Газовики готуються змішувати газ із воднем: що це дасть споживачам та чи витримають наші труби

Під Харковом відбулися випробування шафових газорегуляторних пунктів (ШГРП) на роботу із сумішшю природного газу та водню у пропорції 80% на 20%. Це відомі багатьом «жовті шафи», що знижують тиск газу, перш ніж він потрапить до будинків чи підприємств. 

Це нова технологія, мета якої – замінити частину природного газу «зеленим» воднем, при згорання якого не утворюються вуглецеві викиди. Вона має як багато переваг, так і чимало проблемних моментів, пов’язаних у першу чергу із вартістю переходу на неї.

Kosatka.Media побувала на випробувальному полігоні та розповідає, як нова технологія може змінити наше життя, та що фахівці думають про реалістичність її втілення в Україні.

Що відбувалося на полігоні

Особливістю водню є значно менший розмір його молекули порівняно з природним газом. Тож якщо наповнити мережі чистим воднем, він дуже швидко вивітриться. А от суміш 80% (газ) / 20% (водень) вважається оптимальною для газових мереж, тому її потенційно можна використовувати для обігріву будинків і приготування їжі.

Випробування, які влаштували працівники АТ «Харківгаз», повинні показати, чи придатні ШГРП, вироблені RGC Production, для роботи з газоводневою сумішшю. Вони обладнані H2-ready регуляторами Pietro Fiorentini, які мають сертифікат на роботу із 20% сумішшю водню від виробника.

Полигон Харьковгаза, на котором испытывали ШГРП
Полігон Харьківгазу, на якому випробовували ШГРП. Фото: Kosatka.Media

Тестувалися п’ять найрозповсюдженіших типів ШГРП потужністю від 50 куб. м/год до 350 куб. м/год, які використовується для регулювання газу для побутових і невеликих промислових споживачів газу.

Зараз подібні експерименти проводяться в усьому світі, тож якщо українські досліди будуть успішними, це дозволить не лише зменшувати «вуглецевий слід» у довкіллі (бо водень при згоранні не утворює вуглецю), а й продавати обладнання українського виробництва за кордон.

Читайте також: ПЛАТА ЗА РОЗПОДІЛ ГАЗУ: НАВІЩО БІЛЯ БУДИНКІВ СТОЯТЬ «ЖОВТІ ШАФИ» ТА ЯК ВОНИ ЕКОНОМЛЯТЬ МІЛЬЙОНИ

На початку випробувань кожен із ШГРП продувають інертним газом (азотом), після чого подають суміш метану та водню.

Баллон со смесью метана и водорода
Балон із сумішшю метану и водню. Фото: Kosatka.Media

Упродовж серії експериментів фахівці газової служби перевіряли вузли та автоматику ШГРП. Наприклад, як працюють запобіжно-запірні клапани (повинні зупиняти рух газу, якщо тиск стане занадто високим чи низьким), та чи не виходить газ крізь з’єднання.

Головна ж мета тестів – перевірити, чи тримають ШГРП тиск. Для цього «шафи» повинні стояти під робочим тиском впродовж 12 годин, а газовики за допомогою детекторів газу періодично перевірятимуть, чи немає витоків. 

«На полігоні знаходяться звичайні ШГРП – такі ж, які ми випускаємо на наших заводах. Регулятори, які сертифіковані для роботи із 20% сумішшю водню, вже на них стоять на них від початку. Тобто, якось спеціально «під водень» ми їх не модифікували. Вже за кілька днів «шафи» з полігону поїдуть до своїх замовників», – сказав заступник керівника водневого проекту РГК Ігор Гоцик.

Це не перший цикл випробувань – перед цим подібні тести провів «Житомиргаз». Пізніше їх проведуть у Дніпропетровській, Волинській та Івано-Франківській областях.

Читайте також: ПРОФЕСОР СТЕПАН КУДРЯ: МИ ПРАЦЮВАЛИ НАД ВОДНЕВИМИ ТЕХНОЛОГІЯМИ ЩЕ 30 РОКІВ ТОМУ

Чим Україна «заправлятиме» свою трубу

В РГК кажуть, що тестують лише технічний аспект постачання газоводневого «коктейлю». Економіку цього процесу не прораховують. А от якраз до економічного виміру переходу на водень є величезні запитання. Принаймні зараз.

Перш за все – де взяти стільки водню? Україна у 2020 році спожила близько 30 млрд м3 природного газу. Навіть заміщення його воднем на 20% означає потребу в 6 млрд м3 водню. Це величезний обсяг.

Як пояснив Kosatka.Media президент Всеукраїнської водневої ради Олександр Рєпкін, точно сказати, скільки зараз водню виробляється в Україні, дуже складно. «Зараз це приватні виробництва і знайти їхні обсяги дуже важко. Але їх навіть не можна порівнювати з тими об’ємами, які будуть потрібні – вони в десятки разів менші», – пояснив Рєпкін.

До того ж, як не дивно, «не кожен водень однаково корисний»: в сучасній енергетиці розрізняють цілих 6 видів походження водню – залежно від кількості вуглецю, що потрапив до оточуючого середовища під час його виробництва.

  • «Зелений водень» виробляється електролізом води за допомогою електроенергії з ВДЕ. Вуглецевий слід при цьому не утворюється.

  • «Сірий водень» – це водень, вироблений з метану з викидами CO2.

  • «Коричневий водень» виробляється з газифікованого вугілля з викидами CO2. Вважається найменш екологічним.

  • «Блакитний водень» – це «сірий» або «коричневий» водень, але з уловлюванням і зберіганням вуглецю (зазвичай з ефективністю 50-70%).

  • «Жовтий водень» або «рожевий водень» – при його виробництві для електролізу використовується електроенергія, вироблена на АЕС.

  • «Бірюзовий водень» – отримують шляхом піролізу метану з утворенням побічного продукту – твердого вуглецю. 

Сама логіка декарбонізації говорить про те, що нульовий рівень вуглецевих викидів повинен бути вже на етапі виробництва водню. Це означає, що екологічний бар’єр можуть здолати лише «зелений» і «жовтий» водень. При цьому у 2019 році близько 96% світового виробництва водню було отримано з викопного палива і лише 4% – від електролізу. Те ж стосується і водню, що виробляється в Україні – зараз він виступає в ролі технічного газу, а не «зеленого» енергоносія.

Другий момент – скільки коштуватиме «зелений» водень. За підрахунками експерта у сфері енергетики Георгія Гавриленка, енергозатратна частина вартості водню, виробленого з «зеленої» електроенергії шляхом електролізу води складає 15,2 грн/м3 (без ПДВ). Тоді як найнижча ціна, за якою пропонують природний газ населенню зараз – 8,8 грн/м3.

«Це тільки енергозатратна частина вартості водню. Повна вартість включає вартість хімічного знесолення води, амортизаційні відрахування, транспортування, експлуатаційні витрати (вартість реагентів, зарплата, запасні частини, ремонт, технічне обслуговування та ін.) і стане як мінімум вдвічі більшою, тобто може досягти 30 грн/м3», – підрахував Гавриленко.

Окрім того під використання газоводневої суміші потрібно буде адаптувати газові мережі (бо водень легше проникає крізь нещільні з’єднання).

«Доведеться інвестувати в інфраструктуру. Якщо ми розглядаємо водень як продукт майбутнього, то потрібно проводити редизайн і модернізацію мереж (заміну стиків, фланців, регуляторів і так далі) з увагою до водню, який може надходити у мережі», – сказав Ігор Гоцик.

Читайте також: ЧЕТВЕРТА ІНДУСТРІАЛЬНА РЕВОЛЮЦІЯ: ЯК ВОДНЕВІ ТЕХНОЛОГІЇ ЗМІНЯТЬ УКРАЇНУ

Водень може бути цікавим вже зараз

Водночас заступник директора з наукової роботи Інституту газу Національної академії наук України Костянтин П’яних нагадує, що вартість «зеленої» електроенергії постійно знижується. Наприклад, у Саудівській Аравії вже реалізовано проект з генерації електроенергії на СЕС з  вартістю 1 кВт 1,3 центи. За таких умов виробництво «зеленого» водню стає економічно привабливим вже зараз.

«Якщо брати вартість «зеленого» кіловата 1,3 центи, то для виробництва 1 кубометра водню потрібно 4,5 кВт електроенергії, що коштує 6 центів. Щоб замістити 1 куб природного газу, потрібно 3 куби водню. Нехай це коштуватиме 20 центів, або 6 гривень. А зараз побутові споживачі купують газ по 8 грн/м3, а підприємства по 15 грн/м3. Це вже зараз цікаво», – сказав Kosatka.Media П’яних.

Він додав, що газові мережі України і так вимагають заміни. Якщо робити це правильно, то і втрат водню в мережах не буде.

«Вже опрацьовано, якими мають бути ущільнювачі, з чим треба працювати. І якщо все зробити правильно, то і з природним газом проблем не буде, і з воднем. І навіть за умови, якщо водень витікатиме, то у відсотках його витікатиме більше, ніж природного газу, але через те, що його калорійність менша, ніж природного газу, то виходить, що в калоріях ми будемо втрачати менше, ніж втрачали б у природному газі. Так само цю суміш газів можна буде зберігати у наших підземних газосховищах», – сказав П’яних.

Всі інші підводні камені у використанні водню, на його думку, можна вирішити законодавчим стимулюванням і регулюванням.

«Якщо країні щось потрібно, можна зробити таке законодавче поле, щоб це було цікаво. Зараз не йде мова про те, що хтось буде платити менше чи більше. Зараз ми кажемо – ми рухаємося туди, куди рухається світ, або сидимо і нічого не робимо. Навіть Росія, яка має природний газ, готова заходити на ринок водню, якщо на нього є попит. То чому ми маємо бути осторонь цього?», – підсумував П’яних.

Читайте також: ВОДЕНЬ ЗАМІСТЬ ГАЗУ: РЕЗУЛЬТАТИ ПЕРШИХ УКРАЇНСЬКИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Теги: газ, водень, водневі технології, декарбонізація, РГК, вуглецева нейтральність

Читайте також

Акциз для ВДЕ, впровадження REMIT та регулювання стораджів: яких рішень чекає енергетика від ВР
Без вугілля та світла: якою може бути зима в Україні
Висновок з оцінки впливу на довкілля: юрист назвав основні помилки при отриманні