Чистая энергия

Уже более 65 стран, в числе которых и Россия, объявили о намерении достичь углеродной нейтральности к середине XXI века. Этот вопрос требует комплексного подхода. Одним из ключевых направлений декарбонизации является развитие водородной энергетики. Как будет осуществляться переход на водородную тягу в железнодорожном транспорте и какие вопросы предстоит решить, рассказывает «Пульт управления».

На протяжении последних десятилетий доминирующую роль в мировой энергетике играют ископаемые виды топлива – нефть и каменный уголь. Однако тренд переломился: мировое сообщество пошло по пути декарбонизации – снижения объёмов выбросов парниковых газов. В этой связи водородная энергетика начинает играть ключевую роль в достижении углеродной нейтральности. Дело в том, что, с одной стороны, водород можно получать из низкоуглеродных источников, а с другой – его использование в качестве энергоносителя не приводит к выбросам парниковых газов.
«Водород обладает характеристиками низкоуглеродного топлива и может удовлетворять требованиям стран, активно придерживающихся политики декарбонизации экономики», – уточняет эксперт Аналитического центра при Правительстве РФ Александр Курдин.


Ставка сделана

Президент России Владимир Путин в Послании Федеральному собранию РФ в апреле этого года заявил о том, что стране нужны комплексные подходы к развитию энергетики, включая новые решения в сфере атомной генерации в таких перспективных направлениях, как водородная энергетика и накопители энергии.
«Наша новая энергетика, новая фармацевтика, решение климатических проблем должны стать мощным стимулом для комплексной модернизации всех отраслей экономики и социальной сферы. Это прямой путь к созданию современных, хорошо оплачиваемых рабочих мест», – подчеркнул глава государства.

Для того чтобы придать системность этой работе, Правительством России была разработана Концепция развития водородной энергетики. Документ был утверждён кабмином 9 августа.

Концепция будет реализована в несколько этапов. «Первый рассчитан на ближайшие три с половиной года. Он предполагает создание профильных кластеров и реализацию пилотных проектов по производству и экспорту водорода, а также применение водородных энергоносителей на внутреннем рынке», – прокомментировал премьер-министр России Михаил Мишустин.

На следующих этапах (до 2035 и 2050 годов) планируется открыть крупные экспортно ориентированные производства, перейти к серийному применению водородных технологий в различных секторах экономики – от нефтехимии до жилищно-коммунального хозяйства и транспорта.

В документе перечислены приоритетные технологии, необходимые для развития новой отрасли. В их числе получение водорода с помощью паровой конверсии метана и газификации угля, технологии улавливания углекислого газа, создание водородных энергетических установок для транспорта, специальных заправочных станций.
«Развитие водородной энергетики позволит уменьшить риски потери рынков энергоносителей, поддержать экономический рост за счёт формирования новых производств и создания высокотехнологичных рабочих мест, экспорта продукции и технологий», – добавил Михаил Мишустин.

По прогнозу Международного энергетического агентства, к 2050 году объём мирового рынка водорода может увеличиться в шесть раз – с нынешних 80 млн тонн в год до 500 млн тонн.
«В Европе принято принципиальное решение о том, что как минимум на ближайшие десятилетия водород станет одним из основных «треков» в процессе декарбонизации, и эта тенденция нашла адекватное отражение в планах по развитию российской энергетики. Страна обладает значительным потенциалом в области водородной энергетики, обусловленным близостью к рынкам сбыта водорода, ресурсной базой и наличием научного задела в сфере генерации, транспортировки и хранения водорода», – считает министр энергетики России Николай Шульгинов.


Углеродный нейтралитет

По данным Департамента экологии и техносферной безопасности ОАО «РЖД», компания является крупнейшим природопользователем страны и заинтересована в применении водорода в своей деятельности с целью минимизации воздействия на окружающую среду. Напомним, что в соответствии с Парижским соглашением Россия должна к 2030 году сократить выбросы на 30% от уровня 1990 года. По итогам прошлого года ОАО «РЖД» превысило этот показатель, обеспечив снижение своих суммарных выбросов до 49% от эмиссии 1990 года. Доля компании в общем объёме парниковых выбросов, как и в общих показателях негативного воздействия предприятий России на окружающую среду, составляет менее 1%.
«Мы в полной мере осознаём глобальное значение проблемы изменения климата. Поэтому в стремлении достичь углеродной нейтральности трансформируем весь производственный процесс в «зелёную» логистику. Это и технологии сокращения потребления электричества, и цифровизация традиционных процессов, и новые топливные технологии», – сказал генеральный директор – председатель правления ОАО «РЖД» Олег Белозёров во время заседания Научно-технического совета (НТС) ОАО «РЖД», который прошёл 18 августа.

Во время НТС были ещё раз обозначены основные направления декарбонизации – расширение использования электротяги, применение подвижного состава, минимизирующего испарения при перевозке опасных грузов и пылеобразование при перевозке сыпучих грузов, внедрение локомотивов, использующих альтернативные виды топлива, в том числе водород.

На сегодняшний день в ряде стран уже используются водородные поезда (см. справку), единственным «выхлопом» которых является вода. ОАО «РЖД» совместно с производителями подвижного состава, научным сообществом уже развернули работу по созданию экологически чистых локомотивов.

Напомним, ОАО «РЖД», АО «Роснано» и АО «Группа Синара» в рамках Петербургского международного экономического форума в июне этого года подписали соглашение о сотрудничестве в сфере разработки магистральных локомотивов с использованием силовой установки на базе электрохимических водородных топливных элементов совместно с литий-ионными аккумуляторными батареями.

В соответствии с соглашением РЖД выступят в качестве потенциального заказчика локомотивов, Группа Синара в лице машиностроительного холдинга «Синара – Транспортные машины» – в качестве генерального исполнителя, «Роснано» в лице дочерних компаний и партнёров выступит в качестве соисполнителя в части водородных топливных элементов и других инновационных технологических решений.
«С 2025 года мы планируем закупать только электровозы, а также локомотивы, работающие на альтернативных источниках энергии, таких как природный газ и водород. Это позволит ещё больше снизить экологическую нагрузку на окружающую среду», – отметил Олег Белозёров.

Для создания нового подвижного состава холдингу важен и международный опыт. Поэтому ещё одним партнёром РЖД по развитию водородной тяги стала SNCF (Национальная компания французских железных дорог). В мае этого года компании утвердили дорожную карту по применению поездов на водородных топливных элементах и систем обеспечения их эксплуатации. Документ определил направления сотрудничества РЖД и SNCF на ближайшие три года, это вопросы безопасности, проектирования, обслуживания и сертификации грузового и пассажирского подвижного состава.

Кроме того, дорожная карта также предусматривает сотрудничество по другим видам тяги, которые позволят сократить использование дизельного топлива.


Полигон для новой технологии

Местом эксплуатации первых водородных поездов станет Сахалинская область. Это предусмотрено соглашением о сотрудничестве и взаимодействии, которое было подписано ещё в 2019 году между правительством региона, ОАО «РЖД», ГК «Росатом» и Трансмашхолдингом. Документ предусматривает создание на острове комплексной водородной технологии, включающей в себя производство, хранение, транспортировку водорода, пункты экипировки, а также эксплуатацию и техническое обслуживание водородных поездов.

Эксплуатация первого водородного поезда может начаться уже в 2024 году, а к 2030 году внутрироссийский спрос на такие составы может достичь 100 единиц, считает председатель Объединённого учёного совета ОАО «РЖД» Борис Лапидус.
«Водородный транспорт можно будет использовать в курортных зонах – в Сочи, на Кавказе, на Алтае, в крупных городских агломерациях. К примеру, сейчас рядом с Байкалом применяются дизельные маневровые локомотивы, и если их заменить на водородные, то тем самым мы значительно улучшим экологическую обстановку на этой территории, которая имеет огромную значимость для страны и мира», – говорит он.

По мнению аналитиков Центра энергетики Московской школы управления «Сколково», для того чтобы водородные поезда отправились в путь, необходимо обеспечить надёжное и стабильное производство топлива, а также создать инфраструктуру для эксплуатации и ремонта таких составов.

Пока водород – дорогое для стран удовольствие. По оценке МЭА, его себестоимость выше оптовых цен природного газа минимум в шесть раз. Однако с развитием технологий производства его цена пойдёт вниз.
«Лучший способ снизить затраты – это не только технологии, но и масштаб – массовое производство водорода. Как было со сжиженным природным газом 40 лет назад», – говорил ранее главный исполнительный директор TotalEnergies Патрик Пуянне.

Виталий Маслюк


Впервые гибридный маневровый локомотив на водородном топливе и аккумуляторных батареях представил американский перевозчик BNSF в 2009 году. Первым водородным поездом, поступившим в серийное производство, стал Coradia iLint. Он спроектирован и построен французской компанией Alstom в 2016 году. Coradia iLint способен развивать скорость 140 км/ч. Запас хода на полном баке водорода составляет 600–800 км.
Первые два водородных поезда в мире курсируют по Нижней Саксонии с 2018 года. Полного бака топлива хватает не менее чем на 800 км. На данный момент поезда курсируют только на расстояние около 120 км между германскими городами Куксхафеном и Букстехуде.