Содержание:
- Отправная точка
- Отцы водородной энергетики
- Мы не отставали в этих вопросах
- Первый опыт в России
- Свет в конце тоннеля
- Современное мировое состояние
Заключение
1. Отправная точка
Период возникновения вообще понятия «водородной энергетики» пришелся на первый мировой энергетический кризис, произошедший в 1973г на фоне арабо-израильского конфликта, когда союз арабских государств по добыче нефти (страны ОПЕК) в ответ на военную поддержку Израиля сократили поставки в эти государства вплоть до полного их прекращения.
Именно в этот период в мире задумались об альтернативе существующим углеводородным ресурсам. И вот тут-то водород и попадает в поле зрения…
2. Отцы водородной энергетики
В 1839г английский ученый Уильяму Гроув (слева на фото) обнаружил возможность обратимости процесса электролиза воды за счет ионизации водорода при помощи контактных электродов с образованием воды, а также с выделением тепла и электричества. В дальнейшем и по сей день такие устройства стали именоваться как топливные элементы.
Осенью 41-го блокадный Ленинград от налетов вражеской авиации защищали водородные аэростаты, которые поднимались и опускались при помощи лебедочного механизма от привода ДВС. Но вследствие неминуемой утечки водорода через две-три недели аэростаты теряли высоту, что требовало заправки.
Водород производили термической диссоциацией путем пропускания пара над раскаленным железом и хранили в специальных газгольдерах.
Критической проблемой стало истощение топливных ресурсов, что приводило к невозможности работы приводов от ДВС. Город мог быть беспрепятственно уничтожен.
Выход нашел лейтенант Борис Шелищ, работавший на гражданке главным механиком на фабрике «Лентрикотаж» и призванный в армию в первые дни войны и назначенный ответственным за техническое обеспечение и исправное состояние установок в 3-м полку ПВО. В этой критической ситуации он предложил и реализовал лично использование водорода вместо бензина в приводных ДВС.
По сути эти два открытия легли в основу всей водородной энергетики
3. Мы не отставали в этих вопросах
Таким образом, с момент первого энергокризиса и началось освоение водорода как альтернатива существующим углеводородам.
В том числе и в СССР в период с 1978 по 1988гг все передовые разработки фиксировались в специальной серии под названием «Атомно-водородная энергетика и технология» под редакцией В. А. Легасова. Всего вышло 10 выпусков.
В поле зрения разработок находились все аспекты водородной энергетики:
- это и получение водорода, в том числе методами с использованием тепла от ВТГР (высокотемпературный газоохлаждаемый реактор);
- вопросы хранения и транспортировки;
- сжигание в ДВС и в топливных элементах.
Большой цикл работ был посвящен практическим испытаниям бензо-водородных смесей на автомобилях «Москвич» и «РАФ».
По сей день эти сборники можно найти в библиотеке. Результаты тех разработок легли в основу по освоению этого нового направления.
И все шло хорошо и прекрасно…но началась перестройка…и на следующие лет 15 все работы встали и практически не развивались за исключением отдельных команд ученых-энтузиастов.
4. Первый опыт в России
И только в 2003г произошло не просто историческое, а легендарное событие – впервые в России было достигнуто согласие о совместной работе РАН и ГМК «Норникель» в рамках сотрудничества по программе водородных технологий. «Норникель» финансировал разработки академических институтов.
К сожалению, просуществовал этот союз только до 2008г. Задача по выполнению разработок водородной энергетики и топливных элементов не смогла реализоваться в короткие сроки, а затраты инвестора на приобретение дорогостоящего научно-исследовательского оборудования превысили все разумные пределы бюджетирования.
В результате в 2008г меняется руководство ГМК «Норникель». Программе исследований по водородной был присвоен статус непрофильных активов и финансирование было прекращено.
5. Свет в конце тоннеля
И только спустя 12 лет происходит новое историческое событие. В июне 2020г. водородная энергетика вошла в энергетическую стратегию развития России до 2035г как приоритетное направление, целью которой является освоение производства водорода как товарной продукции как на внутреннем рынке, так и на экспорт. В приоритет выдвигаются безуглеродные методы получения водорода за счет атомной и возобновляемой энергетики.
6. Современное мировое состояние
К настоящему времени многие страны идут по пути освоения водорода в рамках национальных стратегий. Кроме этого, давно налажено государственно-частное партнерство. Благодаря этому некоторые мировые авто бренды, такие как Honda, Toyota, BMW, Mersedes и др. уже наладили производство и выпуск автомобилей на водородном топливе как со сжиганием в ДВС, так и на электротяге за счет топливных элементов со всей необходимой заправочной инфраструктурой.
В России в начале нулевых были созданы прототипы автомобилей Лада «АНТЭЛ-1» и «АНТЭЛ-2», (АНТЭЛ - автомобиль на топливных элементах). И в период сотрудничества РАН и ГМК «Норникель» эти работы успешно развивались. Планировались дальнейшие усовершенствования в виде машин Лада «АНТЭЛ-3» и «АНТЭЛ-4». Но этот проект с 2009г в итоге перестал финансироваться по причинам, изложенным в разделе 4.
Таким образом, интерес к водороду в мире не угасал на протяжении всего времени, начиная с 70-х годов прошлого века. И на сегодняшний день в условиях мировой декарбонизации весь мир в погоне за, так называемым, «зеленым» водородом, т.е., произведенного безуглеродными методами и только из воды. Все прочие методы получения водорода, связанные каким-либо образом с использованием углеводородов, не будут иметь серьезных перспектив.
Ну и перед заключением хочу отметить, что в нынешние масштабы мировой вовлеченности в разработки по водородным технологиям вовлечены многочисленные институты и научно-производственные объединения самых разных стран. Другими словами, сегодня нет такого континента, в странах которого не велись бы разработки по водородной энергетики и технологиям.
Заключение
Надо признать, Россия отстает от передовых разработок освоения водорода как топлива для автомобилей, в том числе отсутствует какая-либо автозаправочная водородная инфраструктура и пр. Принятое Правительством РФ решение о включении водородной энергетики в перечень приоритетных направлений развития энергетики до 2035г должно существенно изменить эту ситуацию. В то же время надо опять признать, что за рубежом это уже давно практикуется в виде государственно-частного партнерства.
Но не все так безнадежно, как может показаться на первый взгляд! Здесь самое главное, то, что накоплен огромный отечественный опыт, в том числе и практический, что немаловажно. И при этом хочу отметить, что основной рывок в наработке этого опыта был совершен всего, примерно, где-то за лет 10, т.е., до развала СССР. И то, что было сделано тогда легло в основу нынешних разработок по водородным технологиям и несомненно будет продолжено и уже продолжается.
В настоящее время у нас в России с этой целью уже создано партнерство в виде ведущих вузов и институтов страны, имеющие мощную экспериментальную базу и научно-технический потенциал при участии Концерна «Росэнергоатом» и других научно-производственных объединений.
Один успешный рывок удался и ошибаться так по крупному, как это случилось в 2008г больше нельзя! Настало время для ответных эффективных действий.