КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-78-10089
НазваниеМоделирование комплексных эколого-экономических эффектов производства низкоуглеродного водорода в России
Руководитель Гомонов Константин Геннадьевич, Кандидат экономических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы" , г Москва
Конкурс №71 - Конкурс 2022 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 08 - Гуманитарные и социальные науки; 08-155 - Прогнозирование социально-экономического развития, государственное регулирование экономики и управление социально-экономическими процессами
Ключевые слова энергоэффективность, вородная энергетика, водородная экономика, анализ среды функционирования
Код ГРНТИ00.77.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Водородная энергетика в настоящее время является одним из приоритетных направлений технологического развития мировой экономики в условиях необходимости ее декарбонизации. Основными преимуществами водорода являются возможность его получения из различных источников и отсутствие выбросов углекислого газа при его использовании в качестве энергоносителя. Многие технологически развитые страны мира уже имеют специализированные государственные стратегии и дорожные карты по развитию водородной энергетики. В августе 2021 года Правительством РФ была утверждена Концепция по развитию водородной энергетики в Российской Федерации на перспективу до 2050 года (далее – Концепция). Для Российской Федерации развитие отечественной водородной энергетики является ответом на вызовы, связанные с замедлением роста и изменением структуры мирового спроса на энергоресурсы, повышением требований к углеродоемкости продукции и развитием нормативной базы в области регулирования выбросов парниковых газов в странах ЕС, Азиатско-Тихоокеанского региона и США.
Основным критерием оценки технологий водородной энергетики является объем выбросов углекислого газа на протяжении полного жизненного цикла водородных энергоносителей. Согласно данному критерию наиболее конкурентоспособным на формирующемся мировом рынке водорода является низкоуглеродный водород, производимый следующим путями: из ископаемых топлив с применением технологий улавливания углекислого газа - пиролиза углеводородного сырья и аналогичных технологий; методом паровой конверсии природного газа с использованием тепловой энергии атомной энергостанции с улавливанием углекислого газа; методом электролиза воды с использованием электроэнергии атомной электростанции, гидроэлектростанции или возобновляемых источников энергии. Наиболее экологичным способом производства водорода считается электролиз с использованием электроэнергии из возобновляемых источников. Однако этот способ является наименее эффективным с экономической точки зрения.
Помимо этапа производства полный жизненный цикл водородного энергоносителя включает и транспортировку к месту непосредственного использования. Технологии транспортировки и хранения водорода, применяемые в настоящее время включают транспортировку трубопроводным транспортом, различными видами транспорта в сжиженном или компримированном состоянии, а также в связанном состоянии в виде аммиака или жидких органических носителей. Учитывая наличие нескольких вариантов производства и транспортировка водорода, образуется большое множество вариантов формирования технологической цепочки «производство»-«транспортировка», для каждого из которых должен быть рассчитан углеродный след, параметры экономической и социальной эффективности. Поэтому, как отмечено в Концепции, разработка методик оценки жизненного цикла водорода с учетом различных способов производства, хранения, транспортировки и применения водорода является одной из приоритетных научных задач.
Основной целью проекта является разработка инструментария моделирования и прогнозирования комплексных эколого-экономических эффектов различных вариантов формирования технологической цепи по производству, хранению и транспортировке водорода на основе интеграции методологии оболочечного анализа данных (в англоязычном варианте – Data Envelopment Analysis, DEA) и методологии гибридного анализа жизненного цикла (hybrid LCA).
Научная новизна проекта состоит: 1) в методологическом подходе, интегрирующем мощный математический аппарат оболочечного анализа данных и новейшую методологию гибридного анализа жизненного цикла, включающую комплексное использование экономического анализа затрат и процессного LCA; 2) в разработке двухэтапных моделей оболочечного анализа данных; 3) в учете неопределённостей развития большинства технологий хранения и транспортировки водорода с низким уровнем технологической готовности посредством построения многокомпонентных кривых обучения.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В рамках выполнения проекта по развитию водородной энергетики достигнуты значимые научные и практические результаты, ориентированные на формирование комплексного инструментария стратегического управления, совершенствование методологии оценки эффективности и разработку рекомендаций для устойчивого развития водородных кластеров.
Проведен всесторонний анализ мировых и региональных тенденций, динамики и прогнозов спроса на водород с использованием мультиметодологического подхода, включающего экстраполяцию CAGR, сценарное моделирование и региональный анализ. Прогнозы до 2050 года по трем сценариям (консервативный, умеренный, оптимистичный) показывают потенциал роста мирового спроса на водород от 18,8 до 381,3 млн тонн в год, при этом ключевыми драйверами выступают транспортный и промышленный сектора, а лидирующие позиции занимают ЕС, США и страны АТР. Подчеркивается необходимость координированной политики, снижения затрат и масштабируемости инфраструктуры для реализации потенциала водорода в декарбонизации энергетики.
Научно обосновано, что энергетический переход сопровождается не только преодолением традиционных «углеродных» барьеров, но и формированием новых блокировок (lock-in) в сфере ВИЭ: технологических, институциональных, рыночных и связанных с потребительским выбором. Разработан комплексный подход к управлению энергетическим переходом, включающий меры по снижению макроэкономических рисков, преодолению path-dependence и устранению барьеров, что расширяет теоретическую и практическую базу управления энергетическими трансформациями.
Разработана и апробирована интегрированная методология эколого-экономической оценки водородных цепочек на основе синтеза анализа жизненного цикла (LCA), сетевого анализа (NDEA) и ценностно-ориентированного проектирования (VSD). Создан новый инструментарий для комплексного анализа и оптимизации устойчивости водородных цепочек поставок с учетом экономических, климатических, экологических и социальных эффектов.
Дополнена методика прогнозирования стоимости «зеленого» водорода, учитывающая эффекты обучения (learning-by-doing) для основных компонентов (электролизеры, ВИЭ). Получены количественные оценки снижения себестоимости до 3,84–9,99 $/кг при оптимистичном сценарии, что подтверждает ключевую роль масштабирования производства и технологического импорта.
Сформирован комплексный подход к оценке потенциала внутреннего спроса на водород в России (металлургия, автотранспорт), рассчитан совокупный спрос - 18,2 млн тонн в год. Впервые реализован сценарный анализ с учетом российской специфики и международного опыта.
Разработана концепция кластерного развития водородной энергетики в России (Северо-Западный, Восточный, Арктический кластеры) с обоснованием организационно-экономических механизмов: эффективные цепочки поставок, межсекторальное взаимодействие, развитие нормативной базы и цифровых инструментов управления.
Создана система из 22 показателей для оценки водородных проектов (NPV, EROEI, углеродный след, TRL и др.) и интегральный индекс для многокритериального анализа альтернативных решений. Разработан и апробирован программный продукт (веб-приложение), автоматизирующий расчеты, визуализацию и сравнительный анализ сценариев развития водородных кластеров, адаптированный для нужд государства, бизнеса и науки.
Систематизированы и адаптированы для ЕАЭС ключевые международные механизмы стимулирования производства низкоуглеродного водорода (таксономия, контракты на разницу, налоговые льготы, стандарты и др.), что создает научную основу для формирования единого регионального рынка и привлечения ESG-инвестиций.
Проведен анализ взаимодействия стейкхолдеров (государство, промышленность, академия, общество) на примере Индонезии, выявлены дисбалансы влияния и предложены меры по усилению участия общественности через образовательные кампании, цифровые платформы и механизмы прозрачности.
Данные результаты обеспечивают научно обоснованную базу для стратегического планирования, инвестиционного скрининга и оптимизации водородных проектов, а также способствуют формированию благоприятной среды для ускоренного развития водородной энергетики в России и на международном уровне
Публикации
1.
Светлана Ревинова, Инна Лазанюк
Adopting internet project management to achieve sustainable development goals in the context of energy transition
Unconventional Resources
Volume 6, April 2025, 100158, Revinova, S. and Lazanyuk, I. (2025) ‘Adopting internet project management to achieve sustainable development goals in the context of energy transition’, Unconventional Resources, 6, p. 100158. doi:10.1016/j.uncres.2025.100158. (год публикации - 2025)
https://doi.org/10.1016/j.uncres.2025.100158
2.
Константин Гомонов, Кришна Пермана, Шанель Три Хандоко
The growing demand for hydrogen: сurrent trends, sectoral analysis, and future projections
Unconventional Resources, Unconventional Resources
2025-04 | Journal article
DOI: 10.1016/j.uncres.2025.100176
Contributors: Konstantin Gomonov; Chrisna T. Permana; Chanel Tri Handoko (год публикации - 2025)
https://doi.org/10.1016/j.uncres.2025.100176
Возможность практического использования результатов
Проект создал комплекс методологических и программных решений для стратегического управления водородными кластерами, объединив методы анализа жизненного цикла (LCA), сетевого DEA (NDEA), ценностно-ориентированного проектирования (VSD) и прогнозирования затрат на основе покомпонентных кривых обучения. Полученные результаты формируют научно-технологический задел для развития отечественной водородной энергетики, позволяют оценивать экономическую и экологическую эффективность цепочек производства, хранения и транспортировки водорода, а также моделировать спрос и управленческие воздействия в условиях неопределённости.
Возможность практического использования результатов проекта в экономике и социальной сфере возможна к реализации в следующем:
• Формирование высококвалифицированного научно-технического задела для создания и развития водородной энергетики: разработаны отечественные технологии производства водорода (электролиз, пиролиз, использование ВИЭ и АЭС), хранения (жидкие органические носители, криогенные хранилища, соляные пещеры) и транспортировки (газопроводы, цистерны).
• Создание программного продукта (веб-приложения) для интегральной оценки проектов: автоматизация расчётов NPV, EROEI, углеродного следа, TRL и др., визуализация сценариев развития, что ускорит принятие инвестиционных и управленческих решений.
• Развитие научных методов и инструментов стратегического менеджмента: интегрированная методология LCA+NDEA+VSD позволяет учитывать экономические, экологические и социальные критерии при планировании водородных кластеров, обеспечивая сбалансированный рост регионов.
• Прогнозирование снижения стоимости «зелёного» водорода и моделирование внутреннего спроса: сценарный анализ (пессимистичный/реалистичный/оптимистичный) и кривые обучения для электролизёров и ВИЭ дают основу для выработки мер господдержки и стимулирования спроса в разных секторах экономики.
• Повышение экологической безопасности и качества жизни: использование LCA-подхода выявляет узкие места по выбросам и экотоксичности, что способствует разработке социальных программ по декарбонизации ЖКХ, транспорта и промышленных отраслей.
Особо следует подчеркнуть, что практическая реализация достигнутых результатов исследования обладает значительным потенциалом для коммерциализации за рубежом. Это подтверждается не только совместными исследованиями с индонезийскими коллегами, но и широкой международной апробацией результатов:
Разработанные методики и программные решения были представлены на ряде международных научных мероприятий, включая семинары и конференции в Казахстане, Турции, Португалии, Италии и Индонезии, что свидетельствует о признании и востребованности результатов на глобальном уровне.
Научные статьи по тематике проекта опубликованы и приняты к публикации в ведущих международных журналах (Scopus Q1, WoS Q1, Q2), что обеспечивает высокий уровень доверия к результатам среди зарубежных исследователей и потенциальных индустриальных партнеров.
В рамках сотрудничества с зарубежными университетами и исследовательскими организациями (например, Университет Себелас Марет, Индонезия) осуществлялся обмен опытом, совместное моделирование и эмпирическая валидация разработанных инструментов, что создало предпосылки для их дальнейшего внедрения в международные проекты и интеграции в образовательные программы.
Таким образом, достигнутые результаты не только востребованы российскими предприятиями и научным сообществом, но и обладают подтверждённым экспортным потенциалом, что открывает возможности для их коммерческого использования на международных рынках, а также для расширения научно-технологического сотрудничества с зарубежными партнёрами, в том числе в рамках совместных исследовательских и образовательных инициатив