Водородная энергетика: пути развития

Уральский электрохимический комбинат предложил государству организовать к 2020 году массовое производство водородных источников энергии. Однако в России еще не сложился механизм инвестирования перспективных наукоемких проектов. Эксперты считают, что это одна из главных причин, по которым страна теряет разработки, имеющие мировое значение.

Водородной энергетикой Россия занимается достаточно давно. Еще в 1971 году была создана водородно-кислородная энергогенерирующая система для лунного корабля, которая прошла испытания на Земле и была готова для полёта в космос. Выросла она из технологии разделения изотопов урана, на основе которой специалисты Уральского электрохимического комбината (УЭХК) разработали никель-водородные аккумуляторы и электрохимические генераторы электрической энергии. Одна из модификаций аккумулятора уже 10 лет работает на околоземной орбите в составе спутника «Ямал-100», обеспечивая трансляцию радио- и телепрограмм. Вторая установлена на спутнике «Стерх», выведенном на орбиту в конце июля 2009 года. Преимущество таких приборов в том, что они не требуют углеводородного топлива, экологически чисты и демонстрируют более высокий КПД, чем традиционные источники электроэнергии.

УЭХК видит применение своим разработкам не только в космосе. В 90-е годы специалисты модернизировали электрохимический генератор «Фотон», созданный для космического корабля «Буран», и установили его на автомобиль. Впрочем, дальше демонстрации его возможностей дело не пошло: экологически чистый автомобиль подавляющему большинству жителей России не по карману. Стоимость одного киловатта в такой машине колеблется от 10 до 25 тысяч евро (мощность двигателя, как правило, 60 киловатт).

Эксперты утверждают, что возможности для снижения стоимости «водородного» автомобиля есть. Они связаны с использованием более дешёвых материалов, упрощением конструкции и с переходом на катализаторы из недрагоценных металлов. Однако, утверждает ведущий инженер завода электрохимических преобразователей УЭХК Борис Поспелов, лучшие умы мира за 20 лет не смогли существенно снизить стоимость киловатта мощности. К тому же при серийном производстве электромобилей элементарно не хватит платины. Поэтому, считает эксперт, мир идет по неправильному пути.

Специалисты УЭХК подсчитали, что генераторы, работающие на щелочных топливных элементах, процентов на двадцать дешевле полимерных, которым в мире отдаётся предпочтение. В перспективе щелочные могут работать на катализаторах без драгметаллов. Ресурс такого генератора получается в пять раз выше полимерного. Расчеты показали, что при серийном производстве новых источников энергии общей мощностью 5 мегаватт в год стоимость киловатта может быть снижена с 10 до 3 тысяч евро. К 2020 году, прогнозирует Борис Поспелов, при массовом производстве реально достичь стоимости менее 1 000 евро за 1 киловатт.

Разработчики, впрочем, отдают себе отчет, что водородный электромобиль появится на наших дорогах нескоро. Во-первых, надо существенно снизить стоимость одного киловатта, во-вторых, создать сеть автомобильных заправок водородом, в-третьих, надо решать вопросы получения и хранения водорода. Заведующий лабораторией Института высокотемпературной электрохимии Николай Баталов говорит, что наиболее дешевый, но довольно грязный, способ получения водорода – из природного газа. Электролиз (разложение воды) чище, но дороже.

Начальник конструкторско-технологического бюро завода электрохимических преобразователей УЭХК Михаил Баженов убежден, что проблемы со временем будут разрешены. Например, воду можно разлагать с помощью солнечных батарей, установленных на крышах домов и общественных зданий. Их мощности хватит для пополнения запасов водорода и кислорода в установках аварийного электропитания, которые незаменимы в больницах, вычислительных центрах и так далее. Электролизом могли бы также заниматься по ночам (в период падения нагрузки) крупные электростанции.

Заместитель главного инженера свердловского филиала ТГК-9 Леонид Соловьев допускает, что электролиз по ночам на станциях делать можно – при условии создания крупных емкостей для хранения водорода и кислорода. Эксперт подчеркивает, что рано или поздно их строить все равно придется, поскольку в обозримой перспективе энергетикам придется переходить с мазута, в качестве резервного топлива, на сжиженный газ. Для этого понадобятся емкости, рассчитанные на десятки тысяч кубометров. В рамках этого проекта можно было бы построить и хранилища для водорода, поскольку, утверждает Николай Баталов, этот газ лучше всего хранить также в сжиженном состоянии.

Михаил Баженов подчеркивает, что экономические показатели проекта рано или поздно придут в норму, если провести соответствующие исследовательские и опытно-конструкторские работы. Главное в том, что на разработку уже есть заказчики: например, американцы хотели купить на УЭХК источники питания мощностью 5 киловатт для подъёмных и транспортных устройств, работающих в закрытых помещениях. Уральцы подсчитали, что рентабельным производство будет при выпуске 1 тысячи аппаратов, для чего потребуется соответствующим образом оснастить производство. На это на комбинате средств нет, а американцы были готовы покупать только готовые источники.

Разработчики попытались получить государственное финансирование, подав в 2008 году заявку на 1,2 миллиарда рублей в корпорацию «Роснано», поскольку в производстве топливных элементов применяются нанокатализаторы. Эксперты дали положительное заключение на разработку УЭХК, а потом создатели генератора узнали по неофициальным каналам, что научно-технический совет, созданный при корпорации, дал отрицательное заключение, поскольку разработка «не соответствует мировому уровню». Ирония состоит в том, что специалисты УЭХК сделали аппарат с более высокими электрическими характеристиками и ресурсом, но формально научно-технический совет прав: мировому уровню он не соответствует.

Не могут изобретатели получить деньги и от правительства Москвы, которое начало финансировать работы по созданию электрохимического генератора в качестве источника питания экологически чистого транспорта. Михаил Баженов говорит, что до разработчиков деньги не доходят, хотя московские предприятия-смежники их уже получили. Все это вынуждает специалиста сделать вывод, что Россия не готова воспринимать новые разработки, которые сулят в перспективе большую отдачу. Бюрократическая волокита может привести к тому, что страна потеряет технологию, на отработку которой ушли десятилетия.

Заведующий кафедрой атомной энергетики Уральского государственного технического университета Сергей Щеклеин убежден, что время очень качественной разработки УЭХК пока еще не пришло. Чиновники, возможно, спохватятся лет через 20, когда органическое топливо станет дорогим. Но к тому времени россияне могут безнадежно отстать: не представляют же сегодня производственники, как следует выпускать начинку для телевизора. «Я считаю, – говорит ученый, – что бросать разработки УЭХК нельзя. Мы в свое время опережали в водородной энергетике всех, но за последние 15 лет серьезно притормозили. Тут важно не отстать от мировых тенденций, а то получится как с телевизором и автомобилем, когда мы уже не знаем, что там находится внутри».

Михаил Баженов уверен, что пробить снизу разработку не удастся. Программа «Буран», для которой в свое время разрабатывался генератор, была принята на самом верху, поэтому и была реализована. Водородный генератор для промышленности и повседневной жизни – не менее масштабная программа, а потому должна осуществляться в рамках государства. Главная проблема – создание понятного механизма инвестирования перспективных разработок, который позволил бы в короткие сроки получить практическую выгоду.


Владимир Терлецкий http://www.rusbiznews.ru/news/n478.html



johndoe аватар

Да какая разница что там будет с Россией. Россия, как говорят богатая страна. Все разработки принадлежат человечеству, вот и развивайте производство там где есть возможность. А Россия, если в ближайшее время в ней ничего радикально не поменяется, станет второй Африкой (а может быть уже).

sur аватар

Вся эта болтовня о водородной энергетике (а некоторые горячие головы уже пишут статьи о грядущей водородной цивилизации) не более чем очередной способ (по О.Бендеру) отъёма денег у легковерных! Никакой водородной энергетики быть не может в принципе (за исключением использования водородных топливных элементов в специальных областях и в незначительном количестве), так как получение единицы объёма (массы) водорода сегодня требует затрат энергии, превышающих энергию, получаемую от сгорания полученного объёма водорода. Дельцами от «водородных технологий» уже давно пора занятся не только комиссии РАН по лженауке, но и Генеральной прокуратуре! Кстати, несколько месяцев назад правительство США ликвидировало свои проекты по водородным технологиям, а в России ученые об этом пока не знают и продолжают лезть в карман налогоплательщиков! И ведь им это удаётся – взять хотя бы лопнувший проект РАН – АО «Норильскникель», – сколько млн дол. было под разработку водорородных технологий фактически украдено у акционеров «Норильскникеля»? Кто-нибудь ответит за это?