Водород: как мир развивает энергетику будущего и как не отставать Украине

Цивілізований світ шукає заміну викопному паливу. Вугілля, нафта, газ – причина енергозалежності та забрудненого довкілля. Країна-терорист росія перетворила енергоносії на гібридну зброю і традиційно використовує викопне паливо для шантажу інших країн та фінансування своєї кривавої машини війни.

Газовий зашморг, закинутий росією на шию нашої країни, коштував нам дуже дорого. Ми знаємо справжню ціну енергії. Наш висновок однозначний: енергетична свобода – це складова національної безпеки.

Заради енергетичної незалежності та кліматичної нейтральності дедалі більше країн переходять на альтернативні джерела енергії та безвуглецеві технології. Уже нікого не дивує використання сонячних та вітрових станцій, біогазових установок, енергоефективних "розумних" технологій, пасивних будинків.

Світ шукає нові джерела енергії. У центрі уваги – водень. Його вважають паливом майбутнього. Він може замістити традиційні види палива та не спричиняє викидів СО2. Воднева енергетика повинна стати пріоритетом і для України.

Це перспективна можливість зменшити залежність від викопного палива та декарбонізувати економіку, розвивати експорт та спільні з ЄС водневі проєкти, а головне – стати енергонезалежною та зміцнити свій суверенітет. Це враховують усі дотичні до цього питання урядові структури у своїх стратегіях розвитку.

У чому сила водню

Водень – найрозповсюдженіший елемент у всесвіті. При цьому водень має значно вищу енергоємність, ніж природний газ, нафта чи вугілля. На відміну від традиційних енергоресурсів, продуктом згоряння водню є лише вода. Тобто водень – це унікальне джерело енергії, яке не має викидів СО2.

Саме в "зеленому" водні, тобто виробленому завдяки "чистій" енергії, вбачають універсальний рецепт досягнення кліматичної нейтральності. Водень використовують для опалення будинків, виробництва електроенергії, аміаку, метанолу, заліза та сталі, переробки нафти, як пальне для транспорту.

Водень – світовий мейнстрім

Водень – не омріяна перспектива, а реальні проєкти в провідних країнах світу. Вони розробляють стратегії і будують низьковуглецеві економіки. Глобальний початок цій галузі покладено. За даними Міжнародного енергетичного агентства (МЕА), на водень припадають близько 2,5% кінцевого енергоспоживання у світі.

Першою країною, яка схвалила національну стратегію розвитку водневої енергетики, стала Японія у 2017 році. Там налічуються близько 7 500 автомобілів та 120 автобусів на водневих паливних комірках, близько 160 водневих заправок.

У Німеччині почав працювати перший парк поїздів на водневих паливних елементах. У Нідерландах будують найбільший у Європі завод з виробництва чистого водню. Існують понад 100 пілотних і демонстраційних проєктів з використання водню в судноплавстві, а в енергетиці оголошено проєкти загальною потенційною потужністю майже 3,5 ГВт до 2030 року.

Китай лідирує за збільшенням потужностей електролізера із сукупною потужністю 220 МВт у 2022 році, ще 750 МВт будує. ЄС схвалив "Водневу стратегію", створив Європейський водневий банк та оголосив перші аукціони на кінець 2023 року.

США анонсували стимули для виробництва чистого водню відповідно до закону про зниження інфляції, оприлюднили амбітну водневу стратегію з планом імплементації і лише у 2023 році інвестували у водневі проєкти 66 млрд дол.

Це лише деякі ключові моменти розвитку галузі. За прогнозами МЕА, очікується зростання виробництва електролізерів і поширення проєктів.

Україна як ключовий партнер ЄС у виробництві водню

Водневий тренд відкриває для нас широкий спектр можливостей для співпраці з міжнародними партнерами. Це задекларовано в низці європейських документів.

У 2020 році ЄС презентував "Водневу стратегію" на період до 2050 року, а у 2022 році – план позбуття залежності від російських енергоресурсів REPowerEU. Ці документи роблять акцент на виробництві "зеленого" водню, а Україна визначена пріоритетним партнером завдяки потенціалу відновлюваних джерел енергії.

Згідно з REPowerEU, Євросоюз хоче виробляти 10 млн тонн відновлювального водню і стільки ж імпортувати до 2030 року, щоб замінити природний газ, вугілля та нафту в промисловості і транспорті, які важко декарбонізувати.

ЄС також планує створити коридори для імпорту водню. Проєкт Central European Hydrogen Corridor уже пройшов перший етап економічної експертизи. Він обʼєднує операторів газотранспортних мереж Німеччини, Чехії, Словаччини та України і забезпечить транспортування українського водню до німецьких споживачів.

З огляду на отримання Україною статусу кандидата на членство в ЄС та вимоги "Європейського зеленого курсу", розвиток водневої економіки має стратегічне значення для країни. Фахівці Міненерго, Держенергоефективності, асоціацій, наукових установ розробили проєкт "Водневої стратегії України".

У роботі над документом враховувалися інтереси України та ЄС. Стратегія має закласти фундамент, на якому країна зможе посісти конкурентоспроможну позицію, успішно розвивати нову галузь і бути стратегічним партнером ЄС.

Свідченням серйозності намірів Євросоюзу щодо співпраці з Україною став меморандум про стратегічне партнерство ЄС та України у сфері відновлюваних газів – водню та біометану. Розроблений Міненерго, Держенергоефективності та Українською водневою радою документ підписали прем’єр-міністр Денис Шмигаль та президент Єврокомісії Урсула фон дер Ляєн у лютому 2023 року.

Відповідно до положень меморандуму, співпраця буде зосереджена на "зеленому" переході та декарбонізації енергетичних секторів, сприянні виробництву, торгівлі, транспортуванню, зберіганню та використанню біометану, відновлюваного водню, його похідних та інших синтетичних відновлюваних газів.

Україна також може стати невід’ємною частиною реалізації амбітної цілі стратегії "Європейської зеленої угоди" "2х40 ГВт нових потужностей з виробництва водню". Співпраця ЄС з Україною в розбудові відновлюваних джерел енергії та виробництві "зеленого" водню в рамках ініціативи "2х40 ГВт" передбачає будівництво в Україні 10 ГВт електролізерів для випуску "зеленого" водню.

Чи стане Україна клондайком для "чистого" водню

Вагомим у розробленні "Водневої стратегії України" є дослідження USAID щодо довгострокового бачення водневої економіки в Україні. Низку даних, наданих експертами USAID, було використано в проєкті стратегії. USAID наголошує, що вигідне географічне розташування України та очікувана еволюція балансу її енергоресурсів формують перспективну основу для розвитку водневої економіки.

Максимальний потенціал потужностей електролізерів, необхідних для розгортання галузі, – 10-12 ГВт. Це дозволить виробляти 1,3 млн тонн водню та потребуватиме 24 ГВт потужностей відновлюваних джерел енергії.

Експерти підтверджують наше бачення сильних сторін України для розбудови водневої економіки: вигідне географічне розташування, великі потужності АЕС, наявність виробництва сталі, добрив і цементу – значних споживачів водню, розгалужена мережа транспортування газу, великі геологічні сховища газу поблизу ЄС. Як відомо, система зберігання природного газу України є третьою у світі за потужністю і дозволяє зберігати паливо не лише для країни, а й для ЄС.

Оптимістичним є погляд USAID на співпрацю України та Євросоюзу. Експерти вважають, що до 2050 року Україна може виробляти 3-10% попиту ЄС на водень.

Високі оцінки потенціалу надає Інститут відновлюваної енергетики НАНУ. За його даними, Україна має загальний потенціал для створення понад 500 ГВт потужностей на базі "чистих" джерел, здатний виробляти 337 млрд куб м водню. Маючи такий потенціал, Україна може інтегруватися у водневі плани ЄС.

Загалом візія партнерів з USAID базується на трьох перспективних для України напрямах: стати важливим постачальником чистого водню в Центральну Європу, декарбонізація важкої промисловості та перспективний український експорт, посилення європейської інтеграції та підвищення статусу партнера.

Експерти радять розвивати виробництво водню заради реіндустріалізації країни. Це стосується і використання водню національним виробництвом, передусім хімічною та металургійною галузями. Також важливо використати український виробничий потенціал заради розбудови потужностей водневої енергетики – від виробництва до створення систем та засобів транспортування цього енергоносія.

Через розв’язану росією війну потрібно вносити корективи в прогнози та стратегічне бачення розбудови цієї галузі. Переконана, що в цьому напрямку Міненерго, яке є ключовим у цьому питанні, продовжить тісну співпрацю з USAID, а Держенергоефективності готове долучатися з усіх питань.

Виклики

Аби український водень був конкурентоспроможним щодо інших джерел енергії, треба розуміти всі аспекти розвитку цієї сфери. Мова йде про високу собівартість виробництва водню, особливості його транспортування і зберігання. Розбудова водневої енергетики потребуватиме потужних інвестиційних коштів.

Індикаторами для інвесторів будуть затвердження кліматичних цілей, що Україна вже зробила, визначення цілей розвитку галузі, гармонізація стандартів, усунення перешкод при впровадженні стандартів, політики і фінансових інструментів.

ЄС планує ввести прикордонний екологічний податок – CBAM. Це спонукатиме промисловість переходити до використання чистих технологій, зокрема "зеленого" водню при виробництві сталі, цементу й аміаку. Це лише підштовхне розвиток водневої індустрії, тому до цього варто готуватися вже зараз.

Держенергоефективності має шукати механізми, які дозволять використати цей новітній глобальний тренд у водневій енергетиці заради національних інтересів, особливо для забезпечення високого рівня енергетичної безпеки, сталого економічного зростання та гідної конкурентної позиції у світовій економіці.

Народження перших українських проєктів

Жодні виклики, пов’язані з російською терористичною агресією, не зупинять українців на шляху до своїх цілей та цінностей. Наразі фахівці однієї української компанії, яка працює в галузі водню, розробляють проєкт будівництва заводу з виробництва "зеленого" водню на півдні України.

Цей проєкт визнаний та сертифікований Mission Innovation та Clean Hydrogen Partnership. Інформація про нього є на платформі для розробників водневих проєктів Mission Innovation Hydrogen Valley Platform 2.0, запущеній 8 травня 2023 року для демонстрації флагманських водневих проєктів у світі.

Не менш потужним може стати проєкт з виробництва відновлювального водню на заході країни. Проєкт передбачає створення локального водневого ланцюга з можливим масштабуванням до 1,5 ГВт і запуск транспортного коридору з України до US Steel Košice в Словаччині, а потім – до країн Центральної Європи.

Необхідні подальші кроки

Для системного розвитку водневої енергетики в Україні слід зробити такі кроки.

Схвалити "Водневу стратегію України" та розробити детальний план її реалізації.

Проаналізувати та усунути нормативні бар'єри, які можуть існувати на шляху від виробництва до використання водню.

Розробити або гармонізувати стандарти, що регулюють виробництво, використання, зберігання і транспортування водню.

Запровадити пілотні проєкти.

Почати взаємодію з ЄС щодо створення транскордонних водневих коридорів.

Розробити фінансові інструменти та механізми залучення інвестицій у водневі проєкти.

Звісно, забезпечити належний розвиток галузі можна лише після перемоги України, але всю "домашню роботу" маємо робити вже зараз.

Шанс стати лідером у майбутній "чистій" енергетиці

Україна має унікальний потенціал для створення потужної водневої економіки разом із цивілізованою частиною світу. Хоча зараз це важко уявити, але треба не проґавити шанс. Як сказав американський актор Крістофер Рів, "спочатку мрії здаються неможливими, згодом – неправдоподібними, а потім – неминучими".

Для України, яка навіть під час війни запускає проєкти, місія розбудувати нову енергетичну галузь буде здійсненною. На цьому не раз наголошував президент Володимир Зеленський: "Маємо стати – і ми станемо, бо немає виходу – лідером у побудові сучасної "зеленої" енергетики. Це буде історичне посилення ролі України в Європі. Ми можемо, а отже повинні стати одним з гарантів європейської енергобезпеки. Це завдання на завтра".

Переконана, що саме так і буде.

Співавтор – Олександр Рєпкін, член правління національної асоціації "Українська воднева рада"