Альтернатива видобутку – виробництво газів. Перспективи біогазу та водню в Україні

Недавно ціна природного газу в ЄС уперше в історії перетнула позначку 2 тис дол за тис куб м. Таке рекордне зростання змушує задумуватися про альтернативні види палива та шукати резервні джерела постачання енергоносіїв.

Однією з відповідей на цей виклик може стати розвиток водневої генерації та біогазу. При такому різкому зростанні вартості природного газу ці ресурси здаються не такими дорогими.

Майбутнє за синтетичними газами

Україна має чимало конкурентних переваг, щоб стати масштабним виробником водню для власних потреб та експорту до країн ЄС. Це і наявність однієї з найбільших мереж газопроводів, і достатня кількість води, вітру та сонця для генерації водню шляхом електролізу, і близькість до європейських споживачів.

Також Україна як одна з найбільших аграрних країн Європи має великий потенціал генерації біогазу з відходів сільгоспвиробництва та енергетичних культур. Річний потенціал біогазу в Україні становить близько 8 млрд куб м. Це дозволить замінити половину імпорту природного газу завдяки власному виробництву.

Найбільше біометану можна виготовляти з відходів та побічної продукції АПК (3,8 млрд куб м), із силосу кукурудзи (2,7 млрд куб м), з інших відходів тваринництва та переробної промисловості (1,3 млрд куб м).

Потенціал виробництва водню в Україні оцінюють в еквіваленті 25-50 млрд куб м газу на рік.

В Україні багато говорять про виробництво "зеленого" водню. Є кілька інвестиційних проєктів, але всі вони поки на папері, жодних потужностей з генерації в Україні немає.

У найближчі пʼять років такі потужності навряд чи з’являться, адже для цього потрібні не лише вільні потужності енергії з відновлювальних джерел, а й інфраструктура для транспортування.

Якщо водень є більш віддаленою перспективою, то біометан за своєю структурою не відрізняється від природного газу, і такі проєкти можна масштабувати в найближчій перспективі.

Тим паче, що в жовтні 2021 року Верховна Рада ухвалила закон, спрямований на розвиток виробництва та експорту біометану і залучення інвестицій у цей напрямок.

Біометан дозволили подавати до газотранспортної системи та використовувати як моторне пальне. Раніше в газопровід не можна було закачувати нічого, крім природного газу.

В Україні більшість біогазових заводів орієнтовані на генерацію електроенергії та її продаж за "зеленим" тарифом.

Галузь тільки починає формуватися після ухвалення відповідного законодавства.

У 2021 році "Регіональна газова компанія" почала підготовку газорозподільних мереж у Вінницькій, Хмельницькій та Чернігівській областях до підключення біометанових заводів. Це перший такий проєкт в Україні.

Загалом у рамках співпраці з Біоенергетичною асоціацією України планується під’єднати до газорозподільної мережі вісім біогазових заводів. Їх загальна потужність – близько 100 млн куб м газу на рік.

Однак уже зараз варто думати про модернізацію інфраструктури для транспортування синтетичних газів.

Як підготувати мережі до роботи із сучасним паливом

У майбутньому зі зміною виду палива буде змінюватися і модель його транспортування.

Якщо зараз газ з родовищ чи підземних сховищ потрапляє одразу в магістральні газопроводи, а вже звідти надходить до мереж низького тиску для подачі споживачам, то джерела генерації водню і біогазу будуть розосереджені.

Тому виробники будуть під’єднувати свої потужності до мереж низького тиску. Це потребує зміни архітектури мереж. Перспективу використання синтетичних газів важливо враховувати при плановій модернізації газогонів.

За оцінками директора із стратегії розвитку "Регіональної газової компанії" Станіслава Казди, повний редизайн розподільних мереж може коштувати понад 200 млрд грн.

"Повний редизайн мереж необхідний для їх ефективної експлуатації. Основне завдання редизайну – відповідність мереж поточним потребам споживачів.

Зараз використовується чверть потужності газорозподільної системи. Утримання 75% незатребуваної потужності покладається на споживача, це неправильно", – зазначає він.

Річ у тім, що мережі будувалися переважно в радянські часи і були розраховані на більший обсяг транспортування газу.

Відповідно, більша протяжність мереж, незалежно від обсягу перекачування газу, потребує більшої кількості обладнання і технологічного газу, що витрачається для підтримки тиску.

Крім того, для обслуговування такої мережі залучається більше працівників, яким потрібно платити зарплату. Усі ці витрати зрештою лягають на плечі споживачів.

Зазвичай мережі будуються на 20-50 років, а в Україні є ділянки, які експлуатуються понад 80 років. Тому модернізацію варто проводити з урахуванням того, що мережі в майбутньому мають бути готовими для транспортування водню.

Наразі єдині дослідження в Україні з вивчення впливу водню та його сумішей на газове обладнання і мережі проводить РГК. За півтора року проведено понад сто експериментів на реальних моделях газопроводу у пʼятьох областях.

У пілотних проєктах використовують газо-водневі суміші з концентрацію водню близько 20%.

Як показали дослідження, така пропорція оптимальна для транспортування в газопроводах і не впливає на роботу обладнання та приладів, що працюють на природному газі.

Експерименти ще тривають, але вже зараз зрозуміло, які ділянки мереж найбільш вразливі і потребують першочергової заміни для роботи з воднем.

Дослідження дозволили розробити лінійку газоперекачувального обладнання RGC Production, яке вже встановлюється на ділянках мережі під час планової модернізації.

Тестування за участю незалежних експертів Bureau Veritas підтвердили, що обладнання готове до роботи з 20-відсотковою сумішшю водню та газу. У перспективі це дозволить на 20% скоротити споживання природного газу та зменшити викиди СО2.

Більша частина розподільних мереж в Україні давно вичерпала проєктний термін експлуатації, тому газопровід потребуватиме масштабної модернізації в найближчому майбутньому.

Результати експериментів можуть стати науковою основою для підготовки проєкту редизайну української мережі. Це важливо не лише для роботи з воднем, а й для безпечного транспортування природного газу та біогазу.