Зелёная энергетика: вызовы для России



российская энергетика ещё очень долго будет основываться на углеводородах

 Александр Собко

Последнее время в нашей стране на самом высоком уровне обсуждается проблематика, связанная с климатической повесткой. Это и новые проекты по возобновляемой энергетике — ветровые и солнечные станции, это и непосредственно меры, направленные на снижение углеродных выбросов, или как минимум их точный учёт, это и шаги, связанные с введением будущего трансграничного углеродного налога в Европе, это и «водородная повестка», теснейшим образом связанная с повесткой климатической. Как все эти факторы связаны между собой и в чём причины российского интереса к данной проблематике? Тем более что относительно дешёвые ископаемые энергоносители — чуть ли не основной фактор нашего конкурентного преимущества в условиях сурового климата и больших пространств. Попытаемся разобраться.

От ветряков к водороду

Сначала кратко воспроизведём логику развития возобновляемой энергетики и тесно связанной с ней климатической повестки в Евросоюзе и некоторых других западных странах.

Изначально основным инструментом здесь стало наращивание объёмов возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в первую очередь солнечной и ветровой генерации. При этом получаемая электроэнергия оказывалась в разы дороже традиционной. Повышенный тариф оплачивается домохозяйствами, а не крупной промышленностью.

Целей развития сектора ВИЭ можно назвать две. Во-первых, это борьба с изменением климата за счёт использования низкоуглеродных источников энергии. Во-вторых, это создание менее энергозависимой экономики за счёт роста доли собственной генерации на основе ВИЭ.

Можно спорить, в какой степени климатическая повестка является лишь поводом для решения главной задачи — создания независимой энергосистемы. Но по факту борьба с изменением климата объявлена главной причиной развития сектора ВИЭ. Этот маховик запущен давно, и сейчас к происходящим процессам уже приходится относиться как к данности.

Долгое время солнечная и ветровая генерация были дороги, лет десять назад стоимость генерации электричества с помощью ветра и особенно солнца была намного выше, чем из ископаемых энергоносителей. Сторонники ВИЭ упорно считали, что с годами, по мере масштабирования технологий и прочих оптимизаций, производственных процессов цены упадут.

Нужно признать, что они оказались правы — во многих регионах мира энергия солнца и ветра сопоставима по цене, а иногда и дешевле, чем электроэнергия из газа, а в некоторых случаях — и из угля. Разумеется, в данном сравнении мы говорим не о текущих сверхвысоких ценах на газ и уголь, а о «нормальном» уровне цен, который сложился в предыдущие годы. Особенно сильно снизилась себестоимость солнечной генерации, за десять лет она упала в 7,5 раза. Конечно, сам вопрос оценки себестоимости имеет определённое пространство для манёвра. В случае ВИЭ-генерации низкая себестоимость определяется очень низкой стоимостью инвестируемых средств. С одной стороны, этому способствуют низкие, вплоть до отрицательных учётные ставки в Европе, Японии и США. С другой стороны, гарантии по выкупу энергии ВИЭ и уверенность в том, что данный сектор перспективен на длительную перспективу, приводят к тому, что инвесторы готовы вкладывать под небольшую доходность и собственный капитал.

Существуют оценки, что при изменении стоимости заёмного капитала от двух до десяти процентов себестоимость возобновляемой энергии увеличивается в два раза. И, кстати, в том числе по этой причине в нашей стране возобновляемая энергетика оказывается, как правило, дороже по сравнению с западными странами — так как стоимость денег у нас выше.

Казалось бы, полный успех. Но на этой стадии уже появляются сложности. Во-первых, остаётся всё меньше возможностей для размещения ветростанций на суше. Европейская ветроэнергетика уходит в море, развивается так называемая офшорная ветроэнергетика. А здесь себестоимость оказывается всё же достаточно высокой, энергия оказывается дороже, чем в случае газовой генерации.

Кроме того, с развитием возобновляемой генерации растут затраты на электросетевое хозяйство. В каких‑то случаях места потребления не совпадают с местом удачного размещения объектов ВИЭ. Плюс к тому относительно низкие мощности объектов, низкий коэффициент использования, всё это транслируется и в дополнительные затраты на сети. В результате формально на выходе из электростанции (будь то газовая теплоэлектростанция или ветрогенератор) мы можем получить сопоставимую себестоимость. Но эта цифра не будет отражать суммарных расходов энергосистемы по доставке электричества потребителю.

Мы оставим за скобками и вопросы текущего энергетического кризиса, который не слишком связан с развитием сектора ВИЭ, он во многом оказался «идеальным штормом», который возник в результате совпадения во времени чуть ли не десятка факторов, приведших к дефициту.

Основная проблема в другом. Рост доли ВИЭ, переменчивой и недиспетчеризируемой генерации, приводит к тому, что время от времени эта энергия оказывается даже лишней. И, напротив, в нужный момент ВИЭ могут не выдать нужные объёмы, а значит, придётся вновь обращаться к газовому импорту. Но тогда зачем это всё? Простыми словами: для успешного развития ВИЭ необходимо решать вопросы накопления непостоянной электроэнергии.

Долгие годы надежда была на аккумуляторы. Но эта стратегия не работает. Батарей нужно в таком случае слишком много. И всё‑таки они предназначены, в первую очередь, для балансировки на краткосрочных интервалах.

Отличный вариант балансировки энергорынка — гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС), которые по‑прежнему занимают львиную долю мирового рынка накопителей. Но здесь для приемлемой себестоимости нужен соответствующий рельеф местности, и где он был — станции уже построены.

За неимением лучших вариантов Европа пришла к идее водородной энергетики и водороду как в каком‑то смысле универсальному накопителю. Да, это очень непростой вариант. С этим газом трудно работать, особенно транспортировать. Температура сжижения его намного ниже, чем у метана, если мы говорим о морской перевозке в танкерах в сжиженном виде. Пока, кстати, первая, пилотная такая транспортировка должна была пройти ещё прошлым летом (из Австралии в Японию), но была отложена. В любом случае это будет недёшево.

Есть риски и при использовании газопроводов высокого давления, по крайней мере, тех, которые сейчас используются для транспортировки природного газа. Возможно, основным способом дальней транспортировки водорода станет его перевозка в виде аммиака, который намного проще сжижается. Но это ещё одна стадия процесса (по получению аммиака, а потом из него обратно водорода) — а значит, дополнительные расходы.

Тем не менее решение развивать водородную энергетику в Европе принято, многие страны в мире присоединяются к этому процессу.

Тем более что решаются сразу две задачи. Во-первых, повторимся, проблема накопления «лишней» энергии от возобновляемых источников, вырабатываемой, когда предложение превышает спрос. По мере ввода всё новых и новых мощностей эта проблема будет возрастать.

Во-вторых, замена природного газа и угля в промышленности на водород. Здесь электрифицировать процессы далеко не всегда возможно, но реально заменить ископаемые источники на водород. Самый яркий пример — производство аммиака и азотных удобрений. Ведь фактически сейчас в этом процессе и так используется водород, но получаемый из природного газа, с выбросами углекислоты. Обсуждается и декарбонизация сталелитейной отрасли с использованием водорода в качестве восстановителя.

«Разноцветные» водородные технологии

Идём дальше. Допустим, водородная энергетика организована. Где же взять водород?

Для дальнейшего понимания логики происходящего необходимо отметить, что существует несколько вариантов получения водорода.

О водороде, получаемом электролизом воды с помощью электроэнергии «ветряков» или солнечных панелей, мы уже говорили, это так называемый «зелёный» водород (цветовая дифференциация здесь исключительно по способу получения, это удобно. Назвал цвет — и понятен механизм получения).

Кроме того, можно получать водород электролизом с помощью электроэнергии других низкоуглеродных источников — ГЭС и АЭС. (Проделывать то же самое с электроэнергией от ТЭС нет никакого смысла — суммарный углеродный след будет очень высок.) Такие проекты тоже рассматриваются, но они, как ожидается, будут вносить небольшой вклад в общее производство водорода.

Другой альтернативный путь получения водорода — из природного газа.

Именно так сейчас получается подавляющая часть водорода в мире. Но это так называемый «серый» водород, в том смысле, что при его производстве выделяется углекислый газ.

Такой водород ставшим на путь декарбонизации странам не нужен — ведь выбросов углекислоты от него даже больше, чем от природного газа, за счёт потерь энергии при конверсии.

Чтобы сделать водород из газа низкоуглеродным, есть два пути. Либо улавливать углекислый газ и захоранивать его в отработанных нефтегазовых месторождениях, так называемая технология CCS (carbon capture and storage). Сейчас в мире таким способом улавливается всего 50–60 млн тонн углекислого газа, это совсем немного. И в основном CCS применяется как метод увеличения нефтеотдачи. Но, по прогнозам, сектор начнёт стремительно развиваться. Такой водород называют «голубым».

Также можно получать водород пиролизом (разложением) метана на углерод и водород. Этот метод пока скорее находится на уровне лабораторных испытаний или пилотных проектов. Этот водород называется «бирюзовым». Промышленных проектов здесь пока нет. Хотя получаемый углерод необходимо будет утилизировать, выбросов углекислого газа здесь не будет.

Что касается конкуренции «разных» водородов между собой, то здесь всё будет зависеть от соотношения цен на энергию ВИЭ и природный газ. Считается, что сейчас стоимость «зелёного» водорода можно оценить в пять долларов за килограмм. «Серый» будет стоить один-два доллара за килограмм (зависит от цены газа). «Голубой» несколько дороже — за счёт затрат на улавливание и хранение углекислого газа, но дешевле «зелёного». Впрочем, сторонники ВИЭ уже сообщали, что «зелёный» водород через несколько десятилетий окажется самым дешёвым, но для этого нужно, чтобы электроэнергия от «ветряков» и «солнца» ещё раз кратно подешевела. Что представляется спорным.

Углеродный налог — секрет конкурентоспособности.

Итак, во всех случаях любой низкоуглеродный водород оказывается дорог по сравнению с ископаемым топливом. При этом в мире уже существует значительное число проектов по производству «зелёного» водорода, с высокой вероятностью многие из них будут реализованы. За счёт чего же можно ожидать окупаемости этих проектов?

Напомним, что для возобновляемой энергетики на первом этапе её развития (а много где и сейчас) предусматривалась поддержка в качестве гарантированных и заранее установленных цен выкупа этой энергии, окупающей как капитальные затраты на строительство, так и операционные затраты на работу станций. Но никаких подобных схем для водорода не предусмотрено.

Поэтому достигать окупаемости водородных проектов планируется через стоимость квот на выбросы углекислого газа. Отметим, что система торговли квотами на выброс уже давно работает в Евросоюзе, последнее время цены здесь значительно выросли и составляют свыше 80 долларов за тонну.

Логика понятна. То или иное промышленное производство может заменить, к примеру, природный газ на углеродонейтральный водород. В таком случае оно потратит больше, но зато снизит свои выплаты по выбросам.

В теории всё просто, на практике же пока непонятно, как сойдётся экономика. Вопервых, существуют оценки, что «зелёный» водород окажется окупаемым и конкурентоспособным только при цене выбросов в 200 долларов за тонну, что пока недостижимая величина.

Во-вторых, сейчас цены выбросов выросли до 80 долларов за тонну. Но рынок этот остаётся достаточно волатильным, что затрудняет принятие инвестрешений.

В-третьих, самое главное: пока ещё значительная часть квот на выбросы в ЕС распределяется бесплатно. В ближайшие годы объём бесплатных квот будет уменьшаться. Именно за счёт этого и появляется ниша для дополнительного использования никзкоуглеродного топлива. Но и здесь непросто оценить, как эти процессы повлияют на стоимость выбросов.

Идём дальше. Очевидно, что все эти процессы (уменьшение объёма бесплатных квот, внедрение водорода для компенсации выбросов) приведут к тому, что себестоимость производства различной продукции, особенно связанной с большими затратами энергии, в Европе вырастет. Чтобы европейская продукция оказывалась конкурентоспособной по сравнению с импортируемой, планируется введение так называемого трансграничного углеродного налога (ТУР) или CBAM (carbon border price adjustment mechanism).

Суть его заключается в том, что при импорте некоторой продукции в ЕС необходимо заплатить налог, который будет определяться как стоимость торгуемой в европейской системе ETS единицы выбросов на объём эмиссии углекислого газа при производстве продукта.

Но напомним, что в ЕС производители получают и бесплатные квоты. Для того чтобы дискриминации экспортёров не было, при расчёте налога будет учитываться аналогичный вычет. В любом случае в ближайшие годы объём бесплатных квот для европейских производителей начнёт снижаться, и в пределе, через много лет, налог будет полностью отражать объём выбросов и их цену.

Любопытно, что налог не будет применяться к импорту углеводородов — ни в части конечных выбросов (это было ожидаемо), ни в части выбросов, получаемых при добыче и транспортировке углеводородов. Пока под трансграничное углеродное регулирование попали продукты металлургических производств, химической промышленности, в основном в части удобрений, а также экспорт электроэнергии. То есть видно, что законопроект, который был опубликован в июле 2021 года, выглядит довольно мягким. Еврокомиссия не рискнула делать резкие шаги. Более того, предполагается, что налог начнёт взиматься только с 2026 года. Но уже с 2023 года компании должны будут отчитываться об углеродном следе своей продукции.

Тем не менее курс на экономическое принуждение к декарбонизации соседних стран понятен. И в будущем следует ожидать новых шагов в этом направлении.

Вызовы, риски и возможности

Что это всё значит для нашей страны? Здесь можно выделить три аспекта для обсуждения.

1. Меры «доброй воли» в рамках общемировой борьбы с изменением климата. Это, конечно, один из самых дискуссионных вопросов. В какой степени мы готовы участвовать в процессе, если это участие приведёт к снижению темпов развития нашей экономики? Тем не менее Россия анонсировала выход на углеродную нейтральность к 2060 году. Но времени ещё много, а конкретики мало. В любом случае значительную роль здесь планируется уделять поглощающим способностям лесов, ожидается и дискуссия по механизмам учёта.

2. Если мы хотим торговать с Европой, то придётся принимать меры в рамках трансграничного углеродного налога. Тут, конечно, также возникает ряд вопросов. Так, не исключено, что при определённом развитии событий этот налог будет проще заплатить, чем снижать выбросы от производства российской металлургической и прочей продукции. Тем более что цены на продукцию из‑за нового налогообложения в любом случае вырастут. Ведь те же европейские производители всё же будут внедрять зелёные технологии, что повысит себестоимость их продукции.

Однако при таком подходе обнаруживаются как минимум два риска:

А) Риск сильного роста стоимости выбросов. Напомним, что определяться он будет на основе европейской системы торговли выбросами. А цены будут зависеть и от того, насколько быстро будут сокращаться бесплатные квоты на выброс.

Б) Существует риск того, что в будущем для продукции с определённым уровнем углеродного следа в принципе будет закрыт путь к экспорту в страны ЕС.

Интересно, что российские компании-экспортёры уже вовсю договариваются с производителями российской низкоуглеродной электроэнергии (ВИЭ, ГЭС), с тем чтобы формально «приписать» поставки этой электроэнергии к своим предприятиям. Возможно, такие схемы удастся зачесть при расчёте углеродного следа производителей.

Однако использование электроэнергии — как правило, лишь часть энергозатрат, основная же их часть приходится на газ и уголь.

В пределе, в прекрасном декарбонизированном мире будущего под углеродный налог могут попасть практически любые активности. И если, допустим, российский работник продаёт свои интеллектуальные услуги в Европу, физически находясь у себя в квартире в России, то его доходы также могут быть обложены налогом. Ведь обогревается он природным газом с соответствующим объёмом выбросов. А его коллега в Германии — электроотоплением с помощью ветряков. Это, конечно, предельный вариант, который, возможно, никогда не реализуется. Но он показывает внутреннюю логику развития этих процессов.

В результате рассматривается и вариант взимания «собственного» углеродного налога непосредственно на территории России. Такие налоги можно будет вычитать из налога трансграничного, при условии соответствующей верификации. И деньги останутся в России. Однако остаётся вопрос: если под трансграничное регулирование попадёт только экспортная часть продукции, то что попадёт под внутреннее налогообложение — весь объём производства или уже удастся создать такую систему, при которой внутреннее налогообложение (или хотя бы покупку квот на выбросы) удастся применять только к экспортным объёмам? В любом случае в нашей стране процессы эти только начинают развиваться. Ещё нет ни полной правовой базы, ни механизмов торговли квотами на выброс.

3. И, наконец, третий фактор — водород в России. Здесь тоже заявлялись больше планы по производству и экспорту. Назывались и конкретные оценки, но пока отрасль остаётся своего рода «венчуром» с неочевидными перспективами, и оценки эти по факту могут оказаться пересмотренными как в большую, так и в меньшую сторону. В любом случае тут, в свою очередь, появляется ещё одна развилка.

Во-первых, использование водорода для внутреннего рынка. Он может понадобиться для снижения углеродного следа у продукции, подпадающей под трансграничный углеродный налог. Вновь самый простой пример — производство удобрений. Можно экспортировать «обычный» аммиак, с уплатой трансграничного налога. А можно производить углеродонейтральный аммиак самостоятельно, с использованием «голубого» водорода. Кстати, именно такой проект уже готовит компания «Новатэк» на Ямале.

Во-вторых, экспортные перспективы водорода. Вероятно, конкурентоспособными здесь станут варианты низкоуглеродного водорода из природного газа. Однако здесь существуют риски, что Европа, нацеленная исключительно на «зелёный» водород, откажется покупать даже низкоуглеродный водород, если он произведён из природного газа.

Правда, «голубой» водород из природного газа, вероятно, будет всячески лоббировать Великобритания. У страны большие планы по производству такого топлива, что связано со значительными объёмами выработанных нефтегазовых месторождений, куда теперь можно закачивать образующийся при производстве «голубого» водорода углекислый газ.

Ещё одна возможная проблема, связанная с водородным экспортом, — транспортировка. Как уже упоминалось ранее, морская транспортировка — пока нерешённая проблема, и она всегда будет дорогой. Учитывая относительно близкое географическое расположение и исторически развитую трубопроводную транспортировку газа, можно предположить использование такого же решения для транспорта и водорода. Однако пока вопросов здесь больше чем ответов.

Во-первых, насколько подходят действующие газопроводы для транспорта водорода. В принципе, примеры распределения водорода по трубопроводам в мире есть. Более того, ещё в XIX веке для освещения улиц использовался получаемый из угля так называемый светильный газ, содержащий значительные объёмы водорода. Но все эти примеры — распределительные сети на низких давлениях.

На магистральных газопроводах высокого давления (например, таких, как «Северный поток») водород ещё не транспортировался. И тут уже сейчас начинаются споры. По одному из мнений, возможны добавки водорода в природный газ. Альтернативная точка зрения состоит в том, что присутствие водорода в таком газопроводе может привести к охрупчиванию стали, после чего появляются риски даже для функционирования газопровода в базовом режиме. Альтернативный вариант — специальные водородопроводы, но объёмы рынка пока слишком малы. В любом случае этот вопрос требует дополнительной проработки, чтобы не создать рисков для работы действующей инфраструктуры.

Правда, в случае «бирюзового» водорода (получаемого разложением метана на углерод и водород) возможно производство конечного продукта уже на стороне потребителя, куда будет «по старинке» транспортироваться природный газ. Но эта технология, повторимся, пока не имеет промышленной реализации. И в любом случае при производстве «зелёного» и «голубого» водорода необходимо будет как‑то доставлять к потребителю именно сам водород.

Снижение экспортозависимости экономики

Подытожим.

Новый этап развития климатической повестки в Европе, да и в некоторых других странах, вынуждает нас реагировать на происходящие изменения вне зависимости от собственного отношения к теории антропогенного влияния на климат.

Новый этап развития климатической повестки в Европе, да и в некоторых других странах, вынуждает нас реагировать на происходящие изменения вне зависимости от собственного отношения к теории антропогенного влияния на климат.

Здесь становится актуальной и возможная переориентация части международной торговли в сторону азиатских стран. Но многое будет зависеть и от того, в какой мере и в Азиатско-Тихоокеанском регионе будет развиваться собственное углеродное регулирование. Очевидно, что в странах с большой долей угольной энергетики резких шагов в этом направлении ожидать не стоит. Но так как многие из этих стран энергодефицитны, то низкоуглеродная экономика рассматривается и как путь снижения зависимости от импорта энергоносителей. А потому определённые шаги можно ожидать и здесь.

Ещё один аспект: трансграничное углеродное регулирование, вероятно, станет дополнительным фактором регионализации международной торговли и может привести к созданию торговых блоков по принципу объёма регулирования углеродных выбросов.

В любом случае, очевидно, что российская энергетика ещё очень долго будет основываться на углеводородах, а климатические и географические особенности нашей страны не способствуют экономически эффективному переходу на углеродонейтральные технологии. В долгосрочном плане это создаёт определённые риски для объёмов международной торговли, а значит, актуализирует создание более независимой от экспорта отечественной экономики.

Источник:  zavtra.ru
Заставка: Резервуар для производства биогаза, фотоэлектрические панели и ветрогенератор  wikipedia

Перейти к рубрике ПРИРОДА



Если вам понравился материал, пожалуйста поделитесь им в социальных сетях


Важно:
Все материалы представленные на данном сайте, предназначены исключительно для ознакомления. Все права на них принадлежат их авторам и/или их представителям в России. Если вы являетесь правообладателем какого-либо материала и не хотели бы, чтобы данная информация распространялась среди читателей сайта без вашего на то согласия, мы готовы оказать вам содействие, удалив соответствующие материалы или ссылки на них. Для этого необходимо, направить электронное письмо на почтовый ящик fond_rp@mail.ru с указанием ссылки на материал. В теме письма указать Претензия Правообладателя.