Тимур Шалабаев, исполнительный директор Ассоциации ВИЭ «Qazaq Green»

Важность «зеленого» водорода как устойчивого и универсального энергоносителя получила значительное признание как на национальном, так и на международном уровне. Многие страны рассматривают возможность использования «зеленого» водорода для решения проблем изменения климата, обеспечения экономической безопасности и экономического роста. В этом контексте Германия стала ведущим мировым игроком в продвижении водородных технологий и создании устойчивой водородной промышленности. В целях изучения передового опыта разработки и реализации водородной политики Германским обществом по международному сотрудничеству (GIZ) 16-20 октября была организована поездка для казахстанской делегации в рамках работы Офиса водородной дипломатии, который открыли в прошлом году в Астане. В ходе поездки участникам был предоставлен обзор принятой Стратегии по водороду, существующих технологий и инфраструктуры.

ВОДОРОДНАЯ ПОЛИТИКА: РЕШЕНИЯ ПРИНЯТЫ - ЦЕЛИ ПОСТАВЛЕНЫ

Казахстанская делегация во главе с председателем Комитета по вопросам экологии и природных ресурсов Мажилиса Парламента Республики Казахстан Едилом Жанбыршиным входе рабочей поездки по водородной дипломатии в Берлин (Германия) 16 октября этого года встретилась с генеральным директором по климатической дипломатии, экономическим вопросам и технологиям Федерального Министерства иностранных дел Германии Оливером Рентшлером и представителями Германского энергетического агентства (dena).

В состав казахстанской делегации вошли представители заинтересованных государственных органов, ведомств, эксперты отрасли и частного сектора Казахстана. Министерство энергетики РК представлял вице-министр энергетики Жандос Нурмаганбетов.

Немецкой стороной была презентована обновленная Национальная водородная стратегия и ее роль в энергетическом переходе Германии. Входе дискуссии стороны обсудили перспективы казахстанско-германского сотрудничества по «зеленому» водороду и декарбонизации. При этом стороны отметили текущие геополитические риски, вызовы, сопряженные с транспортировкой и хранением во¬дорода, а также необходимость создания новой инфраструктуры и формирования глобального рынка водорода.

Энергетический кризис в Германии сподвиг политические силы страны пересмотреть принятую в 2020 году Национальную водородную стратегию. Новый документ нацелен на рост рынка водорода с помощью конкретных и усиленных мер, которые будут способствовать превращению Германии в климатически нейтральную экономику к 2045 году.

Предполагается, что в стране к 2030 году установленная мощность электролизеров составит 10 ГВт, что сделает Германию ведущим поставщиком водородных технологий. Кроме этого, около одной трети водорода будет производиться в стране, тогда как на импорт планируется около 50-70% от общего спроса на водород в стране, это около 45-90 ТВт водорода. В этих целях усилия Правительства Германии направлены на обсуждение с партнерами в различных регионах мира вопроса о старте производства водорода и дальнейшего импорта в Германию. Правительство также хочет отремонтировать и построить трубопроводы протяженностью 1800 километров для «пусковой водородной сети» в Германии уже в 2027/2028 годах.

В продолжение политического диа¬лога между Казахстаном и Германией 18 октября этого года в Брюсселе (Бельгия) казахстанская делегация встретилась с директорами департаментов Европейской комиссии по энергетике DP ENER Кристиной Лобило Борреро и международному сотрудничеству DP INTPA Петерисом Устубсом.

В ходе встречи стороны обсудили энергетическое партнерство ЕС - Казахстан, перспективы «зеленого» водорода, планы Казахстана по модернизации электросетей, а также дальнейшее сотрудничество по реализации Дорожной карты Стратегического партнерства ЕС - Казахстан по устойчивому сырью, батареям и цепочкам создания стоимости возобновляемого водорода на 2023-2024 годы.

По итогам обсуждения Европейская комиссия выразила намерение в оказании поддержки Казахстану в обмене стандартами, наработками и прочими документами для совершенствования нормативной  базы по водороду в Казахстане. 

ВОДОРОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И НАУКА: «ЧИСТАЯ» ХИМИЯ И НИКАКОГО «КОСМОСА» 

В рамках поездки казахстанская делегация посетила ряд научно-исследовательских лабораторий, где реализуются проекты по разработке технологий производства и применения водорода.

Так, 17 октября этого года делегация встретилась с профессорами Северогерманской лаборатории (Norddeutsche Rea Ila bor, NRL). Эта лаборатория представляет собой инновационный проект, целью которого является изучение новых способов достижения климатической нейтральности. С этой целью производственные и жилые помещения с особенно высоким потреблением энергии постепенно дефоссилируются и переводятся на возобновляемые источники энергии, особенно в промышленности, а также в секторах теплоснабжения и транспорта.

Профессор Ханс Шафере отметил важность развития водорода как энергоносителя в Германии: «На текущий момент часто возникают излишки электроэнергии. Нужны системы для хранения - крупные газовые накопители под землей. При излишках электроэнергию переводим в водород, затем переводим в газ и накапливаем в газовых хранилищах».

Мощности ВИЭ -150 ГВт электроэнергии из ветра и солнца. Максимальная потребность электроэнергии в Германии - 80 ГВт. Для того чтобы сделать климатически нейтральной Германию, нужны мощности намного больше ВИЭ. В частности, потребуется минимум в три раза, до 450 ГВт, увеличить производство электро¬энергии из ВИЭ, что является большим вызовом для энергосетей.

В этой связи, по мнению специалистов NRL, батарейные решения используются только для краткосрочной стабилизации в сетях, преимущественно на уровне домохозяйств и транспорта. Для более долгосрочного хранения энергии необходим водород. Германия не планирует использовать водород для отопления зданий, для этого планируется использовать тепловые насосы. Водород будет использоваться в систе¬мах промышленности, где необходимы высокие температуры.

За Северогерманской лабораторией стоят более 50 партнеров из бизнеса, науки и государственного сектора из следующих регионов: Гамбург и Шлезвиг-Гольштейн, Мекленбург - Передняя Померания и Бремерхафен. В лабораториях эксплуатируются восемь электролизеров по производству водорода мощностью более 40 МВт. Они используются для замены ископаемого топлива в промышленных процессах водородом или его производными. Кроме того, в лаборатории реализуются несколько проектов, позволяющих утилизировать отходящее (отработанное) тепло в объеме 700 ГВт*ч в год. В секторе транспорта несколько водородных заправочных станций и автомобилей на топливных элементах проходят испытания при различных сценариях использования.

Цель лаборатории - протестировать путь трансформации интегрированной энергети¬ческой системы, которая позволит сократить выбросы СО2 на севере Германии на 75% к 2035 году. Пилотные проекты, запланированные на этот период, могут снизить объемы выбросов от 350 тысяч до 500 тысяч тонн в год. Крупномасштабный подход придает проекту роль надрегиональной модели для объединения водородных секторов в Германии и Европе.

На текущий момент работа ведется по соединению разных секторов: электроэнергетики, теплоэнергетики, промышленности и транспорта. Речь идет о полной системной трансформации энергетического сектора через развитие водородной энергетики для достижения цели углеродной нейтральности. Для этого при лаборатории сформированы девять рабочих групп: четыре из них работают с потенциальными потребителями и пять - по системным вопросам.

20 октября казахстанская делегация встретилась с представителями Технологического института Карлсруэ (KIT). При KIT ведет деятельность группа Н2 Института теплоэнергетических технологий и безопасности (ITES), которая отвечает за разработку исследований и проектов, касающихся потенциальной пользы водорода в энергетических технологиях и производственных областях. Диапазон этих проектов простирается от экспериментов, касающихся фундаментальных явлений, до прикладной оценки безопасности водорода и гибридных смесей. Области исследований включают методику оценки рисков водорода, «ускорение пламени» и «горение с детонацией», щелочный электролиз под высоким давлением, использование водорода в транспортном секторе.

В институте на экспериментальных площадках работают электролизные установки power to liquid и power to gas.Там был разработан реактор, который позволяет путем электролиза из углекислого газа СО2 и воды разделять их на окись углерода и водород и получать синтетическое топливо и парафин.

Институт с 2016 года участвует в проекте Коперника, в рамках которого на первом этапе проводились работы по изучению технологий производства водорода Power2X, на втором этапе разработанные технологии были масштаби¬рованы, сейчас стоит задача сконструировать установку мощностью 1 МВт.

По итогам встреч в институтах участники сделали вывод о том, что Германия давно проводит необходимые исследования по водороду и уже сегодня все необходимые технологии разработаны и находятся в режиме масштабирования. В ближайшем будущем можно ожидать их коммерциализации и внедрения на промышленных площадках страны.

СПРОС НА ВОДОРОД: ТРАНСФОРМАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Основными потребителями водорода в будущем будут промышленный сектор и транспорт. И если сегодня по городам Европы ездят авто на водороде, то вопрос трансформации промышленности может занять более долгий срок. Однако уже сейчас промышленность Германии готовится к переходу на водород. Примером тому является трансформация речного порта города Дуйсбурга, который посетила казахстанская делегация.

Порт Дуйсбург на реке Рейн - один из самых современных контейнерных портов в мире - существует в 1926 года. Это государственная компания, 2/3 которой владеет Северный Рейн-Вестфалия и 1/3 принадлежит городу Дуйсбургу.

Регион Рур прежде специализировался на традиционных источниках энергии: здесь были расположены угольные и сталелитейные пред¬приятия. Порт использовался как перевалочная база для поставок угля. Вместе с тем регион проходит этап экономической и энергетической трансформации. В 2018 году здесь была закрыта последняя угольная шахта.

Сегодня менеджментом порта проводятся работы по прогнозированию потребления энергии в будущем. Уже сейчас есть мнение, что такой энергии потребуется много. Однако слож¬но делать прогноз касательно того, какой микс энергии будет.

На встрече Йоханнес Енг, ответственный за корпоративное развитие и стратегию duispoDuisburger hafen AG, отметил: «Уже сейчас мы рассматриваем водород, аммиак, метанол. Сегодня понимаем, что это будет импорт энерго¬носителей».

Порт уже сейчас рассматривает вопрос транспортировки новых видов энергии до конечных потребителей для обеспечения всего региона. Сегодня меняются не только потоки поставок, но и сами энергоносители. Порт связан с западными портами: Амстердамом, Роттердамом, Антверпеном. Поэтому сегодня прорабатываются различные виды транспорти-ровки: трубопроводы, железная дорога, речной транспорт, траки.

Поскольку порт не является ни производителем энергии, ни трейдером, а логистической компанией, порт Дуйсбург заинтересован в вопросах хранения энергоносителей и, в частности, водорода, дистрибуции энергии, утилизации энергии (электроснабжение, транспорт, промышленность).

Порт работает над тем, чтобы создать необходимую для рынка инфраструктуру по водороду. К примеру, сейчас в порту в больших количествах хранится уголь, но порт трансформируется в связи с декарбонизацией. Сейчас проектируется электролизный завод совместно с компанией Lhyfe именно на месте площадок хранения угля. Также принимается во внимание, что нынешняя сетевая инфраструктура обладает ограниченной проводимостью электроэнергии. Поэтому руководство порта сейчас думает над тем, как поставлять энергоносители в регионы страны. Для разгрузки автомагистралей планируется организовать доставку железнодорожными путями, а затем речным транспортом по всем регионам. В порту не будет ездить на дизеле ни одно транспортное средство, все оборудование в порту будет электрифицировано. Также в порту проектируется водородная заправка. Для снабжения электроэнергией в порту будет размещена солнечная станция, а топливные элементы и блочная ТЭЦ на водороде будут давать электроэнергию в ночное время и в пиковые нагрузки. Сроки ввода в эксплуатацию нового порта запланированы на середину 2024 года.

Будет также построен терминал для транспортировки водорода, аммиака, жидких органических составляющих водорода речным транспортом. Уже сегодня есть технологии транспортировки водорода контейнерами, но это сложно. Водород транспортировать в чистом виде тоже невозможно (его нужно охлаж¬дать). Поэтому строится отдельная площадка для хранения водорода. В том числе для транспортировки посредством аммиака или метанола.

На базе порта также строится учебный центр по водороду (физика, химия, машиностроение) для подготовки специалистов именно по водороду для потребностей порта и региона. Менеджментом порта уже подана заявка в пра¬вительство для получения финансирования.

ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ

По итогам поездки и изучения немецкого опыта по развитию водородной экономики можно сделать несколько выводов. Во-первых, Германия и Европейский союз рассматривают водород как энергоноситель, который позволяет в долго¬срочном периоде хранить и транспортировать энергию. Водород будет использоваться в качестве замены газа на объектах промышленности и транспорта. Драйверами для быстрого развития водородной тематики стали энергетический кризис в Европе и поиск новых источников энергии для дальнейшего экономического роста. В этой связи уже сейчас как в Германии, так и в ЕС приняты все необходимые политические решения, в университетах завершается разработка необходимых технологий, промышленность готовится для внедрения, транспортировки и хранения водорода.

Во-вторых, нашей стране необходимо уже сейчас выработать видение по участию в гло¬бальной водородной экономике. В этой связи необходима разработка отдельного докум В-третьих, водородная экономика рассматривает различные вопросы, которые требуют межсекторального и межведомственного подхода в разработке водородной политики. Здесь есть вопросы организации производства, транспортировки, экспорта/импорта водорода, подготовки кадров и проведения исследований, вопросы наличия водных ресурсов, влияния на окружающую среду. На текущий момент в стране стоит вопрос создания производства «зеленого» водорода (проект Hyrasia One компании Svevind в Мангистауской области). Это в большей степени вопрос создания производства химической промышленности, который сопряжен со вторым не менее важным вопросом - будут ли промышленные предприятия Казахстана в дальнейшем переходить на «зеленый» водород как источник чистой энергии? И если да, то в каком объеме и в какие сроки нашей стране будет нужен водород для внутреннего рынка потребления? Исходя из понимания ответов на эти вопросы должна строиться соответствую¬щая стратегия по экспорту (в случае наличия производства в РК) или импорту водорода. Вопрос энергетической утилизации водорода, а именно производства электрической или тепловой энергии для снабжения энергосистемы РК, это уже вопросы четвертого-пятого порядка, которые сейчас пока не стоят даже в продвинутой Германии: для выработки электроэнергии будут развиваться ВИЭ, а для тепловой энергии - масштабно внедряться тепловые насосы по всей стране. В этой связи представляется, что стратегию по развитию водородной темы в Ка¬захстане должен разрабатывать уполномоченный орган в области промышленной политики с привлечением разных государственных органов, а работа над таким документом, наверное, под силу межведомственной рабочей группе во главе с представителем руководства правительства страны.

Развитие водородной экономики - это полная трансформация самых различных сфер деятельности. Похоже на то, что в мире пришли к консенсусу о том, что именно водород станет энергоносителем в не столь отдаленном будущем. Должны ли мы производить водород? Достаточно ли у нас водных и энергетических ресурсов? Будем ли мы экспортировать или импортировать водород? Это те вопросы, на которые уже сейчас необходимо искать ответы. Одно можно сказать совершенно точно - водородное будущее неизбежно, а наша страна должна определиться, какую роль она будет играть в нем.ента в системе государственного планирования.