Китай: производитель водорода из воды? 

Вот вопрос, который постоянно всплывает в разговорах на конференциях или в переписке с новыми клиентами. Многие сразу представляют себе масштабные заводы, где моря воды расщепляются на водород и кислород, и Китай, конечно, как мировой фабрика, должен быть в авангарде. Но реальность, как всегда, сложнее и интереснее. Да, Китай — гигант в производстве водорода, но ?из воды?? Это требует серьезных уточнений. Основной объем сегодня — это все еще ?серый? водород из природного газа или угля. Однако когда речь заходит о технологиях его выделения, очистки и, что ключевое, о переходе к низкоуглеродным методам, тут китайские инженеры и компании показывают весьма серьезные результаты. Не столько в футуристическом электролизе из воды в промышленных масштабах (хотя такие проекты есть), сколько в создании эффективной технологической цепочки, где производство — лишь один этап.

Где реально сосредоточена экспертиза?

Если отбросить хайп вокруг зеленого водорода, то практическая основа китайской индустрии — это технологии газоразделения, в частности, адсорбция при переменном давлении (PSA). Именно здесь накоплен колоссальный опыт. Большинство установок по производству водорода в Китае, будь то на НПЗ или в химических комплексах, на выходе дают не чистый H2, а технологический газ с примесями. И ключевая задача — довести его до товарной чистоты, часто до 99.999% и выше. Вот тут PSA — рабочий конек.

Я помню, как лет семь назад мы оценивали несколько китайских поставщиков установок PSA для одного проекта в СНГ. Главным сюрпризом была не цена (она ожидаемо была конкурентной), а детализация инжиниринга. Представители одной компании, ООО Сычуань Яси Технологии (Yaxi Technology), в ответ на наш техзапрос прислали не просто каталог, а разбор конкретных примесей в нашем сырьевом газе с моделированием динамики адсорбции. У них на сайте https://www.yaxikeji.ru это скромно называется ?лидерство в области PSA и TSA технологий?, но на деле это выражается в умении адаптировать установку под неидеальные, ?реальные? условия клиента. Для инженера такая конкретика дорогого стоит.

Почему это важно для темы ?водород из воды?? Потому что электролизер — это только начало. Полученный водородно-кислородная смесь или водород с остаточной влажностью тоже требуют глубокой осушки и очистки. И здесь снова в игру вступают те же проверенные технологии — температурная адсорбция (TSA) для осушки и тонкая настройка PSA для финишной очистки. Китайские компании, фокусирующиеся на этом сегменте, фактически создают технологический бэкбон для будущей водородной экономики, даже если сегодня их установки в основном обслуживают традиционные процессы.

Электролиз: между пилотными проектами и суровой экономикой

Теперь непосредственно об электролизе воды. Да, Китай производит электролизеры, и в больших количествах. Щелочные установки мегаваттного класса — уже не экзотика. Но когда я был на выставке в Шанхае в прошлом году, бросалось в глаза расхождение между масштабом стендов и осторожностью в ответах на вопрос ?А где ваши установки реально работают на полную мощность??. Многие ссылались на демонстрационные проекты, часто связанные с использованием избыточной энергии от ГЭС или ВЭС в отдаленных регионах.

Главная загвоздка, о которой все знают, но не всегда говорят вслух, — это источник энергии. Электролиз — крайне энергоемкий процесс. Производить водород из воды, сжигая для этого уголь на электростанции, — бессмысленно с экологической и часто с экономической точки зрения. Поэтому реальный прогресс привязан к развитию ВИЭ. В Китае есть пилотные зоны, например, в провинции Хэбэй или Синьцзяне, где электролизеры работают в тандеме с ветропарками. Но это именно пилоты, их экономика дотируется государством и крупными энергокомпаниями. Рентабельность в отрыве от господдержки пока под большим вопросом.

Еще один практический момент — долговечность и обслуживание. Коллега из исследовательского института в Чэнду как-то поделился наблюдением: многие ранние китайские электролизеры страдали от проблем с чистотой воды. Казалось бы, мелочь — но примеси в воде катастрофически снижали срок службы мембран и катализаторов. Это типичная ?болезнь роста?, когда в погоне за мегаваттами упускаются ?скучные? детали предварительной подготовки. Сейчас, судя по новым техусловиям, с этим стали бороться серьезнее.

Интеграция как ключевой вызов

Самое интересное начинается, когда пытаешься встроить установку по производству водорода, ту же электролизную, в существующий технологический цикл. Это не просто ?поставил и включил?. Нужно решить вопросы с буферизацией энергии, компремированием газа, хранением, безопасностью. И вот здесь опыт компаний вроде упомянутой Yaxi Technology оказывается бесценным. Потому что они мыслят не отдельными аппаратами, а системами газоочистки и подготовки.

На одном из проектов по улавливанию водорода из потоков химического производства мы столкнулись с резкими колебаниями давления и состава сырьевого газа. Стандартная PSA-установка могла бы просто ?захлебнуться?. Решение, которое предложили китайские инженеры (и оно, кстати, сработало), заключалось в каскадной схеме с буферной емкостью и системой предварительной сортировки примесей на более дешевых адсорбентах. В их портфолио на yaxikeji.ru я потом видел описание похожих кейсов для металлургии. Это и есть та самая практическая экспертиза, которая не в пресс-релизах, а в умении решать нестандартные задачи.

Для ?водорода из воды? эта проблема интеграции стоит еще острее. Электролизер требует стабильного энергопитания, а солнце и ветер — прерывисты. Значит, нужны либо огромные буферные хранилища энергии (те же аккумуляторы, что дорого), либо гибкая схема, при которой установка может быстро снижать и наращивать производительность. Китайские производители сейчас активно работают над этим, но готовых, отработанных в полевых условиях решений ?под ключ? для крупных объектов ВИЭ+электролиз еще не так много. Большинство — штучные проекты.

Взгляд в будущее: сырье и стратегия

Итак, является ли Китай производителем водорода из воды? Сегодня — в ограниченных, скорее экспериментально-демонстрационных масштабах. Но он целенаправленно строит для этого фундамент. Государственная стратегия видит в водороде важный вектор декарбонизации, особенно для трудноэлектрифицируемых секторов вроде тяжелого транспорта или химии. И инвестиции идут не только в электролизеры, но и во всю сопутствующую инфраструктуру: компрессоры, заправочные станции, трубопроводный транспорт.

Что более вероятно в среднесрочной перспективе? Не чистый ?зеленый? водород из воды, а гибридные схемы. Например, использование водорода, полученного из промышленных побочных газов (тот же коксовый газ) и очищенного с помощью высокоэффективных PSA-установок, в сочетании с порцией ?зеленого? водорода для снижения углеродного следа. Это экономически более оправданный путь. Китайские компании здесь в выигрышной позиции, потому что они сильны именно в таких гибких, прагматичных технологических решениях.

Компании-лидеры в области разделения газов, такие как ООО Сычуань Яси Технологии, чья деятельность сфокусирована на производстве и извлечении водорода, по сути, уже сейчас формируют технологический стандарт для чистота конечного продукта. Когда доля электролиза вырастет, их опыт в тонкой очистке и осушке станет критически важным. Так что, отвечая на вопрос из заголовка: Китай — не столько массовый производитель водорода из воды сегодня, сколько создатель технологической и промышленной экосистемы, которая сделает это производство эффективным и экономичным завтра. И в этой экосистеме блестящее знание адсорбционных процессов оказывается не менее важным, чем умение сделать электролизер.