Водень замість нафти, газу і вугілля - новий тренд в Європі
26 серпня 2019 р.
В Європі явно назріває водневий бум. Принаймні, в різних країнах до нього починають активно готуватися. Останнім часом в ЗМІ з'являється все більше повідомлень про пілотні проекти з воднем - і все частіше можна побачити хімічне позначення цього газу: H2.
"Воднева держава №1"
Так, в Німеччині споруджується найбільша в світі станція з його виробництва методом електролізу і стартує експеримент з часткового заміщення воднем газу в опаленні житла. Над заміною метану на H2 у газопровідній мережі працюють і у Великобританії. В Нідерландах і Бельгії збираються протестувати річкове судно на водневому паливі та створити для нього систему заправки.
В Австрії три провідних промислових концерни готують відразу кілька спільних пілотних проектів, зокрема щодо використання водню замість вугілля при виробництві сталі, а колишній і, ймовірно, майбутній канцлер, консерватор Себастіан Курц в ході виборчої кампанії висуває гасло перетворення своєї країни в "водневу державу №1". На цю ж роль претендує і Франція. Та й Німеччина цілком зможе поборотися за такий титул.
Приміські електрички на водні
Два поки єдиних в світі водневих потяги Coradia iLint експлуатуються саме в Німеччині. Більш того, вони вже успішно відпрацювали свої перші 100 тисяч кілометрів. Це сталося в липні, через десять місяців після початку регулярного перевезення пасажирів cтокілометровим маршрутом між містами Бремергафен, Куксгафен, Букстегуде і Бремерферде.
До кінця 2021 року на цій неелектрифікованій залізничній лінії на північному заході країни у федеральній землі Нижня Саксонія збираються повністю відмовитися від дизельних локомотивів, замінивши їх на 14 потягів, що виробляють електроенергію завдяки хімічній реакції між воднем і киснем. Замість звичних викидів виходить вода.
Такі ж водневі електрички вирішили використовувати і у федеральній землі Гессен. У травні французький концерн Alstom, що їх виробляє, отримав замовлення обсягом в 500 мільйонів євро на 27 потягів, які з 2022 року планується використовувати для приміського сполучення з гірським масивом Таунус на північний захід від Франкфурта-на-Майні.
В результаті ФРН стане безперечним світовим лідером в області водневого залізничного транспорту. Тим більше, що інтерес до інноваційних потягів Alstom виявляють і інші федеральні землі. З деякими з них, повідомив глава німецької філії концерну Йорґ Нікутта (Jörg Nikutta) агентству dpa, він веде зараз "активні переговори".
Водень в газовій мережі
Німців і загалом європейців водень приваблює, перш за все, з екологічних міркувань. При використанні H2 в атмосферу не виділяється вуглекислий газ - найбільший винуватець у парниковому ефекті і глобальному потеплінні. Тому більш широке впровадження водневих технологій допоможе країнам ЄС виконати зобов'язання, взяті на себе в рамках Паризької кліматичної угоди (Німеччина, наприклад, їх поки не виконує).
Але є і економічний інтерес. Він пов'язаний з тим, що використання такого поновлюваного джерела енергії, як водень, знижує потребу у викопних енергоносіях, найчастіше імпортованих. Наприклад, в нафті і нафтопродуктах, на яких працюють, скажімо, дизельні локомотиви на неелектрифікованих маршрутах в тому ж Таунусі.
Втім, німецька компанія Avacon, що розпочала пілотний проект з додавання до природного газу до 20 відсотків водню, в своїх заявах говорить виключно про захист клімату. Експеримент має довести, що до газу, який використовують в опаленні, можна додавати не до 10 відсотків H2, як це передбачають чинні норми, а в два рази більше. В результаті скоротиться викид CO2, оскільки буде спалюватися менше вуглеводневого палива.
Масштаби експерименту скромні - він проводиться в одному з районів міста Ґентін в східнонімецькій землі Саксонія-Ангальт. Вибрали це місце тому, що наявна тут газова інфраструктура за своїми технічними характеристиками є найтиповішою для всієї мережі компанії Avacon. "Оскільки зелений газ буде грати все більш важливу роль, ми хочемо переобладнати свою газорозподільну мережу так, аби вона була пристосована до прийому якомога вищої частки водню", - пояснює стратегічну мету експерименту член правління Avacon Штефан Тенґе (Stephan Tenge).
Power to Gas
Під "зеленим газом" він має на увазі "зелений водень" - так зазвичай називають той H2, який утворюється поряд з киснем при електролізі звичайної води. Процес цей технічно досить простий, але дуже енергомісткий. Однак, якщо використовувати для нього надлишки електроенергії, що виробляється з поновлюваних джерел - вітер і сонце, то виходить нешкідливе для клімату паливо, вироблене без викидів в атмосферу CO2.
Власне, поширення в Європі цієї технології, яка отримала назву Power to Gas (P2G), почалося кілька років тому, і вона лежить в основі європейського інтересу до водню, що постійно зростає. Так, наприкінці червня британсько-нідерландський концерн Shell почав у Німеччині будівництво найбільшої в світі установки з виробництва водню методом електролізу на території свого нафтопереробного заводу у Весселінґу під Кельном. Цей проект реалізовується за фінансової підтримки Євросоюзу, який надав 10 з 16 мільйонів євро. Але поки водень отримують тут за допомогою природного газу.
За даними Shell, після введення в експлуатацію в другій половині 2020 року потужність установки складе щорічно 1300 тонн водню, який буде використовуватися головним чином у виробничих процесах на самому НПЗ. Але частина піде на те, аби перетворити територію між Кельном і Бонном в модельний регіон з впровадження H2, зокрема як палива для автобусів, вантажних і легкових автомобілів, можливо - і для суден, адже Рейн поряд.
Водневе опалення
Тим часом в третьому за розмірами британському місті Лідсі енергетична компанія Northern Gas Networks готує пілотний проект під багатозначною назвою H21. Він схожий на ініціативу в німецькому Ґентіні, але значно перевершує її за масштабами. Кінцева мета - повністю перевести опалення у всьому місті з природного газу, метану, на водень. Морські вітропарки для його виробництва методом електролізу вже є.
А відповідні бойлери для нагріву води вже три роки розробляє в англійському місті Вустер філія німецької фірми Bosch Termotechnik. Її голова Карл Арнцен (Carl Arntzen) розповів газеті Die Welt, що уряд Великобританії ще донедавна збирався знижувати значні викиди CO2 шляхом переведення опалювальних систем по всій країні з газу на електрику, однак в цьому році міністерство економіки дуже зацікавилося водневою ідеєю.
Перед Northern Gas Networks та іншими британськими газовими компаніями це відкриває перспективу перепрофілювати і тим самим зберегти наявну газорозподільну систему, яка в разі електрифікації опалення виявилася б непотрібною.
Шанси водневих автомобілів
Поки британський уряд тільки придивляється до водню, лідер австрійських консерваторів Себастіан Курц вже настільки захопився ідеєю його широкого запровадження, що зробив її одним зі своїх передвиборних гасел. Його шанси виграти у вересні парламентські вибори і знову очолити уряд вельми високі. І тоді, мабуть, різні водневі проекти можуть розраховувати на активну підтримку Відня.
А конкретні проекти вже є, оскільки три провідні промислові компанії країни - енергетична Verbund AG, нафтогазова OMV і металургійна Voestalpine - вирішили разом форсувати впровадження в Австрії водневих технологій. Перший спільний проект вартістю 18 мільйонів євро, з яких, щоправда, 12 мільйонів надав ЄС, буде реалізований в Лінці вже до кінця 2019 року. Йдеться про заміну вугілля на водень при виробництві сталі. А НПЗ Schwechat поблизу Відня планує для власних потреб налагодити виробництво H2 методом електролізу - як Shell поблизу Кельна.
Захоплення воднем отримало в Європі настількі великі масштаби, що консалтингова компанія Boston Consulting Group (BCG) вважала за потрібне попередити про небезпеку завищених очікувань і помилкових інвестицій. Найкращі перспективи "зелений водень" має в промисловості, а також на вантажному, повітряному і водному транспорті, розповів газеті Handelsblatt Франк Клозе (Frank Klose), співавтор щойно опублікованого дослідження BCG.
А ось у водневих легкових машин шанси на успіх - принаймні, поки - представляються мінімальними, хоча японська компанія Toyota і збирається розширювати їхній випуск. Станом на 1 січня 2019 року в Німеччині, наприклад, було зареєстровано всього лише 392 автомобіля, що працює на H2. У електромобілів, не кажучи вже про гібриди, перспективи явно кращі.