Зеленый водород – многообещающая, но пока дорогая технология, которая активно развивается в США и набирает популярность в Эстонии. Большая проблема в том, что производство водорода требует больше энергии, чем дает. Но это решаемо, если производить много электричества из возобновляемых источников, и сохранять излишки в виде водорода. А если подключить еще и атомную энергетику, то Эстония могла бы и вовсе стать экспортером зеленого водорода, рассказала доктор Дженнифер Кеньон в интервью «Деловым ведомостям».
- «У Эстонии огромный потенциал для развития водородной отрасли», – считает Дженнифер Кеньон, специалист по новым технологиям в энергетике, сотрудница BOEM США. Foto: Личный архив
Дженнифер Кеньон – американский эксперт в области водорода, сотрудница Бюро по управлению океанической энергией – приехала в Эстонию с просветительской целью, прочитав лекцию о том, как в Америке поддерживают и развивают эту новую технологию. У Эстонии тоже есть, на ее взгляд, все шансы, даже чтобы стать экспортером зеленого водорода.
Я в нередко слышу про водород, когда пишу статьи про электричество. Но слышу в одном и том же контексте: эти технологии очень дорогие и поэтому нигде не применяются. Это так?
Это справедливо для зеленого водорода. Серый водород уже давно используется для производства топлива и электричества - счет идет на десятилетия. Но в качестве источника энергии там используется природный газ, что очень плохо с точки зрения выбросов CO2. Для зеленого же водорода, требуется очень много электричества из возобновляемых источников, а мы пока находимся лишь в процессе создания соответствующей инфраструктуры. Зеленый водород остается дорогим, а бизнес платить эту премию не хочет.
Что должно произойти, чтобы технологии зеленого водорода начали себя окупать?
Есть «проблема курицы и яйца». Что должно произойти раньше: мы произведем так много зеленого водорода, что он будет дешевым, и производственники смогут его закупить? Или нужно подождать, пока покупатели заявят, что эта технология им интересна, и только тогда начать ее развивать? Сейчас мы находимся в той стадии, что покупателей немного, продавать толком некому, и поэтому его практически никто не производит.
У зеленого водорода есть «проблема курицы и яйца»: что должно появиться раньше – производство или рынок сбыта?
Эстонию и США кое-что объединяет: у нас тоже есть сланец. И правительство хочет эту индустрию уничтожить. Когда я спрашивал, на что мы ее заменим, мне отвечали: «На возобновляемую энергию. И весьма вероятно, что нам понадобится водород». Что нужно для того, чтобы зеленый водород стал реальностью в Эстонии?
В США зеленым водородом занимаются очень серьезно. Есть регуляции и стимулирующие программы, посвященные именно этой теме, есть налоговые льготы и крупные федеральные программы, финансирующие водородные хабы. Мы не просто говорим о зеленом водороде, а вкладываем в это деньги. Мне кажется, что проблема Эстонии в том, что у вас нет конкретной политики, направленной конкретно на зеленый водород (возможно, через пару лет это изменится). Хотя такая политика есть в Евросоюзе.
А еще нам кажется, что зеленый водород очень-очень-очень дорогой.
Это пока что так и есть. К тому же в Эстонии пока отсутствует инфраструктура – самая дорогая часть проекта.
Какая именно нужна инфраструктура?
В Эстонии нет трубопроводов для транспортировки водорода - придется возить его на грузовиках. Также в США мы используем природные подземные каверны для хранения водорода, что дешевле, чем создание искусственных хранилищ. В Эстонии, к сожалению, другая геология, и такие каверны использовать нельзя. Придется строить классические хранилища, что дороже.
В общем, все сведется к тому, что нам надо найти добровольца из числа европейских стран, который будет хранить наш водород.
Эта отрасль начнет по-настоящему развиваться, когда бизнес и государство поймут, что нужны хранилища и начнут в них инвестировать. Есть несколько международных программ, направленных на сотрудничество между государствами, например, BalticSeaH2, объединяющая участников рынка из девяти стран. Есть проект Baltic Sea Hydrogen Collector по строительству водородного трубопровода, который должен соединить Эстонию, Латвию и Литву. Ходят разговоры и о прокладке трубы между Эстонией и Финляндией.
Давайте я опишу, как понимаю технологию получения зеленого водорода, а вы объясните, в чем я не прав. Из возобновляемых источников добывается электричество. Его пускают на то, чтобы запустить такой процесс как электролиз, разделяющий молекулы воды на водород и кислород. Кислород нам не нужен, его отбрасываем, а водород сохраняем и используем в будущем как источник энергии. Верно?
Вы очень близки к истине, я бы сказала, что на 95% правы. Во время электролиза молекулы воды разделяются, а еще отделяются электроны от молекул водорода. Эти электроны – и есть энергия. А все, что остается, потом соединяется с кислородом, и в итоге образуется вода – то есть, это закрытая система.
Бюро по управлению океанической энергией (Bureau of Ocean Energy Management, BOEM) – федеральное бюро в составе Министерства внутренних дел США, курирует энергетические, минеральные и геологические разработки на континентальном шельфе. Дженнифер Кеньон занимается в нем вопросами новых энергетических технологий.
То есть «вода на входе, вода на выходе»?
В идеальных условиях – да.
Это «вечный двигатель»?
Нет, потому что электролиз требует больше электричества, чем производит. Более того, электричества нужно так много, что до недавнего всплеска в использовании возобновляемых источников, он просто не имел смысла. Теперь же, когда все ветряки в Эстонии будут крутиться, а солнечные панели будут получать много солнца...
В Эстонии? Много солнца? Никогда.
Да, действительно, пока я здесь нахожусь, большого количества солнца не видела. Но гипотетически: если все будет работать на полную, и возникнут излишки электричества, его можно сохранять в виде водорода. А если ветер затих, солнца не было три недели, то водород поможет решить избежать перебоев в поставках электричества – типичной проблемы для тех, кто зависит от возобновляемой электроэнергии.
Правильно ли я понимаю, что производство водорода сейчас требует больше энергии, чем оно производит?
Да, это одна из главных проблем. Это связано с огромным количеством энергии, необходимым для разделения молекул воды. Такой процесс всегда будет убыточным с точки зрения энергии. Но использование возобновляемых источников, особенно в периоды их переизбытка, делает этот процесс экономически оправданным.
Есть ли успешные примеры применения зеленого водорода в США? Возможно, на уровне штата, города, региона?
В США есть крупное хранилище водорода в природной каверне в Юте. И водород активно используется в тяжелой промышленности. Мы также инвестируем в исследования применения водорода в транспортных средствах. США сделали ставку на электромобили, но ты не можешь зарядить электричеством грузовик, автобус или вилочный погрузчик. Так что здесь у водорода есть свои преимущества (да и ждать по 10 часов пока зарядится, тоже не надо).
И все-таки, можно ли назвать какой-то успешный пример?
В США тяжелая промышленность активно использует водород. Мы также переходим с серого водорода (производимого из природного газа) на зелёный. Новые налоговые льготы стимулируют эту замену. США – это, по сути, совокупность разных энергетических систем, и успешность применения водорода зависит от региона. Но я оптимистично смотрю на зелёный водород, учитывая объем инвестиций как со стороны правительства, так и частных компаний.
Какой штат самый продвинутый в области зеленого водорода? И почему это Калифорния?
Калифорния всегда находится на передовой в отношении всего, что касается возобновляемой энергии. Этот штат уже принял решение о финансировании водородного хаба. У них гигантский консорциум промышленных партнеров для этого хаба. Калифорния – единственный штат, использующий автомобили на водороде (их всего в США 17 тысяч, и все – в Калифорнии).
Как вы отреагировали на результаты выборов? Трамп – это больше про «Drill, baby, drill» (слоган Республиканской партии, призывающий к увеличению добычи нефти и газа – ред.), нежели про зеленую энергетику.
Этот процесс уже не остановить. С принятием двух крупных законопроектов – Закон об инвестициях в инфраструктуру и Закона о снижении инфляции – на водород было выделено значительное финансирование. Многие из этих средств уже потрачены, особенно на создание водородных хабов, объединяющих производителей водорода, транспортные компании, потребителей и правительственные органы, чтобы создать всю цепочку стоимости для водорода. Таких хабов в США семь, и у каждого свои особенности и фокус, например, на ветровом или ядерном водороде. Это комплексный подход, объединяющий инфраструктуру, исследования и развитие рабочей силы.
Когда мы говорим об использовании возобновляемых источников для разделения водорода, мы говорим в основном о ветряках и солнечных панелях, или атомная энергия тоже считается? Вы ее считаете «зеленой»?
Ядерная энергия не считается возобновляемой. Считается ли она экологичной – в разных странах по-разному. В Эстонии небольшое население и огромный потенциал для солнечной и ветровой энергии (вам очень повезло), поэтому ей для производства водорода атомная энергия не нужна. Но если вы хотите экспортировать водород, атомная энергия может стать частью этой стратегии.
Эстония может стать экспортером водорода?
Да, вы могли бы, если бы создали соответствующую инфраструктуру. Но если речь идет только о внутреннем использовании, Эстония обладает достаточными возобновляемыми ресурсами, такими как ветер и солнце.
Есть ли успешные примеры использования зелёного водорода в Европе?
В Европе есть прогрессивная политика в области зеленого водорода. ЕС стремится полностью отказаться от серого водорода и заменить его зелёным.
Это физически возможно?
Да, возможно. Возможно ли это экономически – посмотрим. ЕС выделяет значительные субсидии, и с учетом масштабного строительства возобновляемой энергетики в последние десять лет переход на зеленый водород вполне реален. Если будет бизнес-модель, это станет возможным.
Технология зеленого водорода всегда будет нуждаться в государственной поддержке? Она не сможет приносить прибыль сама по себе?
Сейчас это так, потому что зеленый водород стоит в пять-десять раз дороже серого. Если бы я была владельцем бизнеса, я бы не стала покупать зелёный водород за такие деньги. На данном этапе это возможно только благодаря государственной поддержке. Однако по мере создания инфраструктуры, наращивания возобновляемой энергетики и снижения стоимости производства зеленый водород сможет вытеснить серый. Для этого потребуется время и значительная государственная помощь.
Если бы я была владела бизнесом, я бы не стала покупать зеленый водород за такие деньги.
Вы сказали, что у Эстонии есть большой потенциал для возобновляемой энергетики. Но многие наши читатели довольно консервативны и считают, что отказываться от сланцевой энергетики ради альтернативной – безумие. Они боятся, что без сланца мы не сможем пережить первую же холодную зиму. Что бы вы им сказали?
Я считаю, что наиболее здоровый подход – это разнообразие источников энергии. Именно поэтому водород может сыграть важную роль. Если создать большие запасы водорода, вы сможете использовать их в периоды нехватки возобновляемой энергии. Конечно, есть и социальные вопросы: люди, чьи рабочие места связаны со сланцем, их нельзя просто оставить без средств к существованию. Поэтому замена сланцевой энергии на водород – это не просто энергетическое, но и социальное решение, которое требует координации всех участников процесса.
Вы в прошлом занимались изучением такой интересной темы как «морская радиация». Почему в итоге решили сменить деятельность и переключиться на зеленый водород?
Я живу на юге США, где, как известно, большие разрушения нанес в 2005 году ураган «Катрина». Также я помню, как в бытность моей юности случился разлив нефти в Мексиканском заливе. Все эти события так на меня повлияли, что я твердо решила, что хочу заняться защитой природы.
Поначалу попробовала это сделать это через науку и получила докторскую степень в океанографии (частью моей работы было изучение последствий аварии на Фукусиме – в том числе и морской радиации). Однако оказалось, что в университете ты настолько сильно занят преподаванием, поиском финансирования и исследованиями, что продвижением и пропагандой зеленых технологий ты можешь заниматься только в свободное время.
Поэтому я решила перейти на работу в Бюро управления океанической энергии, входящее в Министерство внутренних дел США (это министерство, занимающееся управлением федеральными государственными землями, а также охраной окружающей среды и управлением природными ресурсами страны – ред.). Т.е. снова занялась энергетикой – первопричиной изменения климата.
Как вы пришли к выводу, что изменение климата – это реальность?
Я все это видела своими глазами. В детстве я наблюдала гигантское количество ураганов, общалась с людьми, они мне рассказывали, какие чудовищные разрушения и страдания эти ураганы наносили. И со временем ураганов становилось только больше. Когда «крупнейший ураган в истории» происходит каждые два года, ты начинаешь понимать: проблема есть.
Может быть, мы просто научились лучше их фиксировать?
Не думаю, так как есть очень четкие метрики, позволяющие определять ураганы. Да, у нас сегодня гораздо больше чувствительных данных благодаря снимкам со спутников, но замерения температуры производились на протяжении столетий, и видно, что она растет. Нет, у меня никогда не было сомнений в том, что изменение климата – это реальность.
Да у меня и личных примеров полно. Я люблю порыбачить, и рыбаки мне рассказывают: «Раньше я ловил здесь рыбу, еще мой дед ловил здесь рыбу. Но теперь ее здесь больше нет». Частично это из-за того, там слишком часто рыбачили, но одна из причин – повышение температуры воды (рыба просто ушла).
Что скажете нашим консервативным читателям, которые возразят: «У нас снег в апреле выпал! Какое потепление?».
Люди часто цепляются к понятию «глобальное потепление» и думают, что теперь будет сплошная жара и никогда не будет холодно. Но суть изменения климата в другом – в нестабильности. Поэтому в Эстонии снег в апреле будет выпадать еще долго. Более того, количество мест в мире, где это будет происходить все чаще и чаще, будет увеличиваться.
А в моем регионе из-за нестабильности все чаще и чаще происходят ураганы. И там живут мои родители. Я постоянно им говорю: «Вы уже на пенсии – переезжайте! Чтобы я не волновалась, что в какой-то момент должна срочно приехать и вас забрать». А это время от времени происходит.
Вы говорили, что общались со стартапами в Эстонии. Какой из них вам понравился больше всего?
Они все занимаются разными вещами, и все показались мне интересными. Сейчас я работаю с одним из стартапов, так что, если я назову другой, это может быть воспринято неправильно.
Замена сланцевой энергии на водород – это не просто энергетическое, но и социальное решение, которое требует координации всех участников процесса.
Что впечатлило вас больше всего?
Мне понравилось, как организована работа в Таллиннском технопарке. Стартапы, занимающиеся водородом, работают совместно, делятся ресурсами и поддержкой, чтобы преодолеть «долину смерти» – период между научной разработкой и внедрением в промышленность. Это демонстрирует высокий уровень координации и сотрудничества.
Вы слышали, что Эстонию называют Кремниевой долиной Европы?
Да. Я знала, что здесь много технологических компаний, но не ожидала, что это распространяется на водородные и энергетические технологии. Это стало для меня открытием.
Я всего пару недель в Эстонии, но уже впечатлена местными инновациями. У вас огромный потенциал для развития водородной отрасли, если правительство решит этим заняться. У Эстонии есть ресурсы, технологии и очень талантливые люди. Если вы захотите, то сможете это сделать.
Похожие статьи
В недавно одобренной программе действий правительство обещает принять меры по увеличению государственного спроса на водород. Как это обещание можно эффективно воплотить в жизни, чтобы выиграла вся экономика, пишет Ивар Ивар Круузенберг, генеральный директор и основатель компании PowerUP Fuel Cells OÜ, занимающейся водородными технологиями.
Подавляющее большинство солнечных панелей, которые устанавливают в Европе – китайского производства. Есть вероятность, что китайские компании займут и европейский рынок ветряков, если этому не помешает начатое Еврокомиссией расследование. Не означает ли переход Эстонии к зеленой энергетике зависимость от Китая?
При Taltech вот-вот начнет работу детский лагерь по энергетике Enerhack. ДВ пообщались с преподавателем и организатором Игорем Крупенским, благодаря энергии которого этот лагерь развивается.
Энергетический рынок уже давно пребывает в стадии трансформации. Руководитель литовского концерна Ignitis на конференции инвестора Тоомаса обрисовал основные тренды перехода на этом рынке и перспективы балтийского региона, у которого большие возможности стать крупным экспортером электричества.
Никого не удивляет тот факт, что киберпреступников интересуют государственные учреждения или поставщики жизненно важных услуг. Однако для многих, вероятно, станет новостью то, что ежедневно атакам подвергаются и малые предприятия – часто даже они сами.