Українські розробники готові пропонувати проєкти з водню інвесторам

25 січня 2022

"Українська енергетика" досліджувала перспективи та пропозиції на ринку "зеленого" водню для бізнесу

Протягом останніх трьох років багато країн оголосили про затвердження національних водневих стратегій. У березні 2021 року в Україні був представлений проєкт Дорожньої карти для виробництва та використання водню. Зараз у Міністерстві енергетики проходить розробка Водневої стратегії України за підтримки міжнародних партнерів. Проте бізнес вже активно представляє проєкти, які можуть привернути увагу як вітчизняних, так і закордонних інвесторів. Через які сфери девелопери пропонують розвивати "зелений" водень, з'ясувала "Українська енергетика"

Чому обирають "зелений" водень?

Водень (Н₂) практично не зустрічається у природі в чистому вигляді, тому він не є безпосереднім джерелом енергії, а, подібно до електрики, виконує роль енергоносія. Водень, на відміну від електрики, є джерелом хімічної енергії. Потенціал Н₂ виявляється як спосіб накопичення енергії, особливо в умовах нестабільних енергосистем з використанням сонячної та вітрової енергії. Водень, вироблений із відновлюваних джерел енергії, називають "зеленим", "чистим" або відновлюваним воднем.

У звіті "Майбутнє водню" Міжнародного енергетичного агентства (МЕА) йдеться про те, що "чистий" водень наразі отримує потужну підтримку з боку урядів та підприємств з усього світу, а кількість політик та проектів швидко зростає.

За інформацією МЕА, є кілька напрямків використання водню. Основні сфери промисловості, де необхідні значні обсяги Н₂: нафтопереробка; виробництво аміаку; метанолу та сталі. Наразі водень у промислових масштабах виробляється за допомогою викопного пального, тому МЕА підкреслює потенціал скорочення викидів шляхом переходу на "чистий" водень.

У транспорті конкурентоспроможність автомобілів на водневих паливних елементах залежить від вартості самих паливних елементів, заправних станцій та вартості доставки водню, зазначили в МЕА. Водночас, в судноплавстві та авіації існують обмежені можливості для використання низьковуглецевого пального, що відкриває нові перспективи для водневого пального.

У будівлях водень можна застосовувати в сумішах із природним газом, експлуатуючи існуючі мережі. Найбільший потенціал спостерігається в багатоквартирних та комерційних будівлях, особливо у великих містах, водночас більш довгострокові перспективи можуть передбачати безпосереднє використання водню у водневих котлах чи паливних елементах.

Важливу роль, зауважують аналітики МЕА, відіграє водень у виробництві електрики. Водень є одним із провідних варіантів накопичення відновлювальної енергії, а також може бути використаним в газових турбінах для забезпечення гнучкості енергосистеми. Аміак можна застосовувати на електростанціях для спільного спалювання з вугіллям, хоча ці технології ще знаходяться на ранніх стадіях розвитку.

Ці аргументи розділяють розробники проєкту Дорожньої карти для виробництва та використання водню в Україні. Фахівці вважають, що широкомасштабне виробництво та використання водню в Україні, поєднане з потужним розвитком відновлювальної енергетики, дозволить декарбонізувати енергетичний сектор, інфраструктурну галузь та промисловість.

Також українські промисловці звертають увагу на міжнародну водневу економіку. Наприклад, влітку 2020 року ДТЕК перша з українських компаній приєдналася до асоціації Hydrogen Europe. Асоціація планує реалізувати пілотний проект з використання водню для подальшого освоєння цієї технології протягом найближчих кількох років. Зараз Hydrogen Europe об’єднує 27 національних асоціацій та більш ніж 260 компаній.

На додаток, інтерес європейських інвесторів до "зеленого" водню активізував українські фірми, що займаються розвитком об'єктів генерації енергії з відновлювальних джерел. Наразі вони працюють над створенням пропозицій для інвесторів щодо впровадження відновлювального водню в енергетику та промисловість.

Перший водневий проект українських дослідників

Цікаво, що перший вітроводневий комплекс в Європі мав стартувати в Україні ще в 1994 році. Це був дослідницький проект науковців Київського політехнічного інституту.

Член-кореспондент НАНУ і директор Інституту відновлювальної енергетики НАН України Степан Кудря розповів, що 27 років тому в пілотному вітропарку з восьми вітрогенераторів загальною потужністю 160 кВт на науково-дослідному полігоні "Десна" проводили різні дослідження акумулювання.

Вчені тестували лужні та кислотні акумулятори, а також розглядали схеми акумулювання на основі водневих технологій. Електролізер, необхідний для отримання водню, був виготовлений у Харкові. Обладнання експериментального вітроводневого комплексу повинно було забезпечувати стабільне електропостачання з відновлювальних джерел енергії. Потужність установки повинна була задовольняти потреби локального споживання - кількох лабораторних будівель.

На жаль, пілотний проект з відновлювального водню не вдалося реалізувати в Україні. Тодішнє керівництво НАНУ відмовилось від цієї ідеї, аргументуючи це невизначеністю рівня безпеки водневого проекту.

Але розробка зацікавила Данський центр відновлюваної енергії, де також досліджували комплексне використання відновлювальних джерел.

"Ми запропонували втілити станцію на базі їх центру. Це був перший досвід роботи електролізера з вітрогенератором, тобто перша в Європі вітроводнева станція", - розповів Степан Кудря. "Українські спеціалісти встановили електролізер та забезпечили монтаж установки".

Перша в Європі вітроводнева станція у Фолькецентрі. Джерело – ive.org.ua

Науковці продовжують активну роботу над практичними водневими технологіями. Наприклад, в даний час спеціалісти ІВЕ НАНУ досліджують використання трекерних сонячних установок для приватних будинків, які в поєднанні з водневими рішеннями для накопичення енергії можуть вирішити проблеми автономного електропостачання.

За розрахунками експертів НАНУ, Україна має значний природний потенціал для виробництва енергії з відновлювальних джерел, що дозволяє отримувати відновлювальний водень. Загальний потенціал середньорічного виробництва "зеленого" водню становить близько 505 млрд кубометрів.

Розподіл потенційного середньорічного виробництва відновлювального водню в Україні. Джерело – ІВЕ НАНУ 

Представлені дані доводять, що територія України може стати платформою для виробництва відновлювального водню не тільки для внутрішніх потреб у чистій енергії, але й для експорту на ринок Євросоюзу.

Щодо сучасних перспективних промислових проектів, Степан Кудря повідомив, що на Одещині обирають майданчик для будівництва електролізного заводу. Установка зможе виробляти відновлювальний водень на експорт разом із майбутньою офшорною вітровою електростанцією у Чорному морі. За словами вченого, надзвичайно цікавий проект також представлений у пілотному проекті на Рівненщині, де на промисловій вітростанції планується виробництво водню для отримання "зеленого" аміаку.

Пілотний проект "вода-водень-аміак"

Вітровий проект з виробництва "зеленого" водню в Україні, потужності якого планують збудувати на півночі Рівненської області, анонсували у квітні 2021 року. Під час конференції "Перехід від "зеленого" тарифу до ринкових умов" представила проект компанія MCL, що займається розробкою об'єктів генерації електричної енергії з відновлювальних джерел.

Реалізацію проекту саме у форматі "вітер-водень-аміак" фахівці презентували як вирішення проблем, пов'язаних з балансуванням, диспетчерськими обмеженнями та реалізацією переходу від "зеленого" тарифу до ринкових умов.

Майбутній вітропарк "Володимирець" складатиметься з 12 інноваційних вітротурбін по 6 МВт кожна, загальною потужністю 72 МВт. Генератори мають бути розташовані біля села Довговоля Вараського району Рівненської області. Спеціалісти MCL інформують, що прогнозоване виробництво електричної енергії складе близько 230 ГВт-год на рік.

Обслуговування вітрової щогли в с. Довговоля, фото Миколи Герасименка

За допомогою електричної енергії, яку вироблятимуть вітрогенератори, воду в промислових електролізерах руйнуватимуть на кисень і водень. Далі отриманий "зелений" водень планують зріджувати і транспортувати споживачам.

Наразі девелопери проекту виконують техніко-економічні розрахунки для виробництва "зеленого" водню, займаються вибором типу та потужності основного обладнання (електролізера) та технологічного обладнання для інфраструктури (системи накопичення та зберігання електроенергії), а також вибором земельної ділянки з урахуванням оптимальної логістики.

Оскільки процес електролізу потребує значних обсягів води, наразі у двох можливих локаціях, де планується розміщення майбутнього заводу, проводять гідрогеологічні дослідження запасів підземних вод.

Концепція проекту передбачає 100%-у реалізацію "зеленого" водню. Наприклад, партнером може стати ПАТ "Рівнеазот". Окрім одного з основних українських підприємств з виробництва аміаку та аміачних добрив, споживачами водню можуть бути й інші галузі промисловості, в тому числі й ГТС України.

Представники компанії повідомляють, що розробку проекту майданчика з виробництва "зеленого" водню проводять спільно з кількома європейськими компаніями, що працюють у цій галузі. Це дозволить перейти від теорії до практики.

"Пакет фінансування для будівництва вітропарку вже готовий. Зараз ми проводимо ТЕО для дільниці виробництва "зеленого" водню. Наразі перед нами стоїть важливий етап залучення стратегічного партнера для співфінансування проекту", - уточнив Микола Герасименко, керівник MCL.

За прогнозами експертів компанії MCL, реалізація проекту повинна відбутися в період з 2023 по 2025 рік. Реалізація пілотного проекту передбачається із залученням іноземних інвестицій, тому команда активно працює над пошуком інвестиційних партнерів. Наразі проект реалізується за рахунок власних коштів MCL.

Перед встановленням вітротурбін на території парку "Володимирець" проводяться орнітологічні дослідження. Фото Миколи Герасименка

Розробники запевняють, що реалізація пілотного проекту знизить фінансовий тягар на державний бюджет завдяки повному відходу від "зеленого" тарифу та забезпечить підвищені податкові надходження завдяки міжнародним інвестиціям і діяльності об'єкту. Враховуючи це, девелопер очікує на державну підтримку проекту у вигляді лояльного законодавчого підґрунтя в майбутній "водневій" галузі та відсутності бюрократичних процесів під час отримання необхідних дозволів.

За словами керівника MCL, виробництво аміаку з відновлювального водню є економічно виправданим з точки зору оптимальної логістики та попиту на аміак як сировину для виробництва органічних добрив.

Як зазначив Микола Герасименко, реалізація цього мультиформатного проекту "вітер-водень-аміак" забезпечить інвестиції в галузь ВДЕ, додаткові податкові надходження в державний та місцевий бюджети та зменшить негативний вплив на навколишнє середовище через знижені викиди парникових газів. Крім того, екологізація процесу виробництва потягне за собою експорт аміаку, аміачних добрив та сільськогосподарської продукції на ринки Європейського Союзу, навіть після введення прикордонного вуглецевого податку з 2023 року.

"Введення прикордонного вуглецевого податку ЄС є важливим питанням, оскільки вся продукція, що експортується з України в ЄС, буде додатково обкладатися податком з урахуванням викидів СО₂, що виникають під час виготовлення. Очікування ринку свідчать про те, що цей податок складатиме 40-50 євро за тонну викидів СО₂. Неготовність української промисловості та сільського господарства до нових умов може викликати серйозні труднощі для нашої економіки. Саме тому проект було вирішено реалізувати саме таким чином", - прокоментував актуальність проекту Микола Герасименко.

Пілотний проект "сонце-водень-аміак"

Експерт у водневій енергетиці, директор ТОВ "Аргус Сервіс" Максим Сагдієв пропонує інвесторам розглянути проект сонячної станції потужністю до 125 МВт в Херсонській області.

Основною метою проекту є виробництво "зеленого" водню на півдні України за рахунок власної сонячної генерації та його подальше постачання до ЄС і внутрішнього ринку.

Максим Сагдієв вперше познайомився з воднем три роки тому, спочатку як з пальним для транспорту. У 2018 році він встановив світовий рекорд швидкості в США на соляному озері Бонневіль на мотоциклі ІЖ-49, використовувавши бензин. Потім, за його словами, захотів спробувати більш прогресивне пальне для змагань та переобладнав мотоцикл на водень.

Соляне озеро Бонневіль (США), керівник Групи компаній "Аргус Сервіс" Максим Сагдієв з мотоциклом, переобладнаним згодом на водневе пальне. Джерело – фото автора

Потім інженер-винахідник зустрівся з фахівцями з водневих технологій Інституту матеріалознавства ім. Францевича НАН України. За три роки ентузіаст настільки поглибив свої знання про водень, що нині бере участь у роботі Технічного комітету стандартизації 197 "Водневі технології", пише наукові статті про водневу енергетику та разом з головним партнером Сергієм Міроновим сформував команду професіоналів, яка займається проектами впровадження "зеленого" водню в економіку.

Інвесторам пропонують розглянути можливість створення сонячного парку на площі 223 га в Херсонській області з можливістю подальшого розширення до 766 та 1500 га. Цей регіон має достатню інсоляцію (близько 1500 кВт-год на кв. м на рік) і відсутність високих температур.

На першому етапі проекту розробники пропонують виробництво електроенергії на сонячній електростанції потужністю від 100 МВт. За підрахунками спеціалістів, електролізер на 50 МВт дозволить виробляти 6150 тонн "зеленого" водню на рік.

Для транспортування газоподібний водень планують перетворювати у рідкий стан: аміак або толуол. Завод буде розташований поруч з логістичними центрами, що дозволить оптимально доставляти продукцію як до ЄС, так і на внутрішній ринок.

Візуалізація заводу з виробництва "зеленого" водню на півдні України за рахунок власної сонячної генерації. Джерело – "Портал водневих технологій"

Всі етапи виробництва, транспортування та доставки "зеленого" водню розробники планують контролювати за допомогою блокчейну – прозорої технології управління, що використовує розподілені реєстри.

Для транспортування "зеленого" водню компанія пропонує різні рішення: в газоподібному чи рідкому стані, перетвореному на аміак (NH3) або зберіганого в рідких органічних носіях (LOHC). Компанія розробила технологічні та економічні показники для всіх трьох варіантів, деталі якого готові надати інвесторам за запитом. Фахівці ТОВ "Аргус Сервіс" вважають "зелений" аміак оптимальним водневим носієм.

Крім того, розглядається можливість масштабування проекту з 100 МВт СЕС на першому етапі до 300 і 600 МВт на другому та третьому етапах проекту з електролізерами потужностями 150 і 300 МВт відповідно. Завдяки масштабуванню розробники прогнозують зниження вартості продукту на 30%.

Компанія впевнена, що поєднання сучасних технологій, повний ланцюг створення виробництва "зеленого" водню, а також масштабованість зроблять проект економічно привабливим для інвесторів.

Вартість проекту "зеленого" водню стартує з 3,2 євро за кг на ранніх стадіях і зменшується до 2,3 євро за кг на третьому етапі масштабування", – запевняють розробники.

Завод з виробництва "зеленого" водню/аміаку наразі знаходиться на стадії проектування. Обрано основне обладнання і виконано розділ ТЕО.

Максим Сагдієв ділиться спостереженнями про зростаючу увагу ринку до водневих рішень.

"Інвестори проявляють зацікавленість. Ми ведемо переговори відразу з кількома компаніями. Усі обговорювані теми стосуються водневих технологій та проектів", - підкреслив керівник інжинірингової групи "Аргус Сервіс".

Завдання для розвитку водневої економіки

Розробники проектів з виробництва відновлювального водню вважають, що Україна повинна активно готуватися до впровадження водневої енергетики.

"Україна довгий час працює з воднем. Тепер настав час модернізувати технології та впроваджувати водневі технології для нових потреб. Їх існує безліч, а наші спеціалісти відрізняються креативністю та технічними знаннями", - упевнений Максим Сагдієв. "Наша країна має достатні можливості для впровадження водневих технологій у металургії, транспорті, енергетиці, фармацевтиці, нафтопереробці та харчовій промисловості".

Микола Герасименко додав, що водневий напрям є дуже перспективним, враховуючи світові тенденції екологізації бізнесу.

"Впровадження водневих проектів дозволяє зменшити залежність українських виробників від природного газу та сприятиме зниженню вартості української продукції на ринках ЄС з урахуванням вуглецевих мит", - нагадує він.

Директор Інституту відновлювальної енергетики НАН України Степан Кудря вважає, що для розвитку галузі країні слід реалізувати довгострокову програму. Наразі для підготовки Водневої стратегії України Міністерство енергетики залучає спеціалістів його установи, а також представників Української водневої ради та Держенергоефективності.

Степан Кудря прогнозує, що за умови сприятливої державної політики Україна може виробляти 1 млрд кубометрів відновлювального водню до 2030 року, а до 2040 року цей показник може зростати до 5 млрд кубометрів.

"Науковці нашого інституту постійно вивчають потенційні можливості для виробництва водню. Українська воднева рада просуває інтереси України в європейській енергетичній спільноті. Завдяки цій асоціації нам вдалося представити наш звіт у європейській асоціації Hydrogen Europe, яка виокремила для України 10 ГВт потужності для установки електролізерів", - додав Степан Кудря.

Серед найнагальніших завдань експерт зазначає роботу над водневим законодавством. Степан Кудря повідомив, що Інститут відновлювальної енергетики та Українська воднева рада ініціювали інтеграцію водневих і енергетичних рішень до законодавчої бази України. "Нормативна база щодо водню у нас на "нулі". Україні потрібно адаптувати 67 європейських стандартів", - уточнив науковець.

Розробники також очікують на державну підтримку у вигляді гармонізованого з європейськими нормами законодавства та прозорих умов для отримання необхідної дозвільної документації.

Лариса Білозерова, спеціально для "Української енергетики"

Автор: Лариса БілозероваТеги: зелений водень, Green Deal, ВДЕ ДТЕК, водень, ВДЕПоділитись