В соответствии с «дорожной картой», утверждённой правительством РФ в 2020 году, предусмотрена реализация ряда пилотных проектов в области водородной энергетики к 2024 году. Речь идёт о создании, производстве и применении пилотных установок, получающих водород без выбросов углекислого газа.
В документе также говорится об изготовлении и проведении испытаний газовых турбин на метано-водородном топливе. Помимо этого, запланировано создание опытного образца железнодорожного транспорта на водороде и опытных полигонов низкоуглеродного производства H2 на объектах переработки углеводородного сырья или объектах добычи природного газа.
«Росатом» и водородная энергетика
«Росатом», как сообщили в компании, ведёт работы по нескольким направлениям в сфере водородной энергетики. Первое — создание технологий. Речь идет о линейке собственных электролизеров и усовершенствовании технологий конверсии метана. Кроме того, компания планирует поставлять клиентам баллоны для хранения и транспортировки водорода и топливные элементы.
Второе направление — проработка пилотных проектов. Один из них — экспорт водорода из России в Японию. В сентябре 2019 года «Русатом Оверсиз» подписал соглашение о разработке технико-экономического обоснования с министерством экономики, промышленности и инвестиций Японии.
Еще один проект — применение водородных технологий на Сахалине. Он подразумевает создание поездов на водородной тяге на базе российского поезда «РА-3», а также инфраструктуры производства и поставки водорода на остров.
Третье направление — выстраивание кооперации для формирования локальных проектов и запуска экспорта. Концепция восточного кластера активно прорабатывается с правительством Сахалинской области, подчеркнули в компании. Обсуждается возможность применения H2 в западных регионах и формирования там экспортных производств.
Четыре пилотных проекта
«Росатом» планирует запуск четырех пилотных проектов по производству водорода в 2024–2025 годах. Проекты будут реализованы на территории Калининградской, Мурманской и Сахалинской областей, следует из «Атласа российских проектов по производству низкоуглеродного и безуглеродного водорода и аммиака», опубликованного Минпромторгом.
В Калининградской области в 2024 году запланирован запуск производства «зеленого» водорода методом электролиза воды с использованием ветровой энергии. Продукцию планируется продавать на внутреннем рынке и в Европу.
В Мурманской области в 2024 году «Росатом» запустит проект «Низкоуглеродный водород», ориентированный на европейские рынки. Здесь также предполагается производить низкоуглеродный водород методом электролиза воды. Однако электроэнергию предполагается получать от Кольской АЭС. Прогнозный объем производства в 2024 году — 150 т водорода. Достижение промышленных объемов производства запланировано к 2030 году.
Два производства госкорпорация предполагает запустить в 2025 году на Сахалине. Оба сахалинских проекта, как сказано в Атласе Минпромторга, ориентированы на страны Азиатско-Тихоокеанского региона.
Совместный с французской AirLiquide проект «Голубой водород/аммиак» предполагает производство методом паровой конверсии метана с улавливанием CO2. К 2030 году планируется выйти на уровень ежегодного производства 100 тыс. т водорода.
Еще один проект на Сахалине — «Зеленый водород», он также запланирован на 2025 год. Водород будет производиться методом электролиза воды с использованием ветровой электроэнергии.
Справка
Из истории применения водорода в России
Первые отечественные исследования по использованию H2 появились в 1920‑х годах. Во время Великой Отечественной войны на водородное топливо были переведены автомобильные двигатели для аэростатов. В послевоенное время создавались модели личного транспорта. Затем активность разработок заметно снизилась.
Сегодня основное направление использования водорода связано с нефтепереработкой и химической промышленностью для производства различных товаров и в первую очередь — аммиака и метанола.
Водород на Ямале
«НОВАТЭК» рассматривает возможность строительства на Ямале завода по производству «голубого» водорода в 2026–2027 годах. Об этом заявил глава компании Леонид Михельсон, он отметил, что выбросы CO2 на проекте «Ямал СПГ» не превышают 0,24 т на одну тонну произведенного СПГ.
В основе планов компании по декарбонизации находится направление CCS — улавливания и хранения углерода. Эта технология, по словам главы «НОВАТЭКа», является наиболее перспективным способом снижения эмиссии углекислого газа на действующих промышленных объектах. Технология CCS позволяет начать на Ямале производство «голубого» водорода, отметил Леонид Михельсон.
Компания заключила соглашение о стратегическом сотрудничестве с Банком Японии. Также подписан меморандум с министерством экономики, торговли и промышленности Японии. По словам Леонида Михельсона, продукция завода будет использована для перевода на метано-водородное топливо турбин СПГ-проектов «НОВАТЭКа» и экспорта более 2 млн т в год аммиака для объектов генерации на безуглеродном топливе во всем мире.
«НОВАТЭК» в партнёрстве с «Северсталью»
Одними из крупнейших промышленных потребителей природного газа являются металлургические компании. Сокращение выбросов парниковых газов является для «НОВАТЭКа» новой областью взаимовыгодного сотрудничества с ними, сообщил Леонид Михельсон, когда его компания и «Северсталь» подписали меморандум о сотрудничестве в сфере альтернативной и водородной энергетики и снижения выбросов парниковых газов.
Документ предусматривает реализацию совместного пилотного проекта по производству «голубого» водорода из природного газа с применением технологий улавливания и хранения CO2.
Стороны намерены заниматься совместной разработкой требований, стандартов и инжиниринговых решений производства и поставки водорода, трубопроводов, транспорта, турбин, систем хранения водорода и емкостей для его транспортировки. Компании также договорились сотрудничать в области производства и поставок H2, разработки технологических решений для использования топлива на основе водорода и его носителей, в том числе аммиака.
Пилотное производство водорода планируется запустить на площадке «Северстали» в Череповце, Вологодской области к 2023 году, но окончательные сроки еще не утверждены, сообщили в компании.
«Зеленый» водород собираются производить фонд «Энергия» и АФК «Система»
Фонд «Энергия» планирует в 2025 году производить 2,2 млн т «голубого» аммиака в Байдарацкой губе в Ямало-Ненецком автономном округе, говорится в «Атласе российских проектов по производству низкоуглеродного и безуглеродного водорода и аммиака». Фонд также рассчитывает производить «зеленый» водород в Байдарацкой губе — методом электролиза из воды с применением ветровой электроэнергии.
АФК «Система» может принять участие в реализации пилотного проекта по производству «зеленого» водорода в Хабаровском крае, объем производства которого прогнозируется на уровне 350 тыс. т в год. Такая информация также содержится в «Атласе».
Речь идет о производстве «зеленого» водорода методом электролиза воды с использованием электроэнергии Тугурской приливной электростанции. Срок реализации намечен на 2035 год. Целевыми рынками сбыта водорода станут Россия и страны АТР.
Помимо АФК «Система», в список участников проекта включены машиностроительное предприятие «Тяжмаш», Агентство привлечения инвестиций и развития инноваций Хабаровского края, а также другие партнеры.
«Снежинка» в нефритовой долине
Институт арктических технологий МФТИ и группа компаний «ИнЭнерджи» подписали соглашение о создании полигона водородной энергетики на базе международной арктической станции «Снежинка», разработанной инженерами МФТИ. Восемь куполообразных зданий станции, если смотреть на них сверху, напоминают снежинку.
На станцию не нужно будет завозить топливо, что важно для объёктов находящихся на территории Крайнего Севера. Таким образом, станция будет полностью экологичной. «Снежинка» будет вырабатывать энергию, используя силу ветра, аккумулировать её и затем получать водород, который послужит источником энергии в дни затишья.
Это будет первый в мире арктический комплекс, обеспечивающий себя теплом и электроэнергией без использования углеводородов, подчёркивают в МФТИ. Станция не будет производить отходов. В полярные дни, когда на Ямале светло круглые сутки, дополнительным источником энергии станет солнце. Станция будет снабжать электричеством не только свои помещения, но также и дома местных жителей.
Международный научный полигон построят в Нефритовой долине на берегу озера в предгорьях горного массива Рай-Из на восточных склонах Полярного Урала. Предполагаемый срок начала тестовой эксплуатации высокотехнологичного автономного арктического объекта намечен на 2024 год.
На станции будут вестись исследования по разным направлениям. Проект «Снежинка» открыт для исследователей всего мира. И первой страной, выразившей намерение присоединиться к нему, стала Норвегия.
Локомотивы на водороде
Использование водородной энергии на транспорте стало трендом в применении возобновляемых источников энергии. Президент Владимир Путин поставил правительству задачу разработать к 2023 году автобус на водороде, а позже и локомотив.
В этой связи «Российские железные дороги», группа «Синара» и «РОСНАНО» разработают магистральные локомотивы на водородных топливных элементах. Компании подписали соответствующее соглашение об этом в июне 2021 года.
«РЖД» выступит потенциальным заказчиком локомотивов. Профильный холдинг «Синары» — «Синара — Транспортные машины» является генеральным исполнителем. Он объединяет ряд российских заводов, производящих локомотивы, электрички, путевую технику, подразделение по ремонту тягового подвижного состава.
Структуры и партнеры «РОСНАНО» станут производителем электрохимических водородных топливных элементов, системы накопления энергии на базе литий-ионных аккумуляторных батарей и ряда других технологических решений.
Соглашение между тремя компаниями предусматривает разработку технических требований, анализ инфраструктуры, проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, испытания. Стороны заинтересованы в создании маневровых локомотивов с использованием гибридной силовой установки на базе водородных топливных элементов и накопителей энергии отечественного производства.
С 2025 года в «РЖД» планируют закупать только электровозы и локомотивы, работающие на альтернативных дизелю источниках энергии — природном газе и водороде. Водородный транспорт на железной дороге позволяет максимально приблизиться к нулевому уровню выбросов, снизить уровень шума и вибрации, отметили в «Синаре». По оценкам холдинга, головные образцы магистрального и маневрового локомотивов могут быть созданы в 2023–2024 годы.
Транспортная стратегия РФ
Власти РФ не ждут масштабного потребления водородного топлива на железнодорожном транспорте ранее 2030 года, следует из «Транспортной стратегии РФ до 2030 года, с прогнозом на период до 2035 года». Авторы документа напоминают, что сейчас прорабатывается возможность использования таких поездов в рамках проекта на Сахалине. Выпуск первых локомотивов, работающих на водородном топливе, может быть налажен в России к 2024 году, говорится в стратегии.
В документе отмечается, что для успешного внедрения таких транспортных средств в эксплуатацию в стране нужны «синхронное развитие спроса на водородное топливо в различных отраслях», а также развитие и удешевление его транспортировки, строительство заправочной инфраструктуры.
Кроме того, в стратегии говорится, что расширение использования водорода на транспорте может потребовать в перспективе дополнительной мощности систем производства и передачи электроэнергии. Выпуск такого топлива целесообразно организовывать вблизи основных районов его потребления.
Испытания водоробуса
Городской транспорт на водородных элементах считается одним из самых экологически чистых. Его побочными продуктами являются только вода и небольшое количество тепла. Кроме того, одной заправки водоробуса хватает на сутки работы. В сентябре 2021 года правительство Москвы, «РОСНАНО» и «КАМАЗ» подписали соглашение о реализации совместного проекта по развитию электродвижения. Целью соглашения является создание Единого оператора для развития экологичного общественного транспорта столицы в сжатые сроки.
Таким образом, в 2022 году в Москве начнутся испытания первого водоробуса на отечественных водородных элементах — экологичного и экономически эффективного общественного транспорта. Запас хода водоробуса составляет 250 км, что на 180 км больше, чем у электробуса без топливных элементов. Максимальная скорость движения автомобиля — 80 км/ч, уточнили представители «КАМАЗа».
«РОСНАНО» поддерживает проекты по использованию водорода в транспортной сфере, а также изучает потенциал «зеленого» водорода для уменьшения углеродного следа химической промышленности.
В июне 2021 года группа «РОСНАНО» и компания «Н2 Чистая Энергетика» заключили соглашение о совместном развитии проектов в области водородной энергетики. Соглашение предусматривает создание производства «зеленого» водорода для его экспорта в зарубежные страны.
Стороны намерены развивать технологии по использованию водорода в различных отраслях экономики, а также совместно инвестировать в компании водородной энергетики через создание совместных фондов, в том числе с привлечением других партнеров.
Также планируется подготовить предложения по совершенствованию законодательства РФ в части регулирования производства и использования водородного топлива.
