 тысяч тонн водорода новой генерации. В качестве канала его поставки на европейский рынок также обсуждаются возможности использования существующих газопроводов.

Не взлетит без государства

Многие заявленные в этом году проекты переживут «бумажный» этап, уверен доцент МГТУ им. Н. Э. Баумана Александр Кротов, участвовавший в гелиевой программе «Газпрома» на Амурском ГПЗ. Среди наиболее перспективных начинаний, по его словам, уже упоминавшийся проект компании Shell, а также начатый компанией Beijing Jingneng водородный комплекс в китайской провинции Внутренняя Монголия стоимостью 23 млрд юаней ($3,2 млрд). Энергию для него будет обеспечивать солнечно-ветровая электростанция мощностью 5000 МВт, мощность производства водорода составит 400-500 тысяч тонн в год, а начать его китайцы планируют уже в следующем году. Но уверенность в будущем этих инициатив, подчеркивает эксперт, строится не на понимании их экономической эффективности данных проектов. На данный момент они убыточны, но убытки компаниям, реализующим проекты, будут компенсированы государствами, исходящими из того, что водород — неотъемлемый элемент «зеленой» (безуглеродной) энергетики будущего.

Проекты по производству «зеленого» водорода и водородная энергетика в целом, убежден Александр Кротов, могут двигать вперед науку и технологии в мировом масштабе, обеспечивать экономический рост и рабочие места, особенно на фоне дешевых денег в условиях нулевых и отрицательных банковских ставок во всем мире, которые надо куда-то вкладывать. Но при этом эксперт пока затрудняется назвать хотя бы один эталонный проект производства «зеленого» водорода:

«До конца реализованных подобных крупных проектов пока нет. Когда они будут запущены, можно будет понять их преимущества и недостатки, станет ясно, на кого стоит ориентироваться.

Считаем возможным, что в перспективе после 2035 года эти проекты будут иметь рентабельность и окупаемость примерно такую, как сейчас имеют проекты в области СПГ».

В условиях низких цен на нефть водородным проектам весьма непросто конкурировать с возможностями традиционной энергетики, констатирует Татьяна Басова, старший экономист консалтинговой компании Kulik & Partners Law Economics. Поэтому, по ее словам, именно стимулирующий фактор развития является ключевым при разработке мер государственной поддержки рынка водородной энергетики, а перспективы независимой рыночной жизни водородных проектов без поддержки со стороны правительств весьма туманны. «Как показывает практика, при наступлении негативных событий в виде макро- и микроэкономических шоков энергетические компании (и не только они) терпят многомиллионные убытки, и без государственной поддержки неспособны самостоятельно выйти из кризисного состояния», — утверждает эксперт.

На нынешнем этапе развития технологий производство «зеленого» водорода очень затратно, признает Флориан Виллерсхаузен. Тем не менее, Евросоюз рассматривает именно его как самый предпочитаемый вариант для энергоперехода, поскольку это самый экологичный энергоноситель, производимый путем электролиза воды за счет электроэнергии из ВИЭ практически без выбросов углеродов. Однако производство одного килограмма зеленого водорода обходится в $10-25 в зависимости от страны и стоимости электроэнергии, что примерно в два раза больше, чем производство «голубого» или «бирюзового» водорода. Первая из этих разновидностей предполагает применение технологий улавливания и хранения углекислого газа, вторая — пиролиз метана, причем в обоих случаях обеспечивается нейтральный баланс по углекислому газу.

Тем не менее, считает эксперт, многие проекты уже можно считать рыночными, а не чисто политическими, но их жизнеспособность зависит от современных производственно-сбытовых цепочек. Модель, к которой привыкли российские компании, — добывать газ или нефть дешево и продавать дорого, потому что на эти продукты всегда был спрос и щедрый покупатель, — в парадигме водородной энергетики не сработает предупреждает Виллерсхаузен. По его словам, водород — это сложный технологичный продукт со сложной системой доставки, и в борьбе за новый рынок выиграют не те компании, что будут производить водород и качать его по трубе до границы, а те игроки, которые будут развивать на целевых рынках собственные цепочки добавленной стоимости вместе с сильными партнерами.

«При сохранении политического и экономического курса на декарбонизацию иного сценария я не вижу, — резюмирует Виллерсхаузен. — Водородная энергетика и ВИЭ являются перспективными точками роста для экономик всех стран, чтобы как можно скорее преодолеть последствия коронавируса. Политики во всех странах это очень хорошо понимают, поэтому будут всячески поддерживать и субсидировать это направление».

Новая «поляна» для санкций

Оценивая перспективы отечественных водородных начинаний, эксперты делают акцент на том, что пока Россия способна производить только «серый» водород, получаемый из ископаемых источников (например, природного газа) с помощью риформинга, что сопровождается значительной эмиссией углекислого газа. Другие технологии, подчеркивает Александр Кротов, еще не готовы, и к 2024 году возможно запустить только отдельные пилотные проекты относительно небольших масштабов. При этом, по мнению эксперта, то обстоятельство, что Россия не идет путем большинства проектов в других странах, где для производства водорода предполагается использование ВИЭ, безусловно, создает риск санкций.

«Если в части технологий и оборудования для водородной энергетики он в принципе преодолим за счет импортозамещения, то сам рынок водорода в мире создается за счет „нерыночных“ методов,

— считает Кротов. — Иными словами, экономическая эффективность проектов будет определяться тем, какой водород его покупатели будут считать „чистым“, а какой нет. Отечественные водородные проекты ориентированы главным образом на использование атомной энергии, и если покупатели вдруг решат, что этот водород экологически грязный, то путь на иностранные рынки может быть отрезан. Скорее всего, вначале для развития рынка будут разрешены и равноценны все виды водорода, но со временем все, кроме „зеленого“, будет вытесняться. С технической точки, зрения „голубой“ и „бирюзовый“ водород также являются экологически нейтральными, но поскольку для сырьем для их производства является природный газ, они, вероятно, будут обложены налогами и в перспективе вытеснены с рынка».

Представитель Toshiba Владимир Максимов также исходит из того, что магистральным путем развития водородной энергетики является получение водорода с помощью ВИЭ. По его словам, сейчас водород, производимый в России, очень дешев ($1,1 за килограмм) благодаря низкой цене газа, зато стоимость «зеленого» водорода, произведенного из ВИЭ, составит $3-4 за килограмм, что кратно дороже, чем в экваториальных и южных регионах планеты ($1–2,5).

Вопрос снижения цен на «зеленый» водород в России может быть решен увеличением масштабов производства экологически чистого электричества, прежде всего на ветряных станциях, полагает Максимов. Но сейчас, добавляет эксперт, в стране немногим более 100 МВт установленных мощностей в ветроэнергетике и 1 тысячи МВт — в солнечной, и даже если оснастить их электролизерами наподобие тех, что установлены в японском проекте FH2R, 200 тысяч тонн водорода на экспорт к 2024 году получить не удастся. Кроме того, нужно производить больше элементов для электростанций на ВИЭ, и здесь могут создать проблему санкции, поскольку Россия зависима от поставок такого оборудования и в целом отстает в его производстве от Европы, США и Китая.

Прогнозируя планы развития водородной энергетики, нельзя выносить за скобки эффекты пандемии, напоминает Татьяна Басова. По ее словам, часть инвесторов в сегмент ВИЭ в России уже сообщили о форс-мажорных обстоятельствах в связи с коронавирусом, и если учесть форс-мажорные обстоятельства, то прогноз экспорта водорода в 200 тысяч тонн к 2024 году весьма оптимистичен и не соответствует реальным ожиданиям инвесторов от развития водородных технологий. При оптимистичном сценарии развития водородных технологий ориентиром для инвесторов будет являться уровень рентабельности, не превышающий 12% со сроком окупаемости не менее 12-15 лет, а в пессимистичном сценарии — в случае сохранения высокой капиталоемкости производства водорода в России и продления ограничительных мер в связи с коронавирусом — сроки окупаемости могут увеличиться до 20 лет, а рентабельность проектов рискует оказаться ниже 10-процентного уровня.

Как поясняет Флориан Виллерсхаузен, логика развития водородных проектов в России должна определяться политикой потенциальных рынков сбыта.

В водородной стратегии Евросоюза сделана ставка только на «зеленый» водород, хотя Германия готова покупать и «бирюзовый», но «серый» уже рассматривает исключительно в краткосрочной перспективе.

«Желтый» водород в Германии и многих других странах ЕС не рассматривается в принципе из-за планов сворачивания атомной энергетики, однако он может быть интересным в Японии и на азиатских рынках. Так или иначе, прогнозирует Виллерсхаузен, конкуренция между видами водорода будет поначалу жесткой, потому что пока не зафиксировано, какой из видов водорода станет определяющим, но она не будет продолжительной. Какое-то время все виды водорода будут существовать параллельно, однако курс во всех национальных стратегиях задан четко: декарбонизация экономики и сокращение выбросов углекислого газа практически до нуля, что может обеспечить только «зеленый» водород.

«Маловероятно, что Россия будет производить 200 тысяч тонн зеленого водорода в год для рынков Евросоюза, — уверен европейский эксперт. — Однако по другим видам водорода этот сценарий возможен — при условии расширенной сети сильных партнеров на местных рынках и развернутых цепочках сбыта. Но один из рисков заключается в том, что момент может быть упущен. Дело в том, что в Европе, Азии, Африке и на Ближнем Востоке водородная энергетика уже активно развивается, причем за счет транснациональных корпораций и партнерств. Появляются новые поставщики, которые через два-три года начнут производить огромные объемы водорода под довольно устойчивый спрос. Россия же собирается производить и экспортировать водород самостоятельно, силами госкорпораций и ВИНКов. Это очень амбициозная задача, с которой они вряд ли справится в одиночку».

Николай Проценко