Технологическая водородная долина, начавшая "разрастаться" в России по инициативе Томского политеха (ТПУ), может сделать водородную энергетику более конкурентоспособной. Основной аргумент скептиков – высокая стоимость такой энергии, хотя сырья бесконечно много – та же вода, природный газ. Почему эта тема – не просто хайп, поясняет проректор ТПУ Артем Боев.
 
Чем хороша водородная энергетика?
 
"С 2015 года начался передел энергобаланса Европы и мира: на состоявшейся в том году 21-й Конференции сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата все развитые страны, включая Россию, представили "Стратегии долгосрочного развития с низким уровнем выбросов парниковых газов".
 
В каждой из энергетических стратегий присутствовали природный газ (CH4) и в некоторых – водород. Это низкоуглеродное топливо, то есть такое, которое дает меньше выбросов углекислоты. Но если природный газ – ископаемый природный ресурс, его нужно добывать из недр земли, то водород – самый распространенный элемент во вселенной в природе. В виде соединений он буквально повсюду, то есть его запасы бездонны.
 
 
 
"Есть одно большое "но": водород дорого извлечь (из той же воды). Все технологии производства действительно пока не рентабельны, по отношению к традиционным энергоносителям", – говорит проректор по технологическому развитию и предпринимательству ТПУ Артем Боев.
 
Паровая конверсия и пиролиз метана — самые дешевые способы получения водорода, электролиз по энергозатратам дороже в несколько раз. Себестоимость определяется стоимостью природного газа или воды и электричества, Европу, разумеется, особо интересует получение водорода электролизом воды – это решение вопроса их энергонезависимости.
 
Постепенно она к этому идет. Так, сейчас в Германии в ночное время энергия с возобновляемых источников энергии фактически стоит ноль – из-за отсутствия потребителей. Эту энергию и можно превращать в химический энергоноситель – водород, и таким образом накапливать.
 
Но пока свободной энергии для этого, конечно, недостаточно. Например, производство современными электролизерами 69 миллионов тонн Н2 потребует электроэнергии в размере 3600 тераватт-часов, что больше, чем общее годовое производство электроэнергии Евросоюза", – говорит Боев.
 
Как в России развиты альтернативные виды энергии?
 
"Надо признать, что "приживаемость" альтернативной энергетики в России низкая. Используется энергия геотермальных источников на Камчатке. Есть большой потенциал солнечной энергии на Северном Кавказе, районах, прилегающих Черному и Каспийскому морям, в Южной Сибири и на Дальнем Востоке и так далее. Там можно встретить солнечные электростанции.
 
Но пока это делается в основном в тех регионах, где нет своей углеродной или атомной энергетики. То есть, по сути, альтернативная энергетика применяется от безысходности.
 
По моему мнению, сейчас самый реальный вариант применения альтернативных видов топлива (и водорода в частности) в России – это северные удаленные районы, типа Арктики, автономные поселки, где нет электричества, и завозить туда газ или дизтопливо очень дорого.
 
Но если говорить о Европе, то для них вопрос альтернативной энергии стоит остро, потому что нет своих энергоносителей в виде нефти и газа. У них есть уголь, но от него постепенно отказываются из-за большого выброса СО2 при сжигании. Атомную энергетику признают очень мало стран (Франция, Финляндия, Словакия, Великобритания, Польша, Венгрия, Румыния, Чехия).
 
По факту на альтернативные источники энергии (ветряную, солнечную, приливную, геотермальную) приходится довольно большая доля в энергобалансе Евросоюза – до 20%.
 
Поэтому сейчас, я считаю, удачное время, чтобы развивать и водородное топливо. В конце концов, 20 лет назад, когда об альтернативных источниках энергии только заговорили, они были очень дорогие. Но со временем благодаря участию крупных корпораций устройства по генерации энергии стали массовыми и потому более доступными", – говорит Боев.
 
 
 
 
"Ежегодно в переход на водород в мире инвестируется $ 20-25 миллиардов, Европа инвестирует больше всех. Далее идут Япония и Китай", – рассказывает Артем Боев.
 
 
Может ли альтернативная энергетика потеснить традиционную?
 
"Думаю, альтернативная энергетика будет занимать свою нишу и с каждым годом занимать все большую долю рынка. По традиционным энергоносителям это вряд ли ударит – их доля в общем энергобалансе, конечно, будет сокращаться, и уголь будет страдать больше всех, но в целом рост энергопотребления во всем мире долго будет держать спрос на любые виды энергии высоким.
 
Надо понимать, что водород – это не замена нефти и газа. У него есть свои ниши: аккумуляция и транспортировка энергии, распределенная энергетика. По оценкам международного Водородного совета, к 2050 году на водород будет приходиться 18% от общего мирового спроса на энергию. Но для этого нужно решить ряд проблем, таких, как извлечение водорода, транспортировка и хранение.
 
У нашего университета здесь много интересных исследований: ученые разрабатывают технологии получения водорода с использованием солнечного света, производства его из природного газа без выбросов СО2, переработки биомассы и отходов (в том числе пластиковых) в водород и так далее. Технологический задел очень хороший, но в одиночку с такими задачами не справиться", – говорит Боев.
 
А с кем можно объединяться?
 
"Во всем мире устоялся формат "водородных долин" – R&D-центров для разработки новых энергосистем, преодоления неопределенностей, повышение концентрации компетенций в водородных технологиях. К примеру, они есть в Японии, Германии и Нидерландах.
 
В "ядре" таких центров – университеты. Томский политех стал инициатором создания консорциума "Технологическая водородная долина", объединив для начала шесть ведущих образовательных и научных организаций – кроме ТПУ, в консорциум вошли Институт катализа СО РАН, Институт проблем химической физики РАН, Институт нефтехимического синтеза РАН, Самарский государственный технический университет и Сахалинский госуниверситет.
 
Первым мероприятием консорциума будет проведение совместной научно-технической конференции. Следующим шагом для ТПУ будет подача документов для участия в конкурсе на инновационный научно-технологический центр Томского политехнического университета – Водородная долина в Российской Федерации. Документы фактически готовы, отрабатываем заинтересованность индустриальных партнеров, она высокая", – подытоживает Боев.

Фото: пресс-служба ТПУ и  РИА Томск. Павел Стефанский.

Похожие новости

  • 10/12/2020

    Ученые предложили новый метод получения тонких электролитов для «сердца» водородной энергоустановки

    ​Ученые Томского политехнического университета разрабатывают твердооксидные топливные элементы. Батарея из нескольких таких элементов — «сердце» энергетических установок, вырабатывающих электроэнергию из углеводородного топлива или водорода.
    855
  • 15/12/2020

    Масштаб мысли: какие технологии ТПУ перевернут водородную энергетику

    ​​​Ученые и представители национальных компаний в декабре соберутся на конференции "Водород. Технологии. Будущее". Ее проводит Томский политех (ТПУ) как один из "двигателей" водородной энергетики в России, комплексно исследующий ее с 2000-х годов.
    788
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    1314
  • 13/10/2020

    Физики ТГУ улучшили сплавы с памятью формы для космоса и Арктики

    ​Сотрудники лаборатории физики высокопрочных кристаллов ТГУ первыми в мире получили структуру сплавов, обеспечивающую им особую способность к деформации и восстановлению исходной формы до 15 процентов.
    676
  • 24/03/2021

    Учёные ТПУ нашли способ эффективнее прогнозировать свойства изотопологов диоксида хлора

    Ученые Томского политехнического университета провели исследование изотопа 35ClO2 и разработали математическую модель и программное обеспечение, которые позволяют предсказывать его характеристики в десятки раз точнее по сравнению с известными результатами.
    273
  • 10/02/2021

    Учёные исследуют высокоэнтропийные сплавы – материалы нового класса

    Учёные и аспиранты кафедры естественнонаучных дисциплин СибГИУ (участник НОЦ «Кузбасс») в содружестве с коллегами из Института сильноточной электроники СО РАН, Самарского национального исследовательского университета имени академика С.
    470
  • 07/12/2020

    Единственное в России производство радиофармпрепарата с таллием-199 запущено на циклотроне ТПУ

    ​На циклотроне Томского политехнического университета запущено производство радиофармпрепарата «Таллия хлорид, 199Tl» на основе радиоактивного изотопа таллия-199. На сегодняшний день оно единственное в России.
    778
  • 19/02/2021

    Данные учёных ТГУ помогут в обследовании пациентов с инсультом

    Учёные лаборатории нейробиологии ТГУ в ходе серии экспериментов, проведённых с использованием модели ишемического инсульта у крыс, получили новые данные о процессах, которые происходят в очаге поражения головного мозга.
    290
  • 23/12/2020

    Губернаторы трех регионов открыли первую конференцию «Водород. Технологии. Будущее»

    ​На платформе Томского политехнического университета открылась первая научно-практическая конференция «Водород. Технологии. Будущее». Ее дистанционно открыли губернаторы Томской, Сахалинской, Самарской областей и заместители глав администраций Новосибирской области и Санкт-Петербурга, а также представители Минпромторга и Минобрнауки России.
    671
  • 10/11/2020

    Грантовые истории: молодые ученые рассказывают о своих научных проектах

    ​​​В нашем материале – о том, какими исследовательскими проектами занимаются молодые ученые и как им в этом помогают гранты. Поглотитель ультрафиолета Константин Липин из Чувашского государственного университета занимается разработкой способных поглощать ультрафиолет веществ – фотостабилизаторов.
    497