Енергетика майбутнього. Газотранспортна система України почала випробовування воднем
Репортаж з навчально-тренувального полігону газівників на Житомирщині
В Україні почалися випробування використання водню в газорозподільних мережах. Подію можна сміливо назвати епохальною: H2 – це енергія майбутнього. І наша країна має величезні перспективи як з виробництва водню, так і з його експорту.
Переваги водню
Водень – екологічно чистий енергоносій, і його запаси в світі практично безмежні, на відміну від газу, нафти та вугілля. Звичне нам вуглеводневе паливо після використання залишає і в прямому, і в переносному значенні неприємний осад. Викиди в атмосферу не лише шкодять екології, але ще і провокують глобальне потеплінню – вуглекислий газ (поряд з метаном і водяною парою) значно підсилює парниковий ефект.
H2 – абсолютно інша справа. Побічний продукт після його використання як енергоносія – дистильована вода і нічого більше. Власне, і назва звідкси: латинське hydrogenium – «народжує воду».
Правда, в чистому вигляді водень, який ще в XVIII столітті назвали «горючим повітрям», в природі не зустрічається. Це надзвичайно активний елемент, який миттєво вступає в хімічну реакцію, і тому знаходиться в зв'язаному стані.
Його можна добути з тих же вуглеводнів – природного газу, нафти та вугілля, але при цьому буде виділятися СО2. А видобувати екологічно чисте паливо методами, такими, що шкодять екології – нелогічно. Ідеальний спосіб – отримання водню з води методом гідролізу, використовуючи при цьому «зелену» електроенергію, отриману від сонячних і вітряних електростанцій.
Справа в трубі
Директор Інституту відновлюваної енергетики НАН України Степан Кудря у бесіді з «Главкомом» зазначає: зараз вся генерація електроенергії в країні становить 50 ГВт на рік, а сонце і вітер потенційно дозволяють генерувати до 700 ГВт – у 14 разів більше.
Але проблема в накопичувачах електроенергії, отриманої з відновлюваних джерел. І тут ідеальним виходом є використання зеленої електрики (шляхом гідролізу), для виробництва зеленого водню. Потім його можна використовувати самим, зберігати, продавати. Потенційно ми можемо виробляти щорічно до 500 млрд кубометрів водню, що еквівалентно 160 млрд кубів природного газу (щорічні потреби в ньому України – близько 32 млрд кубометрів).
Одним словом, Україна має всі шанси перетворитися на одного з найбільших експортерів енергоносіїв в Європі. У нашому водні вже зацікавлена Німеччина, яка готова інвестувати 1 млрд євро в розвиток української водневої економіки. Зокрема – в модернізацію газотранспортної системи, так як транспортування водню по трубопроводах – найдешевший спосіб.
Але українська ГТС, по якій йде транзит російського природного газу до Європи, м'яко кажучи, досить стара. І тут треба зрозуміти, наскільки вона готова перекачувати водень – газ, ще раз нагадаємо, дуже активний (м’яко кажучи, навіть при незначних неполадках H2 покине трубу, як то кажуть, зі свистом).
Ось саме тому Україна приступила до випробувань: як поведе себе перспективне паливо у вітчизняній газотранспортній системі. Дослідження проводить Регіональна газова компанія, яка об'єднує на даний момент 20 газорозподільних підприємств країни.
Репортаж з місця подій
Житомирська область, три кілометри від смт Черняхів. Тут знаходиться навчально-тренувальний полігон АТ «Житомиргаз». Ще з радянських часів тут проходять стажування і тренуються газівники області: як виявити витік газу, спритніше його виправити. Проводяться не тільки навчання, а й змагання.
А ще 32 співробітники полігону (всього в «Житомиргаз» працює близько двох тисяч працівників) паралельно обслуговують Черняхівський район – це 200 кілометрів газорозподільної мережі та понад 4 тисячі абонентів.
Чотири місяці тому тут почалися зміни. На ділянці близько 20 соток, біля основної території полігону, закопали 360 метрів сталевих труб і 40 метрів – поліетиленових, на поверхні встановили 60 метрів наземного газопроводу (зі сталі) і різні датчики, манометри і термометри, завдання яких – реєстрація того, що відбувається в системі.
«По суті, – каже начальник відділу інспектування АТ «Житомиргаз» Віта Кузьмич, – тут знаходиться газотранспортна система України в мініатюрі».
Перед початком випробувань короткі промови керівництва РГК і «Житомиргазу», суть яких: «Історична подія. Водень – паливо майбутнього. І ми повинні перевірити, наскільки наша ГТС готова перекачувати водень». Важлива деталь, всі труби задіяні у досліді – не нові, вони були зняті з діючих ділянок).
По території водневого полігону робить коло автомобіль Toyota Hilux, на якому встановлена мобільна лабораторія зі спеціальним обладнанням для уловлювання газу (таких машин в Україні вже сім штук). Якщо є витік, прилади виявляють його в радіусі чотирьох метрів – апаратура вловлює молекули газу, при потребі приїжджає «аварійка».
Цього разу все в порядку, витоку не виявлено (хоча насправді в трубопровід ще нічого не закачано, це так – демонстрація можливостей).
Починаються власне випробування. Все трохи нагадує старт ракети на космодромі.
«Колонка №3 готова? Колонка №3 готова! – перемовляються технічний директор АТ «Житомиргаз» Сергій Колесник з дев'ятьма працівниками полігону, які пройшли відповідну підготовку за участю фахівців з Великобританії, Голландії, Норвегії та Франції. – Колонка №2? Готові! Колонка №1? Готові! ». («Колонки» – позивні трьох ділянок – підземного, наземного, і апаратури).
Після того, як всі готові, лунає шипіння, і в систему з двох балонів подається інертний газ, азот. Його завдання – «продути» трубопровід, щоб там не залишилося ні повітря, ні найменші молекули природного газу – для чистоти експерименту.
Через 15 хвилин азот випускають з системи, і знову ж таки з двох балонів в неї запускають водень, куплений в компанії «Лінде Газ», провідного постачальника промислових і спеціальних газів, а також газового обладнання в Україні.
Загальний обсяг водню в балонах – 6 м3, обсяг експериментального трубопроводу – 2 м3. Таким чином, тиск в системі складає три атмосфери, як і в звичайному газопроводі, по котрому в будинки подається звичайний природний газ.
Голова Експертної ради з питань розвитку газової промисловості та ринку природного газу Леонід Уніговський запевняє «Главком», що в подальшому в випробуваннях буде використовуватися власний «зелений» водень – Регіональна газова компанія має намір найближчим часом придбати собі електролізер, і добувати H2 самостійно.
Через 15 хвилин водень ц систему закачаний. Як розповідає в бесіді з «Главкомом» директор РГК Олег Ніконоров, концентрація H2 в системі - 99%, решта – азот.
«Не дивлячись на те, що концентрація водню при прокачуванні через діючу газотранспортну систему не буде перевищувати 20%, ми вирішили перевірити напевно – як поведуть себе наші труби, чи витримають», – пояснює Ніконоров.
Плани на майбутнє
У даний час на полігоні йдуть статичні випробування. Тобто, водень з концентрацією 99% знаходиться в замкнутій системі, і буде там мінімум два місяці. Показання як там себе почуває газ, чи немає витоку, в автоматичному режимі зчитує універсальний реєстратор, з нього знімають дані раз на добу.
«Я сподіваюся, що статичні випробування ми завершимо до початку опалювального сезону. Потім будуть динамічні випробування. Газ, де концентрація водню становитиме спочатку 10%, пустимо в нашу котельню. Там, до речі, ми вже побудували ще «кухню» – обладнали кімнатку з бойлером і газовою плитою», – розповідає «Главкому» Сергій Колесник.
На питання, чи не варто захистити нову територію полігону якимось парканом, адже випробування важливі, практично стратегічний об'єкт, а з огорожі – з одного боку, тільки яблуні та алича, а з іншого – старий бетонний паркан, технічний директор «Житомиргазу» відповів, що питання слушне. Але трохи подумавши, уточнив: «Чужі тут не ходять. До селища – три кілометри, а за парканом –в руїни, що залишилися від старого молокозаводу».
За словами директора зі стратегії розвитку Регіональної газової компанії Станіслава Казди, в даний час зниження тиску на випробувальному полігоні в Черняхові – «в рамках очікуваних параметрів». Тобто, водень трохи випаровується, але треба розуміти, що його там все-таки 99%. Одним словом, труби випробування поки витримують.
Зараз в Україні для водневих випробувань готуються полігони у Волинській, Дніпропетровській, Івано-Франківській та Харківській областях. Як розповів «Главкому» Олег Ніконоров, наступним етапом буде Івано-Франківськ: спільно з Національним технічним університетом нафти і газу, зокрема, тестуватимуться вимірювальні прилади.
Андрій Кузьмін, «Главком»