Европа в кризисном мире. Коллективная монография. Институт Европы РАН, 2022 г.
Часть II. Экономика Европы
Глава 6. Европейский зелёный курс в условиях вызовов двойного перехода. Роль водородной экономики. - В.Б. Белов
6.3. Основа энергоперехода - водородная стратегия
Относительно неожиданно ключевое место в энергетической трансформации Евросоюза занял водород и производные от него. Как и в случае с промышленной и цифровой стратегией ЕС, решающую роль в этом сыграла Германия. Немецкий подход к формированию политики в водородной сфере сформировался под влиянием жёсткого противостояния противников использования природного газа для производства Н2, с одной стороны, и, соответственно, сторонников такого подхода, с другой. В итоге победили первые. Они добились включения в национальную стратегию положений об исключительно экологически чистом водороде, то есть производимого электролизным методом из воды с использованием электричества, получаемого только из возобновляемых источников энергии. Вследствие упомянутой затянувшейся конфронтации вместо планируемого принятия документа Берлином в декабре 2019 г. это произошло только 10 июня 2020 г.
6.3.1. Водород как альтернатива первичным ископаемым
...В вышеупомянутом плане REPowerEU весной 2022 г. Брюссель анонсировал проекты двух правовых актов, призванных уточнить определения возобновляемого Н2. 23 мая ЕК опубликовала свои предложения относительно критериев продуктов, попадающих в категорию «возобновляемый водород», и которые могут использоваться для достижения целевых показателей использования ВИЭ в транспортном секторе. Кроме того, она предложила схему расчёта выбросов экологически чистого Н2 и переработанного углеродного топлива в течение их жизненного цикла. Наиболее сложным и дорогим представляется переход на водородные технологии сталелитейной промышленности, на которую приходится основная часть промышленных выбросов СО2. Например, в Германии этот показатель составляет около 30%. Для достижения установленных законом национальных климатических целей к 2030 г. около трети производства первичной стали придётся перевести на технологию прямого восстановления с использованием водорода, а к 2045 г. - заменить все доменные печи. Модернизация отрасли будет проходить при разнообразной поддержке государства, включая использование проектов IPCEI, «контрактов на разницу в ценах» (Carbon Contracts for Difference) и средств программы «Декарбонизации промышленности». По оценкам правительства ФРГ, после перестройки национальной сталелитейной промышленности и перевода производственных процессов на водородные технологии ежегодная потребность отрасли в Н2 составит около 2 млн т. Но удовлетворить такой спрос без импорта будет невозможно.
Немецкий бизнес в ожидании государственной поддержки и предстоящего удорожания продукции разработал новую классификацию стали. Она уточняет, какую сталь можно называть «зелёной», то есть произведённую с учётом требований климатической нейтральности. Для этого вводится шестиуровневая цветовая шкала, где «серый» цвет обозначает обычную доменную сталь; а «темно-зелёный» - сталь, которую получили с использованием водорода и электричества от ВИЭ. Классификация основана на том, сколько CO2 производится по всей цепочке создания стоимости, то есть от добычи железной руды до перерабатываемой листовой стали. Методологически процедура основана на международных
спецификациях протокола по парниковым газам.
6.3.3. Проблемы формирования водородной инфраструктуры
Эксперты обращают внимание на проблемы не только с выпуском, но также с хранением и транспортировкой Н2.
Британская консалтинговая компания Frazer-Nash Consultancy в начале 2022 г. провела исследование последствий утечки водорода в рамках всего его жизненного цикла - от производства до конечного потребления. Согласно расчётам её экспертов, с ростом объёмов выпуска H2 неизбежные утечки составят - при хранении в баллонах/ёмкостях в сжатом виде - от 0,12 до 0,24% ежедневно; из трубопроводов - на 20% больше, чем аналогичный объём потерь бытового газа (из-за разницы в плотности); при транспортировке в виде криогенной жидкости - в среднем около 1% в день; при обязательных процессах вентиляции и продувки электролизёрных систем - от 3,3 до 9,2% его объёма. При разных сценариях суммарные потери водорода могут составить от 1 до 10% от общего объёма его выпуска. Половина утраты придётся на доставку, по одной четверти на производство и на использование.
При попадании в атмосферу H2 начинает взаимодействовать с другими газами и парами в воздухе. Он связывает тропосферные окислители, расщепляющие метан - один из наиболее мощных парниковых газов, нагревающих атмосферу в 80 раз быстрее, чем CO2 в сопоставимых объёмах. Мощный продолжительный парниковый эффект метана держится первые 20 лет. затем благодаря гидроксильным радикалам этот газ распадается в атмосфере, но при этом сами «метановые очистители» достаточно быстро вступают в реакцию с водородом. Метану достаётся меньше расщепляющих элементов, и он дольше задерживается в атмосфере. Присутствие водорода также увеличивает объёмы тропосферного озона и стратосферного водяного пара, что также усиливает парниковый эффект, в итоге увеличивая угрозу глобального потепления. По мнению учёных из Редингского и Кэмбриджского университетов, за 100 лет тонна водорода в атмосфере способствует нагреванию земли в 11 раз интенсивнее, чем тонна CO2. С существенным ростом потребления водородного топлива в транспортном секторе и новыми энергосистемами его негативное влияние на экологию, включая ускорение нагревания планеты, существенно увеличится. тем не менее, принимая во внимание пересчёт коэффициента парникового эффекта с учётом замещения выбро-сов СО2, эксперты считают водородное топливо в 10 раз безопаснее для атмосферы в сравнении с парниковыми газами, но при этом настаивают на введении контроля за утечками H2 в ходе его жизненного цикла.
6.4. Выводы
...Представляется, что ставка на электролизное производство экологически чистого зелёного водорода является ошибочной. Собственных мощностей у Евросоюза не было изначально, а попытки обеспечить потребности за счёт импорта из других стран привели, с одной стороны, к необходимости покрытия за счёт государственных средств разницы между высокой закупочной стоимостью Н2 и более низкой ценой реализации потребителям. С другой стороны, «принудительное» стимулирование ряда развивающихся государств к производству зелёного водорода с использованием ВИЭ и его экспорту существенно снижает их потенциал для перехода к собственной климатически нейтральной экономике. Это позволяет выдвинуть тезис о новом неоколониальном подходе Брюсселя - в его рамках собственные структурные реформы он осуществляет за счёт других менее развитых экономик, которые оказываются ещё более отдалёнными от собственного зелёного перехода. Кроме того, зарубежные «водородные партнёры» обрекаются на необходимость импорта электролизных технологий и оборудования из ЕС, в первую очередь, из Германии, а также его последующее обслуживание. По крайней мере, Берлин декларирует эту цель в своей национальной стратегии.
Глава 6. Европейский зелёный курс в условиях вызовов двойного перехода. Роль водородной экономики. - В.Б. Белов
6.3. Основа энергоперехода - водородная стратегия
Относительно неожиданно ключевое место в энергетической трансформации Евросоюза занял водород и производные от него. Как и в случае с промышленной и цифровой стратегией ЕС, решающую роль в этом сыграла Германия. Немецкий подход к формированию политики в водородной сфере сформировался под влиянием жёсткого противостояния противников использования природного газа для производства Н2, с одной стороны, и, соответственно, сторонников такого подхода, с другой. В итоге победили первые. Они добились включения в национальную стратегию положений об исключительно экологически чистом водороде, то есть производимого электролизным методом из воды с использованием электричества, получаемого только из возобновляемых источников энергии. Вследствие упомянутой затянувшейся конфронтации вместо планируемого принятия документа Берлином в декабре 2019 г. это произошло только 10 июня 2020 г.
6.3.1. Водород как альтернатива первичным ископаемым
...В вышеупомянутом плане REPowerEU весной 2022 г. Брюссель анонсировал проекты двух правовых актов, призванных уточнить определения возобновляемого Н2. 23 мая ЕК опубликовала свои предложения относительно критериев продуктов, попадающих в категорию «возобновляемый водород», и которые могут использоваться для достижения целевых показателей использования ВИЭ в транспортном секторе. Кроме того, она предложила схему расчёта выбросов экологически чистого Н2 и переработанного углеродного топлива в течение их жизненного цикла. Наиболее сложным и дорогим представляется переход на водородные технологии сталелитейной промышленности, на которую приходится основная часть промышленных выбросов СО2. Например, в Германии этот показатель составляет около 30%. Для достижения установленных законом национальных климатических целей к 2030 г. около трети производства первичной стали придётся перевести на технологию прямого восстановления с использованием водорода, а к 2045 г. - заменить все доменные печи. Модернизация отрасли будет проходить при разнообразной поддержке государства, включая использование проектов IPCEI, «контрактов на разницу в ценах» (Carbon Contracts for Difference) и средств программы «Декарбонизации промышленности». По оценкам правительства ФРГ, после перестройки национальной сталелитейной промышленности и перевода производственных процессов на водородные технологии ежегодная потребность отрасли в Н2 составит около 2 млн т. Но удовлетворить такой спрос без импорта будет невозможно.
Немецкий бизнес в ожидании государственной поддержки и предстоящего удорожания продукции разработал новую классификацию стали. Она уточняет, какую сталь можно называть «зелёной», то есть произведённую с учётом требований климатической нейтральности. Для этого вводится шестиуровневая цветовая шкала, где «серый» цвет обозначает обычную доменную сталь; а «темно-зелёный» - сталь, которую получили с использованием водорода и электричества от ВИЭ. Классификация основана на том, сколько CO2 производится по всей цепочке создания стоимости, то есть от добычи железной руды до перерабатываемой листовой стали. Методологически процедура основана на международных
спецификациях протокола по парниковым газам.
6.3.3. Проблемы формирования водородной инфраструктуры
Эксперты обращают внимание на проблемы не только с выпуском, но также с хранением и транспортировкой Н2.
Британская консалтинговая компания Frazer-Nash Consultancy в начале 2022 г. провела исследование последствий утечки водорода в рамках всего его жизненного цикла - от производства до конечного потребления. Согласно расчётам её экспертов, с ростом объёмов выпуска H2 неизбежные утечки составят - при хранении в баллонах/ёмкостях в сжатом виде - от 0,12 до 0,24% ежедневно; из трубопроводов - на 20% больше, чем аналогичный объём потерь бытового газа (из-за разницы в плотности); при транспортировке в виде криогенной жидкости - в среднем около 1% в день; при обязательных процессах вентиляции и продувки электролизёрных систем - от 3,3 до 9,2% его объёма. При разных сценариях суммарные потери водорода могут составить от 1 до 10% от общего объёма его выпуска. Половина утраты придётся на доставку, по одной четверти на производство и на использование.
При попадании в атмосферу H2 начинает взаимодействовать с другими газами и парами в воздухе. Он связывает тропосферные окислители, расщепляющие метан - один из наиболее мощных парниковых газов, нагревающих атмосферу в 80 раз быстрее, чем CO2 в сопоставимых объёмах. Мощный продолжительный парниковый эффект метана держится первые 20 лет. затем благодаря гидроксильным радикалам этот газ распадается в атмосфере, но при этом сами «метановые очистители» достаточно быстро вступают в реакцию с водородом. Метану достаётся меньше расщепляющих элементов, и он дольше задерживается в атмосфере. Присутствие водорода также увеличивает объёмы тропосферного озона и стратосферного водяного пара, что также усиливает парниковый эффект, в итоге увеличивая угрозу глобального потепления. По мнению учёных из Редингского и Кэмбриджского университетов, за 100 лет тонна водорода в атмосфере способствует нагреванию земли в 11 раз интенсивнее, чем тонна CO2. С существенным ростом потребления водородного топлива в транспортном секторе и новыми энергосистемами его негативное влияние на экологию, включая ускорение нагревания планеты, существенно увеличится. тем не менее, принимая во внимание пересчёт коэффициента парникового эффекта с учётом замещения выбро-сов СО2, эксперты считают водородное топливо в 10 раз безопаснее для атмосферы в сравнении с парниковыми газами, но при этом настаивают на введении контроля за утечками H2 в ходе его жизненного цикла.
6.4. Выводы
...Представляется, что ставка на электролизное производство экологически чистого зелёного водорода является ошибочной. Собственных мощностей у Евросоюза не было изначально, а попытки обеспечить потребности за счёт импорта из других стран привели, с одной стороны, к необходимости покрытия за счёт государственных средств разницы между высокой закупочной стоимостью Н2 и более низкой ценой реализации потребителям. С другой стороны, «принудительное» стимулирование ряда развивающихся государств к производству зелёного водорода с использованием ВИЭ и его экспорту существенно снижает их потенциал для перехода к собственной климатически нейтральной экономике. Это позволяет выдвинуть тезис о новом неоколониальном подходе Брюсселя - в его рамках собственные структурные реформы он осуществляет за счёт других менее развитых экономик, которые оказываются ещё более отдалёнными от собственного зелёного перехода. Кроме того, зарубежные «водородные партнёры» обрекаются на необходимость импорта электролизных технологий и оборудования из ЕС, в первую очередь, из Германии, а также его последующее обслуживание. По крайней мере, Берлин декларирует эту цель в своей национальной стратегии.