В Кабардино-Балкарии будут развивать технологии водородной энергетики
Консорциум создан в ноябре 2020 года по инициативе Томского политехнического университета, Института катализа СО РАН, Института проблем химической физики РАН, Института нефтехимического синтеза РАН, Самарского политехнического университета и Сахалинского госуниверситета. Ученые договорились вести совместные разработки, касающиеся всей водородной "цепочки" - от создания технологий получения топлива до вариантов и возможностей его использования.
15 апреля прошло заседание Совета индустриальных партнеров консорциума, на котором был представлен доклад о наработках КБГУ в области водородных технологий, на нем же и одобрили заявку вуза на вступление в организацию. Идеи ученых из Нальчика оказались востребованы, так как в России больше никто не занимается такими проектами.
- В университете вырабатываются новые топливные элементы, относящиеся к "зеленому" водороду, композиты, из которых можно изготавливать резервуары для его транспортировки, а также поглотители водорода, - рассказала проректор по научной работе КБГУ Светлана Хаширова.
Она занимает должность директора Центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий при КБГУ. Здесь трудятся над созданием полимерных материалов и их внедрением. Именно эти исследования ученые планируют использовать для дальнейшей работы над технологиями транспортировки водородного топлива.
- Сейчас резервуары делают из металла, замена на полимерные позволит значительно снизить их вес. Мы пока не говорим о форме, объеме и других характеристиках изделий. Речь идет о том, чтобы разработать материал, способный не пропускать водород. Это первый элемент в таблице Менделеева, самый легкий, атомы маленькие, поэтому он без труда проникает сквозь различные материалы. Считаем, что для резервуаров можно использовать наши суперконструкционные композиты, - подчеркнула Хаширова. - Нам предстоит решить сложную задачу, но мы знаем, в каком направлении двигаться и что делать.
Сложность заключается в том, что резервуар должен быть, по меньшей мере, двухслойным: внутреннюю часть необходимо делать с использованием титана, а внешнюю - из композитов. При этом материал должен выдерживать температуры от минус 200 до плюс 200 градусов по Цельсию.
- За технологиями, основанными на использовании водорода, - будущее, - отметила Хаширова. - Они наносят минимальный ущерб окружающей среде. Экономическое развитие многих стран связано с ними. К примеру, Япония приняла в 2017 году "Базовую водородную стратегию", это масштабный правительственный план. В этой стране также сформировали систему ассоциаций, которые отвечают за конкретные исследования.
Сейчас промышленные предприятия, университеты и академические учреждения, входящие в российский консорциум, разрабатывают "дорожную карту". В ней будут расписаны компетенции каждого члена союза. Далее они смогут объединяться для ускорения работы по своему направлению.
"Уже есть предварительные договоренности о создании междисциплинарных групп для проведения совместных научных исследований, у КБГУ мощный потенциал в химии и физике, а научное объединение дает возможность обмениваться опытом и искать новые направления работы", - сообщили в пресс-службе КБГУ.
Водород считается самым перспективным сырьем в глобальной экономике, предполагается, что после 2040 года он станет основным энергоносителем и будет играть примерно такую же роль, как нефть и газ сейчас. Согласно оценкам Международного водородного совета, к 2050 году он аккумулирует 18 процентов общемирового спроса на энергоносители.
При этом водород очень опасно перевозить, потому что он воспламеняется при любом контакте с кислородом, в том числе содержащимся в обычном воздухе. Из-за взрывоопасности транспортировка технически усложняется, что делает ее очень дорогостоящей. Альтернатива - строительство специальных трубопроводов, что также требует значительных инвестиций.
В Энергетической стратегии РФ на период до 2035 года отмечается, что расширение производства и использования водорода - одна из главных ее целей. Дело в том, что в связи с мировым трендом на отказ от углеводородного топлива Россия может лишиться крупных рынков сбыта нефти и газа. Поэтому есть планы перейти на экспорт топлива будущего и дальше наращивать его. Плановые показатели таковы: к 2024-му РФ должна вывозить 0,2 миллиона тонн водородного топлива в год, а к 2035-му - два миллиона тонн. Но для этого необходимо разработать собственные высокоэффективные электролизеры воды и системы компактного хранения и транспортировки водорода.
Согласно "дорожной карте" минэнерго РФ "Развитие водородной энергетики в России" на 2020-2024 годы этим направлением займутся крупные госкорпорации - "Росатом" и "Газпром". Компании внедрят пилотные водородные установки на атомных электростанциях, объектах добычи газа и предприятиях по переработке сырья. В 2024 году планируется построить опытный полигон для железнодорожного транспорта на водородном топливе. Первые поезда на нем должны начать курсировать на Сахалине.