Водородные аспекты энергетики

Я поддерживаю мнение Президента – это действительно важный, принципиальный вопрос для будущего отечественной экономики и энергетической безопасности страны.

При этом трансформация энергетики Казахстана должна пре­дусматривать процесс декарбонизации отрасли, повышение эффективности гидроэнергетики, дальнейшее развитие ВИЭ, переработки и утилизации промышленных отходов, повышение компетенций в производстве водорода и развития АЭС.

Ядерные и водородные технологии в настоящее время не используются в нашей стране из-за риска тяжелых последствий в случае аварий. В то же время научные сотрудники специализированных вузов занимаются менее опасными технологиями и изучают малые исследовательские реакторы, а также использование новых видов топлива, не имеющих столь опасных последствий.

«Зеленый» водород также является объектом исследований наших специалистов, как и газовое топливо, получаемое в ходе переработки промышленных и бытовых отходов.

Для развития водородной энергетики обязательными становятся опережающее планирование и строительство инфраструктуры, а также подготовка и обучение потребителей водородного топ­лива с обеспечением безопаснос­ти хранения и транспортировки.

Изменение климата влияет на многие другие важные парамет­ры социальной и экономической сферы нашего общества. Один из них – сокращение водных ресурсов, которое проявляется не только в уменьшении осадков и уровня воды в водоемах, но и в ухудшении водообеспечения населенных пунктов.

Неэффективное использование воды, рост населения, загрязнение экосистем, а также последствия урбанизации и изменений в землепользовании – вот причины, приводящие к нехватке одного из незаменимых ресурсов для человечества.

В Казахстане нет действующих АЭС, но имеются исследовательские ядерные реакторы, с по­мощью которых ученые и студенты изучают новейшие ядерные технологии и материа­лы. «Зеленый» водород также представляет собой важность для теоретических исследований. К слову, пока нет данных по практическому его применению.

Для развития ядерных технологий в республике действует казахстанско-французская исследовательская программа SAIGA, направленная на проведение экспериментальных исследований в рамках проекта по созданию реактора на быстрых нейтронах ASTRID (Франция).

Безусловно, отношение в мире к АЭС противоречивое. Если Германия и Япония сокращают их число, заменяя на ВИЭ, то США, Франция, КНР, Россия, Южная Корея и некоторые другие государства рассматривают атомную генерацию как базовую часть энергетики.

Непродуманный отказ от АЭС привел к разбалансированию энергосистемы той же Германии и потере целой наукоемкой и высокотехнологической отрас­ли. Поведение ФРГ повлияло на развитие европейских ядерных технологий. В настоящее время Европа утратила первенство в разработке ядерных реакторов.

На сегодня США в этом плане – безусловный лидер. Новая тенденция на энергетическом рынке – модульные реакторы малой и средней мощности. Развиваются технологии быстрого реактора с натриевым охлаждением. Такие АЭС рассчитаны на регулирование ВИЭ.

Национальная ядерная лаборатория Великобритании утверж­дает, что объем мирового рынка малых и средних реакторов к 2035 году может составить 65–85 ГВт и оценивается в 300–500 млрд долларов. Аналогичные программы приняты в Канаде и Австралии.

Мировой рынок производства водорода в следующем десятилетии увеличится более чем вдвое на фоне Целей устойчивого развития. Согласно отчету исследовательской компании Frost & Sullivan, мировой объем производства водорода вырастет с 71 млн тонн до 168 млн тонн к 2030 году.

Водород – идеальная замена любому другому энергоносителю из тех, что нам сегодня доступны. Он связан и с устойчивым развитием, поскольку не только энергетически и экологически «безупречен» – его ресурсы практически неиссякаемы. Поэтому через некоторое время, возможно, водород станет основным мировым энергоносителем, обеспечивающим безуглеродное развитие общества.

Водородная энергетика активно развивается в ряде стран, таких как Китай, США, Япония, Германия, Канада и Италия. При этом решаются основные проблемы: хранения, транспортировки, использования для получения энергии (в промышленности, на транспорте и в быту), производства топливных элементов и энергоустановок, а также обу­чения специалистов. Но пока не решены проблемы в самом главном направлении – безопасном производстве водорода.

На сегодняшний день большое количество водорода получают за счет паровой конверсии природного газа (где-то 85%) и газификации угля (около 11%). На все остальные методы производства (их более 20) приходится всего 4%, в том числе, например, на электролиз воды – лишь 0,1%.

В соответствии со способами получения водород подразделяется на три вида – «серый» (или «черный»), «синий» и «зеленый». Последний вырабатывают на основе «зеленых» источников энергии, что предполагает полное отсутствие каких бы то ни было выбросов.

«Синий» связан с выделением СО2 при его производстве, «серый» водород считается вредным и опасным, хотя весь производимый в мире водород «серый». В связи с этим развитие водородной энергетики сдерживается отсутствием источников чистого водорода. Тем не менее компания Svevind Energy Group заключила с Правительством Казахстана инвестиционное соглашение о создании в Мангистауской области центра производства и распределения «зеленого» водорода.

Согласно представленному проекту, рассматриваются строительство и эксплуатация опреснительной установки производительностью 255 тыс. кубометров воды в сутки, комплексной ветряной и солнечной электростанции мощностью 40 ГВт. Основная идея проекта по производству водорода – электролиз воды мощностью 20 ГВт. Несмотря на отсутствие инфраструктуры и потребительского рынка, предлагаемый водородный проект – прорыв не только в Казахстане, но и в Центральной Азии.

Почему важно развивать в нашей стране ядерные и водородные технологии? Чтобы эффективно развиваться, Казахстану очень важно иметь современную, экологически безопасную экономику. На сегодняшний день ее высокая энергоемкость снижает конкурентоспособность казахстанской бизнес-среды.

В этой связи три мировых тренда вынуждают переходить к низкоуглеродному развитию с последующей трансформацией в безуглеродную экономику. Первый тренд – декарбонизация и повышение энергоэффективнос­ти. Второй – развитие и внед­рение ВИЭ. Третий – повышение компетенции в области ядерной и водородной технологий.

Для отражения их влияния на все сферы экономики необходимо принять новые законодательные акты и трансформировать действующие законы, в частности, разработать и принять закон «О развитии безопасных ядерных и водородных технологий» с разработкой Стратегии развития компетенций по безопасным ядерным и водородным технологиям, инфраструктуры и потребительского рынка.

Изменение климата, ухудшение экологической ситуации, катастрофическое накопление отходов и неопределенность на финансовых и энергетических рынках заставляют республику принимать меры по декарбонизации экономики, шире использовать возобновляемые источники энергии, развивать компетенции по освоению атомных и водородных технологий.

Казахстан подписал Парижское соглашение и обязался сократить на 15% выбросы СО2 к 2030 году и к 2060-му выйти на нулевую нейтральность по углекислому газу.

Целью подписантов Парижского соглашения является соз­дание безопасной и ресурсосберегающей энергетики, которая будет определяться технология­ми – основой существующих производственных процессов.

Новые экономические реалии и поступательное развитие экономики Казахстана требуют разработки нового документа – Стратегии развития энергетики Казахстана до 2030 года для проведения декарбонизации экономики, внедрения энергоэффективных мероприятий, развития собственных ВИЭ и повышения компетенции в сфере ядерных и водородных технологий.