PETROLEUM. Аналитический журнал. Новые проекты, разработка месторождений, добыча, переработка, транспортировка нефти и газа, презентация компаний, статистика по добыче углеводородов, мониторинг инвестиционного законодательств

Рынки

Преимущества водородной промышленности в Казахстане

Ердаулет Абуов, Даулет Жакупов, Ботакоз Сулейменова, Бекбол Исмагулов, Алиса Ким, Сауле Жолдаякова

Департамент по альтернативной энергетике, Лаборатория по исследованию водородных технологий, ТОО «КМГ Инжиниринг», Астана/Атырау

В Казахстане перспективы развития водородной энергетики рассматриваются, в основном, с экспортной точки зрения. Прогресс в развитии конечного использования водорода в Казахстане ограничен. Однако есть долгосрочное видение конечного использования водорода в промышленности, транспорте и энергетике Казахстана. В связи с существующим применением водорода в химическом секторе и на нефтеперерабатывающих заводах эти два направления были отнесены к ближайшим областям конечного использования.

Энергетический переход в Казахстане и водородная энергетика

Условия энергетической и климатической политики для развития водородной отрасли в Казахстане

Казахстан планирует стать углеродно-нейтральным к 2060 году, и основные инициативы на этом пути закреплены в Стратегии углеродной нейтральности, официально принятой 2 февраля 2023 года. В документе предлагается межотраслевой подход к решению проблемы декарбонизации. Помимо охвата различных социально-экономических аспектов, Стратегия также фокусируется на потенциальных технологиях и развитии НИОКР. Таким образом, CCUS, использование биотоплива и водорода, а также расширение использования возобновляемых источников энергии являются основными движущими силами будущего устойчивого развития.

Однако детальная оценка документа не показала конкретных применений вышеупомянутых технологий, оставив вопрос о сроках и подходах к низкоуглеродной утилизации водорода для будущих нормативных актов и дорожных карт различных заинтересованных сторон, в основном государственных организаций, бизнеса и общества. Современное видение Стратегии представлено в табл. 1.

Обладая огромными запасами недорогого ископаемого топлива, Казахстан не может быстро перейти к низкоуглеродному развитию. В ходе исследования были выделены три основных дви»жущих силы водородной экономики в Казахстане: декарбонизация, экспортный потенциал и энергетическая безопасность. Возможность производства «голубого» водорода на гигантских нефтегазовых месторождениях была оценена в обзорной статье (см. «Водородные перспективы Казахстана», Petroleum №1-2023 г.).

Что касается производства "зеленого" водорода, то для реализации гигамасштабных проектов необходимо наличие значительного количества воды и возобновляемой электроэнергии на месте и/или возобновляемой электроэнергии, передаваемой из регионов с высоким уровнем энергоснабжения. Существует значительная корреляция между количеством часов работы электролизеров в год и стоимостью "зеленого" водорода. В последнее время в Казахстане был проведен ряд исследований, посвященных изучению возможностей производства водорода с низким содержанием углерода.

Предыдущий анализ, проведенный в работе, показал, что геоусловия Казахстана позволяют развивать время работы до 5700 ч/год и 1600 ч/год для ветровой и солнечной электроэнергии соответственно. Однако в Центральной Азии существует проблема нехватки воды. Три из восьми водных бассейнов Казахстана испытывают дефицит воды. Количество воды, используемой зеленым водородом в масштабах страны, представляется незначительным, однако использование воды водородной промышленностью в масштабах бассейна остается неясным. Несмотря на эти препятствия, два местоположения являются перспективными для крупномасштабного производства экологически чистого водорода в Казахстане: Мангыстауская область, примыкающая к Каспийскому морю, и Карагандинская область, расположенная вдоль озера Балхаш.

Кроме того, водоемы Иртыш и Нура-Сарысу в сочетании с энергией ветра также могут быть использованы для мелкомасштабного производства зеленого водорода (см. рис. 1). Что касается производства "голубого" водорода, то в западных регионах страны, где имеются запасы природного газа и осадочные бассейны с высоким потенциалом хранения CO₂, можно производить "голубой" водород. Крупные проекты по производству голубого водорода наиболее предпочтительно реализовывать в Атырауской, Западно-Казахстанской и Мангыстауской областях (см. рис. 1). По запасам газа страна входит в число 20 крупнейших в мире, однако ценовая политика и монополия в газовом секторе создают искусственный дефицит ресурсов и могут препятствовать внедрению голубого водорода без соответствующих стратегий по снижению воздействия на окружающую среду. Те же ограничения, связанные с водой, которые существуют для "зеленого" водорода, применимы и к "синему" водороду, поскольку он имеет аналогичный уровень потребления воды.

Рис. 1. Потенциальные поставщики и конечные потребители водорода в Казахстане

До настоящего времени страна, в основном, полагалась на возобновляемые источники энергии и увеличивала использование природного газа. Для перехода к декарбонизации на основе водорода было признано необходимым провести полный анализ профиля выбросов парниковых газов, представленного в системе торговли квотами на выбросы (ETS).

Локальная ETS была полностью запущена в 2018 году. Принцип действия основан на распределении свободных квот между секторами выбросов, а именно энергетикой, металлургией, нефтегазовой, горнодобывающей, химической промышленностью и производством строительных материалов (производство извести, цемента, кирпича, гипса). Транспортный сектор не входит в сферу действия системы. Согласно Экологическому кодексу, с 2021 года для стимулирования инициатив по декарбонизации предусматривается сокращение свободных квот на 1,5% в год, а промышленные предприятия должны покупать квоту на дополнительные выбросы на фондовом рынке. В настоящее время цена дополнительной квоты составляет $1,1 за тонну CO₂-экв.

Для определения вклада отдельных отраслей в профиль выбросов парниковых газов в целом по стране данные о распределении свободных квот были обработаны для периода с 2018 по 2025 годы. Результаты обобщены в табл. 2. Как видно, основным источником выбросов ПГ в Казахстане является электроэнергетика с долей около 57%, второе и третье места занимают металлургия (18,6%) и нефтегазовая отрасль (13,96%) соответственно. Следует отметить, что в настоящее время постоянный мониторинг профиля и объемов выбросов предприятий находится в стадии разработки, и, следовательно, представленные данные не отражают полного профиля загрязнения страны.

Таблица 2. Национальный план распределения средств по регулируемым отраслям (2018-2025 гг.)