ВОДОРОДНАЯ ЭНЕРГЕТИКА: КАК ШИРОКО, КАК СКОРО Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 620.92

DO110.46920/2409-5516_2021_12166_24

о

X

о

CL

Водородная энергетика: как широко, как скоро

Hydrogen Energy: How Far, How Soon

Александр ЛОПАТНИКОВ Член наблюдательного совета Института развития технологий ТЭК (ИРТТЭК), управляющий партнер AAR e-mail: [email protected]

Alexander LOPATNIKOV

A member of the Supervisory Board

of the Institute for Energy Technologies Development

(IRTTEK), managing partner AAR

e-mail: [email protected]

Очевидные изменения климата оборачиваются резкими перепадами погоды

Источник: blogs.agu.org

сч о сч

IQ IQ

<

с;

о

СЦ <

Аннотация. Экономический рост неразрывно связан с доступностью энергии. Последние 100 лет — это энергия углеводородного сырья. С началом 21 века нарастание негативных экстерналий углеводородной модели развития потребовало поиска альтернативных источников и носителей энергии. Один из наиболее перспективных кандидатов - водород. Мы приводим аргументы в пользу того, что переход на в основном водородную энергетику станет переходом к водородной экономике. Потребность в углеводородном сырье сохранится, водород и возобновляемые источники энергии будут развиваться не вместо, а вместе с углеводородным сырьем. Технологические и финансовые факторы определят, как широко и как скоро произойдет переход к в основном водородной экономике. Ключевые слова: водородная энергетика, водородная экономика, энергопереход, изменение климата, риски прогнозов.

Abstract. Economic growth and energy are inextricably linked. Over the last hundred years, it has been the energy of hydrocarbons. At the beginning of the 21st century, the mainly hydrocarbon model's negative externalities necessitated finding alternative sources and carriers of energy. Hydrogen is the most promising candidate. We argue that the transition to primarily hydrogen energy will become a transition to a hydrogen economy. Hydrogen and renewable sources ofenergywill not momentarily replace hydrocarbons but complement them. Technological and financial factors will define how far and how soon the transition to primarily hydrogen economy will occur. Keywords: hydrogen energy, hydrogen economy, hydrogen, energy transition, climate change, forecast risks.

о

X

о

CL

it

Наличие энергии само по себе не гарантирует экономического роста, а избыток производимой энергии может быть индикатором неустойчивости

Глобальный экономический рост и источники энергии для него

Обеспеченность энергией - ключевое условие экономического развития общества. Технологическое развитие современной цивилизации позволило за последние 100 лет поднять средний уровень энергообеспеченности на одного человека в эконо-

мически развитых странах примерно в 100 раз [1]. Основным источником энергии для этого роста стало углеводородное сырье (УВС) - уголь, нефть и газ.

Рост энергообеспеченности способствовал значительному увеличению численности населения Земли, повышению мирового ВВП. Неравномерность уровня развития и темпов экономического роста в разных странах хорошо коррелирует с разницей в доступе к энергии.

В какой-то момент энерговооруженность экономики достигает локального максимума и даже начинает снижаться. По данным Columbia University's Center for Global Energy Policy, доля нефти в единице мирового ВВП за период с 1973 года по 2019 снизилась на 56 %, главным образом за счет сокращения ее использования для выработки электроэнергии и повышения эффективности транспорта.

Наличие энергии само по себе не гарантирует экономического роста. Более того, избыток производимой энергии может быть индикатором неустойчивости развития. Появление цифровых технологий также снижает энергоемкость значительной части товаров и услуг, все большее их число производится и потребляется в цифровой форме.

При анализе и прогнозировании энергетического баланса в РФ и ряде других

сч о сч

ю ю

<

о

к <

о

X

о

CL

ВВП, реальный и население (1900=100)

В ХХ веке ускорился рост экономики и населения. Технический прогресс обеспечил опережающий рост ВВП

2000

ВВП, реальнь ' 1600 1200

800

400

0

1750

1800

1850

1900

1950

2000

Рис. 1. Рост ВВП и населения в мире с 1750 г.

стран - крупнейших поставщиков нефти и газа на мировые рынки, необходимо учитывать долю экспорта углеводородов в ВВП и важность приносимой им валютной выручки. Уточнение приоритетов развития и структуры ВВП способно высвободить значительные объемы экономических ресурсов, но при этом потребует значительных инвестиций. Для нефтедобывающих стран ответ на подобный вопрос является выбором стратегии развития.

Изменения структуры экспорта и даже внутреннего потребления углеводородно-

го сырья могут стать вынужденной мерой при смене парадигмы развития энергетики в мире, так называемого энергетического перехода. С учетом масштаба и глобальности изменений его точнее определять как смену не энергетической, а экономической парадигмы развития.

Правительства разных стран стараются поддержать конкурентоспособность национальных экономик и ускорить их рост за счет доступной энергии. Одновременно они объявляют о намерении соблюсти глобальные цели по декар-

сч о сч

IQ IQ

<

о

СЦ <

Рис. 2. Прямое потребление энергии в мире без учета потерь при производстве ископаемого топлива

140,000 TWh 120,000 TWh 100,000 TWh 80,000 TWh 60,000 TWh 40,000 TWh 20,000 TWh

I

Modern

biofuels

Other

renewables

Solar

Wind

Hydropower Nuclear

Gas

СП

Coal

_Traditional

biomass

0 TWh 1800

1850

1900

1950

2000 2019

бонизации и обеспечить национальную энергобезопасность, снижая зависимость от импорта УВС и наращивая поставки собственных низкоуглеродных источников энергии [2].

Свою программу энергоперехода формирует и Россия. В 2020 году правительство утвердило энергетическую стратегию РФ на период до 2035 года и ключевые меры по развитию водородной энергетики, в числе которых создание водородных кластеров и пилотных проектов по производству и экспорту водорода. Планируется развитие коммерческих проектов производства водорода. В конце 2020 года был создан консорциум по водородной

300 250 200 150 100 50

0 lJLJLJLJLJLJLJLJLJLJLJ ОООООООООО.—

ооооооооооо смсмсмсмсмсмсмсмсмсмсм

* количество, млн тонн

Рис. 3. Экспорт сырой нефти из РФ 2000-2020 гг.

энергетике [3], куда вошли ведущие исследовательские и образовательные организации: ТПХ Институт катализа СО РАН, Институт проблем химической физики РАН, Институт нефтехимического синтеза РАН, СамГТУ и СахГУ.

Главный триггер для ускорения энергоперехода и поисков новой экономико-энергетической модели развития мировой экономики - изменение климата. Дебаты относительно того, является ли оно антропогенным или,точнее, в первую очередь антропогенным, пока далеки от завершения, однако такое объяснение выглядит все более вероятным. Размер риска уве-

личивают накапливающиеся проблемы загрязнения окружающей среды, исчерпания водных ресурсов, неравномерности экономического развития, отсутствие надежных моделей прогнозирования будущего и недостаточная изученность влияния обратных связей в результате воздействия на окружающую среду.

Рассматривая весь спектр климатических сценариев, от благоприятного до апокалиптического, важно учитывать, что переход к новой экономико-энергетической парадигме не будет одномоментной заменой одного уклада на другой. Даже с учетом быстрого развития технологий производства энергии

250 000 200 000 150 000 100 000 50 000 0

^INn^fWlflNfflaiO ОООООООООО

смсмсмсмсмсмсмсмсмсм * стоимость, млн долларов

Источник:данные ЦБ РФ

из возобновляемых источников нерешенными остаются вопросы накопления энергии и ее пополнения в случае долгосрочных и негативных изменений климата, которые могут на годы или даже десятилетия менять интенсивность освещенности поверхности Земли или ее значительных частей (взрыв Кракатау в увеличенных масштабах). В таких условиях наиболее реалистическим сценарием выглядит протяженный переход от «в основном углеводородной» экономико-энергетической модели к «в основном малоуглеродной» модели, то есть сценарий «не вместо, а вместе».

о

X

о

CL

Энергетические циклы и вероятные кандидаты на замену углеводородам

Биологическая эволюция и история человечества неразрывно связаны с энергией солнца. Энергия, потребляемая напрямую, или аккумулированная естественным путем и получаемая из ископаемых источников - все это энергия солнца. Единственное исключение - атомная энергия и энергия термоядерного синтеза, использование которых в качестве источника энергии -инновация человечества.

Фокус на возобновляемые источники (ветро- и солнечная генерация) - не что иное, как попытка устранить промежуточные этапы. Помимо генерации энергии, в этом случае требуется обеспечить ее накопление. Перспективы и надежды на водород, как значимый источник энергии будущего во многом связаны с тем, что водород способен накапливать энергию в больших объемах.

Водород часто называют топливом будущего [4], при этом многие страны уже имеют значительный опыт его производства и использования в промышленности и на транспорте. От печального - крушения дирижабля «Гинденбург» в Нью-Йорке в 1937 году, до успешного и многообещающего, например, водородных топливных

Изучая весь спектр климатических сценариев, от позитивного до апокалиптического, важно учитывать: переход к новой энергетической парадигме не будет простой заменой одного уклада на другой

элементов в автомобильной промышленности.

Водород рассматривался как массовое альтернативное топливо еще в начале 1990-х (Energy Policy Act of 1992). В июне 2003 года США и ЕС договорились о сотрудничестве с целью ускоренного развития водородной экономики с фокусом на транспортных решениях. Со второй половины 2010-х гг., на фоне усиления глобальной экологической стратегии, водородную энергетику начинают рассматривать в качестве одного из возможных ключевых направлений трансформирования мировой энергосистемы.

Главная надежда политики декарбонизации сегодня на то, что водородная энергетика позволит значительно сни-

Рис. 4. Глобальный спрос на первичную энергию, млн ТДж

сч о сч

IQ IQ

<

с;

о

СЦ <

Быстрая индустриализация 571 Китая

Беспрецедентный рост стандартов жизни на Западе

650

Индустриализация западных экономик

Основной источник энергии - биомасса

Рост глобальных и местных перевозок с углем и нефтью в виде топлива

Итого +14% ВИЭ

Ископаемое топливо

1850

1900

1950

2000 2016 2030 2050

0,9% 1,7% 2,9% 1,9% 0,8% 0,1%

Совокупный темп роста в год

Сырье: ^ Вода Уголь Газ

\1/ ч

7fx- ^ Солнце/Ветер

Серый водород, из ископаемого топлива с выделением С02

Голубой водород,

захват и хранение большей части С0„

Зеленый водород,

кислород как попутный продукт

# 4

.or

Газификатор/Риформинг

# 4

or

Газификатор/Риформинг

СО

2 H

Улавливание углерода, O хранение СО

2H

O

# 4

Электролизер

с°2 h 0

о

X

о

CL

Рис. 5

Источник: Bloomberg

зить выбросы парниковых газов. При этом важно не забывать, что водород в природе в чистом виде практически не встречается. Сегодня основным источником промышленного водорода является то же самое ископаемое углеводородное сырье. Поэтому для водорода ввели градацию на «серый», «голубой» и «зеленый». «Зеленым» считается водород, произведенный с помощью технологий, не выделяющих парниковых газов, путем электролиза воды, питаемого энергией ветра и солнечных батарей.

Учитывая относительно невысокую долю ветровой и солнечной генерации в текущем мировом энергобалансе, можно понять масштаб и сложность проблемы производства значимых объемов «зеленого» водорода. Лидерами по вводу мощностей

К 2024 г. общий ввод мощностей по производству электролизеров может составить 16 ГВт и привести к перенасыщению рынка, а установленная мощность действующих электростанций -более 2 тыс. ГВт

на солнечных батареях сегодня являются китайские производители Longi Green Energy Technology Co. и Sungrow Power Supply Co., которые к концу 2022 года совместно планируют ввести в строй производство электролизеров мощностью 2,5 ГВт. По оценкам BloombergNEF, к 2024 году общий ввод мощностей по производству электролизеров может составить примерно 16 ГВт и, даже, привести к перенасыщению рынка. При этом установленная мощность действующих в мире электростанций - более 2 тыс. ГВт.

Перевод в категорию «зеленой» энергии, производимой на АЭС, будет способствовать более быстрому решению задачи перехода на водород, как основной вид носителя энергии. В любом случае до «в основном водородной» энергетики еще довольно далеко, десятилетия.

Ошибкой является предположение, что развитие «в основном водородной» экономики означает исчезновение нефтегазовой отрасли. Даже при реализации сценария максимально быстрого развития альтернативных источников энергии углеводородное сырье на долгие годы останется важнейшим элементом энергобаланса, но уже не в качестве первичного, а в качестве резервного источника. Кроме того, энергия - не единственный продукт, получаемый из УВС. Химия и нефтехимия пока не имеют альтернативы углеводородам.

сч о сч

ю ю

<

о

к <

^

о х ш

CL

ш с

о |_

CL

Физические способы

Сжатый газ

Адсорбент

Ex. MOF-5

Химические способы

1

Охлаждение /давление

Жидкий

Т

Органические жидкости

т

Интерсти-циальные гидриды

Ex. BN-methyl cyclopentane

Ex. LaNi5H6

Ex. NaAIH

Ex. NH3BH3

Рис. 6. Технологии хранения водорода

с

о

<

о ш =г

CL Ш

Водород имеет самое высокое значение энергии на единицу массы среди всех других видов топлива. Однако низкая плотность водорода при комнатной температуре означает, что в газообразном состоянии у него низкое значение энергоемкости на единицу объема. Хранение водорода возможно в виде газа или жидкости. Для хранения газообразного водорода, как правило, используют накопители, где водород находится под высоким давлени-

Водород имеет самое высокое значение энергии на единицу массы среди всех видов топлива. Но из-за низкой плотности при комнатной температуре, у него низкая энергоемкость на единицу объема

ем (350-700 Бар). Жидкий водород хранят при криогенных температурах, поскольку при атмосферном давлении его точка кипения -252,8 °C. Водород можно также накапливать на поверхностях твердых веществ (адсорбция) или внутри твердых веществ (абсорбция).

Исследователи в разных странах активно ищут технологии и новые материалы для хранения водорода, включая мобильные решения для использования на транспорте. Существующие решения, как правило, требуют создания крупно-объемных систем, где водород хранится в газообразном состоянии. Для стационарных систем, где занимаемая площадь не всегда является критическим параметром, это менее важно.

Очевидным кандидатом на роль инфраструктуры поставок водорода является трубопроводный транспорт - действующие не-фте- и газопроводы. В марте 2021 года для обсуждения в Конгрессе США был опубликован доклад Paul W. Parfomak (Specialist in Energy and Infrastructure Policy) под названием «Транспортировка водорода трубопроводным транспортом: регулирование,

исследования и государственные программы» (Pipeline Transportation of Hydrogen: Regulation, Research and Policy). Автор отчета отмечает, что выделенные трубопроводы для транспортировки водорода существуют в США уже давно, но размер этой инфраструктуры мал по сравнению с размером нефтепроводной и газопроводной сетями. Трубопроводная инфраструктура, необходимая для обеспечения стратегии США в области водородной энергетики, должна значительно вырасти и охватить существенно большие территории, чем сегодня.

Отдельно отмечаются возможности использования существующих газо- и нефтепроводов для транспортировки водорода (имеется в виду не подмешивание водорода к метану, а чистый водород). В этом случае потребуется изменение конструкции компрессоров, клапанов, уплотнителей, приборов измерения, и других элементов. Также возможны частичная замена труб, укрепление сварочных швов, изменение системы контроля утечек, установка новых систем контроля и управления транспортировкой.

Сегодня в США есть как минимум два примера подобной конверсии. В 1990-е французская компания Air Liquide (один

Даже при реализации сценария максимально быстрого развития альтернативных источников углеводороды на долгие годы останутся важнейшим элементом энергобаланса, но уже в качестве резерва

из операторов трубопроводов в районе Мексиканского залива) приобрела два нефтепровода в Техасе и успешно преобразовала их для транспортировки водорода. [5]. Хотя в прошлом такие случаи были единичны, сегодня конвертация газопроводов все чаще рассматривается как эффективная стратегия для увеличения мощностей транспортировки водорода.

В 2020 году группа крупнейших газотранспортных компаний Европы предложила перестроить континентальную систему газопроводов и создать на ее основе специализированную опорную водородную инфраструктуру в Европе [6].

о

X

о

CL

Система хранения газов Air liquide

Источник: sanayi.airliquide.com.tr

сч о сч

ю ю

<

о

к <

о

X

о

CL

Проект морской транспортировки водорода

Источник: aa-w / Depositphotos.com

сч о сч

ю ю

<

с;

о

СЦ <

По данным Reuters, к 2040 году опорная водородная сеть в Европе может включать около 40 000 км газопроводов, адаптированных для транспортировки водорода [7]. Координатор этой инициативы Дэниел Мут-манн, выступая перед представителями газотранспортных компаний Европы заявил: «Мы поняли, что использование существующей газотранспортной инфраструктуры для создания в Европе опорной водородной сети возможно технически и рентабельно экономически». Предполагается, что около 69 % опорной сети могут составлять конвертированные существующие газопроводы. Остальные 31 % нужно будет построить, главным образом в странах, где нет раз-

Конвертация газопроводов для прокачки водорода может снизить риски потери стоимости существующих трубопроводов или необходимости дополнительных затрат на компенсацию такого снижения

витой газотранспортной сети. Размер инвестиций в подобный проект оценивается величиной от 43 до 81 млрд евро. Затраты на прокачку одного килограмма водорода оцениваются в 0,11-0,21 евро на 100 км трубопровода;затраты на производство составляют примерно 1-2 евро/кг.

Одна из крупнейших энергокомпаний Германии, Е.ОК уже объявила о запуске в 2021 году демонстрационного проекта по конвертации распределительного газопровода среднего давления для транспортировки чистого водорода небольшой группе промышленных потребителей для использования в системе отопления на основе модифицированных бойлеров [8].

Конвертация газопроводов для прокачки водорода может снизить риски потери стоимости существующей трубопроводной инфраструктуры или необходимости дополнительных затрат на компенсацию такого снижения при более активном переходе к водородной энергетике [9]. Наконец, конвертация трубопроводов в пределах существующих землеотводов выглядит более привлекательным решением, чем прокладка новых маршрутов, что в последние десять лет уже стало во многих странах причиной многочисленных регуляторных и юридических сложностей и заметно удлинило период строительства новых труб.

Технологические лидеры в производстве промышленных газов оптимистичны. Air Liquide ожидает утроения выручки от проектов, связанных с водородом к 2035 году. Компания инвестирует около 8 млрд евро в создание цепочек поставки низкоуглеродного водорода и разработку экосистем на основе низкоуглеродного водорода для применения в промышленности и на транспорте.

Энергетика Н2: источники, состояние и ожидания

Использование водорода в энергетике связано с тем, что при вступлении в реакцию с кислородом, выделяется значительная энергия и вода:

2Н2 + 02 ^ 2Н20 + 572 кДж

Энергия, выделяемая в результате реакции, может быть использована в виде тепла или электричества, производимого топливным элементом.

Из 70 млн тонн производимого сегодня ежегодно в мире водорода половину потребляет химическая промышленность и производство удобрений, в основном для производства аммиака и метанола. Двумя другими крупными промышленными потребителями является нефтегазовая промышленность (43 %, в процессах гидрокрекинга и гидроконверсии) и производство стали. Крупнейший производитель водорода Китай выпускает ежегодно примерно 22 млн тонн или почти треть мирового производства, США - 10 млн тонн, Европейский союз - примерно 8,3 млн тонн.

В последнее время к наиболее часто используемым для классификации «серому», «голубому» и «зеленому» водороду стали добавлять «розовый» и «бирюзовый». «Розовый» водород активно продвигался ядерными энергетиками,которые предлагали считать такой водород «зеленым». В настоящее время Европарламент обсуждает вопрос: относить ли энергию, вырабатываемую АЭС, к возобновляемым источникам? От исхода этой дискуссии будет во многом зависеть получение финансовых ресурсов на развитие данного направления [10].

Первые четыре завода по производству безуглеродного водорода в России планирует построить «Росатом». [11]. Полученное топливо будет поставляться

на внутренний рынок и страны Европы, в страны Азиатско-Тихоокеанского региона. Это часть плана развития водородной энергетики в России стоимостью свыше 9 млрд рублей. Первый завод заработает через 3 года в Калининградской области: начнется производство «зеленого» водорода методом электролиза воды с использованием электроэнергии ВЭС. Затем построят завод по выпуску низкоуглеродного водорода методом электролиза воды с использованием электроэнергии Кольской АЭС в Мурманской области. Еще один проект будет международным - «Росатом» на Сахалине совместно с французской компанией Air Liquide начнет в 2024 году

о

X

о

CL

Кольская АЭС Источник: «Росатом»

производство водорода и аммиака методом паровой конверсии метана с улавливанием С02.

С начала 2021 года о проектах в сегменте водородной энергетики стали активнее заявлять крупнейшие европейские нефтегазовые компании. Французские Total и Engie подписали соглашение о партнерстве в проекте Masshylia по созданию самой большой во Франции площадки по производству электроэнергии на основе «зеленого» водорода. [12] (TotalEnergies, 2021)

Европейский союз сделал на водород главную ставку в борьбе за достижение целей Net-Zero к 2050 году. За 10 лет ЕС планирует установить электролизеры общей мощностью 40 ГВт [13].

сч о сч

ю ю

<

о

к <

CI

О X ш

CL

ш 1=

о

Крупнейший производитель водорода Китай выпускает ежегодно примерно 22 млн тонн или почти треть мирового производства, США - 10 млн тонн, Европейский союз -примерно 8,3 млн тонн

Сегодня мощность электролизеров в Европе не превышает 0,1 ГВт. В числе первых водород должен помочь декарбонизации черной металлургии и тяжелого транспорта, а также химической промышленности, где сегодня водород производится из ископаемого топлива.

По данным Совета по водороду (Hydrogen Council) [14] и компании McKinsey, из 228 анонсированных проектов по производству водорода 55 % или 126 проектов приходятся на Европу. Большую часть проектов планируется реализовать до 2030 года. Общие инвестиции в объявленные в мире проекты оцениваются в 300 млрд долларов, что составит примерно 1,4 % от общих капитальных затрат

энергетического сектора. На долю Европы придется примерно 45 % общих затрат. Отметим, что задачу привлечения финансирования для этих проектов еще предстоит решить.

Цели членов Совета по водороду, среди которых Shell, BMW, Microsoft и Sinopec -увеличить инвестиции в проекты по водороду к 2025 в шесть раз от уровня 2019 года. По оценкам Совета, если удастся преодолеть значительные сложности масштабирования производства водорода, создать инфраструктуру его транспортировки, хранения и многократно повысить мощности выработки электроэнергии из возобновляемых источников для производства чистого топлива, к 2028 году в регионах с избытком дешевых возобновляемых источников, таких как страны Ближнего Востока, производство водорода должно сравняться по себестоимости с производством ископаемого топлива.

По мнению специалистов BCG, водородная экономика создаст новый рынок оборудования и компонентов, размер которого оценивается примерно в 200 млрд долларов.

Интерес к водородной энергетике проявляет и венчурный капитал, так называемый Climate Tech. По данным PitchBook [15], за период с января 2020 года по август 2021 года компании сегмента Climate Tech

Рис. 7. Инновационные решения для транспортировки и хранения сжиженного/сжатого Н2

Источник: BCG

Большие расстояния

Вскипание газа снижает объем поставляемого H2 на 1% в день

Трубопроводы потребуют переоснащения для повышения давления и устранения риска хрупкости металла

Короткие расстояния

Узлы и оборудование

Компрессоры Трубы

Насосы Системы управления

Теплообменники

Инвестиции ($ млн)

1200

800 19

400 14____

$49 $350

2017

' Инвестиции (млн долл. США)

2018 2019

Оценка за весь 2021 год

2020

Число сделок 100

80

60

40

20

0

2021 YTD*

' Число сделок _ _ Ожидаемое число сделок

о

X

о

CL

Рис. 8

0

привлекли более 40 млрд долларов, то есть на 37 % больше, чем в2018 и 2019 гг. вместе взятых. Причем это уже вторая попытка венчурных инвесторов. Первая попытка в начале 2000-х оказалась крайне неудачной, несмотря на 50 млрд долларов инвестиций в «зеленые» компании. Недаром она получила название «зеленого пузыря». По данным MIT, около половины из 25 млрд долларов, инвестированных в 2006-2011 гг. в «зеленые» технологии, оказались потеряны, поскольку большинство получивших финансирование компаний видели себя как исследовательские лаборатории и плохо понимали, как вывести

свои изобретения на рынок и заработать на масштабировании успешных решений.

С тех пор многое поменялось. Возобновляемые источники на основе энергии ветра и солнца теперь могут без субсидий конкурировать по цене с ископаемыми источниками, развитие технологий литиевых батарей привело к быстрому росту в крупных городах автомобилей и мотоциклов с электродвигателями. Изменился и подход венчурных капиталистов к инвестированию. Вместо крупномасштабных дорогостоящих проектов они теперь предпочитают вкладывать деньги в небольшие компании с нишевыми продуктами - от но-

vsss

сч о сч

ю

IQ

<

о

СЦ <

вых технологий производства батарей до получения низкоуглеродного бетона или новых видов авиатоплива.

Риски текущих прогнозов

Любой прогноз может не сбыться и поэтому содержит элемент неустранимого риска. При подписании Парижского соглашения по климату в 2015 году мало кто полагал, что цены на уголь или газ способны вырасти за год в несколько раз, а мир накроет пандемия COVID-19, последствия борьбы с которой радикально изменят глобальный экономический ландшафт.

Согласно прогнозам, в 2021 году выбросы парниковых газов снова могут вырасти до исторического максимума, поменяв тональность дискуссий последних лет, где главной темой была тема «пика потребления нефти». С началом пандемии коронавируса возникла уверенность в том, что последствием будут структурные изменения потребления, включая значительное увеличение числа работающих из дома, что также станет вкладом в ускорение энергоперехода. Однако, кроме сохраняющегося на низком уровне потребления авиакеросина, вызванного ограничениями на перемещения, во всех других секторах потребление сегодня выше, чем в 2019 году. Более

того, стремление избежать общественного транспорта увеличило объемы потребления автомобильного топлива. Во многих странах вырос спрос на газ, который способен балансировать волатильность уровня выработки электроэнергии, производимой ветрогенераторами и генераторами на солнечных батареях. Временно, но значительно вырос спрос на уголь, даже при том, что долгосрочные перспективы угольной генерации не поменялись и остаются безрадостными.

Являясь подписантом Парижского соглашения по климату, Россия до определенного времени не входила в группу, активно продвигавших повестку Net-Zero. Сегодня

Европейский союз сделал на водород главную ставку в борьбе за достижение целей Net-Zero к 2050 году. За 10 лет ЕС планирует установить электролизеры общей мощностью 40 ГВт

Общемировые инвестиции в проекты по производству водорода оцениваются в 300 млрд долл. или 1,4 %от общих капзатрат. При этом из228 анонсированных проектов 55% приходится на Европу

отношение к ней меняется. Президентом и Правительством РФ обозначены цели достижения углеродной нейтральности к 2060 году.

Учитывая, что доходы от нефтегазового сектора и угольной промышленности составляют примерно 35 % российского бюджета, а сами эти отрасли являются крупными работодателями, достижение целей Net-Zero к 2060 году потребует значительной перестройки экономики. Текущий план выполнения условий Парижского соглашения предполагает рост выбросов в РФ к 2030 году на 30 % от уровня 1990 года. По оценке World Resources Institute это означает, что достижение Net-Zero потребует снижения выбросов на 65%.

Чуть позже, чем могли бы, к решению вопросов энергоперехода и малоуглерод-

ной экономики подключаются международные нефтегазовые компании. Первой реакцией многих из них на активное обсуждение темы Net-Zero стала смена вывески -замена старых названий на новые с удалением из них слов «petroleum» или «oil» и объявлением себя не нефтегазовыми, а энергетическими компаниями. Тем не менее, в последнее время мы видим, как все большее число мировых нефтегазовых тяжеловесов, до недавних пор остававшихся самыми большими скептиками климатических целей 2050 года, все активнее начинают обсуждать и практически участвовать в проектах, направленных на выполнение целей энергоперехода. Фокус своих усилий в рамках достижения целей Net-Zero компании нефтегазового сектора видят в сборе и утилизации С02. При этом многие нефтяные компании до сих пор исходят из того, что выполнение целей Net-Zero исключает возможности роста. В этой связи позитивный сигнал в октябре 2021 года подала Chevron заявив, что достижение целей Net-Zero к 2050 году и рост - совсем не взаимоисключающие понятия.

Резкий рост цен на энергоносители в 2021 году и ускорение глобальной инфляции дополнительно осложнили прогнозирование динамики энергоперехода. Тем не менее, по мнению ряда наблюдателей, сегодняшняя мировая экономика вполне способна выдерживать цену на нефть ив80 долларов, и 100 долларов за бар-

о

X

о

CL

Рис. 9. Динамика выбросов РФ при разных сценариях

Источник: World Resources Institute

сТ 3500

0

1 3000

сч о сч

ю ю

2500

£ 2000 х

-О

со

О 1500

Исторические выбросы

Текущие цели 2030 (2,719 Мт экв. С02)

<

о

га 1000

IZ

-О

о о а \о

-О

m

500

Линейная траектория декарбонизации (1,101 Мт экв. С02)

Новые цели 2050

S4

Новые цели 2060

к <

1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060

о

X

о

CL

К 2028 году в регионах с избытком дешевых ВИЭ, таких как страны Ближнего Востока, производство водорода должно сравняться по себестоимости с производством ископаемого топлива

рель, и даже выше [16]. Они, в частности, отмечают, что скачок цены на нефть на 65 % только в 2021 году не приведет к стагфляции в экономике развитых стран, подобной той, что наблюдалась в США в 1970-е годы. Причина - альтернативные источники энергии, ускоренное развитие отраслей с низким потреблением энергии, повышение энергоэффективности транспорта, потребительской техники и электростанций по сравнению не только с 1970-ми годами, но даже с 2008 годом, когда цены фьючерсов на нефть приближались к 150 долларам за баррель.

Повышение цены фьючерсов на нефть в 4,3 раза по сравнению с мартом

2020 года безусловно впечатляет. Однако на фоне многолетней исторической динамики сегодняшняя цена нефти не выглядит необычно высокой. Марко Коланович и Брэм Каплан,эксперты по стратегии JPMorgan, считают, что повышенные цены не нанесут большого вреда экономическому развитию. Они считают, что «с учетом поправки на инфляцию, уровня потребительских накоплений,необходимых нефтяным компаниям капитальных затрат, уровня цен на другие активы и заработных плат, даже при цене нефти в 130 или 150 долларов за баррель фондовый рынок и экономика в целом не должны испытывать проблем». По мнению аналитиков Bank of America, проблемы у мировой экономики начинаются, когда расходы на закупку нефти превышают 8,8 % мирового ВВП, что в последний раз наблюдалось в 2008 году. В октябре 2021 года эти затраты они оценивали в 5,6% мирового ВВП, то есть на 60 % ниже.

Важно отметить, что подобный анализ, если и верен, то относится исключительно к развитым рынкам. Для многих развивающихся стран ситуация может выглядеть совсем не так благостно. Например, для таких крупных импортеров нефти как Филиппины, Индия или Турция рост цены на нефть усугубляется одно-

Рис. 10. Цена нефти марки Brent и индекс мирового рынка акций 2011-2021 гг.

Источники: Refinitiv Datastream, Tommy Reggiori Wikes

СЧ

о сч

IQ IQ

<

о

СЦ <

140

120

100

80

60

40

800

700

600

500

400

300

20 200 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

■ Цена нефти Brent $/BBI FOB Европа, $/бар.

Индекс MCSI все страны мира

2030

2050

о

X

о

CL

0 10

Возобновляемые

20

Уголь

30 Нефть

40

Рис. 11. Доля различных источников энергии (1ЕА),%

временным падением курса местной валюты кдоллару. Рекордсменом стала Турция, где баррель нефти вырос в лирах с 370 лир на начало 2021 года до 785 лир к октябрю 2021 года. В Индии и Таиланде за тот же период цены нефти в местной валюте удвоились.

Даже развитым странам нельзя игнорировать сценарии продолжительного синхронного повышения цен на разные виды энергоносителей, что, например, наблюдается на рынках сегодня. Томас

Костерг, старший экономист Pictet Wealth Management, считает, что «цена на нефть в 80 долларов сегодня ощущается более болезненно, чем раньше, поскольку, помимо нефти, пиковые цены сегодня также у газа и угля». Аналитики BofA подсчитали, что размер глобального налога на потребление от шока цен на энергию в этом году может составить 1,6%. Это значит, что, прогнозируя будущее, не стоит отвергать и сценарии, при которых пик спроса на углеводороды немного задержится.

Гибридный электроводородный мотоцикл SegwayAPEXH2

Источник: mikeshouts.com

сч о сч

ю ю

<

о

к <

о

X

IZ

о

л

т

Рис. 12

Рис. 13

0

01

<

О IZ

СЦ <

о

л

т

Специалисты Morgan Stanley, по новому прогнозу которых цена на нефть марки Brent в первом квартале 2022 года достигнет 95 долларов за баррель, не исключают, что в связи со снижением инвестиций в новые месторождения, пик предложения нефти может наступить быстрее, чем пик спроса на нефть.

Отметим, что высокие цены на углеводороды - дополнительный стимул развития альтернативных источников энергии, доля которых в мировом энергобалансе со временем будет только нарастать. Доля нефти уже снизилась с 50 % в 1970-е годы до 29 % сегодня, главным образом за счет роста потребления газа. По прогнозам IEA, если странам удастся достичь целей Net Zero, к 2030 году она составит 28 %, а к 2050 году - 22 %. Соответственно доля возобновляемых источников за тот же период, как ожидается, вырастет с сегодняшних 12% до 19 %, а затем и до 37 %. Однако даже в этом случае никто не говорит о пол-

В РФ доходы от нефтегазового сектора составляют 35 % бюджета, при этом отрасли являются крупными работодателями, потому достижение Net-Zero к 2060 г. потребует полной перестройки экономики

ной замене УВС на альтернативные источники энергии ни к 2050 году, ни позже.

Путь от сложившегося энергобаланса к энергобалансу экономики будущего будет сложным и небыстрым. И пройти его водородная энергетика сможет только вместе с энергетикой углеводородной.

Тридцать лет, за которые большинство стран рассчитывают достичь целей Парижского соглашения - срок длинный. Многое может поменяться так, как сегодня невозможно предвидеть. Поэтому, планируя стратегию построения водородной экономики, важно будет проверять и уточнять ее по мере движения к целям Net Zero и не реже чем каждые пять лет.

Чтобы лучше почувствовать, как мало времени может быть на раскачку для включения в соревнование за новую водородно-углеводородную экономику будущего, полезно посмотреть на две фотографии, сделанные во время Пасхальных парадов по Пятой Авеню в Нью-Йорке с разницей в 13 лет, в 1900 году и в 1913 году.

На первой (рис. 12) мы уже видим один автомобиль (отмечен красной стрелкой). На второй (рис. 13) сложно найти хотя бы один экипаж, в который была бы запряжена лошадь. Технологии и эффективная организация быстро меняют окружающий мир, независимо от того - верим мы в них или нет, нравятся они нам или нет. Вопрос смены энергетической парадигмы и развития низкоуглеродной экономики, в значительной степени основанной на водороде, сегодня формулируется уже не в категориях «если», а в категориях - «как широко, как скоро».

Катамаран Energy Observer на водороде

Источник: Twitter.eom/@ROKAutomation

Использованные источники

J. Y. Tsao, R. Fouquet, E.F. Shubert, The Electrification of Energy:

Long-Term Trends and Opportunities, 20)8. Доступно на:

http://dx.doi.Org/10.1557/mre.2018.6

Прогноз развития энергетики мира и России 2019. ИНЭИ

РАНиМШУСколково. Москва, 2019.

URL:https://news.tpu.ru/actuai/2020/12/08/37059

Кулагин В.А., Гэушевенко Д.А. Сможет ли водород стать

топливом будущего? Теплоэнергетика. №4, 2020.

Jim Campbell, Air Liquide, Questions and Issues on Hydrogen

Pipelines, Presentation to the DOE Hydrogen Pipeline Working

Group Meeting, August 31, 2005. - URL: https://www.energy.

gov/sites/prod/files/2014/03/f!0/hpwgw_questissues_

campbell.pdf

Enagas et a!., European Hydrogen Backbone, July 2020, p. 4. Moon dust: Greenland's recipe for saving Planet Earth. - URL: https://www. reuters.com/business/sustainable-business/ moon-dust-greenlands-recipe-saving-planet-earth-2021-10-14/ E.ON SE, Unique Project in Germany: Natural Gas Pipeline is Converted to Pure Hydrogen, press release, November 10, 2020. Environmental Defense Fund, Managing the Transition Proactive Solutions forStranded GasAsset Riskin California, 2019.

11

12.

10. Debate: is nuclear clean enough for the EU's green funding?

- URL: https://www.power-technology.com/features/debate-is-nuclear-clean-enough-for-the-eus-green-funding/ «Росатом» построит 4 завода по производству водорода.

- URL: https://www.vesti.ru/finance/article/2626988 Total and Engie partner to develop France's largest site for the production of green hydrogen from 100% renewable electricity. - URL: https://totalenergies.com/media/news/ press-releases/total-and-engie-to-develop-france-s-largest-site-of-green-hydrogen

Europe pulls ahead in race for hydrogen, as global project pipeline grows: report. - URL: https://www.reuters.com/ article/us-eu-energy-hydrogen-idUSKBN2AH0IB

14. Hydrogen Insights 2021 - Hydrogen Council. - URL: https:// hydrogencouncil.com/en/hydrogen-insights-2021/

15. URL: https://www.engine.xyz/ttlandscape2021 Why today's economy can handle oil at $100 a barrel or higher. - URL: https://www.reuters.com/business/ energy/why-todays-economy-can-handle-oil-100-barrel-or-higher-2021-10-21/

13.

16.

СЧ

о

СЧ

Ю Ю

<

о

< о