Мысли вслух о «зелёной» энергетике, водороде и народе.

Есть такая старая поговорка «Люди гибнут» за металл». К золоту это отношение имело достаточно давно, потом присоединилось несколько других. Захват стратегических ресурсов всегда был одним из столпов экспансии мирового капитала. Про военные броски Третьего Рейха к нефтяным месторождениям Баку, к нефтетранспортной артерии Суэцкого канала и далее в Ирак наслышаны все.

Про захват месторождений урановых и полиметаллических руд уже подконтрольная большому капиталу пресса не сильно распространяется. Золото имеет сберегательно-ювелирное применение, а также используется ограниченно в микроэлектронике, т.е. занимает стратегическое положение, но к энергетике имеет очень опосредованное отношение. Только если вам не на что купить энергоресурс, но есть золото.

В энергетике произошло два «металлических» перелома в XX веке: урановый и литиевый. С появлением и ростом ядерной энергетики резко вырос спрос на делящийся изотоп урана, который составляет очень небольшую долю природного урана. Ряду стран, как США и СССР повезло, что месторождения урана нашлись на их собственной территории, Франции же пришлось бороться за них в колониальной Африке. Не секрет, что запасы природной доли топливного U₂₃₅ ограничены и в ближайшей перспективе, даже если не истощатся, то цена сильно вырастет и сделает нерентабельной работу многих АЭС.

Это относится к АЭС западных стран, особенно США, где ценообразование чисто рыночное, поэтому настроение там депрессивное, строительство новых АЭС либо не ведётся, либо ведётся вяло, как в США и Финляндии. А в Японии и Германии блоки вовсе выводятся из эксплуатации из-за «кстати» случившейся Фукусимы.

Вот тут песец и подкрался незаметно. Ядерные державы являются по совместительству и крупнейшими промышленными кластерами, что обуславливает большую энергоёмкость. Если взять топ стран по объёмам промышленного производства, то корреляция с потреблением первичной энергии очевидна.

Наглядная картинка, кстати, для адептов «Путин уничтожил заводы» и «Путин ничего не построил», даже Зюганов перестал возбухать по этому поводу, а уж как дышал.

Но вопрос не в этом, а в том, что, кроме России, Канады и с недавних пор США и Бразилии, остальные производители являются энергодефицитными.

Динамика закупки условного топлива 2000-2019 годы

Как видно, указанные страны не способны избавится от энергетической зависимости (импорт) или она увеличивается. Положительный пример США ненадолго - Байден придёт, в сланцах порядок наведёт. Уже Keystone закрыл и арктические участки шельфа для добычи.

Да ради бога, скажете вы, деньги есть, пусть покупают. Производство энергии дело грязное, не царское, пусть плебс и третьи страны этим занимаются. Первые десятилетия этот подход прокатывал в нефтяную эру. Когда стало очевидно, что производство энергии в ведущих капстранах отстаёт от роста промпроизводства, а скачки цен на нефть и газ сильно нервируют производителей энергоёмких товаров, надежды были возложены на атомные станции. Теперь из-за катастрофических аварий на АЭС и грядущего дефицита ядерного топлива, необходимо диверсифицировать источники энергии.

Специфичность рынка нефти и газа - зависимость от внешних поставок и волатильность. Поэтому западные страны и Япония приняли решение двигаться в сторону разработки собственной генерации на единственно доступной сейчас платформе - ВИЭ. Поскольку перспективы промышленных термоядерных реакторов с положительным выходом энергии достаточно туманны, несмотря на бравурные обещания и прожекты.

Можно отдельно спорить на тему «термояда», но очевидно, что дальше экспериментальных установок наука так и не продвинулась. Новый ИТЭР - тот же Токамак, только «в другой руке» обещается к 2025 году, но сроки уже третий раз сдвигаются, ещё лет пять будет идти наладка и только пробный пуск. Не исключено, что время его весьма энергетически затратного пуска придётся на закрытие АЭС во Франции и деградацию её энергетики, т.е. пуск станет шоком для сетей и потребителей и вовсе не состоится.

Идёт непрерывное усложнение и удорожание всех проектов ядерной и термоядерной энергетики, но в отличие от весьма отдалённых перспектив «термояда» только у российского Росатома есть действующие модели развития ядерной энергетики. Это и реакторы на быстрых нейтронах, это традиционные реакторы на тепловых нейтронах нового поколения с улучшенной на порядок безопасностью, и разрабатываемые гибридные реакторы для перехода на доступные уран U₂₃₈ и торий.

Вот и подошли к «зелёнке» издалека, откопав причины раздувания интереса к ней. О «бесплатности» солнца и ветра человечество грезило давно, облизываясь, но всё таки сжигая уголь и нефть. Выйти на приемлемые значения рентабельности EROEI удалось не так давно с увеличением КПД солнечных панелей. Ну как приемлемые, хотя бы попасть в список источников после гораздо более рентабельных ГЭС (возобновляемых, кстати), угля и нефти.

Соседство ветряков и фотовольтаики с атомной и газовой должно быть вызывает безудержный оптимизм у адептов «Большой зелёной сделки» - мы спасём планету от углерода !

Радость имеет определённое основание, поскольку отрыв нефти и газа стремительно сокращался из-за роста цен, а стоимость солнечных панелей рекордно падала в разы, в том числе из-за перевода производства в Китай.

Про главный недостаток ВИЭ-генерации писали много. Вкратце это пила генерации, компенсировать которую нужно либо аккумуляторами непосредственно электрическими, что удорожает систему и резко снижает рентабельность, либо другими источниками энергии. Идеальным, как график отпуска энергии традиционной ТЭС, график дешёвой ВИЭ никак не получается - пила не хочет тупиться.

И так наступил литиевый перелом. Взрывной рост добычи лития, как сырья для аккумуляторных батарей. Поскольку месторождения лития не совсем совпали с местом его потребления, имели место тихие войны за их обладание, в частности в Боливии и Конго.

Лицемерных «зелёных адептов», провозглашающих борьбу с углеводородами из-за их неэкологичности совершенно не интересует ущерб экологии, наносимый добычей лития, производством аккумуляторов и самих электромобилей с их полимерами из тех же углеводородов.

Желаете ввести углеродный налог и убрать углерод из «углеродного следа» ? Будьте последовательны: исключите пластик и заменители натуральных материалов из обихода - они же требуют утилизации. Разлагаться сами не хотят, приходится сжигать на мусороперерабатывающих заводах, а это СО₂ - нельзя, закрыть ! Будьте добры вернуться к лаптям и рубищам, например - у нас ещё школа жива, поделимся опытом. Электромобили - ради бога, только строгайте их из дерева, ах, деревья поглощают углерод, их нельзя трогать. Велосипед вам в руки, только он металлический - металлургия стали и алюминия очень энергоёмка и ломаный график ВИЭ точно не для неё.

Ещё пара очень простых вопросов по ВИЭ: что станет с энергетикой европейских стран, если с солнышком станет плохо ? Например, начнётся массивное извержение одного из действующих вулканов, Этны, Катлы и ветер неудачно подует. Ладно, несколько месяцев, а если несколько лет, как после Тамборы с «годами без солнца» ?

А обледенение ветрогенераторов ? Тут целые мосты замерзают, а уж с лопастями ветряков природа управится легко.

Пример Японии этой зимой показал, что заместить полностью выключенные энергоблоки после Фукусимы ей так и не удалось:

Более того, пришлось отказаться от полного закрытия АЭС, поскольку энергетика перестала бы существовать вообще. 9 блоков модернизировали и оставили. В остальном снизили потребление домохозяйствами, «прикрутили» и частично заместили поставками СУГ и ВИЭ. Результат не заставил себя долго ждать: при нынешней непогоде (по японским меркам +5 - это жесть, у нас это без внимания) сети легли и цена электроэнергии взлетела до десятков рублей за кВт на наши деньги. Температура в квартирах несчастных японцев 12-15°, у нас даже в 90-е ни разу не падала ниже +16° (ради справедливости, это в целом, было и +12° кое-где).

Ну что, сынку, помогли тебе твои ляхи панельки ?

Отсюда растут ноги нового веяния - водородная энергетика. Решили совместить приятное (экологично) с полезным (энергетично). В результате сгорания - чистая вода. Сказка, прямо, как чистый изумруд и пукание фиалками. Сглаживание пилы генерации ВИЭ за счёт прерывистого производства водорода методом электролиза. О том, что горение водорода происходит при высоких температурах сопровождается образованием вредных окислов азота, предпочли не говорить. Топливные ячейки автомобилей, как основных городских загрязнителей, это исключают и хорошо. Пусть металлгидридные аккумуляторы разработают и поедут. А как быть с электростанциями ? Помимо более высокой себестоимости генерации на водороде улавливатели оксидов азота дороговаты. А как быть с самолётами, изволите повторить судьбу «Гинденбурга», возя в самолётах запасы водорода ? Металлгидридами его не загрузишь, не взлетит.

Ладно, пусть это забота зелёного потребителя, хотя понятно ежу, что заместить, к примеру российский природный газ электролизным водородом в принципе невозможно - объёмы несопоставимы. Единственный выход - пиролизный водород из того же тоталитарного мордорского газа. С углеродным налогом ещё ясности нет, но независимо от того, где из метана будет получаться водород, пользу извлечь можно. Чем платить за утилизацию углерода в Германии, можно забирать его, как ценное сырьё для производства графена, к примеру. Аналогично же поступаем с «отходами» АЭС - в Росатоме не дураки сидят, в отличие от пиндосов. Поэтому к теме производства водорода Правительство РФ относится очень серьёзно, а Газпром и Росатом не спят и активно работают.

В ряде стран Европы и Японии приняты водородные планы, правда в очень общих чертах, как хотелки. Частности в виде водородных трамваев и электричек уже есть, правда очень дорого и субсидируемо. А вот стратегии генерации водорода в промышленных масштабах очень эфемерны: какие-то полумифические СЭС в пустынях Африки с их песчаными бурями, транссредиземноморские водородопроводы, прямо «Атлантропа 2.0» какая-то.

Видимо тема производства или закупки дешёвого водорода из российского сырья не афишируется или «клиент не созрел». А вот в Японии потихоньку осознают трагичность ситуации и ведут переговоры о совместных водородных проектах с Россией. Ещё бы забыли про тему Курильских островов и сосредоточились на нуждах и чаяниях народа, мёрзнущего в тесных квартирках.

С трубопроводом природного газа в Японию до сих пор не срослось, здесь позиция ясна - хозяин за лужей не допустит, а водородную тему могут и продавить. Ведь именно трубопроводные поставки имеют наивысшую надёжность по сравнению с танкерами СУГ, которые в зависимости от цены могут изменить маршрут и уплыть не туда.

Перспектива сотрудничества облегчается новой технологией транспортировки водорода от японских же учёных, которые в отличие от британских занимаются реальными вещами. Поскольку представить себе магистральный трубопровод чистого жидкого водорода можно, но сложно, а возить интерметаллиды бочками сопряжено с теми же погодными рисками, что и танкерные перевозки.

Компании Chiyoda, Mitsubishi, Mitsui и Nippon Yusen начали проект ещё в 2015 году. Они сформировали общее научно-исследовательское подразделение AHEAD (Advanced Hydrogen Energy chain Association for technology Development - Ассоциация технологического развития водородной энергетики), которое построило завод по гидрогенизации (гидрированию твёрдого вещества для связывания водорода) в Брунее и установку по дегидрогенизации в Японии.

В данном проекте, однако, водород образуется при паровой конверсии метана, поставляемого в Бруней танкерами в сжиженном виде. Затем его связывают с толуолом, получая метилциклогексан, который при нормальных показателях температуры и атмосферного давления представляет собой жидкость, допускающую хранение и перевозку в цистернах. Метилциклогексан доставляют в Токийский залив, где на НПЗ «Кэйхин» компании Tao Oil производится его дегидрогенизация. Далее водород смешивается с газообразными продуктами нефтепереработки и поступает в газовые турбины ТЭС «Мидзуэ», находящейся прямо на территории НПЗ. Толуол возвращается в Бруней для повторного использования.

Аналогичную схему можно применить в отношении будущих поставок российского водорода, исключив глупости в виде лишних звеньев: сжижения/разжижения и перевозка танкерами. Метилциклогексан замечательно и безопасно будет циркулировать по трубопроводу до Японии с возвратом толуола обратно - двухтрубная система, как в теплоснабжении. Толуол - тот же продукт нефтепереработки. Конечно, проще сам метан поставлять, даже в смеси с водородом, как предлагает «партнёрам» Газпром, используя  имеющуюся инфраструктуру, но раз господа изволят кочевряжиться, то за ваши денежки можно и такой каприз выполнить.

Вопрос с сейсмостойкостью такого химпровода решить, думаю, не составит фантастического труда после инженерного чуда в Керченском проливе. Нам выгода очевидна: новые рабочие места на газопереработке, развитие Дальнего Востока, увеличение добавленной стоимости на продаже ресурсов/налоговых поступлений и рост благосостояния народа.

В сентябре прошлого года АО «Русатом Оверсиз» и Агентство природных ресурсов и энергетики Министерства экономики, торговли и промышленности Японии подписали Соглашение о сотрудничестве для разработки технико-экономического обоснования пилотного проекта по экспорту водорода из России в Японию. 

«Сегодня у России есть все возможности, позволяющие нам занять лидирующие позиции на зарождающемся перспективном мировом рынке водородной энергетики», - считает заместитель министра энергетики РФ Алексей Кулапин.

В заключение о нефтегазовой игле. Конечно, нужно развивать перерабатывающие отрасли, а не просто продавать ресурсы, но ведь нефтегазохимия - это переработка, а разве пресловутые полимеры не из этой сферы ? Насчёт разбазаривания недр вообще смешно, нужно пользоваться тем, что есть в распоряжении, но разумно. Кто-нибудь из «просральщиков» упрекнул Нидерланды за выкачанный до землетрясений и провалов Гронинген ? Германию за вырытый на корню уголь и срубленый лес ?

Не завтра и не послезавтра, но мы придём к «термояду» или какой-нибудь новой энергии и нефть с газом, как топливо, станут почти не нужны. Сидеть, как собака на сене и беречь ресурсы, помирая с голода, неразумно, согласитесь.

Для внутреннего потребления нужно руководствоваться принципом разумной достаточности. У нас большая страна с огромными зелёными массивами, регулирующими содержание углекислого газа, не нужно фанатеть по поводу Греты Тунберг и её зеленобесия. Выгодно ездить на бензине и метане, летать на керосине - нужно использовать их. Станет водород выгоднее и безопаснее, перейдём на него. Нужно быть технологически готовым к выпуску соответствующей техники и оборудования, просчитывать все экономические аспекты и риски, чтобы не въехать на ослах и верблюдах в будущее. Пусть европейцы обгоняют навьюченных саудитов на велосипедах, а мы поедем в комфортном автомобиле.