Специалисты Топливного дивизиона госкорпорации «Росатом» (управляющая организация АО «ТВЭЛ») успешно завершили цикл испытаний опытного электролизного модуля, предназначенного для генерации водорода из воды. Эта разработка знаменует собой важный этап в создании полностью отечественной линейки оборудования для водородной энергетики. В перспективе такие системы способны закрыть растущий спрос на высокоэффективные электролизёры как на объектах самого «Росатома», так и в смежных секторах топливно-энергетического комплекса. Основное назначение аппарата обеспечение водородного охлаждения турбогенераторов на атомных и тепловых электростанциях, что критически важно для поддержания их стабильной и безопасной работы.
Анна Абрамова
Источник фото: АО «Концерн Росэнергоатом»
Ключевые характеристики: рекордная автономность и импортонезависимость
Опытная установка с номинальной производительностью 5 кубометров водорода в час была разработана в рамках научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по заказу АО «Концерн Росэнергоатом». В ходе испытаний аппарат продемонстрировал исключительную надёжность, проработав более 8000 часов без сбоев, в том числе при перегрузках, достигающих 115 от номинала.
Среди ключевых достижений разработки:
Чистота водорода на выходе 99,9 при использовании обычной дистиллированной воды.
Выходное давление до 1,5 МПа, что позволяет использовать газ без дополнительного компрессирования.
Высокая динамика: система способна изменить производительность на 50 менее чем за 10 секунд, что делает её идеальной для гибких производственных сценариев.
Энергоэффективность: удельное потребление энергии не превышает 4,0 кВт·ч на кубометр водорода показатель, сопоставимый с лучшими мировыми аналогами.
Особого внимания заслуживает применённая технология анионпроводящая матрица. Она сочетает преимущества двух доминирующих промышленных методов: отсутствие жидкой щелочи (что повышает безопасность и упрощает обслуживание) и высокие динамические характеристики при относительно невысоких требованиях к качеству исходной воды. Разработка является полностью импортонезависимой, что гарантирует технологический суверенитет России в критически важной сфере.
Стратегическая важность и рыночный потенциал
«Электролизные установки мощностью от 25 до 30 кубометров водорода в час это именно тот сегмент, который сегодня наиболее востребован на атомных станциях и в энергетике в целом. Большая часть парка действующего оборудования физически и морально устарела и в ближайшие годы потребует масштабного обновления. Для госкорпорации „Росатом“ это не просто техническая задача, а перспективная бизнес-ниша», отметил Фёдор Григорьев, куратор проекта по формированию линейки высокоэффективных электролизных установок со стороны АО «Концерн Росэнергоатом».
От полигона к серии: эволюция технологии
По результатам испытаний были подтверждены все заявленные технические параметры, а также выработаны конструктивные и технологические улучшения, направленные на снижение себестоимости производства, повышение надёжности и удобства эксплуатации. Полученные инженерные решения оперативно внедрены в конструкцию следующего опытного образца.
Этот усовершенствованный аппарат уже был задействован специалистами «Росатома» для запуска водородного полигона на острове Сахалин стратегически важной площадки для отработки технологий водородной энергетики в реальных условиях. В настоящее время оборудование передано заказчику АО «Концерн Росэнергоатом» для продолжения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.
Почему водород идеальный хладагент для энергетики
В современной энергетике водород является незаменимым элементом систем охлаждения мощных турбогенераторов. Его уникальные физико-химические свойства высокая теплопроводность, низкая плотность, нетоксичность и способность к быстрой диффузии делают водородное охлаждение наиболее эффективным способом отвода тепла, выделяемого при генерации электричества.
Циркулируя внутри обмоток генератора, водород предотвращает перегрев ключевых узлов, что позволяет:
увеличивать рабочие нагрузки и мощность оборудования;
продлевать срок службы генераторов;
сокращать затраты на техническое обслуживание.
Именно поэтому водородное охлаждение признано одним из лучших решений для атомных станций, тепловых электростанций и крупных промышленных объектов.
Другие разработки учёных «Росатома» — на сайте журнала «Химагрегаты». Например, в НТЦ «Росатом Химия» создана методика синтеза высоковольтного кобальтата лития — основы для мощных аккумуляторов.