В разных точках планеты работы над водородными технологиями финансируются из бюджетов государств, автомобильных концернов и нефтяных компаний. У России оказался свой путь. Отечественным разработчикам удалось заручиться денежной поддержкой крупнейшей горнометаллургической компании Норильский никель. Бизнесмены уверяют, что знают, как коммерциализировать мощный задел российской научной школы в сфере водородных технологий. На суд общественности представлены первые водородные энергетические установки с неплохим коммерческим потенциалом. Ради успеха россияне рискнули потратить сотни миллионов на покупку зарубежной компании, чтобы с ее помощью выводить новые продукты на рынок.

И кому это нужно?

Норникель, где программу водородной энергетики курирует вице-президент Владимир Пивнюк, инвестировал в инновационные разработки 120 млн долларов за три года, а сейчас готовится удвоить вложения

Владимир Пивнюк, вице-президент Норникеля, курирующий программу водородной энергетики, объясняет необходимость развития нового направления сразу несколькими факторами. Электрохимический принцип извлечения энергии с применением водорода позволяет увеличить КПД энергетических установок и избавиться от вредных выбросов, которые выделяются при сжигании обычного углеводородного топлива и наносят вред окружающей среде. Кроме того, через 10-30 лет большинство известных месторождений углеводородов будут исчерпаны, так что нефть станет слишком ценным сырьем, чтобы использовать ее в качестве основного источника энергии для промышленности и транспорта. Поэтому на смену двигателям внутреннего сгорания и паровым турбинам должны прийти новые водородные технологии.

Помимо отвлеченно-научных соображений у Норникеля к водородной энергетике есть и коммерческий интерес. С учетом добычи американской дочки ГМК Stillwater Mining российская компания контролирует свыше 50% мирового производства палладия, фактически втрое опережая по этим показателям ближайших конкурентов — южноафриканские Impala Platinum и Anglo Platinum. Зато по добыче так же одного металла платиновой группы (МПГ) — собственно платины россияне значительно уступают другим производителям: с долей около 15% мирового производства они находятся лишь на третьем месте. Так вот, по промышленным свойствам палладий и платина весьма близки, но второй металл сейчас используется гораздо шире и стоит на мировом рынке фактически в четыре раза дороже (в конце мая на Нью-Йоркской фондовой бирже — 1286 против 344 долларов за тройскую унцию, т. е. за 31,1 грамма). Основным потребителем МПГ в мире являются автомобильные концерны, использующие их при изготовлении катализаторов выхлопных газов. И потеснить платину на этом рынке норильчанам до сих пор не удалось.

Россияне весьма рассчитывают на значительное увеличение палладиевого рынка. По предварительным итогам, в 2005 году Норникель произвел 3,13 млн. унций этого металла. И если палладий станет неотъемлемым компонентом водородных технологий, стоимость металла будет расти. Катализаторы, мембраны по очистке водорода, конструкционные материалы — добавленная стоимость металла в этих изделиях на порядки выше, чем в слитках сырья, — поясняет Владимир Пивнюк. Компания оказалась заинтересованной в поддержке исследовательских и внедренческих работ в сфере использования водорода. Осенью 2003 года Норникель подписал соглашение с Российской академией наук, обязавшись финансировать работы по комплексной программе Водородная энергетика и топливные элементы. А в апреле нынешнего года объявил о намерении стать крупнейшим акционером американской компании Plug Power, специализирующейся на водородном оборудовании.

Зато мы делаем ракеты

История работ по извлечению энергии из водорода в России берет начало в программе освоения космоса. Андрей Корнеев, заведующий сектором энергетических исследований Института США и Канады РАН, подчеркивает: Удельная весовая теплотворная способность водорода почти в четыре раза больше, чем у бензина, и в семь раз выше по сравнению с углем; один килограмм водорода эквивалентен по энергии сгорания 3,78 литра бензина. Первой и главной сферой использования энергии водорода стали ракетные двигатели. Но попытки применения реактивных водородных двигателей в гражданской сфере особого успеха не имели.

Более подходящими для гражданки оказались способы электрохимического извлечения энергии из водорода, о которых уже упоминал Владимир Пивнюк. В свое время этот топ-менеджер Норникеля возглавлял российскую программу пилотируемого освоения космоса, в рамках которой велись работы по созданию многоразовой космической системы Энергия-Буран. В российском космическом челноке и были впервые опробованы наиболее эффективные электрохимические водородные генераторы отечественного производства.

По словам Пивнюка, разработка топливных элементов (сейчас их есть уже пять различных типов) является одним из двух основных направлений исследований в современной водородной энергетике. Второе — это вопросы развития водородной инфраструктуры: мощностей по производству, хранению и транспортировке газа. сейчас исследователи решают два комплекса проблем: откуда взять водород и как его переработать в пригодную для дальнейшего использования энергию. Вице-президент Норникеля уверяет: весьма многие технологические разработки российских ученых в этих сферах находятся на мировом уровне. Однако пока в цепочке не появится интегратор, в конкретном применении разработок дело не сдвинется.

Вместе с лидерами

Стоимость обслуживания установки, работающей на водороде, в два-три раза ниже стоимости аналогичных по мощности дизельгенераторов

Интерес к водородной энергетике в России действительно широк: на международном форуме Водородные технологии для производства энергии, который прошел в Москве в середине февраля 2006 года, выступили около 150 российских докладчиков. Владимир Пивнюк говорит о том, что различными аспектами водородной энергетики в России занимается около 50 институтов Российской академии наук и несколько инженерно-конструкторских центров. Порядка 70 академиков и более 1 тыс. докторов наук посвятили свою деятельность вопросам извлечения из водорода энергии.

На поддержку исследовательских работ в этой области Норильский никель выделил в 2003-2006 годах 120 млн. долларов. Куратор данного направления объясняет, что сначала компания напрямую финансировала РАН, а академия перераспределяла инвестиции среди своих институтов. но такой механизм мог привести к распылению средств. Поэтому в 2005 году под эгидой Норникеля была создана Национальная инновационная компания Новые энергетические проекты (НИК НЭП) — она начала вкладывать деньги напрямую в проекты, которые были признаны наиболее перспективными.

Работа компании организована по классическому варианту проектного финансирования НИОКР. Коммерциализация технологий во всем мире идет именно с привлечением венчурного капитала, когда инвесторы принимают большие риски в надежде получить в будущем приличные прибыли. Полагаться они могут только на свой опыт, на нюх, — рассказывает Пивнюк, вдоб * к посту в ГМК занимающий так же и пост первого замгендиректора НИК НЭП. — Эта компания — некий гибрид технопарка, по сути совокупность малых внедренческих предприятий, размещенных в одном инновационно-инжиниринговым центре в Москве. С выбранными организациями заключаются договоры, к ним прилагаются техзадания, затем начинаются денежные отчисления. Наиболее инвестиционно емким направлением, конечно, является разработка технологий. Ну а затем идет агресс. маркетинг?.

Пивнюк сетует на отсутствие в России действенных механизмов коммерциализации технологий. Именно поэтому, как утверждает бизнесмен, Норильский никель решил приобрести одну из западных компаний, обладающих налаженными каналами вывода инноваций на рынок. По идее инвесторов, синергетику должно обеспечить соединение российской научной мысли с умением западных партнеров создавать массовый спрос на новую продукцию.

Выбор пал на американскую Plug Power, специализирующуюся на оборудовании для водородной энергетики. В апреле 2006 года соглашение о намерении купить 35% акций этой компании за 241 млн долларов подписали Норильский никель и холдинговая компания Интеррос (она принадлежит основным владельцам Норникеля и одновременно является акционером ГМК). Завершение сделки, по итогам которой россияне станут крупнейшими акционерами Plug Power, ожидается в июне. Причем часть инвестиций должна пойти на развитие бизнеса компании, в том числе на создание производств на территории России.

В принципе инвестиции россиян в водородную энергетику сейчас сравнимы с вложениями мировых грантов. В 2003 году президент США объявил о намерении правительства страны потратить 1,7 млрд долларов в течение пяти лет на работы в сферах производства водорода, создания топливных элементов и проектирования автомобилей с гибридными силовыми установками. В том же году Еврокомиссия запустила аналогичную программу с объемом финансирования 2,8 млрд. евро сроком на десять лет.

Напомним, одновременно с западниками объявивший о своей инициативе Норникель инвестировал в водород 120 млн. долларов за три года, а сейчас готовится удвоить вложения. На уровне компаний это много: конкурент фактически уже российской Plug Power — Ballard Power Systems — недавно заручился поддержкой от своих инвесторов Ford и DaimlerChrysler в размере $60 млн.

Установка на новизну

Водородная энергетика так же не скоро станет дражиционною

Владимир Пивнюк называет несколько концептуальных разработок, которые имеют коммерческий потенциал: Во-первых, в России умеют создавать хорошие топливные элементы: твердополимерные низкотемпературные, среднетемпературные и так называемые твердооксидные, или керамические, работающие при температуре 600-1000 градусов, — они являются наиболее перспективными и могут в будущем заменить сетевую многомегаваттную энергетику. Сейчас ведутся работы по увеличению их ресурса до 30-40 тысяч часов. По словам Пивнюка, второе направление исследований — это технологии конверсии углеводородов в водород. В мире ежегодно производится 50 млн. тонн водорода, из них 95% — из природного газа в ходе парометанового риформинга. Считается, что на ближайшие 30 лет природный газ останется самым дешевым источником сырья для водородной энергетики. Россияне научились строить и интегрировать в энергетические установки портативные топливные циклоры, которые позволяют извлекать водород из газообразных и жидких углеводородных топлив, что называется, на местности. Такой циклор можно подсоединить к газовой трубе в коттедже и на выходе иметь электроэнергию, тепло и воду.

Уже пройден путь до создания демонстрационных образцов энергоустановок на основе топливных элементов различных типов. Особая гордость разработчиков — автономная воздушноводородная когенерационная энергоустановка, совместная разработка НИК НЭП и РКК Энергия им. С. П. Королева. Мощность установки — 5 кВт, она выдает переменный ток напряжением 220 В и частотой 50 Гц — такими же параметрами, как в домовых розетках. Кроме электричества установка генерирует и тепловую энергию мощностью 6 кВт. Основное топливо, используемое в этой установке, — природный газ и метанол.

Пивнюк сетует, что деградировавшая российская обрабатывающая промышленность инновационно невосприимчива — найти промплощадку, на которой можно освоить серийное изготовление таких установок, весьма сложно. Не исключено, что инвесторы решатся создавать подобное производство в чистом поле.

В этом духе высказался замгендиректора Интерроса Сергей Батехин, объявивший, что ТЭО завода уже готовится, стоимость его строительства не превысит 10 млн долларов, а запустить его можно будет к концу 2007 года. По договоренностям относительно Plug Power часть потраченных россиянами денег на покупку компании будет использована на расширение ее производства, в том числе на строительство нового завода по производству энергоустановок в России. В 2005 году Plug Power продала 400 энергетических установок, планы на 2006 год — около 1 тыс. Россияне же собираются в течение трех-четырех лет довести объем выпуска до 10 тыс. установок.

Хотя один килограмм водорода эквивалентен по энергии сгорания 3,78 литра бензина, сравнительно массовой водородная энергетика станет не раньше чем 30-40 лет

Разработчики полагают, что их технологии должны занять нишу распределенной автономной энергетики — заменить дизельные модульные электростанции и источники аварийного питания мощностью от 1,5 кВт до 30 МВт. Основная целевая аудитория этих приборов — предприятия ЖКХ, которые сталкиваются со сложностями при обеспечении электро- и теплоэнергией отдаленных районов, и потребители, вынужденные создавать системы резервного энергообеспечения (например, больницы). Основными достоинствами установок называются простота монтажа (технологии поставляются на место эксплуатации в 98-процентной заводской готовности) и низкие эксплуатационные расходы (стоимость обслуживания подобной установки в два-три раза ниже, чем аналогичных по мощности дизель-генераторов).

Однако сложности пока что перевешивают. Как отмечает Владимир Пивнюк, новые установки — пока что штучные изделия, и стоимость их внедрения высока. Целью объявлено снижение капзатрат до уровня в 500-1500 долларов за 1 кВт установленной мощности — сейчас показатель в два раза выше. Утверждается, что этого можно добиться при выводе установок в промышленную серию до 10 тыс. в год.

Как указывает в своем недавнем отчете эксперт администрации энергетической информации (EIA) министерства энергетики США Мэри Джойс, вопрос цены является главным препятствием в распространении водородных технологий. Кроме того, отраслевые аналитики обращают внимание на то, что потребители все так же не осведомлены о существовании новых технологий и поэтому при проектировании своих объектов их не учитывают. Существуют и предубеждения (по большей части необоснованные) относительно безопасности установок на водороде. Наконец, депутат Госдумы и президент Национальной ассоциации водородной энергетики Петр Шелищ обращает внимание на полное отсутствие законодательной базы в этой сфере деятельности.

Владимир Пивнюк соглашается, что водород может стать новым универсальным синтетическим топливом в отдаленной перспективе, то есть через 30-40 лет. Причем лишь в том случае, если будут разработаны технологии его получения из воды. Это энергоемкий цикл, поэтому к тому времени должныбыть развиты энергетика возобновляемых источников, высокотемпературная ядерная и термоядерная, должныбыть выработаны новые подходы к энергопотреблению. Но для того, чтобы это случилось в будущем, заниматься этой работой нужно уже сейчас, — заявляет топ-менеджер Норильского никеля.

Оптимистичную точку зрения на проблему имеет и Андрей Корнеев из ИСКРАН: На каждом этапе развития энергетики — от древесины и угля через нефть к природному газу — происходил переход к энергоносителям с все более низким процентным м связующего углерода, и в этом смысле внедрение единого водородного топлива для всех потребителей может стать естественным завершением этого объективного цикла. Впрочем, никто не обещает, что это произойдет уже в ближайшие годы

Источник: http://epr-magazine.ru