II. Анализ ситуации и перспективы развития водородной энергетики

5. В настоящее время климатическая повестка становится значимым фактором изменений в мировой экономике и энергетике. В качестве одной из приоритетных целей мировой экономики рассматриваются замедление процесса глобального потепления, а также развитие отраслей экономики при низком уровне выбросов парниковых газов (низкоуглеродная экономика). Российская Федерация присоединилась к Парижскому соглашению по климату, которое было подписано от имени Российской Федерации 22 апреля 2016 г. и принято постановлением Правительства Российской Федерации от 21 сентября 2019 г. N 1228 "О принятии Парижского соглашения", чем поддержала международные усилия по противодействию изменению климата, охране окружающей среды и рациональному природопользованию.

6. Для достижения целей Парижского соглашения по климату Российская Федерация осуществляет государственную политику в области климата, направленную на сокращение и предотвращение антропогенных выбросов парниковых газов, в том числе за счет расширения сфер применения энергоносителей с низким углеродным следом и внедрения наилучших доступных технологий.

7. Водород может быть использован для накопления, хранения и доставки энергии и рассматривается в качестве перспективного энергоносителя и инструмента для решения задач по развитию низкоуглеродной экономики и снижению антропогенного влияния на климат. Основными преимуществами водорода являются возможность его получения из различных источников и отсутствие выбросов углекислого газа при его использовании в качестве энергоносителя.

8. В мире в настоящее время наблюдается повышение внимания к развитию водородного направления. Многие страны мира приняли специализированные государственные стратегии и дорожные карты по развитию водородной энергетики. Для Российской Федерации развитие отечественной водородной энергетики является естественным ходом развития науки и технологий и продолжением традиционного для нашей страны ресурсосберегающего подхода.

9. Текущий ежегодный мировой спрос на водород оценивается в объеме 116 млн. тонн, при этом на чистый водород приходится 74 млн. тонн в год, еще около 42 млн. тонн водорода используется в смеси с другими газами в качестве сырья или топлива при производстве тепловой и электрической энергии. Более 95 процентов мирового потребления водорода приходится на традиционные отрасли (в первую очередь на нефтепереработку и химическую промышленность), самостоятельно обеспечивающие собственные потребности в водороде за счет его производства на специализированных установках непосредственно в месте потребления.

10. В структуре мирового производства чистого водорода 75 процентов приходится на природный газ, почти весь остальной объем (23 процента) - на уголь. На долю электролиза в настоящее время приходится 2 процента мирового производства водорода.

11. В настоящее время глобальный рынок водорода как энергоносителя отсутствует. Развитие технологий и масштабирование водородной энергетики в будущем смогут сформировать достаточно крупный рынок. Характер этого рынка с учетом развития соответствующих технологий может быть как глобальным с крупнотоннажными перевозками водорода от центров производства к центрам потребления по аналогии с рынками нефти и сжиженного природного газа, так и локальным, при котором производство и потребление будут сосредоточены в рамках одних и тех же стран или небольших регионов. Российская Федерация как потенциальный крупный поставщик и потребитель водорода заинтересована в формировании как глобального рынка водородных энергоносителей, так и национального рынка на основе отечественных технологий и промышленной продукции, а также в полноправном участии во всех глобальных процессах, связанных с формированием рынка, на условиях открытого и справедливого международного сотрудничества.

12. Прогнозы развития мировой водородной энергетики и глобального рынка водорода в настоящее время имеют высокую степень неопределенности и широкий диапазон оценок и обусловлены не только экономическими, но и политическими факторами. С учетом потребности в водороде при реализации национальных программ развития водородной энергетики стран Европы, Азиатско-Тихоокеанского региона и США дополнительный мировой спрос на водород может составить 40 - 170 млн. тонн в год к 2050 году в зависимости от темпов развития мировой низкоуглеродной экономики и скорости освоения и развития водородных технологий, что, в свою очередь, будет во многом зависеть от реализации механизмов государственной поддержки.

13. Основным критерием оценки технологий водородной энергетики с точки зрения воздействия на климат должен являться объем выбросов углекислого газа на протяжении жизненного цикла водородных энергоносителей (углеродный след). Целям развития мировой низкоуглеродной экономики соответствует водород, полученный с использованием технологий, имеющих низкий углеродный след (далее - низкоуглеродный водород). Низкоуглеродным считается водород, полученный:

из ископаемых топлив, в том числе с применением технологий улавливания углекислого газа, пиролиза углеводородного сырья (технология получения водорода с одновременным получением элементарного углерода) и аналогичных технологий;

методом паровой конверсии природного газа с использованием тепловой энергии атомной энерготехнологической станции с обеспечением улавливания углекислого газа;

методом электролиза воды с использованием электроэнергии атомной электростанции, гидроэлектростанции, возобновляемых источников энергии и электроэнергии энергосистемы при условии обеспечения соответствующего углеродного следа.

Кроме того, низкоуглеродным считается водород, углеродный след которого компенсирован за счет реализации климатических проектов (проектов по сокращению выбросов и (или) увеличению поглощения углекислого газа).

Для классификации водорода в зависимости от его углеродного следа необходимы развитие национальной, межгосударственной и международной системы стандартизации и сертификации, а также разработка методик оценки жизненного цикла с учетом различных способов производства, хранения, транспортировки и применения водорода. Формирование глобального рынка водорода предполагает дальнейшие совместные шаги государств по разработке единой международной классификации водорода с учетом оценки углеродного следа при использовании каждой из доступных технологий производства водорода.

14. В настоящее время наиболее экономически эффективным способом получения водорода с низким углеродным следом является его централизованное производство на базе технологий паровой конверсии метана и газификации угля с обеспечением улавливания углекислого газа, а также методом электролиза воды на базе электроэнергии атомной электростанции и гидроэлектростанции. Наиболее экологичный способ производства водорода методом электролиза воды на базе электроэнергии возобновляемых источников энергии существенно дороже способов производства из ископаемого сырья. При реализации проектов производства водорода ключевыми факторами конкурентоспособности будут являться стоимость водорода и его углеродный след.

15. В качестве основных факторов обеспечения конкурентоспособности водорода, произведенного методом электролиза воды, рассматривается перспективное снижение капитальных затрат на электролизеры (в том числе за счет разработки новых типов), а также стоимости электроэнергии возобновляемых источников энергии и атомной электростанции. При реализации сценария ускоренного развития при низком уровне выбросов парниковых газов стоимость водорода, произведенного на базе возобновляемых источников энергии, к 2050 году может снизиться до уровня менее 2 долларов США за килограмм. Таким образом, в перспективе до 2050 года стоимость водорода, произведенного на базе возобновляемых источников энергии, может стать конкурентоспособной относительно стоимости низкоуглеродного водорода, произведенного из ископаемых видов топлива.

16. С учетом перечисленных факторов в период до 2035 года в качестве приоритетных направлений рассматривается производство низкоуглеродного водорода из ископаемого сырья, в том числе с применением технологий улавливания углекислого газа, на базе атомной энерготехнологической станции (с обеспечением улавливания углекислого газа), методом электролиза воды на базе атомной электростанции, гидроэлектростанции и электроэнергии энергосистемы при условии обеспечения соответствующего углеродного следа, а также на базе мощностей возобновляемых источников энергии в тех регионах, где себестоимость производимого на базе таких источников водорода является конкурентоспособной.

17. В качестве приоритетных новых технологий производства водорода с более низкими удельными энергозатратами и меньшими выбросами углекислого газа, которые в перспективе позволят снизить стоимость производства водорода, в первую очередь рассматриваются пиролиз углеводородного сырья и получение водорода различными способами на базе атомной энерготехнологической станции.

18. Технологии транспортировки и хранения водорода являются одним из наиболее значимых сдерживающих факторов для развития мировой водородной энергетики, поскольку технологии, применяемые в настоящее время, недостаточно отработаны в промышленности, имеют неудовлетворительные технико-экономические показатели и приводят к существенному увеличению стоимости водорода. В качестве приоритетных способов крупнотоннажной транспортировки водорода рассматривается транспортировка трубопроводным транспортом, различными видами транспорта в сжиженном или компримированном состоянии, а также в связанном состоянии в виде аммиака или жидких органических носителей. Кроме того, серьезным сдерживающим фактором являются технологии улавливания, хранения, транспортировки и использования углекислого газа. В настоящее время продолжаются активный научно-технический поиск новых технологий и совершенствование традиционных технологий, от которых будет зависеть будущее водородной энергетики.

19. Одним из ключевых факторов, который будет способствовать глобальному внедрению водородной энергетики, станет развитие технологий применения водородных энергоносителей в различных секторах экономики (в том числе нефтехимической, электроэнергетической, химической и металлургической промышленности, в жилищно-коммунальном хозяйстве, транспорте и робототехнике), в том числе расширение применения топливных элементов, газовых турбин и других водородных энергетических установок.