Москва, 12 мая, 2020, 12:48 — ИА Регнум. Россия имеет возможность занять лидирующие позиции в области атомно-водородной энергетики. Об этом заявил академик Российской академии наук (РАН), научный консультант генерального директора концерна «Росэнергоатом», доктор технических наук, профессор Николай Пономарев-Степной.

Исследования по атомно-водородной энергетике были начаты еще в 1970-е годы в Курчатовском институте в сотрудничестве со многими исследовательскими, конструкторскими и технологическими предприятиями Минсредмаша, ряда министерств, Академии наук и вузов, напомнил Пономарев-Степной в интервью Центру энергетической экспертизы.

«Были получены значимые результаты, созданы уникальные установки, накоплена база знаний, но в силу исторических обстоятельств мы потеряли время и сейчас вынуждены наверстывать упущенное. Возобновленные пять лет назад в Росатоме работы по атомно-водородной энергетике имеют хорошие перспективы, но необходимо работать быстро, чтобы опережать страны, работающие по этой тематике», — заявил ученый.

Напомним, развитие атомно-водородной энергетики является одним из проектов предложенной Росатомом программы развития технологий и научных исследований в атомной сфере до 2024 года. Указ о необходимости разработки программы и ее рассмотрения правительством в трехмесячный срок был подписан президентом Владимиром Путиным 16 апреля. 28 апреля Росатом представил проект программы на согласование в федеральные органы исполнительной власти, Курчатовский институт и Российскую академию наук.

Академик Пономарев-Степной принимал участие в разработке проекта программы в части атомно-водородной энергетики. Он пояснил, что выполнение этой комплексной программы нацелено на создание продукции, конкурентоспособной на внешнем и внутреннем рынках, и ее использование для повышения эффективности и безопасности ведущих отраслей экономики страны.

Потребность в развитии водородной энергетики связана с необходимостью декарбонизации энергетического сектора на фоне растущего спроса на электроэнергию в мире. Водородная энергетика — это масштабное производство и потребление водорода в качестве энергоносителя для транспортных и стационарных энергоустановок, накопителя энергии и компонента промышленных технологий. По словам ученого, водород и его переделы — востребованный товар. Масштаб мировой потребности в водороде в середине 21 века оценивается в 0,5 млрд тонн в год.

«Развитие водородной энергетики — часто используют термин «водородной экономики» — принесет выгоды мировой энергетической системе, окружающей среде и глобальной экономике. Водородная энергетика обеспечит замещение около одной пятой энергии, потребляемой в середине века. Это позволит сократить выбросы СО2 и обеспечит примерно 20%-й вклад в реализацию согласованного в Париже в 2015 году сценария снижения темпов глобального потепления», — рассказал ученый.

При этом ключевой проблемой перехода к водородной энергетике является отсутствие экологически чистого и экономически приемлемого производства водорода такого масштаба. Водород — наиболее распространенный элемент, однако, в природе он находится в связанном состоянии с другими элементами, например, с кислородом в воде, углеродом в метане и других углеводородах, и для его получения необходима энергия. Поиск технологий, которые позволят экологически чистым способом производить большие объемы водорода, ведется во многих странах. В качестве одного из решений предлагается использовать возможности атомных станций.

Так, ученый проинформировал, что в настоящее время прорабатывается предложение о создании на Кольской атомной станции опытного электролизного производства водорода для коммерческих поставок, а также и для присоединенного энерготехнического производства, например, для прямого восстановления железа.

«Этот проект необходимо начинать уже сегодня, не откладывая в долгий ящик. Реализация проекта на Кольской АЭС позволит уже в ближайшие годы повысить эффективность использования установленной мощности АЭС, диверсифицировать продуктовую линейку, отрабатывать водородные технологии на базе мегаваттного производства водорода, его хранения, транспортировки, использования. Важно отметить и социальную значимость такого проекта. Развитие высоких технологий даст возможность включить в эти работы высокообразованных специалистов атомных городов», — сообщил академик.

Он также рассказал о проекте наработки больших объемов водорода с использованием технологии паровой конверсии метана с подводом тепла от высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР). Такие реакторы можно использовать в атомной энергетике. Использование ВТГР позволит расширить сферы и масштабы использования атомной энергии и развивать экологически чистую энергетику, без характерных для углеродных топлив вредных выбросов в атмосферу и без ресурсных ограничений.

«Отечественные разработки ВТГР велись с начала 1960-х годов. Разработаны проекты ВТГР для производства электроэнергии, для энерготехнологического применения, для атомных станций средней и малой мощности. Создана экспериментальная база, разработаны и экспериментально отработаны ключевые технологии реактора, керамического топлива, системы преобразования энергии, оборудования и конструкционных материалов», — рассказал ученый.

Имеющиеся результаты работы в этой области говорят о том, что на основе российского и мирового опыта создания высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов в сочетании с существующими промышленными, но модернизируемыми технологиями паровой конверсии метана может быть разработана атомная энерготехнологическая станция (АЭТС), которая открывает путь крупномасштабного экологически чистого и экономически приемлемого производства водорода, продолжил академик.

При тепловой мощности набора модулей ВТГР, сравнимой с мощностью гигаваттного энергоблока действующих АЭС, может быть получено около миллиона тонн водорода в год. «Предполагая, что Россия в мировом производстве водорода должна иметь долю не менее 10% по аналогии с долей природного газа на мировом рынке, мы должны ориентироваться на сооружение АЭТС суммарной мощностью, сравнимой с ныне действующими АЭС», — отметил Пономарев-Степной. По его мнению, это грандиозная задача. Ее детализация по сути организации работ представлена в комплексной программе развития техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии.

«Россия, располагая уникальными запасами сырьевых ресурсов — природный газ, ядерное топливо, — высококвалифицированными кадрами и базой знаний, накопленных в процессе исследований и разработок технологий атомно-водородной энергетики, способна занять лидирующие позиции в глобальном производстве водорода и поставок на рынок этого высокотехнологичного продукта с высокой добавочной стоимостью. Производство и применение водорода и продуктов его передела является перспективным направлением диверсификации и повышения эффективности использования природного газа. Разработка и коммерциализация технологий безопасной, ресурсообеспеченной, экологически чистой атомно-водородной энергетики — это задача, важная для стабильности будущей энергосистемы России», — заключил Николай Пономарев-Степной.