По расчетам специалистов Центра компетенций НТИ «Новые и портативные источники энергии», первую партию устройств выпустят в 2020 году.
Ученые Центра компетенций НТИ «Новые и портативные источники энергии» на базе Института проблем химической физики РАН (ИПХФ РАН, Черноголовка) разрабатывают зарядные устройства на основе водорода, которые смогут обеспечивать участников многодневных экспедиций в Арктику энергией в течение нескольких месяцев, сообщает агентство ТАСС.
Как рассказал руководитель центра Юрий Добровольский, зарядное устройство, которое станет альтернативой внешнего аккумулятора (power bank) для мобильных устройств, представляет собой небольшой прямоугольный корпус со сменными капсулами, наполненными химическим составом на основе водорода. Одной такой ампулы хватает на несколько циклов заряда аккумулятора телефона, при этом сама зарядка на основе водорода не боится ни холода, ни жары, ни влаги, и способна выдержать сильные удары, что делает ее безопасной для использования.
Участники многодневных экспедиций, в том числе арктических, могут взять с собой столько ампул, сколько потребуется на время путешествия, обеспечив энергией рации, телефоны и другие устройства.
«Мы разработали опытный образец зарядного устройства и сейчас тестируем его, используя условные модели различных гаджетов. Устройство безопасно при использовании, оно не взорвется и не загорится. Утилизация сменных ампул не требует особых условий — после химической реакции в ампуле остается соль борной кислоты, так называемая бура, которая абсолютно безвредна и для окружающей среды, и для человека. Саму капсулу мы также можем сделать биоразлагаемой под действием воды или из современных легких материалов, которые могут перерабатываться», — пояснил Юрий Добровольский.
Разработчики создадут два варианта «водородных» батарей — первые будут одноразовыми, а вторые можно будет заряжать реагентами заново. Потребителями нового вида зарядных устройств могут быть не только ученые и спасатели, но и обычные пользователи смартфонов и ноутбуков.
«Стоимость одной водородной капсулы может составить около 100 рублей при ее удельной емкости 500 ватт-часов на кг. В сравнении с используемыми сегодня устройствами, при сохранении массы зарядного устройства его энергоемкость увеличивается в два-три раза. Услуга подзарядки может предоставляться в специальных офисах за гораздо меньшую цену. Тем самым, в будущем может быть создан не только новый рынок зарядных устройств, но и новый рынок услуг», — пояснил Юрий Добровольский.
Ожидается, что первую партию водородных зарядных устройств Центр компетенций НТИ совместно с компанией-партнером «ИнЭнерджи» выпустит уже в 2020 году.
Метапроект «Водородная энергетика», является одним из приоритетных для рынка Энерджинет. В начале сентября инфраструктурный центр Энерджинет на основе проведенного им аналитического исследования «Перспективы России на глобальном рынке водородного топлива» представил доклад о возможностях, возникающих в связи с ростом мирового спроса на энергетический водород и новыми водородными технологиями для удаленных территорий.
В планируемой к разработке программы развития водородной энергетики в России целесообразно отразить несколько направлений, — пояснили в Инфраструктурном центре Энерджинет.
Во-первых, применение технологий водородной энергетики на внутреннем рынке, где потребность в них будет определяться спросом на новые решения для регионов Крайнего Севера, Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Именно на изолированных территориях с их проблемным энергоснабжением водородное топливо и накопление энергии в водородном цикле может существенно снизить себестоимость энергоснабжения.
Примечательно, что отдаленные районы часто обладают существенным потенциалом использования возобновляемых источников энергии и местных топливных ресурсов. Но их эффективное применение требует систем накопления энергии большой емкости. Аккумуляция энергии в водородном цикле позволяет не только сделать применение возобновляемых источников энергии эффективным средством топливозамещения, но и дает возможность сформировать локальные системы производства и транспортировки водорода как энергоносителя. Это позволит сократить логистическое плечо «северного завоза», снизить стоимость энергии и сократить необходимый объем субсидирования энергоснабжения.
Во-вторых, имеет смысл учитывать огромный экспортный потенциал производства в России водородного топлива, поскольку в мире водородная энергетика переживает в настоящее время ренессанс. Интерес крупнейших мировых экономик, промышленных компаний и инвестиционных структур к возможности создания этой принципиально новой энергетической отрасли растет. Этот факт дает России возможность использовать свои топливно-энергетические ресурсы и занять нишу на зарождающемся глобальном рынке энергетического водорода. Совокупный производственный потенциал России в сфере водородного топлива, раскрытие которого не требует строительства новых генерирующих объектов, от 2 до 3,5 млн тонн водорода в год, что в десятилетнем горизонте может составлять 10–15% мирового рынка.
Третье направление — транспорт. Эксперты инфраструктурного центра Энерджинет отмечают перспективы перехода на водородное топливо в сегментах большегрузного транспорта, бесшумного (в том числе железнодорожного) общественного транспорта, авиационных беспилотников. Водородные решения для автомобилей неконкурентоспособны в условиях наличия собственного дешевого топлива.
В вопросах развития водородной энергетики в России и в мире важна климатическая повестка — замедление глобального потепления, декарбонизация. Эти мировые тренды вкупе с наличием территорий, на которых особенно высоки экологические требования и к которым приковано пристальное международное внимание, являются одним из драйверов развития водородной энергетики. Как самый яркий пример таких территорий — конечно же, Арктика. У России за счет водородных технологий есть возможность задать свой безуглеродный стандарт энергетики и транспорта для освоения арктической зоны.
«Водородная энергетика — ключевой фактор глобальной энергетической трансформации, позволяющий снизить парниковые выбросы. Для того чтобы замедлить рост потепления до 2 градусов к 2050 г., нужно перевести 400 млн частных автомобилей, 15–20 млн грузовиков и 5 млн единиц общественного транспорта на водородное топливо», — сказано в отчете аналитического центра Hydrogen Council.
Переход на водород потребует ежегодных инвестиций в размере $20–25 млрд по всему миру, говорится в исследовании.
В России водородная энергетика может сформироваться в 2025–2035 гг., для этого потребуются инвестиции в $2,2–3,9 млрд в год, но это может принести одновременно и доход — по $1,7–3,1 млрд в год. Мировой рынок к этому времени достигнет $26 млрд в год, сообщают «Ведомости» со ссылкой на материалы EnergyNet. Производить водород уже сейчас можно на недозагруженных Усть-Среднеканской ГЭС в Магадане, Ленинградской и Кольской АЭС.
Минэнерго со ссылкой на экспертов оценивает мировой рынок водородного топлива к 2040 году в $32–164 млрд. Конкурентные преимущества России — наличие резервов производственных мощностей, близость к потенциальным потребителям (страны ЕС, КНР, Япония), а также наличие действующей инфраструктуры транспортировки.
Центр компетенций НТИ на базе ИПХФ РАН — один из 14 центров компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ, проектный офис — Российская венчурная компания), которые созданы в России в рамках нацпроекта «Наука». Главная его задача — разработка технологии создания новых и портативных источников энергии.
На площадке образовательного интенсива «Остров 10–22» Центр компетенций НТИ при Институте проблем химической физики РАН заключил соглашения о сотрудничестве в сфере разработок и внедрения новых типов источников энергии с 6 ведущими вузами страны.
В числе партнеров, подписавших соглашения:
— Самарский государственный технический университет;
— «Межрегиональный авиационный кластер»;
— Ульяновский государственный технический университет;
— Казанский (Приволжский) федеральный университет;
— «Эконефть — глобальная энергия и ресурсы для материалов будущего»;
— Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого.
Центром компетенций НТИ подготовлено 3 научно-технических проекта по разработке новых технологий химических источников тока, систем получения и хранения водорода и внедрению систем на основе топливных элементов в авиационную технику.
Также Центр компетенций представил разработки по новым материалам для аккумуляторов, технологиям топливных элементов и энергоустановок на их основе.