На постсоветском пространстве укрепляется сотрудничество в водородной энергетике
По словам Александра Лукашенко, перспективные направления сотрудничества - сельское хозяйство, машиностроение, энергетика.
Ученые Беларуси и Узбекистана успешно реализуют совместные проекты. Например, есть интересный проект генерации водорода с помощью солнечной энергии.
"Мы сотрудничаем с Национальной академией наук Беларуси. Есть совместный фундаментальный проект по катализаторам водорода с Институтом тепло- и массообмена имени Лыкова в Минске, рассказал "СОЮЗУ" Жавохир Шерматов - доктор технических наук (PhD) и старший научный сотрудник Института материаловедения Академии наук Узбекистана. - С помощью солнечной энергии мы синтезируем катализаторы на основе кобальта, никеля для генерации водорода. В Узбекистане получают катализатор (изучают физико-механические свойства и структуру), а в Беларуси исследуют его каталитические свойства. У обычных катализаторов для генерации водорода с каждым циклом КПД падает. А наш катализатор, как показали исследования, можно использовать минимум пять-шесть раз для активной стабильной работы".
Ученые обращают внимание на компактность технологий. Например, с помощью катализатора можно получать водород даже в полевых условиях, что актуально для территорий без электроэнергии, для военных целей.
Технологии получения водорода считаются одними из наиболее перспективных. Водород содержит приблизительно в три раза больше энергии, чем ископаемое топливо. Но он не может полностью заменить традиционные ресурсы из-за экономических и технических сложностей, экологических рисков. Водород не является готовым источником энергии, как нефть и природный газ, а служит средством ее накопления. Для получения водорода в виде пригодного для использования топлива требуется энергия, и потери при производстве зависят от способа производства. Традиционные методы, такие как паровой реформинг или газификация углеводородов, требуют больших объемов энергии. Получение водорода из солнечной энергии - экологично и эффективно. Солнечная энергия используется для процесса разложения воды на водород и кислород, что позволяет получать экологически чистый водород.
"Мы уже получили экологически чистый - "зеленый", самый дешевый водород. И далее работаем уже над хранением, транспортированием водорода", - отметил Жавохир Шерматов.
Получать необходимые объемы солнечной энергии позволяет сама природа. Институт материаловедения Академии наук Узбекистана расположен в Паркентском районе Ташкентской области, где всегда солнечно. Институт располагает уникальным инженерным комплексом - большой солнечной печью и зеркальными оптическими панелями. Эти панели улавливают солнечные лучи в течение дня и направляют их сначала в огромный солнечный зеркальный параболический концентратор высотой с 18-этажный дом. Затем собранный лучистый поток уходит в технологическую башню с солнечной печью - самой большой в мире. Диаметр пучка энергии может достигать одного метра, а температура в печи - трех тысяч градусов, ею можно управлять. Кстати, температура разделения молекулы воды на атомы начинается с двух тысяч градусов.
Солнечные печи могут быть и малыми, их можно масштабировать и устанавливать везде, где есть солнце. "КПД малой солнечной печи меньше, чем у большой, но и затраты на ее создание меньше. В итоге технология оправдывает себя", - говорит Жавохир Шерматов.
Нужно учитывать, что водород легкий и взрывоопасный газ. Но ученые Института материаловендения предлагают транспортировать и хранить водород в газообразном состоянии в нанопористых в керамических адсорберах, других топливных элементах.
Энергия Солнца и возможности солнечной печи используются и для испытаний обшивок космических кораблей, самолетов и других летательных аппаратов на термостойкость. Такая работа ведется совместно со Всероссийским НИИ авиационных материалов. Еще одна важная технология - производство карбонового волокна, которое тоже требует обработки при высоких температурах. Концентрированная энергия Солнца помогает оптимизировать и удешевить эти технологии.
Есть и "приземленные" разработки, например, - инновационная нанокомпозитная пленка для теплиц. "Когда на улице минусовая температура в теплицах из такой пленки без подогрева поддерживается температура +5 градусов Цельсия. А летом, даже в 45-градусную жару, материал без охлаждения поддерживает температуру в среднем +38 градусов Цельсия. Пленка не пропускает ультрафиолет и преобразует его в инфракрасное излучение. Ускоряется фотосинтез. Плодородность растений увеличивается примерно на 30%", - говорит Жавохир Шерматов.
В России разработаны стратегии и программы, направленные на развитие водородной экономики.
В 2020 году Минэнерго утверждена дорожная карта, в числе целей - производство 2 млн тонн водорода к 2030 году, в том числе, на экспорт.
Реализуются проекты в нескольких регионах: Сахалин (водородный поезд и производство зеленого водорода), Новосибирск (центр компетенций по водородным технологиям), Мурманская область (производство водорода на Кольской АЭС).
Создаются различные виды водородного транспорта и заправочных станций, разрабатываются ГОСТы в области водородной энергетики.
В 2022 году начато создание двух водородных полигонов для апробации водородных технологий в изолированных энергетических системах и демонстрации пилотных проектов.
