В пресс-службе отметили, что первые опытные образцы отечественных электрохимических генераторов, разработанных в Сахалинском государственном университете (СахГУ), вышли на этап практических испытаний.
"Развитие водородных технологий – это не просто научные изыскания, а реальный шаг к энергобезопасности наших удаленных территорий и улучшению экологии. Важно, что на базе университета и передового кампуса "Сахалинтех" мы не только внедряем импортозамещающие решения, но и готовим собственные квалифицированные кадры, способные управлять технологиями будущего", – цитирует ТАСС губернатора Сахалинской области Валерия Лимаренко.
Как указали в региональном правительстве, одной из особенностей сахалинской разработки стала разборная конструкция биполярных пластин. В отличие от большинства зарубежных аналогов, она позволяет заменять мембранно-электродный блок без повреждения всей системы. Кроме того, ученые создают защитное покрытие, которое должно увеличить срок службы оборудования и повысить его устойчивость к воздействию водорода.
В перспективе генераторы планируется использовать для автономного энергоснабжения не только удаленных населенных пунктов, но и маяков, гидрографических постов, метеорологических и биологических станций на Сахалине и в Арктической зоне, а также на транспорте.
Водородный кластер на Сахалине
Практические испытания отечественного оборудования проходят на базе Сахалинского водородного полигона. Этот масштабный проект развивается в рамках государственной программы "Приоритет 2030" и грантов Российского научного фонда. Главной научно-технической силой проекта выступает СахГУ, ученые которого создают и внедряют сквозные водородные технологии совместно с индустриальными партнерами. Ключевой площадкой для развития этих компетенций служит передовой кампус мирового уровня "Сахалинтех".
Сахалинский полигон (базовая площадка развернута на территории СКБ "САМИ" ДВО РАН) стал первой в стране опытной площадкой с технологической цепочкой полного цикла: от генерации экологически чистого водорода с помощью возобновляемых источников энергии до его хранения и непосредственного использования в энергетике. Текущие тесты охватывают реальные объекты инфраструктуры – в частности, автономные энергоустановки для вышки сотовой связи в селе Огоньки и полевого госпиталя МЧС.
Главная цель проекта – практическая отработка технологий для создания безуглеродных энергетических систем будущего. Опыт, полученный на Сахалине, ляжет в основу серийного производства российских водородных установок. В перспективе они призваны полностью заместить импортные аналоги и заменить дорогостоящую дизельную генерацию на труднодоступных территориях Дальнего Востока и в Арктической зоне РФ.
Как водород превращается в энергию
Для создания автономных и чистых энергосистем используются два ключевых устройства, работающих в противоположных направлениях: электролизер и электрохимический генератор. Их совместное использование позволяет полностью отказаться от традиционного углеводородного топлива, создавая замкнутый и экологически безопасный цикл генерации.
Промышленный электролизер – это установка для производства водорода. Она использует электрическую энергию (в проекте на Сахалине – энергию ветра) для расщепления обычной воды на два химических элемента – кислород и водород. Полученный газ сжимается и отправляется на хранение. Таким образом, электролизер выступает в роли "переводчика", который превращает нестабильную избыточную энергию ветра в стабильное химическое топливо.
Электрохимический генератор (работающий на топливных элементах) выполняет обратную задачу. Он принимает накопленный водород и соединяет его с кислородом из атмосферного воздуха. В результате контролируемой химической реакции вырабатываются постоянный электрический ток, тепло и чистая вода. В отличие от привычных дизель-генераторов, в этой системе нет процесса горения, шума и подвижных деталей, а объем вредных выбросов в атмосферу равен нулю.
Эксперимент в Новиково: энергия ветра и "зеленый" водород
В зависимости от способа производства водород делят на несколько цветовых категорий. Самым экологически чистым является "зеленый" водород. Его получают методом электролиза обычной воды, а электричество для этого процесса поступает исключительно из возобновляемых источников энергии, таких как солнце или ветер. Производство "зеленого" водорода имеет нулевой углеродный след, так как в атмосферу выделяется только чистый кислород.
Площадкой для практического развертывания этой технологии стало село Новиково в Корсаковском городском округе Сахалинской области. Выбор локации обусловлен тем, что здесь еще с 2015 года функционирует изолированный ветродизельный комплекс. В рамках эксперимента по достижению углеродной нейтральности региона этот комплекс модернизируют, устанавливая новый промышленный электролизер сахалинской разработки.
Суть проекта в Новиково заключается в создании автономного гибридного энергокомплекса. Когда ветер сильный, ветроустановки производят избыточную энергию, которую электролизер преобразует в "зеленый" водород и отправляет в накопители. В безветренную погоду накопленный газ подается на электрохимический генератор, обеспечивая бесперебойное снабжение поселка чистым электричеством. Этот пилотный объект должен доказать, что удаленные территории могут полностью отказаться от дорогостоящего и вредного привозного дизельного топлива.
Ранее сотрудники Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого создали комплекс, одновременно вырабатывающий водород, электричество и воду.
