Vetyenergia Venäjällä _
Vuonna 1941 Leningradia suuren isänmaallisen sodan aikana puolustanut Ilmapuolustusvoimien ( PVO ) luutnanttiteknikko Boris Shelishch ehdotti "käytettyä" vetyä ilmapuolustusvoimien padolle ilmapalloista GAZ-AA-ajoneuvojen moottoreiden polttoaineena. "puolitoista"). Kuorma-autoja käytettiin ilmapuolustuspostin kuljetus- ja energiayksikkönä - GAZ-AA-moottorilla ohjattu auton vinssi mahdollisti ilmapallojen nostamisen ja laskemisen. Tämä ehdotus esiteltiin vuosina 1941-1944 piiritetyssä Leningradissa , 400 vetyilmapuolustusasemaa varustettiin. Saarron ja bensiinin puutteen olosuhteissa autojen siirto bensiinistä vetyyn mahdollisti kaupungin tehokkaan suojelemisen vihollisen lentokoneiden kohdistetuilta pommituksilta. [yksi]
Vuonna 1979 NAMI :n työntekijöiden luova tiimi (johon kuuluivat Kuznetsov V.M. (NAMI-ryhmän johtaja), Ramensky A.Yu. (NAMI:n jatko-opiskelija), Kozlov Yu.A. kehitti ja testasi prototyypin RAF -minibussista , joka toimii vedyllä. ja bensaa. [2]
Vuonna 1982 Moskovan autoinstituutin ( MAMI ) neuvosto käsitteli Ramensky A. Yun väitöskirjaa. (ohjaaja Shatrov E.V.) teknisten tieteiden kandidaatin tutkinnosta aiheesta "Auton moottorin työprosessien tutkimus bensiini-vetypolttoainekoostumuksilla". Venäjällä tämä on ilmeisesti ensimmäinen väitöskirja, jossa vedyllä toimivan polttomoottorin työprosessien teorian kysymyksiä tutkittiin yksityiskohtaisesti [3] .
Vuonna 2006 kansallinen vetyenergiayhdistys esitteli Moskovassa 6.-10. helmikuuta 2006 pidetyssä kansainvälisessä foorumissa energiantuotannon vetytekniikoiden kehittämisestä Gazelle -auton , jossa on polttomoottori, joka käy bensiini-vetypolttoainekoostumuksilla. . Tyhjäkäynnillä ja alhaisilla kuormituksilla, jotka ovat tyypillisiä auton liikkumiselle kaupunkiolosuhteissa, polttomoottoria käytetään vedyllä, kuorman kasvaessa syötetään bensiiniä. Tässä tapauksessa vedyn syöttö vähenee. Maksimitehotilassa polttomoottori käy vain bensiinillä. Tämä polttoaineen toimituksen järjestäminen mahdollistaa vedyn ja bensiinin hyödyn maksimoimisen. Auton kehittämiseen osallistuivat NAVE:n jäsenjärjestöt (MPEI(TU), CJSC Avtokombinat 41 (Moskova), Audit-Premier LLC. [4]
20. elokuuta 25. elokuuta 2006 NP NAVE järjesti vetykäyttöisten ajoneuvojen rallin reitillä Moskova - Nižni Novgorod - Kazan - Nižnekamsk - Tšeboksari - Moskova. Mielenosoituksen päätteeksi valtionduumassa pidettiin lehdistötilaisuus, jossa keskusteltiin teknisen sääntelyn roolista vetytalouden kehittämisessä maassamme, tarpeesta yhdenmukaistaa sääntely- ja tekninen kehys vetyteknologian alalla. ulkomaiden kanssa, mukaan lukien Yhdysvallat, EU, Japani, Kiina, Intia ja muut [5]
Vuonna 2007 National Association of Hydrogen Energy (Venäjä) esitteli XI Pietarin kansainvälisessä talousfoorumissa ensimmäisen kotimaisen vetyauton, joka oli varustettu polttomoottorilla ja yhdistetyllä voimalaitoksella. Työ tehtiin tiiviissä yhteistyössä OAO "AVEKS", Moscow Power Engineering Institute MPEI (TU) ja CJSC Avtokombinat No. 41 kanssa. Ajoneuvon kantavuus 2000 kg. Sähkökäyttöinen teho 65-70 kW, polttomoottorin teho 10 kW. Auton toimintasäde on 200 km, mukaan lukien 70 km akulla ilman latausta polttomoottorin generaattorilla. [6] [7]
Neuvostoliitossa ensimmäiset polttokennoja koskevat julkaisut ilmestyivät vuonna 1941 .
Ensimmäiset opinnot alkoivat 60 - luvulla . RSC Energia (vuodesta 1966 ) kehitti PAFC-elementtejä Neuvostoliiton kuuohjelmaa varten . Vuosina 1987-2005 Energia valmisti noin 100 polttokennoa, joita on kertynyt yhteensä noin 80 tuhatta tuntia .
Buran -ohjelman työskentelyn aikana tutkittiin emäksisiä AFC-alkuaineita. Buraniin asennettiin 10 kW . polttoaine-elementit.
1970- ja 1980 - luvuilla Kvant kehitti yhdessä Riian linja-autotehtaan RAF :n kanssa alkalielementtejä busseihin . Polttokennobussin prototyyppi valmistettiin vuonna 1982 . [kahdeksan]
Vuonna 1989 "Korkean lämpötilan sähkökemian instituutti" ( Jekaterinburg ) valmisti ensimmäisen SOFC - laitteiston, jonka kapasiteetti oli 1 kW.
Vuonna 1999 AvtoVAZ aloitti työskentelyn polttokennojen parissa. Vuoteen 2003 mennessä VAZ-2131- auton perusteella luotiin useita prototyyppejä . Polttokennoakut sijaitsivat auton moottoritilassa ja puristetulla vedyllä varustetut säiliöt tavaratilassa, eli käytettiin klassista voimayksikön ja polttoainesylintereiden järjestelyä. Vetyauton kehitystä johti Ph.D. Mirzoev G.K.
Venäjän federaation hallitus hyväksyi vuonna 2021 "Konseptin sähköisen maantieliikenteen tuotannon ja käytön kehittämiseksi Venäjän federaatiossa vuoteen 2030 asti" [9] Vuoteen 2030 mennessä on tarkoitus rakentaa 1000 latausasemaa maantiekuljetukset vetypolttokennoista saatavalla sähköllä. [kymmenen]
1980 - luvun alussa N. Kuznetsovin suunnittelutoimisto ( Samara ) kehitti Tupolev - matkustajakoneisiin suunniteltuja lentokoneita . Nämä vetykäyttöiset moottorit on testattu niin työpenkissä kuin lennossa. Valitettavasti 1980-luvun lopun ja 1990-luvun alun Venäjän tunnetut tapahtumat eivät mahdollistaneet Kuznetsovin vetylentokoneiden moottoreiden laajaa käyttöä liikenteessä ja matkustaja-ilmailussa. Tähän mennessä Samaran suunnittelutoimiston varastoissa on säilynyt useita koiruiskutettuja toimivia Kuznetsov-lentokoneiden moottoreita.
1980-luvun lopulla - 90-luvun alussa testattiin myös nestemäisellä vedyllä toimivaa lentokonetta , joka oli asennettu Tu-154-lentokoneeseen .
1980-luvun lopulla hypersonic-ajoneuvon käsitettä ehdotti Vladimir Lvovich Freishtadt tutkimuslaitoksesta Hypersonic Systems (NIPGS) . vetyä tuotetaan lentokoneessa hiilivedyistä. [yksitoista]
Hallituksen etenemissuunnitelman mukaisesti vetyenergian kehittämiseksi Venäjällä vuoteen 2024 asti [12] , maahan on suunniteltu vetykäyttöisen rautatieliikenteen prototyyppiä . Itse sopimus vetypolttokennoilla käytettävien junien kehittämisestä ja käytöstä allekirjoitettiin syyskuun alussa 2019 Itäisessä talousfoorumissa Sahalinin , Venäjän rautateiden , Rosatomin ja Transmashholdingin (TMH) välillä . Venäjän energiaministeriön tulee vuoden 2021 puoliväliin asti valmistella konsolidoitu ehdotus vetyenergiateknologioiden testaamista ja integroitua käyttöönottoa koskevien klustereiden muodostamisesta. Sillä välin ministeriössä hallituskoneistoa varten muodostettava asiakirja liittyy suoraan Sahalinin "vety" -hankkeeseen ja todennäköisesti sitä käsitellään jo valmisteilla olevan Venäjän vetyenergian kehittämiskonseptiluonnoksen kanssa. lähettämistä varten.
Keskeinen argumentti maakaasun puolesta vedyn tuotannossa tähän mennessä on sen muuntamisen alhaiset kustannukset - 1,5–3 dollaria kilolta. Kalliimmalla vesielektrolyysitekniikalla kustannukset nousevat jyrkästi 2,5–3 kertaa. Juuri kysymys vetypolttoaineen kannattavuudesta perinteiseen verrattuna osoittautuu TMH:n tekniikkojen ratkaiseviksi. Tosiasia on, että nykyinen vetyjunan malli lisää sen elinkaaren kustannuksia yli 2 kertaa. Mutta maakaasun tuotantoon perustuvaa teknologiaa käytettäessä on täysin mahdollista saavuttaa vedyn hinnan aleneminen kertoimella 3–4 [13] .
Kaasunsiirtoverkkojen mahdollisen käytön vedyn viennissä Eurooppaan Gazprom ja Novatek (jonka osuus EU:n kaasun kokonaistuonnista vuonna 2019 oli 47,5 %) kilpailevat Euroopan unionin lupaavimpien alueiden kanssa. vedyn tuotanto - nämä ovat ensisijaisesti Skandinavian maat, Pohjanmeren ja Itämeren vedet sekä Etelä-Eurooppa .
Euroopan pohjoisen avainerikoistuminen on vesivoimateknologiat vedyn (Skandinavian maat) tai tuulienergian (vesienergian RES -kompleksit ) tuotantoon. Euroopan etelässä (Välimeren maat) on runsaasti aurinkoenergiaa - tässä kannattaa kiinnittää huomiota Marokon ja Saksan kesäkuussa 2020 allekirjoittamaan sopimukseen ensimmäisen vihreän vetylaitoksen rakentamisesta Marokkoon . Vuodesta 2012 toimineen yhteisen energiakumppanuuden (PAREMA) puitteissa toteutetun hankkeen tavoitteena on kehittää teollisia ratkaisuja aurinkoenergian muuntamiseen Power-to-X-teknologiaan perustuen.
Mutta vaikka otetaan huomioon taloudellinen houkuttelevuus, vedyn tuotannon ja kuljetuksen paikallistaminen on edelleen ratkaisematta. Mahdollisuus käyttää olemassa olevaa kaasunsiirtojärjestelmää annetaan mahdollisena vaihtoehtona venäläisten kaasua vievien yritysten toiminnalle Euroopan vetymarkkinoilla.
Arvioidut tekniset valmiudet mahdollistavat vetypitoisuuden nostamisen metaani-vetyseoksessa (MVM) 20 prosenttiin, ja se toimitetaan myöhemmin kaasunsiirtoinfrastruktuurin kautta. Lisäksi ehdotetaan jopa Nord Stream -kaasuputken ja rakennettavan Nord Stream 2 :n siirtämistä kokonaan vedyn vientiä varten tai MAM:n vetypitoisuuden nostamista 70 prosenttiin [14] .
Toistaiseksi Gazprom on todennäköisemmin lähtenyt tällaisen vaihtoehdon epätoivottavuudesta, mikä viittaa riskeihin pitkäaikaisten sopimusvelvoitteiden noudattamatta jättämisestä sekä kaasutoimitusten että vietyjen raaka-aineiden laadun osalta. Lisäksi on täysin epäselvää: kuka tässä tapauksessa kantaa lisäinvestointitaakan kaasunsiirtoinfrastruktuurin mukautuvaan modernisointiin MVS:n kulkua varten?
Alueasiantuntijan Rinat Rezvanovin mukaan mahdollinen ratkaisu ongelmaan voisi olla vedyn tuotanto kuluttajapuolella, olemassa olevissa kaasukompressoriasemissa . Vastaavasti laitosten lähellä olevien vedyn tuotantolaitosten kapasiteetti vaihtelee nykyisen/ennustetun paikallisen kysynnän parametrien mukaan. Tämä mahdollistaa toisaalta vedyn tuotannon tarpeellisen määrän varmistamisen sekä Venäjällä että Euroopan alueilla sen ilmoitetun kysynnän mukaan ja toisaalta kaasunsiirtojärjestelmän erikoistumisen ylläpitämisen. käynnistämättä erityisiä ohjelmia sen nykyaikaistamiseksi tai edes rakentamatta lisälinjoja [13] .
Vuonna 2003 Venäjälle perustettiin National Association of Hydrogen Energy (NP NAVE); Vuonna 2004 P. B. Shelishch, legendaarisen "vetyluutnantin" poika, valittiin yhdistyksen puheenjohtajaksi.
Vuonna 2003 Norilsk Nickel ja Venäjän tiedeakatemia allekirjoittivat sopimuksen vetyenergian tutkimuksesta ja kehittämisestä. Norilsk Nickel on investoinut 40 miljoonaa dollaria tutkimukseen.
Vuonna 2005 Norilsk Nickel perusti innovatiivisen yrityksen New Energy Projects , jonka tehtävänä on kehittää ja toteuttaa polttokennoja.
Vuonna 2006 Norilsk Nickel osti enemmistön amerikkalaisesta innovatiivisesta Plug Power -yhtiöstä , joka on yksi vetyenergian kehittämisen johtajista. Norilsk Nickelin johtaja Mihail Prokhorov sanoi helmikuussa 2007, että yritys oli investoinut 70 miljoonaa dollaria vetylaitosten kehittämiseen ja sillä oli jo "ei vain laboratorio-, vaan toimintanäytteitä", joiden käyttöönotto kestäisi useita vuosia. Hänen mukaansa "vetyprojektin" teollinen toteutus alkaa vuonna 2008. [15] .
Vuonna 2008 Norilsk Nickel lopetti vetyteknologian ja polttokennojen alan hankkeen rahoituksen ja teki konkurssin T&K-tytäryhtiönsä OOO NIK NEP:n. Rostovin alueen välimiesoikeus julisti 29. syyskuuta 2009 NIK NEP LLC:n konkurssiin (asia A53-19149/09). Selvitystoimien aikana selvitysmies totesi, että velallinen ei voi harjoittaa kestävää taloudellista ja taloudellista toimintaa, velallisen maksettavien tilien määrä oli hakemuksen jättämispäivänä Rostovin alueen välimiesoikeudessa 206 121 777 ruplaa. . Samaan aikaan OJSC MMC Norilsk Nickelin perustaja ei itse ryhtynyt toimenpiteisiin maksaakseen velkaa yrityksen työvoimakollektiiville eikä organisaatioille, jotka tekivät tutkimusta ja kehitystä uusien energiaprojektien alalla. Konkurssin seurauksena urakoitsijat eivät saaneet varoja suoritetuista ja hyväksytyistä töistä lähes 200 miljoonaa ruplaa, NIK NEP LLC:n palkkarästi työntekijöille oli lähes 20 miljoonaa ruplaa. [16]
Vuodesta 2008 lähtien sähkökemiallisten teknologioiden ja erityisesti vetyenergian kehittämisen "veturi" on ollut samanmielisten ihmisten tieteellinen yhdistys, joka on jo toteuttanut ideansa ja kehitystyönsä JSC InEnergy Group of Companiesissa. Organisaatio harjoittaa tutkimus- ja kehitystoimintaa yhdessä Venäjän tiedeakatemian johtavien laitosten kanssa. Konsernin yrityksillä on kaikki tarvittavat luvat, mukaan lukien FSB -luvat , työskentelyyn valtiosalaisuuksia muodostavien tietojen kanssa.
Vuonna 2020 Venäjän hallitus hyväksyi toimintasuunnitelman vetyenergian kehittämiseksi vuoteen 2024 asti [17] [18] . Rosatom tutkii mahdollisuuksia toteuttaa vetyalan hankkeita Venäjällä ja ulkomailla; yksi ideoista on "länsisten" ja "idän" vetyklustereiden järjestäminen, jotka toimittavat vetyä kotimarkkinoille ja vientiin - Aasiaan ja Eurooppaan [19] .
Huhtikuussa 2021 tuli tunnetuksi Venäjän vetyenergian kehittämiskonsepti vuoteen 2024 asti , jonka mukaan maa haluaa toimittaa maailmanmarkkinoille 7,9–33,4 miljoonaa tonnia ympäristöystävällisiä vetyä, joka saa tuloja vedyn viennistä 23,6–100,2 miljardia dollaria vuodessa, ja tavoitteena on ottaa 20 prosenttia näistä markkinoista vuoteen 2030 mennessä (vetyenergian kantajien markkinoita ei kuitenkaan vielä ole). Toistaiseksi Venäjällä ei ole teollisia hankkeita "vihreän" vedyn tuotantoon, mutta hallituksessa keskustellaan erityisistä valtion tukitoimenpiteistä niiden ilmestymisen vuoksi. [kaksikymmentä]
Kuolan ydinvoimalaitos valittiin vedyn tuotannon pilottipaikaksi Venäjälle , koska laitoksella on ylimääräistä tuotettua energiaa alhaisella hinnalla; Rosenergoatom aikoo aloittaa vedyn tuotannon tässä ydinvoimalassa vuonna 2023 [21] .
Sahaliniin suunnitellaan "vetyklusterin" perustamista , jossa on käynnistetty hanke hiilineutraaliuden saavuttamiseksi vuoteen 2025 mennessä ja hiiliyksiköiden kauppaa varten . Sahalinin viranomaiset, Rusatom Overseas (Rosatomin rakenne, joka edistää venäläistä ydinteknologiaa ulkomailla) ja French Air Liquide (teollisuuskaasujen valmistaja) allekirjoittivat yhteisymmärryspöytäkirjan vähähiilisen polttoaineen tuotannosta ja jakelusta [22] . Sahalinin vetyprojekti on suunnattu Aasian ja Tyynenmeren maille , jotka ovat valmiita ostamaan "sinistä" ja "keltaista" vetyä (tuotettu maakaasusta ja käyttämällä ydinenergiaa, se on useita kertoja halvempi kuin "vihreä" - alkaen 2 dollaria kilogrammaa kohti, kun taas 10 dollaria kilogrammalta). [23] ; oletetaan, että vuoteen 2030 mennessä Rosatom pystyy täyttämään jopa 40 % Japanin tarpeista . [24] [25]
Vuonna 2007 Engineering and Technical Center "Hydrogen Technologies" (ETC "VT" LLC) julkaisi liittovaltion teknisten määräysten ja metrologian viraston lehdessä "Bulletin of Technical Regulation" ilmoituksen julkisen keskustelun aloittamisesta liittovaltion luonnoksesta. laki "Tekniset määräykset vedyn tuotantoon, varastointiin, kuljetukseen ja käyttöön suunniteltujen laitteiden ja järjestelmien turvallisuudesta. Teknisistä määräyksistä annetulla liittovaltiolailla perustetussa menettelyssä teknisten määräysten luonnoksen jättämiseksi Venäjän federaation valtionduumaan määrätään ilmoituksen julkaisemisesta teknistä määräystä koskevan luonnoksen laatimisesta liittovaltion painetussa laitoksessa. teknisen määräyksen toimeenpaneva elin ja sen julkinen keskustelu. Hankkeen kehitys toteutettiin tiiviissä yhteistyössä NP NAVE:n, LLC National Innovation Company "New Energy Projects", MMC "Norilsk Nickel" ja duuman asiaankuuluvien komiteoiden kanssa. Pääkehittäjänä toimi ITC VT, joka lain säädetyn menettelyn mukaisesti järjesti julkisen keskustelunsa, keräsi ja käsitteli keskustelun aikana tehdyt kommentit ja ehdotukset. Ilmoitus hankkeen kehittämisestä julkaistiin "Bulletin of Technical Regulation" -lehdessä, nro 9 (46), 2007. Teknisen määräyksen luonnoksen käsittelyä käytiin säädetyllä tavalla 2 kuukauden ajan. Ilmoitus hankkeen julkisen keskustelun loppuun saattamisesta julkaistiin Teknisten määräysten tiedotteessa nro 11 (48), 2007. Hankkeen julkisen keskustelun jälkeen marraskuussa 2007 liittovaltion teknisestä laissa säädetyn Asetus", sen esittivät valtionduumalle kahden duuman komitean puheenjohtajat, joiden toimivaltaan kuuluivat teollisuus ja energia, M.L. Shakkum, V.A. Yazev ja valtionduuman varajäsen 4. kokouksessa P.B. Shelishchem. Liittovaltion lakiehdotus sai numeron 496165-4. [26] .
Liittovaltion teknisten määräysten ja metrologian virasto perusti vuonna 2008 5. maaliskuuta 2008 antamallaan määräyksellä nro 542 standardointikomitean nro 29 "Hydrogen Technologies" kehittääkseen kansallista standardointijärjestelmää ja lisätäkseen sen tehokkuutta. osavaltioiden ja valtioiden väliset tasot. TC No. 29 yhdistää vapaaehtoisesti organisaatioita ja henkilöitä, jotka ovat kiinnostuneita vetyteknologian ja polttokennojen kansallisen ja kansainvälisen standardoinnin kehittämisestä. TC:n nro 29 sihteeristö toimii "ITC "VT":n pohjalta. P.B. hyväksyttiin TC:n nro 29 puheenjohtajaksi. Shelishch, pääsihteeri A.Yu. Ramensky. [27] .
Vuonna 2009 suunnittelu- ja tekninen keskus "Hydrogen Technologies" (LLC "ETC" VT "") julkaisi liittovaltion teknisten määräysten ja metrologian viraston lehdessä "Bulletin of Technical Regulation" (13.1.2009) ilmoituksen liittovaltion lakiehdotuksen "polttokennovoimaloiden turvallisuutta koskevat tekniset määräykset" julkisen keskustelun alkaminen. Hankkeen kehittäminen toteutettiin tiiviissä yhteistyössä NP NAVE:n, LLC National Innovation Company "New Energy Projects", MMC "Norilsk Nickel" ja valtionduuman profiilikomitean kanssa.
Vuonna 2010 "Hydrogen Technologies" -standardikomitea (TC 29) esitteli ensimmäisen vetyteknologiaan liittyviä kansallisia standardeja, jotka tulivat voimaan 1. heinäkuuta 2011 (kehittäjä NP NAVE):