16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/106/8204.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 14 (106) июль 2008 года

Водородная бомбочка

Тема номера Эрнест СКУРЬЯТ,(по материалам журнала «Энергия промышленного роста»)

Пока мировая наука бьется над созданием термоядерной энергетики, российские ученые создали котельную, способную работать на водороде.

В разных точках планеты работы над водородными технологиями финансируются из бюджетов государств, автомобильных концернов и нефтяных компаний. У России оказался свой путь. Отечественным разработчикам удалось заручиться денежной поддержкой крупнейшей горно-металлургической компании «Норильский никель».



И кому это нужно?

Бизнесмены уверяют, что знают, как коммерциализировать мощный задел российской научной школы в сфере водородных технологий. На суд общественности представлены первые водородные энергетические установки с неплохим коммерческим потенциалом. Ради успеха россияне рискнули потратить сотни миллионов на покупку зарубежной компании, чтобы с ее помощью выводить новые продукты на рынок.

Владимир Пивнюк, курирующий программу водородной энергетики, объясняет необходимость развития нового направления сразу несколькими факторами. «Электрохимический принцип извлечения энергии с применением водорода позволяет увеличить КПД энергетических установок и избавиться от вредных выбросов, которые выделяются при сжигании обычного углеводородного топлива и наносят вред окружающей среде. Кроме того, через 10‑30 лет большинство известных месторождений углеводородов будут исчерпаны, так что нефть станет слишком ценным сырьем, чтобы использовать ее в качестве основного источника энергии для промышленности и транспорта. Поэтому на смену двигателям внутреннего сгорания и паровым турбинам должны прийти новые, водородные технологии».



Зато мы делаем ракеты

История работ по извлечению энергии из водорода в России берет начало в программе освоения космоса. Андрей Корнеев, заведующий сектором энергетических исследований Института США и Канады РАН, подчеркивает: «Удельная весовая теплотворная способность водорода почти в четыре раза больше, чем у бензина, и в семь раз выше по сравнению с углем; один килограмм водорода эквивалентен по энергии сгорания 3,78 литра бензина». Первой и главной сферой использования энергии водорода стали ракетные двигатели. Но попытки применения реактивных водородных двигателей в гражданской сфере особого успеха не имели.

Более подходящими для «гражданки» оказались способы электрохимического извлечения энергии из водорода. Разработка топливных элементов (сейчас их существует уже пять различных типов) является одним из двух основных направлений исследований в современной водородной энергетике. Второе – это вопросы развития водородной инфраструктуры: мощностей по производству, хранению и транспортировке газа. Таким образом, сейчас исследователи решают два комплекса проблем: откуда взять водород и как его переработать в пригодную для дальнейшего использования энергию.



Установка на новизну

В. Пивнюк назвал несколько концептуальных разработок, которые имеют коммерческий потенциал: «Во‑первых, в России умеют создавать хорошие топливные элементы: твердополимерные низкотемпературные, среднетемпературные и так называемые твердооксидные, или керамические, работающие при температуре 600‑1000 градусов, – они являются наиболее перспективными и могут в будущем заменить сетевую многомегаваттную энергетику. Сейчас ведутся работы по увеличению их ресурса до 30‑40 тысяч часов». Второе направление исследований – это технологии конверсии углеводородов в водород. В мире ежегодно производится 50 миллионов тонн водорода, из них 95 процентов – из природного газа в ходе парометанового риформинга. Считается, что на ближайшие 30 лет природный газ останется самым дешевым источником сырья для водородной энергетики. Россияне научились строить и интегрировать в энергетические установки «портативные топливные процессоры», которые позволяют извлекать водород из газообразных и жидких углеводородных топлив, что называется, «на местности». Такой процессор можно подсоединить к газовой трубе в коттедже и на выходе иметь электроэнергию, тепло и воду.

Уже пройден путь до создания демонстрационных образцов энергоустановок на основе топливных элементов различных типов. Особая гордость разработчиков – автономная воздушно-водородная когенерационная энергоустановка, совместная разработка НИК НЭП и РКК «Энергия» им. С. П. Королева. Мощность установки – 5 кВт, она выдает переменный ток напряжением 220 В и частотой 50 Гц – такими же параметрами, как в домовых розетках. Кроме электричества, установка генерирует и тепловую энергию мощностью 6 кВт. Основное топливо, используемое в этой установке, – природный газ и метанол.

Разработчики полагают, что их технологии должны занять нишу распределенной автономной энергетики – заменить дизельные модульные электростанции и источники аварийного питания мощностью от 1,5 кВт до 30 МВт. Основная целевая аудитория этих приборов – предприятия ЖКХ, которые сталкиваются со сложностями при обеспечении электро- и теплоэнергией отдаленных районов, а также потребители, вынужденные создавать системы резервного энергообеспечения (например, больницы). Основными достоинствами установок называются простота монтажа (технологии поставляются на место эксплуатации в 98-процентной заводской готовности) и низкие эксплуатационные расходы (стоимость обслуживания подобной установки в два-три раза ниже, чем аналогичных по мощности дизель-генераторов).



Проблемы внедрения

Однако сложности пока что перевешивают. Новые установки – пока что штучные изделия, и стоимость их внедрения высока. Целью объявлено снижение капзатрат до уровня в 500‑1500 долларов за 1 кВт установленной мощности – сейчас показатель в два раза выше. Утверждается, что этого можно добиться при выводе установок в промышленную серию до 10 тысяч в год.

Вопрос цены является главным препятствием в распространении водородных технологий. Кроме того, отраслевые аналитики обращают внимание на то, что потребители все еще не осведомлены о существовании новых технологий и поэтому при проектировании своих объектов их не учитывают. Существуют и предубеждения (по большей части необоснованные) относительно безопасности установок на водороде.

Водород может стать новым универсальным синтетическим топливом в отдаленной перспективе, то есть через 30‑40 лет. Причем лишь в том случае, если будут разработаны технологии его получения из воды. Это энергоемкий процесс, поэтому к тому времени должны быть развиты энергетика возобновляемых источников, высокотемпературная ядерная и термоядерная, должны быть выработаны новые подходы к энергопотреблению. Но для того, чтобы это случилось в будущем, заниматься этой работой нужно уже сейчас.

Кабельная арматура, Генерация, Котельная, Мощность, Напряжение , Топливо, Турбины, Электричество , Электроэнергия , Энергия , Электростанция

Отправить на Email

Похожие Свежие Популярные

Войти или Зарегистрироваться, чтобы оставить комментарий.