Водород — основа энергетики будущего, примеры применения

[samsony1]

На Ямале построят международную водородную станцию «Снежинка»

Минобрнауки, власти Ямала и МФТИ подписали соглашение о развитии арктической станции, которая круглый год будет работать на водородной энергетике и ВИЭ.

Нефритовой долине на Ямале появится международная арктическая станция «Снежинка». Она будет работать на водородной энергетике и возобновляемых источниках энергии (ВИЭ). Совместным развитием проекта займутся Министерство науки и высшего образования, правительство Ямала и Московский физико-технический институт (МФТИ).

Что известно о «Снежинке»?

- проект разработан МФТИ;
- расположение – Приуральский район ЯНАО, в долине между горными массивами Рай-Из и хребет Ханмейнырд, на берегу безымянного водоёма. По участку проходит ручей Нордвымен-Шор;
- площадь участка – 32,2 га;
- «Снежинка» станет первой в мире полностью автономной научной станцией, которая работает на водородной энергетике и ВИЭ;
- «Снежинка» будет первой арктической станцией, работающей круглый год;
- проект станет площадкой для новых научных исследований, разработок и испытаний высокотехнологичного российского оборудования;
- вместимость – 80 человек, в том числе 20 постоянных сотрудников и 60 гостей;
- площадь зданий – 10,2 тыс. м2;
- главный корпус – четырехэтажное здание из семи купольных корпусов различного назначения, расположенных по принципу вписанного шестиугольника, как снежинка;
- технологический корпус – двухэтажное здание, где будут размещены энергетические установки, системы инженерного обеспечения, электротехническая лаборатория и испытательный полигон;
- куполы соединены отапливаемыми переходами;

Источник: здесь

[samsony1]

Toyota испытает водородный гоночный гиперкар в Ле-Мане

На следующей неделе компания Toyota представит на французской трассе «Сарта» экспериментальный гоночный автомобиль TR LH2, работающий на жидком водороде. Демонстрация пройдет в преддверии 94-й гонки «24 часа Ле-Мана».

11 и 13 июня прототип преодолеет 13,5-километровую трассу в присутствии зрителей. Автомобиль построен на той же платформе, что и текущий гиперкар Toyota, и предназначен для отработки водородных технологий в реальных гоночных условиях.

В отличие от электромобилей и классических гибридов, инженеры Toyota используют двигатель внутреннего сгорания, адаптированный под жидкий водород. Такой подход позволяет сохранить привычный звук мотора и механическую трансмиссию, значительно сократив при этом выбросы CO₂.

источник - здесь

[samsony1]

водородная программа Airbus ZEROe

 Первоначальный срок запуска к 2035 году сдвигается к концу 2030-х или 2040 году. Изначально рассматривались турбовентиляторные и турбовинтовые варианты, но сейчас фокус сместился на электродвигатели на водородных топливных элементах.

источник - здесь

[samsony1]

Nordic-Baltic Hydrogen Corridor (NBHC)

Один из крупнейших планируемых водородных инфраструктурных проектов Европы. Его цель - создать магистральный трубопровод для транспортировки «зеленого» водорода из стран Северной Европы в крупнейшие промышленные центры Центральной Европы, прежде всего Германии.

Северная Европа активно наращивает мощности ветровой и другой возобновляемой генерации. В периоды избытка электроэнергии ее предполагается использовать для производства водорода методом электролиза.

В проекте участвуют шесть стран: Финляндия, Эстония, Латвия, Литва, Польша и Германия. Инициаторами проекта выступают операторы газотранспортных систем (ГТС): Gasgrid Finland, Elering, Conexus Baltic Grid, Amber Grid, GAZ-SYSTEM, ONTRAS.

Основные параметры проекта:
- длина коридора около 2 500 км;
- пропускная способность - до 2,7 млн т/год водорода;
- ввод в эксплуатацию ориентировочно в 2033 г.;
- завершение проектирования - 2029–2030 гг.

Проект включен в перечень приоритетных водородных инициатив Евросоюза и рассматривается как часть будущей европейской водородной сети (European Hydrogen Backbone).

Предполагается, что основными потребителями водорода станут:
- производители аммиака и удобрений;
- химическая промышленность;
- металлургия;
- производители синтетического авиационного и морского топлива;
- энергетические компании.

Для Германии проект особенно важен, поскольку страна прогнозирует значительный дефицит собственного производства водорода после 2030 г.

Источник: здесь

_______

мечтать человек не уставал никогда, у нас тоже много подобных проектов.
но сначала надо преодолеть много технологических трудностей - создать производство новейших материалов, сделать их цену доступной и найти потребителей этого.
стимулы есть, осталось найти деньги, разработчиков, изготовителей и воплотить все это.

[samsony1]

Сахалинские ученые создают разборный топливный элемент для водородной энергетики

Специалисты Сахалинского государственного университета (СахГУ) ведут разработку прототипа модульного топливного элемента, ключевой особенностью которого является разборная архитектура на основе титановых биполярных пластин.

В отличие от зарубежных сварных аналогов, полностью выходящих из строя при любой неисправности, новая конструкция допускает разборку и замену мембранно-электродного блока без повреждения самого ценного узла. Герметичность устройства выдерживает давление до 2 атм, а уплотнительные элементы рассчитаны на срок службы свыше 10 тыс. ч непрерывной эксплуатации.

Для оптимизации геометрии газовых и охлаждающих каналов задействовано вычислительное гидродинамическое моделирование (CFD). Целью является достижение однородности распределения тепла не менее 90%, что минимизирует вероятность локальных перегревов и повышает надежность.

Решается проблема водородного охрупчивания: на титановые пластины толщиной до 3 мм наносятся специальные покрытия, препятствующие проникновению водорода в структуру металла и его последующему разрушению. Степень готовности технологии соответствует уровням TRL 4-5 - это переход от лабораторного образца к испытаниям в условиях, приближенных к промышленным.

Сахалинская область с 2020 г. реализует проект по формированию водородного кластера, нацеленного на производство и экспорт водорода. Сахалинский государственный университет является одним из ключевых научных участников этой инициативы, разрабатывая технологии для низкоуглеродной энергетики.

Источник: здесь

[samsony1]

«Росатом» испытал опытный образец электролизной установки для производства водорода

Опытный образец производительностью 5 кубических метров водорода в час, изготовленный по заказу АО «Концерн Росэнергоатом», в ходе испытаний стабильно отработал более 8000 часов, в том числе при нагрузке до 115 % от номинальной. Установка обеспечивает чистоту водорода 99,9 % при использовании обычной дистиллированной воды и давление водорода на выходе до 1,5 МПа. Система способна увеличить или уменьшить производительность на 50 % менее чем за 10 секунд, что позволяет гибко подстраивать работу оборудования под различные производственные режимы. Удельное энергопотребление электролизной батареи составляет менее 4,0 кВт в час на кубометр водорода, что сопоставимо с лучшими импортными аналогами.

Полностью импортонезависимая технология электролиза воды на основе анионпроводящей матрицы сочетает ключевые преимущества двух наиболее распространённых промышленных технологий – отсутствие жидкой щелочи в установке и высокие динамические характеристики при относительно низких требованиях к подаваемой воде.

В энергетике водород широко применяется для охлаждения мощных турбогенераторов, поскольку обладает высокой теплопроводностью, является нетоксичным газом и позволяет эффективно отводить тепло, предотвращая перегрев оборудования. Это повышает надёжность и производительность электростанций, включая АЭС и ТЭЦ.

источник - здесь

[samsony1]

Создан водородный двигатель для грузовиков с характеристиками дизеля

Исследователи разработали оптимизированный водородный двигатель с искровым зажиганием для коммерческих грузовиков среднего класса. В отличие от водородных топливных элементов, это классический двигатель внутреннего сгорания, который сжигает водород в цилиндрах и приводит поршни в движение так же, как бензиновый или дизельный мотор.

Главное преимущество — в топливе. Водород не содержит углерода, поэтому при его сгорании образуется вода, а не углекислый газ. При этом производители могут сохранить привычную экосистему: двигатели, трансмиссии, производственное оборудование, сервисные знания и цепочки поставок. Инженеры смогли добиться дизельного крутящего момента благодаря турбонаддуву, который нагнетает больше воздуха в цилиндры, позволяя сжигать больше водорода и получать тягу на низких оборотах, необходимую для движения груженых машин.

Особое внимание уделили оптимизации воздушного потока. Водород сгорает намного быстрее бензина, поэтому потребовалась новая геометрия впускных каналов. Двигатель получил увеличенные впускные клапаны и специальные водородные форсунки для точного смесеобразования. Специальное программное обеспечение управляет впрыском, зажиганием, давлением наддува и составом топливовоздушной смеси. Отдельной задачей стала безопасность — горячие поверхности двигателя или остаточные газы могут воспламенить водород до искры, что приводит к детонации, потере мощности или повреждению мотора.

С точки зрения экологии двигатель не выбрасывает CO₂, но его нельзя назвать полностью нулевым по выбросам. Во-первых, если водород производят из природного газа, а не из возобновляемой электроэнергии, общий углеродный след остается высоким. Во-вторых, при сгорании водорода все равно образуются оксиды азота (NOx), поскольку высокая температура нагревает азот и кислород из воздуха. Поэтому могут потребоваться системы контроля сгорания и дополнительная очистка выхлопа.

Разработка прошла путь от одноцилиндрового прототипа до полноценного многоцилиндрового двигателя, а лабораторные испытания подтвердили его эффективность. Программа по водородным ДВС продолжает работу над технологией, которую рассматривают как почти безуглеродное решение для промышленности.

источник - здесь

[samsony1]

Aurus Hydrogen — российский автомобиль на водородном топливе, построенный на базе Aurus Senat

Некоторые характеристики:
1. Комбинированная энергоустановка включает тяговый электропривод и электрохимический генератор, который вырабатывает электричество за счёт реакции водорода и кислорода.
2. Водородный генератор выдаёт 110 кВт, суммарная мощность трёх электромоторов — 750 кВт, или 1020 л. с..
3. Полный привод: два двигателя установлены на задней оси, ещё один — на передней.
4. Способность разгоняться до 100 км/ч менее чем за четыре секунды.
5. Максимальная скорость — 240 км/ч.
6. Водород хранится в баллонах общей вместимостью до 8 кг.
7. Заявленный запас хода с использованием резервной батареи — примерно 600 км.

Разработчики позиционируют Aurus Hydrogen как первый автомобиль люкс-класса на водородных топливных элементах.

источник - здесь

[samsony1]

На Корсике запустили пилотную установку по производству водорода из избыточной солнечной энергии

Французский производитель возобновляемой энергии Corsica Sole ввел в эксплуатацию электролизную установку мощностью 150 кВт на своей солнечной электростанции Фолелли мощностью 12 МВт. Открытие состоялось 17 сентября.
Проект получил название Folell'Hy. Он представляет собой пилотную установку, которая производит, хранит и распределяет водород, получаемый за счет избыточной солнечной энергии. Решение рассчитано на островную энергосистему, где выработка должна балансироваться со спросом, а часть солнечной энергии ограничивается, когда сеть не может ее принять.

Электростанция Фолелли работает с 2017 года и вырабатывает около 18 ГВт·ч электроэнергии в год. Новая водородная установка дает Corsica Sole возможность использовать часть мощности, которая иначе не попала бы в сеть.
Солнечная электроэнергия подается на 60 электролизеров, которые расщепляют воду для получения водорода. Производственная мощность объекта составляет 30 нормальных кубометров в час, или примерно 20 кг водорода в сутки. После производства водород сжимается для хранения и транспортировки.
Folell'Hy способна хранить на площадке до 230 кг водорода при давлении 300 и 500 бар.

источник - здесь

[samsony1]

водородно-электрический грузовик тестируют на дорогах Финляндии

В Финляндии в конце 2026 года начнутся дорожные испытания нового водородно-электрического гибридного грузовика производства компании Sisu Auto.

Прототип разработан специально для перевозок на длинные расстояния и рассчитан на работу в составе автопоезда общей массой до 68 тонн. Грузовик будет совершать ежедневные рейсы протяжённостью 540 км между портом Вуосаари в Хельсинки и городом Ювяскюля.

Автомобиль работает преимущественно на электричестве (он оснащён аккумулятором ёмкостью 650 кВт·ч), а водородные топливные элементы мощностью 120 кВт используются в качестве альтернативного источника энергии для быстрой подзарядки на длинных маршрутах.

Из-за водородных баков и аккумуляторной батареи шасси у него длиннее, чем обычно у тягачей.

Речь идёт пока лишь о "тестовом муле" для проверки технологии. Финский прототип разработан в рамках европейского проекта Escalate, по которому в Европе будут тестироваться четыре разных грузовика.

источник - здесь