Водородная энергетика в России

История

Двигатель внутреннего сгорания

В 1941 году техник-лейтенант войск противовоздушной обороны (ПВО) защищавших Ленинград во время Великой отечественной войны Борис Шелищ предложил использовать "отработанный" водород из заградительных аэростатов войск ПВО в качестве топлива для двигателей автомобилей ГАЗ-АА (полуторка). Полуторки использовались в качестве транспортно-энергетической единицы поста противовоздушной обороны. Лебедка автомобиля, приводимая в движение от двигателя ГАЗ-АА позволяла осуществлять подъём-спуск аэростатов. Это предложение было внедрено в 1941-1944 гг. в блокадном Ленинграде. Было оборудовано 400 водородных постов ПВО. В условиях блокады и отсутствия бензина перевод автомобилей с бензина на водород позволил эффективно защитить город от прицельного бомбометания самолетами вражеской авиации.

В 1979 году под научным руководством Шатрова Е.В. творческим коллективом работников НАМИ в составе Кузнецова В.М. Раменского А.Ю., Козлова Ю.А. был разработан и испытан опытный образец микроавтобуса РАФ, работающий на водороде и бензине.

В 2006 году Национальной ассоциацией водородной энергетики (Россия) на Международном форуме по проблеме развития водородных технологий для производства энергии, проведенном в Москве 6-10 февраля 2006 года, был представлен автомобиль ГАЗЕЛЬ с двигателем внутреннего сгорания, работающий на бензоводородных топливных композициях. На холостом ходу и малых нагрузках, свойственных движению автомобиля в городских условиях, работа ДВС осуществляется на водороде, по мере увеличения нагрузки осуществляется подача бензина. При этом подача водорода уменьшается. На режиме максимальной мощности ДВС работает только на бензине. Такая организация подачи топлива, позволяет максимально реализовать преимущества водорода и бензина. Автомобиль разработан при участии организаций-членов НАВЭ ( МЭИ(ТУ), ЗАО Автокомбинат 41 (Москва), ООО "Аудит-Премьер.

В 2007 году Национальная ассоциация водородной энергетики (Россия) на XI Петербургском международном экономическом форуме представила первый отечественный водородный автомобиль, оснащенный двигателем внутреннего сгорания и комбинированной энергоустановкой. Работа была выполнена в тесном сотрудничестве с ОАО "АВЭКС", Московским энергетическим институтом МЭИ (ТУ) и ЗАО Автокомбинат №41. Полезная нагрузка автомобиля 2000 кг. Мощность электропривода 65-70 квт, мощность ДВС 10 квт. Запас хода автомобиля 200 км, в том числе на аккумуляторной батарее без дозарядки ДВС-генератором 70 км.

Водородные топливные элементы

В СССР первые публикации о топливных элементах появились в 1941 году.

Первые исследования начались в 60-х годах. РКК «Энергия» (с 1966 года) разрабатывала PAFC элементы для советской лунной программы. С 1987 года по 2005 год «Энергия» произвела около 100 топливных элементов, которые наработали суммарно около 80000 часов.

Во время работ над программой «Буран», исследовались щелочные AFC элементы. На «Буране» были установлены 10 кВт. топливные элементы.

В 70-80 годы «Квант» совместно с рижским автобусным заводом «РАФ» разрабатывали щелочные элементы для автобусов. Прототип автобуса на топливных элементах был изготовлен в 1982 году.

В 1989 году «Институт высокотемпературной электрохимии» (Екатеринбург) произвёл первую SOFC установку мощностью 1 кВт.

В 1999 году АвтоВАЗ начал работы с топливными элементами. К 2003 году на базе автомобиля ВАЗ-2131 было создано несколько опытных экземпляров. В моторном отсеке автомобиля располагались батареи топливных элементов, а баки со сжатым водородом в багажном отделении, то есть была применена классическая схема расположения силового агрегата и топливных баков-баллонов. Разработками водородного автомобиля руководил к.т.н. Мирзоев Г. К.

Авиация

В начале 1980-х годов в конструкторском бюро Н. Кузнецова (Самара) были разработаны авиационные двигатели, предназначенные для пассажирских самолётов Туполева. Эти двигатели, работающие на водороде, прошли стендовые и лётные испытания. К сожалению, известные события в России в конце 1980-х — начале 1990-х годов, не позволили довести работы по водородным авиадвигателям Н. Кузнецова до широкого их применения в транспортной и пассажирской авиации. К настоящему времени сохранились несколько законсервированных работоспособных авиационных двигателей Н. Кузнецова на складах КБ в Самаре.

В конце 1980-х годов Владимиром Львовичем Фрайштадтом из Научно-исследовательского предприятия гиперзвуковых систем (НИПГС) была предложена концепция гиперзвукового аппарата Водород производится на борту самолёта из углеводородов.

XXI век

В 2003 году в России создана Национальная ассоциация водородной энергетики (НП НАВЭ). В 2004 году президентом ассоциации избран П.Б.Шелищ сын легендарного "Водородного лейтенанта".

В 2003 году компания «Норильский никель» и Российская академия наук подписали соглашение о ведении научно-исследовательских работ в сфере водородной энергетики. «Норильский никель» вложил в исследования 40 млн долларов.

В 2005 году «Норильский никель» основал инновационную компанию Новые энергетические проекты, задачей которой является разработка и внедрение топливных элементов. В 2008 году ОАО ГМК "Норильский никель" перестал финансировать проекты, связанные с водородной энергетикой, принял решение о ликвидации ООО "НИК НЭП". 29 сентября 2009 года Арбитражный суд Ростовской области признал компанию ООО "НИК НЭП" банкротом (дело N А53-19149/09). В ходе проведения ликвидационных мероприятий ликвидатором установлено,что должник не может осуществлять устойчивую финансово-хозяйственную деятельность, сумма кредиторской задолженности должника на дату подачи заявления в арбитражный суд Ростовской области составила 206 121 777 рублей. При этом сам учредитель ОАО ГМК "Норильский никель" в течение всего времени не принимал меры по погашению задолженности перед трудовым коллективом предприятия, а также перед организациями, проводившими НИОКР в области новых энергетических проектов.

В 2006 году «Норильский никель» приобрел контрольный пакет американской инновационной компании Plug Power, являющейся одним из лидеров в сфере разработок, связанных с водородной энергетикой.

Глава «Норильского никеля» Михаил Прохоров заявил в феврале 2007 года, что компания вложила в разработку водородных установок $70 млн и уже есть «не просто лабораторные, а действующие образцы», на внедрение которых уйдёт несколько лет. Начало промышленной реализации «водородного проекта», по его словам, намечено на 2008 год.

НП НАВЭ с 20 по 25 августа 2006 года проведён автопробег бензоводородных автомобилей по маршруту Москва – Н.Новгород – Казань- Нижнекамск – Чебоксары – Москва. По окончании автопробега была проведена в Государственной Думе пресс-конференция, на которой обсуждалась роль технического регулировании в развитии водородной экономики в нашей стране, необходимость гармонизации нормативно-технической базы в области водородных технологий с зарубежными странами, включая США, ЕС, Японию, Китай, Индию и др.

Техническое регулирование

В 2007 году Инженерно-технический центр "Водородные технологии" (ООО "ИТЦ "ВТ") опубликовал в журнале Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии "Вестник технического регулирования" уведомление о начале публичного обсуждения проекта федерального закона "Технический регламент по безопасности устройств и систем, предназначенных для производства, хранения, транспортировки и использования водорода". Процедура внесения проекта технического регламента в Государственную Думу Российской Федерации, установленная федеральным законом "О техническом регулировании", предусматривает публикацию уведомления о разработке проекта технического регламента в печатном издании федерального органа исполнительной власти по техническому регулированию и публичное его обсуждение. Разработка проекта осуществлялась в тесном сотрудничестве с НП НАВЭ, ООО Национальной инновационной компанией "Новые энергетические проекты", ГМК "Норильский никель" и профильными комитетами Государственной Думы. Головным разработчиком выступил "ИТЦ "ВТ", который в установленном законодательством порядке организовал публичное его обсуждение, произвел сбор и обработку высказанных в ходе обсуждения замечаний и предложений. Уведомление о разработке проекта опубликовано журнале «Вестник технического регулирования», №9 (46), 2007. Обсуждение проекта технического регламента осуществлялось в установленном порядке в течение 2 месяцев. Уведомление о завершении публичного обсуждения проекта опубликовано в журнале «Вестник технического регулирования», №11(48), 2007. После предусмотренного федеральным законом «О техническом регулировании» публичного обсуждения проекта в ноябре 2007 года он был внесен в Государственную Думу председателями двух думских комитетов, в сфере ведения которых находились промышленность и энергетика, М.Л. Шаккумом, В.А.Язевым и депутатом Государственной Думы 4 созыва П.Б. Шелищем. Проекту федерального закона был присвоен №496165-4..

В 2008 году Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии приказом от 5 марта 2008 года №542 в целях развития национальной системы стандартизации, повышения её эффективности на государственном и межгосударственном уровне создан Технический комитет по стандартизации № 29 "Водородные технологии". ТК №29 объединяет на добровольной основе организации а также физические лица заинтересованные в развитии национальной и международной стандартизации в области водородных технологий и топливных элементов. Секретариат ТК №29 функционирует на базе ООО "Инженерно-технический центр "Водородные технологии"("ИТЦ "ВТ"). Председателем ТК №29 утвержден П.Б. Шелищ, ответственным секретарем А.Ю. Раменский..

В 2009 году Инженерно-технический центр "Водородные технологии" (ООО "ИТЦ ВТ") опубликовал в журнале Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии "Вестник технического регулирования" (13/01/2009) уведомление о начале публичного обсуждения проекта федерального закона "Технический регламент по безопасности энергетических установок на топливных элементах". Разработка проекта осуществлялась в тесном сотрудничестве с НП НАВЭ, ООО Национальной инновационной компанией "Новые энергетические проекты", ГМК "Норильский никель" и профильным комитетом Государственной Думы.

В 2010 году Технический комитет по стандартизации "Водородные технологии" (ТК 29) внедрил первую серию национальных стандартов, связанных с водородными технологиями, вступившими в действие с 01.07.2011 г. (разработчик НП НАВЭ): 1. ГОСТ Р 54110-2010 "Водородные генераторы на основе технологий переработки топлива. Часть 1. Безопасность" (утв. Приказом Росстандарта от 21 декабря 2010 г. № 804-СТ) 2. ГОСТ Р 54111.1-2010 "Дорожные транспортные средства на топливных элементах. Требования безопасности. Часть 1. Функциональная безопасность транспортного средства" (утв. Приказом Росстандарта от 21 декабря 2010 г. № 805-СТ) 3. ГОСТ Р 54111.2-2010 "Дорожные транспортные средства на топливных элементах. Требования безопасности. Часть 2.Защита от опасностей при работе транспортных средств на сжатом водороде" (утв. Приказом Росстандарта от 21 декабря 2010 г. № 806-СТ) 4. ГОСТ Р 54113-2010 "Соединительные устройства для многократной заправки сжатым водородом наземных транспортных средств " (утв. Приказом Росстандарта от 21 декабря 2010 г. № 807-СТ) 5. ГОСТ Р 54114-2010 "Передвижные устройства и системы для хранения водорода на основе гидридов металлов " (утв. Приказом Росстандарта от 21 декабря 2010 г. № 808-СТ).

См. также

• Водород
• Водородная энергетика