1941 föreslog Boris Shelishch , löjtnantteknikern för luftförsvarsstyrkorna ( PVO ) som försvarade Leningrad under det stora fosterländska kriget , att använda "förbrukat" väte från luftförsvarsballongerna som bränsle för motorerna i GAZ-AA-fordon ( "en och en halv"). Lastbilar användes som en transport- och energienhet i en luftvärnspost - en bilvinsch som drivs av en GAZ-AA-motor gjorde det möjligt att lyfta och sänka ballonger. Detta förslag introducerades 1941-1944 i det belägrade Leningrad , 400 luftvärnsposter för väte var utrustade. Under villkoren för blockaden och bristen på bensin gjorde överföringen av bilar från bensin till väte det möjligt att effektivt skydda staden från riktad bombning av fiendens flygplan. [ett]
1979 utvecklade och testade det kreativa teamet av NAMI- anställda (bestående av Kuznetsov V.M. (chef för NAMI-gruppen), Ramensky A.Yu. (doktorand vid NAMI), Kozlov Yu.A. en prototyp av RAF -minibuss , driven av vätgas och bensin. [2]
1982 övervägde rådet för Moskvas bilinstitut ( MAMI ) avhandlingen av Ramensky A.Yu. (handledare Shatrov E.V.) för graden av kandidat för tekniska vetenskaper på ämnet "Forskning av arbetsprocesserna för en bilmotor på bensin-vätebränslekompositioner". I Ryssland är detta tydligen den första avhandlingen där frågorna om teorin om arbetsprocesser för en förbränningsmotor som arbetar på väte studerades i detalj [3] .
2006 presenterade National Association of Hydrogen Energy vid International Forum on the Development of Hydrogen Technologies for Energy Production, som hölls i Moskva den 6-10 februari 2006, en gasellbil med en förbränningsmotor som körs på bensin-vätebränslesammansättningar . Vid tomgång och låga belastningar, typiska för en bils rörelse i stadsförhållanden, drivs förbränningsmotorn på väte, när belastningen ökar, tillförs bensin. I detta fall minskar tillgången på väte. I läget för maximal effekt går förbränningsmotorn endast på bensin. Denna organisation av bränsleförsörjning gör att du kan maximera fördelarna med väte och bensin. Bilen utvecklades med deltagande av NAVE medlemsorganisationer (MPEI(TU), CJSC Avtokombinat 41 (Moskva), Audit-Premier LLC. [4]
Från 20 augusti till 25 augusti 2006 höll NP NAVE ett rally med vätgasdrivna fordon längs rutten Moskva - Nizhny Novgorod - Kazan - Nizhnekamsk - Cheboksary - Moskva. I slutet av rallyt hölls en presskonferens i statsduman, som diskuterade rollen av teknisk reglering i utvecklingen av vätgasekonomin i vårt land, behovet av att harmonisera det reglerande och tekniska ramverket inom väteteknikområdet med utländska länder, inklusive USA, EU, Japan, Kina, Indien och andra [5]
2007 presenterade National Association of Hydrogen Energy (Ryssland) vid XI St. Petersburg International Economic Forum den första inhemska vätgasbilen utrustad med en förbränningsmotor och ett kombinerat kraftverk. Arbetet utfördes i nära samarbete med OAO "AVEKS", Moscow Power Engineering Institute MPEI (TU) och CJSC Avtokombinat nr 41. Fordonets nyttolast 2000 kg. Elektrisk driveffekt 65-70 kW, förbränningsmotoreffekt 10 kW. Räckvidden för bilen är 200 km, inklusive 70 km på batteriet utan laddning med en förbränningsmotorgenerator. [6] [7]
I Sovjetunionen dök de första publikationerna om bränsleceller upp 1941 .
De första studierna började på 60-talet . RSC Energia (sedan 1966 ) utvecklade PAFC-element för det sovjetiska månprogrammet . Från 1987 till 2005 producerade Energia cirka 100 bränsleceller, som har ackumulerat cirka 80 tusen timmar totalt.
Under arbetet med Buran- programmet undersöktes alkaliska AFC-element. 10 kW installerades på Buran . bränsleelement.
På 1970- och 1980 -talen utvecklade Kvant tillsammans med bussanläggningen RAF i Riga alkaliska element för bussar . En prototyp av bränslecellsbuss tillverkades 1982 . [åtta]
1989 producerade "Institute of High Temperature Electrochemistry" ( Yekaterinburg ) den första SOFC- installationen med en kapacitet på 1 kW.
1999 började AvtoVAZ arbeta med bränsleceller. År 2003 skapades flera prototyper på grundval av VAZ-2131- bilen. Bränslecellsbatterierna var placerade i motorrummet i bilen, och tankarna med komprimerat väte fanns i bagageutrymmet, det vill säga det klassiska arrangemanget av kraftenheten och bränslecylindrarna användes. Utvecklingen av en vätgasbil leddes av Ph.D. Mirzoev G.K.
År 2021 godkände Ryska federationens regering "Konceptet för utveckling av produktion och användning av elektriska vägtransporter i Ryska federationen för perioden fram till 2030" [9] Till 2030 är det planerat att bygga 1 000 laddstationer för vägtransporter med elkraft från vätebränsleceller. [tio]
I början av 1980 -talet utvecklade N. Kuznetsovs designbyrå ( Samara ) flygmotorer designade för Tupolev passagerarflygplan . Dessa vätgasdrivna motorer har testats på bänk och flyg. Tyvärr gjorde de välkända händelserna i Ryssland i slutet av 1980-talet och början av 1990-talet inte att arbetet med Kuznetsovs vätgasflygmotorer kunde användas i stor utsträckning inom transport- och passagerarflyg. Hittills har flera malpåse operativa Kuznetsov-flygplansmotorer bevarats i lagren hos designbyrån i Samara.
I slutet av 1980-talet - tidigt 90-tal testades en flygjetmotor som drevs av flytande väte, installerad på ett Tu-154 flygplan .
I slutet av 1980-talet föreslogs konceptet med ett hypersoniskt fordon av Vladimir Lvovich Freshtadt från Research Enterprise of Hypersonic Systems (NIPGS) ; väte produceras ombord på flygplanet från kolväten. [elva]
I enlighet med regeringens färdplan för utveckling av väteenergi i Ryssland fram till 2024 [12] planeras att skapa en prototyp för vätgasdriven järnvägstransport i landet. Själva avtalet om utveckling och drift av tåg på vätebränsleceller undertecknades i början av september 2019 vid Eastern Economic Forum mellan Sakhalin , Russian Railways , Rosatom och Transmashholding (TMH) . Fram till mitten av 2021 bör det ryska energiministeriet utarbeta ett konsoliderat förslag för bildandet av kluster för testning och integrerad implementering av väteenergiteknik. Under tiden är dokumentet som bildas i ministeriet för regeringsapparaten direkt relaterat till Sakhalin "väte" -projektet och kommer troligen redan att övervägas tillsammans med utkastet till koncept för utveckling av väteenergi i Ryssland, som håller på att förberedas för inlämning.
Det viktigaste argumentet för naturgas i produktionen av väte hittills är den låga kostnaden för dess omvandling - i intervallet 1,5–3 dollar per 1 kg. Med en dyrare vattenelektrolysteknik ökar kostnaden kraftigt med 2,5–3 gånger. Det är frågan om lönsamheten för vätgas i jämförelse med det traditionella som visar sig vara bland de avgörande för TMH-teknologerna. Faktum är att den befintliga modellen av ett vätgtåg ökar kostnaden för dess livscykel med mer än 2 gånger. Men när man använder en teknik baserad på produktion från naturgas är det fullt möjligt att uppnå en minskning av kostnaden för vätgas med en faktor 3–4 [13] .
Med den potentiella användningen av gasöverföringsnät i exporten av väte till Europa kommer Gazprom och Novatek (vars andel av den totala gasimporten till EU 2019 uppgick till 47,5%) att konkurrera med de mest lovande regionerna i Europeiska unionen när det gäller vätegenerering - dessa är främst skandinaviska länder , vattnen i Nordsjön och Östersjön samt södra Europa .
Nyckelspecialiseringen i den europeiska norden är vattenkraftsteknik för produktion av väte (skandinaviska länder) eller på grund av vindenergi (akvatiska RES- komplex ). Den europeiska södern (Medelhavsländerna) är rik på solenergi - här är det värt att uppmärksamma det marockansk-tyska avtalet som undertecknades i juni 2020 om byggandet av den första gröna vätgasanläggningen i Marocko . Projektet, genomfört inom ramen för det gemensamma energipartnerskapet (PAREMA), som har varit verksamt sedan 2012, syftar till att utveckla industriella lösningar för att konvertera solenergi baserade på Power-to-X-teknik.
Men även med hänsyn till den ekonomiska attraktionskraften är frågan om lokalisering av produktion och transport av väte fortfarande olöst. Möjligheten att använda det befintliga gasöverföringssystemet ges som möjliga alternativ för åtgärder från ryska gasexporterande företag på den europeiska vätgasmarknaden.
Uppskattad teknisk kapacitet gör det möjligt att öka nivån av vätehalten i metan-väteblandningen (MVM) till 20 %, med dess efterföljande leverans genom gasöverföringsinfrastrukturen. Dessutom föreslås det till och med att Nord Streams gasledning och Nord Stream 2 byggs helt för export av väte eller att vätekoncentrationen i MAM höjs till 70 % [14] .
Hittills är det mer sannolikt att Gazprom utgår från det oönskade med ett sådant alternativ, och pekar på riskerna för att långfristiga avtalsförpliktelser inte uppfylls både för gasförsörjning och för kvaliteten på exporterade råvaror. Dessutom är det helt oklart: vem kommer i det här fallet att bära bördan av ytterligare investeringar i den adaptiva moderniseringen av gasöverföringsinfrastrukturen för passagen av MVS?
Enligt regional expert Rinat Rezvanov kan en potentiell lösning på problemet vara produktionen av väte på konsumentsidan, inom de befintliga gaskompressorstationerna . Följaktligen kommer kapaciteten för väteproduktionsanläggningar nära anläggningarna att variera beroende på parametrarna för den befintliga/prognostiserade lokala efterfrågan. Detta kommer å ena sidan att göra det möjligt att säkerställa den nödvändiga volymen av väteproduktion både i själva Ryssland och i de europeiska regionerna, enligt den deklarerade efterfrågan på det, och å andra sidan att upprätthålla specialiseringen av gasöverföringssystemet utan att inleda särskilda program för modernisering eller ens bygga ytterligare linjer [13] .
2003 bildades National Association of Hydrogen Energy (NP NAVE) i Ryssland; 2004 valdes P. B. Shelishch, son till den legendariska "vätelöjtnanten", till föreningens ordförande.
2003 undertecknade Norilsk Nickel och Ryska vetenskapsakademin ett avtal om forskning och utveckling inom området väteenergi. Norilsk Nickel har investerat 40 miljoner dollar i forskning.
2005 grundade Norilsk Nickel det innovativa företaget New Energy Projects , vars uppgift är att utveckla och implementera bränsleceller.
2006 förvärvade Norilsk Nickel en kontrollerande andel i det amerikanska innovativa företaget Plug Power , som är en av de ledande inom utvecklingen av väteenergi. Chefen för Norilsk Nickel, Mikhail Prokhorov , sa i februari 2007 att företaget hade investerat 70 miljoner dollar i utvecklingen av vätgasanläggningar och redan hade "inte bara laboratorieprover utan driftsprover" som skulle ta flera år att implementera. Starten av det industriella genomförandet av "väteprojektet", enligt honom, är planerad till 2008. [15] .
2008 slutade Norilsk Nickel att finansiera ett projekt inom området vätgasteknik och bränsleceller och gjorde sitt FoU-dotterbolag OOO NIK NEP i konkurs. Den 29 september 2009 förklarade skiljedomstolen i Rostovregionen NIK NEP LLC i konkurs (mål nr A53-19149/09). Under likvidationsåtgärderna fann likvidatorn att gäldenären inte kan bedriva hållbar finansiell och ekonomisk verksamhet, beloppet på gäldenärens betalningsskyldighet per dagen för inlämnande av ansökan till skiljedomstolen i Rostov-regionen uppgick till 206 121 777 rubel . Samtidigt vidtog inte grundaren av OJSC MMC Norilsk Nickel själv åtgärder för att betala av skulden till företagets arbetskollektiv, såväl som till organisationer som utförde FoU inom området för nya energiprojekt. Som ett resultat av konkursen fick entreprenörerna inte medel för det utförda och accepterade arbetet till ett belopp av nästan 200 miljoner rubel, de utestående löneskulderna för NIK NEP LLC till anställda uppgick till nästan 20 miljoner rubel. [16]
Sedan 2008 har "lokomotivet" för utveckling av elektrokemisk teknik i allmänhet och väteenergi i synnerhet varit en vetenskaplig sammanslutning av likasinnade, som redan har förkroppsligat sina idéer och utvecklingar i JSC InEnergy Group of Companies. Organisationen, tillsammans med de ledande instituten i den ryska vetenskapsakademin, är engagerad i forsknings- och utvecklingsaktiviteter. Koncernens företag har alla nödvändiga tillstånd, inklusive FSB- licenser för att arbeta med information som utgör en statshemlighet.
2020 godkände den ryska regeringen en handlingsplan för utveckling av väteenergi fram till 2024 [17] [18] . Rosatom undersöker möjligheten att genomföra projekt inom vätgasområdet i Ryssland och utomlands; en av idéerna är att organisera "västliga" och "östliga" vätekluster, som kommer att tillhandahålla väte till den inhemska marknaden och export - i Asien och Europa [19] .
I april 2021 blev det känt om det ryska konceptet för utveckling av väteenergi fram till 2024 , som säger att landet vill förse världsmarknaden med från 7,9 till 33,4 miljoner ton miljövänliga typer av väte, tjänar på väteexport från 23,6 till 100,2 miljarder dollar per år, och siktar på att ta 20% av denna marknad till 2030 (marknaden för väteenergibärare finns dock inte ännu). Än så länge finns det inga industriella projekt för produktion av "grönt" väte i Ryssland, men särskilda åtgärder för statligt stöd diskuteras i regeringen för deras utseende. [tjugo]
Kola kärnkraftverket valdes som en pilotanläggning för väteproduktion i Ryssland , eftersom anläggningen har ett överskott av genererad energi till en låg kostnad; Rosenergoatom planerar att starta väteproduktion vid detta kärnkraftverk 2023 [21] .
Ett "vätekluster" planeras att skapas i Sakhalin , där ett projekt har inletts för att uppnå koldioxidneutralitet till 2025 och handel med kolenheter ; Sakhalins myndigheter, Rusatom Overseas (en struktur inom Rosatom som främjar rysk kärnteknik utomlands) och franska Air Liquide (tillverkare av industrigaser) undertecknade ett samförståndsavtal inom området för produktion och distribution av bränsle med låga koldioxidutsläpp [22] . Vätgasprojektet på Sakhalin riktar sig till Asien- Stillahavsländerna , som är redo att köpa "blått" och "gult" väte (framställt av naturgas och med kärnenergi, det är flera gånger billigare än "grönt" - från $ 2 per kilogram, mot $ 10 per kilogram). ). [23] ; det antas att Rosatom år 2030 kommer att kunna tillgodose upp till 40 % av Japans behov . [24] [25]
År 2007 publicerade Engineering and Technical Center "Hydrogen Technologies" (ETC "VT" LLC) i tidskriften för Federal Agency for Technical Regulation and Metrology "Bulletin of Technical Regulation" ett meddelande om början av offentlig diskussion om utkastet till federal lag "Tekniska föreskrifter om säkerheten för enheter och system utformade för produktion, lagring, transport och användning av väte. Förfarandet för att lämna in ett utkast till teknisk föreskrift till Ryska federationens statsduma, inrättad genom den federala lagen "Om teknisk föreskrift", föreskriver publicering av ett meddelande om utvecklingen av ett utkast till teknisk föreskrift i den tryckta upplagan av den federala verkställande organ för tekniska föreskrifter och dess offentliga diskussion. Utvecklingen av projektet genomfördes i nära samarbete med NP NAVE, LLC National Innovation Company "New Energy Projects", MMC "Norilsk Nickel" och relevanta kommittéer i statsduman. Huvudutvecklare var ITC VT, som i enlighet med det förfarande som fastställts i lag organiserade sin offentliga diskussion, samlade in och bearbetade de kommentarer och förslag som lämnades under diskussionen. Anmälan om utvecklingen av projektet publicerades i tidskriften "Bulletin of technical Regulation", nr 9 (46), 2007. Diskussionen av utkastet till teknisk föreskrift genomfördes på föreskrivet sätt under 2 månader. Meddelandet om slutförandet av den offentliga diskussionen om projektet publicerades i Bulletin of Technical Regulation, nr 11 (48), 2007. Efter den offentliga diskussionen om projektet i november 2007, enligt den federala lagen "On Technical förordning", överlämnades den till statsduman av ordförandena för två dumans kommittéer, inom vars jurisdiktionsområde var industri och energi, M.L. Shakkum, V.A. Yazev och ställföreträdare för statsduman vid den 4:e konvokationen P.B. Shelishchem. Utkastet till federal lag tilldelades nr 496165-4. [26] .
År 2008 inrättade Federal Agency for Technical Regulation and Metrology, genom order av den 5 mars 2008 nr 542, den tekniska kommittén för standardisering nr 29 "Hydrogen Technologies" för att utveckla det nationella standardiseringssystemet och öka dess effektivitet vid statliga och mellanstatliga nivåer. TC No. 29 förenar på frivillig basis organisationer och individer som är intresserade av utvecklingen av nationell och internationell standardisering inom området vätgasteknik och bränsleceller. Sekretariatet för TC nr 29 arbetar utifrån "ITC "VT"". P.B. godkändes som ordförande för TC nr 29. Shelishch, verkställande sekreterare A.Yu. Ramensky. [27] .
Under 2009 publicerade Engineering and Technical Center "Hydrogen Technologies" (LLC "ETC" VT "") i tidskriften för Federal Agency for Technical Regulation and Metrology "Bulletin of Technical Regulation" (2009/01/13) ett meddelande om början på den offentliga diskussionen om utkastet till federal lag "Tekniska föreskrifter för säkerheten för bränslecellskraftverk". Utvecklingen av projektet genomfördes i nära samarbete med NP NAVE, LLC National Innovation Company "New Energy Projects", MMC "Norilsk Nickel" och statsdumans profilkommitté.
2010 introducerade den tekniska kommittén för standardisering "Hydrogen Technologies" (TC 29) den första serien av nationella standarder relaterade till väteteknik, som trädde i kraft den 1 juli 2011 (utvecklare NP NAVE):