В фрг тестируют новый поезд на водородном топливе - АВТОМОБИЛЬНЫЙ ПОРТАЛ
Jeep-centre.ru

АВТОМОБИЛЬНЫЙ ПОРТАЛ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В фрг тестируют новый поезд на водородном топливе

Альтернатива дизельному двигателю

Перевод европейской промышленности и транспорта на водородное топливо сократит вредные выбросы, создаст новые рынки, дополнительные рабочие места. Также появится возможность для экспорта водородных технологий.

Потенциал огромен, считают в Европе. В этой связи Германия первой из ЕС приняла «Национальную стратегию развития водородной энергетики». Страна увеличивает количество поездов, работающих на водородном топливе, которое вырабатывает электрическую энергию для тяги.

В Нижней Саксонии в Букстехуде с вокзала Куксхафена отходит синяя электричка Coradia iLint. Это бесшумный поезд французского производителя Alstom, который работает на водороде, преобразуя его в электричество. Электричка развивает скорость до 140 км в час. Пока этот поезд почти в три раза дороже дизельного, но Нижняя Саксония и другие федеральные земли Германии активно субсидируют в новую технологию.

Поезда на водороде

Впервые Alstom представил водородный поезд Coradia iLint на выставке InnoTrans 2016 в Берлине. Запуск такого транспортного средства без выбросов CO2, представляющего собой настоящую альтернативу электричке с дизельным двигателем, позволил французской компании стать первым железнодорожным производителем в мире, разработавшим пассажирский поезд на основе водородной технологии. В соответствии с глобальной европейской целью — переходом к низкоуглеродистой транспортной системе — Alstom стала пионером в разработке и внедрении инновационных и экологически чистых решений в этой отрасли.

Через два года два поезда Coradia iLint поступили в эксплуатацию «Государственной транспортной компании Нижняя Саксония» (LNVG) в Германии. Сегодня они курсируют между городами Куксхафен, Бремерхафен, Бремерверде и Букстехуде.

Поезда заправляются на передвижной водородной заправочной станции. Газообразный водород закачивается из стального контейнера, который находится рядом с путями на станции Бремерверде. На одной заправке бака электричка на водороде работает весь день, проходя расстояние 1 тыс. километров. Стационарную заправочную станцию водорода планируется ввести в эксплуатацию в 2021 году, когда французская компания поставит ещё 14 поездов.

Coradia iLint — это железнодорожное транспортное средство с нулевым уровнем выбросов, где выхлопные газы представляют собой пар и конденсированную воду. К тому же Coradia iLint является и самым тихим, то есть с низким уровнем шума.

Новый поезд на водородном топливе сочетает в себе несколько инновационных решений. Это — преобразование чистой энергии, её хранение в батареях, а также интел­лектуальное управление тяговой мощностью. Экологически чистый поезд специально разработан для работы на неэлектрифицированных линиях. Он обеспечивает устойчивую работу электричек с высоким уровнем производительности.

Поддержка и финансирование Германии

Поезд, использующий новый вид топлива, разрабатывался специалистами Alstom на двух площадках компании: в центре передового опыта для тяговых систем в Тарбе (Франция) и в центре передового опыта для региональных поездов в Зальцгиттере (Германия).

Министерство экономики, труда и транспорта Нижней Саксонии поддержало покупку еще 14 водородных поездов на сумму более €81 миллионов. В свою очередь, федеральное правительство активно поддерживает разработку и испытания новой технологии в Нижней Саксонии, выделяя средства из национальной инновационной программы по развитию технологий водорода и топливных элементов (NIP).

По мнению отраслевых экспертов, не за горами тот час, когда в Европе предшественников водородных поездов отправят на запасной путь.

Новая эра в ж/д транспорте

Компания Alstom предложила революционное решение, которое характеризует собой новую эру в железнодорожном транспорте. Это инновация является результатом работы французских инженеров при поддержке немецких властей и является примером успешного сотрудничества двух стран.

Перевод на водородное топливо может коснуться не только поездов, но и других видов транспорта, а также целых отраслей в Евросоюзе, чьи страны в рамках Парижского соглашения обязались существенно сократить выбросы парникового газа СО2 в атмосферу.

Технологии использования водородного топлива готовы к серийному использованию в общественном транспорте, на автобусах и трамваях, а пилотные проекты обкатывают технологию на судах и даже в авиации. Потенциал новых рынков огромен. Согласно докладу Bloomberg «Перспективы водородной экономики», к 2050 году 24% мировых потребностей в энергии будет покрывать водород, а его цена снизится до уровня сегодняшних цен на топливо — на газ. При наиболее благоприятном сценарии развития в ближайшие 30 лет ежегодные продажи водородного топлива в мире достигнут $700 миллиардов.

Инвестиции в водородную энергетику

В июне нынешнего года федеральное правительство Германии приняло «Национальную стратегию развития водородной энергетики». В документе подчёркивается, что водород должен сыграть ключевую роль в основных секторах экономики страны, таких как сталелитейная и химическая промышленность, а также транспортная отрасль. Кроме того, водородные технологии потенциально могут стать важнейшей сферой бизнеса для немецких экспортеров.

Долгосрочная цель страны заключается в создании нейтральной для климата экономики с сокращением выбросов СО2 на 95% от уровня 1990 года. В этой связи большое значение придаётся водороду, на который планируется перевести не только транспорт, но и металлургию, а также нефтехимическую промышленность, на нее в этом процессе отводится центральная роль.

На развитие водородной энергетики Германия планирует инвестировать более €10 млрд до 2023 года. Если подробно, то из них €7 млрд выделяется на «запуск рынка», то есть на создание рамочных условий и стимулирование внутреннего спроса. Следующие €2 млрд пойдут на международное сотрудничество и еще €1 млрд — на нужды промышленности, которая должна внедрить водородные технологии, чтобы в перспективе стать их основным экспортером в мире.

В документе подчёркивается, что с принятием «Национальной стратегии развития водородной энергетики» для Германии появляется возможность стать мировым лидером в области водородных технологий. Поэтому нужно использовать весь имеющийся потенциал и делать это нужно сейчас.

«Чистый» водород

Правительство ФРГ признает экологичным только «чис­тый» водород, который производится электроэнергией, полученной из возобновляемых источников — солнца и ветра. Для наращивания его объемов Германии потребуются дополнительные ветрогенерирующие мощности на Северном и Балтийском побережьях. Со временем «чистый» водород должен заменить получаемый из ископаемых источников природный газ, в процессе чего выделяется в атмосферу CO2.

В стратегии отмечается, что Германия не сможет обеспечить свои потребности в водороде самостоятельно. Для этого ей придется импортировать либо электроэнергию для производства «чистого» водорода, либо исходные продукты. В этой связи €2 млрд, выделенные на развитие международного сотрудничества, пойдут в первую очередь на пилотные проекты солнечной энергетики для производства «чистого» водорода в Северной Африке и Марокко.

В настоящее время создается гибкая и целенаправленная структура управления, которая будет способствовать последовательному осуществлению и дальнейшему развитию стратегии. В основе этой структуры находится новый национальный водородный совет, члены которого назначены федеральным кабинетом министров.

В министерстве экономики и энергетики Германии считают, что сегодня настало время для водорода и технологий, позволяющих его использовать.

Двойное ускорение развития

В федеральном министерстве окружающей среды, охраны природы и ядерной безопасности Германии уверены, что «Национальная стратегия развития водородной энергетики» даст стране двойное ускорение развития, как для улучшения экологической обстановки в атмосфере, так и для устойчивого экономического восстановления после кризиса, который породили последствия пандемии COVID-19.

«Чистый» водород позволит смягчать ситуацию с последствиями изменения климата. Это, прежде всего, касается таких отраслей, где ранее не было доступных решений, например, в металлургической промышленности или в авиации. Здесь ожидают ощутимых позитивных результатов, поскольку в долгосрочной перспективе только водород, на 100% получаемый из возобновляемой энергии, не производит выбросов в атмосферу.

Для достижения поставленных задач нужны дополнительные мощности возобновляемой энергетики и, прежде всего ветровой, для того чтобы производить «чистый» водород, отмечают в министерстве. Именно поэтому необходимо последовательно расширять использование ВИЭ.

Задел с перспективой на будущее

Более десяти лет федеральное министерство транспорта и цифровой инфраструктуры Германии работает над водородной технологией. Инвестировано более €700 млн в научные исследования и разработки в этом направлении. В ведомстве подчёркивают, что водород нужно использовать для работы транспорта, что водородная стратегия устанавливает четкие рамки для компаний и позволяет им планировать свои инвестиции.

Суть стратегии заключается в том, что в ней рассматривается вся цепочка создания стоимости — технологии, производство, хранение, инфраструктура для использования водорода в качестве нового вида энергии на транспорте.

Федеральное министерство транспорта и цифровой инфраструктуры Германии внедряет проекты водородных технологий комплексно на всех этапах, начиная с его производства и заканчивая использованием в ряде регионов. Следующий шаг ведомства заключается в том, чтобы внедрить новации на территории всей ФРГ.

Министерство поддерживает проект создания центра применения технологий водорода для добывающих отраслей промышленности и специализированного сектора производства топливных элементов. Это даст немецкой автомобильной промышленности новые перспективы на будущее, а также обеспечит большое количество новых рабочих мест.

Амбиции лидера

Чтобы предлагать готовые инновационные решения по развитию водородной промышленности, которая может конкурировать на международном уровне, необходимо формулировать амбициозные цели, отмечают эксперты федерального министерства образования и научных исследований Германии.

«Чистый» водород станет источником энергии будущего, поэтому ФРГ стремится стать одним из первых глобальных игроков на этом перспективном рынке. Чем быстрее и смелее страна будет продвигаться к намеченной цели, тем больше шансов создать новую водородную промышленность с новыми рабочими местами.

Германия продолжит инвестирование исследований и в области использования «чистого» водорода. Речь идёт о его производстве, хранении, транспортировке, распределении и применении. Еще €310 млн будут выделены на эти цели в период до 2023 года, сообщили в министерстве.

Углеродно-нейтральное топливо для всех

Процессы изменения климата уже давно стали с вопросами выживания человечества, отмечают в федеральном министерстве экономического сотрудничества и развития Германии. «Национальная стратегия развития водородной энергетики» позволяет сделать гигантский шаг в деле создания углеродно-нейтрального топлива.

«Чистый» водород и его производные потенциально могут стать «чистой» нефтью завтрашнего дня. Страны Северной Африки, в частности, являются подходящими производственными площадками для этого, поскольку количество доступного солнечного света там практически неограниченно.

В Марокко специалисты федерального министерства экономического сотрудничества и развития Германии разрабатывают первый промышленный завод по производству «чистого» водорода в Африке.

Эффект от COVID-19

Европейский курс декарбонизации экономики с радикальным снижением выбросов парниковых газов на 95% по сравнению с уровнем 1990 года рассматривал водород как одно из перспективных направлений последние 15 лет. Однако пандемия коронавируса серьезно ускорила этот процесс и буквально подтолкнула глобальный рынок к развитию водородной экономики. В министерстве экономики и энергетики ФРГ отмечают, что коронавирус дал Европе шанс быстро развить безвредные для климата технологии. Во всех стратегических энергетических документах, принятых в Евросоюзе за последние месяцы, водород обозначен как главный драйвер экономического роста для преодоления рецессии, вызванной COVID-19.

Читать еще:  12-ка самых быстрых суперкаров прошлых годов

Водород станет основным товаром для успешного энергетического перехода, считают специалисты федерального министерства экономики и энергетики Германии. Этот перспективный источник энергии внесет важный вклад в достижение климатических целей во всем мире. ФРГ будет играть здесь новаторскую роль, как это было 20 лет назад, когда в стране начали пропагандировать использование возобновляемых источников энергии, как альтернативу традиционной нефтяной промышленности.

  • О ТЭК
  • Продукты и услуги
  • Мероприятия
  • О нас
  • Контакты

Частичная или полная перепечатка материалов возможна только с письменного разрешения
ЦДУ ТЭК – филиал ФГБУ «РЭА» Минэнерго России
Все права защищены и охраняются законом. © 2002-2021 ФГБУ «РЭА» Минэнерго
(ЦДУ ТЭК – филиал ФГБУ «РЭА» Минэнерго России) +7 (495) 950-86-09

Украинский водород для Европы: видение будущего или мыльный пузырь?

Операторы украинских газопроводов, которые вскоре могут потерять транзит российского газа, вынашивают планы транспортировать водород. Каковы шансы Украины стать крупным экспортером «зеленого» топлива?

Пока политики спорят, нужен ли Германии только что достроенный газопровод «Северный поток — 2», немецкие операторы газовых сетей уже готовятся к завершению газовой эры. К 2040 году, согласно стратегии, представленной в этом году объединением 23 ведущих компаний Европы в сфере энергетической инфраструктуры, на континенте должна появиться сеть водородных трубопроводов. Частью этих планов является и Украина.

Центральноевропейский водородный коридор

23 сентября Оператор газотранспортной системы Украины (ОГТСУ), а также транспортеры газа из Германии (OGE), Чехии (NET4GAS) и Словакии (EUSTREAM) объявили о планах создать Центральноевропейский водородный коридор, который соединит Украину и юг Германии. Согласно экспертным прогнозам, Германия через несколько десятилетий станет главным рынком «зеленого» водорода в Европе. Речь идет об экологически чистом топливе, полученном путем электролиза воды с применением электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников. Внутреннее производство «зеленого» водорода в Германии сможет покрыть лишь треть спроса в 2045 году, прогнозирует, в частности, берлинский Фонд климатической нейтральности (Stiftung Klimaneutralität). Остальное придется импортировать. Участники нового трубопроводного консорциума надеются, что одним из главных поставщиков станет Украина.

Переход именно на «зеленый» водород необходим для реализации стратегии Европейского Союза, предусматривающей полный отказ от ископаемых видов топлива к 2050 году. «Чтобы перейти на водород к 2040 или 2050 году, нужно начинать подготовку инфраструктуры уже сегодня», — отметил в интервью DW директор баварского оператора газовых сетей Bayernets GmbH Рихард Унтерзеер (Richard Unterseer). Его компания присоединилась к консорциуму, чтобы после завершения эпохи природного газа гарантировать обеспечение украинским водородом — прежде всего, промышленных центров на юго-востоке Баварии.

Консорциум поставил себе цель начать промышленные поставки водорода из Украины в Германию и другие страны Центральной Европы уже с 2030 года. А поставляться топливо должно по трубопроводам, которые вскоре могут оказаться частично или полностью ненужными из-за сокращения транзита российского газа по территории Украины и Словакии.

Подходят ли для водорода существующие газопроводы?

До недавнего времени в экспертных кругах высказывались сомнения, что удастся использовать стальные трубы магистральных газопроводов для транспортировки водорода. Рихард Унтерзеер этого скепсиса не разделяет. По его словам, все обычные стальные трубы в европейских газопроводах можно использовать для транспортировки водорода. «Сети можно переоборудовать. Только использовать их можно будет не под максимальным давлением. Давление придется снизить. Проблема в том, что от перепадов давления сталь может быть повреждена. Если снизить давление, это поможет избежать значительных перепадов», — объясняет менеджер оператора баварских газовых сетей.

По словам Унтерзеера, переоборудование существующих сетей, впрочем, будет удовольствием недешевым. Придется заново оборудовать насосные станции, построить новые компрессорные станции и частично заменить арматуру.

Переоборудование газотранспортных сетей под водород обойдется недешево

Строительство водородной инфраструктуры — не за горами

Bayernets планирует уже через 3-4 года перевести с природного газа на водород первый участок в своей сети газопроводов. Начало будет скромным: будут переоборудованы сначала 14 километров газопровода из в общей сложности более 1600 километров, которые находятся в управлении баварской компании. Речь идет о нити, которая соединит завод по производству водорода и промышленный кластер вблизи города Бургхаузен. «Это будет моментом зарождения будущего водородного трубопровода из Украины через Словакию и Австрию в Баварию. Бургхаузен является частью «баварского химического треугольника» — это третий по величине промышленный парк Германии. Ему нужен водород, чтобы этот промышленный центр существовал и в дальнейшем», — отмечает Рихард Унтерзеер.

Первые результаты научных исследований пригодности стальных газовых труб для водорода, на которые ссылается Унтерзеер, являются лишь предварительными. Они, как отмечается на странице Немецкого профессионального объединения газа и водорода (DVGW), проводились в статических лабораторных условиях, а для более точных результатов нужны испытания на практике. Первый исследовательский проект в практических условиях совсем недавно был одобрен Федеральным министерством образования и науки. Как сообщили DW в ведомстве, результатов практических испытаний ожидают через четыре года.

Сколько будет стоить водород, и где его столько взять?

Килограмм водорода в Германии сейчас стоит 4-6 евро. Это в два-три раза дороже, чем нынешняя стоимость газа в пересчете на содержание энергии на кубометр, подсчитал Рихард Унтерзеер. А к этому следует добавить еще и 21 цент за килограмм на тысячу километров транспортных расходов, как подсчитали авторы нынешнего экспертного отчета Extending the European Hydrogen Backbone.

Надежды на рентабельность торговли водородом базируются на оптимистичных прогнозах представителей водородной отрасли, согласно которым цена этого топлива благодаря повышению эффективности производства через несколько десятилетий упадет до уровня в 1-2 евро за килограмм. «Да, это топливо будет дороже, чем газ сейчас. Но дешевле, чем будет стоить газ в будущем, с учетом налогов на выбросы углерода и других сборов», — объясняет Рихард Унтерзеер.

Скромные мегаватты из возобновляемых источников

Каковы расчеты себестоимости производства «зеленого» водорода в Украине, неизвестно. «Это коммерческая тайна», — отметил в беседе с DW заместитель генерального директора львовской компании «Эко-Оптима» Степан Козицкий. Как участник нового «водородного» консорциума эта компания в будущем должна стать поставщицей «зеленого» водорода в страны Центральной Европы. «Мы планируем построить производственные мощности на 100 мегаватт электролиза. Для этого нам нужно 300 миллионов евро инвестиций. Надеемся найти эти средства в европейских банках и учреждениях с помощью партнеров по консорциуму», — рассказывает Козицкий.

Треть инвестиций должна пойти на развитие мощностей «Эко-Оптимы» по производству электроэнергии из возобновляемых источников. Пока у компании нет даже достаточных энергомощностей для анонсированных 100 мегаватт электролиза. Для этого нужно 300 мегаватт «зеленой» электроэнергии, а суммарная мощность солнечных и ветровых электростанций «Эко-Оптимы» во Львовской и Ивано-Франковской областях составляет 160 мегаватт.

Водород не спасет «Трансгаз»

Если смотреть на это в масштабах Центральноевропейского водородного коридора и его потенциальных мощностей после вероятной потери транзита российского газа, то это — капля в море. По подсчетам эксперта брюссельского аналитического центра Bruegel Георга Цахмана (Georg Zachmann), чтобы заполнить украинско-словацкую ветку трубопровода «Трансгаз» водородом на экспорт Украине нужно создать мощности по производству этого топлива в 35 гигаватт. А это в 350 раз больше, чем планирует производить «Эко-Оптима».

Кроме того, чтобы наполнить «Трансгаз» водородом, нужно 100 гигаватт мощностей по производству «зеленой» энергии, подсчитал Цахман. Сейчас, по данным Госэнергоэффективности, все «зеленые» электростанции в Украине имеют мощность лишь в 13 гигаватт, а национальная стратегия развития возобновляемой энергетики предусматривает, что к 2035 году эти мощности вырастут лишь до 22 гигаватт.

Георг Цахман в беседе с DW признался, что в ближайшем будущем не видит экономической целесообразности масштабных инвестиций в переоборудование магистральных газопроводов под водород, ведь это топливо в Украине будет дороже, чем в Германии. «В Украине дороже устанавливать ветровые электростанции, ведь инвесторам приходится брать дорогие кредиты. Здесь больше проблем с коррупцией, а также правовая неопределенность. По той же причине в Украине будет дороже строить установки для электролиза, а затем водород еще надо будет транспортировать через несколько стран», — отмечает эксперт.

Ветряки в Одесской области Украины

Брюссельский аналитик убежден, что более рационально будет экспортировать в Евросоюз украинскую «зеленую» электроэнергию, которой в Германии может не хватить для производства водорода. Так что лучше бы европейские партнеры сконцентрировались на поддержке развития «зеленой» энергетики в Украине, считает Цахман. «Нужны кредиты для новых станций, кредиты на создание маневренных мощностей в украинской энергосистеме, в частности, за счет модернизации гидроэлектростанций. Надо также поддержать Украину на пути интеграции в европейские энергосети», — отмечает эксперт.

Однако главное, полагает Георг Цахман — привязать помощь ЕС к реформе регулирования украинского энергосектора. «Иначе это выброшенные деньги», — констатирует аналитик. По его словам, нет смысла вкладывать деньги в энергосистему в нынешнем виде, когда из нее исчезают деньги — из-за завышенной стоимости тепловой энергии, из-за завышенных тарифов на услуги распределительных сетей и заниженных тарифов для потребителей.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Электростанция из аккумуляторов

Как хранить в промышленных масштабах излишки электроэнергии, выработанной ветрогенераторами и солнечными панелями? Соединить как можно больше аккумуляторов! В Германии эту технологию с 2014 года отрабатывают в институте общества Фраунгофера в Магдебурге (фото). По соседству, в Шверине, тогда же заработала крупнейшая в Европе коммерческая аккумуляторная электростанция фирмы WEMAG мощностью 10 МВт.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Большие батареи на маленьком острове

Крупнейшие аккумуляторные электростанции действуют в США и странах Азии. А на карибском острове Синт-Эстатиус (Нидерландские Антилы) с помощью этой технологии резко снизили завоз топлива для дизельных электрогенераторов. Днем местных жителей, их около 4 тысяч, электричеством с 2016 года снабжает солнечная электростанция, а вечером и ночью — ее аккумуляторы, установленные фирмой из ФРГ.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Главное — хорошие насосы

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) — старейшая и хорошо отработанная технология хранения электроэнергии. Когда она в избытке, электронасосы перекачивают воду из нижнего водоема в верхний. Когда она нужна, вода сбрасывается вниз и приводит в действие гидрогенератор. Однако далеко не везде можно найти подходящий водоем и нужный перепад высот. В Хердеке в Рурской области условия подходящие.

Читать еще:  Как держать кузов авто постоянно чистым?

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Место хранения — норвежские фьорды

Оптимальные природные условия для ГАЭС — в норвежских фьордах. Поэтому по такому кабелю с 2020 года подводная высоковольтная линия электропередачи NordLink длиной в 623 километра и мощностью в 1400 МВт будет перебрасывать излишки электроэнергии из ветропарков Северной Германии, где совершенно плоский рельеф, на скалистое побережье Норвегии. И там они будут храниться до востребования.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Электроэнергия превращается в газ

Избытки электроэнергии можно хранить в виде газа. Методом электролиза из обычной воды выделяется водород, который с помощью СО2 превращается в метан. Его закачивают в газохранилища или на месте используют для заправки автомобилей. Идея технологии Power-to-Gas родилась в 2008 году в ФРГ, сейчас здесь около 30 опытно-промышленных установок. На снимке — пилотный проект в Рапперсвиле (Швейцария).

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Водород в сжиженном виде

Идея Power-to-Gas дала толчок разработкам в разных направлениях. Зачем, к примеру, превращать в метан полученный благодаря электролизу водород? Он и сам по себе отличное топливо! Но как транспортировать этот быстро воспламеняющийся газ? Ученые университета Эрлангена-Нюрнберга и фирма Hydrogenious Technologies разработали технологию его безопасной перевозки в цистернах с органической жидкостью.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

В чем тут соль?

Соль тут в тех круглых резервуарах, которые установлены посреди солнечной электростанции на краю Сахары близ города Уарзазат в Марокко. Хранящаяся в них расплавленная соль выступает в роли аккумуляторной системы. Днем ее нагревают, а ночью используют накопленное тепло для производства водяного пара, подаваемого в турбину для производства электричества.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Каверна в роли подземной батарейки

На северо-западе Германии много каверн — пещер в соляных пластах. Одну из них энергетическая компания EWE и ученые университета Йены превратили в полигон для испытания технологии хранения электроэнергии в соляном растворе, обогащенном особыми полимерами, которые значительно повышают эффективность химических процессов. По сути дела, речь идет о попытке создать гигантскую подземную батарейку.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Крупнейший «кипятильник» Европы

Человечество давно уже использует тепло для производства электроэнергии. Возобновляемая энергетика поставила задачу, наоборот, превращать электричество, в том числе и избыточное, в тепло (Power-to-Heat). Строительство в Берлине крупнейшего «кипятильника» Европы мощностью 120 МВт для отопления 30 тысяч домашних хозяйств компания Vattenfall намерена завершить к концу 2019 года.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Накопители энергии на четырех колесах

Когда по дорогам мира будут бегать миллионы электромобилей с мощными аккумуляторными батареями, они превратятся в еще один крупный накопитель энергии из возобновляемых источников. Этому поспособствуют умные сети энергоснабжения (Smart grid): они будут стимулировать подзарядку по низким ценам в моменты избытка электричества. (На фото — заправка для электромобилей в Китае).

Водородный поезд Siemens и Deutsche Bahn: ставка на электролиз и зеленый H2

Уже в трех регионах Германии будет железнодорожный транспорт на водороде. Цель — замена дизельных локомотивов на неэлектрифицированных участках. У Alstom ФРГ заказала 41 поезд.

Создать работающий на водороде экологичный региональный поезд, обеспечить ему инфраструктуру — производство зеленого H2 путем электролиза и мобильную заправку — и в течение 2024 года испытывать всю эту технику в реальных условиях. Такова суть совместного проекта технологического холдинга Siemens и государственного железнодорожного концерна Deutsche Bahn, о котором эти две немецкие компании объявили 23 ноября, подчеркнув, что вступают тем самым в водородную эру. (Вступают, надо сказать, существенно позднее конкурентов, но об этом — чуть ниже).

Непосредственная задача проекта — отработать механизм замены дизельных локомотивов, используемых в Германии на неэлектрифицированных железнодорожных участках и выбрасывающих в атмосферу значительные объемы CO2, на водородные поезда, выделяющие всего лишь водяной пар. Так что конечная цель — выполнение требований Парижского соглашения по климату.

Siemens Mireo Plus H — водородный вариант поезда нового поколения

«Этот проект является для нас большим шагом в направлении защиты окружающей среды и зеленой мобильности — мобильности завтрашнего дня», — отметил в беседе с DW Эльмар Цайлер (Elmar Zeiler), возглавляющий в компании Siemens Mobility подразделение пригородных и региональных поездов.

В ФРГ именно в этом сегменте рынка пассажирских железнодорожных перевозок и собираются внедрять H2-технологии. «В Германии водородные поезда будут использоваться в региональном сообщении, поскольку маршруты поездов дальнего следования полностью электрифицированы, — подчеркнул Эльмар Цайлер. — В других странах это не всегда так, поэтому там такие поезда можно будет эксплуатировать и на дальних дистанциях. У нашего Mireo Plus H дальность пробега составит 600 километров».

Электропоезда нового поколения Siemens Mireo приняли первых пассажиров в июне 2020 года

Водородный поезд Siemens будет создан на платформе Mireo. Это — новое поколение электропоездов концерна, первые экземпляры были сданы в эксплуатацию летом 2020 года, они идут на смену модели Desiro, хорошо известной в России под названием «Ласточка».

«Mireo — новейший поезд, всецело нацеленный на энергоэффективность и низкую стоимость жизненного цикла», — указал собеседник DW. Он заверил, что водородный вариант, который получит приставку Plus H, будет отличаться высоким КПД и сможет развивать скорость до 160 км/ч, а новая, инновационная технология обеспечит заправку всего за 15 минут — примерно столько же требуется и дизельному тепловозу.

Производство зеленого водорода с помощью зеленого электричества

Обеспечивать заправку, а также производство водорода, причем исключительно зеленого, получаемого без выделения CO2, в проекте будет Deutsche Bahn (DB). Это может показаться несколько неожиданным для железнодорожной компании, однако профессор Сабина Йешке (Sabina Jeschke), отвечающая в ее правлении за цифровизацию и технику, подчеркнула в заявлении для прессы: «Этим проектом мы в очередной раз доказываем, что Deutsche Bahn занимается не только мобильностью, но является и технологическим концерном».

Подразделение концерна DB Energie будет использовать электроэнергию из возобновляемых источников, чтобы методом электролиза производить H2 из обычной воды. Хранить сжатый в компрессоре и охлажденный водород будут в газовозе (единственный неэкологичный элемент в этой цепочке), который собираются использовать не только для заправки поезда, но и для возможных других проектов.

Все это будет происходить в университетском городе Тюбингене в федеральной земле Баден-Вюртемберг на юго-западе ФРГ. Отсюда экспериментальному поезду Mireo Plus H предстоит обслуживать региональный маршрут в Хорб и Пфорцхайм, проходящий по весьма холмистой, а потому плохо электрифицированной местности. Всего запланирован пробег примерно в 120 000 километров.

Alstom получил в ФРГ 41 заказ на поезд Coradia iLint

Так что в 2024 году Баден-Вюртемберг станет уже третьей федеральной землей Германии, в которой пассажиры будут ездить на водородных поездах. Но при этом будет существенно отставать от двух других регионов — точно так же, как Siemens в данной рыночной нише будет серьезно отставать от своего французского конкурента Alstom. Ведь тот еще два года назад начал эксперимент, к которому немецкий холдинг собирается готовиться ближайшие три года.

Первый в мире водородный поезд Coradia iLint фирмы Alstom в Нижней Саксонии

Первый в мире поезд на водородных топливных элементах Coradia iLint производства Alstom начал регулярно возить пассажиров между городами Бремерфёрде, Куксхафен, Бремерхафен и Букстехуде в федеральной земле Нижняя Саксония на северо-западе ФРГ еще в сентябре 2018 года. Точнее говоря, там было даже два предсерийных поезда, развивавших скорость в 140 км/ч, заправлявшихся за 15 минут и проехавших за полтора года в общей сложности свыше 180 000 километров.

После этого региональная железнодорожная компания заказала сразу 14 теперь уже серийных водородных поездов, которые Alstom будет выпускать на своем заводе в немецком Зальцгиттере и начнет поставлять с 2022 года. Тем не мене Нижняя Саксония не сможет претендовать на мировое лидерство в деле внедрения рельсового транспорта с H2-технологиями.

Ее обошла федеральная земля Гессен, где региональная компания общественного транспорта RMV под впечатлением удачного эксперимента на севере ФРГ не стала тратить время на пилотные проекты и сразу заказала Alstom 27 водородных поездов, которые планируется сдать в эксплуатацию к концу 2022 года.

Водородные заправки в химическом индустриальном парке Hoechst

Им предстоит заменить дизельные локомотивы, обслуживающие в настоящее время, в частности, региональные маршруты из Франкфурта-на-Майне в города горного массива Таунус. Заправляться эти поезда будут на территории индустриального парка Hoechst — одного из центров химической промышленности Германии, где водород получают в ходе различных индустриальных процессов. Поэтому здесь еще в 2006 году начала работать водородная заправка для легковых автомобилей.

Церемония начала строительства заправки для водородных поездов в индустриальном парке Höchst

А 26 октября 2020 года здесь торжественно дали старт строительству заправочной станции для будущих водородных поездов, которая должна вступить в строй в декабре 2022 года. «Я чрезвычайно рад, что мы укладываемся в бюджет и временной план, предусмотренные для этого гигантского проекта», — заявил Кнут Рингат (Knut Ringat), генеральный директор компании RMV, которая вложила в покупку водородных поездов и создание инфраструктуры для них 500 миллионов евро.

Вполне возможно, что со временем и в других регионах ФРГ захотят перейти на Alstom Coradia iLint, а в перспективе и на Siemens Mireo Plus H, ведь примерно 39% железнодорожных путей в Германии остаются неэлектрифицированными — это около 13 000 километров. Пока же французская компания тестирует продукцию своего немецкого завода в Австрии — трехмесячные пробные пассажирские перевозки завершаться как раз в конце ноября. После этого следующим покупателем водородных поездов может оказаться австрийская государственная железнодорожная компания ÖBB.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Электростанция из аккумуляторов

Как хранить в промышленных масштабах излишки электроэнергии, выработанной ветрогенераторами и солнечными панелями? Соединить как можно больше аккумуляторов! В Германии эту технологию с 2014 года отрабатывают в институте общества Фраунгофера в Магдебурге (фото). По соседству, в Шверине, тогда же заработала крупнейшая в Европе коммерческая аккумуляторная электростанция фирмы WEMAG мощностью 10 МВт.

Читать еще:  Как оформить дтп без гибдд?

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Большие батареи на маленьком острове

Крупнейшие аккумуляторные электростанции действуют в США и странах Азии. А на карибском острове Синт-Эстатиус (Нидерландские Антилы) с помощью этой технологии резко снизили завоз топлива для дизельных электрогенераторов. Днем местных жителей, их около 4 тысяч, электричеством с 2016 года снабжает солнечная электростанция, а вечером и ночью — ее аккумуляторы, установленные фирмой из ФРГ.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Главное — хорошие насосы

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) — старейшая и хорошо отработанная технология хранения электроэнергии. Когда она в избытке, электронасосы перекачивают воду из нижнего водоема в верхний. Когда она нужна, вода сбрасывается вниз и приводит в действие гидрогенератор. Однако далеко не везде можно найти подходящий водоем и нужный перепад высот. В Хердеке в Рурской области условия подходящие.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Место хранения — норвежские фьорды

Оптимальные природные условия для ГАЭС — в норвежских фьордах. Поэтому по такому кабелю с 2020 года подводная высоковольтная линия электропередачи NordLink длиной в 623 километра и мощностью в 1400 МВт будет перебрасывать излишки электроэнергии из ветропарков Северной Германии, где совершенно плоский рельеф, на скалистое побережье Норвегии. И там они будут храниться до востребования.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Электроэнергия превращается в газ

Избытки электроэнергии можно хранить в виде газа. Методом электролиза из обычной воды выделяется водород, который с помощью СО2 превращается в метан. Его закачивают в газохранилища или на месте используют для заправки автомобилей. Идея технологии Power-to-Gas родилась в 2008 году в ФРГ, сейчас здесь около 30 опытно-промышленных установок. На снимке — пилотный проект в Рапперсвиле (Швейцария).

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Водород в сжиженном виде

Идея Power-to-Gas дала толчок разработкам в разных направлениях. Зачем, к примеру, превращать в метан полученный благодаря электролизу водород? Он и сам по себе отличное топливо! Но как транспортировать этот быстро воспламеняющийся газ? Ученые университета Эрлангена-Нюрнберга и фирма Hydrogenious Technologies разработали технологию его безопасной перевозки в цистернах с органической жидкостью.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

В чем тут соль?

Соль тут в тех круглых резервуарах, которые установлены посреди солнечной электростанции на краю Сахары близ города Уарзазат в Марокко. Хранящаяся в них расплавленная соль выступает в роли аккумуляторной системы. Днем ее нагревают, а ночью используют накопленное тепло для производства водяного пара, подаваемого в турбину для производства электричества.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Каверна в роли подземной батарейки

На северо-западе Германии много каверн — пещер в соляных пластах. Одну из них энергетическая компания EWE и ученые университета Йены превратили в полигон для испытания технологии хранения электроэнергии в соляном растворе, обогащенном особыми полимерами, которые значительно повышают эффективность химических процессов. По сути дела, речь идет о попытке создать гигантскую подземную батарейку.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Крупнейший «кипятильник» Европы

Человечество давно уже использует тепло для производства электроэнергии. Возобновляемая энергетика поставила задачу, наоборот, превращать электричество, в том числе и избыточное, в тепло (Power-to-Heat). Строительство в Берлине крупнейшего «кипятильника» Европы мощностью 120 МВт для отопления 30 тысяч домашних хозяйств компания Vattenfall намерена завершить к концу 2019 года.

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Накопители энергии на четырех колесах

Когда по дорогам мира будут бегать миллионы электромобилей с мощными аккумуляторными батареями, они превратятся в еще один крупный накопитель энергии из возобновляемых источников. Этому поспособствуют умные сети энергоснабжения (Smart grid): они будут стимулировать подзарядку по низким ценам в моменты избытка электричества. (На фото — заправка для электромобилей в Китае).

Водородную технику для транспорта будут создавать в ФРГ 4 новых центра

На разработку H2-технологий для автомобилей, поездов, судов и самолетов правительство Германии выделило 290 млн евро. Берлин сочетает поддержку инноваций с развитием регионов.

© picture-alliance/dpa/S. Kahnert Provided by Deutsche Welle

Германия сделала новый важный шаг на пути к объявленной цели стать одним их мировых лидеров водородной экономики. Правительство ФРГ выделило 290 млн евро на создание и финансирование до 2024 года четырех инновационно-технологических центров (ITZ), которые займутся разработкой водородных технологий для транспортной сферы: легковых и грузовых автомобилей, поездов, речных и морских судов, самолетов.

«Эти центры будут учитывать различные потребности промышленности и сосредоточатся на разных задачах», — пояснил министр транспорта и цифровой инфраструктуры ФРГ (BMVI) Андреас Шойер (Andreas Scheuer), объявляя 2 сентября в Берлине об окончательных результатах тендера на получение федеральных субсидий для осуществления научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области водорода (H2). На конкурс были представлены 15 заявок со всей ФРГ.

Модельный H2-регион в Баварии: «зеленый» водород для автотранспорта

Стремясь совместить решение задач как инновационной, так и региональной политики, министерство решило распределить бюджетные средства между Западной, Восточной, Северной и Южной Германией, направив средства преимущественно в средние и даже небольшие города.

© Joerg Boethling/imago images Гамбург: благодаря обилию ветровой энергии много опыта с электролизёрами накоплено на севере ФРГ

Так, один из четырех центров, южный, разместится в городке Пфаффенхаузене, насчитывающим всего около 5 тысяч жителей. Но именно сюда будет направлена львиная доля выделенных средств — до 100 млн евро. Ведь именно в этой части Баварии к северо-востоку от Мюнхена в конце 2019 года был дан старт проекту HyBayern, цель которого — создать модельный регион по производству и использованию «зеленого» водорода.

Для этого будет построена установка для получения H2 путем электролиза воды. Этот электролизёр будет использовать «зеленую» электроэнергию действующих гидро- и солнечной электростанций. Полученным водородом будут снабжаться три запланированные в регионе заправочные станции. Они будут обслуживать те 140 водородных транспортных средств, которыми намечено оснастить в рамках проекта местные коммунальные и частные предприятия. Это около 30 автобусов, примерно столько же легковых автомобилей, несколько грузовиков и порядка 70 автопогрузчиков и тракторов.

© ESWE Verkehr Не только Бавария: водородный автобус в городе Висбадене, земля Гессен

Так что основной специализацией нового инновационно-технологического центра в Пфаффенхаузене станет разработка водородных решений для легковых автомобилей, грузовиков и автобусов. Тем более, что отсюда менее ста километров до Мюнхена, где расположены штаб-квартиры и головные заводы автоконцерна BMW и производителя грузовиков и автобусов MAN (входит в концерн Traton, принадлежащий группе Volkswagen). Обе компании активно переходят сейчас на электромобили, но не исключают выпуск машин, работающих на водороде.

Дуйсбург: водородный центр для Рурской области

Другой специализацией баварского центра, указывает министерство, станет создание компонентов и технологий для самолетостроения, в том числе для легких летательных аппаратов. Ведь в Баварии сейчас бурно развивается аэрокосмическая отрасль.

© Christoph Schmidt/dpa/picture alliance Легкий водородный самолет HY4 фирма H2Fly создала в Штутгарте, земля Баден-Вюртемберг

На западе Германии новый центр разместится в Дуйсбурге. В этом городе на Рейне с полумиллионным населением находится крупнейший в Европе речной порт, так что одним из направлений научных и конструкторских работ станет обслуживание судоходства и, возможно, судостроения. Но здесь будут заниматься также поиском технологических решений для железнодорожных и автомобильных грузовых перевозок, ведь рядом находятся Рурская область, один из основных промышленных регионов ФРГ, и город-миллионник Кёльн — важнейший транспортный узел.

«Более 100 предприятий, научных учреждений и деловых объединений подтвердили свое намерение сотрудничать с центром в Дуйсбурге», — сообщил премьер-министр федеральной земли Северный Рейн — Вестфалия (и кандидат в канцлеры ФРГ) Армин Лашет (Armin Laschet). В дополнение к 60 млн евро федеральных субсидий земельное правительство поддержит первые шаги по созданию центра суммой в 1,6 млн евро, а в перспективе, до 2025 года, может выделить до 50 млн евро.

Промышленный Хемниц займется локомотивами на водороде

© picture-alliance/dpa/J. Woitas Бак с водородом в лаборатории Технического университета Хемница

На востоке страны, в федеральной земле Саксония на территории бывшей ГДР , водородный инновационно-технологический центр разместится в Хемнице (население: четверть миллиона человек) по соседству с Техническим университетом (TU Chemnitz) и двумя институтами прикладных исследований Общества имени Фраунгофера (Fraunhofer Gesellschaft), один из которых, к примеру, работает в области станкостроения.

Саксонский центр тоже получит из Берлина 60 млн евро, а его специализацией станет, в частности, железнодорожный транспорт — локомотивы и трамваи, а также грузовики, строительные и сельскохозяйственные машины.

Гамбург и его соседи: водородные решения для судоходства и авиации

© Faun Серийное производство водородных мусоровозов на заводе фирмы Faun близ Бремена

Четвертый, северный центр станет скорее кластером, поскольку он разместится не в одном, а сразу в трех точках: в Гамбурге (1,8 млн человек), Бремене/Бремерхафене (570 000/114 000) и Штаде (48 000). Вполне естественно, что здесь, в этих ганзейских портовых городах на берегу Северного моря, одним из основных направлений предстоящих исследований станет морское судоходство.

Однако в этом регионе сосредоточены также предприятия немецкой аэрокосмической отрасли, принадлежащие, в частности, европейскому концерну Airbus. Поэтому другой специализацией северного кластера станет авиастроение. К тому же именно в этом регионе еще в 2018 году впервые в мире стали тестировать две водородные электрички, после чего региональная железнодорожная компания заказала 14 таких поездов, которые начнут поступать в конце 2022 года. Теперь на повестке — использование H2 для грузовых железнодорожных перевозок.

© picture-alliance/dpa/M. Wittwer Водородная электричка Coradia iLint компании Alstom прошла успешные испытания в 2018-2019 годах

«На воде, при грузовых перевозках на суше и в авиации водород может заменить ископаемые энергоносители и тем самым сделать логистику более щадящей для климата», — заявил Первый бургомистр Гамбурга Петер Ченчер (Peter Tschentscher). В то же время он выразил уверенность, что научными разработками нового центра наверняка смогут воспользоваться не только крупные компании: «Он поддержит водородные проекты стартапов, а также малых и средних предприятий».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector