Водород наш: Россия делает шаг в энергетику будущего
27.12.2021
Первую в России атомную станцию для наработки водорода планируется запустить к 2033 году,
а ввести в промышленную эксплуатацию — к 2036 году,
сообщил
в интервью РИА Новости генеральный директор машиностроительного дивизиона госкорпорации «Росатом» холдинга «Атомэнергомаш» Андрей Никипелов.
Участие «Атомэнергомаша» в водородных проектах рассматривается по нескольким направлениям — это и разработка атомной энерготехнологической станции (АЭТС)
для производства водорода, и
создание систем оборудования для его хранения и транспортировки, сказал Никипелов.
По его словам, сейчас предприятие «Атомэнергомаша» «ОКБМ Африкантов» (Нижний Новгород) завершает разработку эскизного проекта высокотемпературного
газоохлаждаемого реактора (ВТГР).
«Согласно дорожной карте, в 2023 году должен быть завершен техпроект реакторной установки ВТГР атомной энерготехнологической станции. В начале 2025 года мы должны получить лицензию на размещение АЭТС, а к осени этого же года разработать проектную документацию.
Физический пуск первого блока АЭТС намечен на конец 2032 года, а в декабре 2035 года ожидается введение головной АЭТС в промышленную эксплуатацию», — отметил Никипелов.
Корпус реактора ВТГР возможно изготовить, например, на предприятии «Атомэнергомаша» заводе «Атоммаш»
в Волгодонске Ростовской области, причем сделать это по технологии изготовления корпусов российских реакторов ВВЭР-1000, работающих сейчас на многих АЭС, добавил он.
Водород как химический реагент необходим для химической и пищевой промышленности, нефтепереработки, металлургии и других промышленных производств.
Этот ресурс получает все большее распространение и как экологически чистое автомобильное топливо, а
также в автономных источниках электроэнергии мощностью до нескольких тысяч киловатт.
Правительство ранее утвердило план по развитию водородной энергетики в стране до 2024 года, а направление, связанное с разработкой технологий атомно-водородной энергетики, включено в комплексную программу «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в России на период до 2024 года».
Речь идет о создании крупномасштабного экологически чистого производства водорода на базе высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов.
УЧЕНЫЕ ПРЕДЛОЖИЛИ ПОЛУЧАТЬ ВОДОРОД И ЭТИЛЕН ИЗ ПРИРОДНОГО ГАЗА С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Ученые Института катализа СО РАН исследуют метод получения водорода и этилена из природного газа
с помощью нанодисперсного катализатора
и лазерного излучения.
Сейчас при поддержке Российского научного фонда они создают вычислительную модель метода,
которая необходима для масштабирования технологии от лабораторного уровня к опытно-демонстрационному.
По словам ведущего научного сотрудника института, к.ф.-м.н. Валерия Снытникова,
стоимость получаемых продуктов в несколько раз выше,
чем стоимость природного газа, что важно для экономики.
Прототип реактора лазерной конверсии природного газа
Метан как основной компонент природного газа транспортируется и потребляется в развитых странах как энергоноситель
и химическое сырье.
Этот относительно дешевый углеводород привлекателен для химической промышленности в плане получения продуктов с высокой добавленной стоимостью,
в числе которых водород.
Актуальность исследования ученых Института катализа СО РАН связана с развитием водородной энергетики.
Этилен как один из самых многотоннажных полупродуктов широко используется в разных отраслях экономики
— от сельского хозяйства до производства полимерной упаковки.
Получение водорода и этилена из метана экономически выгодно по сравнению с экспортом природного газа.
Валерий Снытников приводит пример:
стоимость получаемых продуктов примерно в
8 раз выше стоимости исходного сырья.
По словам ученого, существует ряд технологий получения водорода из метана,
но у них есть свои ограничения.
Так, ранее при сильном нагревании метана без использования катализаторов получали водород и углерод
в виде сажи для производства резины, краски и других продуктов.
Но стоимость сажи невысока,
потребление ограничено,
а достижение высоких температур энергозатратно.
Ученые Института катализа СО РАН решили проблему активации метана,
для которой нужны либо температуры свыше 1200°C,
либо высокоактивные катализаторы.
Однако такие катализаторы действуют на продукты конверсии еще более активно, чем на метан
— они разлагают его в углерод, и
это препятствует их использованию в традиционной форме.
Тогда исследователи превратили катализатор в нанодисперсную пыль с высокой активностью,
а затем обосновали идею получения водорода и этилена из метана с помощью наноразмерных катализаторов и лазерного излучения.
«Мы направляем лазерное излучение в поток метана, где находятся наночастицы катализатора.
Они нагреваются под воздействием лазера даже выше чем 1200°C, и на них начинает разлагаться метан.
Продукты разложения — радикалы — вылетают в холодный окружающий газ,
где формируют этан, этилен и водород.
То есть мы создали двухтемпературную среду,
где активация происходит в горячей фазе,
а синтез — в «холодной», при температуре 600–800°C»,
— рассказал Валерий Снытников.
Полученный группой грант РНФ нужен ученым для создания вычислительной модели лазерной конверсии метана.
«Цель проекта — получение кинетических данных по гетерогенным и гомогенным реакциям водорода
и основных компонентов реакционной смеси для неравновесной газопылевой среды.
Мы должны определить зависимости конверсии метана и выходов продуктов от разных параметров:
состава и величины наночастиц,
температуры среды,
числа активных центров разложения метана на поверхности пылинок и других.
Полученные данные мы сведем в вычислительную модель, где будут рассчитываться процессы.
Такая модель необходима для перехода от лабораторного уровня к опытно-демонстрационному реактору с большей производительностью», — пояснил Снытников.
Грант РНФ общим объемом 18 миллионов рублей рассчитан на 2021–2023 годы.
Информация и фото предоставлены пресс-службой ИК СО РАН
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете голосовать в опросах
FAQ
Поиск
Пользователи
Группы
Регистрация
Профиль
Войти и проверить личные сообщения
Вход
