Перспективы развития водородной энергетики в Украине и в мире

Стремительное развитие современной энергетики и транспорта ведет человечество к крупномасштабному энергетическому и экологическому кризису.

Сокращение запасов ископаемого топлива принуждает развитые страны принимать серьезные усилия по поиску альтернативных возобновляемых экологически чистых источников энергии.  Несмотря на некоторые несовершенства в бюрократии, Украина  также находится на стадии развития возобновляемой энергетики. Наиболее популярными являются ветровые и солнечные станции, однако, не менее перспективная отрасль – водородная.

Гостем студии Голоса Столицы выступил президент Энергетической ассоциации «Украинский водородный совет», организатор Первого Международного энергетического Форума «Ветер и Водород» Александр Репкин. Александр Александрович дал экспертную оценку по развитию возобновляемых источников в Украине и в мире, рассказал о перспективах водородной энергетики.

– Какая ситуация состоит в мире с энергоносителями? У многих людей самый близкий и наивероятнейший конец света знаменуется с «концом света» в буквальном смысле, с электроэнергией. Современная цивилизация постоянно  нуждается в тепловой или электрической энергии. На планете Земля может быть такой момент, когда электроэнергии будет не хватать?

– Это возможно, если мы будем катастрофически увеличивать использование электроэнергии. Уже сейчас мы думаем не только над тем, как ее добыть из возобновляемых источников, но и над тем, как можно уменьшить употребление энергии. Уменьшение энергопотребления – залог энергоэффективности. Мы должны использовать ровно столько энергии, сколько нам необходимо. Идеальная модель энергобаланса любой страны: мы потребляем столько энергии, сколько мы можем сгенерировать. Если мы генерируем больше, это означает, что мы успешнее, чем наши «соседи».

– Если говорить о балансе энергии в Украине, на сегодняшний день существуют недостачи электроэнергии? Несколько лет назад мы наблюдали массовое отключение электроэнергии, мощностей не хватало, в многоквартирных домах не работали лифты… С чем это было связано и почему сейчас мы с данной ситуацией не сталкиваемся?

– Подобные моменты были связаны с теми событиями, которые происходили в нашей стране. Прежде всего – оккупация Крыма, где были большие мощности, которые работали исключительно на станции по обеспечению Крыма. На сегодняшний день,  обеспечение с украинской стороны не производится. Также у нас были вопросы, связанные с проведением АТО на части нашей территории – Донбассе, где находились не только генерирующие мощности, но и большие потребители. С учетом тех обстоятельств, которые произошли, нам необходимо было перестроить нашу энергосистему и сбалансировать ее.  Это необходимо для того, чтобы те регионы, в которых мы продолжаем вырабатывать электроэнергию смогли обеспечить работу таким образом, чтобы ее хватило на регионы, где были прекращены поставки электроэнергии с временно оккупированных территорий. Сейчас система сбалансирована и позволяет поставлять электроэнергию бесперебойно всем пользователям.

– Если говорить о том, из каких источников люди добывают электроэнергию в нашей стране и в мире, мы знаем, что в Украину везут уголь из другой страны. Также существует газовая и атомная генерации. Какой на сегодня существует баланс в Украине и в мире?

– В Украине более 50% генерации составляет атомная энергетика. Затем, самый большой участок, который генерируется – тепловые электростанции. Также мы не должны снимать со счетов нашу крупную гидроэнергетику. Например, Днепровская ГЭС в Запорожской области, первая станция, которая была построена по плану ГОЭЛРО — развитие электрификации страны и с нее началось строительство всей энергосистемы тогда еще именуемой России. В дальнейшем все наследие осталось у нас. Достаточно большой процент – 5,5% генерируется гидроэлектростанциями на реке Днепр, которые в тоже время, выполняют роль балансирующих мощностей. И сейчас подбирается к 1% в балансе энергогенерации,  возобновляемые источники энергии.

– В мире такой же баланс электрогенерации: атомная, гидро- и тепловая генерация, как и в Украине?

– Тенденции в мире четко обозначили путь развития всей энергосистемы в сторону возобновляемых источников. Япония приняла в своей концепции энергоразвития страны в сторону полного перехода и отказа от атомной энергетики. На сегодня, это единственная страна, которая имеет в структуре своих органов управления — Министерство водорода. Они на государственном уровне обозначили новые источники энергии. Также стоит отметить страны Скандинавии. 150% своего баланса вырабатывают за счет ветровых электростанций, которые находятся в море. Успешные примеры, когда ты 100% генерируешь для себя и 50% для «соседа». Также огромными темпами по Европе развивалась солнечная энергетика до достижения в балансах некоторых стран порядка 15-17% от общей доли генерации.

– На сегодняшний день, кроме солнца и ветра, что еще можно отнести к возобновляемым источникам?

– Мы относим геотермальную энергию и биогаз. Биогаз – это классические установки, которые позволяют методом сбраживания получать природный газ. Производство происходит под полным контролем, и дальнейшее его использование может быть направлено в две стороны. Первая – прямо в трубу, для того чтобы поставлять конечному потребителю природный газ, вторая – на турбину, для получения  электроэнергии или тепла. И, конечно же, геотермальная электроэнергия. К сожалению, воплощенных проектов в Украине нет. Геотермальная электроэнергия связанна с получением тепла Земли, и, возможно, мы не имеем подобных локаций, в которых есть теплые источники. Сегодня проходят обсуждения о том, чтобы добавить стимулирующий «зеленый тариф» на переработку мусора и отнести его к возобновляемым источникам.

– Если говорить о биомассе, биотопливе, о растениях, из которых добывают биосмесь, с помощью которых ездят автомобили, данные источники можно отнести к возобновляемым?

– Данную часть мы не относим к возобновляемой энергетике, ведь она остается в более опытном сегменте, нежели в промышленном. Источники можно отнести к альтернативным видам топлива. Конечно, существуют проекты по выращиванию энергетических сортов растений, но данные проекты больше сосредоточены в области теплокоммунэнерго. Несмотря на этот факт, в Запорожской области мэр Токмака Игорь Котелевский  задумал проект по строительству тепловой электростанции, которая будет работать на биотопливе. К нему приехали инвесторы, которые занимаются выращиванием энергетических сортов. Установка мощностью 10 МВт будет решать вопросы, связанные не только с надежностью поставки электроэнергии, но и с теплом, которого будет достаточно для того, чтобы обеспечить полностью весь город Токмак. Также в черте города расположена крупнейшая солнечная электростанция 50 МВт компании «Токмак Солар Енерджи», председателем наблюдательного совета которой я являюсь.

– Ветряки оказывают какое-либо негативное влияние на человека?

– Данная технология совершенно безопасна, но при условии правил соблюдения техники безопасности. Когда работает ветряк, что особенно характерно для осенне-зимнего периода возможно образование льда на лопастях и в дальнейшем разбрасывание намерзших частиц. Никаких других электромагнитных воздействий на человека не существует. Технология абсолютно безопасна не только для человека, но и для окружающей среды. Составляющей каждого проекта по ветроэнергетике является раздел по оценке влияния на окружающую среду.

– Достаточно много ветряков устанавливают на море. Это связанно с экономией пространства суши?

– Плотность ветра, который идет с моря значительно выше, чем плотность ветра, который идет дальше по суши. За счет этого, он более влажный. Это позволяет максимально эффективно использовать ветроагрегат для генерации электроэнергии.

– Какие еще существуют технологии кроме традиционных и возобновляемых источников, о которых мы с Вами ранее говорили? Возможно, существуют технологии в космосе, которых на Земле нет?

– За космос мне хотелось бы сказать из своего опыта. Когда я был на выставке в Токио и встречался с представителями компании «Sharp», в их музее до сих пор находится  одна из моделей спутника, на которой стоят действующие солнечные панели компании «Sharp». Как заверяет руководство компании, техника, которая летает в космос, оснащена солнечными панелями их производства. Использование солнечных панелей в космосе – 100% условия, при которых ты получаешь солнечную радиацию бесконечной практичности без каких-либо препятствий и условий, которые бы снижали КПД. Говоря о космических технологиях, стоит отметить, что они не рассчитаны на широкое производство, достаточно дорогостоящие, потому как в космосе нет шанса на ошибку.

– Какие на сегодняшний день существуют водородные перспективы развития добывания электроэнергии?

– Если говоря про водород, то «эхо» минувшей Холодной войны перекликается сразу же с ассоциацией «водородной бомбы». Если посмотреть на данный химический элемент, его использование в настоящее время приобретает большие аспекты и на самом деле, я вижу будущее в использовании водорода, как универсального всеобъемлющего нового энергоресурса. На замену всему, что мы добываем из нефти, может прийти водород. Существует несколько направлений, по которым в настоящее время используется водород.

– Раньше мы слышали о том, что водород может стать альтернативой. Почему до сих пор, во-первых он ею не стал, и во-вторых, были разработки автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, где использовался вместо бензина водород. Данная разработка, как известно, не была оправдана. Что на сегодняшний день в современном мире происходит?

– Необходимо отметить, что каждая технология приходит ровно тогда, когда должна прийти. Мы сейчас находимся на пороге второй индустриальной революции.  Почему не развивались данные технологии? Наверное, потому, что нефтяное лобби в мире на сегодняшний день достаточно сильное. С другой стороны мы видим и определенные тенденции… Паровозы очень были «взволнованы», когда появился двигатель внутреннего сгорания. Однако со временем он стал повсеместно используемым и произведен в десятках миллионов экземпляров. То же самое будет и с водородом, в частности с использованием тех технологий, которые позволяют в качестве топлива использовать водород. Один из подобных автомобилей я уже видел. Компания «Toyota» заявила не только о выпуске прототипа, но уже в следующем году они начинают серийное производство автомобилей, которые будут работать на водороде. Стоит отметить, если мы говорим про водородные технологии в транспорте, то речь не идет о каком-либо внутреннем сгорании. Данная технология является безопасной на 100% и она основана на процессе обратного гидролиза. Происходит химическая реакция с выделением тепла электроэнергии, где конечным производным продуктом является дистиллированная вода. У нас в машине находится электродвигатель, который работает на электроэнергии, полученной от этой химической реакции. Тот объем водорода, который мы взяли из воды и сохранили в топливном элементе, такой же объем мы вернули в виде дистиллированной воды.

– Какие водородные технологии в плане производства и потребления на сегодняшний день есть? Вы говорили о «Toyota», которые используют водород, есть еще какие-то наработки?

– В прошлом году на энергетическом водородном форуме в Норт-Бей, город в провинции Онтарио в Канаде, был презентован автомобиль «Hyundai», который также занимается данными разработками.

– Речь идет об электромобилях? Автомобили с электрическим двигателем, где электрику поставляет электролизер. Это батарея, которую необходимо со временем менять или блок постоянно находится в машине?

– Ресурсы электролизера достаточно долгосрочные и на сегодня, представлены экспериментальные образцы. На форуме, который проходил во Франции, мы видели такой, который работает  на протяжении 11 лет и в принципе, не потерял своих качеств. Электролизер может работать с периодическим и техническим обслуживанием, но без его замены. Также техническое обслуживание не является «космическим» по стоимости.

– В данном случае, в каком виде используется водород?

– Водород используется в сжиженном виде под давлением. Для машины давление порядка 120-150 бар. Принцип схожий с давлением в баллоне, с помощью которого  дайверы погружаются на глубину.

– У водорода предначертано светлое будущее. Какие сейчас существуют «подводные камни»?

– На сегодняшний день, самый большой «подводный камень» в этом процессе – производство водорода в промышленных объемах и инфраструктура. Украина наряду с Европой стоит на одной стартовой точке «ноль» и мы от них не отстаем. Благодаря Энергетической ассоциации «Украинский водородный совет» и Первого Международного энергетического Форума «Ветер и Водород», который состоялся 17 мая,  мы присоединились к клубу так называемых «водородников» и начат диалог о том, что использование водорода как альтернативного источника топлива на сегодняшний день в мире возможно.