Сначала обсудим, что такое водородные технологии (в том числе водородная энергетика) и каковы тенденции и их развития. Под водородными технологиями понимают комплекс технологий получения, хранения, транспортировки и использования водорода. Водород применяется в азотной (основное сырье для получения аммиака и метанола и далее удобрений), нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности.
Применение водорода в энергетике наиболее интересно в качестве топлива для топлива для топливных элементов (ТЭ), — электрохимических устройств, напрямую преобразующих энергию химических связей в электрическую. ТЭ способны получать электроэнергию с КПД более 50% даже при малых мощностях энергоустановок в несколько кВт, что недоступно для традиционных тепловых машин, таких как двигатели внутреннего сгорания. Высокий КПД (около 65%) достигается только на парогазовых турбинных установках высокой мощности более 300 МВт. Поэтому ТЭ наиболее привлекательны для локальной генерации и установки на транспортные средства, где выигрыш в КПД позволит сэкономить на топливе и окупить более высокую стоимость ТЭ.
Интерес к ТЭ и водородной энергетике появляется волнами, которые по времени совпадают с периодами высоких цен на ископаемые топлива. Большое количество проектов по производству ТЭ было начато в 2006—2008 годах. Последняя волна интереса пришлась на 2020−2022 годы. К ней добавился тренд на декарбонизацию, водород даже «раскрасили» на зеленый, серый, голубой и др. в зависимости от способа получения и наличия выбросов СО2 в процессе производства. Мировое потребление водорода неуклонно растет как за счет его применения на транспорте, так и внедрения гидропроцессов в нефтепереработке и пищевой промышленности и гидрометаллургии.
В настоящий момент с учетом неопределенности в перспективах экспорта энергоносителей из РФ водородные проекты экспортной направленности, очевидно, будут отложены. Отмечу, что все такие проекты были основаны на иностранных технологиях получения, выделения и хранения водорода, так как в России отсутствуют готовые технологии для данных процессов. Особенностью химической промышленности (к которой можно отнести и получение водорода) является то, что внедрение нового процесса занимает достаточно много времени (от нескольких лет) и проводится путем строительства ряда пилотных установок увеличивающейся мощности для отработки технологии и обеспечения необходимого уровня безопасности.
На мой взгляд, в настоящий момент необходимо пойти именно этим путем, то есть путем планомерного развития собственных технологий и компетенций в области водородных технологий, в том числе и его использования в промышленности и на транспорте. Для реализации этого сценария желательно создание площадок для размещения пилотных установок (а также финансирования на их изготовление и тестирование) с упрощенным режимом в части сертификации. Также весьма желательна пилотная программа по созданию и опытной эксплуатации «водородобусов» и сопутствующей инфраструктуры. Со временем такой подход позволит подойти как к экспорту водорода, так и к экспорту, собственно, самих технологий. К сожалению, чаще всего технологические прорывы являются результатом долгой кропотливой работы, а не внезапного озарения.
Кроме того, новой важнейшей задачей является импортозамещение технологий в традиционных отраслях, связанных с водородом, в частности, в азотной промышленности. Для производства аммиака и метанола используется целая линейка катализаторов, требующих периодической замены. Более 90% катализаторов в последние годы покупалось из-за рубежа (подробнее про зависимость от импорта катализаторов можно почитать здесь). В России за последние 30 лет новых катализаторов для этих процессов практически не разрабатывалось, а производственные мощности устарели. Поэтому работы «непочатый край».