На место главного энергоносителя взамен ископаемых угля, нефти и газа претендует первый элемент в таблице Менделеева — водород, запасы сырья для которого безграничны, а вред от использования ничтожен.

Число сторонников водородной энергетики растет. Долгосрочные программы развития водородных технологий, поддержанных льготами и финансированием из бюджетов разных уровней, приняли более 20 государств и около 60 корпораций, объединившихся в Мировой совет по водороду (Hydrogen Council). По его оценке, к 2050 году ежегодный оборот средств в водородной энергетике составит 2,5 трлн долларов. Для сравнения: мировой рынок нефти в 2018 году оценивался в 1,8 трлн долларов.

Согласно прогнозам некоторых аналитиков, конец традиционной энергетики близок: примерно через десять-двенадцать лет значительная ее часть будет основываться на водороде, а спрос на традиционные виды топлива (нефть, газ и уголь) резко сократится. России, стране, для которой эти энергоносители — основа экономики, стоит задуматься: что будет, когда энергопереход станет реальностью? Впрочем, по мнению экспертов, даже в этой ситуации у России есть возможность занять достойное место на мировом водородном рынке — 10–15% на горизонте 2030 года, что сопоставимо с нынешней долей страны на мировых рынках нефти и газа.

Декарбонизацию — в массы

Сферы применения водорода разнообразны. Это эффективный энергоноситель, который можно использовать как для получения электроэнергии, так и в металлургии, например для выплавки стали. Это накопитель энергии: в период низкого спроса выработанную традиционными электростанциями электроэнергию можно направить на получение водорода, который может храниться, а затем при необходимости использоваться для получения все той же электроэнергии. Впрочем, полученный Н₂ можно и переправить на значительное расстояние и уже на месте использовать для получения электроэнергии. И для этого его необязательно сжигать: использование водорода в топливных элементах позволяет получать электроэнергию за счет электрохимического процесса: при соединении водорода с кислородом из атмосферного воздуха мы получаем электричество, тепло и воду. При этом КПД топливного элемента значительно выше, чем у самых эффективных традиционных энергоустановок или двигателя внутреннего сгорания. Наконец, это сам по себе ценный химический продукт, необходимый в нефтехимии и фармацевтике. Одна беда: в чистом виде в природе его нет.

Чтобы получить водород, нужно потратить больше энергии, чем потом удастся получить от него. Как отмечают специалисты Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», на производство одного кубометра водорода — это эквивалент примерно 400 граммов условного топлива (УТ) — путем электролиза расходуется 5,5–6 кВт·ч электроэнергии (или 1750–1880 граммов УТ). А это означает, что производить его экономически выгодно только с помощью избыточной или условно бесплатной электроэнергии (например, ветряной или солнечной).