I 1941 foreslog løjtnanttekniker fra luftforsvarsstyrkerne ( PVO ), der forsvarede Leningrad under den store patriotiske krig, Boris Shelishch , at bruge "brugt" brint fra luftforsvarsballonerne som brændstof til motorerne i GAZ-AA-køretøjer ( "halvanden"). Lastbiler blev brugt som en transport- og energienhed i en luftforsvarspost - et bilspil drevet af en GAZ-AA-motor gjorde det muligt at løfte og sænke balloner. Dette forslag blev indført i 1941-1944 i det belejrede Leningrad , 400 brint luftforsvarsposter var udstyret. Under betingelserne for blokaden og manglen på benzin gjorde overførslen af biler fra benzin til brint det muligt effektivt at beskytte byen mod målrettet bombning af fjendtlige fly. [en]
I 1979 udviklede og testede det kreative team af NAMI -medarbejdere (bestående af Kuznetsov V.M. (leder af NAMI-gruppen), Ramensky A.Yu. (postgraduate studerende fra NAMI), Kozlov Yu.A. en prototype RAF -minibus drevet af brint og benzin. [2]
I 1982 behandlede Rådet for Moskva Automotive Institute ( MAMI ) afhandlingen af Ramensky A.Yu. (supervisor Shatrov E.V.) for graden af kandidat for tekniske videnskaber om emnet "Forskning af arbejdsprocesserne for en bilmotor på benzin-brint brændstofsammensætninger". I Rusland er dette tilsyneladende den første afhandling, hvor spørgsmålene om teorien om arbejdsprocesser for en forbrændingsmotor, der opererer på brint, blev undersøgt i detaljer [3] .
I 2006 præsenterede National Association of Hydrogen Energy ved det internationale forum for udvikling af brintteknologier til energiproduktion, afholdt i Moskva den 6.-10. februar 2006, en Gazelle -bil med en forbrændingsmotor, der kører på benzin-brint brændstofsammensætninger . Ved tomgang og lav belastning, typisk for en bils bevægelse i byforhold, drives forbrændingsmotoren på brint, når belastningen stiger, tilføres benzin. I dette tilfælde reduceres tilførslen af brint. I den maksimale effekttilstand kører forbrændingsmotoren kun på benzin. Denne organisation af brændstofforsyning giver dig mulighed for at maksimere fordelene ved brint og benzin. Bilen blev udviklet med deltagelse af NAVE medlemsorganisationer (MPEI(TU), CJSC Avtokombinat 41 (Moskva), Audit-Premier LLC. [4]
Fra 20. august til 25. august 2006 afholdt NP NAVE et stævne af brintdrevne køretøjer langs ruten Moskva - Nizhny Novgorod - Kazan - Nizhnekamsk - Cheboksary - Moskva. I slutningen af rallyet blev der afholdt en pressekonference i statsdumaen, som diskuterede rollen som teknisk regulering i udviklingen af brintøkonomien i vores land, behovet for at harmonisere de lovgivningsmæssige og tekniske rammer inden for brintteknologier. med udlandet, herunder USA, EU, Japan, Kina, Indien og andre [5]
I 2007 præsenterede National Association of Hydrogen Energy (Rusland) på XI St. Petersburg International Economic Forum den første indenlandske brintbil udstyret med en forbrændingsmotor og et kombineret kraftværk. Arbejdet blev udført i tæt samarbejde med OAO "AVEKS", Moscow Power Engineering Institute MPEI (TU) og CJSC Avtokombinat nr. 41. Køretøjets nyttelast 2000 kg. Elektrisk driveffekt 65-70 kW, forbrændingsmotoreffekt 10 kW. Bilens rækkevidde er 200 km, inklusive 70 km på batteriet uden genopladning med en forbrændingsmotorgenerator. [6] [7]
I USSR udkom de første publikationer om brændselsceller i 1941 .
De første undersøgelser begyndte i 60'erne . RSC Energia (siden 1966 ) udviklede PAFC-elementer til det sovjetiske måneprogram . Fra 1987 til 2005 producerede Energia omkring 100 brændselsceller, som har akkumuleret omkring 80 tusinde timer i alt.
Under arbejdet med Buran -programmet blev alkaliske AFC-elementer undersøgt. 10 kW blev installeret på Buran . brændselselementer.
I 1970'erne og 1980'erne udviklede Kvant sammen med busfabrikken RAF i Riga alkaliske elementer til busser . En prototype brændselscellebus blev lavet i 1982 . [otte]
I 1989 producerede "Institute of High Temperature Electrochemistry" ( Yekaterinburg ) den første SOFC- installation med en kapacitet på 1 kW.
I 1999 begyndte AvtoVAZ at arbejde med brændselsceller. I 2003 blev flere prototyper skabt på grundlag af VAZ-2131- bilen. Brændselscellebatterierne var placeret i bilens motorrum, og tankene med komprimeret brint var i bagagerummet, det vil sige, at det klassiske arrangement af kraftenheden og brændstofcylindrene blev brugt. Udviklingen af en brintbil blev ledet af ph.d. Mirzoev G.K.
I 2021 godkendte Den Russiske Føderations regering "Konceptet for udvikling af produktion og brug af elektrisk vejtransport i Den Russiske Føderation i perioden frem til 2030" [9] Inden 2030 er det planlagt at bygge 1000 ladestandere til vejtransport med elektrisk strøm fra brintbrændselsceller. [ti]
I begyndelsen af 1980'erne udviklede N. Kuznetsovs designbureau ( Samara ) flymotorer designet til Tupolev passagerfly . Disse brintdrevne motorer er blevet testet på bænk og fly. Desværre tillod de velkendte begivenheder i Rusland i slutningen af 1980'erne og begyndelsen af 1990'erne ikke arbejdet med Kuznetsovs brintflymotorer til at blive udbredt i transport- og passagerflyvning. Til dato er flere mølkuglede operationelle Kuznetsov-flymotorer blevet bevaret i varehusene hos designbureauet i Samara.
Også i slutningen af 1980'erne - begyndelsen af 90'erne blev en flyjetmotor drevet af flydende brint, installeret på et Tu-154-fly , testet .
I slutningen af 1980'erne blev konceptet med et hypersonisk køretøj foreslået af Vladimir Lvovich Freshtadt fra Research Enterprise of Hypersonic Systems (NIPGS) ; brint produceres om bord på flyet af kulbrinter. [elleve]
I overensstemmelse med regeringens køreplan for udvikling af brintenergi i Rusland frem til 2024 [12] er det planlagt at skabe en prototype brintdrevet jernbanetransport i landet. Selve aftalen om udvikling og drift af tog på brintbrændselsceller blev underskrevet i begyndelsen af september 2019 på Eastern Economic Forum mellem Sakhalin , Russian Railways , Rosatom og Transmashholding (TMH) . Indtil midten af 2021 bør det russiske energiministerium udarbejde et konsolideret forslag til dannelse af klynger til test og integreret implementering af brintenergiteknologier. I mellemtiden er dokumentet, der bliver dannet i ministeriet for regeringsapparatet, direkte relateret til Sakhalin "brint"-projektet og vil højst sandsynligt allerede blive overvejet sammen med udkastet til koncept for udvikling af brintenergi i Rusland, som er under udarbejdelse til indsendelse.
Nøgleargumentet for naturgas i produktionen af brint indtil videre er de lave omkostninger ved dens konvertering - i intervallet 1,5-3 USD pr. 1 kg. Med en dyrere vandelektrolyseteknologi stiger omkostningerne kraftigt med 2,5-3 gange. Det er spørgsmålet om rentabiliteten af brintbrændstof i sammenligning med den traditionelle, der viser sig at være blandt de afgørende for TMH-teknologer. Faktum er, at den eksisterende model af et brinttog øger omkostningerne ved dets livscyklus med mere end 2 gange. Men når man bruger en teknologi baseret på produktion fra naturgas, er det sagtens muligt at opnå en reduktion i prisen på brint med en faktor på 3-4 [13] .
Med den potentielle brug af gastransmissionsnet til eksport af brint til Europa vil Gazprom og Novatek (hvis andel af den samlede gasimport til EU i 2019 udgjorde 47,5%) konkurrere med de mest lovende regioner i EU mht. brintproduktion - disse er primært skandinaviske lande , farvandene i Nord- og Østersøen samt Sydeuropa .
Nøglespecialiseringen i det europæiske nord er vandkraftteknologier til produktion af brint (skandinaviske lande) eller på grund af vindenergi (akvatiske RES -komplekser ). Det europæiske syd (Middelhavslandene) er rigt på solenergi - her er det værd at være opmærksom på den marokkansk-tyske aftale, der blev underskrevet i juni 2020 om opførelsen af det første grønne brintanlæg i Marokko . Projektet, der er gennemført inden for rammerne af det fælles energipartnerskab (PAREMA), som har været i drift siden 2012, har til formål at udvikle industrielle løsninger til konvertering af solenergi baseret på Power-to-X teknologi.
Men selv under hensyntagen til den økonomiske tiltrækningskraft er spørgsmålet om lokalisering af produktion og transport af brint stadig uløst. Muligheden for at bruge det eksisterende gastransmissionssystem er givet som mulige muligheder for handlinger fra russiske gaseksporterende virksomheder på det europæiske brintmarked.
Estimerede tekniske muligheder gør det muligt at øge niveauet af brintindhold i metan-brint-blandingen (MVM) til 20 % med efterfølgende levering gennem gastransmissionsinfrastrukturen. Desuden foreslås det endda at overføre Nord Stream-gasrørledningen og Nord Stream 2 , der bygges fuldstændigt til eksport af brint eller med brintkoncentrationen i MAM øget til 70 % [14] .
Indtil videre er det mere sandsynligt, at Gazprom går ud fra det uønskede ved en sådan mulighed, idet han peger på risikoen for manglende overholdelse af langsigtede kontraktlige forpligtelser både for gasforsyninger og for kvaliteten af eksporterede råvarer. Derudover er det fuldstændig uklart: Hvem vil i dette tilfælde bære byrden af yderligere investeringer i den adaptive modernisering af gastransmissionsinfrastrukturen til passage af MVS?
Ifølge regional ekspert Rinat Rezvanov kunne en potentiel løsning på problemet være produktionen af brint på forbrugersiden inden for de eksisterende gaskompressorstationer . Kapaciteten af brintproduktionsanlæg nær anlæggene vil derfor variere afhængigt af parametrene for den eksisterende/forventede lokale efterspørgsel. Dette vil gøre det muligt på den ene side at sikre den nødvendige mængde brintproduktion både i selve Rusland og i de europæiske regioner i henhold til den erklærede efterspørgsel efter det, og på den anden side at opretholde specialiseringen af gastransmissionssystemet uden at igangsætte særlige programmer for moderniseringen eller endda bygge yderligere linjer [13] .
I 2003 blev National Association of Hydrogen Energy (NP NAVE) etableret i Rusland; I 2004 blev P. B. Shelishch, søn af den legendariske "brintløjtnant", valgt til formand for foreningen.
I 2003 underskrev Norilsk Nickel og det russiske videnskabsakademi en aftale om forskning og udvikling inden for brintenergi. Norilsk Nickel har investeret 40 millioner dollars i forskning.
I 2005 grundlagde Norilsk Nickel den innovative virksomhed New Energy Projects , hvis opgave er at udvikle og implementere brændselsceller.
I 2006 erhvervede Norilsk Nickel en kontrollerende andel i den amerikanske innovative virksomhed Plug Power , som er en af de førende inden for udvikling af brintenergi. Lederen af Norilsk Nickel, Mikhail Prokhorov , sagde i februar 2007, at virksomheden havde investeret 70 millioner dollars i udviklingen af brintanlæg og allerede havde "ikke kun laboratorieprøver, men driftsprøver", som ville tage flere år at implementere. Starten på den industrielle implementering af "brintprojektet" er ifølge ham planlagt til 2008. [15] .
I 2008 stoppede Norilsk Nickel med at finansiere et projekt inden for brintteknologier og brændselsceller og slog sit R&D-datterselskab OOO NIK NEP konkurs. Den 29. september 2009 erklærede Voldgiftsretten i Rostov-regionen NIK NEP LLC konkurs (sag nr. A53-19149/09). I løbet af likvidationsforanstaltningerne fandt likvidator, at debitor ikke kan udføre bæredygtige finansielle og økonomiske aktiviteter, beløbet på skyldnerens skyldige regnskaber på datoen for indgivelse af ansøgningen til Voldgiftsretten i Rostov-regionen beløb sig til 206.121.777 rubler . Samtidig traf grundlæggeren af OJSC MMC Norilsk Nickel ikke selv foranstaltninger til at betale gælden til virksomhedens arbejdskollektiv samt til organisationer, der udførte F&U inden for nye energiprojekter. Som et resultat af konkursen modtog entreprenørerne ikke midler til det udførte og accepterede arbejde i et beløb på næsten 200 millioner rubler, de udestående lønrestancer for NIK NEP LLC til ansatte beløb sig til næsten 20 millioner rubler. [16]
Siden 2008 har "lokomotivet" til udvikling af elektrokemiske teknologier generelt og brintenergi i særdeleshed været en videnskabelig sammenslutning af ligesindede, som allerede har legemliggjort sine ideer og udviklinger i JSC InEnergy Group of Companies. Organisationen er sammen med de førende institutter fra Det Russiske Videnskabsakademi engageret i forsknings- og udviklingsaktiviteter. Koncernens virksomheder har alle nødvendige tilladelser, herunder FSB -tilladelser til at arbejde med oplysninger, der udgør en statshemmelighed.
I 2020 godkendte den russiske regering en handlingsplan for udvikling af brintenergi frem til 2024 [17] [18] . Rosatom undersøger muligheden for at implementere projekter inden for brint i Rusland og i udlandet; en af ideerne er organiseringen af "vestlige" og "østlige" brintklynger, som vil levere brint til hjemmemarkedet og eksport - i Asien og Europa [19] .
I april 2021 blev det kendt om det russiske koncept for udvikling af brintenergi frem til 2024 , der slår fast, at landet ønsker at forsyne verdensmarkedet med fra 7,9 til 33,4 millioner tons miljøvenlige brinttyper, der tjener på brinteksport fra 23,6 til 100,2 milliarder dollars om året, og sigter mod at tage 20% af dette marked i 2030 (markedet for brintenergibærere eksisterer dog ikke endnu). Indtil videre er der ingen industrielle projekter til produktion af "grøn" brint i Rusland, men særlige foranstaltninger for statsstøtte diskuteres i regeringen for deres udseende. [tyve]
Kola NPP blev valgt som et pilotanlæg for brintproduktion i Rusland , da anlægget har et overskud af genereret energi til en lav pris; Rosenergoatom planlægger at starte brintproduktion på dette atomkraftværk i 2023 [21] .
En "brintklynge" er planlagt til at blive oprettet i Sakhalin , hvor et projekt er blevet iværksat for at opnå kulstofneutralitet inden 2025 og handel med kulstofenheder ; Sakhalins myndigheder, Rusatom Overseas (en struktur af Rosatom, der fremmer russiske atomteknologier i udlandet) og den franske Air Liquide (producent af industrigasser) underskrev et aftalememorandum inden for produktion og distribution af brændstof med lavt kulstofindhold [22] . Brintprojektet på Sakhalin er rettet mod Asien- Stillehavslandene , som er klar til at købe "blå" og "gul" brint (fremstillet af naturgas og ved hjælp af atomenergi, det er flere gange billigere end "grønt" - fra $ 2 kg mod 10 USD pr. kg). [23] ; det antages, at Rosatom i 2030 vil være i stand til at opfylde op til 40 % af Japans behov . [24] [25]
I 2007 offentliggjorde Engineering and Technical Center "Hydrogen Technologies" (ETC "VT" LLC) i tidsskriftet for Federal Agency for Technical Regulation and Metrology "Bulletin of Technical Regulation" en meddelelse om starten af den offentlige diskussion af udkastet til føderalt lov "Tekniske forskrifter om sikkerheden af enheder og systemer designet til produktion, opbevaring, transport og brug af brint. Proceduren for indsendelse af et udkast til teknisk forskrift til Den Russiske Føderations statsduma, etableret ved den føderale lov "Om teknisk forskrift", giver mulighed for offentliggørelse af en meddelelse om udviklingen af et udkast til teknisk forskrift i den trykte udgave af den føderale udøvende organ for teknisk forskrift og offentlig diskussion heraf. Udviklingen af projektet blev udført i tæt samarbejde med NP NAVE, LLC National Innovation Company "New Energy Projects", MMC "Norilsk Nickel" og relevante udvalg i Statsdumaen. Den ledende udvikler var ITC VT, som i overensstemmelse med den procedure, der er fastsat ved lov, organiserede sin offentlige diskussion, indsamlede og behandlede de kommentarer og forslag, der blev fremsat under diskussionen. Meddelelsen om udviklingen af projektet blev offentliggjort i tidsskriftet "Bulletin of teknisk forskrift", nr. 9 (46), 2007. Drøftelsen af udkastet til teknisk forskrift blev gennemført på den foreskrevne måde i 2 måneder. Meddelelsen om afslutningen af den offentlige diskussion af projektet blev offentliggjort i Bulletin of Technical Regulation, nr. 11 (48), 2007. Efter den offentlige diskussion af projektet i november 2007, fastsat i den føderale lov "On Technical forordning", blev den forelagt for statsdumaen af formændene for to dumaudvalg, inden for hvis jurisdiktionsområde var industri og energi, M.L. Shakkum, V.A. Yazev og stedfortræder for statsdumaen for den 4. indkaldelse P.B. Shelishchem. Udkastet til føderal lov blev tildelt nr. 496165-4. [26] .
I 2008 oprettede Federal Agency for Technical Regulation and Metrology ved bekendtgørelse af 5. marts 2008 nr. 542 den tekniske komité for standardisering nr. 29 "Hydrogen Technologies" for at udvikle det nationale standardiseringssystem og øge dets effektivitet ved statslige og mellemstatslige niveauer. TC nr. 29 forener på frivillig basis organisationer og enkeltpersoner, der er interesseret i udviklingen af national og international standardisering inden for brintteknologier og brændselsceller. Sekretariatet for TC nr. 29 opererer på grundlag af "ITC "VT"". P.B. blev godkendt som formand for TC nr. 29. Shelishch, administrerende sekretær A.Yu. Ramensky. [27] .
I 2009 offentliggjorde Engineering and Technical Center "Hydrogen Technologies" (LLC "ETC" VT "") i tidsskriftet for Federal Agency for Technical Regulation and Metrology "Bulletin of Technical Regulation" (01/13/2009) en meddelelse om starten på den offentlige diskussion af udkastet til føderal lov "Tekniske forskrifter for sikkerheden af brændselscellekraftværker". Udviklingen af projektet blev udført i tæt samarbejde med NP NAVE, LLC National Innovation Company "New Energy Projects", MMC "Norilsk Nickel" og profiludvalget for statsdumaen.
I 2010 introducerede Technical Committee for Standardization "Hydrogen Technologies" (TC 29) den første serie af nationale standarder relateret til brintteknologier, som trådte i kraft den 1. juli 2011 (udvikler NP NAVE):