СОЗДАНИЕ СТЕНДОВОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ПРОИЗВОДСТВА, ХРАНЕНИЯ, УПАКОВКИ И

В РАЙОНЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ КОЛЬСКОЙ АЭС, С ЦЕЛЬЮ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ АТОМНО-ВОДОРОДНОЙ

ЭНЕРГЕТИКИ ГОСКОРПОРАЦИИ «РОСАТОМ»

Конев Юрий Николаевич
Руководитель проекта

Москва | 02 ноября 2020 года

целей по направлению «Водородная энергетика» требуют создания и промышленной отработки

сбытовой инфраструктуры, в т.ч. упаковку и транспортировку до потребителей

один из ключевых приоритетов работ Госкорпорации «Росатом» в сфере водородной

энергетики

Баллоны
Umatex (в перспективе)

В РАЙОНЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ КОЛЬСКОЙ АЭС
НА ЭТАПЕ 2021-2024 Г.
1
4
6
2
3
7
8
5
ПОТРЕБИТЕЛЬ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

транспортировке контейнеров:
- Росатомфлот
- Русатом карго
Криогенный контейнер для транспортировки жидкого водорода
Контейнеровоз

ледового класса

Протяженность: 10400 км
Время в пути: 19-20 суток
Схема производства-упаковки H2:
производительность до 900 тLH2/год

Центр компетенций ВЭ Кольской АЭС

Центр компетенций ВЭ ПАТЭС

сайта cleanenergypartnership.de
Создание инфраструктуры для экспорта водорода, сгенерированного электрическими мощностями АЭС,

его ожижение и транспортировка на ВЗС потребителя в Европе.

КОНЦЕПТ ПРОЕКТ ПОСТАВОК ВОДОРОДА: СМОЛЕНСКАЯ АЭС - ЕВРОПА

- ВЗС в эксплуатации
- Планируемые к сооружению

От ОДИЦ ИВЭ Кольской АЭС

От ОДИЦ ИВЭ Ленинградской АЭС

Танкер для транспортировки жидкого водорода

«В Германии в рамках создания общенациональной инфраструктуры H2, планируется к 2023 году увеличение числа водородных заправочных станций до 400 штук. Компания – генподрядчик строительства ВЗС в Германии H2 MOBILITY Deutschland GmbH & Co. KG.»

Расстояние Смоленск-Берлин: 1400 км
Стоимость наземной транспортировки криогенного контейнера : 2 $/км (1,8 евро/км)
Итого: 2800 $
Удельная стоимость наземной транспортировки криогенного контейнера: 1,5 $/кгLH2

РОСЭНЕРГОАТОМ»
Обоснование инвестиций (ОБИН) Стендового испытательного комплекса производства, хранения, упаковки и

транспортировки водорода в районе расположения Кольской АЭС: 1) Разработка концепции и технологическое проектирование стендового испытательного комплекса производства, хранения, упаковки и транспортировки водорода в районе расположения Кольской АЭС, в частности:
Разработка участка электролизного производства водорода;
Разработка участка ожижения водорода;
Разработка участка стационарного хранения и заправки жидкого водорода в транспортные контейнеры;
2) Проработка маркетинга и инфраструктуры сбыта водорода.
3) Разработка АСУ ТП установок и всего стендового испытательного комплекса
Разработка ТЗ на АСУ ТП установки генерации озона

МВТ, 400 НМ3/Ч
Щелочная матричная электролизная установка
Электролизер на основе протонообменной мембраны
Локальное

производство водорода стендового испытательного комплекса позволит организовать питание оборудования водородом, с целью его испытаний для определения оптимальных эксплуатационных параметров и реальных технико-эксплуатационных характеристик, а также позволит наработать необходимые компетенции и опыт эксплуатации для создания крупномасштабного производства водорода, его хранения, упаковки и транспортировки до потребителей

на Калининской АЭС:
30 Нм3/ч
ВЗС
Предполагаемое место ВЗС
Заправочный модуль ВЗС
+1,5 $/кг
Контейнер

хранения водорода
+1,5 $/кг

ВЗС при Калининской АЭС

Водород 350 бар

Перевозка персонала АЭС

Перевозка контейнера хранения водорода
+1 $/кг

Контейнер хранения водорода

Водород 400 бар

Водород 400 бар

ВЗС для Мосгортранса в г. Москва

Заправочный модуль ВЗС
+1,5 $/кг

Водород 350 бар

Потенциальный потребитель водорода
г. Москва
(Мосгоротранс)

Генерация водорода на существующих ЭУ Калининской АЭС:
30 Нм3/ч

ВОДОРОДА ПРИВЕДЕТ К СНИЖЕНИЮ СЕБЕСТОИМОСТИ ВОДОРОДА ДО 20%
Технологическая схема ВТУ

без ВКПГ

Африканда-2

6 МВт

2 МВт

1 МВт

4 МВт

ВОДОРОДА
НИОКР на тему «Разработка научно-технических решений по адаптации технологии

и созданию лабораторного образца модульной установки ожижения водорода с замкнутым контуром предварительного охлаждения на смесевом хладагенте для систем хранения, упаковки и транспортировки товарного водорода»: 1) Разработка технологии ожижения водорода с замкнутым контуром предварительного охлаждения на смесевом хладагенте
Разработка 3D модели установки ожижения водорода
Разработка технологической модели процесса ожижения водорода в ASPEN Hysys
Разработка электронного макета установки ожижения водорода в среде моделирования цифрового двойника

водорода в промышленных масштабах, в связи с чем большую долю

стоимости водорода будут составлять затраты на его транспортировку до потребителя. При аналитическом рассмотрении вариантов транспортировки сделан вывод, что наиболее эффективным способом транспортировки водорода на расстояния более 400 км и в объемах более 1000 кг является ожижение.

НЕ БОЛЕЕ 400 КМ

НЕ БОЛЕЕ 800 КМ

НЕ БОЛЕЕ 1 МЕСЯЦА ТРАНСПОРТИРОВКИ

СРЕДНИЕ И ДАЛЬНИЕ РАССТОЯНИЯ ЗАРУБЕЖНЫМ ПОТРЕБИТЕЛЯМ МОРСКИМ И НАЗЕМНЫМ ТРАНСПОРТОМ
*ТКП

от заводов изготовителей

Технико-экономические характеристики:
Производительность 3000 кгLH2/сут (1400 Нм3/час, 125 кгLH2/ч)
Удельное энергопотребление на ожижение, не более 15 кВтч/кгLH2, (полная мощность 1,8 МВт)
САРЕХ 2,5 $/кгLH2

СУТЬ РЕШЕНИЙ: Наиболее эффективным способом транспортировки водорода на средние и дальние расстояния, В УСЛОВИЯХ НИЗКОГО ПРОНИКНОВЕНИЯ НА РЫНОК И НЕСТАБИЛЬНОЙ РЕГУЛЯРНОСТИ ПОСТАВОК, является ожижение водорода и его транспортировка в криогенных танк-контейнерах до потребителя.
В России отсутствуют собственные технические решения способные обеспечить конкурентоспособную стоимость процесса упаковки водорода посредством его криогенного ожижения. С целью повышения энергоэффективности технологии ожижения водорода с уровнем потребления не более 15 кВт/кгLH2, а также снижения удельной капиталоемкости установки ожижения до уровня 2,5 $/кгLH2 предлагается создание установки ожижения водорода с контуром предварительного охлаждения на смешанном хладагенте, с низким давлением нагнетания в гелиевых циклах.

установки ожижения водорода производительностью 3 тLH2/сут, установлены:
Удельное энергопотребление на ожижение

водорода, не более 15 кВтч/кгLH2
Удельная себестоимость ожижения одного килограмма водорода (САРЕХ), не более 2,5 долл./кгLH2

* Капитальная стоимость установок оценена по эмпирической формуле по методу, который применялся в проекте DOE H2A Delivery Analysis)

компримирования и очистки низкотемпературного компонента
М2 – модуль компримирования смесевого хладагента

М3 – модуль рекуператоров
М4 – криогенный модуль сжижения и конверсии водорода

Научная новизна в части схемы заключается в:
1) наличии новых элементов в схеме газового цикла основного охлаждения водорода;
2) применении оригинальной схемы цикла на смесевом хладагенте для предварительного охлаждения водорода;
3) применении оригинального состава смесевого хладагента

КЛЮЧЕВЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА: контур предварительного охлаждения, работающий по дроссельному циклу с применением многокомпонентного рабочего тела (смеси) позволяет отказаться от использования расходуемого жидкого азота, что повышает автономность установки. В основном контуре охлаждения используется гелий, что существенно понижает взрыво и пожароопасность всей установки. Переход на более низкие давления нагнетания в контуре предварительного охлаждения на смесевом хладагенте и в гелиевом контуре позволят использовать компрессорное оборудование отечественного производства

центра "Селектиум" готовы предоставить дополнительные стипендии магистрам 1 года обучения

для подготовки дипломных работ по тематике «Водородная энергетика», обязательное условие 1 рабочий день в неделю посвящать магистерской работе. В условиях распространения пандемии COVID-19 возможна организация дистанционной работы посредством SKYPE.

Отбор кандидатов на получение стипендии проходит по результатам предварительного тестирования студентов, в течении 1 месяца на реальных практических задачах.

Студент выбирает направление работ из предложенных, получает задание в рамках выбранного направления и самостоятельно его выполняет, возможны консультации с наставником и научным руководителем в случае возникновения вопросов.

ВОПРОСЫ И ОБУЧЕНИЕ


ГРУППА В FACEBOOK, АКТУАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ И НОВОСТИ

ПО ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ




КОНЕВ ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ, konevyn@yandex.ru

ОЛЕЙНИК СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ, gdoleyniksv@gmail.com