ESG и устойчивое развитие нефтегазовой отрасли
Водородные перспективы Казахстана
Многие развитые страны, уделяя приоритетное внимание сохранению окружающей среды, изучают варианты трансформации к «зелёной» экономике. Переход от ископаемого топлива к экологически чистым энергетическим решениям включен в повестку дня национальной стратегии Казахстана. В декабре 2020 года на Саммите по климатическим амбициям президент страны Касым-Жомарт Токаев объявил, что Казахстан привержен достижению углеродной нейтральности к 2060 году. Перспективным направлением в этих совместных усилиях является водородная энергетика. Поэтому правительству было поручено определить водородную энергетику в качестве одного из приоритетов и создать Центр компетенций в области водородной энергетики при Национальной компании «КазМунайГаз» на базе ТОО «КМГ Инжиниринг». В данный момент Центр компетенций по водородной энергетике был переименован в Департамент по альтернативной энергетике, также функционирует Лаборатория по исследованию водородных технологий.
Три основные причины, побуждающие разные страны стремиться к развитию водородной экономики – это декарбонизация, экспортный потенциал и энергетическая безопасность. В предстоящем десятилетии Казахстану придется бросить вызов самому себе для достижения более амбициозных целей по декарбонизации, поскольку существующая энергетическая и климатическая политика страны не учитывает важность водорода. Стране нужна специальная водородная стратегия или дорожная карта для ускорения перехода от углеводородной экономики к водородной.
Водород как экспортный товар
Обзор текущего рынка водорода и прогнозирование будущего спроса показали, что в 2020 году 90 млн тонн водорода было произведено, в основном, из природного газа. За ним в качестве источников следуют уголь и побочные продукты. Рынок водорода в 2050 году достигнет, по прогнозам, 660 млн тонн. В последнее время в мире анонсируется всё больше и больше водородных проектов гигантского масштаба. Тем не менее, их мощности не могут удовлетворить спрос на водород в объемах, необходимых для достижения углеродной нейтральности. В этом отношении уникальное расположение Казахстана между двумя крупнейшими рынками водорода – КНР и ЕС – может стать решающим фактором для дальнейшего развития водородной промышленности в стране. При этом приоритет отдается низкоуглеродистому водороду (зелёный / голубой), чтобы добиться успеха даже на рынках с жестким углеродным регулированием.
Еще одним фактором развития водородной промышленности является энергетическая безопасность. Нестабильность на рынках газа и нефти, вызванная геополитической ситуацией, поставила энергетическую безопасность выше энергетического перехода. Например, Германия не так давно приняла закон о чрезвычайном положении, который позволяет запускать угольные электростанции до марта 2024 года для удовлетворения потребностей в электроэнергии. Для стран-импортеров энергии водород может стать новым источником энергии с диверсифицированными возможностями местного производства и импорта.
Огромное количество возобновляемых ресурсов и ископаемого топлива в Казахстане указывает на то, что страна может обеспечить местные потребности в энергии в течение длительного периода. Казахстан может также помочь другим странам решить их проблемы энергетической безопасности, экспортируя традиционные и альтернативные источники энергии, такие как голубой/зелёный водород.
Голубой против Зелёного
Водород является перспективным источником топлива для энергетического перехода, но не весь водород одинаков. Голубой и зелёный – это два основных типа водорода, однако они оказывают совершенно различное воздействие на окружающую среду, имеют разные производственные затраты и скрытые подводные камни.
Голубой
Основными сырьевыми ресурсами для получения голубого водорода являются природный газ, попутный нефтяной газ (ПНГ) и уголь. Казахстан является экспортером энергоносителей, обладая значительными запасами природного газа, нефти и угля. По данным BP за 2021 год, Казахстан занимает 16-е место в мире по запасам углеводородного газа, что составляет 1,2% мировых запасов, причем подавляющее большинство находится в западной части страны, а несколько газовых месторождений расположены на юге.
Тем не менее, у страны могут возникнуть трудности с наличием доступного исходного природного газа для крупномасштабного производства голубого водорода, поскольку значительная его часть зарезервирована для экспорта и повторной закачки в пласт. Страна рассматривает природный газ как возможность снизить углеродоемкость своей экономики. Таким образом, Казахстан постепенно увеличивал внутреннее потребление газа с конца 90-х годов, и уже столкнулся с дефицитом. Недавно правительство объявило о плане изъять 2 млрд куб. м из экспортных объемов и направить их на внутренний рынок. Объем экспорта также не может учитываться для производства голубого водорода при текущих ценах на газ, поскольку прибыль от продажи газа, скорее всего, выше, чем от его переработки в водород и последующей продажи в этом виде.
В то же время 20,3 млрд куб. м запасов используются для нужд повторной закачки на трех крупнейших месторождениях, а именно: Карачаганак, Тенгиз и Кашаган, на которых в 2020 году было добыто 79% всего товарного природного газа. У каждого из трех месторождений есть производственные планы по увеличению или поддержанию нефтедобычи в течение следующих нескольких десятилетий. Таким образом, повторно закачанный объем газа не может быть использован, если его нельзя заменить другим газом.
Но выход есть. Одним из вариантов является добавление новых установок паровой конверсии метана (SMR) к существующим установкам по переработке газа на этих трех месторождениях для получения синтетического газа из природного газа и ПНГ. Синтетический газ должен быть позже переработан в потоки водорода и CO2. При улавливании в достаточном объеме, CO2, используемый для повышения нефтеотдачи пластов, может эффективно заменить повторно закачиваемый в настоящее время газ. Небольшие нефтяные и газовые месторождения также могут рассмотреть возможность производства голубого водорода, если они используют кластерный подход путем совместного использования газоперерабатывающих мощностей и газопроводов.
Газификация угля с последующим улавливанием CO2 также может привести к получению голубого водорода. Казахстан считается десятым по величине обладателем ресурсов угля в мире, с 29,4 миллиардами тонн запасов на 49 месторождениях, с основными запасами в северной и центральной частях Казахстана. Энергия для потребления внутренним рынком в Казахстане, в основном, вырабатывалась за счет угля – доля этого источника составляла 56% в 2020 году. По оценкам IHS Markit, внутренний спрос на уголь сократится к 2030 и 2040 годам до 51% и 42% соответственно. Тем не менее, уголь останется доступным и незаменимым топливом в Казахстане в течение следующих нескольких десятилетий.
Газификация угля для получения газообразного водорода из синтетического газа с последующим улавливанием CO2 может обеспечить экологически чистое энергетическое решение как для энергетики, так и для промышленности. Технология газификации угля в Казахстане не достигла коммерческой стадии и остается на стадии НИОКР с несколькими проектами, связанными с газификацией в пластах, а также плазменной и подземной газификацией угля.
В отличие от природного газа, в Казахстане нет проблемы нехватки угольных ресурсов. Производство голубого водорода не будет конкурировать с нынешним использованием угля. Таким образом, уголь мог бы стать сырьем в долгосрочной перспективе.
Зелёный
Производство водорода в электролизерах может быть классифицировано как экологически чистое только в том случае, если электроэнергия поступает из возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Согласно новому Экологическому кодексу Казахстана, солнечная, ветровая, гидроэнергетическая, и энергия биомассы и отходов классифицируются как ВИЭ. Казахстан постепенно увеличивает долю ВИЭ в энергобалансе страны. Доля ветровой и солнечной энергии достигла 1,47 ГВт (6,2%) из 23,6 ГВт общей установленной мощности в стране. Правительство планирует увеличить мощность ВИЭ до 4,5 ГВт к 2028 году, а производство электроэнергии с помощью ВИЭ планируется довести до 50% от общей выработки электроэнергии к 2050 году.