|
| | | | Проблемы современной экономики, N 1 (81), 2022 | | | | СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ ГОСУДАРСТВ ЕВРАЗИИ И ДРУГИХ ЗАРУБЕЖНЫХ СТРАН | | | Емельянова О. Н.
научный сотрудник Национального исследовательского института мировой экономики
и международных отношений им. Е.М. Примакова РАН (г. Москва),
кандидат экономических наук
| |
| | | | | В статье освещаются актуальные вопросы водородной энергетики на примере Японии, показывается, что мировой спрос на энергоресурсы с течением времени растет, что приводит к увеличению стоимости традиционных источников энергии. В этих обстоятельствах экономика Японии оказывается особенно уязвимой, так как доля импорта углеродных энергоносителей велика. Решение вопроса японское правительство видит в развитии возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в том числе активно продвигает водород как энергоноситель. И хотя в ближайшей перспективе водород не сможет занять большую долю в структуре энергопотребления Японии, институциональная подготовка, которая сегодня проводится, может позволить значительно расширить его роль в японской экономике в будущем | | Ключевые слова: Япония, водородная энергетика, энергетический переход, энергетическая политика, возобновляемые источники энергии (ВИЭ), «зеленые» технологии | | УДК 339.9.012.23; ББК 20.17 Стр: 177 - 181 |
Введение. Тема водородной энергетики Японии сегодня является одной из самых широко обсуждаемых как на высшем политическом уровне, так и среди экспертов научного сообщества в России [1] и за рубежом. Однако скорость, с которой происходят важные изменения на этом рынке, диктует необходимость все чаще возвращаться к этой проблематике.
Япония построила третью по величине в мире индустриальную экономику. При этом, она не обладает своими собственными природными ресурсами и вынуждена в большом количестве импортировать энергоносители [2]. Даже до аварии на АЭС Фукусима в 2011 году, уровень самообеспеченности первичными энергоресурсами был относительно низким, в 2017 году он составил 20,3% (РФ — 195%, Канада — 176%, США — 92%, Китай — 80%, Великобритания — 68%, Франция — 53%, Германия — 37%) [3]. После того как случилась катастрофа, и правительство Японии стало закрывать атомные электростанции, уровень энергетического самообеспечения критически упал до 6,4% в 2014 году [4].
Столкнувшись с такой беспрецедентной даже для Японии ситуацией, правительство активизировало поиски возможностей для наращивания энергетической независимости страны. В результате, стремясь снизить объем поставок природных ресурсов из-за рубежа, сейчас постепенно восстанавливается атомная энергетика, а также большое внимание уделяется развитию возобновляемых источников энергии (далее ВИЭ). Но одним из перспективных направлений японское правительство считает ввод в эксплуатацию водородных технологий.
Большое влияние на ускорение этого процесса может оказать введение международного «углеродного налога». Эта инициатива обсуждается уже не первый год. Проект был подготовлен в рамках Парижской конференции по климату 2015 года (новое соглашение сменило Киотский протокол). Ожидалось, что активная фаза реализации принятых решений начнется сразу после выборов в США в 2016 году[5]. Однако поражение Демократической партии, которая готовила продвижение проекта по декарбонизации на глобальном уровне, отодвинуло воплощение планов на четыре года, пока Д. Трамп оставался у власти. В этот период, когда мировой экономический лидер сменил фокус интересов на национальную экономику, связи Транстихоокеанского партнерства ослабли. Выход США из ТТП на третий день после вступления Д. Трампа в должность однозначно обозначил новые приоритеты экономической политики правительства США. В этих обстоятельствах многие страны с большой осторожностью продолжали развитие инновационных энергетических проектов, сильно сократив объемы запланированных ранее инвестиций.
Активное международное сотрудничество по снижению выбросов углерода в атмосферу возобновилось с возвращением в США демократов к власти. В конце апреля 2021 года Дж. Байден провел саммит по вопросам климата, который вновь вернул проблему климатических изменений и борьбы с ними в международную повестку [6]. Одновременно с этим в 2021 году вновь был поднят вопрос о возобновлении обсуждения трансграничного углеродного регулирования (Carbon Border Adjustment Mechanism, CBAM). 14 июля 2021 года Европейская комиссия представила пакет законов, регулирующих выбросы парниковых газов, который, в частности, устанавливает механизм продажи сертификатов на импортируемые в ЕС товары с углеродным следом [7]. Предполагается, что реализация настоящей инициативы начнется с 2023 года.
Отвечая на международные требования по декарбонизации, Япония продолжает усиливать внутреннюю политику, направленную на сокращение выбросов СО2. В последней версии «Основного энергетического плана» к 2030 году запланировано сокращение выбросов СО2 на 46–50% по сравнению с 2013 годом [8]. Достижение этой цели будет осуществляться в том числе за счет развития водородной энергетики.
Достижения водородной отрасли. По прогнозам объем предложения водорода в Японии составит 3 млн т в год к 2030 году и 20 млн т в год к 2050 году [9], что соответствует приблизительно 1 трлн иен и 8 трлн иен, соответственно, в денежном выражении. При этом, по расчетам Исследовательского института зеленых технологий Nikkei BP, мировой рынок водорода приблизится к 40 трлн иен в 2030 году и достигнет 160 трлн иен в 2050 году. Таким образом, в денежном выражении японский рынок в 2050 году составит 5% от мирового [10].
В качестве наиболее перспективных направлений и проектов, которые Япония развивает в области водородной энергетики и достигла определенных результатов, можно перечислить следующие.
Наиболее крупным проектом является создание международной цепочки морских поставок сжиженного водорода. Для этого в 2020 году было налажено производство «голубого» водорода в Австралии (проект HySRTA), который производится из ископаемого топлива с использованием технологий улавливания и хранения углерода (CCS) [11]. Также ведутся переговоры с австралийскими партнерами о строительстве завода по производству «зеленого водорода» с объемом производства 100 т в день к 2026 году [12]. В марте 2020 года были заключены меморандумы о сотрудничестве по водороду с Сингапуром, в октябре 2020 года — с Малайзией [13]. Также ведутся переговоры с Россией [14]. Транспортировка будет осуществляться специальными танкерами, спроектированными для перевозки сжиженного водорода.
Всего к 2030 г. планируется организовать импорт водорода в объеме 300 тыс. т в год, с расчётом выйти на себестоимость 17 иен/кВтч. Отметим, что такой уровень цен соответствует рыночной стоимости электроэнергии для производств в 2018 году — 17,3 иен/кВтч. Для домохозяйств стоимость электроэнергии в 2018 году была 25 иен/кВтч. При этом цена на электроэнергию за период с 2010 года по 2018 год увеличилась примерно на 25% и дальше продолжает расти [15].
В мае 2020 г. в Брунее закончилось строительство завода по производству водорода из неиспользованной энергии, который будут перевозить в Японию в виде метилциклогексана [16].
В целом, анализ политики Японии в вопросе формирования режима регулирования мирового рынка водорода показывает, что японское правительство склоняется к выстраиванию системы двустороннего взаимодействия с партнерами [17].
Внутреннее производство водорода стартовало в Японии с созданием крупнейшего в мире завода (мощностью 10 000 кВт) по электролизу воды в научно-исследовательском центре по водородной энергетике в преф. Фукусима. Демонстрация обеспечения города водородной энергией осуществляется на примере г. Намиэ. После окончания тестовых работ предполагается тиражирование результатов проекта [18].
Важной частью энергетической стратегии Японии является декарбонизация работы электростанций, которые выбрасывают около 40% углекислого газа в атмосферу. Для частичного решения этой проблемы на ТЭС внедряют технологию использования смешанного топлива, в котором водород может достигать 30% (JERA) [19]. Похожая технология используется в тестовом режиме для сжигания городского газа и водорода (до 35%) в когенерационных установках (Mitsubishi Heavy Industries и Toho Gas).
Водородные технологии также применяются для решения проблемы хранения энергии, вырабатываемой другими ВИЭ, так как накапливать и хранить произведенную энергию в батареях очень дорого. В этом случае водород выступает в качестве резервного источника чистой энергии и может быть полезен в ситуации, с которой столкнулась Великобритания осенью 2021 года, когда мировые цены на газ резко выросли, а ветер в Северном море перестал дуть. В результате доля энергии, генерируемая ветряными турбинами, сократилась с 25% (средний показатель за 2020 год) до 7% (сентябрь 2021 года) [20].
Транспортный сектор Японии составляет 20% от общего объема выбросов CO2, из них на автомобили приходится 85% [21]. Настоящая проблема решается с 2014 года за счет развития транспорта с водородным двигателем (FCV). К 2030 году планируется ввести в эксплуатацию 800 тыс. автомобилей, 1200 автобусов и около 10 тыс. вилочных погрузчиков на топливных элементах. Для их обслуживания развивается сопутствующая инфраструктура, к 2025 г. будут установлены 320 заправочных станций [22].
В настоящее время все большее распространение в стране получают бытовые стационарные топливные элементы. К 2018 г. было введено в эксплуатацию 230 тыс. единиц оборудования, к 2030 г. ожидается увеличение до 5,3 млн единиц оборудования [23]. Особый акцент в их популяризации делается не только на экологичность, но и на более высокую эффективность по сравнению с ТЭС. Японская Ene-Farm стала первой компанией, которая начала коммерческое внедрение водородных топливных элементов в 2009 [21].
Большой потенциал, который еще предстоит реализовывать Японии в области распространения водородных технологий, — это промышленный сектор экономики. Хотя и такие примеры уже существуют — аммиачный химический завод (JGC и Asahi Kasei), использующий зеленый водород для производства. Однако настоящее производство сталкивается с ограничениями из-за нестабильной выработки энергии из ВИЭ, что приводит к колебаниям объемов производства [19].
Если рассматривать вопрос технологических достижений в области водородной промышленности, то общая картина выглядит достаточно благоприятной. Все большее количество японских компаний диверсифицируют свои интересы и выходят на рынок водородных продуктов.
Японская аналитическая компания Astamuse (занимается составлением баз данных), проанализировала свою базу патентов за 10 лет (2010–2019) и составила рейтинг ведущих стран [23].
Рейтинг стран по количеству патентов по водороду (2010–2019)| Рейтинг | Страна | Кол-во патентов |
|---|
| 1 | Япония | 9896748 | | 2 | Китай | 4979043 | | 3 | США | 3619123 | | 4 | Корея | 3609686 | | 5 | Германия | 1539817 | | 6 | Франция | 1027030 | | 7 | Великобритания | 664769 | | 8 | Саудовская Аравия | 174252 | | 9 | Тайвань | 123991 | | 10 | Дания | 101166 |
Источник: Astamuse. (2021, July 6). Suiso sangyō bun’ya de Nihon no gijutsu-ryoku wa sekai ichi! Kenkyū tōshi no chūshin wa suiso seizō to nenryō denchi [Japan’s technological strength in the hydrogen industry is the best in the world! Research investment is focused on hydrogen production and fuel cells]. Retrieved October 17, 2021, from https://www.astamuse.co.jp/information/2021/0706/ (In Japanese).
На основании этой информации видно, что Япония с существенным отрывом обгоняет другие страны по количеству патентов. При этом, если рассмотреть данные по отраслям, то ведущее место занимают японские автопроизводители.
Однако само наличие патентов еще не обеспечивает абсолютное конкурентное преимущество правообладателя. Отдельно следует рассматривать как вопрос экономической эффективности новых решений, так и проблему производственной реализации этого потенциала.
Проблемы японской водородной отрасли. Помимо достижений в рамках реализации водородной стратеги, которыми Япония может гордиться, есть также и ряд сложностей. Рассмотрим основные из них.
На первый взгляд, водород — абсолютно чистый вид топлива (при его сгорании выделяется только вода), он отвечает всем требованиям новых международных стандартов по декарбонизации и тем привлекателен. Однако существует немало ограничений, усложняющих реализацию проектов. Внедрение этого топлива требует создания новой энергетической инфраструктуры, решения сложностей транспортировки сжиженного водорода, реализации маркетинговой части проекта — формирования рынка спроса.
Следует также отметить, что водородное топливо — это вторичный энергоноситель, получаемый с использованием других различных источников энергии, например, ископаемого топлива или электричества, вырабатываемого ВИЭ. В связи с этим Япония, в которой собственные природные ресурсы практически отсутствуют, рассматривает варианты поставок водорода, произведенного, в том числе, из иностранного бурого угля. Однако это не позволяет решить проблему повышения уровня самообеспеченности энергией.
И хотя Япония не прекращала движения в сторону развития водородной энергетики в период правления Трампа, включившиеся в конкуренцию в 2020 г. остальные мировые игроки готовы в кратчайшие сроки приложить не меньшие усилия для наверстывания упущенного и завоевания лидирующей роли на рынке водорода.
Рейтинг компаний по количеству патентов по водороду (2010–2019)| Рейтинг | Компания | Страна | Кол-во патентов |
|---|
| 1 | Toyota Motor Corporation | Япония | 2250122 | | 2 | Nissan Motor Corporation | Япония | 991284 | | 3 | Hyundai Motor Company | Корея | 938653 | | 4 | Honda Motor Co., Ltd. | Япония | 869283 | | 5 | Chinese Academy of Scieces | Китай | 580525 | | 6 | LG Chem | Корея | 418057 | | 7 | Panasonic Corporation | Япония | 368329 | | 8 | General Motors | США | 357079 | | 9 | Commissariat a l'energie atomique | Франция | 349438 | | 10 | Kia Motors Corporation | Корея | 329805 | | 11 | Intelligent Energy Holdings Plc | Великобритания | 315219 | | 12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Япония | 310564 | | 13 | Volkswagen AG | Германия | 261534 | | 14 | KYOCERA Corporation | Япония | 259276 | | 15 | NGK Spark Plug Co., Ltd. | Япония | 242503 | | 16 | NGK Insulators, Ltd. | Япония | 213731 | | 17 | Toray Industries, Inc. | Япония | 213706 | | 18 | Tsinghua University | Китай | 200113 | | 19 | Korea Institute of Energy Research | Корея | 188285 | | 20 | China Petrolium & Chemical Corporation | Китай | 184923 |
Astamuse. (2021, July 6). Suiso sangyō bun’ya de Nihon no gijutsu-ryoku wa sekai ichi! Kenkyū tōshi no chūshin wa suiso seizō to nenryō denchi [Japan’s technological strength in the hydrogen industry is the best in the world! Research investment is focused on hydrogen production and fuel cells]. Retrieved October 17, 2021, from https://www.astamuse.co.jp/information/2021/0706/ (In Japanese).
В марте 2020 года британский газовый гигант Cadent выпустил корпоративные облигации на 500 миллионов евро. Эти средства планируется использовать для замены трубопроводов на новые, которые смогут пропускать водород. Отметим, что компания Cadent обеспечивает газом половину домохозяйств и большую часть производств страны. Закон об изменении климата был пересмотрен в Великобритании в июне 2019 года, к 2050 году страна планирует сократить выбросы парниковых газов практически до нуля. 17 августа 2021 года Великобритания объявила об экономическом плане по водороду, который включает в себя инвестиции в размере 4 млрд фунтов стерлингов к 2030 году.
Европейский Союз в августе 2020 года выпустил программный документ «Водородная стратегия климатической нейтральности в Европе», в котором была поставлена конкретная цель — произвести 10 млн т водорода из возобновляемых источников энергии к 2030 году. Задача упрощается тем, что характеристики газопроводов, проложенных в Европе, уже позволяют пропускать водород. Отметим, что эти же технологические особенности отличают и проект «Северный поток — 2». Ожидается, что к 2050 году совокупные инвестиции в водородные проекты в Европе составят от 180 млрд евро до 470 млрд евро. Такая амбициозная цель значительно превосходит планы Японии.
10 июня 2020 года Германия объявила о «Национальной водородной стратегии». В рамках проекта в том числе планируется строительство электролизных установок для производства водорода. Запланированный объем инвестиций — 9 млрд евро (примерно 1,17 трлн иен). Крупный немецкий производитель стали и оборудования Thyssen Krupp заявил, что к 2025 году закончит основную часть проекта переоборудования сталелитейного завода в Дуйсбурге, который будет использовать водород из возобновляемых источников энергии (400 тыс. т в год) вместо обычного угля.
Китай в октябре 2016 года объявил о своих планах активно распространять в стране электромобили типа FCV. Ожидается, что к 2030 году будет реализован 1 млн автомобилей с водородным двигателем, а также установлено 1000 водородных заправочных станций. В Южной Корее к 2025 году планируется вывести на дороги 100 тыс. единиц транспорта типа FCV и ввести в эксплуатацию 210 водородных станций [21].
Вернемся теперь к Японии. С одной стороны, в 2019 году в стране в эксплуатацию было введено около 300 000 «домашних топливных элементов», которые используют водород и кислород для выработки электроэнергии и тепла, и наибольшее в мире количество водородных станций для заправки транспортных средств на топливных элементах (FCV) — 100. Toyota Motor первой в мире запустила массовое производство автомобилей на топливных элементах в 2014 году. Кажется, что это значительное достижение. С другой стороны, на рынке Японии сохраняются не конкурентно высокие цены на новые технологии, и ожидать их снижения в кратчайшие сроки довольно трудно. Это становится серьезным препятствием для дальнейшего расширения нового рынка.
Корпоративный сектор, хотя и получает от государства мощную поддержку, но громко заявляет о недостаточности государственного субсидирования водородных проектов [24]. В результате, стоимость зеленой электроэнергии в Японии — одна из самых высоких в мире. Себестоимость водородной энергии — около 97 иен за кВт/ч, что в семь раз больше, чем тепловая энергия на сжиженном природном газе (СПГ) [25].
Кроме того, японские газовые компании, в отличие, например, от ситуации в Великобритании, несут ответственность за полный цикл производства и поставку топлива на японский рынок, что сильно увеличивает их риски.
Также отметим, что обладание технологиями и патентами — важное, но не достаточное условие для достижения успеха на международном рынке. Как показывает история, например, в вопросах скорости принятия решений или межкорпоративного сотрудничества, японские компании оказываются далеко не самыми успешными. Особенно ярким примером может служить поражение японских компаний в области бытовой электроники в 2000-х гг. несмотря на обладание передовыми технологиями. Связан неуспех был с неготовностью японских компаний кооперироваться и активно решать вопросы снижения себестоимости производства, используя все возможности глобальных цепочек поставок. Были проекты, которые японские компании так и не сумели коммерциализировать, например, производство вентиляторов Toshiba или электронных книг Sony [26]. Для преодоления подобных проблем необходима готовность японских компаний к кооперации как на внутреннем рынке, так и на международном уровне.
Заключение. Международная конкуренция в области водородных технологий будет усиливаться. Несмотря на то, что Япония одной из первых начала формирование и освоение этого рынка, японским компаниям придется приложить значительные усилия, чтобы занять достойное место. Новый рынок будет требовать от игроков оперативных и эффективных решений. Однако Японии традиционно может помешать отсутствие гибкой системы управления как на государственном, так и на корпоративном уровне.
Кроме того, в краткосрочной стратегии инновационного развития, в том числе и в вопросе формирования новой энергетической инфраструктуры, Япония готова пренебрегать экономической эффективностью, рассчитывая на выгоду от проектов в долгосрочной перспективе. Такой подход оправдан стремлением совершить переход к новому «цифровому» укладу, но сомнения вызывает наличие запаса прочности экономики Японии, достаточного для осуществления социально-экономической трансформации общества. Положительным аспектом в этом амбициозном проекте является наличие у Японии успешного опыта управляемого перехода экономики страны к новому технологическому укладу во второй половине XIX века, когда страна перешла от аграрного социально-экономического уклада к индустриальному, приняв за образец рыночно-капиталистическую систему западного типа [27]. Однако в этот раз не существует апробированных моделей, которые бы уже показали свою жизнеспособность.
Технологическая эффективность водородных проектов, как ВИЭ в целом, тоже неоднозначна. Если опираться на научные выводы П.Л. Капицы, то развитие возобновляемой энергетики как основного источника можно поставить под сомнение. Особенно ученый критиковал производство солнечной и ветряной энергии, отводя большую вероятность для развития водородной [28]. Однако производство водорода требует, в свою очередь, затрат других энергоносителей. И несмотря на все ожидания японского правительства по снижению стоимости электроэнергии в перспективе за счет эффекта от масштаба на внутреннем энергетическом рынке пока наблюдается ее рост [29].
Получение водорода из бурого угля — технология перспективная с точки зрения эффективности, однако вызывает дополнительные сложности с точки зрения соответствия стандартам по декарбонизации. Заводы по переработке бурого угля Япония располагает за пределами своей собственной территории. Таким образом, задача снижения выбросов углеводорода, успешно решается внутри страны, но не на глобальном уровне. Кроме того, этот подход не способствует снижению энергетической зависимости Японии.
Еще один вариант — производство водорода на территории Японии, используя излишки традиционных источников энергии в периоды снижения пиковых нагрузок на электросеть. Для этих целей может быть эффективно использован потенциал АЭС, которые сейчас активно восстанавливаются после приостановки в результате аварии на АЭС Фукусима-1 в 2011 году. Но и этот путь имеет свои ограничения в решении задачи национальной энергетической безопасности, так как страна не имеет собственных запасов урана.
Таким образом, с одной стороны, Япония стремится активно развивать водородные технологии, рассматривая этот вид энергии в будущем как один из основных, с другой стороны, очевидны значительные ограничения этого вида энергии, как в вопросе эффективности, так и решения задачи декарбонизации, если учитывать полный цикл производства водородной энергии. |
| |
|
|
