Фото: РГКБувай газ, привіт водень: коли Україна стане ключовим експортером водню на ринку ЄС
До 2030 року Україна може стати одним із ключових гравців на європейському ринку водню. Які зміни потрібні у газотранспортній та електричній інфраструктурі?
США та Німеччина офіційно домовились про завершення будівництва російського газопроводу "Північний потік-2". Для України це одночасно і початок кінця як транзитера природного газу, і вікно можливостей.
Особливо зараз, коли за умовами оновленого українсько-російського контракту передбачений мінімально можливий обсяг транзиту газу, ГТС України є заповненою менше ніж на 30% від максимальних потужностей.
Це змушує зовсім по-іншому дивитися на енергетичне майбутнє України. Очевидно, що через 10 років розраховувати на російський газ уже не доведеться.
Україна як потенційний постачальник водню
Натомість Європа розглядає Україну як потенційного постачальника водню у великих обсягах. В рамках затвердженої минулого року Водневої стратегії, ЄС розраховує, що в Україні до 2030 року буде побудовано до 10 ГВт потужностей для виробництва "зеленого" водню.
Для реалізації амбітних водневих планів потрібно чимало змін. По-перше, потрібна велика кількість "зеленої" енергії. Уже зараз, коли частка енергії з ВДЕ перевищила 10%, енергетична система України не готова прийняти увесь обсяг енергії з відновлювальних джерел у пікові години генерації.
Натомість особливості вітрової та сонячної енергетики у тому, що збільшення частки такої енергії потребує балансуючих потужностей для стабільної роботи у несприятливу погоду та пікові години споживання.
Наразі доводиться розраховувати або на атомну енергетику, або на найбільш маневрену але одночасно найбльш шкідливу для екології — теплову.
Водень здатний вирішити проблему збільшення кількості електростанцій з ВДЕ. Надлишкову енергію з відновлювальних джерел можна перетворювати у цей синтетичний газ та закачувати у трубопровід.
Згодом цю енергію можна використовувати у вигляді газу або ж у пікові години споживання електроенергії спалювати на когенераційних установках і отримувати електрику без збільшення рівня викидів в атмосферу.
Якщо водень можна легко перетворювати у електроенергію, а електроенергію — у водень, то потрібно об’єднувати ці дві енергетичні системи для більш якісного балансування.
Універсальність такої системи дозволить накопичувати і зберігати вироблену енергію, що кардинально змінить принципи роботи енергоринку і забезпечить стабільне електрозабезпечення споживачів.
Синхронізація енергосистеми та газової інфраструктури дозволить уникнути втрат електроенергії у пікові години генерації, збільшити потужності ВДЕ без ризику розбалансування системи, а також зменшити викиди вуглецю за рахунок скорочення споживання викопного палива.
Згідно з дослідженням Секретаріату Енергоспівтовариства, перспективи розвитку "зеленої" водневої енергетики в Україні є наймасштабнішими серед усіх країн-учасниць цієї установи. Реалізація цього потенціалу дозволить генерувати значні обсяги водню, використовувати його для власних потреб та транспортувати до ЄС.
"Якщо ми говоримо про виробництво синтетичного газу, наприклад, водню, то Україна має всі ресурси, наприклад, ядерна енергетика, потужності гідроелектростанцій, сонце, щоб стати великим виробником водню у найближчому майбутньому. Виникає питання, чи можна цю енергію безпечно постачати споживачам і як найкраще це робити", — сказав під час 12-го Ukrainian Energy Forum Адама Сміта директор РГК Олег Никоноров.
Найбільш перспективним і економічно вигідним засобом доставки водню до користувачів є трубопроводи. Для цього можна використовувати наявну газову інфраструктуру.
Потрібна не лише труба
Виробництво водню — децентралізований процес. Тобто, неможливо в одній точці побудувати завод, який генеруватиме увесь водень, який необхідний Україні.
Крім того, якщо йдеться про транспортування потужностями української ГТС, то варто розуміти, що водень або його суміш неминуче потрапить у розподільні мережі нижчого тиску.
За словами голови департаменту стратегічного розвитку РГК Станіслава Казди, українська газотранспортна система побудована за класичним принципом — центральна труба з відгалуженнями, у яких знижується тиск.
"В Україні ГТС і ГРМ — це єдина система. Зараз, якщо ви запустите водень в ГТС, він з'явиться в ГРМ, так як з ГТС йдуть відгалуження в ГРМ. Візьміть одну трубу ГТС — відріжте все, що йде в бік — ось чиста труба, але ж такого ж в газовому господарстві немає. Але навіть якщо у вас буде тільки одна труба — ви не зможете гарантувати безперебійну поставку в Європу. У вас повинен бути оперативний запас на момент ремонту, налагоджувальних робіт", — зазначає Станіслав Казда.
Оскільки значна частина газопроводу будувалася десятки років тому, то перед тим як запустити в мережу водень, потрібно провести масштабні дослідження щодо впливу синтетичного газу на газотранспортну інфраструктуру.
Наразі єдині такі дослідження в Україні проводить "Регіональна газова компанія". Результати свідчать, що мережами можна транспортувати і постачати споживачам суміші, у яких частка водню не перевищує 20%.
Але навіть ці 20% вимагають масштабного редизайну і оптимізації мереж, зміни підходу до експлуатації. І для цього потрібні масштабні інвестиції.
Справа в тому, що українська газотранспортна система проектувалася і будувалася ще за радянських часів, коли обсяг споживання газу був втричі вищим. Це подібно до поїдзки в магазин за продуктами вантажівкою. Витрати на обслуговування та роботу системи значно вищі, ніж насправді потрібно.
Так, за даними РГК, обсяг виробничих технологічних витрат газу в українській мережі складає 4%. Тоді як в Європі, в середньому, 2%.
ІНФОГРАФІКА: RGCСаме тому Україні потрібна не просто модернізація газової інфраструктури, а її оптимізація під реальні обсяги споживання газу та адаптація до транспортування нових енергоносіїв у майбутньому.
"Наявну мережу можна переробити на систему, готову до роботи з воднем, водночас із її технічною оптимізацією під сучасне споживання. Це подібно до того, як ви купуєте необхідну вам річ, а другу – теж потрібну – отримуєте як бонус", – зазначив директор РГК Олег Никоноров на форумі Адама Сміта.
За попередніми оцінками, для редизайну мереж потрібно не менше 10 мільярдів гривень інвестицій на рік в структуру газорозподільних мереж на 5-10 наступних років.
Інвестиції у газові мережі України до 2030 року для того, щоб підготувати їх до роботи із воднем
Інфографіка: RGC"Технічне вдосконалення у три рази скоротить витрати технологічного газу в системі. Плюс, можливо замістити 3 млрд кубометрів природного газу в розподільних мережах воднем. Це доводять результати наших експериментів у рамках програми пілотних проєктів редизайну і водневих досліджень на спецполігонах РГК", – сказав під час Ukrainian Energy Forum Станіслав Казда.
Генерація водню в Україні та інших синтетичних газів, наприклад, біометану, посилить енергетичну безпеку та дозволить відмовитися від імпорту газу.
Населення і промисловість споживають близько 30 млрд кубів газу на рік. Із них близько 20 млрд — власний видобуток. Ще близько 7 млрд кубометрів можна замістити виробництвом біометану.
Це четверта частина загального споживання блакитного палива на рік. Решту — близько 3 млрд кубометрів — воднем.
Багато європейських країн починали шлях до декарбонізації із виробництва біометану. Наприклад, зараз в Німеччині є вже більше 15 тис станцій з виробництва цього синтетичного газу, який може бути повноцінним замінником природного газу.
Тема водню у Німеччині особливо активно обговорюється останні кілька років, а реалізованих проєктів поки майже немає.