Сұр, көк және жасыл... сутегі

Дүниежүзінде сутегі экономикасына деген қызығушылықтың бірнеше толқыны белгілі, ал сутегінің пайдалану аясын кеңейту мүмкіндігі тікелей мұнай мен газдың бағасына байланысты өзгеріп келді. Айталық, 1970-жылдары «қара алтын» бағасы едәуір өсіп, сутегін зерттеуге деген қызығушылықты тудырды, бірақ мұнайдың бағасы тұрақталған тұста сутегі дүрбелеңі басылып қалды. Сутегін зерттеуге деген кезекті ұмтылыс 1990-жылдары белең алды, оған климаттың өзгеруіне алаңдаушылық мәселелері түрткі болды. Дегенмен, тоқсаныншы жылдары мұнайдың бағасы қайта төмендеп, сутегі мәселесі тағы да кейінге шегерілді. Ал сутегіге деген 2000-жылдардағы қызығушылық инфрақұрылымдық қиындықтар мен электрлі көліктермен бәсекеге келіп тірелді. Әйтсе де қазір сутегі энергетикасын зерттеп жүрген коалицияларға әртүрлі мемлекеттердің үкіметтері мен әлемдік экономиканың бірқатар салаларынан қолдау бар.

Сутегін қолдауға бағытталған саяси стратегиялар мен ынталандыру шаралары бүгінгі таңда әлем бойынша 50-ге жетті. 2017 жылы Жапония сутегін қолдау бойынша алғашқы Жол картасын қабылдады. Еуропалық Одақ пен G20 елдерінің 11 мемлекетінде де осыған ұқсас саясат бар. Көптеген елдер сутегі технологияларын зерттеуге және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстарды ұйымдастыруға соңғы жылдары ауқымды қаражат бөле бастады. Бұл стратегиялар 2050 жылға қарай көміртекті бейтараптыққа қол жеткізуді және сутегін баламалы энергия көзі ретінде пайдалануды көздейді. Мұндай стратегиялардың мақсаты: парниктік газ шығарындыларын азайту; жасыл сутегі өндірісін кеңейту; сутегін өндіру, сақтау және тасымалдау инфрақұрылымын дамыту; өнеркәсіптік инновацияларды ынталандыру; халықаралық ынтымақтастықты нығайту. Негізі, сутегі тек баламалы таза энергия көзі ғана емес, сутегі — Жердегі ең көп таралған элемент, бірақ ол таза күйінде кездеспейді. Оны су немесе көмірсутек сияқты қосылыстардан алуға болады. Сутегін өндірудің бірнеше әдісі бар, олардың әрқайсысының өзіндік артықшылықтары мен экологиялық әсерлері жоқ емес.

Әлемде жыл сайын шамамен 94 млн тонна сутегі өндіріледі, оның 70–75%-ы «сұр сутегі» және көп бөлігі мұнай өңдеу, аммиак, болат өндірістерінде қолданылады. Дегенмен, төмен көміртекті сутегіге, әсіресе, «көк» және «жасыл» сутегіне көшу әлемдік стратегияларда маңызды мәселе деп көрсетілген. Сұр сутегі арзандау (1–2,5 АҚШ долл./кг), көк сутегі орташа бағада (2–3,5 АҚШ долл./кг), ал жасыл сутегі (3–7,5 АҚШ долл./кг) ең қымбат саналады. Бірақ технологиялар дамыған сайын, көк және жасыл сутегін өндіру құны төмендеуі ықтимал. Көк және жасыл сутегіне деген сұраныс алдағы жылдары арта береді деген болжам бар: Халықаралық энергетика агенттігі 2050 жылға қарай сутегіге жаһандық сұраныс 500 млн тоннаға жетуі мүмкін деп отыр. Осыған байланысты көптеген елдер сутегі өндірісі мен экспортын дамытуға ден қойған. Мысалы, Сауд Арабиясы сутегі өндірісін дамытуға қазірден басымдық беруде. Бұл елдің «Vision 2030» бағдарламасы аясында NEOM Green Hydrogen Project әлемдегі ең ірі жасыл сутегі жобаларының бірі ретінде іске асырылуда. Аталған жоба сутегін аммиакқа айналдыруға және оны экспорттауға бағытталған. Мұнда 2026 жылдан бастап, тәулігіне 600 тонна таза сутегі өндіріледі деп күтілуде.

Сутегі экономикасы үшін сутегін қауіпсіз сақтау және тиімді тасымалдау өте маңызды. Сақтау әдістеріне сығылған сутегі, сұйық сутегі, металл гидридтері және аммиак, cұйық органикалық сутегі тасымалдаушылары (Liquid Organic Hydrogen Carriers) тәрізді химиялық сақтау түрлері жатады. Тасымалдау үшін құбырлар, сығылған газға арналған жүк көліктері мен аммиак тасымалдаушы қондырғылар пайдаланылады. Бүгінгі таңда Германия, Жапония, Австралия, Оңтүстік Корея және АҚШ сутегі инфрақұрылымын дамытуда жетекші елдер деп танылған. European Hydrogen Backbone (EHB) жобасы Еуропада 2040 жылға қарай 28,000 км сутегі құбырлары желісін құруға бағытталған, ал The Hydrogen Energy Supply Chain (HESC) Австралия мен Жапония арасында сұйық сутегі өндіріп, экспорттауды көздейді. Бұл жоба Kawasaki Heavy Industries басшылығымен жүзеге асырылуда. 2021–2022 жылдары басталған пилоттық кезеңде жоба Suiso Frontier атты әлемдегі алғашқы сұйытылған сутегі тасымалдау кемесін пайдаланып, әр сапарда шамамен 75 тонна сұйытылған сутегіні сәтті тасымалдаған.

Сутегі әртүрлі салаларда, әсіресе, ауаға салмақ түсіретін өнеркәсіптерде кеңінен қолданылады: авиация, теңіз тасымалы, металлургия, химия өндірісі, жүк көлігі, ғимараттарды электрмен, жылумен қамтамасыз ету, т. б. Көлік секторында сутегінің отын элементтері бар көліктер саны артып келеді. Қазір әлем бойынша 70 000-нан астам сутекті отын элементтері бар көліктер (Fuel cell electric vehicles/FCEVs) жолға шыққан, ал 1100-ден астам сутегі станциялары Жапония, Оңтүстік Корея, АҚШ және Еуропада орналасқан. Сутегіге негізделген көліктерді дамытуда Toyota, Hyundai сынды компаниялар көшбасшы болып отыр.

Соңғы жылдары сутегіні қолдану аясы өнеркәсіпте де кеңейіп, бірнеше ірі жоба қолға алынды. HyDeploy (Ұлыбритания) жобасы сутегіні табиғи газбен араластырып, тұрғын үйлерді жылытуға бағытталған. Refhyne (Германия) — әлемдегі ең ірі сутегі электролиз қондырғыларының бірі, ол жасыл электр энергиясын қолданып сутегі өндіру арқылы мұнай өңдеу зауыттарының көміртек шығарындыларын азайтуға бағытталған.

Қазақстан да 2060 жылға дейін көміртекті бейтарапсыздану стратегиясын бекітіп, сол мақсатқа жететін әдістемелердің бірі ретінде сутегі технологияларына назар аударған. ҚР энергетика министрлігі Қазақстан Республикасында сутегі энергетикасын дамытудың 2040 жылға дейінгі тұжырымдамасының жобасын әзірлеп, онда сутегі энергетикасын дамытудың негізгі принциптері мен тәсілдері, экономиканың әртүрлі салаларында сутегіні өндіру мен пайдалануды ұйымдастыру, ғылыми әлеуетті дамыту, тиісті кадрлармен қамтамасыз ету, пилоттық жобаларды іске асыру арқылы сутегі энергетикасын дамыту қарастырылуда.

Жалпылай алғанда, сутегі көміртекті азайтып қана қоймай, экономиканы әртараптандыруға да септік етеді, осылайша ол тұрақты және төмен көміртекті болашаққа көшуде маңызды элементке айналады. Әлем жұртының сутегінің құрметіне арнайы дата белгілеуінің өзі де сутегінің болашағына қатысты біраз нәрсені меңзесе керек.