Состояние работ по водородной энергетике в России

Состояние работ по водородной энергетике в России. В России водородная проблематика давно и активно изучалась, правда, в основном для военного применения, достаточно вспомнить, что топливные элементы летали в космос на " Буране". Россия имеет уникальные достижения в области разработки ТЭ. Однако пока что свои возможности мы не используем в достаточной мере, обрекая себя не только на отставание в перспективной области энергетики, но в будущем ставим себя в зависимость от мировой экономической и политической конъюнктуры.

Основные причины, препятствующие работам в России по ТЭ и водородной энергетике: - отсутствие национальной программы по разработке и производству ТЭ и энергетических установок на их основе; - отсутствие целевого государственного финансирования фундаментальных и прикладных исследований и разработок в области ТЭ. (Ранее они финансировались в рамках ракетно-космических программ); - неразвитость и неготовность промышленной базы для производства ТЭ и энергетических установок на их базе; - неготовность частного бизнеса по–настоящему субсидировать фундаментальные и прикладные исследования; - отсутствие четкой и ясной государственной политики и реальной поддержки работ по экологически чистым ресурсо- и энергосберегающим технологиям.

ГМК "Норильский никель", крупнейшая в России и одна из крупнейших в мире компаний по производству драгоценных и цветных металлов, произвел значительные инвестиции в отечественную академическую науку, купил крупный пакет акций американской инновационной компании, ориентированной на разработку топливных элементов.

Интерес "Норникеля" понятен: он — крупнейший производитель палладия и всех других платиноидов, без которых невозможно производство топливных элементов, существенно увеличивающих КПД производства энергии без нанесения вреда окружающей среде. В целях сокращения допущенного отставания в исследованиях и разработках по водородной энергетике и топливным элементам и осознавая исключительное значение водородной энергетики для экономики России, ОАО "ГМК "Норильский никель" и Российская академия наук договорились о совместных работах по развертыванию и финансированию наиболее важных фундаментальных, научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по основным направлениям и элементам топливных элементов и энергетических устройств на их базе, предусмотрев в том числе: o создание научно-технического, технологического и конструкторского задела по ключевым агрегатам, устройствам и системам водородной энергетики и ТЭ; o формирование базовой кооперации академических институтов и промышленных предприятий по созданию систем и устройств водородной энергетики на основе ТЭ различных типов; o отработку механизма финансирования работ по водородной энергетике и ТЭ с использованием частного капитала; o изучение конъюнктуры рынка ТЭ и энергетических устройств на их базе; o отбор наиболее привлекательных коммерческих (конкурентоспособных) проектов для освоения их серийного производства и продвижения на рынок; o создание предприятий по производству ТЭ и энергетических установок на их основе; o подготовку предложений по вариантам водородной инфраструктуры России и структуры автономной энергетики с использованием систем на базе ТЭ; o формирование национальной программы России по водородной энергетике, создание руководящих и координирующих органов по ее реализации; o подготовка предложений по формированию федеральной бюджетной политики финансирования работ по водородной экономике и ТЭ; o разработка законодательной базы, нормативных документов, системы национальных стандартов, регламентов и требований к инфраструктуре водородной энергетики и ее ключевым элементам; o пропаганда среди населения достоинств и преимуществ водородной энергетики, перехода страны к водородной экономике и др. Предусматривается создать Совет по водородной энергетике и топливным элементам Российской академии наук, а также учредить всероссийский журнал по водородной энергетике. За годы пристального внимания науки к водороду и его практического использования накопился опыт, на основе которого можно сформулировать несколько стратегических задач для отечественного нефтегазового комплекса.

Первая — энергетическая безопасность, провозглашенная нашим президентом как стратегическая программа, для реализации которой у России есть неоспоримые преимущества, она может получить серьезное усиление за счет принятия программных долгосрочных документов по водородной энергетике, конкретизирующих инновационность сформулированной задачи, но при обязательном регулировании этих процессов государством.

Вторая задача связана с тем, что существенный прогресс водородной энергетики, особенно в больших мегаполисах, возможен только за счет реального получения больших объемов водорода.

Производство его методом электролиза воды в больших масштабах пока не получается, но есть метод риформинга — каталитического разделения природного и попутного нефтяного газа, который на начальном этапе поможет получить промышленные потоки водорода и практически отработать остальные элементы водородной концепции.

Но эти вопросы нельзя решить без заинтересованности нефтяников и газовиков.

Нужна активная позиция менеджмента нефтегазовой отрасли.

Водородные автозаправки уже работают в Японии и США, пора открывать их и в Москве.

Третья задача определяется тем, что новые коммерческие продукты переработки углеводородов с получением промышленных объемов водорода очень важны для инновационного развития нашей страны.

Как в свое время план ГОЭЛРО, массовое использование водорода вызовет синергетический эффект во всех сферах жизнедеятельности России, и поэтому инициаторы вправе рассчитывать на льготы в форме государственной поддержки, налоговых каникул и других преференций. Прибыльность отрасли и ее общественная значимость возрастет. И наконец, четвертая задача: комплексный подход к использованию минерально-сырьевых и особенно энергетических ресурсов не может мириться с современными параметрами эффективности использования отечественных возможностей.

Государственные компании могут и должны активнее демонстрировать динамику опережающего развития, выступать фирмами-операторами, объединяющими корпоративные возможности совершенствования всего воспроизводственного энергетического цикла с выдачей инновационных продуктов, создающих основу для устойчивого развития России. "Роснефть" имеет лидирующие позиции для инициатив в этом направлении.

Примеры использования водорода, в качестве источника энергии Автомобиль Toyota FCHV, работающий на водороде, проехал расстояние в 560 км между Осака и Токио без последующей дозаправки. Это стало возможным благодаря новому водородному баку с повышенным давлением. Гибридный автомобиль оборудован также электродвигателем с постоянным магнитом и никель-металлогидридным аккумулятором.

Автомобиль сертифицирован для движения по дорогам Японии. Скоро ожидается старт серийного производства модели FCHV. В июле японские инженеры разработали технологию, которая позволяет увеличить давление в баке с водородом до 70 МПа. Новшество позволяет увеличить расстояние, которое автомобиль может проехать без дозаправки, на 660 км. На улицы города Остин (штат Техас, США) вышел первый автобус, использующий комбинацию аккумуляторов и водородный топливный элемент мощностью 20 кВт. Гибридный автобус разработан компанией Ebus при участии университета штата Техас и института газовых технологий (GTI). Автобус способен двигаться без дозаправки около 350 км, что почти в четыре раза превышает ресурс аналогичного автобуса, использующего только аккумуляторы.

Инфраструктура для заправки водородом пока не создана, заправка автобуса осуществляется на единственной станции, где водород вырабатывается, а затем сжимается, хранится и выдается при следующей заправке. Техасские ученые продолжат разработки технологий водородной заправки, а также применения водородных топливных элементов в транспортных средствах.

Если верить утверждению крупнейшего воротилы мобильного бизнеса, компании Nokia, от топливных элементов в качестве аккумуляторов для сотовых телефонов нас отделяет какая-то пара лет. В топливных элементах источником энергии является водород, метанол или этиловый спирт, которые окисляются кислородом при участии платинового катализатора. При этом выделяется достаточное количество экологически чистой энергии.

Вопрос перевода мобильных устройств на топливные элементы вместо традиционных литий-ионных аккумуляторов представляет собой проблему поставок и производства, а не технологии. Все необходимые технологии и ноу-хау уже разработаны, в том числе такими копаниями, как производитель ноутбуков Toshiba или автомобильный гигант Toyota. По словам главы исследовательского отдела Nokia Тапани Рианена (Tapani Ryhanen), потребителю необходимо дождаться того времени, когда будет налажена поставка топлива к местам заправки и продажи источников питания для мобильных телефонов. Не стоит забывать и такой аспект использования топливных элементов, как небезопасность некоторых видов энергоносителей.

Так, небезызвестный метанол в количестве всего 30 г может привести к смерти, а в меньших дозах – к повреждению нервных тканей и слепоте. Зато топливо в таких элементах окисляется до конца, ничего кроме экологически чистой воды и углекислого газа не остаётся после того, как топливный элемент отработал свой ресурс.