Распределенная генерация и водородная энергетика

27 сентября 2021 в 23:13

 Обзор статьи начну с термина водородное охрупчивание  (англ. Hydrogen embrittlement), которым автор статьи характеризует одну их главных проблем водородной энергетики – транспортирования и хранения водорода.

        К сожалению, в статье практически ничего не сказано о том, как предполагается решать эту проблему.

        В статье много ссылок на прогнозы (предвидения, предсказания) на 2018 - 2020 годы. Но статья вышла в 2021 году и читателю интересно узнать, сбылись или не сбылись прогнозы, сделанные как минимум за три года до выхода статьи.

Рассказывая о получении водорода с помощью электролизера, автор сообщает, что для получения 1 куб. м водорода требуется 2,5 куб. м воды и говорит о том, что в городе  Намиэ  (на самом деле это посёлок, жители которого были эвакуированы после аварии на АЭС Фукусима) строят ЭС мощностью 10 МВт, которая будет вырабатывать 900 т водорода.

Центр посёлка Намиэ (Япония)

Из справочников можно узнать, что 1 куб. м водорода весит всего 89,88 г. Сколько же воды надо израсходовать для производства 900 тонн водорода? Можно ли считать такой расход воды допустимым? Тут вполне уместно спросить, допустима ли вообще такая трата воды для получения водорода?

Получая таким образом водород, энергетики вполне способны оставить весь мир без воды. Уже сегодня в мире 1,8 миллиарда человек страдают от дефицита питьевой воды. Что произойдет с запасами технической или океанской воды, если водородная энергетика, как сказано в статье «начнет стремительно замещать» углеводородную энергетику? Поэтому нельзя не обратить внимания на то, что в статье сказано только о способах получения водорода без выделения диоксида углерода, но ничего не сказано о потребностях в воде для производства водорода для той или иной технологии его получения.

        И ещё о прогнозах, теперь до 2035 года. Читателю интересно было узнать, каким образом получен объем рынка в 114 ГВт для внедрения ТЭ, если потребление электроэнергии в 2020 году составило 1033,72 млрд кВт•ч? Кстати, мощность каждого из четырех реакторов Чернобыльской АЭС составляла всего 1 ГВт?

        Прогнозируя занятие 25% международного рынка водорода, автор не рассказывает о том, как будут использованы для этой цели существующие трубопроводы и каких затрат потребует их защита от водородного охрупчивания.

        В выводах своей статьи автор пишет о том, что если в 60-70 годах прошлого века водородная энергетика делала первые шаги, то теперь она бурно развивается во всем мире. Здесь уместно вспомнить другое. В ЦНИИ СЭТ работы по водородным источникам начались значительно позже, примерно в 90-х годах прошлого века. Макет трамвая с топливными водородными элементами был испытан в С-Петербурге менее 2-х лет назад, в 2019 году. Регулярной эксплуатации этого трамвая до сих пор нет.

Макет трамвая с водородными топливными элементами

  Нельзя не отметить, что в статье не обращено внимания на повышенную опасность энергетических установок, использующих водород. Пример Норвегии, в которой используют много автомобилей с водородными установками, нельзя упускать из виду (см. рисунок ниже).

Так выглядела заправка в Норвегии во время взрыва

  Учитывая это, представляется, что прогноз об использовании 40 млн штук таких установок мощностью до 10 кВт в домашних хозяйствах кажется нереально оптимистичным. Ведь за оставшиеся 10-15 лет надо будет подготовить 40 млн пользователей таких установок, обеспечивающих их безопасную эксплуатацию.

Для оценки таких требований можно обратиться к своду правил [1]. Найти такие правила для домашних хозяйств мне не удалось.

        Сейчас любые электромобили становятся привлекательными для покупателей только потому, что государства спонсируют их покупку, обеспечивая в том числе и бесплатную их парковку в городах. Понятно, что будет, если расходы на такие авто не будут дотироваться из кармана налогоплательщиков!

        Поэтому закономерен вопрос – будет ли государство дотировать использование водородных установок в домашних хозяйствах?

Уместно напомнить, что даже перевод отопления домов на простой природный газ недоступен подавляющему большинству домашних хозяйств и нашему государству пришлось принимать специальные постановления о бесплатной прокладке газовых труб, которая обставлена многими условиями (см. Постановление Правительства РФ от 30 декабря 2013 года №1314 с изменениями на 19 марта 2020 года). Но и с такими послаблениями множество владельцев домашних хозяйств не торопятся подключаться к газопроводам из-за нерентабельности газового отопления.

        В заключение о списке литературы. На портале «Новые химические технологии» найти материал о хранении водорода по приведенной в статье ссылке не удалось (см. [2] в списке литературы к рецензируемой статье). Не помог и поисковик на этом портале.

Заметка «Хранение водорода» в Википедии оказалось очень «сырой», содержащей мало полезной информации. Но зато в ней я нашел ссылку на интересный способ хранения водорода в сосудах, использующих карбонизированные куриные перья.

Литература

1 СП 162.1330610.2014. Свод правил. Требования безопасности при производстве, хранении, транспортировании и использовании жидкого водорода.