Энергия+климат: врио ректора ТПУ о потенциале водородных технологий

ТОМСК, 14 дек – РИА Томск, Елена Тайлашева. Передел энергобаланса начнется в мире в следующем году: после введения "углеродного налога" в Европе энергия, полученная от ископаемых топлив, сильно подорожает. Водород – самая экологичная альтернатива, но пока – несравнимо более дорогая. Как и кто удешевит водородные технологии, в интервью РИА Томск рассказал врио ректора Томского политеха (ТПУ) Андрей Яковлев.

– Водород – главная надежда альтернативной энергетики. На него делаются большие ставки, но в то же время много скептиков, основная претензия которых – дороговизна такого вида энергии. Как к ней относитесь вы?

– Дорого-недорого – это как считать. Раньше было так: ты пришел на рынок с дешевой энергией (например, метаном), цена у тебя в 1,5 раза ниже, чем у конкурентов, и ты легко занял нишу. Но сейчас мир изменился: к энергии нужно добавить климат.

Ты приходишь на рынок, говоришь, что у тебя дешевая энергия, а тебе считают, какой ущерб нанесли экологии выбросы СО2 в результате его производства, и эту сумму добавляют в виде налога. А это уже другая экономика.

Углеродный налог есть сейчас в некоторых странах ЕС, в Канаде, в отдельных штатах США. В 2021 году его введение будет рассматриваться на территории всей Европы. То есть грядет глобальная перебалансировка энергии. Водород будет играть в ней важную роль, не случайно он есть в энергетических стратегиях ведущих сырьевых компаний, таких как SHELL, Chevron или BP и так далее. Например, BP пишет: "Наша цель – нулевые выбросы (углерода) к 2050 году или раньше".

– Чем водородная энергетика хуже или лучше других альтернативных видов?

– Водород в основном находится в связанном состоянии, и действительно нужно затратить определенное количество энергии, чтобы его извлечь. А потом нужна энергия, чтобы его доставить для использования.

Но это же касается и любого другого вида альтернативной энергии. Допустим, вы всю Сахару заставили солнечными батареями. Все отлично, источник энергии неисчерпаемый, она дешевеет… Но как энергию доставлять в Европу? Если по силовым проводам, то нужна отдельная дорогая инфраструктура. Плюс энергию нужно аккумулировать, то есть строить аккумуляторы, потому что ночью нет выработки (энергии). То же самое касается ветряных электростанций.

Как аккумулятор энергии водород в этом смысле проще, потому что энергетические установки на его основе могут быть расположены где угодно (например, в труднодоступных местах на севере), их работа не зависит от внешних причин (таких как солнце или ветер).

– Из воды, наверное, его добывать проще всего?

– Проще – это точно: вы сами можете купить приборчик, электролизер воды, и выделить водород. Проблема в том, что на этот процесс вы затратите значительно больше энергии, чем в результате получите. Например, сейчас в мире производится около 70 миллионов тонн водорода в год, на это требуется 3600 тераватт-часов электроэнергии. Это больше, чем генерит вся Европа.

– Когда вы пришли в Политех, вы, я так понимаю, эту тему сделали одной из стратегических?

– Сначала нужно было понять, что есть. Ведь нельзя сказать: "Мы начинаем заниматься водородом, потому что сегодня это модно!". Должен быть задел. И у Политеха он закладывался десятилетиями. За это время сложились школы, опыт, понимание, видение. Плюс есть инфраструктура – ядерный реактор, ускорители, все это очень помогает развитию технологий.

Мы лидеры не потому, что сами себя ими объявили, а потому что наш приоритет признают другие. Приведу пример – недавно завершился российско-германский форум по водороду, на котором стороны рассказывали друг другу о текущих проектах.

Выступал и Александр Новак (заместитель председателя правительства), и Денис Мантуров (министр промышленности и торговли), и представители Минэнергетики, и РАН. Равноценный высокий состав был у немецких коллег. Многие коллеги отмечали ТПУ как университет, который дает прорывные решения. Кстати, Германия вкладывает десятки миллиардов евро в водородную энергетику.

– Какие интересные проекты у вас есть?

– Наши ученые занимаются методами получения, хранения и использования водорода. Есть группа, которая разрабатывает замену платиновых катализаторов недорогими, из кубического карбида вольфрама и молибдена. Есть группа, которая разрабатывает покрытия, защищающие конструкционные материалы от воздействия водорода.

Несколько исследовательских групп разрабатывают технологии получения водорода с помощью низкотемпературной плазмы, методом подземной электрофизической конверсии, методом газификации углей с улавливанием и утилизацией СО2, а также посредством электрохимической активации биоотходов.

Причем "занимаются" – это не просто статьи пишут (пусть и в высокорейтинговые журналы). Есть результат, который можно "потрогать руками" – посмотреть опытно-промышленный образец или, скажем, увидеть результаты опытных испытаний.

– Как думаете, сможет ли водород существенно потеснить традиционные энергоносители?

– Мир не откажется от углеводородов, это невозможно. Но у водорода точно будет ниша. Посмотрите, с какой скоростью строятся водородные заправки, какие амбиции у Китая по производству автомобилей на водородном топливе… Поэтому перебалансировку энергии нужно держать "на радаре" и развивать эти технологии, чтобы оказаться в числе лидеров.

Для этого в России мы инициировали организацию консорциума исследовательских университетов "Технологическая водородная долина". Нам нужно понять, что есть в науке? На какой стадии технологии? А какой коллектив? Какие производственные возможности?

Очень много компаний заинтересованы водородными технологиями и ими уже занимаются – это и Газпром, и Росатом, и СИБУР, и "Северсталь", и РЖД, и НОВАТЭК, и "КамАЗ"… В конце декабря мы на базе ТПУ организовываем "водородную" конференцию, и нам пишут очень много предприятий, которым интересно посмотреть, что в этой области есть в России. Ведь эти разработки могут дать реальные прорывы.

Вот, например, квадрокоптеры. Сейчас достижением считается 10-километровый автономный полет, но если мы ставим на них водородные двигатели, которые сами по себе легкие (в отличие от литий-ионной батареи) и без выбросов вырабатывают электрический ток, то 300 километров дальность полета – легко!

– Водородная долина – это физическое явление или просто организационное?

– Физическое: это реальная земля, на которой можно расположиться, построить часть общей бизнес-цепочки. Это место, где рождаются предприятия на технологиях фронтирной науки, где университет включается в бизнес-среду. Где, в конце концов, действуют особые налоговые режимы.

– Во что крупный бизнес уже сейчас вкладывает деньги?

– Есть амбиция создать в России железнодорожный транспорт на водороде, ее взяли на себя несколько компаний, ключевые – РЖД, Росатом и Трансмашхолдинг. Проект реализуется на Сахалине. 

Выстраивается целая бизнес-цепочка: есть компания, которая будет вырабатывать водород (Росатом здесь не просто так), есть те, кто будут производить вагоны нового типа, есть те, кто будет производить топливные элементы. Наконец, есть РЖД, которые будут это все эксплуатировать.

– Томский политех как-то в эту цепочку встроен? Сахалинский госуниверситет, кажется, участник водородного консорциума…

– Конечно, и мы сейчас начинаем активно работать с РЖД, с Росатомом.

Именно для того и выстраиваем консорциум, проводим конференцию. Можно долго рассуждать – дорого, дешево, рентабельно или нет... Но надо на деле взвесить свои силы, понять, где мы сильны, а где нужно "потренироваться", чтобы догнать. В целом есть огромный, просто огромный потенциал! Нужно объединить усилия, выстроить цепочку, чтобы наделить друг друга полномочиями и, разумеется, ответственностью.

Формируется новая экономика, толкаться локтями никто не будет – все должны друг другу помогать. Тогда водород может стать точкой роста – и экономического, и научного, и инженерного.