Перейти к основному содержанию

Владимир Литвиненко: «Результативность научных исследований, в том числе связанных с декарбонизацией, зависит от их востребованности со стороны общества»

Литвиненко
© Форпост Северо-Запад

Канцлер Германии Олаф Шольц, выступая на климатической конференции ООН в Шарм-эш-Шейхе сообщил, что собирается увеличить ежегодные вложения в защиту климата с 5,3 до 6 миллиардов евро к 2025 году. Он также заверил присутствующих в том, что через 23 года ФРГ, как и планировалось, станет первым в мире государством, совершившим энергопереход, то есть отказавшимся от использования ископаемого топлива.

Насколько это реально, учитывая, что сейчас немцы живут в условиях острого дефицита электроэнергии? И какую роль в достижении углеродной нейтральности могут сыграть исследования в области производства и использования водорода? «Форпост» адресовал эти вопросы ведущему эксперту в области ТЭК, научному руководителю Правительственной рабочей группы по развитию водородной энергетики в РФ Владимиру Литвиненко.

- Владимир Стефанович, цены на метан в Европе на прошлой неделе упали до 1100 долларов за тысячу кубических метров. Значит ли это, что благодаря поставкам американского СПГ, а также росту объёмов солнечной и ветро- генерации властям ЕС удалось сравнительно безболезненно пройти острую фазу энергетического кризиса и снизить свою зависимость от поставок природного газа из России?

Владимир Литвиненко: Европа сегодня живёт в условиях энергетической бедности. Это очевидно. Во многих странах на правительственном уровне приняты решения об отключении подсветки зданий, витрин магазинов, освещения на загородных трассах, ограничении температуры воздуха в помещениях до 19-20 градусов. В Германии, начиная с этой недели, в целях экономии электроэнергии гипермаркеты будут закрываться на час раньше, чем обычно.

Это новая реальность, к которой граждане ЕС постепенно привыкают. Причём, это далеко не финал истории. Если зима окажется слишком холодной, Старому Свету практически гарантированы проблемы, связанные с веерными отключениями электроэнергии и теплоснабжения. Решить их даже сейчас, после терактов на трансбалтийских трубопроводах, вполне возможно. За счёт ввода в эксплуатацию не пострадавшей нитки «Северного потока-2». Это позволило бы сократить дефицит природного газа в Европе и поспособствовало бы снижению его котировок.

Северный поток
© Официальный сайт компании «Газпром»

Но этого не происходит. И вовсе не потому, что государства Евросоюза якобы не хотят способствовать увеличению доходной части российского бюджета, ведь они же оплачивают те объёмы метана, которые поступают через Украину или по «Турецкому потоку». Дело в другом. Вашингтон и западные элиты, контролирующие экспорт СПГ из Соединённых Штатов, крайне заинтересованы в том, чтобы продолжать получать сверхприбыль от его продаж. Возвращение к прежним уровням цен – 200 или даже 300 долларов за тысячу кубов - для них смерти подобно.

Но каким образом сохранить текущую конъюнктуру? Всё очень просто. Нужно всего лишь любыми способами постоянно провоцировать нехватку ресурса на рынке. Именно поэтому, как только на прошлой неделе стоимость газа на бирже TTF в Нидерландах, а это основной европейский хаб, упала с 1400 до 1100 долларов, СПГ-танкеры вдруг перестали прибывать в порты ЕС. Вы не поверите, но в эти минуты свыше 30 кораблей, которые везли из США груз примерно на 2 млрд долларов, стоят на якоре в Северном море или у Пиренеев.

Они ждут пока цены вновь пойдут вверх для того, чтобы получить со своих европейских партнёров побольше денег. Отличная тактика, не правда ли? Кстати, она прекрасно работает: пока мы с вами беседуем, цены на метан уверенно идут вверх, так что нет сомнений: часть этих судов вскоре снимется с якоря и пришвартуется к регазификационным терминалам.

Понятно, что граждане ЕС не хотят такого развития событий. Не хотят жить в условиях двухзначной инфляции и дефицита электроэнергии. В большинстве стран, это видно по социологическим опросам, жители выступают резко против поставок летального оружия Украине. И считают необходимым возврат к сотрудничеству с Россией в энергетической сфере. Но их голоса, к сожалению, тонут в информационном потоке, а их позиция не учитывается при принятии властями тех или иных решений.

Поток дезинформации в западных СМИ и социальных сетях, за которым напрочь теряется объективная картина мира, - это тоже неотъемлемая часть новой реальности. Как и кризис легитимности национальных правительств в Европе, действующих в интересах западного истеблишмента, но вопреки воле своих народов.

- Производство в ЕС электроэнергии из природного газа в нынешнем году резко упало. В той же Германии, например, его доля в общем объёме потребления составляет теперь всего лишь чуть более 10%. Может ли это служить доказательством ускорения энергоперехода?

Владимир Литвиненко: Это говорит лишь о том, что место природного газа в структуре энергопотребления ЕС занял уголь. Например, в ФРГ сейчас почти треть всей электроэнергии вырабатывается именно угольными ТЭЦ. Согласно данным Федерального статистического ведомства Германии, их генерация по сравнению с прошлым годом возросла примерно на 17%. Евросоюз в целом, по данным МЭА, увеличил потребление этого ресурса на 7%, а весь мир - на 16%.

ТЭС
© pixabay.com

Ничего удивительного здесь нет. Страны Азии и Африки попросту не в состоянии конкурировать с Европой за СПГ, поскольку не могут покупать его по нынешним «космическим» расценкам. В связи с этим основная часть грузов уходит именно в ЕС, а развивающимся государствам приходится изыскивать иные возможности для того, чтобы обеспечить спрос со стороны населения и предприятий на электроэнергию и тепло. Вариантов на самом деле немного. Строительство возобновляемых источников, которые отличаются низкой плотностью вырабатываемой энергии и при этом высокой материалоёмкостью, тоже обходится очень дорого, поэтому, в основном, дефицит метана восполняется за счёт сжигания мазута или угля.

Так что отказ Берлина от сертификации «Северного потока-2» самым прямым образом повлиял на рост эмиссии парниковых газов в масштабах всей планеты. Это тем более удивительно, что у власти в ФРГ находится партия Зелёных, которая, казалось бы, должна в своих решениях руководствоваться именно принципами природосбережения, а вместо этого, наоборот, делает всё возможное, чтобы повысить антропогенную нагрузку на окружающую среду.

- Тем не менее, объём выработки электроэнергии за счёт ВИЭ по итогам первого полугодия достиг в Германии 48%. А в середине октября вырос до 60%. То есть энергопереход – это реальность?

Владимир Литвиненко: Германия действительно добилась больших успехов в деле внедрения «зеленых» технологий. С этим никто не спорит. Более того, эволюционное развитие альтернативной энергетики – это крайне важная задача, которую человечество обязано решать ради будущего планеты. И очень многие государства, в том числе и Россия, по мере своих экономических возможностей, в этом направлении работают.

ветрогенератор
© equinor.com

Но давайте зададимся вопросом: а какое отношение имеет этот локальный успех немцев к борьбе с глобальным изменением климата? Ответ очевиден: никакого. Объём выбросов, даже с территории ФРГ, не только не стал меньше, а, напротив, увеличился. Потому что на местных ТЭЦ теперь жгут вдвое больше угля. Очевидно, что гордиться здесь нечем. Ведь уголь, как минимум, на три четверти состоит из углерода. А химическая формула метана, если кто-то забыл, - CH4, то есть на один атом углерода в нём четыре атома водорода. Этот ресурс близок к идеалу. С одной стороны он оказывает минимальное воздействие на природу по сравнению с другими видами ископаемого топлива, а, с другой, позволяет обеспечивать пиковые нагрузки потребления. Поэтому именно он и должен использоваться в качестве микса с ВИЭ.

Если же кто-то считает, что ветрогенераторы или солнечные панели в обозримой перспективе сами могут стать фундаментом энергетики, то он заблуждаеется. Да, в середине октября доля выработки электроэнергии за счёт возобновляемых источников в ФРГ, с учётом ГЭС, АЭС и сжигания биомассы, действительно достигла 60%, поскольку скорость ветра была стабильно высокой. Но кто даст гарантию, что она останется таковой завтра, послезавтра и через неделю? Никто. Так что, если в структуре вашего энергобаланса не будет «подушки безопасности» в виде ископаемого топлива, в идеале – метана, то в часы пиковых нагрузок на сеть вы будете сидеть без света. В ожидании пока лопасти ветроэлектрических установок начнут крутиться быстрее. Нестабильность генерации – это один из наиболее существенных недостатков альтернативной энергетики.

Кстати, сейчас специалисты немецкой компании RWE демонтируют ветропарк рядом с угольным разрезом Гарцвайлер. Это необходимо для того, чтобы увеличить объёмы добычи. Ситуация показательная, она говорит о том, что Германия в обозримом будущем не сумеет существенно снизить объёмы потребления угля.

Гарцвайлер
© pixabay.com, крупнейший открытый угольный разрез Германии Гарцвайлер

- Вы сказали, что одним из недостатков ВИЭ является их нестабильность. А что ещё препятствует их развитию?

Владимир Литвиненко: Я также говорил о том, что их отличает высокая материалоёмкость и низкая плотность производимой энергии, то есть каждый выработанный ими киловатт-час обходится значительно дороже, чем в случае с ТЭС. Но это, конечно, не главная проблема. Основной недостаток возобновляемых источников состоит в том, что сегодня нет доступных технологий, которые могли бы аккумулировать сгенерированную ими энергию в промышленных масштабах.

Правда, пять лет назад Илон Маск построил в Южной Австралии систему сверхёмких батарей, которые позволили жителям региона практически не потреблять ископаемое топливо и не зависеть от капризов погоды. То есть в «хорошие дни», когда светит солнце и дует сильный ветер, излишки электроэнергии поступают в этот накопитель, а в «плохие» направляются в распределительные сети. Но впоследствии никто аналогичных проектов не реализовывал, поскольку это очень дорого. Как на этапе строительства, так и на этапе эксплуатации.

Ещё одним вариантом аккумуляции «зелёной» электроэнергии, как все мы прекрасно знаем, является производства из неё водорода. По замыслу ряда учёных и политиков, во время пиковых нагрузок на сеть его можно будет использовать в качестве замены природного газа с целью вытеснения углеводородов и декарбонизации. Проблема в том, что эта идея является, скорее, маркетинговой уловкой, чем реальной перспективой.

Например, применение высокотемпературного горения H2 в электромагнитной индукции, как теплофикационного, так и газотурбинного цикла на данном этапе научного развития попросту невозможно. Современные ТЭЦ не приспособлены к использованию этого ресурса, а потому безболезненно заменить метан водородом не получится. Это самый легкий элемент во Вселенной, он способен проникать в кристаллическую решётку практически любой стали. То есть в процессе его высокотемпературного горения пределы технологических возможностей существующих систем генерации будут существенно превышены. И само их функционирование, как и безопасность действующих сотрудников, окажется под угрозой.

Missing материал.

Ещё один огромный минус водородных технологий заключается в том, что в ходе электролиза и обратного преобразования электроэнергии её потери составят 65-75%, то есть самый легкий в природе газ не является источником энергии, это лишь крайне дорогостоящий и неэффективный способ её хранения. Если говорить о его сжигании в смеси с метаном, то теоретически это реально. Но безопасный процент водорода в этом случае не должен превышать 15-20%. Учитывая, что из-за низкой плотности энергии, производство такого же количества тепла, что и от одной единицы природного газа, требует около трёх единиц H2, то 20%-ная смесь сократит выбросы всего лишь на 7%. Это совсем немного и вряд ли оправдывает значительное удорожание себестоимости топлива.

Получение электрической энергии при помощи так называемых водородных топливных элементов, то есть электрохимическим методом, действительно возможно. По сути это батарейки, которые заряжаются не от сети, а за счёт H2. В мире создано достаточно прототипов автобусов и даже поездов на водороде, ничего нового в этом нет. Первый автомобиль на этом виде топлива ездил по Ленинграду ещё в 1941 году, а в восьмидесятые из Москвы в Германию летал самолёт, который был заправлен самым лёгким в природе газом. Другое дело, что такие машины слишком дороги – они стоят в 2-3 раза больше, чем полностью электрические аналоги с батарейным питанием.

- То есть у водорода нет будущего? Но почему тогда на Западе столь пристальное внимание уделяется исследованиям в этой области и, более того, говорится об их больших перспективах?

Владимир Литвиненко: Мы полагаем, что водород действительно не сможет стать ресурсом глобальной энергетики, но вполне способен занять на рынке какую-то локальную нишу. Например, использоваться в качестве топлива для поездов на неэлектрифицированных участках. Другое дело, локомотив на компрессионном газе или СПГ построить гораздо проще, как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения стоимости проекта. Если вдоль трассы при этом высадить деревья, то углеродная нейтральность будет гарантирована.

Missing материал.

Кстати говоря, наши западные коллеги, оценивая углеродный след той или иной компании или даже того или иного государства почему-то всегда забывают о естественных поглотителях СO2. И о том, что вырубка лесов, на месте которых затем появляются ветрогенераторы или заводы, выпускающие электромобили, к декарбонизации имеет далеко не самое прямое отношение.

Что касается популярности в Евросоюзе исследований в сфере водородных технологий, то это объясняется довольно просто. Интенсификация энергоперехода, о которой в последнее время было так много сказано, невозможна без научно-технологического прорыва, связанного с аккумуляцией в промышленных масштабах энергии, произведённой альтернативными источниками. Правительства Евросоюза выделяют на эти цели колоссальные средства и на них, само собой, претендует множество научных коллективов. Этим, прежде всего, и вызвана популярность на Западе данной темы.

Впрочем, в России тоже идут профильные исследования, связанные с повышением эффективности и безопасности получения, хранения, транспорта и использования H2. Это реальная деятельность, направленная на повышение технологического суверенитета нашей страны. Но необходимо понимать, что получение новых научных знаний, их последующее внедрение в производство и результативность конкретных, в том числе, водородных технологий невозможны без заинтересованности общества, в том числе бизнеса, к коммерциализации подобного рода идей.

водород
© pixabay.com

Но ждут ли бизнес и потребители водород? Нет, они ждут более дешёвый, экологически чистый и технологически доступный энергоноситель. На наш взгляд, если вести речь о машиностроении, это, прежде всего, метан и, в тех регионах, где наблюдается профицит энергии, электротранспорт. На сегодняшнем этапе научно-технологического развития человечества это оптимальное сочетание. Определённая заинтересованность в развитии данного направления, строительстве профильной инфраструктуры, в том числе заправок, и со стороны государства, и со стороны транспортных компаний, конечно, присутствует.

Однако очевидный недостаток такого интереса, причём к большинству проектов, имеющих перспективы внедрения в производство, вкупе со слабым госрегулированием и отсутствием оптимальной формы организации исследовательской деятельности зачастую снижает мотивацию учёных. В современных реалиях это недопустимо, поскольку нам, как никогда прежде, необходимо приложить максимум усилий для трансформации отечественной ресурсной экономики в экономику знаний. А она предполагает, прежде всего, создание полноценных технологических цепочек, все звенья которых, в том числе связанные с глубокой переработкой, находятся внутри страны.

Для того, чтобы это произошло в реальности руководство научных организаций должно постоянно работать над совершенствованием внутренней среды. А Правительство - оперативно внести структурные изменения в определение «заказчика» в системе госрегулирования научными изысканиями. Обозначить приоритетные задачи, которые стоят перед исследователями, мотивировать их к работе на результат и создать условия для роста интеграции научно-образовательного и бизнес-сообществ. Только в этом случае мы сумеем внедрить прорывные технологии и обеспечить поступательное социально-экономическое развитие России.

горный университет
© Форпост Северо-Запад