Самал Сулейменова Мировой энергетический сектор постепенно отказывается от логики сжигания ископаемого топлива в пользу универсальных энергоносителей, среди которых особое место отводится водороду. В отличие от возобновляемых источников энергии, таких как солнечная генерация, требующая сложных процедур утилизации токсичных фотоэлементов, водородный цикл позволяет аккумулировать и преобразовывать энергию без выбросов углекислого газа. Практическое применение этой технологии на водном транспорте уже вышло за пределы лабораторий. В Германии на маршруте Берлин – Гамбург эксплуатируется буксир с нулевым углеродным следом, а на верфях китайского города Циндао спущено на воду судно с гибридной водородно-электрической установкой.
В России переход к практической реализации подобных технологий закреплен в государственной концепции развития водородной энергетики, предполагающей производство до 12 миллионов тонн товарного водорода к 2035 году. Одной из отправных точек формирования отечественного рынка низкоуглеродного судоходства становится проект «Сила Энергии», разрабатываемый Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого при участии отраслевого партнера «РЭНЕРА», входящего в контур корпорации «Росатом». Техническая база проекта предполагает создание буксира-толкача высокого ледового класса и контейнерной баржи грузоподъемностью 3000 тонн.
Энергетическая архитектура судна исключает использование традиционных дизельных двигателей. На борту размещаются водородные топливные элементы, питающие электродвигатели суммарной мощностью около 700 кВт. Топливо хранится в криогенных емкостях, интегрированных в стандартные двадцатифутовые контейнеры. Между буксиром и баржей формируется энергомост в виде системы кабелей и криокоммуникаций. Конструкция судна допускает использование сжиженного природного газа в качестве резервного энергоносителя для снижения инвестиционных рисков.
Маршрутная сеть проекта охватывает акватории рек и озер Северо-Западного федерального округа. Линия следования проходит через Санкт-Петербург, Выборг, Усть-Лугу, Бронку, Новую Ладогу, Великий Новгород, Петрозаводск, Архангельск и Мурманск, откуда открывается выход на трассу Северного морского пути. Стратегия снабжения судов топливом строится на децентрализованном производстве водорода непосредственно в точках бункеровки. В малых портах вдоль маршрута планируется установка электролизного оборудования, что избавляет от необходимости выстраивать длинные логистические цепочки доставки криогенной жидкости. Батареи на береговых станциях будут заряжаться от водородных ячеек, обеспечивая оперативную бункеровку судов даже в условиях ограниченной мощности местных электросетей.
Создание подобной инфраструктуры требует масштабных вложений. Стоимость пилотного этапа оценивается в диапазоне от 1,2 до 2,5 миллиарда рублей. Большая часть суммы приходится на строительство судна с интегрированной криосистемой и создание первых двух-трех заправочных комплексов. Высокие капитальные затраты на начальном этапе характерны для внедрения любых новых технологий и требуют привлечения механизмов государственного финансирования. Расчеты показывают, что при переходе к серийному строительству трех-пяти судов и кластерной заправочной сети удельные капитальные затраты снизятся наполовину.
Экономия операционных расходов по сравнению с дизельными аналогами достигнет 20-30 процентов за счет повышения коэффициента использования портового электролизного оборудования. Выход на полную окупаемость прогнозируется на горизонте пяти-семь лет, после чего проект обретает финансовую самостоятельность. Снижению технологических рисков способствует применение цифровой платформы CML-Bench. Системный цифровой инжиниринг позволяет создавать виртуальные копии судна и проверять работу всех систем до начала физической постройки, выявляя недочеты на стадии компьютерного моделирования. Данные телеметрии с бортовой лаборатории будут использоваться для корректировки последующих судов серии.
Параллельно развитие водородной инфраструктуры в Арктике способно решить проблему энергоснабжения плавучих центров обработки данных. Строительство трансарктической подводной линии связи «Полярный экспресс» от Мурманска до Владивостока потребует размещения десятков дата-центров для геологоразведки и ледового контроля. Возведение наземных объектов в условиях вечной мерзлоты сопряжено с инженерными сложностями, тогда как плавучие вычислительные модули на водородных топливных элементах можно швартовать в непосредственной близости от потребителей. Подобный подход уже тестировался у берегов Шотландии и китайского острова Хайнань.