Производство «чистого» водорода, предусмотренное зеленой программой Евросоюза, оказалось отнюдь не зеленым – его выбросы СО2 и метана выше, чем от сжигания угля и природного газа, говорит исследование. Водородная стратегия нашего правительства, списанная с европейской, может привести Россию в тупик.
Исследование, опубликованное журналом Energy Science & Engineering, показывает, что получение водорода из природного газа – даже при улавливании некоторых выбросов CO2, образующихся при производстве так называемого «голубого водорода», – загрязняет окружающую среду больше, чем простое сжигание природного газа.
«Использование голубого водорода, по-видимому, трудно оправдать по климатическим соображениям», – заключают авторы исследования.
Это проблема для ЕС. Его водородная стратегия предусматривает увеличение производства голубого водорода и замещение им природного газа в течение следующего десятилетия. Его намерены использовать в таких тяжело электрифицируемых секторах, как грузовой транспорт, производство стали и цемента. Евросоюз делает ставку и на более дорогой зеленый водород, производимый из воды с помощью возобновляемой электроэнергии, который позднее будет доступен в более широких масштабах.
Сейчас большая часть водорода, производимого в ЕС, России и мире, – это серый водород, который создается путём парового риформинга природного газа (т.е. метана с небольшой примесью других газов), на выходе которого мы имеем СО2 и водород. Это один из самых дешевых способов, но и один из самых грязных.
Из 2.2 тонн метана и 4.9 тонн воды на входе техпроцесс выдает 1.1 тонну водорода и 6 тонн парниковых газов на выходе. Учитывая же затраты на само производство, цифры ещё выше. По оценкам ученых, итоговый счет на выходе получается 1 тонна водорода к 10 тоннам выбросов).
Голубой водород – это на самом деле серый, но с большими затратами на улавливание образующегося СО2. Пытаясь снизить углеродный след от химической реакции мы сжигаем немало природного газа без улавливания выбросов, говорит соавтор работы и профессор экологии Роберт Ховарт из Корнельского университета.
Как пишут авторы, в дополнение к негативным свойствам голубого водорода, его производство всегда сопровождается утечками метана в атмосферу.
Это заявление особенно значимо на фоне недавнего доклада ООН, в котором ученые говорят, что для сдерживания потепления необходимо «быстрое, сильное и устойчивое сокращение выбросов метана».
Роберт Ховарт и Марк Якобсон в своей работе доказывают, что даже корректировка процесса производства голубого водорода с улавливанием 90% СО2 и электропитание от возобновляемых источников энергии не сделают его чище природного газа.
Однако, эти доводы оспариваются промышленностью и некоторыми исследователями, пишет Politico. Они говорят, что уровень очистки углеводорода низки по сравнению с предыдущими исследованиями и отраслевыми прогнозами.
«Текущие предложения по проектам в США, Великобритании, Нидерландах и Канаде нацелены на общий уровень [улавливания CO2] на уровне 90 или более процентов, а в некоторых случаях от 95 до 97 процентов», – говорит Майк Фаулер из некоммерческой Целевой группы по чистому воздуху США.
Руководитель Программы по экологической политике в Университете Гонконга Юань Сюй говорит, что используемая в расчётах 3.5% утечка метана «близка к скорости утечки [более загрязняющего] сланцевого газа». Для традиционной добычи этот показатель ниже, поэтому голубой водород будет менее грязным, чем природный газ.
Ховарт возражает. Он говорит, что его исследование основано на проверяемых данных – на данных двух реальных заводов по производству голубого водорода – заводе Shell в Альберте и заводе в Техасе, – а не на оптимистичных корпоративных обещаниях.
Впрочем, спикер Европейской Комиссии успокаивает: «Водородная стратегия ЕС четко говорит, что водород на основе ископаемых видов топлива с улавливанием углерода будет считаться «низкоуглеродной» только в том случае, если это приведет к значительному сокращению выбросов парниковых газов в течение всего жизненного цикла по сравнению с существующим производством водорода».
Видимо поэтому в водородной стратегии Европы из 180-470 млрд. евро инвестиций до 2050 года на голубой водород зарезервировано лишь 3-18 млрд. евро.
К концу этого года европейцы планируют определить уровень декарбонизации голубого водорода и Стратегию по метану, которые, по словам спикера Комиссии, обяжут компании снижать выбросы.
Российская водородная стратегия
Европейская водородная стратегия была главным ориентиром для аналогичного документа России с поправкой на наши реалии – Газпром и Росатом.
9 августа Председатель Правительства Мишустин утвердил Концепцию развития водородной энергетики страны, во главе которой стоят технологии производства водорода из ископаемых источников с улавливанием СО2 – пиролиз и паровой риформинг. Не забыты и упомянуты, конечно, также электролиз с питанием от гидроэлектростанций, атомных станций и возобновляемых источников энергии.
Согласно нашим планам, к 2050 году страна будет поставлять на мировой рынок около 15-50 млн. тонн водорода.
Главными производителями будут Газпром и Росатом. Первый намеревается производить бирюзовый водород – тот серый только СО2 будет осаждаться в виде сажи, а не газа. Атомщики же будут выпускать жёлтый водород методом электролиза воды с использованием электричества от атомных станций, к которым в Европе много вопросов. Кроме того, пресса пишет, что производством голубого водорода интересуется и Новатэк.
В то время как Европа делает ставку на зеленый водород (это видно даже из распределения инвестиций), Россия, очевидно, вкладывается в голубой, бирюзовый и жёлтый. Вместе с тем, европейцы уже сейчас заявляют, что, если на первых порах они ещё будут готовы покупать у нас грязный водород, то потом откажутся от него в пользу своего – чистого.
Так стоит ли складывать все яйца в одну корзинку? Стоит ли забираться в тупик, чтобы потом из него выбираться?
