Росатом расширил модельный ряд электролизных установок для производства водорода
Специалисты ООО «НПО «Центротех» (предприятие Топливной компании Росатома «ТВЭЛ» в г. Новоуральск Свердловской области) изготовили опытный образец электролизной установки производительностью 50 Нм3/ч (нормальных кубических метров водорода в час) с использованием уникальной российской технологии, а также успешно завершили первый этап испытаний установки.
Инновационная разработка выполнена по заказу АО «Концерн Росэнергоатом» в рамках инвестиционного проекта по созданию российских технологий для крупномасштабного производства и потребления водорода. Это следующий шаг в развитии модельного ряда российских электролизных установок на основе отраслевых технологических решений. Ранее в Росатоме была разработана линейка электролизных установок производительностью от 5 до 40 Нм3/ч и представлена установка 5 Нм3/ч.
Оборудование Росатома по производству водорода основано на импортонезависимой и экологичной технологии электролиза воды с применением уникальной анионопроводящей матрицы. Использование матрицы и выбранные инженерно-конструкторские и технологические решения позволяют обеспечить компактность всей установки, низкое удельное энергопотребление электролизной батареи (не более 4 кВт∙ч на один нормальный кубометр производимого водорода), высокие динамические характеристики (что особенно важно для сопряжения установки с возобновляемыми источниками энергии), безопасную эксплуатацию электролизной установки от нулевого уровня до 115% номинальной производительности, а также требуемую чистоту товарного водорода.
В результате новая установка сочетает конкурентные преимущества двух наиболее распространенных промышленных технологий электролиза воды - щелочной проточной технологии и электролиза на основе протонообменной мембраны, но при этом лишена их недостатков. Например, электролизные батареи на анионообменной матрице, созданные новоуральскими специалистами, примерно в 9-10 раз меньше, чем проточные щелочные батареи аналогичной производительности, а требования к степени очистки воды для электролиза существенно ниже, чем при использовании электролизных установок на основе протонообменной мембраны.
При этом электролизные элементы производства НПО «Центротех» имеют существенный потенциал для повышения эффективности, что позволит в дальнейшем создавать установки большей производительности в существующих компоновочных решениях.
«Особенность новой электролизной установки в том, что она изготовлена в контейнерном исполнении со всем комплектом вспомогательного оборудования. Кроме того, для изготовления концевых фланцев электролизных батарей впервые использовалась 3D-печать (в составе НПО «Центротех» - один из Центров аддитивных технологий Росатома). Это позволило нам существенно снизить массу, а также кратно сократить трудоемкость и сроки изготовления фланцев», - отметил главный конструктор электролизеров НПО «Центротех» Константин Большаков.
«Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» реализует масштабный инвестиционный проект по созданию в Новоуральске опытно-промышленного производства электролизного оборудования. Предприятия Новоуральской площадки Росатома имеют все технологические компетенции и необходимый опыт для освоения полного цикла производства оборудования от электролизных элементов до комплектных установок в блочно-модульном и контейнерном исполнении. Этот проект входит в Единую дорожную карту, утвержденную Межведомственной рабочей группой по развитию водородной энергетики в Российской Федерации и должен быть завершен к концу 2026 года», - отметил директор Департамента развития и поддержки деятельности новых бизнесов АО «ТВЭЛ» Александр Штарев.
Разработка импортонезависимой технологии электролиза воды и создание в России промышленного производства электролизного оборудования - важная отраслевая и государственная задача для обеспечения национального технологического суверенитета. Применение разработанных в Росатоме электролизных установок уже предусмотрено при реализации пилотных проектов по созданию в России инфраструктуры водородной энергетики. Предполагается, что первые опытные и опытно-промышленные установки производства НПО «Центротех» будут использованы при создании Центра водородного инжиниринга с опытным полигоном на острове Сахалин, стендового испытательного комплекса по производству водорода на Кольской АЭС, водородного заправочного комплекса для обеспечения поездов на водородных топливных элементах на Сахалине, а также в других пилотных проектах.