Связанные одной целью

Создание водородного полигона – совместный проект РусГидро, Правительства Сахалинской области и Московского физико-технического института (МФТИ).

Начало

Площадкой создания нового АГЭК с водородным полигоном стал ветро-дизельный комплекс, который был введен на Сахалине еще в 2015 году. Для реализации проекта сначала была отремонтирована ветроэнергетическая установка №2. Затем специалисты Сахалинэнерго установили дизель-генераторы меньшей мощности для возможности маневрирования и гибкости в использовании ветроэнергетических установок. Следом был организован испытательный полигон для систем накопления энергии – Сахалинский водородный кластер.

В соответствии с политикой импортозамещения для создания АГЭК использовались отечественные технологии: система управления ветроустановкой, дизельные генераторы, а также редокс-батарея (новый тип системы накопления) российского производства. Оборудование интегрировано также в российскую АСУТП, разработанную Научно-исследовательским центром РусГидро на о. Русском.

Как включить

Для эффективного использования излишков электроэнергии, которые производятся ветрогенераторами в ночные часы и в часы минимума потребления, установлены накопители энергии, один из них – водородный. Когда энергия потребителю не нужна, ее используют для электролиза. Для этого воду, полученную из артезианской скважины, направляют в генератор водорода.

Сегодня существует два способа получения водорода: щелочной электролиз и электролиз на основе протонообменной мембраны. Первый, несмотря на свою надежность, менее экологичен, так как возникает вопрос дальнейшего использования отработанной воды. Второй способ применяется на водородном полигоне АГЭК и является более высокотехнологичным и «зеленым».

Использование протонообменной мембраны, в которой идет процесс электролиза, позволяет реализовать принцип водородного накопителя. Выделение водорода и кислорода и их разделение происходит при подаче и поддержании нужной величины напряжения и тока, а также температуры. Возможен и обратный процесс с высвобождением электрической энергии. Полученный водород накапливается в ресиверах, откуда поступает на электрохимический генератор. Здесь в процессе химической реакции в топливных элементах происходит выработка электрической энергии, которая используется в периоды повышения нагрузки.

Одни плюсы

Выбор водородного накопителя, а не, например, литиевой батареи, обусловлен несколькими причинами. Во-первых, это большая энергетическая плотность водорода – способность накапливать больше энергии на единицу массы. Во-вторых, быстрая зарядка и возможность длительного хранения энергии без потерь. Технология позволяет вступать в процессы поддержания режимных параметров в изолированной сети и тем самым снижать расход дизельного топлива.

В течение этого и следующего года Сахалинэнерго, МФТИ и ХЭТК будут контролировать процесс опытной эксплуатации систем накопления энергии. Одновременно специалисты и ученые начнут проведение на водородном полигоне экспериментов и тестирования новых методов получения водорода для его применения в различных отраслях промышленности.

Благодаря испытаниям, проводимым на полигоне, будут сделаны очень важные шаги в развитии российской водородной энергетики, что полностью вписывается в государственную низкоуглеродную повестку. Этот проект открывает новые горизонты для развития экологически чистых технологий.

Отметим, что в 2021 году в России была утверждена Концепция развития водородной энергетики с перспективой до 2050 года, которая предусматривает создание опытных полигонов производства и применения водорода в качестве накопителя энергии в локальных энергосистемах.

ПРИЗНАНИЕ

Запатентованная разработка ХЭТК «Автономная гибридная энергоустановка» стала финалистом конкурса Роспатента «Успешный патент – 2024» за достигнутые успехи в коммерциализации результатов интеллектуальной деятельности. Из 150 заявок, поступивших из 44 регионов страны, были выбраны те разработки, которые доказали свою востребованность и уже обеспечивают технологический суверенитет страны.