CC BY
42
Безопасность в чрезвычайных ситуациях «Технологии гражданской безопасности», том 18, 2021, № 3 (69) УДК 629.014.8
Перспективы развития водородной энергетики в России
ISSN 1996-8493
© Технологии гражданской безопасности, 2021
В.Б. Мошков, В.В. Овчинников, Д.В. Черняков, В.В. Кожемякин, М.Ю. Курбатов, А.С. Скоробогатая
Аннотация
Рассмотрены преимущества и перспективы развития электромобилей, которые теснят машины с двигателями внутреннего сгорания и гибридные автомобили на всех динамично развивающихся мировых рынках. В тоже время, актуализируется тенденция выбора — будет ли электромобиль в России массовым явлением, или он не приживется в ближайшем обозримом будущем.
Ключевые слова: электромобил; автомобили; экологичность; экономичность; атмосфера; углеводороды; электричество.
Prospects for the Development of Hydrogen Energy in Russia
ISSN 1996-8493
© Civil Security Technology, 2021
V. Moshkov, V. Ovchinnikov, D. Chernyakov, V. Kozhemyakin, M. Kurbatov, A. Skorobogataya
Abstact
The advantages and development prospects of the electric vehicles crowding cars with internal combustion engines and hybrid cars in all dynamically developing world markets are considered.
At the same time, the trend of choosing is becoming more relevant — whether the electric car will be a mass phenomenon in Russia, or it will not take root in the near foreseeable future.
Key words: electric vehicle; cars; environmental friendliness; economy; atmosphere; hydrocarbons; electricity.
1.06.2021
Правительства европейских стран объявляют друг за другом планы по тотальному запрету на двигатели внутреннего сгорания. Рыночная стоимость «Теслы» превысила совокупную стоимость всех автопроизводителей мира. Что происходит? Ответ кроется в иссякающих запасах нефти [1].
Европа — один из локомотивов перехода на «зеленые» технологии. Если исключить данные по России, то в Европе, по данным на конец 2019 года, нефти осталось всего лишь на 11,6 лет потребления. Это около 14,4 миллиарда баррелей, причем львиная доля разведанных запасов находится в Норвегии — 8,5 миллиарда баррелей.
Ежегодный европейский дефицит по топливному балансу постоянно растет: в Европе добывается гораздо меньше углеводородов, чем потребляется. Так, в 2019-м году потребление составило почти 15 миллионов баррелей в сутки, а производство — чуть меньше 3,5 млн баррелей в сутки. Недостающее топливо европейские страны вынуждены импортировать. Зависимость от импорта нефти становится угрожающей, и европейцы хотят слезть с нефтяной иглы.
В структуре потребления энергии странами Европы нефть составляет 36,27%. Далее идут газ (23,8%) и уголь (13,54%). На четвертом месте — ядерная энергетика (9,88%), но ее догоняют возобновляемые источники энергии (9,76%). На последнем месте гидроэнергетика с долей 6,75%.
А кто продает нефть в Европу? Россия стоит на первом месте: в 2019 году мы поставили в Европу 153 миллиона тонн нефти (29,3% от 522 млн тонн всего нефтяного европейского импорта) и 106 миллионов тонн нефтепродуктов (50,7% от 209 млн тонн импорта нефтепродуктов). Еще треть потребляемого топлива приходит с нестабильного Ближнего Востока, где в последнее время множатся конфликты, и есть риск большой войны. Если Европа лишится трети поставок нефти по какой-либо причине, это погрузит наших соседей в серьезный экономический коллапс — даже корона- вирус покажется легкой разминкой. Вот почему европейцы вкладывают огромные деньги в новые энергетические проекты.
Так пусть покупают нефть у нас! Увы, Россия в том же положении, что и Европа. Доказанных запасов нефти у нас осталось на 25,5 лет — при сохранении того же уровня производства и экспорта нефти, что и сейчас. Новые месторождения уже не столь легко доступны и требуют больших капиталовложений в освоение. При низких ценах на нефть многие из них нерентабельны. Некоторые старые месторождения в Восточной Сибири уже истощены и добывать там нефть в ближайшие годы может оказаться тоже нерентабельно, если, конечно, цены не скакнут выше 100 долларов за бочку.
А 25 лет — средний срок эксплуатации автомобиля в России. То есть новый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, приобретенный вами в 2021 году, как раз будет сдан в утиль к тому моменту, когда нефть в стране почти закончится. Или не закончится, но будет
Рис. 1. Структура энергопотребления стран Европы, 2019 год*
стоить очень дорого в связи с необходимостью освоения труднодоступных земель и вложения в эти проекты колоссальных средств.
Европа столкнется с фактом исчерпания собственных запасов нефти гораздо раньше — через 11 лет. Это даже не завтра, это уже сегодня. Например, легкая малосернистая нефть эталонной марки Brent, про которую вы постоянно слышите в новостях и видите на биржевых графиках, уже давно не добывается по причине исчерпания. Теперь под этой маркой понимают смесь нефти с пяти месторождений, которая называется BFOET. Изначально нефть Brent добывалась в Северном море, открыли одноименное месторождение в 1970-м году. Но она практически закончилась в далеком 2010 году, добывать остатки нефти Brent экономически неоправданно, консервация (закрытие) месторождения началась в 2015 году и будет завершена компанией Shell в ближайшие годы.
У России, как обычно, свой сценарий. Кончится нефть — будем еще лет пятьдесят ездить на газе. Кончится газ — тогда и начнем всерьез думать. Хотя думать, по-хорошему, надо уже сейчас, чтобы не быть на задворках технологического прогресса и не перекладывать эту проблему на плечи будущих поколений.
Считаем, что надежной правовой основой для совместной работы государств по контролю и сокращению эмиссии парниковых газов служат универсальные договоренности, достигнутые по линии Организации Объединенных Наций.
Россия со всей ответственностью подходит к выполнению своих международных обязательств в данной сфере. Прежде всего это касается реализации Рамочной конвенции ООН об изменении климата,
Рис. 2. Европейский импорт/экспорт нефти, тыс. баррелей в день*
Киотского протокола и Парижского соглашения. Ведем энергичную работу по формированию в нашей стране современного законодательства, обеспечивающего контроль за эмиссией углерода и стимулирующего ее сокращение.
В своем выступлении на Саммите по вопросам климата В. В. Путин отметил, что, «несмотря на размеры России особенности географии, климата и структуры экономики, эта задача, уверен, реализуема. Напомню, что по сравнению с 1990 годом Россия в большей степени, чем многие другие страны, сократила выбросы парниковых газов. Эти выбросы уменьшились в два раза — с 3,1 миллиарда тонн эквивалента СО2 до 1,6 миллиарда тонн. Это стало следствием кардинальной перестройки российской промышленности и энергетики, ведущейся в последние 20 лет» [2].
Как результат, сейчас 45 процентов нашего энергобаланса составляют низкоэмиссионные источники энергии, включая атомную генерацию. Уровень эмиссии парниковых газов атомными электростанциями на всем их жизненном цикле, как известно, почти нулевой.
Россия намерена и далее наращивать объемы утилизации попутного газа; реализовывать масштабную программу экологической модернизации и повышения энергоэффективности во всех секторах экономики; обеспечивать улавливание, хранение и использование углекислого газа от всех источников. Создаем также инфраструктуру производства водорода как в качестве сырья, так и энергоносителя.
В России, в Сахалинской области, начат пилотный проект по формированию системы углеродного ценообразования и торговли углеродными единицами. Его осуществление позволит достичь углеродной нейтральности этого российского региона уже к 2025 году.
Ни для кого не секрет, что ситуация, стимулировавшая глобальное потепление и проблемы, с ним связанные, возникла далеко не вчера. Какими видим пути комплексного решения этих проблем?
Первое. Углекислый газ держится в атмосфере сотни лет. Поэтому мало только говорить о новых объемах эмиссии. Важно заниматься вопросами поглощения углекислого газа, накопленного в атмосфере. Отмечу, что Россия вносит, без преувеличения, колоссальный вклад в абсорбирование глобальных выбросов как своих, так и чужих за счет поглощающей способности наших экосистем, которая оценивается в 2,5 миллиарда тонн эквивалента углекислого газа в год.
Второе. Следует учитывать все без исключения факторы, вызывающие глобальное потепление. К примеру, на долю метана приходится 20 процентов антропогенных выбросов. И каждая его тонна создает парниковый эффект в 25-28 раз больший, чем тонна СО2. Если бы, скажем, в предстоящие 30 лет удалось сократить эмиссию метана в два раза, то, по мнению экспертов, глобальная температура к 2050 году снизилась бы на 0,18 градуса. Что, кстати, составляет до 45 процентов разницы между текущей температурой и целью Парижского соглашения.
В этой связи было бы весьма важно наладить широкое и эффективное международное сотрудничество по расчетам и мониторингу объемов эмиссии всех видов вредных выбросов в атмосферу.
Третье. Борьба за сохранение климата, конечно же, призвана объединять усилия всего мирового сообщества. Россия готова предложить целый набор совместных проектов, рассмотреть возможность преференций даже для зарубежных компаний, которые хотели бы инвестировать в чистые технологии, в том числе и у нас в стране.
И последнее. Глобальное развитие должно быть не просто «зеленым», но и устойчивым во всей полноте этого понятия. Причем для всех стран без исключения. А соответственно, тесно увязываться с продвижением вперед по таким актуальным направлениям, как борьба с бедностью и сокращение разрывов в развитии между странами.
Российская Федерация искренне заинтересована в активизации международного сотрудничества с тем, чтобы продолжить поиск действенных решений проблемы изменения климата, как, впрочем, и всех других острых глобальных проблем.
В дополнение к вышеизложенному необходимо отметить, что вице-премьер Александр Новак допустил, что на предприятиях, работающих на газе и угле, начнут производить низкоуглеродный водород. Это поможет России выполнить условия Парижского соглашения по климату.
Новак рассказал также о вариантах декарбонизации с использованием водорода в разных отраслях промышленности для выполнения условий Парижского соглашения по климату, которое Россия ратифицировала в 2019 году [3].
Сейчас наиболее экономически выгодным считается производство водорода из ископаемого сырья. По данным Международного энергетического агентства, в структуре мирового производства чистого водорода 75% приходится на природный газ, 23% — на уголь, указывает Новак. При этом водород, производящийся из ископаемого топлива, в первую очередь угля, обладает относительно высоким углеродным следом.
При этом вице-премьер утверждает, что можно снизить уровень углеродного следа в отраслях, которые потребляют много газа и угля, за счет водорода, полученного с использованием низкоуглеродных технологий. «Для снижения углеродного следа и дальнейшей декарбонизации отраслей возможно внедрение технологий производства водорода из ископаемого сырья с использованием систем улавливания и хранения углекислого газа, а также электролиза воды, в первую очередь с помощью энергии объектов атомной, гидро-, ветряной и солнечной энергетики»,— пишет он. К тому же такой водород может стать вариантом замены уже используемого в нефтепереработке и химической промышленности водорода, производство которого предполагает выбросы углекислого газа.
Несмотря на то, что сегодня водород используется в основном в промышленном производстве, он обладает значительным потенциалом расширения областей применения, замечает вице-премьер. В сфере электроэнергетики этот элемент может использоваться в качестве углеродно-нейтрального топлива как для централизованной, так и для распределенной генерации, выступать средством накопления энергии и применяться в качестве вторичного энергоносителя, аккумулирующего энергию, которая производится на объектах возобновляемой энергетики. Кроме того, использование водорода в смеси с метаном или в чистом виде в системе газоснабжения рассматривается в качестве направления декарбонизации децентрализованного теплоснабжения и ЖКХ, добавляет Новак.
Сейчас в России нет промышленных проектов по производству «зеленого» водорода (получается электролизом воды из электроэнергии из возобновляемых источников энергии), говорил РБК глава столичного
дептранса Максим Ликсутов. Минэнерго подготовило проект Концепции развития водородной энергетики, которая предусматривает, что уже к 2024 году экспорт экологически чистого водорода из России вырастет до 0,2-1 млн т, принося производителям доходы в размере от $0,6 млрд до $3,3 млрд. К 2050-му в зависимости от сценария доходы могут вырасти и до $23,6100,2 млрд в год, прогнозируется в документе.
Россия намерена занять 20% мирового рынка водорода к 2030 году, потребность в котором может вырасти в странах, подписавших Парижское соглашение, заявил 12 апреля замглавы Минэнерго Павел Сорокин на коллегии ведомства. «Мы считаем, что это (экспорт из России «зеленого» водорода. — РБК) в 2035 году может быть от 1 млн до 2 млн т в «низком» сценарии, до 7 млн т — при более активном бурном развитии [спроса на водород в мире]»,—сказал он.
Планируется также развитие внутреннего рынка водорода, в том числе создание водородных двигателей для автомобильного, общественного и железнодорожного транспорта. В конце 2020 года президент Владимир Путин дал поручение правительству разработать городской автобус на водородном топливе. «Нужно обязательно <...> к 2023 году сделать городской автобус на водородном носителе»,— заявил он во время совещания с премьером Михаилом Мишустиным. Власти Москвы в ближайшие 30 лет намерены ввести в действие водородные автобусы в рамках стратегии развития сети экологически чистого транспорта, говорится в колонке Ликсутова для РБК.
Распоряжением Правительства Российской Федерации от 12 октября 2020 г. № 2634-р утвержден план мероприятий («дорожная карта») по развитию водородной энергетики в Российской Федерации до 2024 года, направленный на увеличение производства и расширение сферы применения водорода в качестве экологически чистого энергоносителя, а также вхождение страны в число мировых лидеров по его производству и экспорту.
По оценкам экспертов, к 2050 году доля водорода в мировом энергетическом балансе может увеличиться в разы. Во многом это связано с развивающимся в мире трендом на декарбонизацию экономики и снижение антропогенного воздействия на окружающую среду. Водородная энергетика рассматривается как одно из ключевых направлений достижения углеродной нейтральности, поскольку водород можно получать из низкоуглеродных источников, а его использование в качестве энергоносителя не приводит к выбросам парниковых газов.
В России задача по развитию водородной энергетики закреплена в ключевом отраслевом документе стратегического планирования — актуализированной Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года.
Уже сегодня Россия обладает важными конкурентными преимуществами по развитию водородной энергетики: наличием значительного энергетического потенциала и ресурсной базы, наличием недозагру-женных генерирующих мощностей, географической
близостью к потенциальным потребителям водорода, научным заделом в сфере производства, транспортировки и хранения водорода, а также наличием действующей транспортной инфраструктуры. Это может позволить России в перспективе занять место лидера в сфере производства и поставок водорода на глобальный рынок.
Для реализации имеющегося в стране потенциала и достижения заложенных в Энергетической стратегии целей планом мероприятий («дорожной картой») по развитию водородной энергетики предусмотрены следующие основные направления работ:
разработка отечественных низкоуглеродных технологий производства водорода методами конверсии, пиролиза метана, электролиза и других технологий, в том числе с возможностью локализации зарубежных технологий;
увеличение масштабов производства водорода из природного газа, а также с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ), атомной энергии;
обеспечение законодательной поддержки производства водорода;
разработка и реализация мер государственной поддержки создания инфраструктуры транспортировки и потребления водорода и энергетических смесей на его основе;
стимулирование спроса на внутреннем рынке на топливные элементы на водороде в российском транспорте, а также на использование водорода и энергетических смесей на его основе в качестве накопителей и преобразователей энергии для повышения эффективности централизованных систем энергоснабжения;
создание нормативной базы в области безопасности водородной энергетики; интенсификация международного сотрудничества в области развития водородной энергетики и выход на зарубежные рынки.
В соответствии с «дорожной картой» к 2024 году предусмотрена реализация ряда пилотных проектов в области водородной энергетики, направленных, в том числе, на создание, производство и применение пилотных установок производства водорода без выбросов углекислого газа, разработку, изготовление и проведение испытаний газовых турбин на метано-водородном топливе, создание опытного образца железнодорожного транспорта на водороде и опытных полигонов низкоуглеродного производства водорода на объектах переработки углеводородного сырья или объектах добычи природного газа, производство водорода с использованием атомных электрических станций.
«Реализация утвержденного плана мероприятий позволит создать в России принципиально новую индустрию низкоуглеродного производства, хранения и транспортировки водорода, его использования в энергетике, транспорте и промышленности, а также выйти на зарубежные рынки с новыми компетенциями. Водород, используемый сегодня в основном в химической и нефтехимической промышленности, в перспективе способен стать одним из драйверов развития энергетики
Рис. 3. Программа развития водородной энергетики
и базой для формирования в стране водородной экономики»,— прокомментировал Александр Новак.
Вместе с тем он отметил, что развитие российского ТЭК должно быть сбалансированным: с одной стороны, государство должно оказывать содействие развитию в стране водородных технологических компетенций, а с другой,— стремиться сохранить позиции Российской Федерации на традиционных энергетических рынках.
Первоочередной задачей при реализации плана мероприятий является разработка Концепции развития водородной энергетики в Российской Федерации, в рамках которой производятся оценки текущего состояния производства и потребления водорода, а также дается оценка ресурсному и технологическому потенциалу России на перспективном рынке водородных энергоносителей. Кроме того, предполагается сформулировать приоритеты развития водородной энергетики с определением краткосрочных, среднесрочных и долгосрочных целей.
В качестве системы управления реализацией поставленных стратегических задач созданы межведомственная рабочая группа по развитию водородной энергетики под председательством Министра энергетики Российской Федерации и проектный офис на базе ФГБУ «Российское энергетическое агентство» Минэнерго России, обеспечивающий информационно-аналитическое сопровождение реализации «дорожной карты». План мероприятий («дорожная карта») по развитию водородной энергетики в Российской Федерации до 2024 года разработан Минэнерго России совместно с ФГБУ «Российское энергетическое агентство» Минэнерго России, Минпромторгом России, Минэкономразвития России, Минобрнауки России, Минтрансом России, Минприроды России, отраслевыми компаниями (ГК «Росатом», ПАО «Газпром»), представителями научного, включая Санкт-Петербургский горный университет, и экспертного сообщества [4].
Литература
1. Шкуматов П. Как нас заставят купить электромобиль? // За рулем. 2021. № 2 (1076). С. 8.
2. Саммит по вопросам климата [Электронный ресурс] // URL: http://www.kremlin.ru/events/president/transcripts/ deliberations/65425 (дата обращения: 19.05.2021).
3. Новак допустил производство водорода из угля для снижения
выбросов CO2 [Электронный ресурс] // Газета «Энергетика и промышленность России». URL: https://www.eprussia.ru/ pressa/articles/8560574.htm?sphrase_id=5483854 (дата обращения: 29.05.2021).
4. Правительство Российской Федерации утвердило план мероприятий по развитию водородной энергетики [Электронный ресурс] // Министерство энергетики Российской Федерации. URL: https://minenergo.gov.ru/node/19194 (дата обращения: 18.06.2021).
Сведения об авторах
Мошков Владимир Борисович: к. э. н., доц., ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), и.о. начальника института. 121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. е-таИ: agzmchs@mail.ru SPIN-код: 7792-2243.
Овчинников Валентин Васильевич: д. т. н., проф., ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), гл. н. с. науч.-исслед. центра. 121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. е-таИ: avo6911@rambler.ru SPIN-код: 6751-9380.
Черняков Дмитрий Владимирович: ФГБУ ВНИИ ГОЧС
(ФЦ), зам. нач. науч.-исслед. центра.
121352, Москва, ул. Давыдковская, 7.
е-т^И: dmchernyakov@rambler.ru
SPIN-код: 7827-1072.
Кожемякин Владимир Владимирович: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), н. с.
121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. е- mаil: tgb_cst@mail.ru SPIN-код: 4996-7960.
Курбатов Максим Юрьевич: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), н.с. 121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. е-mail: dr-blade@yandex.ru SPIN-код: 3241-5315.
Скоробогатая Анна Сергеевна: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), н. с.
121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. е-mail: best_ann@bk.ru SPIN-код: 5125-0594.
Information about authors
Moshkov Vladimir B.: Ph. D. in Economics, Assistant Professor, All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies, Acting Head of the Institute. 7, Davydkovskaya st., Moscow, 121352, Russia. e-mail: agzmchs@mail.ru SPIN-scientific: 7792-2243.
Ovchinnikov Valentyn V.: Dr. Sci. Tech, Professor, All-Russian
Research Institute for Civil Defense and Emergencies, Shief
Researcher, Researcher Center.
7, Davydkovskaya st., Moscow, 121352, Russia.
e-mail: avo6911@rambler.ru
SPIN-scientific: 6751-9380.
Chernyakov Dmitry V.: All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies, Deputy Head, Researcher Center. 7, Davydkovskaya st., Moscow, 121352, Russia. e-mail: dmchernyakov@rambler.ru SPIN code: 7827-1072.
Kozhemyakin Vladimir V.: All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies, Researcher. 7, Davydkovskaya st., Moscow, 121352, Russia. e -mail: tgb_cst@mail.ru SPIN-scientific: 4996-7960.
Kurbatov Maxim Y.: All-Russian Research Institute for Civil
Defense and Emergencies, Researcher.
7, Davydkovskaya st., Moscow, 121352, Russia.
e-mail: dr-blade@yandex.ru
SPIN-scientific: 3241-5315.
Skorobogataya Anna S.: All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies, Researcher. 7, Davydkovskaya st., Moscow, 121352, Russia. E-mail: best_ann@bk.ru SPIN-scientific: 5125-0594.
Издания ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)
Авторы, название URL
Олтян И.Ю. и др. Реализация Сендайской рамочной программы по снижению риска бедствий в Российской Федерации. Итоги пятилетия https://elibrary.ru/item.asp?id=46389727
Гуренков А.С. и др. Сборник лекционных материалов для проведения занятий с дежурно-диспетчерским персоналом единых дежур-но-диспетчерских служб муниципальных образований https://elibrary.ru/item.asp?id=44805322
Акимов В.А. и др. Нелинейная наука для исследования аварий, катастроф и стихийных бедствий https://elibrary.ru/item.asp?id=45040288
Соловьев В.А. и др. Международная научно-практическая конференция «Проблемы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций в Северо-Западном Арктическом регионе России» https://elibrary.ru/item.asp?id=45040117
Мануйло О.Л. и др. Творчество юных во имя спасения: Литературно-художественный альманах. Выпуск № 5 https://elibrary.ru/item.asp?id=46173686
Олтян И.Ю. и др. Глобальная и национальные стратегии управления рисками катастроф и стихийных бедствий. Материалы конгресса. https://elibrary.ru/item.asp?id=45040593
