Анализ перспектив водородной экономики, часть 2/II
Продолжение. Начало читать тут.
«Водородная стратегия» Еврокомиссии предполагает инвестировать до 2030 года в строительство электорлизеров должны составить 42 млрд евро. Еще от 220 до 340 млрд евро планируется направить на расширение масштабов и непосредственного подключения к электролизерам 80-120 ГВт, производимых солнечной и ветровой генерацией. Еще €65 млрд инвестиций потребуется для организации транспортировки, распределения и хранения водорода в ЕС.
Начаты в Европе и эксперименты по переводу на водород ключевых отраслей экономики. В первую очередь на транспорте и в тяжелой промышленности.
В железнодорожном транспорте лидирует Германия. С сентября 2018 года два поезда Coradia iLint, работающие полностью на водороде, осуществляют регулярные пассажирские перевозки по маршруту Бремерхафен, Куксхафен, Букстехуде и Бремерфёрде, на котором они уже «накрутили» больше 100 тыс. километров.
Их опыт признан успешным и заявлено, что на этом маршруте в федеральной земле Нижняя Саксония собираются полностью отказаться от дизельных локомотивов, заменив их на 14 поездов, вырабатывающих электроэнергию в топливных элементах в ходе химической реакции между водородом и кислородом уже до конца 2021 года.
А выпускающий их французский концерн Alstom получил заказ объемом в 500 млн евро на 27 поездов, которые с 2022 года планируется использовать для пригородного сообщения с горным массивом Таунус к северо-западу от Франкфурта-на-Майне. Более того, к 2030 году на локомотивы «на водородной тяге» предполагается полностью перевести все железнодорожное движение ФРГ на всех неэлектрофицированных магистралях страны.
В свою очередь Швеция сосредоточилась на переводе своей сталелитейной промышленности на полную замену ископаемого топлива (угля и газа) на водород в технологии производства металлов. Шведский консорциум H2 Green Steel (H2GS) на севере страны ведет строительство сталелитейного завода, полностью завязанного на водород. Проект стоимостью в 3 млрд долл планируется закончить в 2024 году, а к 2030 он должен будет выпускать 5 млн тонн высококачественной «углеродно-нейтральной стали».
И это не чистый абстрактный эксперимент. С весны текущего года компания SSAB начала практические поставки «водородной стали» на автомобильные заводы концерна Volvo.
А пока ЕС начинает модернизацию инфраструктуры транспортировки и хранения чистого водорода, с прицелом на полный перевод на него всего производства тепла в Европе, немецкая компания Avacon, запустила пилотный проект по примешиванию к природному газу до 20 процентов водорода. Эксперимент призван доказать, что к используемому для отопления газу можно добавлять не до 10 процентов H2, как предписывают действующие нормы, а в два раза больше. В результате сократится выброс CO2, поскольку будет сжигаться меньше углеводородного топлива.
Эксперимент проводится в одном из районов городка Гентхин в восточногерманской земле Саксония-Анхальт. Выбрали это место потому, что имеющаяся здесь газовая инфраструктура по своим техническим характеристикам наиболее типична для всей сети компании Avacon.
Как заявляет руководство, целью эксперимента, также является переоснащение газораспределительной сети «так, чтобы она была приспособлена к приему как можно больше доли водорода». Иными словами, ФРГ приступила к модернизации газовой инфраструктуры для полного перехода на водород в качестве топлива для генерации энергии и тепла, с дальнейшим прицелом и на бытовой сектор домохозяйств.
Экономический анализ перспектив «водородной экономики»
Изложенное выше приводит к двум основополагающим заключениям. Во-первых, процесс глобального перевода западной, в первую очередь европейской, экономики «на водород» является необратимым. Во-вторых, хотя его реализация и выглядит фантастически масштабной, в техническом отношении она уже вполне реализуема. Это наглядно подтверждают успехи ЕС.
Таким образом, ключевым становится вопрос реальности декларируемых сроков по выходу на «полную безуглеродность» к 2030 - 2040 годах. Так как ответ именно на него формирует понимание дальнейших стратегии России в области «водородной экономики» в целом и конкретизирует временные рамки ее практической реализации.
Чтобы понять, когда и в каком объеме Европа свои «водородные» планы сумеет или не сумеет реализовать, необходимо детальнее рассмотреть конкретные направления использования ископаемого топлива в европейской экономике.
В области железнодорожного транспорта прогресс выглядит достижимым наиболее просто и достаточно быстро. Как отмечалось ранее, ж/д-перевозки потребляют 1,8% расходуемого объема нефти и примерно 2,2% - природного газа (без учета доли в совокупной электрогенерации).
Исходя из того, что ЕС в среднем потребляет в год 3,82 млрд баррелей нефти и около 500 млрд кубометров газа, можно предположить, что примерно 68,7 млн баррелей нефти и 11 млрд кубометров газа в течение ближайших 10 - 15 лет окажутся вытеснены водородом. Которого, если брать за основу опыт эксплуатации поездов Coradia iLint, Европе понадобится до 400 тыс. тонн или половина от текущего объема собственного производства водорода на данный момент.
Так как применение чистого водорода для бытовых нужд пока практически не апробировано, пока оценить это направление в целом возможности не представляет. Однако по косвенным параметрам приблизительные цифры получить, тем не менее, можно. До данным Евростат в 2019 году европейские домохозяйства потребили 32,1% всего израсходованного в ЕС газа.
С учетом результатов экспериментов компания Avacon есть все основания полагать достижимым доведение доли водорода в объеме газового потребления домохозяйств, с нынешних 10%, до, как минимум, 20%, а в перспективе до 2030 года и до 30 - 35%. Исходя из чего расчеты показывают, что потребление бытового газа в Европе сократится ориентировочно на 40 млрд кубометров в год, а для его замены понадобится 3,58 млн тонн чистого водорода.
По той же методике, перевод на чистый водород электрогенерации будет означать снижение в Европе спроса на ископаемые виды топлива. В частности, невостребованными окажутся порядка 180 млрд кубометров газа в год, а для их замены Евросоюзу понадобится от 8 до 16 млн тонн водорода.
Металлургическая промышленность Европы суммарно выпускает свыше 168 млн тонн стали в год, расходуя на ее производство 25,4 млрд кубометров природного газа. Перевод металлургии на «безуглеродную технологию» требует расхода 14 тонн жидкого водорода на получение одной тонны стали. Следовательно, чтобы осуществить полный переход на него всей металлургической отрасли, Европе понадобится еще 2,352 млрд тонн жидкого водорода.
Даже если предположить полную успешность реализации брюссельского плана HyDeal Ambition, и согласиться, что Еврокомиссия сумеет где-то найти на его реализацию 400 млрд евро инвестиций в период до 2030 года (т.е. по 44,4 млрд евро в год, что само по себе вызывает очень большие вопросы в достижимости), то в любом случае, собственный объем производства водорода в Европе должен будет составить 3,6 млн тонн к 2030 году и 10 млн тонн к 2040. Тогда как расчетная потребность в нем, для достижения заявленной «полной безуглеродности экономики» составит 2,371 млрд тонн или в 237,19 раза больше.
Это означает, что декларируемые сегодня амбициозные цели в реальных условиях экономических и финансовых возможностей Евросоюза абсолютно недостижимы. Добиться полной безуглеродности Европа не сумеет ни к 2030, ни к 2040, ни даже к 2075 году. Если, чтобы выйти на уровень выпуска 10 млн тонн в год, Брюсселю необходимо 400 млрд евро инвестиций, то на наращивание его объемов до 2,3 млрд тонн потребуется вложить в модернизацию по меньшей мере 94,8 трлн евро или не менее семи (!) полных годовых ВВП ЕС, что невозможно чисто технически.
Однако из сказанного также следуют и другие выводы. Пусть и значительно меньшими темпами, но процесс вытеснения водородом всех видов ископаемого топлива, в Европе, тем не менее будет продолжаться, а его общие темпы - расти. В первую очередь в наиболее простых и легко модернизируемых направлениях, таких как железнодорожный транспорт, бытовое потребление домохозяйств и замена ископаемого топлива в электрогенерации.
Это означает, что газовое потребление ЕС далее расти не только не будет, оно станет постепенно сокращаться темпами по 3 - 3,5% в год. Общее падение к 2030 году может достигнуть по меньшей мере от 51 до 100 млрд кубометров. Так что заявление Меркель о планах полного отказа Германии от закупок российского газа к 2045 году имеют под собой достаточно веские основания.
Вместе с тем, стремление, как центральных властей ЕС, так и руководства ведущих экономик Евросоюза, в первую очередь Германии, к ускорению темпов «водородного энергоперехода» на длительную перспективу станут упираться в ограничение объемов физического производства водорода. Учитывая желание Брюсселя сразу формировать рынок водорода как «свободный», это будет означать долговременную дороговизну водорода, как товара, до уровней, значительно превышающих планку в 1,5 евро за килограмм (учитывая доставку и хранение), как это говорится в документах программы HyDeal Ambition.
Даже при этих ценах тонна «водородной стали» по себестоимости выходит в 2,9 раза дороже ее «грязного» варианта, получаемого с использованием угля и природного газа. Следовательно, далее цены на сталь и ее производные также неизбежно пойдут вверх.
К примеру, базовая модель внедорожника Volvo XC90 T5 продается в США по цене чуть меньше 50 000 долларов США, из которых 4 125 долларов (8,25%) приходится на себестоимость использованной стали. Таким образом, при его изготовлении полностью из «водородной стали» увеличит себестоимость на 7 837 долларов, или, с учетом прочих расходов и нормы прибыли, вынудит поднять цену автомобиля для конечного потребителя до 62 - 65 тыс. долларов.
И это лишь самый оптимистический сценарий. Как показывают расчеты, даже при использовании в электролизерах самой дешевой из ныне существующих видов происхождения энергии, без улавливания и утилизации СО2, себестоимость килограмма водорода не опускается ниже 2 евро. Транспортировка и хранение добавляют к этой цифре еще от 0,5 до 0,72 евро. А в случае применения ВИЭ-генерации, совокупная себестоимость водорода не опускается ниже 9 - 11 евро за килограмм.
То есть, вместо 2,9 раза тонна стали имеет все шансы в итоге подорожать в 7,3 раза, а значит цена тот же Volvo XC90 T5 способна приблизиться к отметке в 90 тыс. долл, что вряд ли позитивно скажется на объемах продаж. И таким же образом в Европе отреагирует абсолютно все, от цен на строящееся жилье, до стоимости элементарных жестяных консервных банок и бытовой фольги.
Несложно предположить, что компенсировать вызванное удорожанием производства падение объемов продаж европейских товаров и услуг, а также ослабление их конкурентных позиций на экспортных рынках, Евросоюз попытается путем дальнейшего увеличения ставок «импортного углеродного налога».
И эти процессы будут длиться долго. Точнее, можно сказать, что так будет выглядеть постоянный и неизменный тренды на всем протяжении обозримого будущего.
Выводы.
Резюмируя изложенное, следует констатировать:
1. «Водородная экономика» безоговорочно является процессом «навсегда». Вследствие чего России необходимо готовиться к коренным переменам в существующих энергетических рынках и готовиться к борьбе за занятие достойного места в наступающей «эре водорода». В этой связи принятие Правительством РФ «Концепции развития водородной энергетики в РФ» является стратегически верным шагом.
2. Формирование «водородной энергетики» в Европе и США неизбежно приведет к ускорению самоизоляции их внутренних рынков в закрытый обособленный экономический кластер, внутри которого все, от товаров до услуг, будет стоить значительно дороже, «чем в отсталых странах». Защитить его от дешевого импорта из «отсталых стран» Запад может только введением «углеродного налога» и повышения его размера до практически запретительного уровня.
С одной стороны, это плохо, так как, в частности, на Европу до сих пор продолжает ориентироваться 35,7% совокупного экспорта РФ. Москве придется искать другие рынки, так как платить Западу «углеродный налог» чревато подрывом национальной экономики России, а значит несет угрозу и ее национальной безопасности в целом.
Но в то же время, «защищаться от дешевого импорта» Запад будет вынужден не только против РФ, но и по всем остальным направлениям, включая Юго-Восточную Азию и Китай. Более того, он окажется заложником процесса даже по отношению потенциальных союзников в Индо-Тихоокеанском регионе, в частности - Индии. Что сильно ограничит его переговорную позицию с Дели.
По этой же причине улучшатся предпосылки к стимулированию Китая по ускорению оформления собственного закрытого кластера (ВРЭП), как преимущественного рынка сбыта своих товаров и услуг «без углеродного налога».
Аналогичным образом тенденция отразится и на всем остальном экономическом пространстве планеты, не входящем в «западный» экономический кластер. Для России это улучшает возможности экономической и политической экспансии, как в плане формирования собственного кластера (что безусловно должно стать одной из главных стратегических целей страны на ближайшее десятилетие), так и в направлении расширения экономических связей со странами АТР и «китайским кластером».
Иными словами, главными направлениями сбыта российских товаров и услуг становятся Азия и Африка. А на их формирование и расширение у нас остается не более десяти лет.
3. Также необходимо отметить, что формирование «западного» кластера вызовет рост в нем значительных внутренних напряжений. Доходы от «углеродного налога» вероятнее всего достанутся центральным властям ЕС в Брюсселе, ведущим экономикам Евросоюза (Германия, Франция, Бельгия, Нидерланды, Австрия, и некоторые другие страны Европы, не входящие в ЕС) и США. Но практически не достанутся восточно-европейским лимитрофам, что, на фоне резкого и непрекращающегося удорожания жизни неизбежно начнет усиливать отставания их материального уровня жизни от «среднеевропейского» и тем более от уровня ведущих экономик ЕС.
Что, в конечном счете, подстегнет там внутреннее недовольство, в том числе с желанием из «грабящего их союза» выйти. Вероятнее всего - в виде примыкания к польской «Инициативе трех морей». Хотя возникновение «Троеморья» российским интересам не соответствует, и этому процессу Россия должна активно препятствовать, однако тенденции распада нынешней конфигурации ЕС следует всемерно помогать.
4. Складывающиеся тенденции по закрытию западных, прежде всего европейских, рынков для российских товаров и услуг, формируют парадокс. России будет невыгодно поставлять туда свои промышленные товары и услуги, полученные с использованием традиционных ископаемых энергоносителей. Что заставит нас сокращать их экспорт в этом направлении.
Но в то же время, реализация там стратегии перехода на «водородную экономику» создаст в Европе острейший дефицит водорода, который выльется в значительный, если не взрывной, рост там рыночной цены на него. При реализации принятой «Концепции развития водородной энергетики в РФ» Россия должна сделать основной акцент на расширении объемов производства именно «зеленого» варианта водорода, экспорт которого в ЕС не будет подпадать под «углеродный налог». А острый его дефицит в Европе заставит власти ЕС соглашаться на расширение российских поставок. Тем самым обеспечивая нам новый источник экспортного дохода, а также стимулируя развитие собственной экономики. Как традиционное финансовое, так и технологическое.
Более того, помимо прибыли, расширение экспорта «зеленого водорода» в ЕС будет стимулировать там расширение масштабов внедрения водорода в рамках ускорения полного перехода Европы на «водородную экономику», тем самым ускоряя и увеличивая масштаб негативных для «западного кластера» внутренних экономических и политических последствий, отмеченных в п.п. 2 и 3.
5. Адаптация России под новые реалии «водородной экономики» для России (и многих прочих стран) является мерой вынужденной. Объективно текущее состояние энергетики, основанное на ископаемых ресурсах на период как минимум до конца текущего века нам вполне комфортно. Да и экономическая емкость рынков за пределами «западного кластера» еще долгое время останется достаточной для сбыта товаров и услуг «грязных» с точки зрения «водородной экономики».
Это формирует серьезный риск стимулирования создания в России двух отдельных экономик, одной «основанной на ископаемых энергоносителях» и другой - «водородной». Причем они скорее всего окажутся в конкуренции между собой даже на внутреннем российском рынке.
Проблема заключается в том, что создавать отрасль, полностью зависящую от сбыта только в Европу (шире - только внутрь западного кластера) стратегически чревато попаданием в зависимость от политически мотивированных шагов европейских и американских властей. Как это имеет место сегодня в отношении российских газовых проектов. Только если сейчас Россия имеет возможность переориентировать сбыт на другие рынки, то европейский рынок водорода окажется единственным. А значит мы станем уязвимыми к потенциальному санкционному давлению.
При этом внутренний российский спрос на водород не будет большим, так как «водородная экономика» проигрывает «ископаемой» по производственным издержкам в энергетике.
Купировать проблему целесообразно через стимулирование опережающих темпов наращивания общей энергоэффективности российской промышленности и планового целенаправленного перевода «на водород» тех отраслей, где такой шаг не приведет к ощутимому росту конечных цен. В этом смысле России, например, необходимо перенимать германский опыт по внедрению водорода в железнодорожном транспорте.
Это создаст предпосылки не только для расширения внутреннего спроса на водород, тем самым сокращая зависимость «водородного производства» от экспортных рынков, то и сформирует необходимые условия для научно-технического и практического производственного прогресса в области технологий разработки и массового выпуска собственного российского оборудования по транспортировке и хранению водорода. Тем самым еще больше снижая масштабы нашей зависимости в данной области.
Отдельно следует отметить целесообразность ускорения НИОКР в области повышения энергоэффективности водородных топливных элементов, с целью, как достижения технологического превосходства в этой области и его патентной защиты, так и налаживания их массового выпуска. В том числе - на экспорт.
Да и в целом повышение общей энергоэффективности российской промышленности однозначно положительно скажется на конкурентоспособности любых отечественных товаров и услуг, как на внутреннем, так и на внешних рынках.
6. Также надо понимать, что заявленные на Западе, и, частично, в Китае, темпы роста объемов ВИЭ-генерации гарантированно вызовут также резкий рост спроса на медь и редкоземельные элементы, запасы которых ограничены. Что вызовет не только рост цен на них, но обострит борьбу за контроль над их месторождениями. К ней необходимо готовиться уже сейчас. В первую очередь, на африканском направлении, как главной их природной кладовой на текущий момент и обозримую перспективу.
Источник: РУССТРАТ