В статье приведён краткий обзор новой доминирующей тенденции в мировой энергетике. В условиях резко усложняющейся политической и экономической мировой ситуации Правительство Таджикистана мобилизует возможности экономического развития страны, опираясь как на внутренние силы, так и создавая благоприятные условия, для внешних инвесторов. Кратко показаны достижения Таджикистана в «зелёной электроэнергетике» и перспективы. Показана мировая тенденция и динамика перехода ведущих стран мира на водородную «зелёную энергетику». Приведены некоторые уже известные достоинства и недостатки водорода, возможности и выгоды Республики Таджикистан при принятии участия в освоении водородной энергетики.
Приводятся рекомендации по начальной организации работ в Таджикистане. Привлечению внутренних и внешних возможностей Таджикистана в новый мировой энергетический проект, основанный на использование водорода.
Политическая и экономическая ситуация в мире становиться всё боле неопределённой. В этих условиях, сохранение мира и повышение уровня и качества жизни является высшей целью Правительства Республики Таджикистан. Для нашей республики, удалённой от основных международных торговых путей, морских и сухопутных возможностей закупки, продажи, транспортировки товаров, оборудования и вывоз продукции – осложняются.
В связи с этим, Правительство страны предпринимает меры, повышению внутренней экономической устойчивости. Для дальнейшего социально-экономического развития страны. Опираясь, в первую очередь, на собственные силы, повышая качественные и количественные результаты работы, в том числе, с привлечением внешнего и внутреннего инвестирования.
Одним из направлений приличия внешнего финансирования, является усиление организации работы по реализации «зеленых проектов» в электроэнергетике. Для осуществления целенаправленных программ и проектов развития, которые опираются на новые достижения в науке и технологиях.
Потребность в передовых материалах, в современных технологических приложениях, привела к разработке материалов нового поколения путем объединения интеллекта с инженерными методами. Внедрение этого, стало и будет важнейшей задачей в различных областях науки, техники.
Водородная дипломатия становиться стандартным элементом экономической дипломатии. В нескольких странах, доступ к водороду часто рассматривается как элемент энергетической безопасностии общей устойчивости страны, особенно для отраслей, где другие решения неосуществимы или неэкономичны.
Таджикистан обладает огромными и разнообразными «зелёными» энергетическими ресурсами, которые могут не только обеспечить внутреннею энергетическую независимость страны, но и стать крупным источником доходов, при реализации излишков за пределами страны. Известно, что в наши дни в Таджикистане 98 процента электричества производится на гидроэлектростанциях. По производству «зеленой энергии» страна занимает 6 место в мире. То же самое — по малому объему выбросов парниковых газов. При расширении использования «зелёной» энергетики транспортом, промышленностью, населением, в системе ирригации и др., снизится потребление нефтепродуктов, которые мы в основном закупаем. Они занимают значительный объём в энергобалансе нашей страны. Возникнут новые возможности для хранения и транспортировки энергии, получения новых необходимых материалов – необходимых для страны и преимущества экономического характера. Как было отмечено Президентом Республики Таджикистан, Лидеромнации, уважаемым Эмомали Рахмонв Послание Президента Республики Таджикистан уважаемого Эмомали Рахмона от 23.12.2022 г. «Об основных направлениях внутренней и внешней политики республики»: «Продолжается реализация 20 проектов на сумму 17 миллиардов сомони. В том числе в этом году завершилась реконструкция гидроэлектростанции «Сарбанд» мощностью 270 мегаватт на сумму 1 миллиард 360 миллионов сомони, и планомерно продолжается реконструкция других гидроэлектростанций – «Нурекской» на сумму 7 миллиардов сомони и «Кайраккумской» на общую сумму 2 миллиарда сомони, а также строительство гидроэлектростанций «Себзор» на сумму 612 миллионов сомони в Рошткалинском районе Горно-Бадахшанской автономной области и ветряных и солнечных станций в Мургабском районе на общую сумму 170 миллионов сомони. Следует отметить, что за 50 лет деятельности первый агрегат «Нурекской» ГЭС после реконструкции на сумму более 800 миллионов сомони, мощностью 375 мегаватт был сдан в эксплуатацию в октябре 2022 года. После полного завершения работ по реконструкции и оснащению современным оборудованием и технологиями это станция обрела вторую жизнь, а рабочая мощность станции будет дополнительно увеличиваться на 775 мегаватт. Также планомерно продолжаются строительные работы на «Рогунской» ГЭС. С этой целью в 2022 году было направлено 3,2 миллиарда сомони». Эта грандиозная работа, в случае её выполнения в запланированные сроки, станет электроэнергетическим фундаментом, на котором можно будет смело строить экономическое будущее народа Таджикистана.
Таджикистан стал неотъемлемой частью всего международного сообщества и активно участвует в мировых технических преобразованиях и тенденциях. Ранее, международными энергетическими трендами в 1990-е годы были десятилетие ветроэнергетики, 2000-е — десятилетие солнечной генерации, после 2010-го года началось десятилетие аккумуляторов. 2020-е годы могут вывести нас на новый рубеж энергетического перехода — водород.
Президент Таджикистана всегда стремится к инновационному подходу развития страны. Поэтому с учётом возможностей и ресурсов «зеленой энергии» страны он поручил в Послание Президента Республики Таджикистан уважаемого Эмомали Рахмона от 23.12.2022 г. «Об основных направлениях внутренней и внешней политики республики»:
«Министерствам энергетики и водных ресурсов, промышленности и новых технологий, экономического развития и торговли, Государственному комитету по инвестициям и управлению государственным имуществом и Национальной академии наук поручается образовать межведомственную рабочую группу, с тем чтобы всесторонне изучить вопрос возможностей и перспективу развития гидрогенной энергетики, то есть водородной энергии и представить Правительству страны конкретные предложения».
Человечество давно думает о вечном двигателе, в наши дни, оно обратило внимание на водород. Он обладает высокой энергоёмкостью, экологичностью, не токсичен, самое главное — его бесконечные запасы в нашем мире.
Одноатомная форма водорода — самое распространённое химическое вещество во Вселенной, составляющее примерно 75% всей барионной массы.
Водород, в качестве топлива, был использован еще в начале XIX века. А 2014 году Toyota выпустила в продажу первый в мире серийный автомобиль на водороде. В наши дни, европейские политики призывают отказываться от «грязного» газа и переходить на «чистый» водород.
В настоящее время примерно 70 млн. т водорода в чистом виде используется как промышленное сырьё в нефтепереработке для очистки нефти и нефтепродуктов, а также в химической промышленности при производстве аммиака. В состав смеси других газов ещё 45 млн. т. водорода применяется в сталелитейной промышленности и при производстве метанола.
Почему же водород до сих пор не вытеснил все другие виды топлива?
Водород получают, главным образом, из природного газа методом каталитической конверсии с водяным паром. Это дешевый способ, но имеет значительное экологическое загрязнение. Водород — очень дорогое топливо. Основная проблема экономики водорода в том, что для получения этого вида топлива нужно потратить больше энергии, чем полученный водород даст впоследствии. В отрицательный энергобаланс, также следует добавить затраты на очистку этого вещества и сложности с транспортировкой и хранением. Водород чаще всего либо «пакуется» в баллоны высокого давления (до 700 атм), либо сжижается при очень низких температурах (на один-два десятка градусов выше абсолютного нуля, который равен −273,15 °С). Такие экстремальные условия требуют больших экономических и энергетических затрат.
Экологические вопросы при получении водорода в большинстве случаев, также не решаются, за исключением получения водорода — электролизом. С его помощью водород можно получать из воды, при этом побочным продуктом будут не вредные газы, а очень даже полезный кислород. 1 м³ водорода весит 89,8 г (44,9 моль), поэтому для получения 1 м³ водорода будет затрачено 12832,4 кДж энергии. 1 кВт*ч = 3600 кДж. Получим 3,56 кВт*ч электроэнергии. Этим методом вырабатывается не более 0,1% от всего промышленного водорода. Так как очень высока цена и энергозатраты. Из газа себестоимость 1 кг водорода составит $1,5-3, тогда как при электролизе этот показатель может превышать $10.Для этого метода нужно иметь развитую традиционную энергетику, которая сможет сгенерировать необходимые «излишки» для получения водорода. Это гидро — или атомные электростанции, так как себестоимость производства электричества на них наиболее низкая. Ветровые или солнечные станции, не смогут выдать достаточного количества энергии для производства водорода. Стоимость электричества на них высокая. Это значит, что пока использование водорода, без традиционных электростанций невозможно.
Требуют решения проблемы высоких денежных и энергетических затрат, технологические сложности, проблемы с транспортировкой и хранением топлива.
Некоторые особенности освоения водородной энергии в Таджикистане:
— Таджикистан, обладая огромными гидроэнергетическими ресурсами получает возможность транспортировать её излишки в виде водорода, на любые расстояния. — продавая на бирже водород, как сегодня продают нефть, газ и т.д.;
— интерес к водородной энергии, повысит заинтересованность инвесторов в освоение гидроэнергетических ресурсов Таджикистана и Афганистана;
— республика получит ещё один стабильный источник дохода;
— для электролиза нужна еще и пресная вода. В Таджикистане много возобновляемой пресной воды;
— прекратится зависимость от поставок нефтепродуктов, газа;
— расширится применение водорода — в промышленности, транспорте, авиации, производстве удобрений и др.;
— будет внесён значительный вклад в экологию региона и планеты;
— водородная энергетика и прикладное использование водорода, может стать значительным полем деятельности и источником дохода для наших учёных, инженеров, химиков и высококвалифицированных работников;
— развитие новых современных видов промышленности, дальние перевозки, переработке и хранения продуктов питания и т.д.;
-этот газ можно сжигать в двигателе или использовать в топливных элементах автомобилей, с его помощью можно вырабатывать электроэнергию и тепло в любом регионе Таджикистана и других стран;
— водород может использоваться как сырье для промышленности и один из составных элементов других химических продуктов, таких как аммиак (один из важнейших компонентов удобрений) и метанол (который используется в производстве пластмасс);
— водород и его производные могут храниться в емкостях и соляных кавернах неограниченно долго, а значит они могут стать одним из важнейших решений проблемы долговременного хранения энергии, хранения энергии для фарс мажорных ситуаций;
— водород во всех этих качествах способен заменить ископаемое топливо без выбросов углекислого газа.
Какие трудности Таджикистану предстоит преодолеть:
— привлечение инвесторов в дальнейшее, ускоренное развитие гидроэнергетики, так как проблема реализации излишков энергии – исчезнет;
— привлечение инвесторов в создание водородной энергетики, промышленности, транспорта и т.д.
— подготовка кадров, по всему спектру водородной энергетики и промышленности;
— создание в Таджикистане законодательной базы и службы безопасности использования. эксплуатации и хранения водорода.
Какова ситуация, по освоению водородной энергии в мире?
Большинство сценариев декарбонизации предполагают, что в достижении углеродной нейтральности к середине века одну из ключевых ролей должен сыграть именно водород. По прогнозам Международного энергетического агентства, (МЭА) и Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), к 2050 году за счет водорода будет удовлетворяться 12–13 процентов конечного спроса на энергию (сейчас его доля, по сути, равна нулю).
За последние пять лет более 30 стран разработали или начали готовить национальные стратегии в отношении водорода (IEA, 2022). Этому послужили цели Парижского соглашения по климату, по переходу на более чистые виды топлива, а также политическая нестабильность и резкий колебания цен на газ и нефть Водород может привести к серьезному геоэкономическому соперничеству, формированию новых центров влияния. Гонка за чистым водородом, это новые геополитические реалии и взаимозависимость.
В последние годы политическая поддержка чистого водорода увеличилась, инвестиции в чистый водород, по данным МЭА, достигли полумиллиарда долларов в год и через одно-два десятилетия могут достигнуть многих миллиардов долларов.
В Европе опасаются, что доминировать в водородной отрасли будет Китай, который уже лидирует в производстве солнечных фотоэлектрических установок и аккумуляторов, добыче редкоземельных элементов.
Ценным звеном в водородной цепочке добавленной стоимости могут стать электролизеры, необходимые для производства «зеленого» водорода. Сегодня электролизеры находятся на том же этапе, где фотоэлектрические технологии были 10–15 лет назад, — на пороге перехода от нишевого к массовому товару.
В настоящее время наиболее известными разработчиками и производителями промышленных электролизёров воды с ТПЭ за рубежом являются Hamilton Sundstrand (США), Hydrogenics Corporation (Канада) Teledyne Technologies Incorporated (США).
Китайские электролизеры, по данным Bloomberg New Energy Finance, на 75 процентов дешевле тех, что производятся на Западе.
В США недавно приняли «Закон о снижении инфляции». Благодаря предусмотренным в нем щедрым налоговым скидкам (3 доллара за 1 кг) американский возобновляемый водород станет самым дешевым водородом в мире. Европейский парламент принял решение смягчить правила в отношении «зеленого» водорода. Немецкий консорциум разрабатывает в Намибии проект по производству «зеленого» водорода стоимостью 9,4 миллиарда долларов США, что примерно соответствует всему ВВП страны.
Египет, принявший у себя 27-ю Конференцию сторон РКИК ООН (КС-27), заручился обязательствами инвестировать более 40 миллиардов долларов США в проекты по производству «зеленого» водорода и «зеленого» аммиака.
Евросоюз желает закрепить за собой позицию первопроходца в создании глобального рынка водорода, заявила глава Еврокомиссии (ЕК) Урсула фон дер Ляйен в Аликанте, приветствуя соглашение Испании, Португалии и Франции по проекту водородного трубопровода H2Med. Она напомнила цель ЕС: производить в Евросоюзе к 2030 году 10 млн тонн возобновляемого водорода.
Премьер – министр Испании Санчес сообщил, что стоимость проекта «будет приближаться к 2,5 млрд евро». Ожидается, что к 2030 году по трубопроводу будет прокачиваться около 2 млн тонн водорода в год.
Со своей стороны, Макрон сказал, что завершение строительства трубопровода Барселона — Марсель намечено к 2030 году. По его словам, до 15 декабря проект будет представлен Европейской комиссии, чтобы получить статус «проекта общеевропейского интереса», а значит заручится финансированием ЕС.
Евро чиновники сегодня пытаются развивать множество водородных проектов. Так, в августе в Германии состоялся запуск первой в мире железнодорожной линии, полностью работающей на водороде. Протяженность ветки составила 100 км. ЕК одобрила проект стоимостью в 5,4 млрд евро, который совместно профинансируют 15 стран ЕС. В нем будут участвовать 35 крупнейших компаний, включая Alstom и Daimler. В рамках этого проекта планируется отработать технологии производства водорода, его хранение, а также транспортировку и распределение. Пока на долю водорода приходится 2% энергопотребления ЕС. Амбициозные планы по развитию водородной промышленности были и в РФ. Однако геополитические изменения заставляют российские власти вносить в них свои коррективы. Ранее Китай объявил о создании крупнейшего в мире предприятия по производству «зеленого» водорода. Дочерняя компания китайского энергогиганта State Power Investment Corporation Hydrogen Energy привлекала свыше 647 млн долл., что стало самой большой суммой в секторе водородной энергетики Китая. Компания, которая производит оборудование для производства водорода и катализаторы для топливных элементов, намерена построить семь новых производственных линий к 2024 году. В начале декабря Global Times сообщало, что в провинции Гуандун была запущена первая в стране линия по производству промышленных автомобилей, работающих на водороде. КНР производит около 33 млн т водорода в год, к 2030 году страна обещает довести показатель до 37 млн т, а к 2060-му — до 130 млн т. При этом пока большая часть водорода в Китае производится из угля, что считается самым технологически грязным водородом.
По оценкам Международного энергетического агентства, общее потребление чистого водорода в мире, а также водорода в смесях с другими газами к 2030 году достигнет 156 млн. т. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) в начале 2025 года обойдут уголь и станут главным поставщиком электричества на планете, говорится в отчете Международного энергетического агентства (МЭА). Уже к 2027 году на ВИЭ будет приходиться почти 40% всего производимого в мире электричества, предусматривает базовый сценарий МЭА. В то же время доля угля, природного газа и атомных электростанций будет продолжать снижаться. МЭА ожидает, что к 2027 году в мире появятся новые мощности по производству электроэнергии из ВИЭ в объеме 2400 ГВт по сравнению с 2022 годом, что примерно соответствует совокупным генерирующим мощностям современного Китая.
«За ближайшие пять лет в мире появится столько же возобновляемой энергии, сколько и за последние 20 лет», — отметил глава МЭА Фатих Бироль.
Применение чистого водорода продолжает ещё нуждается в доработках:
-себестоимость должна еще снизиться, а объем производства — вырасти;
— необходимо ввести согласованные стандарты, процедуры сертификации и наблюдения, обеспечивающие безопасность, взаимную операционную совместимость и экологичность на всем протяжении цепочки добавленной стоимости чистого водорода. Речь должна идти не только о предотвращении утечек водорода или сокращении выбросов.
— Таджикистану как стране с развивающейся экономикой следует обратиться за финансовой и технологической помощью, чтобы он смог воспользоваться преимуществами бума на рынке «зеленого» водорода. Проблема в том, что страны с развивающейся экономикой, хорошо обеспеченные возобновляемой энергией, рассматриваются исключительно как поставщики молекул «зеленой» энергии для центров промышленного спроса, а не как перспективные площадки для полноценной «зеленой» индустриализации. Таджикистану следует широко использовать имеющиеся наработанные возможности в расширение международного сотрудничества по использованию водородной энергии.
Некоторые возможности Республики Таджикистан в освоении «зелёного водорода»:
Дипломатические отношения между Республикой Таджикистан и Французской Республикой установлены 3 марта 1992 года. Посольство Французской Республики в Душанбе открыто 3 ноября 2001 года. Отношения развиваются в политической, экономической, научной, культурной и военной областях.
Среди механизмов двусторонних отношений Таджикистана и Франции – межведомственные политические консультации МИД, взаимные визиты на политическомуровне, визиты представителей парламентов, министерств обороны и правоохранительных органов двух стран, бизнес-форумы Таджикистана и Франции, прямые связи между учебными и научными учреждениями, культурные мероприятия и партнерство в рамках международных организаций. 31 августа 2017 года в Париже было подписано Рамочное соглашение о сотрудничестве между Таджикским национальным университетом и Университетом Париж 1 Пантеон-Сорбонна. Согласно соглашению, планируется наладить сотрудничество между двумя высшими учебными заведениями в таких областях, как туризм, управление бизнесом и экономика, география.
По-видимому, необходимо дальнейшее внедрение нового инновационного подхода к организации научной деятельности в Республике Таджикистан. Приоритетом должно стать создание всех условий для реального внедрения научно – технических, экономических и др., конкретных решений, способствующих техническому и экономическому ускоренному развитию страны, в ключевых секторах экономики. Это, так называемая ранее — «закрытая научная тематика», которая всегда существовала и существует во всех развитых странах мира, и финансирование которой является одним из важнейших приоритетов государства и крупных частных компаний.
В данном контексте, в первую очередь, должна разворачиваться работа в Национальной Академии наук РТ, Таджикском национальном университете, Таджикским техническом университете имени академика М.С. Осими. Там есть традиции и необходимые площади для разворачивания конкретных работ. Работа должна идти в тесном сотрудничестве со всеми заинтересованными Министерствами и Ведомствами Республики, включая ведущие предприятия страны, такие как «Барки Точик», «ТАЛКО» и др. Нужно фактическое развитие и продолжение подписанного ранее в Париже Рамочного соглашение о сотрудничестве между Таджикским национальным университетом и Университетом Париж 1 Пантеон-Сорбонна. Соглашение, в первую очередь, необходимо переориентировать на «зелёную водородную энергетику». Тем более, что она является в наши дни приоритетом для Франции.
Подобное сотрудничество с параллельной подготовкой предложений и работой с инвесторами, налаживание сотрудничества со всеми заинтересованными сторонами. В первую очередь с Китаем, Германией, США, Франций, Россией и др. Внешние инвестиции и сотрудничество с наукой и образованием Таджикистана, должны сопровождаться конкретной грамотной работой по привлечению инвесторов в водородную и гидроэнергетику страны.
О водороде давно говорят, как о топливе будущего. В это десятилетие, он наконец может стать топливом настоящего. Остается еще много нерешенных вопросов, однако при правильном подходе освоения чистого водорода, это может стать важным шагом к достижению важнейших целей: укрепление климатической стабильности, энергетической и экономической безопасности и современному развитию Республики Таджикистан.
Но фундаментом этой деятельности в Таджикистане, должны быть успехи в освоении гидроэнергетических ресурсов страны.
Валамат-Заде ТИМУР ГАФАРОВИЧ,
заслуженный энергетик СНГ,
специалист отдела исследования отраслевых
проблем Центра стратегических исследований
при Президенте Республики Таджикистан
