НТИ подготовила проект дорожной карты по развитию водородной энергетики. Документ появился после поручения Владимира Путина о необходимости развития экологически чистого водородного транспорта.
Дорожная карта развития водородной энергетики
Центр компетенций НТИ («Национальная технологическая инициатива») по направлению «Новые и мобильные источники энергии» подготовил проект дорожной карты по развитию водородной энергетики в России. Об этом CNews рассказал руководитель Центра Юрий Добровольский. Сейчас документ направлен на согласование в Минэнерго, затем он будет представлен в Правительство.
В декабре 2020 г. Президент России Владимир Путин обращал внимание на необходимость развития водородной энергетики с учетом требований к сохранению природы.
«Дизельное топливо с экологической точки зрения оставляет желать много лучшего, а выборы в атмосферу создают неблагоприятную обстановку в крупных городах, — говорил Путин. — Работа городского транспорта на газомоторном топливе, а тем более на водородном топливе в высшей степени востребована».
Согласно поручению Президента России, которое он делал на встрече с премьер-министром Михаилом Мишустиным, к 2023 г. должен появится городской автобус на водородном носителе, а следующим шагом нужно сделать локомотивы.
Каким бывает водород
Как говорится в обзоре издания «Научная Россия», самый чистый «зеленый» водород получается из возобновляемых источников энергии методом электролиза воды без выброса парниковых газов. «Оранжевый» водород получается из электроэнергии атомных электростанций.
«Серый» водород получается методом парогазовой инверсии – это основная часть дешевого водорода, производимого сегодня. При производстве «серого» водорода образуется углекислый газ. «Голубой» водород образуется так же, как и «серый», но при его производстве углекислый газ захоранивают. «Бирюзовый» водород также получается из углеводоров, но на выходе вместо углекислого газа образуются формы чистого углерода, например, угольная сажа.
Водород удобно сочетается с возобновляемой энергетикой – солнечной и ветровой. Цикл производства у возобновляемых источников энергии всегда прерывисты, поэтому избыток энергии необходимо где-то накапливать, чтобы расходовать его тогда, как ее не хватает. Пока существующие технологии достаточно дорогие, но водородов можно хранить практически бесконечно, отмечает глава Центра компетенций НТИ по направлению «новые и мобильные источники энергии».
Центр компетенций НТИ ведет работы по производству «голубого» и «бирюзового» водорода, рассказывает Добровольский. С целью использования водорода на транспорте идут работы по созданию дешевых заправочных систем. С помощью электролизного блока пытаются получение «зеленого» водорода. Правда, такой водород не будет полностью экологически чистым, так как при его производстве используется электричество «из розетки», а не от ветряков или солнечных панелей.
Зачем России водородное топливо
Доля экспорта газа будет снижаться за счет возрастающего экспорта водорода, в связи с чем России стоит задуматься о развитии водородного топлива. Риски для России повышаются, если производиться будет только «голубой» водород. По самым оптимистичным прогнозам, лишь половина водорода будет «зеленым», а вторая половина – «голубым», говорит Добровольский.
В России наиболее правильным направлением развития внутреннего потребления водорода является транспорт, считает Юрий Добровольский. Существующие электромобили на аккумуляторах непригодны для больших расстояний и порой суровых погодных условий. Водородные топливные элементы, а также производимое ими избыточное тепло, которое можно использовать для нагрева — замечательная альтернатива. Это и есть то самое преимущество водородной энергетики конкретно для России или других холодных стран.
Интерес к этому проявляют «КамАЗ» и ГАЗ, а также РЖД – компания хочет перевести локомотивы на водород. Второе перспективное направление – это экспорт металлов, азотных удобрений и других продуктов химической промышленности. При введении углеродного налога, производства «зеленого» водорода станет значительно выгоднее, а у нас появится новое конкурентное преимущество.
Добровольский выделяет несколько задач на пути использования водородного топлива. Первая – это получение водорода более дешевым, чем электролиз, путем, например, фотокатализом (фотобиологическое получение водорода буквально из грязи). Вторая задача – хранение водорода. Пока современные технологии не способны достаточно правильно транспортировать и хранить водород, из-за чего стоимость водорода, по большей части, складывается из логистики (хранение и передача).
ИТ в банках
Третья задача связана с созданием топливных элементов. Сегодня активно используются только два типа топливных элементов: твердополимерные и твердоксидные. Самая перспективная область развития связана со среднетемпературными топливными элементами – опытные образцы уже существуют, но их эффективность гораздо хуже, чем тех, что мы уже используем.
Юношеский чемпионат по гибридным электро- и водородным машинам
С целью поиска перспективных направлений в области гибридного транспорта в России в четвертый раз прошел юношеский чемпионат инженерных команд «Первый водород». Чемпионат прошел во Всероссийском детском центре «Смена», расположенном в районе города Анапа (Краснодарский край).
Чемпионат был организован компанией InEnergy совместно с Центром компетенций НТИ по направлению «Новые и мобильные источники энергии». Как пояснил CNews руководитель направления образовательных технологий InEnergy Андрей Ларькин, проведение чемпионата обошлось в 10 млн руб.
По словам Ларькина, задачей чемпионата является поиск наилучший решений в области гибридного транспорта. Над решением этой же задачи работают такие компании, как Toyota, Nissan, General Motors, Honda и Volkswagen.
«Водород – самый легкий газ, он может обеспечить нужное количество ватт-часов на килограмм, но его распространению мешает неразвитость инфраструктуры, — объясняет Ларькин. — Оптимальным решением является гибридный транспорт: аккумуляторная батарея и топливный элемент, позволяющий ее подзаряжать».
В чемпионате участвовало 37 команд, каждая из которых спроектировала гибридный автомобиль, работающий от аккумуляторов и водорода, в масштабе 1:1. В командах было по пять человек, управлением автомобиля занимались один — два человека. Участники соревнований в течении шести часов управляли своими машинами. Победителями становились те, кто преодолел за это время наибольший путь.
В этом году первое место заняла московская команда «ДТ Мосгормаш». На втором месте оказалась команда «Атом» из Тюмени, которая была победителем прошлогодней гонки. На третьем месте оказалась брянская команда Oregon.
Команды, занявшие первые два места, поедут на международный турнир Horizon Hydrogen Grand Prix. Также туда поедет команда из Воронежа – она в 2020 г. вошла в число призеров «Первый водород», но из-за пандемии короновируса международные соревнования тогда не проводились.
Почему россияне пока слабо выступали на мировом первенстве
До сих пор российские команды на международном соревновании не поднимались выше 16 место. Андрей Ларькин объясняет это тем, ранее российские команды были полностью инженерными и испытывали проблемы с пилотированием. Другой вариант команд – спортивные – наоборот, хорошо справлялся с конструкцией и пилотированием, но имел проблемы с электрохимией.
Сейчас же в российских команда есть и электрохимики, и спортсмены. В связи с этим Ларькин надеется на более высокий результат российских команд на мировом первенстве.
