Не повторить Бейрут: чем опасен водород и его транспортировка в ЕС

Тема использования водорода, в частности, его транспортировки через Украину за деньги из Европы, в настоящее время актуальна. В то же время главным условием для осуществления всех водородных проектов является понимание того, может ли Украина использовать для транспортировки водорода или его смеси с природным газом имеющуюся газовую инфраструктуру, большуя часть которой построена еще в прошлом веке во время СССР. Как стало известно, «Оператор ГТС» (ОГТСУ) и крупный оператор региональных газовых сетей «Региональная газовая компания» уже начали исследования, которые должны дать ответы на актуальные вопросы. В частности, есть огромная опасность, недооценивать которую нельзя, даже экологический, «зеленый» водород — очень взрывоопасный!

Зачем Украине водород

После утверждения 8 июля водородной стратегии в Евросоюзе Европа и Украина ведут активные переговоры о сотрудничестве в новом направлении. Как сообщил министр иностранных дел Украины Дмитрий Кулеба, обсуждается возможность использования газотранспортной системы Украины для транспортировки водорода. «Германия будет одним из крупнейших рынков потребления водородной энергетики, и Украина может стать надежным поставщиком водорода в ЕС, в частности в Германию», — сказал Кулеба. Ранее пресс-служба МИД сообщила, что ЕС определил Украину своим приоритетным партнером в реализации Европейской водородной стратегии и поставке новейшего энергетического ресурса на европейский рынок. С 2020 г. по 2024 г. в ЕС предусматривается установление водородных электролизеров как минимум на 6 ГВт и производство в 1 млн тонн возобновляемого («зеленого») водорода.

«Водород переходит из категории  «промышленных» газов в категорию «энергоноситель» и сейчас действительно определен одним из ключевых путей декарбонизации ЕС. Спрос на водород будет значительным. Водородная экономика, вероятно, начнется с местных или региональных поставок и развития соответствующих сетей. Но уже в следующем десятилетии мы увидим рост трансграничной торговли, взаимосвязанных сетей и транспортировки водорода Европой. мы передали Министерству энергетики свои предложения по сотрудничеству с немецкой стороной с водородной тематике. Знаем, что готовится подписание крупной сделки», — сказал гендиректор ОГТСУ Сергей Макогон.

Технологии производства водорода все еще дорогие, но в будущем, когда будет найден способ их удешевить, Украина могла бы не только транспортировать водород в интересах третьей стороны, но и использовать его сама. Международное энергетическое агентство оценило нынешнюю стоимость производства одного килограмма «зеленого» водорода, на который в контексте декарбонизации (снижение выбросов СО₂ в атмосферу) делается ключевая ставка в диапазоне от 3 до 7,5 долл. США против 0,9–3,2 долл. в случае производства с использованием паровой конверсии метана.

При экономической целесообразности Украина могла бы использовать водород в качестве компонента, замещающего часть природного газа, для отопления помещений, поставки на газовые горелки (для приготовления пищи), в промышленности, рассказал председатель Экспертного совета по вопросам развития газовой промышленности и рынка природного газа Леонид Униговский. В Европе уже реализуются пилоты по использованию смесей водорода и природного газа в быту.

Как известно, президент Владимир Зеленский недавно провел встречу с инвесторами, намеренными построить в Украине завод по производству водорода и ветроэлектростанцию. О строительстве завода по производству водорода говорила и и. о. министра энергетики Ольга Буславец.

«Зеленый» водород мог бы помочь Украине решить проблему профицита электроэнергии. Решающее значение, правда, будет иметь цена электролизеров (установок для трансформации электричества в водород). МЭА прогнозирует, что она сократится вдвое к 2040 году. Директор региональной газовой компании (объединяющей 20 операторов ГРС) Олег Никоноров  видит перспективу использования водорода в Украине как маневровых мощностей для балансировки энергосистемы: «Электроэнергию ВИЭ, произведенную в пиковые периоды, можно трансформировать в «зеленый» водород. Также в водород можно трансформировать в дешевую электроэнергию, вырабатываемую атомными станциями. С помощью установок электролизеров это электричество можно превратить в газ и использовать как газ в смеси с метаном (природным газом). Есть вариант использовать восстановленную из водорода электроэнергию. Это и есть концепция power to gas».

РГК анонсировала проведение масштабного исследования пригодности региональных газовых сетей для транспортировки водорода, что является главным условием для развития направления в промышленных масштабах. Разумеется, технология транспортировки водорода в баллонах — совсем не выход!

«Существуют различные варианты транспортировки водорода — морской транспорт, автомобильный, железнодорожный. Ну и, разумеется, самый продуктивный — трубопроводный. Согласно европейским планам будет создана Hydrogen Backbone — водородная сеть трубопроводов, которая будет на 70 % базироваться на существующей инфраструктуре. Мы активно ищем свое место для интеграции в эту систему. Для нас это вопрос стратегический», — рассказал Сергей Макогон.

Какую опасность представляет водород в старых газовых сетях

Главной проблемой транспортировки водорода в системе украинских газопроводов является их возраст — большая часть как магистральной, так и региональной инфраструктуры строилась еще в советское время. В частности, РГК проводит практические эксперименты по транспортировке водорода в замкнутой системе полигона «Житомиргаз», построенного еще в 50-е годы прошлого века.

Устарелость газопроводов и их участков создает опасность утечки, что крайне опасно и грозит взрывами: «Водород — взрывоопасный газ, огромную опасность он представляет, смешиваясь с кислородом. Водород — летучее соединение, легче природного газа в три раза и в 14 раз легче обычного воздуха», — рассказал Никоноров. Об опасности утечки водорода предупреждает Леонид Униговский: «Главное — позаботиться о безопасности. Если идет утечка природного газа — это опасно, но с водородом это гораздо опаснее. 4 % водорода плюс кислород — это гремучий газ, взрывоопасная смесь».

В прошлом году, после взрыва, произошедшего на заправочной станции для автомобилей на водородных топливных элементах недалеко от Осло в Норвегии, компания-владелец станции закрыла десять других, в частности в Дании.

Стоит отметить, что до сих пор нет и окончательного ответа на вопрос о том, как водород влияет на металл трубы. Есть подозрения, что отрицательно. Об этом, в частности, говорил главный инженер ОГТСУ Юрий Зябченко. О подозрении, что водород может проникать в кристаллическую решетку металла, говорил и Никоноров. Ответ на вопрос, так ли это и насколько увеличивает опасность утечек, могут дать только исследование.

ОГТСУ запланировал исследования влияния водорода на магистральные газопроводы, сообщил Сергей Макогон: «У «Оператора ГТС Украины» уже создано выделенное подразделение, на ежедневной основе занимающееся вопросами декарбонизации и внедрения новых технологий. Целью его работы, в частности, является анализ перспектив транспортировки возобновляемых газов (биометана, синтетических метана и водорода), разработка дорожных карт, реализация пилотных проектов. Так, исследования влияния водорода на магистральные газопроводы запланировано, сейчас мы изучаем международный опыт, чтобы точно определить техническое задание». Макогон отметил, что ОГТСУ активно сотрудничает по вопросам водородных проектов с европейскими операторами. «Например, Gas for climate — это консорциум, насчитывающий 11 европейских газотранспортных компаний и две ассоциации возобновляемой газовой промышленности. Так, согласно их дорожными картами только до 2030 года газовые турбины будут готовы к транспортировке водорода. Сейчас мы активно общаемся с мировыми производителями турбин, которые подтверждают, что для работы ГТУ при массовой долей водорода более 10 % необходимы специальные условия», — рассказал гендиректор ОГТСУ.

РГК изучает влияние водорода на газовые сети и возможность его транспортировки самостоятельно, финансируя их за собственные средства. «Цель проведенного исследования — понять, можем ли мы транспортировать водород в существующей системе газопроводов без риска для их структуры и опасности утечек, или же систему необходимо модернизировать: исследования должны показать слабые места и дать ответ на вопрос, что именно нужно изменить и сколько это может стоить. Мы даже готовы к тому, что ответ будет: нет, невозможно транспортировать водород или его смесь с газом в украинских региональных газовых сетях», — рассказал Олег Никоноров.

По словам Никонорова, РГК инвестирует в исследования собственные средства. «Мы не хотим потратить много денег. Здесь больше инициативы и работы, чем инвестиций. На этом этапе никакой коммерциализации нет. Но если мы поймем, что возможно или возможно с определенными условиями, мы поймем для себя, куда двигаться дальше, — в таком случае инвестиции на исследования могут составлять несколько миллионов гривен». Никоноров дал понять, что РГК готова предоставить не безвозмездно результаты исследования коллегам из Европы или проводить их совместно: «Если делать такие исследования в Европе — это десятки миллионов евро, тогда как в Украине может быть до десяти миллионов гривен. Мы можем делиться с нашими европейскими коллегами результатам проведенных исследований».

Не исключено, что в будущем магистральный и региональный операторы объединят свои усилия в этом направлении. Никоноров сообщил, что РГК хотела бы работать над исследованиями совместно с ОГТСУ и приглашает оператора магистральных сетей к участию в проекте: «Есть такие моменты, по которым без «Оператора ГТС» мы не сможем найти решение самостоятельно. В частности, вопрос одоризации — нужно понять, какие ароматизационные вещества безопасно использовать для газоводородной смеси. Мы открыты к сотрудничеству со всеми заинтересованными сторонами, но правильнее было бы, чтобы эту инициативу продвигало именно Министерство энергетики, поскольку подход должен быть очень продуманный и комплексный», — сказал Макогон, отвечая на вопрос о возможности потенциального сотрудничества «Оператора ГТС» и РГК.

Очевидно, что вопрос использования и транспортировки водорода не так прост, как кажется на первый взгляд. Раньше, чем будут завершены исследования, которые дадут представление о потенциальной опасности и всех подводных камнях этого кардинально нового направления — а это произойдет не раньше чем через несколько лет, — о реальных проектах и речи быть не может. Если же, конечно, чья-то преступная жадность не создаст оснований для повторения взрыва, подобного тому, который произошел в Бейруте. Ведь Европа готова за транспортировку платить вовсе немалые деньги!

Елена Голубева, 112.ua