В соответствии с информацией Геологической службы США (USGS), в подземных залежах нашей планеты находится до 5 трлн т природного водорода (его также называют «золотой водород»). По существующим оценкам, основную часть этих ресурсов в обозримой перспективе вряд ли будет возможно добыть. Однако доступные для извлечения запасы природного H2, скорее всего, смогут обеспечивать будущий спрос человечества на водород на уровне 500 млн т в год в течение сотен лет. По прогнозу Всемирного водородного совета (World Hydrogen Council), уже к 2050-му ежегодный глобальный спрос на H2 достигнет порядка 375 млн т в год.
Отталкиваясь от этих данных, USGS отмечает назревающее начало мировой «водородной лихорадки», направленной на поиск и освоение потенциальных запасов «золотого водорода». По информации Rystad Energy, на начало текущего года поисками месторождений природного водорода в мире занималось порядка четырёх десятков компаний. При этом реализация соответствующих проектов осуществлялась в таких странах, как Австралия, США, Канада, Южная Корея, Франция, Испания, Колумбия и Албания.
.
Владимир Полеванов
.
– Владимир Павлович, мы подробно обсуждали перспективы водородной энергетики в 2020 году. Что изменилось с того времени? Как вы сегодня видите будущее развития этого направления?
– За три с половиной года произошло несколько важных событий. Так, в России удалось перевести водород в разряд полезных ископаемых. До этого он таковым не считался. И только с июля 2023 года водород – полезное ископаемое, такое же, как уголь, нефть, природный газ, золото и прочее. Теперь водород в нашей стране, при возможности и необходимости, можно совершенно официально добывать из недр. Правда, на государственном уровне пока этим никто не занимается, поскольку финансовых средств на поиск и геологоразведку месторождений водорода не выделяется. Есть, конечно, ряд частных компаний, которые действуют на этом направлении. Но это ничего, по сути, не меняет, так как это очень тяжёлая работа и просто так – с налёта, с наскока такую задачу не решить.
.
.
В поисках залежей H2
– А зачем нужно искать месторождения природного водорода?
– Дело в том, что сейчас уже всем понятно, что любые существующие варианты целевого производства водорода, а его получают различными методами из нефти, метана и угля, посредством гидролиза воды и так далее, обходятся слишком дорого. В результате такой водород зачастую может быть на порядок дороже, чем обычное, традиционное топливо. Вообще, по моему мнению, получение водорода, допустим, из природного газа близко к идиотизму. Потому, что метан уже готов к использованию в качестве топлива, и зачем превращать его для тех же самых целей в другой газ, затрачивая на это огромные средства, мне совершенно непонятно. При том, что в кубометре метана энергии в восемь раз больше, чем в кубометре водорода. И всем известно, что природный газ гораздо проще и удобнее хранить и транспортировать, для него создана прекрасно развитая инфраструктура, которая успешно функционирует многие десятилетия, налажено широкомасштабное использование метана в различных сферах человеческой деятельности.
Поэтому водородная энергетика станет действительно выгодной и актуальной только в случае нахождения месторождений природного водорода. Всё остальное – не более, чем лирика. Первыми это поняли австралийцы, которые, по сути, ввели ряд совершенно новаторских законопроектов, касающихся поиска месторождений водорода. В частности, освободили занимающиеся этим компании от налогов, предоставили целый ряд других льгот, предлагают низкопроцентные целевые банковские кредиты. Например, компания Gold Hydrogen, которая работает на юге штата Южная Австралия, пробурила уже несколько скважин на водород, в некоторых из которых H2 успешно выявлен – до 80% общего притока, о дебите пока не говорится. То ли это закрытая информация, то ли ещё не провели полноценных исследований.
– Возможно, это секретная информация. Если кто-то что-то значимое первым найдёт, зачем сразу всем обо всём рассказывать?
– Здесь палка о двух концах. С одной стороны, раскрывать все карты не особо выгодно. С другой, очевидно, что акции соответствующих компаний моментально вырастут в цене. Какой путь они выберут – сложно сказать. Там нефтегазовые компании в основном взяли лицензии на поиск месторождений водорода. Южная Австралия – большой штат, порядка 1 млн кв. км. А Gold Hydrogen впервые получила подтверждение того, что природный водород в недрах там действительно есть. До этого ещё в 1930-х и 1950-х в отдельных скважинах в тех местах попутно получали водород, но тогда эту тему никто не изучал – она мало кого интересовала в принципе.
Австралийские компании рассчитывают получить развёрнутые данные о природном водороде в недрах штата Южная Австралия в течение ближайших пяти лет. Но это направление пока менее изучено, чем обратная сторона Луны. Здесь ничего толком не ясно – ни происхождение скоплений этого H2, ни строение залежей, ни ловушки, ни пути миграции и перетока в пластах. Это всё только предстоит выяснить, изучить и понять. К природному водороду нельзя применять законы, действующие для того же метана, который прекрасно изучен, но принципиально другой. И, тем более, использовать применительно к H2 знания по строению месторождений нефти.
Так что, с моей точки зрения, по водородному направлению единственно правильным путём сегодня идут австралийцы. Они в течение пяти лет намерены выяснить все закономерности. Причём, по всей Австралии по природному водороду работают десятки нефтегазовых компаний. Они сосредоточены на определении технических, технологических и прочих его особенностей.
Всё остальное, что происходит вокруг водородной энергетики в мире – не более, чем мода и попытки заработать деньги любыми путями. Но люди от всего этого устали, бизнес – устал. В основу всех этих проектов, связанных с глобальным потеплением, углеродным следом и озоновыми дырами положены абсолютно ненаучные, не имеющие никакого значения для человечества концепции, о том, что человек якобы оказывает ключевое влияние на климат нашей планеты.
.
.
Человек и климат
– А разве не оказывает?
– Нет. Человек негативно влияет на экологию – это факт. Но к глобальному изменению климата это никакого отношения не имеет. Потому, что тот же углеродный след, с которым стало очень модно бороться в последнее время, тоже имеет мало отношения к деятельности человека. Главный парниковый газ – вода (95%). На всё остальное приходится лишь около 5% – метан, углекислый газ и так далее. Вклад же человечества в эти 5% – не более 1%. Поэтому нет никаких реальных предпосылок к тому, чтобы считать, что именно деятельность человека может как-то серьёзно изменить климат.
На самом деле, вовсе не человечество ответственно за то, что температура в мире поднимается или опускается на 1,5-2 градуса Цельсия. Есть очень точные расчёты американских и российских учёных, которые основаны на данных бурения скважин в Антарктиде и в Гренландии. Детально изученный лёд показал как за последние 800 тыс. лет температура нашей планеты постоянно изменялась: было четыре ледниковых периода, а межледниковье занимало лишь около 20% всего этого времени. И сейчас у нас заканчивается очередное межледнековье. Поэтому, отталкиваясь от данных, полученных из тех самых скважин, мы сейчас входим в очередной ледниковый период. Никакого глобального потепления с точки зрения реальной науки не предвидится.
А тот 1% влияния на окружающую среду, который оказывает человек, никак не может кардинально влиять на климат Земли. Это, к нашему счастью или нет, но это космические причины, отдельная тема. Мы на это практически никак не влияем. И это сегодня начало понимать всё больше людей, не только адекватные учёные всего мира. Поэтому и первоначального энтузиазма в бессмысленных потугах защиты климата уже нет. Даже англичане уже реанимируют угольные шахты, хотя ещё не так давно уголь был чуть ли не запрещён и объявлен ужасным злом. И, думаю, вскоре этим же займутся и все остальные – те же немцы, например. А пока дальше всех пошли французы. Они принимают новое законодательство, посредством которого они практически посылают в долгий путь всех, кто пытается навязать им углеродный след и любые ограничения по атомной энергетике. И собираются далее работать с энергетическими предприятиями, исходя исключительно из стратегических и, в первую очередь, экономических соображений, но никак не политических.
Все в мире уже поняли, что политические доводы не имеют под собой вообще никакого базиса, в том числе и экономического смысла, чтобы насильно заставлять переходить кого бы то ни было на электромобили или, допустим, водородную технику. Здесь очень характерна Япония. Она билась как рыба об лёд, чтобы создавать и продавать водородные автомобили. Но за шесть лет смогла продать лишь порядка 4 тыс. машин с водородными элементами. А напомню, что ежегодно в мире выпускается около 100 млн автомобилей. Однако горнодобывающие компании типа Rio Tinto, BHP Billiton и другие отказываются от автомобилей на водородных элементах, поскольку их коэффициент полезного действия (КПД) не более 30%. В то время как есть автомобили на бензине, дизеле и газе, КПД двигателей которых не менее 60-80%. Поэтому одновременно и резко замедлилось строительство водородных автозаправочных станций – намеченные планы повсюду срываются. Например, Норвегия построила только две вместо 150 задуманных, Великобритания – 17 вместо 1150, Германия – 105 вместо 400.
Показателен здесь и Китай. Китайцы день и ночь твердят как они любят водород, как будут вести по нему работы и как их страна превратится в водородную державу. Но в своей программе, которая называется «Прекрасный Китай», рассчитанной до 2050 года, китайцы практически ничего не говорят о водороде. Они предусматривают достаточно значимое падение получения энергии за счёт угля, относительно небольшое за счёт нефти и природного газа. И рост – за счёт атомной энергетики и ВИЭ. Водород как энергосоставляющая вообще никоим образом даже не упоминается.
.
.
Энергопереход на заднем плане
– То есть переход человечества к новому технологическому укладу откладывается?
– Все причитания об энергетическом переходе, о том, что мы должны беречь природу, сдерживать выбросы CO₂ и так далее, никакого исторического, геологического или какого-то другого научного смысла не имеют. Есть прекрасные работы чешско-канадского ученого Вацлава Смила, который давно занимается проблемами окружающей среды, который доказал, что для того, чтобы новая энергия пришла на место старой, нужно как минимум 60 лет. Примерно столько потребовалось, чтобы уголь вытеснил дрова, нефть – уголь, природный газ – нефть. При этом полного замещения никогда не происходило, все они просто занимали через 60 лет свою долю в мировом энергетическом балансе – примерно в пределах 25%. А уровень в 50%, возможно, и вообще никогда ими не будет достигнут. Кстати, сейчас в мировом энергетическом балансе природный газ занимает как раз около 25%. А возобновляемые источники энергии (ВИЭ), которые фактически только начали активно развиваться, – лишь порядка 5%. И пока можно только гадать смогут ли ВИЭ занять свои 20-25% к концу текущего века или нет.
О водороде же в этой связи в настоящее время вообще нет ни слова. Потому, что пока все эти пляски вокруг него – не более, чем политические игрища, которые не имеют никакого экономического смысла. Поэтому компании отказываются от водородных легковых автомобилей, грузовиков, техники, подводных лодок и так далее. Всё это уже создано, выпущено, но, поскольку не имеет под собой экономического смысла, не идёт дальше пиар-кампаний и рекламно-пропагандистских лозунгов в социальных сетях. Держится на плаву исключительно за счёт навязываемой всем информационной, в том числе «зелёной» повестки. Между тем, серьёзные компании, то же руководство немецкой Volkswagen заявило, например, что оно не собирается выпускать водородные автомобили, так как это нерентабельно. Судите сами: водородный автобус, который берётся в аренду на шесть лет, обходится в 900 тыс. долларов, тогда как обычный автобус – 200 тыс. долларов за 15 лет аренды.
Таким образом, политика отодвигается на задний план. Тем более, сейчас, по сути, идёт перераспределение ресурсов по всему миру. И на первый план выходит чистая экономика. В этой связи, если мы не найдём месторождений природного водорода и не получим на них высокодебитных скважин, то о водороде, который что-то там заменит, можно будет смело забыть.
Пока мы только размышляем на эту тему, австралийцы, что называется, уже роют землю. Решение этой задачи займёт как минимум ближайшие пять лет. В 2027 году они собираются завершить поисково-оценочную стадию. И лишь потом будут решать стóит ли вообще двигаться дальше в этом направлении.
– А почему китайцы не занимаются поиском месторождений водорода также активно, как австралийцы? Или они просто не афишируют такие работы?
– Возможно, что и просто не афишируют. Но, во-первых, пока водород – это дорого. Грубо говоря, литр бензина стóит в 8-10 раз дешевле водорода в топливных элементах. Кроме того, бензиновые или дизельные двигатели могут ехать на одной заправке 400-500 км и даже больше. И автозаправочные станции на каждом шагу. Вся инфраструктура создана и функционирует. Для водорода же практически ничего нет, и, чтобы как-то изменить ситуацию, нужны огромные деньги. Результат же этих вложений неочевиден.
Во-вторых, что касается поиска и изучения месторождений природного водорода, это крайне тяжёлая геологическая задача. У китайцев, по сути, нет таких кадров, которые могли бы этим заняться всерьёз. Тогда как австралийские геологи достаточно грамотные, геологическая служба Австралии – очень мощная. Думаю, что она даже даст фору Соединенным Штатам. Поэтому австралийцы реально могут эту задачу решить самостоятельно в отличие от китайцев.
– После 2020 года темой поиска месторождений природного водорода не на шутку заинтересовались французы. Что-то из этого вышло?
– Французы действительно заинтересовались. Но у них сейчас другие первоначальные задачи. Одна из них – отстоять свою ядерную энергетику в рамках Евросоюза. Помимо этого, они теряют бывшие колонии, которые снабжали Францию ураном. Плюс – огромные деньги тратят на вооружения. Так что водородную тему они задвинули в дальний ящик и в итоге всерьёз ею перестали заниматься.
Поэтому пока всерьёз водородом занимается только одна страна в мире – Австралия. И занимается этим в полном объёме – десятка три компаний ищет месторождения природного водорода.
– Кто, помимо Австралии, сейчас в мире способен, по крайней мере, теоретически заняться поиском месторождений водорода?
– Могут заняться США, которые не очень-то придерживаются политических установок «зелёной повестки». Ведущие позиции вполне могла бы занять и Россия.
Впрочем, важно понимать, что рано или поздно, водородом придётся заниматься многим государствам, вне зависимости от того, найдут ли месторождения природного H2 или нет.
.
.
«Ведьминские круги» и «Ямальский кратер»
– Почему вы так уверены в этом?
– Природный водород есть в недрах нашей планеты его содержание, по существующим оценкам, составляет порядка 59% объёмной и 4% весовой доли Земли. При этом H2 постоянно дегазируется в атмосферу, где его скапливается в пределах 2,5 млн т. Из них около 250 тыс. т регулярно уносится в космос, но меньше его в атмосфере не становится, поскольку он подпитывается выходом из недр. Есть обобщающие работы, которые показывают, что в мире таких мощных выходов вещества на поверхность с содержанием водорода более 10% зафиксировано не менее 400. Как правило, из-за этого на поверхности земли появляются идеальные кольца, которые, допустим, в Бразилии называют «кольца ведьмы» или «круги фей». Потому, что непонятно каким образом это происходит.
Проблема вот в чём. Выходя на поверхность, водород уничтожает лесные массивы и пашни. Питательные вещества, которые нужны растениям, исчезают, почва, насыщаясь кислотами, становится мёртвой, и всё живое на ней умирает. Документально подтверждено, что лес из-за этого уничтожается лет за девять, пашни – за 3-4 года. Такие изменения в лесных массивах отслеживались, например, в Московской области, в районе города Электросталь. Что касается сельскохозяйственных земель, известно, что выход водорода уничтожил чуть ли не треть всех пашен в целом ряде районов Воронежской и Липецкой областей. А также в Сибири.
И это только часть проблемы. Дело в том, что в разных частях мира периодически случались взрывы, причины которых никто не мог объяснить. Допустим, в Москве, на одном и том же месте в Замоскворечье в ХХ веке в разное время трижды происходил взрыв. В последний раз – где-то в 1967 году, когда был полностью разрушен жилой дом, и погибло порядка 180 человек. Сначала объяснений не находилось вовсе, затем предполагали, что причиной могла стать утечка бытового газа. На самом же деле взрывы происходили в месте дегазации водорода.
При достаточно высокой концентрации и в определённых условиях контакта с окружающей средой освобождающийся из земных недр водород способен сдетонировать. Это может привести не только к пожарам и разрушениям зданий, но и к мощным взрывам.
Так, в период с осени 2013-го по весну 2014 года в центральной части полуострова Ямал, на равнинной территории тундры Ямало-Ненецкого автономного округа России волшебным образом появился так называемый «Ямальский кратер». Почти что «ведьминский круг» диаметром 20 м, правда, глубиной – более 50 м. Вокруг воронки, которая заполнилась водой и превратилась в озеро, образовался бруствер из выброшенных при взрыве горных пород. Появились различные версии происхождения кратера. Например, некоторые учёные предполагают, что виноваты тающие под землёй газогидраты. Однако это, скорее всего, произошло впоследствии именно дегазации водорода.
.
.
Чем дальше учёные занимаются темой выхода природного водорода на поверхность, тем больше объяснений находят многим событиям и явлениям, ка настоящего, та и прошлого. В частности, появилось новое объяснение Чернобыльской катастрофы – атомная станция была уничтожена взрывом водорода под реактором.
Поэтому будет ли от поисков месторождений природного H2 польза – вопрос, на который пока не получено чёткого ответа. Но поскольку водород периодически выходит на поверхность, нанося урон и разрушения, этим придётся заниматься многим государствам, по крайней мере, до окончательного решения этой проблемы.
Пока единственное место в мире, где успешно используется постоянно выходящий на поверхность природный водород, месторождение «Бугу» в Мали.
.
.
Государственная задача
– Насколько велики перспективы проведения успешных поисково-разведочных работ на природный водород в России?
– Очень велики, если этим, конечно, всерьёз заниматься. В России для этого есть прекрасные места в Воронежской и Липецкой области, где водород активно выходит на поверхность. Конечно, есть, допустим, район Тикси в Якутии, где объёмы дегазации H2 примерно в 10 раз больше, но там нет развитой инфраструктуры, поэтому заниматься поиском и разведкой залежей в нынешней ситуации слишком дорого. Да и целевые рынки сбыта водорода от Тикси очень далеки. Поэтому сейчас Воронежская область – наиболее приемлемый регион для этих целей.
– Кто в России должен был бы заниматься поиском месторождений природного водорода?
– Думаю, что это входит в компетенцию, в первую очередь, Минприроды. После проведения целенаправленных поисково-разведочных работ на водород, лет через пять, этим могли бы заняться и нефтегазовые компании. Но стратегию должно определять государство.
Это очень сложные, весьма затратные работы с совершенно неочевидным результатом. Всё это не входит в планы государственных, а тем более частных компаний, разве что такие задачи будут перед ними поставлены руководством. Россия обеспечена ресурсами углеводородов как минимум на ближайшие 50 лет. Поэтому у многих подход такой – от добра добра не ищут. Соответственно, если не будет воли государства, никто этим сам не займётся. Разве что какие-то знаковые открытия кто-нибудь сделает раньше нас, но тогда мы окажемся в роли догоняющих. Хотя на этом направлении мы и так уже, по-видимому, с некоторых пор идём далеко не первыми. И если серьёзно займёмся этим прямо сейчас, то, в случае успеха, лишь к концу века природный H2 сможет занять процентов 10 в энергетическом балансе России.
Справедливости ради нужно отметить, что в нашей стране уже есть ряд мелких частных компаний, которые определённые исследования проводят. Но, во-первых, «не по Сеньке шапка», во-вторых, нет никакой государственной поддержки. Очевидно, что в таких условиях никакой природный водород у нас найден не будет.
– Необходимы государственные концепция, стратегия, программа развития и поддержка?
– Да. Нужны очень серьёзные исследования, цели и задачи должно ставить государство, выполнять – министерства при участии государственного и частного бизнеса. Потому, что, хотя дело и крайне перспективное, но и принципиально новое. Впрочем, никого это не должно пугать – когда-то аналогичная ситуация у нас была и по нефти, и по газу. И посмотрите что мы в итоге имеем по углеводородам сейчас.
Пока же на направлении развития водородной энергетики Россия ставит перед собой чересчур уж скромные цели. Однако возможно в ближайшее время всё-таки удастся добиться выделения каких-то целевых государственных средств на поиск и разведку месторождений природного H2.
.
.
Будущее энергетики и космос
– Итак, вы считаете, что в обозримой перспективе основой развития мировой энергетики будут углеводороды и атомная энергия, а всё остальное, если и будет, дело более далёкого будущего?
– Вне всякого сомнения. Углеводороды – прежде всего. Для таких компаний как Shell и BP нефть и природный газ останутся на первом месте как минимум до 2040-2050 годов. ВИЭ в их прогнозах идут следом, но они займут лишь до 10-15% мирового энергобаланса. Параллельно будет развиваться атомная энергетика. А водород они, в общем-то, даже и не рассматривают серьёзно. Кстати, как, например, и гидроэнергетику. Во-первых, всё, что можно задействовать эффективно, уже используется, во-вторых – затапливаются огромные площади, что влияет на изменение ландшафта и воздействует на экологию. Допустим, строительство не такой уж и мощной гидростанции в Амурской области привело к затоплению порядка 5 тыс. кв. км территории. Лес и всё прочее исчезло. А это по площади – половина Кипра.
– Насколько интересной в этом контексте вы считаете термоядерную энергетику?
– Если управляемый термояд разовьют, это будет, по сути, решение всех энергетических проблем человечества. Вообще больше ничего будет не нужно. Кстати, в этом плане очень перспективен изотоп гелия – Гелий-3, который сконцентрирован на Луне. Он может быть топливом при управляемом термояде. Есть расчёты, что порядка 200 т этого изотопа обеспечит энергией всю нашу планету. Грубо говоря, две-три ракеты слетают на Луну и проблема решена. Правда, для получения Гелия-3 на спутнике Земли нужно будет создать перерабатывающие мощности. Тем не менее, если это сделать – проблемы обеспечения человечества энергией будут полностью решены.
– Последние десятилетия темпы реализации в мире программ освоения космоса не очень-то впечатляют – так до Луны можно и вообще никогда не добраться. Думаете, эти впечатления обманчивы?
– Не согласен. Где-то дела, конечно, застопорились, но где-то развитие напротив ускоряется. Например, Индия в плане космоса стремительно обходит многих своих конкурентов. Так, именно индусы обнаружили лёд в кратерах на обратной стороне Луны, куда не попадают солнечные лучи. И это открытие очень важно, поскольку вода там – основа всего, если говорить о возможности строительства каких-то объектов. А очевидно, что колонизироваться в космосе первым делом будет именно этот спутник Земли.
За индусами подтягиваются Япония и Китай. Допустим, КНР построила собственную орбитальную научно-космическую станцию, которая успешно функционирует. Китайский луноход «Юйту» («нефритовый заяц») продолжает исследования Луны.
Не говоря уже об Илоне Маске, компания которого создаёт самые современные ракетоносители. Обычно первая ступень ракет была одноразовой – выводя полезный груз в космос, сгорала в атмосфере. Маск превратил первую ступень в постоянную – теперь она выполняет свою функцию, после чего возвращается на Землю и снова используется при следующем запуске ракет. Одни и те же первые ступени уже порядка двух десятков раз слетали в космос, вернулись и готовы к дальнейшим полётам. Он же создал многоразовые корабли-челноки для доставки космонавтов. И на полном серьёзе собирается осваивать Марс – уже создана ракета на 200 человек и порядка 200 т грузов. Концепция освоения Марса Илона Маска предполагает, что к 2100 году на этой планете будет создан город, где будет жить 1 млн человек.
Идеи! Всем двигают идеи и люди, которые ими загораются. Нет идеи – нет ничего, и никакого движения. Маск – человек идейный. И делает многое за свои собственные деньги. Так, он сыграл ва-банк – направил все свои средства на создание новых ракет. Первые три из них взорвались, а четвёртая – нет. И дело пошло. Вложился в идею, готов был сгореть за неё, но в итоге получил мощный результат. И сейчас собирает идейных людей, которые готовы полететь на Марс, несмотря на все сложности и опасности. А эти люди готовы умереть за идею.
Как всегда и везде – развитие и прогресс базируется на идее. И думаю, мы ещё скажем своё веское слово, как в деле поиска месторождений природного водорода, так и во всём остальном, включая и освоение космоса. Космос – это основа движения человечества вперёд. Как говорил Константин Циолковский: «Земля – это колыбель, но не всю же жизнь нам оставаться в колыбели». Поэтому нам нужно искать водород, заниматься космосом, загораться идеями, но всё это, прежде всего, задачи государства. В ближайшее время баснословных прибылей это, скорее всего, не принесёт. А дальше – посмотрим, но очень многое будет зависеть именно от нас самих.
Беседу вёл Денис Кириллов