Водородное торможение

Свежее исследование PwC «Управляя водородной экосистемой. Что мешает прогрессу и как набрать обороты?» свидетельствует, что объявленная Евросоюзом (ЕС) программа развития водородной энергетики близка к провалу. Это неминуемо скажется на всей возобновляемой энергетике, стратегии зеленого энергоперехода и даже распространении «чистых» автомобилей.

Причина интереса ЕС к водороду лежит в последствиях реформ в области энергетики, которые в 2009 г. начали реализовывать в ЕС. В их рамках усиливалась роль биржевого ценообразования на газовом рынке, перестраивались газовые компании, а электроэнергии из возобновляемых источников создавался режим максимального благоприятствования. Таким образом страны ЕС пытались снизить зависимость от иностранных поставщиков энергоресурсов.

15 лет назад переход на биржевое ценообразование с традиционной модели на основе нефтяной привязки казался Брюсселю весьма перспективным: если многочисленные поставщики газа будут конкурировать друг с другом за право продавать европейцам свои ресурсы, то в ходе конкурентной борьбы энергоносители начнут дешеветь. Нельзя сказать, что у чиновников в ЕС совсем не было повода переоценивать значимость своего рынка. Реформы энергетики в ЕС стартовали на фоне мирового экономического кризиса, который привел к падению цен на нефть и газ, а также на фоне ввода в эксплуатацию новых мощностей по производству СПГ, которые оказали дополнительное негативное влияние на газовые биржевые котировки. А поддержка ветровых и солнечных электростанций казалась еще и способом стимулировать свою промышленность: Европа на рубеже 2000-х и 2010-х гг. была крупнейшим производителем оборудования для генерации на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ).

Гладко было на бумаге

Уже в начале 2010-х выяснилось, что европейские производители фотовольтаических панелей проигрывают рынок стремительно развивающимся конкурентам из КНР. Не помогли и заградительные пошлины. А к настоящему моменту кризис настиг и компании ЕС, выпускающие оборудование для ветроэлектростанций.

Но процесс, запущенный 15 лет назад, никто не собирался останавливать. ВИЭ в ЕС получали различного рода поддержку от государств, и самое главное – у них был приоритетный доступ к сетям. Если ветровая или солнечная электростанция начинала производить энергию, сети должны были ее принять. А так как потребление не увеличивалось вслед за производством, требовалось отдать команду кому-нибудь из традиционных производителей, чтобы он сокращал выработку. В силу технологических причин чаще всего таковую команду получали газовые электростанции.

В условиях стагнации рынка электроэнергии ЕС положение газовой генерации стало крайне незавидным – коэффициент использования установленной мощности сокращался и достиг в 2015 г. 18,5%. Это более чем в 2 раза меньше обычного для данного вида электрогенерации уровня. Для сравнения: в провальном для европейской энергетики 2023 году этот показатель составлял около 21,4%.

Некоторую поддержку газовой генерации в ЕС оказало закрытие АЭС (со 113,4 ГВт в 2014 г. до 94,2 ГВт в 2023 г.) и угольных электростанций (со 139,65 ГВт в 2014 г. до 97,15 ГВт в 2023 г.). Мощности газовых электростанций за это время расширились со 155,9 ГВт до 188,9 ГВт.

На этом фоне происходило стремительное расширение ВИЭ. Мощности солнечных электростанций увеличились с 67 ГВт в 2014 г. до 202,6 ГВт, а ветровых – соответственно со 113 ГВт до 212 ГВт. То есть в энергосистеме ЕС становилось все больше недиспетчеризируемой электрогенерации. Собственно, главная проблема ветровых и солнечных электростанций – их непостоянство. Они не способны производить необходимое количество энергии в заданный промежуток времени. Стабильность системы на этом фоне начинала страдать.

Первой с перебоями из-за резкого сокращения производства зеленой электроэнергии столкнулась Германия в начале 2017 г. Парировать возникшие риски удалось за счет увеличения резервных газовых мощностей. А в 2021 г. резкое сокращение производства энергии на ветроэлектростанциях стало одним из факторов, ускоривших развитие мирового энергетического кризиса.

А так как ЕС взял курс на отказ от ископаемого топлива к 2030 г., возник вопрос: как сохранить привычные режимы потребления электрической энергии, если они окажутся в заложниках у природной стихии? Самый очевидный выход из ситуации – построить заведомо избыточное количество мощностей и поставить множество аккумуляторов. Идея простая, но невероятно дорогая. По оценке Goldman Sachs Research, киловатт-час аккумуляторной батареи в 2019 г. стоил $172, к 2023 г. цены снизились, но не намного – до $151.

Вторым универсальным решением стал водород.

Довольно медленный прогресс

Подавляющая часть водорода производится из природного газа без улавливания диоксида углерода. Такой водород условно называют серым (если диоксид углерода улавливается, то голубым).

Но ЕС интересует в первую очередь производство зеленого водорода, при котором электроэнергия из ВИЭ направляется на электролизеры, а они расщепляют воду. Образующийся в рамках этой схемы водород является своего рода накопителем энергии. Притом с относительно высокой эффективностью – порядка 70%. Германия предполагает в 2030 г. направлять 20 ТВт ч электроэнергии для получения 14 ТВт ч водорода. Очень странная операция, если не учитывать задачу аккумулирования энергии.

В 2020 г. ЕС принял Водородную стратегию. Она подразумевала несколько этапов реализации. Первый завершается в текущем году: европейские компании должны были запустить «не менее 6 ГВт электролизеров» и производить 1 млн т продукта ежегодно. Электролизеры планировалось устанавливать рядом с существующими центрами потребления: зеленый водород должен был вытеснить серого собрата на химических, нефтеперерабатывающих и сталелитейных производствах. Также прогнозировался рост потребления водорода в качестве моторного топлива. У разработчиков стратегии явно было слишком приподнятое настроение.

Попутно ЕС вновь рассчитывал создать из зеленой стратегии точку роста для промышленного производства: до 2024 г. ожидалось расширение производства электролизеров в ЕС (в том числе крупных – «мощностью до 100 МВт»).

Но Европа практически и не приблизилась к озвученным в 2020 г. планам. Общее количество эксплуатирующихся в 2024 г. электролизерных проектов в мире составляет, по данным PwC, всего 0,8 ГВт. Из них 0,6 ГВт – в Китае, Японии и Южной Корее, а 0,2 ГВт – в Европе. Еще 2,9 ГВт в Европе перешли на стадию строительства или по ним было принято окончательное инвестиционное решение. Притом нет никаких гарантий, что все, по чему приняты окончательные инвестиционные решения, будет введено в эксплуатацию. Кроме того, вся инфраструктура для транспортировки и хранения зеленого водорода в ЕС на данный момент остается на уровне опытных образцов.

Но уже на втором этапе (с 2025 по 2030 г.) реализации стратегии ЕС водород должен стать «неотъемлемой частью интегрированной энергетической системы». Должно быть установлено не менее 40 ГВт электролизеров, а объем производства в ЕС – достичь 10 млн т водорода в год. Но, по оценке PwC, не только водородный рынок ЕС, но весь «мировой рынок находится на очень ранней стадии развития и прогресс за некоторыми исключениями идет довольно медленно». Исследователи отмечают колоссальный разрыв между заявленной мощностью водородных проектов (840 ГВт) и мощностью проектов, которые достигли стадии принятия окончательного инвестиционного решения или уже реализуются (15 ГВт). То есть во всем мире лишь 1,8% заявленных проектов находится на сколь-нибудь осмысленной стадии.

Проблема в крайне малом количестве желающих серьезно вкладывать средства в водородную энергетику.

Наиболее яркий пример – газовые электростанции Германии. Действующее правительство старается привлечь инвестиции в строительство новых генерирующих объектов, которые должны будут заменить угольные электростанции и поддержать работу ВИЭ. Предполагается, что угольная генерация будет полностью остановлена на территории ФРГ уже в 2030 г., хотя на этот счет есть обоснованные возражения, которые отсылают нас к более ранним планам по отказу от угля только к 2038 г.

Главное условие для новых газовых электростанций – готовность перейти с ископаемого природного газа на «климатически нейтральные газы» (в первую очередь на водород).

В ходе всех споров и прений руководству Германии пришлось снизить предполагаемые расходы на субсидирование новой газовой генерации примерно с 24 ГВт до 10 ГВт.

И при этом в ЕС в среде более чем «климатически лояльных» аналитиков зазвучали сомнения в эффективности водородной технологии. Но это не надо рассматривать как признак того, что климатическая повестка становится менее радикальной. Аналитиков беспокоит, что «поддержка исключительно турбин, работающих на водороде», будет не самым разумным направлением климатических инвестиций из «ограниченного в настоящее время бюджета Германии». По мере нарастания экономических трудностей обостряется внутривидовая борьба за оставшиеся финансовые ресурсы в зеленом семействе. Ведь как можно поддержать турбины Siemens, когда есть другие решения и другие производители, претендующие на немецкое финансирование.

Оценка текущей стадии реализации Водородной стратегии ЕС, сделанная PwC, лишний раз доказывает значительное отставание от ранее намеченных планов. А экономические трудности, с которыми объективно столкнулся ЕС, не позволяют предположить, будто в ближайшие шесть лет ситуация радикальным образом изменится.

И последнее. Мировые продажи водородомобилей (FCEV) в 2023 г. снизились, по данным корейской SNE Research, на 30,2%, а в Европе – на 40% (до 773 единиц).