Производство "зеленого" водорода угрожает запасам воды на планете

На Европу обрушилась засуха, среди причин которой и изменение климата. Фото Reuters

Согласно водородной стратегии ЕС, ставка в Европе делается на водород, произведенный с использованием возобновляемых источников энергии. Европейский союз опубликовал 8 июля 2020 года окончательную версию своей водородной стратегии («Водородная стратегия для климатически нейтральной Европы»). В ней утверждается, что водород может служить источником энергии для секторов, для которых не годится электрификация, и обеспечивать хранение энергии для балансирования переменных потоков ВИЭ. Приоритетом является разработка возобновляемого водорода (renewable hydrogen), производимого в основном с использованием энергии ветра и солнца. Тем не менее в краткосрочной и среднесрочной перспективе необходимы другие формы низкоуглеродного водорода (low-carbon hydrogen) для быстрого сокращения выбросов и поддержки развития жизнеспособного рынка. Примерно такой же подход принят и в Водородной стратегии Германии, которая была недавно опубликована.

Еврокомиссия отмечает, что в период 2020–2024 она поддержит установку как минимум 6 ГВт электролизеров для производства возобновляемого водорода, а также производство до 1 млн т возобновляемого водорода. Совокупные инвестиции в возобновляемый водород в Европе могут составить до 180–470 млрд евро к 2050 году, а в низкоуглеродный водород, произведенный на основе ископаемого топлива, – 3–18 млрд евро. В тексте говорится о европейском плане, согласно которому ЕС к 2030 году потребуется 40 ГВт электролизеров на территории блока и 40 ГВт в соседних странах для экспорта водорода в Евросоюз. При этом на территории ЕС будет производиться до 10 млн т возобновляемого водорода. Соответственно комиссия будет поддерживать установку 40 ГВт электролизеров к 2030 году.

В стратегии отмечается, что сегодня ни возобновляемый водород, ни низкоуглеродный водород, в частности ископаемый водород с улавливанием углерода, не являются конкурентоспособными по сравнению с ископаемым водородом (то есть произведенным из ископаемых ресурсов). Стоимость возобновляемого водорода быстро снижается. Чтобы поддержать зарождающуюся отрасль возобновляемого водорода в Европе, комиссия также создала Европейский альянс чистого водорода (European Clean Hydrogen Alliance), который объединит лидеров отрасли, национальных и региональных министров, а также гражданское общество для «формирования потока инвестиций для наращивания производства» и поддержки спроса на чистый водород в ЕС.

Технологическая позиция Европы на мировом рынке водорода оценивается как лидирующая, и ожидается, что в водородном секторе Европы, по всей его цепочке, может быть создано около 1 млн рабочих мест.

Почти три года тому назад на Берлинской конференции Berlin Energy Transition Dialogue тогдашний заместитель министра экономики Германии (статс-секретарь) Андреас Файхт провозгласил начало водородной эры. Он назвал ее концепцией H2 Global. С тех пор эта концепция уже при новом правительстве была преобразована и расширена. Ученые известного немецкого научного Института Фраунхофера по развитию солнечных энергосистем ISE подготовили и опубликовали в конце апреля текущего года проект офшорного морского производства водорода (OffsH2ore). Этот проект доказывает техническую возможность создания электролизера для производства водорода в открытом море. Электроэнергию этот электролизер (мощностью в 500 МВт) должен будет получать от офшорных ветровых парков. Координатором проекта является PNE AG, которая занимается проектированием ветровых парков, а также исследованиями в области солнечной энергетики, созданием накопителей и новых энергоносителей, прежде всего водорода.

Национальная водородная стратегия Германии, которая реализуется в составе европейской, принятой в 2022 году и называемой «Зеленый водород», пока не дает ответа на вопрос, сколько водорода потребуется Германии в 2045 году. Неизвестен пока этот показатель и в отношении других европейских стран. Но идеей «зеленого» водорода, как оказалось, одержима в той или иной степени и другая европейская страна, Нидерланды. Они запланировали строительство морского офшорного производителя водорода, который будет давать 10 тыс. кг водорода в час. Этим проектом занимается нидерландская Iv-Groep. Мощность установки составляет, как и у немцев, 500 МВт. Такая установка будет давать в год не менее 85 тыс. т водорода.

Понимая, что чисто немецких мощностей Германии для реализации будущих программ перевода экономики на водородные рельсы не хватит, к водородному партнерству привлекаются и другие страны мира: Австралия, Канада, Новая Зеландия, Намибия, Южная Африка. Во всем мире, отмечает немецкая экономическая газета Handelsblatt, планируются гигантские мощности по производству «зеленого» водорода.

Но, как пишет газета, «темная сторона этой надежды, связанной с производством «зеленого» водорода, связана с проблемой ресурса».

Экологи, по данным издания, с тревогой взирают на честолюбивые планы наращивания мощностей по производству экологически чистого водорода. Газета приводит слова эксперта немецкого Объединения по охране природы (Nabu) Иоганнеса Руссманна. По его словам, чрезвычайная потребность в воде, из которой добывается водород, пока в дискуссии не играет никакой роли.

А в странах с засушливым климатом: в Южной Европе, в Северной Африке или в арабских государствах Персидского залива нехватка пресной воды может сыграть для этих планов роковую роль.

На конференция ООН по сохранению водных ресурсов констатировали нехватку питьевой воды для населения Земли. Фото со страницы NY Water Week в Twitter

Имеющиеся расчеты показывают, что в 2050 году потребность в воде населения планеты будет составлять 800 млн т в год. В то время как для электролиза потребуется для решения поставленных задач по производству зеленого водорода 11 млрд т воды в год. Но это составляет только 0,7% потребности всей промышленности, сельского хозяйства и населения в пресной воде.

Конференция ООН

О том, что мировая система водоснабжения находится в состоянии кризиса, на состоявшейся в конце марта с.г. конференции ООН по водным ресурсам говорили практически все эксперты. Со времени предыдущей конференции на эту тему прошло почти полвека. За это время, утверждалось в СМИ, многие люди в мире получили доступ к чистой воде и санитарной профилактике – за исключением стран Африки к югу от Сахары, где количество не имеющих его превысило показатели 2000 года. Во всем мире около 500 млн человек вынуждены прибегать к открытой дефекации и еще миллионы берут воду из загрязненных источников. Генеральный секретарь ООН Антонио Гутерриш в своем выступлении на конференции сказал, что вода представляет собой право человека и решающим образом определяет развитие лучшего глобального будущего. Он указал, что четверть населения Земли живет без наличия систем водоснабжения или чистой питьевой воды. Кроме того, порядка 1,7 млрд человек на Земле не располагают необходимыми санитарными условиями для проживания. А миллионы вынуждены заботиться о том, чтобы каждый день тратить часы на организацию себе водоснабжения.

Научный журнал Nature пишет, что первая конференция ООН по водным ресурсам состоялась в аргентинском городе Мар-дель-Плата в 1977 году. Представители 118 стран и территорий совещались 12 дней и составили план действий с рекомендацией обеспечить к 1990 году всеобщий доступ к чистой воде и санитарной профилактике во избежание глобального водного кризиса под конец ХХ века. В связи с этим несколько стран с низким уровнем дохода обратились за финансовой поддержкой, но получили отказ. Вместо этого сторонам предложили заняться изучением способов финансирования водных проектов, как сообщал в то время журнал Nature.

В 2015 году международное сообщество перенесло цель на 2030 год (в рамках Целей устойчивого развития ООН, ЦУР). Согласно данным ВОЗ и ЮНИСЕФ, по состоянию на 2020 год около 2 млрд человек по-прежнему не имели дома доступа к безопасной воде, а около трети – даже элементарных средств гигиены. Ожидается, что к 2030 году нехватку чистой воды будут испытывать 1,6 млрд человек.

При этом вода не стала приоритетной темой ни на конференции ООН по продовольственной безопасности в сентябре 2021 года, ни на прошлогодней конференции по климату COP27 в Египте, говорит специальный посланник Королевства Нидерландов по международным водным вопросам Хенк Овинк. По его словам, вода должна стать одной из задач первостепенной важности в дальнейшей деятельности ООН, включая запланированный на июль саммит по продовольственным системам в Риме, сентябрьский саммит по ЦУР в Нью-Йорке и КС28 в Дубае в конце ноября. «Мы не можем ждать еще 46 лет ввиду того ужаса, что имеет место на данный момент, а ведь будет становиться только хуже», – говорит Рэйчел Макдоннелл из Международного института управления водными ресурсами в Риме.

Проявления кризиса

Наиболее остро водный кризис ощущается в странах с низким уровнем дохода – так, например, доступа к безопасной питьевой воде не имеют около 70% населения стран Африки к югу от Сахары. По словам Кэрол Черфейн из Бейрута, директора аналитического центра по изучению вопросов изменения климата, на конференции необходимо уделить приоритетное внимание решению проблемы отсутствия доступа к воде в уязвимых сообществах, а также в условиях конфликтных и постконфликтных ситуаций. В докладе, опубликованном на этой неделе ЮНИСЕФ и ВОЗ, говорится, что в прошлом году от засухи в Сомали могло погибнуть до 43 тыс. человек.

Не менее важным элементом являются цели здравоохранения и санитарии. Слишком многие не имеют иного выбора, кроме как пользоваться загрязненными источниками воды. В 2021 году каждое десятое медицинское учреждение мира не имело санитарно-гигиенических служб, а около 857 млн человек – доступа к водопроводной воде в местных клиниках. Такие данные приводятся в более раннем совместном докладе ВОЗ и ЮНИСЕФ на основе обобщенных данных о водоснабжении и санитарии за 20 лет.

Британская Times напоминает, что в конце прошлого года в парижской штаб-квартире научного агентства ООН ЮНЕСКО была учреждена Коалиция трансграничного водного сотрудничества. Ее работа особенно важна для стран Ближнего Востока и Северной Африки. По словам Черфейн, около двух третей «водных ресурсов арабских государств поступает из-за пределов их национальных границ». «Подход на уровне трансграничного бассейна очень важен не как инструмент создания конфликтов, а как инструмент создания возможностей для дискуссий, сотрудничества и координации».

Изменение климата

Как изменение климата влияет на водные ресурсы?

Согласно последнему (шестому) оценочному докладу Межправительственной группы экспертов по изменению климата, опубликованному на этой неделе, около половины населения земного шара уже подвергается риску острой нехватки воды как минимум в определенные периоды. И их количество, вероятно, увеличится из-за последствий изменения климата, таких как обильные осадки, наводнения, засуха и лесные пожары. Если глобальная температура превысит доиндустриальный уровень хотя бы на 1,5 градуса по Цельсию, во многих странах вдвое возрастет вероятность экстремальной сельскохозяйственной засухи (снижения влажности почвы).

Появится ли юридически значимый договор по водным ресурсам?

На конференции была подготовлена «программа действий в области водных ресурсов», которая, по словам Макдоннелл, потребует определенных «добровольных обязательств». «Никаких юридически обязывающих документов, эквивалентных Парижскому соглашению, нет». Более того, в рамках ООН нет ни одного узкоспециализированного органа, который отвечал бы за реализацию и мониторинг прогресса по всем связанным с водой ЦУР. «Конференция повисла в организационном вакууме, – говорит Овинк. – Мы очень заняты ее организацией, но при этом не очень заняты водой».

На создание нового договора или официальной организации уйдет много лет. Поэтому в качестве альтернативы делегаты будут призывать к возведению данной проблематики в ранг наиболее приоритетных в рамках уже существующих соглашений и системы ООН.

Некоторые страны станут требовать выделения дополнительных средств, особенно в форме грантов на проекты по опреснению морской воды и очистке сточных вод. Бóльшая часть существующей международной поддержки – это кредиты, заявил официальный представитель Министерства водных ресурсов и ирригации Иордании Омар Саламе. «Однако кредиты усиливают финансовое давление на и без того испытывающие трудности экономики».

Ожидается, что генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш также активизирует сбор средств для объявленного на COP27 плана по созданию систем раннего предупреждения об изменениях климата во всех государствах – членах ООН. «Таковыми располагает только половина из 193 членов организации, – говорит Петтери Таалас, генсек Всемирной метеорологической организации в Швейцарии, которая вместе с Гутерришем работает над реализацией плана. – В ближайшие пять лет нам потребуется около 3 млрд долл.». На сегодняшний день из разных источников удалось собрать около 10% этой суммы.

Выводы

Получение «зеленого» водорода связано с двумя проблемами: наличием достаточного количества возобновляемых источников энергии и водных ресурсов. И то и другое связано не только с существенными инвестициями, но и расходованием такого ресурса, как вода, который хотя и считается возобновляемым вследствие так называемого гидрологического цикла, но он ограничен. Причиной этого является не только деятельность человека, но и не зависящие от него проблемы.

Дело в том, что на сегодняшний день население Земли уже превысило 7 млрд человек. Ежегодный прирост составляет порядка 83 млн человек. При этом за то время пока человечество выросло в три раза, потребление воды возросло в 17 раз, а через 20 лет потребление пресной воды может увеличиться еще втрое. Примерно к 2030 году половина жителей планеты будет ежедневно существовать под угрозой водного дефицита. По данным ООН, через 15 лет потребность человечества в пресной воде превысит ее запасы на 40%. И главные причины наряду с ростом численности населения – изменение распределения осадков, уменьшение подземных запасов воды и потепление климата.