V roce 1941 poručík technik protivzdušných obranných sil ( PVO ) bránících Leningrad během Velké vlastenecké války, Boris Shelishch , navrhl použít „vyhořelý“ vodík z balonů protivzdušné obrany jako palivo pro motory vozidel GAZ-AA ( "jeden a půl"). Nákladní automobily byly využívány jako dopravní a energetická jednotka stanoviště protivzdušné obrany - automobilový naviják poháněný motorem GAZ-AA umožňoval zvedat a spouštět balony. Tento návrh byl představen v letech 1941-1944 v obleženém Leningradu , bylo vybaveno 400 vodíkovými stanovišti protivzdušné obrany. V podmínkách blokády a nedostatku benzinu umožnil přechod automobilů z benzinu na vodík účinně chránit město před cíleným bombardováním nepřátelskými letadly. [jeden]
V roce 1979 kreativní tým zaměstnanců NAMI (ve složení Kuznetsov V.M. (vedoucí skupiny NAMI), Ramensky A.Yu. (postgraduální student NAMI), Kozlov Yu.A. vyvinul a otestoval prototyp minibusu RAF , poháněného vodíkem). a benzín. [2]
V roce 1982 Rada Moskevského automobilového institutu ( MAMI ) zvažovala disertační práci Ramenského A.Yu. (školitel Shatrov E.V.) pro titul kandidáta technických věd na téma „Výzkum pracovních procesů automobilového motoru na složení benzín-vodík“. V Rusku jde zřejmě o první disertační práci, ve které byla podrobně studována problematika teorie pracovních procesů spalovacího motoru pracujícího na vodík [3] .
V roce 2006 představila Národní asociace pro vodíkovou energii na Mezinárodním fóru o vývoji vodíkových technologií pro výrobu energie, které se konalo v Moskvě ve dnech 6. až 10. února 2006, vůz Gazelle se spalovacím motorem poháněným směsí benzín-vodík. . Při volnoběhu a nízké zátěži, typické pro pohyb automobilu v městských podmínkách, je spalovací motor provozován na vodík, se zvyšujícím se zatížením je dodáván benzín. V tomto případě se sníží přívod vodíku. V režimu maximálního výkonu běží spalovací motor pouze na benzín. Tato organizace dodávky paliva umožňuje maximalizovat výhody vodíku a benzínu. Vůz byl vyvinut za účasti členských organizací NAVE (MPEI(TU), CJSC Avtokombinat 41 (Moskva), Audit-Premier LLC. [4]
Od 20. srpna do 25. srpna 2006 pořádal NP NAVE sraz vozidel na vodíkový pohon na trase Moskva – Nižnij Novgorod – Kazaň – Nižněkamsk – Čeboksary – Moskva. Na závěr shromáždění se ve Státní dumě konala tisková konference, na které se diskutovalo o roli technické regulace v rozvoji vodíkové ekonomiky u nás, o nutnosti harmonizace regulačního a technického rámce v oblasti vodíkových technologií se zahraničím, včetně USA, EU, Japonska, Číny, Indie a dalších [5]
V roce 2007 představila Národní asociace vodíkové energie (Rusko) na XI Petrohradském mezinárodním ekonomickém fóru první domácí vodíkový automobil vybavený spalovacím motorem a kombinovanou elektrárnou. Práce probíhaly v úzké spolupráci s OAO „AVEKS“, Moskevským energetickým inženýrským institutem MPEI (TU) a CJSC Avtokombinat č. 41. Užitečná hmotnost vozidla 2000 kg. Výkon elektrického pohonu 65-70 kW, výkon spalovacího motoru 10 kW. Dojezd vozu je 200 km, z toho 70 km na baterii bez dobíjení generátorem spalovacího motoru. [6] [7]
V SSSR se první publikace o palivových článcích objevily v roce 1941 .
První studie začaly v 60. letech . RSC Energia (od roku 1966 ) vyvinula prvky PAFC pro sovětský lunární program . Od roku 1987 do roku 2005 vyrobila Energia asi 100 palivových článků, které dohromady nashromáždily asi 80 tisíc hodin.
Během práce na programu Buran byly zkoumány alkalické prvky AFC. Na Buranu bylo instalováno 10 kW . palivové prvky.
V 70. a 80. letech vyvinul Kvant společně s rižským autobusovým závodem RAF alkalické prvky pro autobusy . Prototyp autobusu s palivovými články byl vyroben v roce 1982 . [osm]
V roce 1989 vyrobil „Institut vysokoteplotní elektrochemie“ ( Jekatěrinburg ) první instalaci SOFC s kapacitou 1 kW.
V roce 1999 začal AvtoVAZ pracovat s palivovými články. Do roku 2003 bylo na základě vozu VAZ-2131 vytvořeno několik prototypů . Baterie s palivovými články byly umístěny v motorovém prostoru vozu a nádrže se stlačeným vodíkem byly v zavazadlovém prostoru, to znamená, že bylo použito klasické uspořádání pohonné jednotky a palivových lahví. Vývoj vodíkového auta vedl Ph.D. Mirzoev G.K.
V roce 2021 schválila vláda Ruské federace „Koncepci rozvoje výroby a využití elektrické silniční dopravy v Ruské federaci na období do roku 2030“ [9] Do roku 2030 je plánováno vybudování 1000 nabíjecích stanic pro silniční doprava s elektrickou energií z vodíkových palivových článků. [deset]
Na počátku 80. let vyvinula konstrukční kancelář N. Kuzněcova ( Samara ) letecké motory určené pro osobní letadla Tupolev . Tyto vodíkem poháněné motory byly testovány na zkušebním stavu a letově. Známé události v Rusku na přelomu 80. a 90. let 20. století bohužel neumožnily, aby se práce na Kuzněcovových vodíkových leteckých motorech široce uplatnily v dopravě a osobním letectví. Dosud se ve skladech konstrukční kanceláře v Samaře dochovalo několik zakonzervovaných provozních leteckých motorů Kuzněcov.
Koncem 80. a začátkem 90. let byl také testován letecký proudový motor poháněný kapalným vodíkem, instalovaný na letounu Tu-154 .
Koncem 80. let minulého století navrhl koncept hypersonického vozidla Vladimir Lvovich Freishtadt z Výzkumného podniku hypersonických systémů (NIPGS) ; vodík se vyrábí na palubě letadla z uhlovodíků. [jedenáct]
V souladu s vládní cestovní mapou pro rozvoj vodíkové energie v Rusku do roku 2024 [12] se plánuje vytvoření prototypu železniční dopravy na vodíkový pohon v zemi. Samotná dohoda o vývoji a provozu vlaků na vodíkové palivové články byla podepsána začátkem září 2019 na Východním ekonomickém fóru mezi Sachalinem , Ruskými drahami , Rosatomem a Transmashholdingem (TMH) . Do poloviny roku 2021 by mělo ruské ministerstvo energetiky připravit konsolidovaný návrh na vytvoření klastrů pro testování a integrovanou implementaci vodíkových energetických technologií. Mezitím dokument, který vzniká na ministerstvu pro vládní aparát, přímo souvisí se sachalinským „vodíkovým“ projektem a s největší pravděpodobností bude již zvažován spolu s připravovaným návrhem koncepce rozvoje vodíkové energie v Rusku. pro podání.
Klíčovým argumentem ve prospěch zemního plynu při výrobě vodíku jsou zatím nízké náklady na jeho přeměnu – v rozmezí 1,5–3 USD za 1 kg. S dražší technologií elektrolýzy vody se náklady prudce zvyšují 2,5–3krát. Právě otázka rentability vodíkového paliva ve srovnání s tradičním se pro technology TMH ukazuje jako jedna z rozhodujících. Faktem je, že stávající model vodíkového vlaku zvyšuje náklady na jeho životní cyklus více než 2krát. Ale při použití technologie založené na výrobě ze zemního plynu je docela možné dosáhnout 3–4násobného snížení ceny vodíku [13] .
S potenciálním využitím plynárenských přepravních sítí při exportu vodíku do Evropy budou Gazprom a Novatek (jejichž podíl na celkovém dovozu plynu do EU v roce 2019 činil 47,5 %) konkurovat nejperspektivnějším regionům Evropské unie z hlediska výroba vodíku - jedná se především o skandinávské země , vody Severního a Baltského moře a také jižní Evropu .
Klíčovou specializací evropského severu jsou hydroenergetické technologie na výrobu vodíku (skandinávské země) nebo díky větrné energii (vodní komplexy OZE ). Evropský jih (země Středomoří) je bohatý na solární energii – zde stojí za pozornost marocko-německá dohoda podepsaná v červnu 2020 o výstavbě první elektrárny na zelený vodík v Maroku . Projekt realizovaný v rámci společného energetického partnerství (PAREMA), které funguje od roku 2012, si klade za cíl vyvinout průmyslová řešení pro přeměnu solární energie na bázi technologie Power-to-X.
Ale i s přihlédnutím k ekonomické atraktivitě zůstává otázka lokalizace výroby a přepravy vodíku stále nevyřešena. Možnost využití stávající plynárenské přepravní soustavy je dána jako možné možnosti pro akce ruských společností vyvážejících plyn na evropském trhu s vodíkem.
Odhadované technické možnosti umožňují zvýšit úroveň obsahu vodíku ve směsi metanu a vodíku (MVM) na 20 % s jeho následným dodáním prostřednictvím infrastruktury přepravy plynu. Navíc se dokonce navrhuje převést plynovod Nord Stream a budovaný Nord Stream 2 kompletně pro export vodíku nebo se zvýšením koncentrace vodíku v MAM na 70 % [14] .
Gazprom zatím spíše vychází z nežádoucí takové varianty s poukazem na rizika nedodržování dlouhodobých smluvních závazků jak u dodávek plynu, tak u kvality vyvážených surovin. Navíc je zcela nejasné: kdo v tomto případě ponese břemeno dodatečných investic do adaptivní modernizace infrastruktury přepravy plynu pro průchod MVS?
Podle regionálního experta Rinata Rezvanova by potenciálním řešením problému mohla být výroba vodíku na spotřebitelské straně v rámci stávajících plynových kompresorových stanic . V souladu s tím se kapacita zařízení na výrobu vodíku v blízkosti elektráren bude lišit v závislosti na parametrech stávající/předpokládané místní poptávky. To umožní na jedné straně zajistit potřebný objem výroby vodíku jak v samotném Rusku, tak v evropských regionech podle deklarované poptávky po něm a na druhé straně zachovat specializaci plynárenské přepravní soustavy aniž by byly zahájeny speciální programy na jeho modernizaci či dokonce budování dalších tratí [13] .
V roce 2003 byla v Rusku založena Národní asociace vodíkové energie (NP NAVE); V roce 2004 byl prezidentem spolku zvolen P. B. Shelishch, syn legendárního „vodíkového poručíka“.
V roce 2003 Norilsk Nickel a Ruská akademie věd podepsaly dohodu o výzkumu a vývoji v oblasti vodíkové energie. Norilsk Nickel investoval 40 milionů dolarů do výzkumu.
V roce 2005 Norilsk Nickel založil inovativní společnost New Energy Projects , jejímž úkolem je vyvíjet a implementovat palivové články.
V roce 2006 získal Norilsk Nickel kontrolní podíl v americké inovativní společnosti Plug Power , která je jedním z lídrů ve vývoji vodíkové energie. Vedoucí společnosti Norilsk Nickel Michail Prochorov v únoru 2007 řekl, že společnost investovala 70 milionů dolarů do vývoje vodíkových továren a již měla „nejen laboratorní, ale provozní vzorky“, jejichž implementace by zabrala několik let. Zahájení průmyslové realizace „vodíkového projektu“ je podle něj naplánováno na rok 2008. [15] .
V roce 2008 společnost Norilsk Nickel zastavila financování projektu v oblasti vodíkových technologií a palivových článků a zkrachovala svou dceřinou společnost pro výzkum a vývoj OOO NIK NEP. Dne 29. září 2009 vyhlásil Rozhodčí soud Rostovské oblasti úpadek společnosti NIK NEP LLC (č. případu A53-19149/09). V průběhu likvidačních opatření likvidátor zjistil, že dlužník nemůže vykonávat udržitelné finanční a hospodářské činnosti, výše splatných účtů dlužníka ke dni podání žádosti u Rozhodčího soudu Rostovské oblasti činila 206 121 777 rublů. . Zároveň zakladatel OJSC MMC Norilsk Nickel sám nepřijal opatření ke splacení dluhu kolektivu pracovníků podniku, stejně jako organizacím, které prováděly výzkum a vývoj v oblasti nových energetických projektů. V důsledku úpadku dodavatelé neobdrželi finanční prostředky za vykonanou a přijatou práci ve výši téměř 200 milionů rublů, dlužné nedoplatky mezd NIK NEP LLC zaměstnancům činily téměř 20 milionů rublů. [16]
Od roku 2008 je „lokomotivou“ rozvoje elektrochemických technologií obecně a vodíkové energetiky zvláště vědeckým sdružením stejně smýšlejících lidí, které již své myšlenky a vývoj vtělilo do JSC InEnergy Group of Companies. Organizace se spolu s předními ústavy Ruské akademie věd zabývá výzkumnou a vývojovou činností. Podniky skupiny mají všechna potřebná povolení, včetně licencí FSB pro práci s informacemi představujícími státní tajemství.
V roce 2020 schválila ruská vláda akční plán rozvoje vodíkové energie do roku 2024 [17] [18] . Rosatom zkoumá možnosti realizace projektů v oblasti vodíku v Rusku i v zahraničí; jednou z myšlenek je organizace „západních“ a „východních“ vodíkových klastrů, které budou dodávat vodík na domácí trh a exportovat – do Asie a Evropy [19] .
V dubnu 2021 se vešlo ve známost o ruské koncepci rozvoje vodíkové energetiky do roku 2024 , která uvádí, že země chce dodat na světový trh 7,9 až 33,4 milionů tun ekologicky šetrných typů vodíku, vydělávat na vývozu vodíku z 23,6 až 100,2 miliardy dolarů ročně a do roku 2030 si klade za cíl zabrat 20 % tohoto trhu (trh s vodíkovými nosiči energie však zatím neexistuje). V Rusku zatím neexistují průmyslové projekty na výrobu „zeleného“ vodíku, ale ve vládě se pro jejich podobu projednávají zvláštní opatření státní podpory. [dvacet]
JE Kola byla vybrána jako pilotní místo pro výrobu vodíku v Rusku , protože elektrárna má přebytek vyrobené energie za nízkou cenu; Rosenergoatom plánuje zahájit výrobu vodíku v této jaderné elektrárně v roce 2023 [21] .
Plánuje se vytvoření „vodíkového klastru“ na Sachalinu , kde byl zahájen projekt k dosažení uhlíkové neutrality do roku 2025 a obchodování s uhlíkovými jednotkami ; Sachalinské úřady, Rusatom Overseas (struktura Rosatomu, která propaguje ruské jaderné technologie v zahraničí) a francouzská Air Liquide (výrobce průmyslových plynů) podepsaly memorandum o porozumění v oblasti výroby a distribuce nízkouhlíkového paliva [22] . Vodíkový projekt na Sachalin je zaměřen na asijsko- pacifické země , které jsou připraveny nakupovat „modrý“ a „žlutý“ vodík (vyrábí se ze zemního plynu a využívá jadernou energii, je několikanásobně levnější než „zelený“ – od 2 USD za kilogram, oproti 10 USD za kilogram). [23] ; předpokládá se, že do roku 2030 bude Rosatom schopen pokrýt až 40 % japonských potřeb . [24] [25]
V roce 2007 Inženýrské a technické centrum „Hydrogen Technologies“ (ETC „VT“ LLC) zveřejnilo ve věstníku Spolkové agentury pro technickou regulaci a metrologii „Bulletin of Technical Regulation“ oznámení o zahájení veřejné diskuse o návrhu spolkové země. zákona „Technické předpisy o bezpečnosti zařízení a systémů určených pro výrobu, skladování, přepravu a používání vodíku. Postup předkládání návrhu technického předpisu Státní dumě Ruské federace, zřízený federálním zákonem „o technickém předpisu“, stanoví zveřejnění oznámení o vývoji návrhu technického předpisu v tištěném vydání federálního výkonný orgán pro technický předpis a jeho veřejné projednávání. Vývoj projektu probíhal v úzké spolupráci s NP NAVE, LLC National Innovation Company "New Energy Projects", MMC "Norilsk Nickel" a příslušnými výbory Státní dumy. Hlavním zpracovatelem byla společnost ITC VT, která v souladu s postupem stanoveným zákonem zorganizovala své veřejné projednání, shromáždila a zpracovala připomínky a návrhy vznesené v rámci projednání. Oznámení o zpracování projektu bylo zveřejněno ve věstníku "Věstník technického předpisu", č. 9 (46), 2007. Projednávání návrhu technického předpisu probíhalo předepsaným způsobem po dobu 2 měsíců. Oznámení o ukončení veřejného projednání záměru bylo zveřejněno ve Věstníku technického předpisu, č. 11 (48), 2007. Po veřejném projednání záměru v listopadu 2007, stanoveném federálním zákonem „o technických nařízení“, jej předložili Státní dumě předsedové dvou výborů Dumy, v jejichž působnosti byl průmysl a energetika, M.L. Shakkum, V.A. Yazev a zástupce Státní dumy 4. svolání P.B. Shelishchem. Návrhu federálního zákona bylo přiděleno č. 496165-4. [26] .
V roce 2008 zřídila Federální agentura pro technickou regulaci a metrologii nařízením ze dne 5. března 2008 č. 542 Technický výbor pro normalizaci č. 29 „Hydrogen Technologies“ za účelem rozvoje národního normalizačního systému a zvýšení jeho účinnosti na státní a mezistátní úrovně. TC č. 29 sdružuje na dobrovolné bázi organizace a jednotlivce se zájmem o rozvoj národní a mezinárodní standardizace v oblasti vodíkových technologií a palivových článků. Sekretariát TK č. 29 funguje na bázi „ITC „VT““. Předsedou TK č. 29 byl schválen P.B. Shelishch, výkonný tajemník A.Yu. Ramenského. [27] .
V roce 2009 Inženýrské a technické centrum "Hydrogen Technologies" (LLC "ETC" VT "") zveřejnilo ve věstníku Federální agentury pro technickou regulaci a metrologii "Bulletin of Technical Regulation" (01/13/2009) oznámení o zahájení veřejného projednávání návrhu spolkového zákona „Technické předpisy pro bezpečnost elektráren na palivové články“. Vývoj projektu probíhal v úzké spolupráci s NP NAVE, LLC National Innovation Company "New Energy Projects", MMC "Norilsk Nickel" a profilovým výborem Státní dumy.
V roce 2010 Technický výbor pro normalizaci „Hydrogen Technologies“ (TC 29) představil první sérii národních norem souvisejících s vodíkovými technologiemi, které vstoupily v platnost 1. července 2011 (vývojář NP NAVE):