В разгар энергетического кризиса, бушующего сейчас в Европе и Китае, и только зарождающегося в США и Индии, думать о “высоких материях” – 至少, неприлично.
冬天 2021 года в Техасе (美国).
冬天 2021 года в Японии
冬天 2021 года в Испании
冬天 2021 года в Техасе (美国).
Острая фаза проблемы началась ещё в начале 2021 年度最佳, когда в Европе из-за морозов доля солнечно-ветровой энергетики снизилась до 1-2%, вместо традиционного показателя в 15-20%. Тогда дефицит энергии удалось экстренно покрыть большим потреблением газа и угля. 似乎, с приходом лета ситуация должна улучшиться, но не тут-то было. Генерация альтернативными истопниками энергии в летний период была ниже прогноза на 10-15%. Ну а в самом начале осени ситуацию обстрил сентябрьский двухнедельный штиль в Северном море, который снизил общую выработку электроэнергетики альтернативными источниками в годовом выражении с привычных 19% 至 12%. Это привело не только к перерасходу газа, который используется в качестве топлива для электростанций, но и создало повышенный спрос на него, отчего цены поползли вверх. Стоимость электроэнергии, 例如, в Англии и Германии взлетела на 200-300%, из-за чего сначала обанкротились частные энергетические компании, а вслед за ними и энергоёмкие производства.
例如, тепличный агрокомплекс и производителей минеральных удобрений.
Китай в последние годы постепенно сокращал добычу угля на своей территории. Но сегодня и там столкнулись с тем, что заместить выбывшие объёмы угля невозможно, а проседание ветровой генерации только усугубило ситуацию. Энергокризис в Китае затронул уже более 300 百万人, тысячи производств. Цепочки поставок «мировой фабрики» сорваны, а самые энергоёмкие производства если не полностью остановлены, то сильно ограничены в своей деятельности.
Следом на мировом рынке возник дефицит алюминия, магния и прочих металлов, что создало высокий риск остановки в Европе производств с использованием этих металлов. Европейские предприниматели уже бьют тревогу и просят принять срочные меры, ведь в случае дефицита только одного магния (95% которого Европа получает из Китая) встанет вся промышленность ЕС.
正如所见, эффект получился каскадный, так как причина фундаментальная – дефицит энергоресурсов. Напечатать или закупиться ими впрок сегодня не получится, ведь таких поставщиков с излишками попросту в мире нет. Если у кого-то прибыло, то кого-то убыло. 好例子 – 美国, где рост цен на газ привёл к газовому дефициту на их внутреннем рынке, что привело к двукратному с начала года росту цен на газ и бензин. 除此之外, что США являются крупным экспортёром СПГ.
Индия рапортует о рекордно низких запасах угля, что только подстёгивает рост мировых цен на уголь. Энергетический кризис уже начал там зарождаться.
В данном документе прописаны стратегические инициативы, 在这之中: запуск пилотных проектов по выработке низкоуглеродного водорода, создание консорциумов по производству оборудования и комплектующих, формирование инфраструктуры для хранения и транспортировки водорода.
Председатель правительства Михаил Мишустины объясняет суть принятой концепции водородной энергетики “уважаемым коллегам”.
В данном документе прописаны стратегические инициативы, 在这之中: запуск пилотных проектов по выработке низкоуглеродного водорода, создание консорциумов по производству оборудования и комплектующих, формирование инфраструктуры для хранения и транспортировки водорода.
И на фоне всего этого коллапса по поручению правительства Российской Федерации начаты разработки в области водородной энергетики (как часть развития низкоуглеводной экономики). При этом концепция носит стратегический характер, так как планируется создание новой высокотехнологичной отрасли в экономике страны.
Время выбрано идеальное. Высокие цены на нефть, газ и уголь только ещё больше подстегнут всех переходить на чистые источники энергии, о чём недавно договорились лидеры стран ЕС на встрече по вопросу выхода из энергокризиса. 另一方面, высокие цены на энергоресурсы – это в первую очередь сверхдоходы в бюджет России, которые с лихвой будут окупать все инвестиции и меры поддержки, направленные на создание водородной отрасли.
Но зачем мы это делаем? Водород – очень проблемный газ, его не получится использовать, как аналог природного газа. Водородных хранилищ, способных хранить миллиарды кубометров газа (аналогично газовым хранилищам), 不.
Нет их по физической причине: водород утекает из любого подобного хранилища и стремится химически прореагировать с другими элементами.
Чтобы надёжно хранить водород, нужны металлические баллоны, 在 100 раз превышающие массу хранимого в них водорода, либо композитные баллоны, превышающее массу хранимого водорода в 14 一次.
为了比较: 1 кг пропана требует для своего хранения 1 кг массы стального баллона.
换一种说法, промышленное долговременное хранение водорода невозможно на нынешнем технологическом уровне развития человечества.
То есть водородом не запастись впрок, как это делают сегодня с газом. Из любого существующего газового хранилища водород полностью улетучится месяц.
Это безусловно плохо, но плохо только для потребителей водорода, а вот для производителей – очень хорошо.
Существующие способы хранения водорода. В водородной энергетике жидкий аммиак вероятнее всего будет использоваться как одна из форм транспортировки и хранения водорода. У России предостаточно опыта производства, транспортировки и хранения жидкого аммиака.
Амурский газоперерабатывающий завод, запуск первой линии которого состоялся 9 六月 2021 年度最佳. 至 2025 年, после запуска всех технологических линий, он станет крупнейшим в мире ГПЗ по производству гелия. Гелий – самый востребовательный газ в высокотехнологичной промышленности.
Существующие способы хранения водорода. В водородной энергетике жидкий аммиак вероятнее всего будет использоваться как одна из форм транспортировки и хранения водорода. У России предостаточно опыта производства, транспортировки и хранения жидкого аммиака.
В программе водородной энергетики России заявлено, 做什么 2050 году наши экспортные возможности составят до 50 миллионов тонн водорода в год. Что соответствует стоимости 150-250 每年十亿美元.
Выручка от экспорта нефти и газа за 2018 год составила примерно 175 十亿美元.
Для России экспорт водорода – это очень хорошая альтернатива экспорту нефти и газа. 尤其, добыча нефти и газа никогда не остановится. Нефть – это ценное сырьё для нефтехимической отрасли, а газ – это источник гелия, неона, аргона, криптона, ксенона и т.д.
Программы по переходу на водородную энергетику к 2050 году есть уже во всех развитых станах мира. Главный тезис, объединяющий все эти программы, – сохранение климата путём замедления глобального потепления.
По мнению учёных, добиться этого можно достижением климатической нейтральности, когда выброс СО2 будет меньше естественной поглотительной способности экосистемы.
Ещё одной особенностью водорода является то, что при его использовании энергии выделяется всегда меньше, чем было затрачено на его производство. Эта особенность не позволяет использовать водород в качестве первичного источника энергии, как сегодня мы используем газ, нефть или уголь. Водород будет являться энергоносителем, то есть переносчиком энергии из одного места (где его произвели, затратив на это энергию) в другое место, где его используют (высвобождая при этом энергию).
При сжигании 1 кг угля выделяется в 30 раз больше энергии, чем было затрачено на его добычу, транспортировку, хранение и использование. Для газа энерговыход будет в 28 多倍, для нефти и её производных – 在 10-30 多倍. Это считают через коэффициент энергетического возврата «EROI».
Использование водорода в качестве источника энергии, каким его хотят видеть европейцы, требует огромного количества энергии и ресурсов для его производства. 例如, используя сегодняшние мощности всей солнечно-ветровой энергетики на нашей планете, можно произвести менее 40 миллионов тонн водорода в год. А это меньше половины от того, что требуется, 例如, Германии для полного перехода на водородную экономику.
Если мы возьмём вообще всю использованную эв 2020 году электроэнергию и направим её на производство водорода методом электролиза, то получим всего 438 百万吨, что энергетически эквивалентно 1556 миллиардам кубометров газа.
在里面 2,53 раза меньше объёма газа, потребленного в 2020 年.
Если взять весь энергобаланс и перенаправить его на производство водорода методом электролиза, то мы не покроем даже 10% сегодняшних наших потребностей в энергии.
似乎, кто в здравом уме будет отказываться от газа и добровольно перейдёт на убыточное производство водорода? 然而, 它似乎, что это мировой тренд.
Водородная промышленность всегда будет тесно связана с добычей газа и угля. Требуемые объёмы водорода методом электролиза произвести невозможно, а вот метод паровой конверсии метана (газификации угля с попутным улавливанием и захоронением угарного и углекислого газа) позволяет обеспечить промышленное производство водорода.
实际上, 96% всего потребляемого в мире водорода сегодня производится из угля и газа.
Солнечные панели и ветроэлектростанция имеют КИУМ в среднем 20-25%. То есть для выработки 55 кВт требуется станция в 220 千瓦. Если их использовать для получения водорода, то производительность упадёт в 3,6 次, а мощность уменьшится с установочной 220 кВт до 15 кВт полезной энергии – 也就是说，在 14,6 次.
Энергетические затраты различных способов производства водорода. Сегодня в мире производится порядка 70 мнл. тонн водорода в год, при этом выделяется более 500 百万. тонн сопутствующего CO2.
Солнечные панели и ветроэлектростанция имеют КИУМ в среднем 20-25%. То есть для выработки 55 кВт требуется станция в 220 千瓦. Если их использовать для получения водорода, то производительность упадёт в 3,6 次, а мощность уменьшится с установочной 220 кВт до 15 кВт полезной энергии – 也就是说，在 14,6 次.
Из всего объёма газа, добытого в 2019 年, можно получить 1,15 миллиарда тонн водорода; из всего добытого угля получится ещё 1,3 миллиарда тонн водорода. 全部的 2,45 миллиарда тонн. И этого, 顺便一提, недостаточно для покрытия энергопотребностей, которые сегодня оцениваются минимум в 3,5 миллиарда тонн водорода в год.
Россия – единственная страна в мире, обладающая полным набором возможностей по производству водорода всех цветов.
Переход на водородную энергетику сделает Россию абсолютно недосягаемой в плане производства и экспорта водорода. Уже заявленные экспортные ориентиры в 50 миллионов тонн составляют 11% от всего производимого водорода в мире к 2050 年. 换一种说法, в экспорте водорода только одна Россия сможет занять 35% всего энергетического рынка планеты.
- Я уже высказывался на тему производства водорода приливными электростанциями в статье “В России собираются осуществить самый масштабный проект в истории мировой энергетики”.
Сегодня на долю России приходится 23,5% всей экспортируемой энергии в мире. Переход к водородной энергетике потребуют ещё большего объёма добычи газа и угля в мире.
Производить водород, строя для этого ветроэлектростанции, как того желает Чубайс – мягко говоря, неправильно. И к счастью, в России этому отводится минимальное внимание.
例如, вся ветроэнергетика Китая установленной мощностью в 281 ГВт способна произвести 7,5 миллиона тонн водорода в год. 事实证明, 发生了什么 1 ГВт установленных мощностей производится 26690 тонн водорода в год.
Одна АЭТС аналогичной мощности произведёт 350 тысяч тонн водорода в год, 也就是说，在 13 多倍, чем с помощью ветроэнергетики (并且在 15 多倍, чем с помощью солнечной энергетики). При этом производить его будет постоянно, без перерывов и остановок.
“俄罗斯原子能公司” 和 “俄罗斯天然气工业股份公司” активно исследуют методы производства водорода ещё с 2010 年度最佳. Было разработано новое поколение уникальных высокотемпературных гелиевых реакторов (ВГТРК), способных эффективно, массово и дёшево производить водород из природного газа, либо методом высокотемпературного электролиза воды.
“俄罗斯原子能公司” 和 “俄罗斯天然气工业股份公司” уже заключили соглашение о создании пилотных проектов по производству энергетического водорода. “俄罗斯原子能公司” уже оснастил все свои АЭС электролизёрами, “俄罗斯天然气工业股份公司” оснащает свои объекты добычи газа и предприятия по переработке сырья станциями реформинга.
Планы Росатома по производству водорода в России.
“俄罗斯原子能公司” 和 “俄罗斯天然气工业股份公司” активно исследуют методы производства водорода ещё с 2010 年度最佳. Было разработано новое поколение уникальных высокотемпературных гелиевых реакторов (ВГТРК), способных эффективно, массово и дёшево производить водород из природного газа, либо методом высокотемпературного электролиза воды.
Свои водородные стратегии к 2021 году представили многие страны. Вот только в этих стратегиях очень размыто и непонятно написано, где они собираются брать необходимый для них водород. 德国, Южная Корея и Япония прямо указывают, что будут его импортировать. Но рынка энергетического водорода не существует, как и производителей этого водорода.
Постскриптум.
На международной конференции «Global Impact Conference 2020» корпорация “俄罗斯原子能公司” стала первой и единственной в мире компанией, предложивший услуги по производству, хранению и транспортировке энергетического водорода, отправив тем самым в глубокий нокаут все остальные “прорывные мировые корпорации”. Как выяснилось позже, вопросами водородной энергетики в России занимаются уже более 15 年.
О водородном будущем нашей страны поговорим в следующих статьях.
————————————————————————————————-
Если Вам нравится статья, либо она была вам полезна, вы всегда можете поддержать меня, нажав кнопку “палец вверх” (喜欢), оставив комментарий. 谢谢, 朋友们!
Список источников можно скачать тут “Ссылки на источники“.
Кочетов Алексей
