Цели, задачи и основные этапы реализации Программы «Водородная энергетика»
Если нынешние тенденции развития энергосектора в условиях развертывающегося в мире научно-технологического переворота (включающего глобальную энергетическую революцию) сохранятся, Россия со временем превратится в инновационно-технологическое захолустье, станет для развитых стран и ТНК лишь поставщиком топлива и сырья и рынком сбыта готовой продукции. Уже сейчас в России начинает ощущаться растущий дефицит электроэнергии, что тормозит экономический рост.
Когда же доступные богатые запасы нефти и газа будут в основном исчерпаны, процессы их добычи и транспортиров-
ки значительно подорожают, а цена топлива на мировых рынках снизится, поскольку развитые страны в основном будут использовать водород и другие альтернативные источники энергии, в России неминуем энергоэкологический и экономический кризис.
1.2.2. Состояние работ в области водородной энергетики
Еще в сентябре 1941 г. в блокадном Ленинграде было создано и зарегистрировано устройство для использования водорода в качестве автомобильного топлива и впервые в мире начато его массовое применение. В Великую Отечественную войну около 700 автомобилей, поддерживая водородные аэростаты ПВО Ленинграда и Москвы, работало на водородном топливе.
С середины 1970-х годов СССР активно включился в исследования в области водородной энергетики: их проводили специалисты нескольких академических институтов, а в Донецком политехническом институте открылась проблемная лаборатория водородных технологий. Водород в качестве топлива применялся в некоторых промышленных процессах, при освоении космоса, на воздушном транспорте.
Однако в 1990-е годы эти работы были свернуты.
Лишь с конца 2003 г., когда Президиум РАН и горнометаллургическая компания Норильский никель заключили соглашение и была утверждена Комплексная программа поисковых, научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по водородной энергетике и топливным элементам (ГМК Норникель выделяет на программу 40 млн долларов в год), исследования и практические работы по этой тематике возобновились. В них принял участие ряд академических и отраслевых институтов и вузов России, Национальная ассоциация водородной энергетики (НАВЭ).
Однако государство почти не оказывало поддержки важнейшему направлению инновационно-технологического прорыва, тогда как авангардные страны выделяют огромные средства на его развитие. Так, сенат США принял решение о том, что в течение пяти лет в эту сферу направится 1,7 млрд долларов из бюджета, а еще порядка 5 6 млрд составят инвестиции частных компаний.
В Европейском союзе на эти цели будет потрачено 2 млрд евро; в Японии 4 млрд долларов (в течение 20 лет).
С 2005 г. работы в области водородной энергетики в России существенно расширились. Подготовлен ряд проектов, организованы выставки, создана и активно работает национальная инновационная компания Новые энергетические проекты. Проведена междисциплинарная дискуссия и опубликована монография На пути к водородной энергетике. НАВЭ развернула разработку концепции Национальной программы водородной экономики, включающей вовлечение в проблематику энергоэкологической безопасности наиболее активных социальных слоев, проведение водородного всеобуча.
МИРЭА и МГУ им. М.В.
Ломоносова создают научно-образовательный центр Соколиная Гора, содействующий развитию водородной экономики. Здесь возникла молодежная организация нового типа международный водородный клуб, охватывающий молодых ученых, аспирантов, студентов и школьников.
Руководством страны поставлены стратегические задачи по инновационной трансформации энергетики, в том числе и на базе водородной энергетики.
1.2.3. Сценарии развития в России водородной энергетики
Четко вырисовываются два возможных сценария участия России в глобальной энергоэкологической революции.
Инерционный сценарий: если государство по-прежнему не будет поддерживать проекты, способствующие инновационному прорыву в области водородной энергетики, Россия неизбежно окажется на периферии глобальной энергоэкологической революции, и экологический и экономический кризисы в перспективе неминуемы, когда будут исчерпаны лучшие нефтегазовые месторождения и снизятся мировые цены на нефтетопливо.
Сценарий инновационно-энергоэкологического прорыва базируется на том, что государство, научные организации, мощные промышленные и финансовые корпорации объединят свои усилия, направив их на ускоренную разработку и освоение в крупных масштабах ключевых направлений производства, транспортировки, хранения, обеспечения безопасности водородного топлива и топливных элементов, их эффективное применение в различных секторах экономики, освоение инновационных рыночных ниш на основе инновационного партнерства государства, бизнеса, науки и образования. Необходимо активно сотрудничать с заинтересованными странами СНГ и другими государствами, чтобы в перспективе стать одним из лидеров глобальной энергоэкологической революции.
Стратегическим инструментом воплощения этого сценария в жизнь является разработка и последовательная реализация национальной научно-инновационной программы Водородная энергетика при активной поддержке гражданского общества.
1.3. Необходимость и преимущества Национальной научно-инновационной программы Водородная энергетика
1.3.1. Необходимость Национальной программы
Уже стало традицией, что стратегические социально-экономические, научно-технические, инновационные, экологические и другие проблемы в России решаются с помощью федеральных целевых программ. Перечень программ, финансируемых за счет федерального бюджета, ежегодно утверждается и публикуется в качестве одного из приложений к федеральному бюджету.
Однако у федеральных целевых программ есть несколько существенных недостатков: объем финансирования по ним недостаточен и ежегодно пересматривается, они носят в основном ведомственный (либо региональный) характер, не создана четкая система управления и ответственности исполнителей за конечный результат.
Исторический опыт СССР и России (план ГОЭЛРО, программы создания ракетно-ядерного щита, освоения космического пространства, реализации национальных проектов социального характера в современной России), так и других ведущих стран мира (программы Аполлон и Союз Аполлон в США, современные водородные программы в США и Европейском союзе) доказывает: инновационный прорыв возможен только на основе масштабных программ, проводимых по инициативе и при непосредственном участии государства, при активном содействии частного бизнеса и широком привлечении научного сообщества, инже-неров-практиков, талантливой молодежи, системы профессионального образования.
Энергоэкологическая революция пронизывает практически все сектора экономики. Для того чтобы она осуществилась, необходима концентрация значительных интеллектуальных, финансовых и материальных ресурсов как государства, так и бизнеса.
Именно на это нацелена национальная научно-инновационная программа Водородная энергетика.
1.3.2. Особенности и преимущества национальных программ и проектов
Национальные программы и проекты имеют неоспоримые преимущества по сравнению с федеральными целевыми научно-техническими и инновационными программами.
Первое. Если объектом целевой программы является какое-либо направление техники (технологии), отрасль или регион, то национальная программа ориентирована на трансформацию всей экономики под определенным углом зрения.
Так, объектом программы Водородная энергетика является весь энергосектор страны и его взаимосвязи с другими секторами экономики и с глобальным энергосектором: структура производства и потребления энергии, технологии энергоснабжения и энергосбережения, энергорынок, производство соответствующего оборудования, подготов -ка персонала, нормативно-правовая база энергосектора, информационное обеспечение инновационного прорыва. По сути дела, речь идет о формировании водородной экономики, как было отмечено в документе саммита Группы восьми в Санкт-Петербурге.
Второе. Федеральные целевые программы обычно разрабатываются на 510 лет вперед, тогда как национальные на более длительный срок. Произвести быстрые преобразования во всех сферах энергопроизводства и энергопотребления невозможно, а смена поколений техники (технологий) и технологических укладов растягивается на годы и десятилетия.
Поэтому горизонт Национальной программы Водородная энергетика охватывает период до 2050 г. (как это предусмотрено водородной технологической платформой Европейского союза).
Третье. В отличие от целевых программ одного уровня (федерального или регионального), национальная программа Водородная энергетика носит иерархический характер.
Она обеспечивает слаженное взаимодействие производства и науки, инновационное освоение достижений последней не только на общенациональном, но и на региональном уровне, а также позволяет наладить сотрудничество со странами СНГ и дальнего зарубежья, которые внедряют у себя аналогичные научно-инновационные программы.
Четвертое. Федеральные целевые программы чаще всего финансируются из бюджета, а национальная программа по водородной энергетике строится на началах партнерства, объединения усилий государства, науки, образования и бизнеса. И если на стартовом этапе основным инвестором все же остается государство, то затем неуклонно возрастает финансовое участие в программе (а значит, и ответственность за ее реализацию) частных корпораций и иностранных инвесторов.
Немаловажным условием является то, что средства должны выделяться не на один год, а на весь период осуществления проектов.
Пятое. В отличие от целевых программ, которые, как правило, имеют аморфную структуру управления и не обеспечивают реальную ответственность за результат ни государственного заказчика (федерального или регионального органа), ни головного исполнителя, национальная программа базируется на четкой современной и эффективной системе управления. Программа ориентирована на конечный результат и включает три обязательных элемента:
- заказчиков (Правительство РФ, по отдельным подпрограммам министерства, агентства, региональные органы, а также корпорации по отдельным конкретным проектам), ответственных за формирование заказов, выделение средств, оценку результатов работы и их практическое использование;
- научных руководителей самой Программы, ее подпрограмм, проектов. Ученые несут ответственность за разработку технологий и сопровождение проектов, за научно-технологический уровень результатов; они же осуществляют авторский надзор в процессе внедрения технологий;
- управляющую компанию по программе и исполнителей (директоров) подпрограмм, проектов. Исполнители получают заказ и ресурсы на его выполнение, организуют все работы и сдают их межведомственной комиссии в целом и по этапам (подпрограммам, проектам).
При этом все элементы, ориентированные на конечный результат, включаются в единую информационную сеть, которая обеспечит действенный контроль со стороны гражданского общества над реализацией Программы, ее экологическими и социально-экономическими последствиями.
Шестое. Итогом выполнения целевой программы является экономический, социальный, экологический эффект в одной отрасли, секторе или регионе, а национальной программы во всей стране.
Кроме того, госприемка завершенных целевых программ зачастую не производится, а их результаты не оцениваются, что создает условия для нецелевого использования или расхищения выделенных средств. Напротив, качество выполнения этапов Национальной программы и отдельных проектов может быть оценено по четким параметрам, сопоставляемым с цифрами, заданными при формировании государственного заказа: доля водородного топлива в энергетическом балансе страны, объемы выбросов вредных веществ в окружающую среду, уровень энергосбережения, прирост производительности труда и объема ВВП и т. п.
Аналогом для выработки механизма реализации Национальной программы может служить механизм выполнения принятых по инициативе Президента РФ четырех национальных проектов социального характера, с каждым из которых водородная программа связана предметно.
Цели, задачи и основные этапы реализации Программы Водородная энергетика
2.1. Цели Национальной программы
2.1.1. Требования к системе целей Национальной программы
Конечные и промежуточные цели Программы должны быть четко сформулированы, количественно определены и взаимоувязаны. Необходимо построить древо целей Программы исходя из следующих требований:
- основных параметров (показателей) реализации Программы в целом, отражающих ее генеральную цель, должно быть немного, они не могут внутренне противоречить друг другу и отражают конечные народнохозяйственные результаты выполнения Программы;
- учитывая длительность сроков выполнения Программы, эти конечные параметры необходимо разбить по нескольким временным промежуткам (этапам выполнения Программы), с тем чтобы можно было контролировать ее выполнение и в случае необходимости вносить коррективы;
- поскольку Программа имеет сложный и многоуровневый характер, конечные параметры необходимо определять по каждой подпрограмме, каждому проекту, соизмеряя и согласуя их с параметрами генеральной цели;
- необходимо жестко контролировать процесс реализации Программы и отдельных ее этапов, следить за тем, насколько эффективно используются выделенные средства, в случае существенного изменения внутренних и внешних условий реализации Программы корректировать систему ее целей и структуру либо вовсе прекращать работу над отдельными проектами, если выясняется, что они бесперспективны.
2.1.2. Генеральная цель Программы Водородная энергетика в первом приближении может быть сформулирована следующим образом: Разработать и инновационно освоить принципиально новые технологии производства, безопасного хранения, транспортировки и использования в различных секторах национальной экономики водородного топлива и топливных элементов, с тем, чтобы доля этого вида топлива в балансе энергопотребления России увеличилась до 3% к 2020 г., 10% к 2030 г. и 30% к 2050 г. Обеспечить на этой основе относительное сбережение ископаемого топлива и уменьшение объемов выбросов парниковых газов в атмосферу из стационарных и передвижных источников на 3% к 2020 г., 10% к 2030 г. и 25% к 2050 г. Увеличить за счет внедрения данной Программы долю в среднегодовом приросте ВВП 0,5% к 2020 г., 10% - к 2030 г. и 20% - к 2050 г..
Следует четко осознавать, что до 2010 г. реализация Программы не может принести существенных результатов, однако уже к 2020 г. выгода от ее воплощения в жизнь станет очевидной.
2.1.3. Промежуточные цели Программы вытекают из ее генеральной цели. В рамках Программы необходимо:
- достичь промышленного уровня производства водородного топлива на АЭС и ГЭС. Задействуя эти и другие источники для производства водородного топлива в объемах, достаточных для проведения экспериментальных работ и для повышения его доли в балансе энергопотребления до показателей, обозначенных в генеральной цели Программы;
- разработать системы хранения и транспортировки водородного топлива от производителей к потребителям. Наладить выпуск автономных энергоустановок и заправочных станций в количестве, достаточном для того, чтобы обеспечивать водородным топливом транспортные средства, работающие на нем (автомобили, скутеры, суда, самолеты и т. п.) и коммунальную энергетику в отдаленных регионах;
- разработать и организовать промышленное производство топливных элементов для автономных энергоустановок и передвижных и стационарных механизмов, работающих на водородном топливе и использующихся в различных секторах экономики, прежде всего в коммунальной энергетике;
- довести уровень потребления водородного топлива и топливных элементов:
- в автомобилях: до 0,5% к 2010 г., 5% к 2020 г., 20% к 2030 г. и 45% к 2050 г.;
- в судах речных и морских: в 1% по дедвейту к 2020 г., 5% - к 2030 г., 15% - к 2050 г.;
- в воздушных судах: до 2% к 2030 г. и 15% к 2050 г.;
- в энергоустановках для жилищно-коммунального хозяйства: до 10% к 2020 г., 25% к 2030 г. и 40% к 2050 г.
- в портативных источниках энергии: до 5% к 2020 г., 20% к 2030 г. и 45% к 2050 г.;
- решить проблему безопасности производства, хранения, заправки, использования, создать систему стандартов и нормативов, механизм контроля за их выполнением;
- снизить себестоимость производства топливных элементов против достигнутого в 2005 г. уровня в 23 раза к 2010 г., 4 5 раз в 2020 г., 67 раз к 2030 г., 89 раз к 2050 г., водорода в 1,31,5 раза к 2010 г., 1,82 раза в 2020 г., 2,52,8 раза в 2030 г. и 3,23,5 раза к 2050 г.;
- обеспечить подготовку и переподготовку в необходимых масштабах исследователей, инструкторов, инженеров, технологов, квалифицированных рабочих, менеджеров для производства, освоения и эксплуатации водородного топлива и топливных элементов по программе и проектам;
- привести в действие систему водородного всеобуча, включающего массовое обучение основам использования экологически чистых видов энергетики, прежде всего водородной, в прямой связи с решением важнейших энергоэкологических проблем муниципалитетов, регионов и всей страны;
- разработать и привести в действие информационную сеть, которая обеспечит эффективный контроль со стороны гражданского общества над реализацией Программы и ее последствиями.
Древо целей Программы представлено на рис. 2.
2.2. Задачи Национальной программы Водородная энергетика
2.2.1. Комплекс задач Национальной программы вытекает из системы ее целей и обеспечивает конкретные пути их
достижения по этапам реализации Программы. Цели и задачи Программы служат ориентирами при определении ее функциональной и обеспечивающей структуры.
2.2.2. Система задач Программы, необходимых для достижения ее целей, включает три взаимосвязанных между собой блока:
- исследовательский комплекс фундаментальных и прикладных исследований, опытно-конструкторских работ и технико-экономических расчетов, призванных решить проблемы производства, хранения, транспортировки и использования водородного топлива, производства и применения топливных элементов и энергоустановок в различных секторах экономики. Первый блок является важнейшим на начальных этапах реализации программы в силу глубины трансформаций и наукоемкости технологий, относящихся к шестому технологическому укладу;
- инновационный освоение производства и применения водородного топлива и топливных элементов на основе базисных инноваций во всех подходящих для этого отраслях, секторах экономики и регионах страны (прежде всего в коммунальной энергетике, на транспорте и в портативных электронных устройствах). Значение этого блока и его доля в инвестициях будут возрастать при переходе к последующим этапам Программы;
- управленческий формирование нормативно-правового, организационно-экономического и управленческого механизма разработки и реализации Национальной программы Водородная энергетика, ее подпрограмм и проектов, включая вопросы создания и функционирования управляющей компании, подготовки и переподготовки кадров, информационного обеспечения, освоения водородной энергетики в регионах России и международного сотрудничества в этой сфере. Задачи этого блока необходимо решать с самого начала его формирования, однако их состав и характер выполнения будут меняться на различных этапах выполнения Программы.
Все три блока задач (исследовательский, инновационный, управленческий) должны быть связаны с общей информационной периферией (ИП), работающей в целом на программу со стороны гражданского общества. ИП должна отражать на международном, общероссийском, региональном и муниципальном уровнях социально-экономические, экологические и политически-правовые аспекты развития водородной энергетики в России, составляя основу общественного мониторинга реализации Программы на всех ее этапах.
Этапы реализации Программы
2.3.1. Этапность разработки и реализации Программы.
Поскольку Программа рассчитана на долгосрочную перспективу, имеет высокий уровень неопределенности, ее задачи сложны, а исследовательские и инновационные риски велики, необходимо предусмотреть несколько этапов ее реализации, а также возможность вносить коррективы в ходе ее выполнения.
2.3.2. Первый этап (20062010 гг.). Основным направлением реализации Программы являются проекты первого блока исследовательского, а также управленческого.
Должны быть проведены фундаментальные и прикладные НИР и ОКР по широкому кругу направлений и проектов в области производства, транспортировки, хранения, применения водородного топлива, проектирования, выпуска и эффективного использования топливных элементов. Одновременно необходимо произвести маркетинговые исследования и технико-экономические расчеты, с тем, чтобы определить наиболее эффективные методы производства и области применения водородного топлива и топливных элементов (инновационные ниши на внутреннем и внешнем рынках). Управляющей компании следует очертить круг инновационных проектов I очереди и решить вопросы их финансирования, выбрать регионы, где в первую очередь будут осваиваться достижения водородной энергетики. На первом этапе также ведутся переговоры и заключаются соглашения с российскими и зарубежными партнерами, создается нормативно-правовой и организационно-экономический механизм реализации Программы, формируется система управления, начинается целевая подготовка кадров.
Создаются демонстрационные образцы приборов и установок и представляются на международных выставках. Разрабатывается и начинает осуществляться концепция подготовки кадров для водородной энергетики.
Формируется общественное мнение о необходимости перехода на водородную и другие экологически чистые виды альтернативной энергетики. Разрабатывается и апробируется концепция водородного всеобуча и информационной периферии (ИП) Программы.
Осуществляется информационное обеспечение первого этапа реализации Программы и развития водородного всеобуча в связи с осуществлением приоритетных национальных проектов и решением наиболее острых экологических проблем.
2.3.3. Второй этап (20112020 гг.). Основная задача этого периода инновационное освоение достигнутых на первом этапе результатов. Необходимо реализовать в приоритетных сферах комплекс инновационно-инвестиционных проектов и обеспечить их научное сопровождение, а также продолжить фундаментальный поиск на перспективных направлениях.
На этом этапе многократно возрастет объем инвестиций, резко снизятся издержки производства, транспортировки и использования водородного топлива, выпуска и применения топливных элементов. Возрастет экономический, экологический, социальный и внешнеэкономический эффекты от развития водородной энергетики, увеличится ее вклад в прирост ВВП, будут освоены новые ниши на внутреннем и внешнем рынках, расширено сотрудничество с иностранными партнерами.
Позиции России в глобальном энергетическом перевороте заметно укрепятся.
К концу этапа должна действовать систематическая подготовка и переподготовка кадров во всех звеньях водородной энергетики.
