Які вектори водневої енергетики? Результати аналізу експертів НАДПУ.

Схоже фантастичне майбутнє стає реальністю. Данія планує побудувати “енергетичний острів” у Північному морі вартістю у 34 млрд доларів. Проєкт площею у 18 футбольних полів із 200-ма вітряними турбінами буде виробляти і накопичувати достатньо “зеленої” енергії для задоволення потреб 3 мільйонів європейських домогосподарств. Крім того вироблену островом енергію планується використовувати для виробництва “зеленого” водню, який буде застосовуватись у судноплавстві, авіації, промисловості та важкому транспорті країни або транспортуватись до Великобританії, Нідерландів або Німеччини. 

Модель датського енергетичного острова

Джерело: www.bbc.com

На сьогодні – це один із найамбітніших планів сучасності і прекрасна ілюстрація того, як змінюється Світ. Воднева енергетика поступово стає реальністю, а термін “воднева економіка” лише підтверджує перспективність цього виду енергії.

Чи встигає за цими змінами Україна? Чи є у нас водневий потенціал та як його використовувати? Експерти НАДПУ проаналізували цю сферу  та представляють вам свої результати.

Вектори розвитку водневої енергетики в Україні. Водень називають паливом майбутнього, екологічно чистим джерелом енергії, оскільки при його спалюванні утворюється пар, тобто вода. При цьому він має значно більшу енергоємність у порівнянні з викопними паливними корисними копалинами.

З прийняттям на початку 2020 року Європейським Союзом (ЄС) European Green Deal – стратегії кліматичної нейтральності до 2050 року, водень став стратегічним напрямком розвитку “зеленої енергетики”. І для України також. Оскільки в 2014 році Україна підписала Угоду про Асоціацію з ЄС, наш уряд зобов’язаний імплементувати ряд документів, які пов’язані з протидією зміни клімату, у тому числі приділяти увагу екологічним видам енергії.

Сьогодні у світовій практиці існує два шляхи отримання водню:

– видобування “синього” водню із природного газу;

– видобування “зеленого” водню шляхом гідролізу із використанням відновлювальних джерел електроенергії.

І разом з тим існує ряд проблем, пов’язаних з його зберіганням і транспортуванням. Ось тут і визначаються основні вектори водневої енергетики нашої держави: виробництво водню, його зберігання і транспортування.

‘Відновлювальні джерела енергії (ВДЕ). Одним із перспективних напрямків є виробництво водню з використанням електрики з відновлювальних джерел енергії, а саме вітрової та сонячної.

За даними ПрАТ “НЕК “Укренерго”, встановлена потужність ВДЕ лише за рік зросла у два рази. З 2,9 ГВт у червні 2019 року до 5,8 ГВт у червні 2020 року. І вже на кінець листопада 2020 року перевищила 6,3 ГВт. Водночас енергетична система України не може без наслідків прийняти таку кількість енергії з відновлюваних джерел. Постає питання куди дівати надлишок?

Крім того, ВДЕ не виробляють енергію стабільно. Це пов’язано з природними умовами: у темний час доби немає сонця, а швидкість вітру не завжди достатня для вироблення електроенергії. Рівень споживання електроенергії також не є постійним. Піковий – вдень і низький – уночі. Тож у періоди “пікового” виробництва, але при цьому слабкому споживанні, електроенергію від ВДЕ можна використовувати для електролізу “зеленого” водню. Водночас той же самий водень електростанції можуть в пікові години використовувати для виробництва електроенергії. Такий собі взаємозамінний цикл.

Проте для того, щоб він запрацював, Уряду необхідно стимулювати власників вітрових і сонячних станцій, а також включати в будівництво електролізери і паливні елементи.

До речі, згідно “Атласу енергетичного потенціалу відновлювальних джерел енергії України” річний потенціал виробництва водню в України в еквіваленті енергетичних одиниць може складати від 340 млрд кВт-год при базовому сценарії та до 500 млрд кВт-год – при оптимістичному. Вагомі цифри. Особливо якщо зауважити, що річний рівень споживання природного газу в Україні становить приблизно 300 млрд кВт-год, то навіть при базовому сценарії водень може його замінити!

Атомні електростанції як джерело енергії для гідролізу водню. В Україні наразі діють 4 атомних електростанції: Запорізька, Південно-Українська, Рівненська і Хмельницька (https://cutt.ly/ykTicdy). Всі вони мають функціонувати у стабільному режимі, тобто з певним базовим навантаженням – коли треба виробити певну сталу кількість енергії. А при цьому так як із енергією від ВДЕ у певні періоди відбувається перевиробництво енергії і утворюється її надлишок, який можна направити на гідроліз водню.

Добування водню. Ще у березні 2019 року вийшла наукова монографія “Обґрунтування пошукової технології водневих скупчень і геодинамічних явищ (нафтогазоносні регіони, шахтні поля)”, у якій зокрема описується створена вченими за даними геолого-структурних-термо-атмогеохімічних та аерокосмічних досліджень нова схема нафто-газо-гідро-геологічного районування України, яка дозволила визначити аномально-високі точки концентрації водню, як поновлюваного енергетичного джерела. При цьому водень, в якості головного складового елементу, у пошуковій практиці використовувався вперше. Звичайно, не чистий водень, а його аномальні концентрації у суміші з природним газом.

Серед авторів: доктор геологічних наук Ігор Багрій; академік НАН України Петро Гожик; академік НАН України Мирослав Павлюк; професор, член-кореспондент НАН України Юрій Забулонов; професор Георгій Рудько; кандидат технічних наук Ігор Мальчевський; президент “Українського Водневої Ради” Олександр Репкін і гірничий інженер Святослав Кузьменко.

Вчені зробили відкриття. Виявляється, що перспективними для видобутку водню є діючі та закриті шахти Донбасу і Львівсько-Волинського басейну. Так, на об’єктах досліджень: Томашевська площа, Лисичанські купола у Донецькому басейні, шахта “Степова”, “Лісова” у Львівсько-Волинському басейні значення водню на 2-3 порядки перевищували значення того ж метану.

Перспективними для видобутку водню вважають Дніпровсько-Донецьку западину, площі у межах Прикерченського шельфу і континентального схилу Східно-Чорноморської западини.

Крім того, в Україні є окремі водневі дегазаційні структури з великим потенціалом. Вчені Національної академії наук України пов’язують можливі родовища водню з базальтовими структурами Рівненської області.

 

Джерело: tokmaksolar.com.ua

Безперечно, про неосяжні об’єми добутку водню говорити ще зарано. Потрібно провести масштабні геофізичні дослідження, геологорозвідувальні роботи, буріння великої кількості свердловин, експериментальні відкачки…Але ж які перспективи зможуть відкритися для України у разі успіху.

Зберігання і транспортування водню. Одними із основних проблем водневої енергетики є транспортування і зберігання водню. Адже він відрізняється підвищеною проникністю і легко вступає у реакцію. Наприклад, водень здатен зробити метал крихким за 10-20-річний проміжок часу. Тож як тоді його транспортувати і де зберігати?

Над цим питанням з минулого року уже працюють вчені Європи і України також. Там почали низку пілотних проєктів щодо зберігання водню в соляних печерах. У Німеччині до 2030 року планують створити мережу для транспортування водню, довжиною 1200 км (https://cutt.ly/rkT7i6a).

В Україні “Регіональна газова компанія”розпочала серію досліджень з можливості використання української газотранспортної системи для транспортування водню. Перший експеримент із закачування 99%-го водню в газорозподільну систему показав непридатність існуючих українських мереж для транспортування чистого водню. Надалі плануються експерименти із вмістом водню 50%, 30% і 20%.

Україна володіє однією з найбільших у світі газотранспортною системою, загальною довжиною магістральних газопроводів 33 079 км, які забезпечені 1389 газорозподільними і 57 компресорними станціями (https://cutt.ly/JkYq3H1). Вона виконує дві основні функції: забезпечення природним газом внутрішніх споживачів, а також транзит природного газу через територію України у країни Західної та Центральної Європи. А відтак, було б цілком логічно використовувати її для транспортування водню не тільки по Україні, а й до Європи. Проте тут є ряд ключових питань:

  • Зношеність вітчизняної ГТС, деякі ділянки якої будувались ще у 40-х роках минулого сторіччя;
  • Необхідність модернізації і реконструкції, особливо у місцях стиків і на розподільчих ділянках;
  • Можливість використання у існуючому стані лише окремих ділянок мереж.

Однак ГТС України – це не тільки трубопроводи, а й третій у світі за можливим обсягом зберігання комплекс газосховищ, який здатен вміщувати до 37,8 млрд кубічних метрів умовного газу. По суті це виснажені родовища природного газу, які являються ідеальним резервуаром для зберігання водню. А довгострокові запаси водню можуть цілком забезпечити потреби як самої України так і країн Європи.

Підводячи підсумок. Переведення енергетики нашої держави допомогло б вирішити ряд політичних, економічних та енергетичних проблем, а саме:

  • Зменшити залежність України від російського газу;
  • Перетворити її на країну – потужного виробника і експортера водню;
  • Убезпечити економіку від європейського екологічного мита;
  • Покращити екологічну ситуацію у самій країні і зробити посильний вклад у порятунок планети;
  • А також, при правильному технологічному підході водень сприятиме стабільний роботі українських енергетичних систем.

Переваги, хай і майбутні, проте привабливі. Особливо, якщо врахувати той факт, що Європа обрала Україну як одного з ключових партнерів у розвитку водневих технологій (https://cutt.ly/5kYyShO).

Поділитися на facebook
Facebook
Поділитися на twitter
Twitter
Поділитися на linkedin
LinkedIn

Схожі записи

Один з найбільших світових золотодобувачів може втратити свій золоторудний об’єкт

Уряд Папуа-Нової Гвінеї відмовляється продовжувати спеціальну гірничу оренду Barrick Niugini на експлуатацію золотодобувної шахти “Porgera” Фото: mmsteelclub.com Уряд Папуа-Нової Гвінеї (PNG)

Читати далі

ДАЙДЖЕСТ НОВИН ПРО НАДРА

Тиждень, що минув можна назвати тижнем підбиття підсумків цього непростого року для гірничодобувної галузі і прогнозів на наступний. Провідні гірничодобувні

Читати далі

Акціонери Rio Tinto відхили прийняття плану скорочення викидів для споживачів

63% утримувачів акцій найбільшого світового виробника залізної руди проголосували проти прийняття екологічних обмежень Головний офіс компанії в місті Мельбурн. Джерело:

Читати далі