Это водоробус
В России водородной энергетикой начинают заниматься не только госкорпорации по заданию правительства, но и частные компании. Например, АФК «Система» в этом году создала сразу два предприятия: Центр водородной энергетики и Центр водородных технологий. Первый займется прорывными исследованиями, второй – производством.
Цветной водород
«Водородная энергетика не про эффективность, а про экологию. С этой точки зрения водород идеален: при его использовании выделяется только чистейшая вода, – говорит генеральный директор Центра водородных технологий АФК «Система», научный руководитель Центра компетенций НТИ по новым и мобильным источникам энергии ИПХФ РАН Юрий Добровольский. – Проблема в том, что в промышленных масштабах этот газ в природе не присутствует, его нужно производить». И в зависимости от технологии производства водород может быть как чистым источником энергии, так и грязным. Чтобы было проще разбираться в том, какой газ хороший, а какой нет, в мире принята цветовая дифференциация: водород бывает зеленый, синий, бирюзовый, серый и черный.
Идеальный вариант – зеленый. В этом случае газ добывают из возобновляемых источников путем электролиза, когда вода разлагается на составляющие – водород и кислород – после подачи тока. Однако таким способом сейчас производят ничтожно малое количество – менее 0,1%: слишком уж дорого (от 3 до 7,5 долл./кг в зависимости от стоимости электроэнергии, в среднем 6 долл./кг). Самый распространенный способ – паровой риформинг метана. Смешивают природный газ с парами воды, нагревают с катализатором, а на выходе образуются водород и углекислый газ. Это серый водород, стоимость которого зависит от цены природного газа в стране, поэтому дешевле всего он обходится на Ближнем Востоке (примерно 0,9 долл./кг), в США (1 долл./кг) и России (1,1 долл./кг). В Европе и Китае получается дороже: 1,73 и 1,78 долл./кг соответственно. Если в «сером» процессе захватывать углекислый газ, водород станет голубым. Однако при добавлении в схему уловителей СО2 затраты возрастают на 50%. Есть способ извлечь нужный элемент из природного газа и методом пиролиза – сильного нагревания метана, который разлагается на водород и технический углерод (сажу). Сажу потом можно продавать или захоранивать – это проще, чем бороться с выбросами углекислого газа. Такой водород считается бирюзовым.
Существуют и другие цвета: желтый, для производства которого используется атомная энергия; бурый, полученный путем газификации угля; черный – продукт переработки твердого или жидкого топлива путем его окисления и т.д.
Экономика водорода
«Экономика водорода сильно отличается от экономики остальных топлив, что объясняется физико-химическими свойствами этого газа, – рассказывает Юрий. – Себестоимость его добычи составляет в лучшем случае 25% от цены продажи, остальное – оплата хранения и транспортировки». Для водорода не годятся традиционные трубопроводы: он очень летуч; нужны специальные газовозы – или извлечение прямо на месте. А если для производства электроэнергии использовать возобновляемые источники или атомную энергию, то в городах начнет работать экономика зеленого водорода. Впрочем, практически весь промышленный газ – а его активно используют предприятия нефтехимической отрасли – и сейчас производится на месте, но это серый водород. Если при этом улавливать СО