Инновации в декарбонизацию. Как украинская компания запускает в газовую трубу водород и биометан
На протяжении последних лет РГК активно работает над проектами редизайна газораспределительных сетей и изучает, как можно подготовить систему к работе с чистыми видами энергии. Компания эволюционирует в мощного высокотехнологичного игрока на энергетическом рынке будущего
Водородные приоритеты
Начиная с 2020 г. Региональная газовая компания (РГК) инвестировала в инновационные проекты более 25 млн грн.
Наиболее амбициозный инновационный проект компании – запустить в газовую трубу водород, биометан и другие синтетические газы. Это позволит не только снизить энергозависимость Украины от импортного ресурса, но и шагать в ногу с развитыми странами по пути декарбонизации экономики.
В рамках водородного проекта в прошлом году компания начала серию испытаний газовых сетей, дабы изучить работу и влияние водорода и его смесей на материалы и оборудование. Специально для таких исследований построили пять экспериментальных полигонов в разных регионах страны (Волынской, Днепропетровской, Житомирской, Ивано-Франковской и Харьковской областях), которые воспроизводят реальные модели газораспределительных сетей.
Результаты первых экспериментов с газоводородными смесями с содержанием 100% и 80% чистого водорода показали, что требование условной герметичности не выполняется.
Дальнейшие исследования с уменьшением концентрации водорода в газовой смеси, показали, что оптимальным соотношением между водородом и природным газом является 20/80.
Стоит напомнить, что РГК уже зарекомендовала себя на рынке как лидер технологических инноваций, запустив уже два роботизированных завода по изготовлению газорегулирующего оборудования в рамках проекта RGC Production. До конца текущего года в Виннице начнет работать уже третий такой завод.
Во время испытаний, проходивших в августе-сентябре 2021 г. на всех пяти полигонах, эксперименты с газоводородной смесью проводились уже на газорегулирующем оборудовании, произведённом на заводах RGC Production. Все пять типов шкафных газорегуляторных пунктов (производства RGC Production) были оборудованы итальянскими H2-ready регуляторами Pietro Fiorentini.
В ходе экспериментов подтвердилась готовность продукции современных заводов RGC Production к работе с газовыми смесями с содержанием водорода до 20% на всех экспериментальных полигонах. Контроль тестирования продукции RGC Production осуществлял мировой лидер по сертификации и контролю качества процессов и продуктов Бюро Веритас. Этот факт открывает двери продукции РГК на европейские рынки.
"В Украине появилась своя технологическая продукция для работы с водородом. В дальнейшем мы надеемся на реализацию продукции за рубеж", – отметил руководитель проекта RGC Production Александр Волович.
Исследовательская часть водородного проекта РГК на экспериментальных полигонах продлится до лета 2022 г. "Мы уже готовимся к огневым испытаниям 20%-ной водородной смеси на бытовых газовых приборах", – рассказывает Станислав Казда, руководитель водородного проекта РГК, имея в виду плиты, колонки и котлы. Далее специалисты компании совместно с ведущими украинскими учеными приступят к анализу полученных данных. "Если все пойдет по плану, то примерно с 2023 года мы приступим к поставке 20%-ной смеси к коммерческим потребителям на пяти "водородных островах", – говорит Станислав Казда.
В целом полный цикл водородных исследований финиширует к 2025 г.
Биометан – ближайшая перспектива
Ответ на вопрос, почему РГК занимается водородным проектом, не планируя при этом производить водородное топливо, прост. Согласно общеевропейскому курсу European Green Deal, к которому присоединилась компания, природный газ полностью исчезнет из системы газоснабжения к 2050 г. К тому времени украинские сети должны быть готовы принять водород, биометан и другие синтетические газы, чтобы синхронно с Европой отказаться от ископаемого топлива.
И если водород рассчитан на дальнюю перспективу, то биометан может попасть в дома украинцев уже в ближайшие два-три года. РГК уже начала подготовку сетей в трех областях к использованию биометана. Предполагается, что к сетям подключат четыре биометановых завода совокупной мощностью около 50 млн куб. м газа в год.
По подсчетам Биоэнергетической ассоциации Украины (БАУ), биометановый потенциал нашей страны составляет до 8 млрд куб. м в год. Это сравнимо с 25% внутреннего потребления природного газа. По своим характеристикам биометан – практически полный аналог природного газа, разница лишь в происхождении.
Сырьем для производства биометана являются отходы и сопутствующая продукция аграриев, животноводства и перерабатывающей промышленности. "В каждой области будет несколько десятков крупных производителей биометана, которым необходим доступ к "трубе". Нужно готовиться к нарастающим темпам подключения к газовым сетям таких проектов, – подчеркивает глава БАУ Георгий Гелетуха. Дело в том, что биометан будет распределяться на закрытых участках до тех пор, пока парк газотранспортного оборудования не приведут в надлежащее техническое состояние.
Помимо биометана РГК планирует запустить в сети и другие синтетические газы. По словам руководителей компании, инженеры на полигонах уже готовятся к экспериментам по использованию синтетического метанола и аммиака, которые будут поставлять как энергоресурс конечным потребителям. Это перспектива 2022-23 гг.
В ближайшие три года РГК собирается инвестировать в направление чистых видов энергии 25 млн грн.
Редизайн
Экспериментальные работы с "зелеными газами" – это лишь часть инновационной программы компании. Редизайн избыточной мощности сетей также должен учитывать возможность доставки новых видов энергоресурсов.
Сейчас проекты редизайна разрабатываются на двух программных продуктах. Первый – геоинформационная система RGC GIS, собственная разработка РГК. В нее
внесено около 250 тыс. км газовых сетей и сотни тысяч единиц газового оборудования. Наполнение программы происходит уже несколько лет, и в 2024 г. в нее будут внесены все сети и объекты, которые находятся в зоне ответственности газораспределительных компаний, работающих под брендом РГК.
Эта газовая карта в сочетании с другим программным продуктом Simone позволяет моделировать работу сетей при изменении их конфигурации. При разработке проектов редизайна учитываются данные о текущем уровне использования сетей. Как правило, большинство сетей используется только на 25%. Это значит, что потребителям часть используемого оборудования вовсе не нужна.
В программном продукте Simone моделируется оптимальная газовая сеть для актуального количества потребителей. Другими словами, будут ли получать все подключенные клиенты газ в нужном объеме и летом, и зимой.
На динамической модели будущей сети определяется количество необходимого клиентам газового оборудования. При проведении редизайна производится замена газорегулирующего оборудования. Вместо него устанавливаются современные образцы, произведенные на заводах RGC Production.
Таким образом, Региональная газовая компания использует программные продукты собственной разработки и существующие решения для моделирования будущего облика и конфигурации газовых сетей. За последние три года работы уже реализовано 38 проектов.
Только в прошлом году сумма инвестиций в пилоты редизайна составила 18,8 млн грн. При этом экономия от их реализации превысила 10,8 млн грн в год.
Если проводить редизайн сетей, учитывающий работу с чистыми видами энергии, то компании потребуется около 10 млрд грн инвестиций в год на протяжении 10 лет.
