Правда и вымысел об энергетическом переходе

Эксперты Института РУССТРАТ уже несколько раз анализировали тему перехода на водородное топливо, в частности, в материале "Планы и перспективы перехода ЕС на водородную энергетику" от 3 января 2021 года, но развитие этой темы требует постоянного анализа текущей ситуации и прогноза ее возможных изменений в будущем.

В последнее время заголовки СМИ запестрели словосочетанием «энергетический переход». Анатолий Чубайс выступил с громким заявлением о том, что новые технологии в энергетике произведут революцию, которая сформирует новую мировую элиту 21 века. Давайте попробуем разобраться, где тут правда, а где вымысел.

С появлением возобновляемых источников энергии (ВИЭ), где электричество получают за счет силы ветра на специальных ветряках и солнечного света на фотоэлектрических преобразователях, зашла речь о четвертом энергетическом переходе человеческой цивилизации. Условно первым считается переход с биомассы на уголь, в качестве основного источника энергии, второй - это переход на нефть, третий - на природный газ.

Реально, как целенаправленный курс развития, четвертый энергетический переход оформился с Европейской «зеленой сделки», одобренной Европейским союзом в 2019 году, которая направлена на достижение углеродной нейтральности к 2050 году.  Новый президент США Джо Байден в 2021 году также объявил о «зеленом курсе» Америки.

ЕС планирует почти полностью отказаться от использования угля после 2030 года, снизить использование нефти и газа соответственно на 79% и 67%, по сравнению с 2015 годом. Главная цель - снижение выбросов СО2 до нуля к 2050 году. В декабре 2020 года в ООН заявили, что «углеродная нейтральность к 2050 году - самая неотложная миссия в мире».

В мае 2021 года Международное энергетическое агентство (МЭА) представило план по достижению углеродной нейтральности к 2050 году в мировых масштабах. МЭА предлагает уже сейчас сократить до нуля объем инвестиций в новые проекты по добыче ископаемого топлива. Инвестиции необходимо делать в возобновляемую энергетику и в период до 2030 года они должны увеличиться с нынешних $2 трлн до $5 трлн в год.

По прогнозу МЭА, к 2050 г. примерно половину вклада в достижение углеродной нейтральности будут обеспечивать новые технологии, такие как аккумуляторные батареи с более высокой эффективностью и получаемый с помощью электролиза водород, при сжигании которого не выделяется СО2. Водород является ключевым элементом в данной схеме, так как ВИЭ являются прерывистым источником энергии, сжигание водорода может компенсировать провалы в энергосистеме. Блэкауты из-за «зеленой энергетики» были очень показательными и в жару 2020 года, как в штате Калифорния США, и в холод, как на днях в Новой Зеландии.

В то же время, именно с водородом и возникают сложности.

Сейчас в промышленных масштабах добывается так называемый "серый водород" из природного газа и это самый дешевый способ получения водорода, но с большим выделением СО2. Далее идет "синий водород", также вырабатываемый из природного газа, но с применением технологий захвата CO2, естественно это обходится дороже. "Зелёный водород", выделяемый путем электролиза воды, по задумке МЭА будут получать от электричества ВИЭ, но это самый затратный способ. На данный момент таким способом получают только 0,1-0,2% мирового объема водорода. По подсчетам того же МЭА, чтобы произвести электролизом текущий годовой объём водорода в 70-72 млн тонн, нужно электричества больше, чем вырабатывает за год весь Евросоюз (3,60 тыс. ТВт·ч).

В сегодняшних условиях стоимость "зеленого водорода" получается примерно 6$ за кг. По подсчётам озвученным фирмой TOSHIBA "зеленый водород" может стать конкурентом природному газу, только если будет стоить меньше 1$ за кг. Однако, как добиться такого результата, фирма не поясняет. Даже по прогнозу Международного совета по водороду, при цене 1,8$ кг водород сможет покрывать до 15% мирового спроса на энергию к 2030 году, а к 2050 году - 18%. Естественно рассчитывать, что всё остальное покроет "карбон-нейтральное" ВИЭ не приходится.

К тому же климат меняется, группа немецких исследователей климатических и погодных факторов отдела изучения тропосферы Института метеорологии и изучения климата вместе с экспертами Кельнского университета проанализировали климатические изменения скорости ветра и ветроэнергетического потенциала в Европе. Авторы исследования сделали вывод, что климатические изменения грозят снижением производства ветровой энергии в центральной Европе.

Это перспективы вовсе не отдаленного будущего. Датская группа, крупнейший в мире разработчик оффшорной ветроэнергетики Orsted AS заявила, что второй квартал 2021 года был третьим худшим кварталом по силе ветра в Северном море, за последние 22 года. Еще несколько европейских компаний, работающих в сфере ВИЭ, включая SSE в Британии и RWE в Германии, несут финансовые потери. Акции Orsted упали более чем на четверть. Ещё и поэтому развитие водородной энергетики становится всё актуальнее.

В вопросе водорода сразу стоит отмести вариант его использования в быту, так как температура горения водорода 2000 градусов по Цельсию, а в домашней конфорке природный газ горит при 400 градусах. Сегодняшняя посуда будет просто плавиться. В Британии по государственному заказу консалтинговая компания Arup подготовила обстоятельный доклад с оценкой безопасности использования водорода в быту и выяснила, что количество взрывов газа в домах Британии увеличится более чем в четыре раза.

Так стоит ли учитывать вышеуказанные оценки, если технология использования водорода до конца ещё не отработана?

Да, существуют водородные топливные ячейки, используемые в автотранспорте. В промышленных же масштабах просто выбросы ядовитых газов оксида азота после сжигания водорода могут представлять опасность для окружающих, их придётся как-​то улавливать.

Кроме того, возникают сложности с транспортировкой и хранением водорода. Обыкновенные старые трубопроводы для этого не подходят, так как водород при длительном взаимодействии "охрупчивает" железо. Если исходить из количества энергии на единицу объёма, водорода нужно в семь раз больше, чем бензина или в три раза больше, чем природного газа. TOSHIBA предполагает, что для транспортировки водород будут сжижать, а на охлаждение уйдёт 25-35% массы водорода или его будут смешивать с аммиаком, имеющим большую плотность.  Естественно, всё это потребует дополнительных затрат.

Для длительного хранения водорода его предполагается закачивать в соляные пещеры, где он почти не загрязняется примесями, однако таких пещер мало. Второй естественный резервуар для водорода - истощённые пласты залежей природного газа или нефти и водоносные горизонты, но водород в них сильнее загрязняется. В такие пещеры водород пока не закачивают, поэтому "считать экономику" рано, указывают в TOSHIBA.

На фоне таких трудностей норвежский нефтегазовый концерн Equinor и британская энергетическая компания SSE Thermal только планируют к 2030 году построить в Британии первую электростанцию, которая будет работать на 100% водороде, но подробности технологии пока не раскрываются.

На мой взгляд, именно это всё больше становится основной причиной развития ситуации на рынке газа, а не только природные аномалии холодной европейской зимы и жаркого лета. Спрос на природный газ будет только расти на фоне сокращения электрогенерации в угоду "декарбонизации". Экономический двигатель ЕС - Германия уже закрыла 11 АЭС, а оставшиеся шесть планируется остановить к 2022 году. Восполнить утраченные мощности без риска блэкаута, могут только газовые электростанции, которые там называют "мостом к зелёной энергетике".

В другой части света - в Южной Корее закрыто 10 угольных электростанций и ещё 30 будут закрыто 2034 году. Юго-​Восточная Азия становится самым перспективным рынком для природного газа, учитывая, что там нет трубопроводов прямо от поставщика, обеспечивающего долгосрочные поставки по фиксированной цене, как в Европе.

Стагнирование проектов нефтяных месторождений приведёт к тому, что сама добыча газа должна будет доказать свою рентабельность. Сейчас мы находимся в фазе, когда ввод новых мощностей закончился, а инвестиции просели. Поэтому в ближайшие 2-3 года ожидается рынок продавца, утверждает замдиректора Фонда национальной энергетической безопасности Алексей Гривач.

Очевидность перспектив природного газа начала открываться и на Западе.

Издание Bloomberg вышло со статьёй "Эра дешевого газа закончилась, цены растут на 1000%". Спрос на природный газ будет расти на 3,4% в год вплоть до 2035 года, говорится в статье. Несмотря на несколько единичных факторов, которые подтолкнули цены на газ, в экспертном сообществе растет консенсус в отношении того, что мир сталкивается со структурным сдвигом, обусловленным переходом в энергетике. Большинство стран выбрали газ как самый быстрый способ сократить выбросы углерода, а альтернативы не ископаемому топливу, такие как ветер и солнечная энергия, находятся на относительно ранней стадии развития, цитирует Bloomberg слова одного из экспертов.

Даже если цены на газ будут расти в течение следующего десятилетия, они не станут достаточно высокими, чтобы резко снизить спрос на газ, сообщил Bloomberg другой специалист. Марк Гьетвай, заместитель генерального директора российского экспортера СПГ ПАО "Новатэк", предупреждает об опасности "зелёного перехода". "Отсутствие капитальных вложений в будущие газовые проекты не ведет нас к энергетическому переходу, а наоборот, ведет нас по неизбежному пути к энергетическому кризису", - заявил Гьетвай.

Financial Times сообщает, что вместе с ценой на газ подорожало всё - от отопления домов до электроэнергии. В Британии до конца года цена на электроэнергию увеличится на 10%. Импорт СПГ газа в Азию стремительно растет, а это не может не сказаться на объемах поставок в Европу. В результате на горизонте маячит что-​то вроде глобального газового кризиса, и только Россия может увеличить поставки газа в кратчайшие сроки.

Далее издание указывает, что в ряде стран вроде Испании и Германии стремительный рост цен на электроэнергию стал одной из ведущих тем политической повестки дня. Если немного углубиться в суть этого вопроса, то можно выяснить, что, хоть себестоимость электроэнергии в Германии одна из самых низких в Европе, но цена для потребителей одна из самых высоких. Это связано с тем, что 50% от тарифа составляют различные налоги и сборы, в том числе на "зелёную энергетику".

На фоне 18% повышения стоимости отопления и электричества, люди требуют от правительства Германии снизить налог на "зелёную энергетику" и некоторые политики поддерживают данные требования. В то же время партия "Зеленых" требует увеличить эти сборы, что подставляет их под критику СДПГ, обвиняющих Зелёных в наплевательском отношении к нуждам граждан.

В статье Bloomberg "Европа столкнулась с энергетическим шоком после резкого роста цен на газ и электроэнергию" говорится, что европейские правительства испытывают трудности, поскольку увеличившиеся коммунальные платежи усиливают нежелание избирателей оплачивать энергетический переход. В этом году швейцарские избиратели отвергли амбициозный закон о климате, который повышал налоги на авиатопливо и бензин. Тьерри Брос, профессор энергетики Парижского института политических исследований заявил: "Вы не будете переизбраны, если вгоните так много людей в энергетическую нищету".

Таким образом, вопрос "зелёной энергетики" прошел путь от абстрактной идеи на международном уровне, до целенаправленного курса экономического развития в странах Запада, но когда дело дошло до кармана избирателя, ситуация начала меняться. Превращаясь в вопрос внутриполитической борьбы, никакие идеалистические цели "зеленой энергетики" не могут перевесить вопрос падения уровня жизни избирателей, от которого напрямую зависят политические перспективы местных элит. В Норвегии кандидат в премьер-​​министры прямо заявляет, что как страна экспортер электроэнергии и газа Норвегия должна стремиться забрать у ЕС полномочия в вопросе регулирования энергетики.

Так почему же об энергетическом переходе заговорили именно сейчас?

Ещё 10 лет назад МЭА утверждало, что мир вступил в "золотой век газа", а теперь предрекает его замену на ВИЭ и водород. Если не уходить в конспирологию, а руководствоваться экономической целесообразностью, то ответ лежит на поверхности. Сланцевая революция в США, о которой тогда кричали в СМИ на каждом углу, сейчас закончилась. Прогнозы МЭА и различных консалтинговых фирм о постоянном росте добычи сланцевого газа до 2030 года, в том числе и Европе, оказались, мягко говоря, завышенными. Сейчас количество буровых в США в более чем в два раза меньше пика 2018 года и "второй сланцевой революции" не предвидится, сам Джо Байден поставил крест на такой возможности.

Естественно, условному Западу не хочется оказаться в зависимости от стран экспортеров энергоресурсов. Именно поэтому произошел такой разворот в "зеленую энергетику", где в основу оценки положены углеродные выбросы и соответствующие налоги на них, которые предполагается взимать с поставщиков товаров и ресурсов.  В ООН откровенно говорят, что восстановление после пандемии становится хорошим поводом реинжинировать экономику и переосмыслить будущее.

Однако бурный рост энергопотребления в Азии привнес свои сюрпризы в запланированный сценарий и, как описывал выше, перспективы "зеленой энергетики" на прямую сталкиваются с карманом избирателей, отдаляя "четвертый энергетический переход" в неопределенное будущее.

Некоторые могут указать, что даже отечественное правительство в августе начало подготовку к будущему с низким спросом на углеводороды. Однако, если смотреть не только на "кричащие" заголовки СМИ станет понятно, что речь идет лишь об оценке сценариев энергетического перехода.

Ещё одним доводом в дискуссии за энергетический переход может стать "Концепция развития водородной энергетики в Российской Федерации", недавно утвержденная правительством России. Опять же, если вчитаться в текст документа, то там говорится прямо, что сейчас нет широкого спроса на водород, высока степень неопределенности в отношении перспектив развития водородной энергетики в мире и формирования глобального рынка водорода. Концепция разработана для реализации пилотных проектов производства низкоуглеродного водорода, развития отечественных технологических компетенций в области водородной энергетики. Таким образом, российское правительство только собирается разрабатывать технологии производства и использования водорода.

Резюмируя всё вышеизложенное, можно сказать, что перспектива "четвертого энергетического перехода" слишком туманна, из-за отсутствия конкретных технологических решений использования водорода в промышленных масштабах. СМИ и одиозные личности лишь пытаются сохранить картину неизбежности "энергетического перехода" именно в тот момент, когда она начала распадаться.

Если выйти из этого информационного шума, то даже у того самого Международного энергетического агентства в плане по достижению углеродной нейтральности к 2050 году, кроме основных можно найти ещё несколько сценариев развития событий, когда потребление газа к 2050 году увеличится на 10%, 30% и 50% в зависимости от различных условий. На данный момент у России достаточно времени, чтобы подготовиться к любому варианту развития событий и не только сохранить текущее положение в энергетике, но и занять лидирующие позиции в мире.