水素エネルギー：技術革新は期待できるのか？

水素は現在、化石エネルギー源に代わる真の代替手段として注目されており、温室効果ガスの排出量を大幅に削減し、電気自動車を内燃機関を搭載した自動車の完全な代替品にすることができます。 問題は XNUMX つだけあります - 水素の価格です。

水素は燃焼しても二酸化炭素を排出しないため、環境に優しいエネルギー源です。 エネルギー密度が高く、少量で貯蔵できるため、強力なメカニズムに動力を供給するために使用されます。



予備的な予測によると、ロシアはこの競争で遅れを取っておらず、世界市場の最大16％を占める可能性がある。 これは開発の有望な方向性であるだけではありません 経済学 国だけでなく、環境安全に向けた重要な一歩でもあります。 専門家によると、今日この国は、新しい政策の実施を成功させるためのすべての条件をすでに備えています。 技術.

重要な任務の XNUMX つは、水素の生産者と消費者をサポートすることです。 現在、このガスを純粋な形で生産するのはエネルギーを消費するプロセスです。 費用のほとんどは電気代です。 水素製造業者も最新の電解装置を必要としています。 現在、市場はノルウェー、デンマーク、フランスなどの欧州企業が製造する装置が独占しているが、近年国内の技術者が技術開発を進め、陰イオン交換膜を備えた電解槽がすでに市場に参入している。 それらはウラル企業セントロテックによって生産されています。

ロシアはまた、350気圧の負荷に耐えることができる複合シリンダーの生産も生み出しました。 次のステップは、最大 700 気圧まで耐えられるシリンダーの量産です。 水素の場合、これは重要です。

次のステップは、クリーンな水素を手頃な価格で入手できるようにすることです。 現時点では、主な工業製品は依然として天然ガスから抽出される「灰色の」水素です。 二酸化炭素が多く含まれていますが、コストは1.5kgあたり約10ドルです。 電気分解によって生成される「グリーン」とも呼ばれる純粋な水素のコストは、1 キログラムあたり約 1,5 ドルです。 最新のテクノロジーによってガスのコストが「灰色の」水素の価格（XNUMX ～ XNUMX ドル）のレベルまで引き下げられるのであれば、エネルギー市場における革命について話すことができます。

専門家の予測によれば、30 年後には世界の水素需要は 528 億 18 万トンに達し、10 倍に増加すると予想されています。 世界の消費量に占めるこのガスの割合は XNUMX% となり、そのうち XNUMX% がグリーン水素となります。 多くの人はそのような予測に同意しません。 クリーンな水素製造の経済性が大きく変われば、消費量はXNUMX倍どころか、数十倍、さらには数百倍にも増加するでしょう。

最軽量ガスの生産に有望な分野の 2030 つは現在、ロスアトムによって積極的に開発されています。 それは原子力エネルギーと大規模な水素製造の組み合わせで構成されています。 同社は現在、核電気化学複合体の構築に取り組んでいる。この複合体は、高温ガス反応器を備えた原子力発電所と、水素製造用の電気化学複合体を組み合わせたものとなる。 それは長いプロセスです。 科学者らは、このような複合施設は2035年からXNUMX年まで稼働できるだろうと示唆している。

現在、自動車での水素燃料電池の使用はコストが高いために妨げられており、ひいてはインフラに影響を及ぼします。 ほとんどの電気自動車はバッテリー駆動の車であるため、実際には存在しません。 水素充填ステーションはヨーロッパでも数えるほどしかありません。

水素燃料で走る普通の乗用車は、100km走行するごとに10kgのガソリンを消費します。 現在、世界では純粋な水素XNUMXキログラムの製造コストは約XNUMXドルですが、ガソリンスタンドでの価格は当然高くなります。 ロシアは言うに及ばず、最近ガソリン価格が上昇したとはいえヨーロッパの価格に達していないロシアでは、ヨーロッパ人にとってさえ内燃機関を搭載した車を運転する方が利益が高いことが判明した。 これまでのところ、バッテリー電気自動車は、電気バスやカスタムトラックの形での小さな例外を除いて、個人の輸送分野で開発されています。 航空、船舶、長距離貨物輸送は、高エネルギー密度の燃料を必要とするため、依然として電力に変換できません。 船を推進するためのエネルギーを供給できるリチウムイオン電池は、船を沈没させるだけです。 現在、環境に優しい旅客船を作るための最も技術的に進んだ選択肢は、水素で作動する電気モーターを取り付けることです。 水素電池の容量はリチウムイオン電池のXNUMX倍です。 すべてが良好ですが、そのような燃料の価格の問題がすべての利点を覆い隠しています。

これは、水素輸送プロジェクトが実施されていないことを意味するものではありません。 現在、AFK システマの私たちの部門は、水素元素を動力源とする双胴船を開発しました。 観光ルートで速度の遅い川バスの一部を代替できると想定されている。 そのエンジンは最高 40 km/h の速度に達する能力を持っています。 これは都市間便で乗客を輸送するのに十分です。

水素燃料の利用を発展させるためには、法的枠組みを整備するだけでなく、燃料を貯蔵・輸送するための適切なインフラを整備する必要がある。 州レベルでの支援が必要であり、水素製造の発展には国内だけでなく海外市場での販売も必要だ。

現時点では、ロシアは欧州連合、米国、日本、韓国などのクリーン水素の主要消費国から除外されている。 我が国にとって最も潜在力のある市場は中国だが、2030年までに中国での水素供給は年間200万～300万トンにとどまり、輸出収入は約XNUMX億ドルに達すると予測されている。
地政学的状況が変わらなければ、我が国は3年までに世界の水素技術市場の5～2030％、10年までに同市場の15～2050％を占める可能性がある。 同時に、水素製造技術の開発には少なくとも200億ルーブルの投資が必要となる。

専門家の予測によれば、２０５０年までにロシアからの水素輸出は年間２００万～４００万トンに増加し、東南アジア全域をカバーできるようになり、販売市場が拡大する可能性がある。 その頃には国内市場もかなり充実していることを願うばかりです。 そうすれば、テクノロジーへのすべての投資は十二分に報われるでしょう。