沉默的力量:米哈伊尔卡萨特金对氢能的采访
信息领域不时有氢能成功的报道。 克雷洛夫州科学中心的中央海洋工程与技术研究院(TSNII SET)氢能研究室首席设计师系主任Mikhail Alekseevich Kasatkin向IA REGNUM讲述了氢能的各个领域,其在俄罗斯的状况和前景在世界上。
IA REGNUM:氢能的优点和区别是什么?为什么他们要引入和开发氢能?
事实是,这是将燃料的化学能直接转换为电能,从而绕开了热循环。 也就是说,所有内燃机,涡轮机等均以热循环运行-这是一种完全不同的能量。 我们有一些类似于电池的东西,但是有无限电量的电池。 这就是重点。 制造具有无限电荷的电池是非常有吸引力的,因为它不会产生噪音,不会散发有害物质,仅需要提供燃料和氧化剂即可。 燃料是氢气,氧化剂是氧气。 生产氢有多种选择:从水电解或从任何碳氢燃料转化。 可以使用纯氧或大气氧(氢气-空气电池)作为氧化剂。
IA REGNUM:哪里可以使用氢燃料电池?
这种电池的用途可以是任何东西:它可以在太空,水下,表面物体以及固定版本等中使用。
REGIN:具有不同用途的电池是否有很大不同?
这些燃料电池大约有十几种,但是在最近十年中,出现了两个主要领域:高温和低温。 这些领域中的每一个都有其自身的优点和缺点。 我们的低温电池的优势在于它们可以在60-80度的温度下运行,并且具有很高的可操纵性:也就是说,它们可以立即承受负载,也可以立即卸下负载,即打开和关闭电池。 因此,无论如何,这种燃料电池的主要目的是运输。
最常见的汽车行业:无论您称呼认真的汽车制造商,都一定有某种氢概念。 所有这些概念每年都会在XNUMX月的国际汉诺威博览会上展出。 我们的电池在汉诺威崭露头角,并取得了相当显着的稳定成就。 我们的展位是代表俄罗斯联邦的唯一展位,在众多欧洲,美洲和亚洲公司中,我们已经离我们足够远了,并且已经在使用这种设备。
IA REGNUM:将来我们可以在这一领域与国外发展竞争吗?
我们已经赶上了它们-创建一种允许大量生产这些燃料电池的技术非常重要。 因此,我们将自己限制为两个标准尺寸-5 kW和50 kW。 我们最先进的开发是BTE-KUV 5千瓦燃料电池。 心脏是一个开路的电池:由于鼓风机的运行,空气在无压力的情况下供应。 进入电池的氢是使用特殊的转换器从天然气中获得的。 变流器,动力装置以及动力转换和自动化装置组合成一个完整的整体式电站BKEU-TE(以集装箱的形式)。 该发电厂应该安装在主要的天然气管道上,在那里它将自动运行,提供遥测和其他远程控制系统。 尽管BKEU-TE的额定功率为5 kW,但它也可以以10 kW的功率使用,但是,在这种情况下,设备的资源会减少。
IA REGNUM:使用这种发电厂在经济上是否合理?
经济效益显着。 现在,俄罗斯天然气工业股份公司(Gazprom)购买了以色列ORMAT装置,以自动方式在针叶林地区的某个地方提供遥测,至少半年不进口燃料。 通过这种安装获得的1 kW能源的成本约为60万美元。 在我们的情况下,价格也相当可观,但是它将低大约三倍-约20万美元。 此外,我们提供服务,而且这是俄罗斯的发展。 我们的经济计算证明,如果使用正确,我们的工厂将有利可图。
IA REGNUM:BKEU-TE项目现在处于哪个阶段?
BKEU-TE通过了示范测试,俄罗斯天然气工业股份公司能源部门负责人V. Gagolyuk来了,他在中央电子技术研究所的现场看到了这一切。 这个容器站在企业的院子里,从9层开始,通过遥测控制过程,设置了各种模式。 根据俄罗斯天然气工业股份公司的计划,从3月开始,该产品将在Severo-Zapadnaya CHPP进行4-2016个月的运行测试,此后将进行认证,修订,并且到XNUMX年,我们认为我们将能够销售这些产品。 这是小型安装的角度。
IA REGNUM:那么大功率发电厂呢?
我们的第二个方向是兆瓦级安装。 这种动力工程的基础是BTE-50V固体聚合物燃料电池,它也可以在氢气和空气中运行。 第一个目的是主机,即主机的安装。 50 kW的电厂如何提供兆瓦功率? 电池组装成250或450 kW的立方体。 该单元配有自己的柴油燃料转换器。 由于燃料是标准燃料,因此无需更改港口基础设施;此外,液体燃料的储存比氢的储存更为安全。 船舶的效率提高了2到3倍:以相同的燃料量,它可以航行2倍,或者减少2倍的燃料和更多的货物。 这里没有活动部件,只有转炉中的鼓风机:噪音和振动是柴油发动机,甚至涡轮机所无法比拟的。
REGNUM:军方可能也对氢能感兴趣?
至于军用产品,在这些氢 - 空气电池的基础上,可以制造用于船舶的发动机。 潜艇的特别有趣的发电厂,因为它们是沉默的。
德国人在潜艇中积极参与其中。 在2000之前,我们带着他们“鼻孔到鼻孔”,开发了“Piranha”(865项目的超小型潜艇 - IA REGNUM)。 有一整套建造“水晶”型水下发电厂的计划。 一些变体与德国潜艇U212和U214的发电厂非常相似,在潜艇和液氧储存器上有金属间氢储存。 至于动力,德国人现在已达到300千瓦,这足以为电池充电,我们假设数字和任务相似。 对于小型潜艇而言,这是一个非常有效的系统,因为这种潜艇的自主性明显受到金属间化合物中氢供应的限制:氢供应的增加将导致潜艇的重量太大。 因此,这类小型潜艇的价值应该是这样的:氢能发电厂应该用于给电池充电,或者在经济的过程中用于游行。
第二种方法是将这些电池用于主要的船舶安装,即创建所谓的空气独立发电厂,目前正在讨论中。 海军总司令陪在我们身边,他看了看产品,非常认真地听了我现在告诉你的消息,他看了看台上的电池是如何工作的,它确实能提供电力,却没有真正产生任何东西。 我们向他展示了状态接受测试的行为,并以此方式进行了交接。 现在,国防部和海军高级司令部正在着手开始建设一个基于空气的独立发电厂,该发电厂的基础是带有固体聚合物燃料电池的电池 舰队.
IA REGNUM:在国际海事防务展IMDS-2015上,海军总司令Viktor Chirkov表示,将在2018年开始建造具有独立于空气的发电厂的潜艇。 这些计划现实吗?
很真实。 我们有一个针对所有问题的实验室计划,我们有一个试生产:目前,这一年我们可以生产总容量为2,5兆瓦的电池。
IA REGNUM:您的产品是否有国外需求?
我认为需求将是巨大的。 所有对氢能有任何想法的代表团,主要是中国人和印度人,他们检查了所有东西,在家拍摄和记录。 他们期望它是成品。 正在准备出口护照。 不过,出售单个电池是件好事。 但同样,我想以成品的形式完成,我们有充分的理由在“ TsNII SET”中完成此操作。 现在有一个官僚机构:每个设计局都想赚钱,所以它承担了它能做和不能做的一切。 有人说他们会在一年之内什么都不做。 这是不现实的-这种创新产品包含大约40种仅在发达国家可用的技术。
IA REGNUM:我们在谈论什么技术?
例如,这是质子交换膜,仅由美国杜邦公司生产。 更糟的类似物是在中国生产的,数量有限,包括日本和德国,但它们没有卖给任何人。 我们完全理解我们需要自己的膜,这就是GIPH(俄罗斯科学中心“应用化学”-IA REGNUM)正在做的事情。
第二是催化剂。 这些是特殊的催化剂-负载型镍。 7个分子沉积在2纳米的碳颗粒上。 我们在实验室水平上拥有这项技术。
第三是气体扩散基质。 这是一种半毫米厚的纸,具有亲水性-疏水性(50%的水被带走,50%的水不带走),可传导气体和电流,同时必须在80度下工作,且不会随时间流逝而失去特性(同样适用于催化剂)带膜)。
IA REGNUM:西方对俄罗斯的制裁是否会阻止购买必要的组件?
没有。 这些材料未包含在清单中,此外,我们始终可以在第三国购买它们。 我们不想拿中国产品,就像把锥子换成肥皂一样-最好自己生产。 但是问题是,只有在有需求时才自己做是有利可图的。 为了创建这样的产品,需要足够的投资,并且在没有对象需求的情况下没有人愿意这样做。 因此,一旦出现需求,来自同一军方的人员将立即有必要扩大生产。 但是,我们在实验室技术层面拥有所有这些。
IA REGNUM:氢汽车技术是否有前景? 您在这方面有什么进展吗?
我们与装甲控制系统有一些联系,我们还制造了一辆功率为20 kW的公共汽车。 由于没有基础设施,在我们国家或国外都没有商业利益,根本就没有加油的地方。 到目前为止,世界上只有2条用于氢能汽车的公路-一条在加利福尼亚,另一条在挪威。
IA REGNUM:氢能的“大众化”方向是否少一些?
欧盟已经启动了一个新项目。 在欧洲安装了许多风电场,但他们意识到无法确保负荷和发电相匹配,因此为了使这一时刻变得平稳,他们决定这样做:当需要发电时,电力就流向用户,而当不需要时,则有风,电用来电解水和生产氢气。 依次将其泵入天然气管道。 结果是天然气和氢气的混合物。 这样就可以在正确的时间和正确的位置“抽出”这种氢气并将其用于燃料电池,同时减少其对天然气的依赖。 我们也与Transgaz一起开发了这样的概念,但是,当然,我们根本不需要这样的项目。 首先,我们没有风力涡轮机,其次,我们不需要“稀释”气体。 尽管作为外国买家的报价,这可能会很有趣。