«Наша корпорация делает всё. Или почти всё», - такими словами Мирон Боргулев – руководитель научного направления Государственной корпорации Росатом – обозначил интересы своей организации, выступая на Международном технологическом форуме «Технопром-2022». Напомним, что в этом году отдельная секция Форума была посвящена водородной энергетике, с которой многие участники мероприятия связывают грядущий технологический уклад. Как выяснилось, российская академическая наука, а также основные технологические лидеры из числа государственных компаний, в последние годы активно занимаются данной темой, выстраивая различные формы взаимодействия.
Не остался в стороне и Росатом, всерьез обратившись к «непрофильным» (на первый взгляд) технологиям. «Водородная энергетика является для нас одним из приоритетных направлений деятельности», - подчеркнул Мирон Боргулев. Как разъяснил докладчик, в корпорации Росатом принята стратегическая программа развития водородной энергетики. В рамках данной стратегии корпорация ставит своей целью к 2030 году стать ключевым поставщиком низкоуглеродного водорода и водородных технологий как внутри РФ, так и на международных рынках.
Корпорация рассчитывает на создание и развитие СОБСТВЕННЫХ конкурентоспособных технологий, рассматривая эту задачу в качестве ключевого приоритета для своих работ в данном направлении. Также принята масштабная программа НИОКР в целях разработки технологических решений для всей цепочки поставок водорода и оборудования. Параллельно корпорация намерена осуществлять научно-техническое сотрудничество по данной теме, выстраивая диалог с потенциальными технологическими партнерами о возможности локализации и возможности применения лучших приоритетных технологий в пилотных проектах Росатома. В роли партнеров могут выступать как корпорации (российские и зарубежные), так и научно-образовательные организации (включая вузы).
«Мы стараемся в тех областях, где мы компетентны, покрыть весь спектр – от фундаментальных исследований до конкретных технологических решений», - заметил Мирон Боргулев. По его словам, задел по водороду в Росатоме на данный момент достаточно серьезный. Специалисты корпорации пытались здесь думать почти по всем направлениям – от предварительных теоретических наработок до готовых изделий, включая, например, новые материалы и топливные элементы. Также приходилось размышлять о сокращении углеродных выбросов и даже о подготовке кадров для развития этого дела.
Откуда у руководства корпорации уверенность, что у них всё получится? Как разъяснил Мирон Боргулев, за 70 лет существования этой организации накоплен огромный объем знаний в сфере прикладных и фундаментальных исследований, которые вполне применимы и к водородным технологиям. Здесь можно выделить большое количество научных направлений, из которых мы получаем конкретные приложения к водороду. Скажем, химия оксидов и солей редких и редкоземельных металлов (чем здесь занимаются многие десятилетия) прилагается к материалам для топливных элементов. Научная тема композитных материалов – это баллоны, системы хранения и системы транспортировки водорода. Физика плазмы – это системы плазменного пиролиза и плазменного разложения носителей водорода. Физика горения смесей и газов – это проблема безопасности, в том числе – в водородных двигателях. Список этот можно продолжить, и он достаточно внушителен, наглядно отражающий широкий набор компетенций специалистов корпорации.
Какими именно водородными технологиями занимаются в Росатоме? Самое главное направление, по словам Мирона Боргулева, - это технологии получения водорода из природного газа (метана). Здесь первым якорным проектом является атомная энерготехнологическая станция на высокотемпературном газоохлаждаемом реакторе. Это новый тип реактора, охлаждаемый в первом контуре не водой, а гелием. Соответственно, он дает высокотемпературный пар порядка 750 градусов (а в перспективе даже выше – до 1000 – 1100 градусов). С данным проектом корпорация связывает большие надежды. По выражению Мирона Боргулева, это «основная ставка Росатома». На него уже сейчас выделены достаточно серьезные средства. Предположительно, спустя восемь-десять лет этот «инновационный» реактор будет запущен. Его значение в том, что на таком реакторе конверсия метана не потребует дополнительного сжигания газа для получения нужных температур, что заметно снизит углеродный след.
Планируется разработка и других перспективных технологий получения водорода из природного газа – с «облегченной» задачей утилизации углерода (где углерод получается твердым). Прежде всего, речь идет о пиролизе. Сейчас в корпорации рассматривают три варианта пиролиза – плазменный, в расплаве металла и в тлеющем разряде. Каждый вариант имеет как свои преимущества, так и свои недостатки. На текущем этапе, уточнил Мирон Боргулев, эти разработки пока что представлены исключительно на лабораторном уровне. Рассматриваются и другие способы получения водорода. Например, с использованием мембранных реакторов с протонной проводимостью. Здесь водород фактически выделяется из газовой смеси.
Другое принципиально важное направление работы – технологии хранения и транспортировки водорода. Это, как признался Мирон Боргулев, - «старая больная тема». Что на этот счет есть в Росатоме? В данном случае, по выражению докладчика, проще сказать, чего в Росатоме нет. Конкретно, здесь нет криогенных технологий. Этой тематикой в корпорации не занимаются. Однако практически есть всё остальное. Например, металлогидридное хранение водорода. На данный момент уже освоена технология материалов и разрабатываются соответствующие установки. Несмотря на дороговизну такой методики, она обеспечивает высокую безопасность хранения (поскольку водород здесь связан).
Также разрабатываются и выпускаются композитные баллоны третьего поколения. Одновременно разрабатываются композитные баллоны 4-го и 5-го поколения. Работа в данном направлении ведется весьма успешно благодаря хорошей композитной школе. Как заметил Мирон Боргулев, применяемая технология позволяет создавать баллоны «бесконечной» длины, то есть фактически – трубопроводы. Помимо этого, в корпорации работают над технологиями покрытия трубопроводов и технологиями каталитического разложения аммиака. В последнем случае аммиак рассматривается как носитель водорода, и задача заключается в том, как аммиак «разобрать» на составные части. Эта работа ведется совместно с Институтом катализа СО РАН и, по словам докладчика, также ведется достаточно успешно.
В принципе, для охвата всей работы Росатома по водородной тематике пришлось бы написать отдельную книгу – слишком много весьма подробной информации. Для нас же принципиален сам факт такой работы, поскольку он показывает реальную, практическую вовлеченность наших технологических лидеров в самые «мейнстримные» темы современности. Возможно, именно так закладывается основа нашего технологического суверенитета на будущее.
Андрей Колосов
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии