Проблемы рационального
природопользования и экологической безопасности привлекают все большее внимание
населения планеты. Одним из решений улучшения экологической обстановки является
переход к альтернативной, низкоуглеродной энергетике, обеспечивающей снижение
выбросов диоксида углерода в атмосферу Земли и сохранение природных ресурсов
углеводородов. Разработка и создание новых экономичных и экологически чистых
технологий производства и потребления электрической энергии, получения чистого
водорода, вопросы малой и распределенной энергетики обсуждались на научных
мероприятиях, проходивших в Черноголовке с 18-го по 21-е сентября 2023 года на
базе Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института физики
твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН).
Мероприятия включали в себя Деcятую Всероссийскую конференцию с международным
участием «Топливные элементы и энергоустановки на их основе» и Седьмую школу
молодых ученых «Современные аспекты высокоэффективных топливных и электролизных
элементов». Официальным спонсором и одним из самых представительных участников
Конференции традиционно выступила компания АО «ТВЭЛ» (ГК «Росатом»).
В докладах постоянных
участников данных мероприятий прослеживалась возрастающая актуальность тематики,
а также повышение уровня научных результатов и разработок. Открывший научную
программу Конференции доклад вице-президента по водородной энергетике АО «Русатом
Оверсиз» (ГК «Росатом») Антона Москвина содержал информацию о новых
отечественных разработках в области водородной энергетики. В том числе в
докладе сообщалось об успешных испытаниях опытного образца электролизной
установки по получению водорода производительностью 50 Нм3/ч,
изготовленного специалистами ООО «НПО «Центротех». Опытный образец
основан на уникальной российской технологии, сочетающей преимущества двух
наиболее распространенных промышленных методов электролиза воды – щелочной
проточной технологии и электролиза на основе протонообменной мембраны. Также в
докладе были представлены транспортные пилотные проекты для отдаленных регионов
России, основанные на водородных технологиях.
Председатель
организационного комитета Конференции, главный научный сотрудник ИФТТ РАН,
доктор физико-математических наук Сергей Бредихин представил результаты работы
сотрудников Института за год, прошедший от предыдущей Конференции. В качестве
основных достижений им были отмечены внедрение на АО «НЕВЗ-Керамикс»
технологии производства мембран анионного проводника с разработкой и двухсторонним
подписанием технических условий, разработка стенда для проведения испытаний
батарей твердооксидных электролизных элементов (ТОЭлЭ), импортозамещающие
решения по производству ферритной нержавеющей стали для изготовления элементов
корпуса батарей твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) и ТОЭлЭ, технология
изготовления токовых коллекторов и концевых пластин, разработанных совместно с АО «НПО ЦНИИТМАШ»
и ООО «РАСТР-Технология».
Руководитель
направления «Водородная энергетика и применение альтернативного топлива» в АО «Объединенная
двигателестроительная корпорация» (ГК «Ростех») Алексей Падучев отметил
необходимость перехода на экологически чистую энергетику, связанную с введением
трансграничного углеродного налога. В своем выступлении он рассказал о
разработках энергоустановок простого и гибридного цикла, работающих на ТОТЭ, их
преимуществах по сравнению с газопоршневыми установками и перспективах их
использования в области малой энергетики.
Тематика мероприятий охватывала
широкий круг вопросов разработки и создания новых твердооксидных топливных и
электролизных элементов (ТОТЭ и ТОЭлЭ) энергетических и электролизных установок
на их основе, возобновляемых источников энергии и катализаторов, экономической эффективности,
импортозамещению и импортоопережению. Опыт предыдущих Конференций
продемонстрировал эффективность совместного обсуждения научных задач и новых
разработок учеными, инженерами, сотрудниками государственных корпораций и частных
инжиниринговых компаний. В этом году программа Конференции собрала около 300
участников – ученых, исследователей, инженеров, представителей промышленности и
бизнеса, представляющих различные отрасли (энергетика, атомная промышленность, металлургия,
судостроение, транспортная и авиакосмическая отрасли), производителей
отечественного оборудования и поставщиков зарубежного оборудования для
обсуждения новых научных результатов и технических решений в области
альтернативной и водородной энергетики. К традиционно участвующим в работе Конференции
представителям предприятий, успешно реализующим совместные проекты с научными
организациями (ГК «Росатом»; АО «ТВЭЛ»; АО «ОДК»,
ГК «ЭФКО», ПАО «КАМАЗ»; ГК «ИнЭнерджи» и другие), присоединились
представители крупных производственных компаний, таких как АО «Завод
Марс», АО «ЭХЗ», АО «Инжиниринговый центр железнодорожного
транспорта» и так далее.
Впервые в рамках Конференции
была организована работа круглых столов: «Электролизные установки: технические
требования для различных областей применений, особенности эксплуатации и
сервиса», модераторы Константин Большаков (ООО «НПО «Центротех») и Федор Григорьев
(АО «Концерн Росэнергоатом») и «Энергоустановки на топливных элементах для
транспортных применений», модераторы Александр Стихин (ООО «НПО «Центротех»)
и Сергей Бредихин (ИФТТ РАН). В режиме свободной дискуссии участники
форума обсудили задачи развития водородной энергетики и озвучили планы по
разработке отечественных технологий в данной области до 2026 года. В ходе
обсуждения были подняты вопросы отечественного производства эффективных и
надежных энергоустановок на основе ТОТЭ, наличия комплектующих материалов с
необходимыми свойствами, создания конкурентноспособных технологий, позволяющих
достигать высоких характеристик установок, длительного ресурса работы и
приемлемую рыночную стоимость. Сравнивался опыт отечественного и зарубежного
производства электролизеров. Большой интерес участников круглого стола вызвал
доклад Владимира Емельянова («Яков и Партнеры») о перспективах российских
технологий в области альтернативной энергетики с точки зрения экономической
эффективности для конечного пользователя и возможности развития в условиях
ограничений. В частности, проведенные исследования показали, что экономические факторы,
экологичность и отсутствие движущихся элементов позволят технологии ТОТЭ стать
прорывным решением с промышленной нишей до 2030 года.
Особое внимание
участников Конференции было уделено результатам научных исследований. О новых катализаторах
структурированного типа рассказал Павел Снытников (ИК СО РАН), влияние
допирования на кристаллическую структуру и электропроводящие свойства материалов
изучалось в работах Александры Климовой (УрФУ имени первого Президента России
Б.Н. Ельцина) и Ольги Бервицкой (ВятГУ), высокотемпературные герметики
исследовались в работах Андрея Жигачева (ИФТТ РАН) и Наили Саетовой
(ВятГУ), новый тип протонообменной мембраны – бесфторной полинафтоиленимидной,
был представлен Ульяной Заворотной (ИОФ РАН). Значительный интерес
участников конференции вызвал доклад молодого ученого Элины Петуховой (ФИЦ ХФ и
МХ РАН), в котором рассказывалось о разработке ванадиевой проточной
редокс-батареи.
Основными
организаторами конференции стали ИФТТ РАН и МФТИ при поддержке Российского
научного фонда. Традиционно спонсорскую поддержку мероприятию оказали: АО «ТВЭЛ»
(ГК «Росатом»), ООО «Сигм плюс
инжиниринг», ООО «Комплект Снаб», НПК «Electrochemical Instruments» и
ООО «Бирюч» (ГК «ЭФКО»). Возросшее количество и расширение географии
участников очередной раз подтвердили актуальность тематики и высокий научный
уровень состоявшихся мероприятий. Проведение Одиннадцатой Всероссийской
конференции с международным участием «Топливные элементы и энергоустановки на
их основе» и Восьмой школы молодых ученых «Современные аспекты
высокоэффективных топливных и электролизных элементов» планируется в 2024 году.
