Я хотел бы только ещё добавить, что парогазовый цикл и риформинг/SOFC электростанции во временной шкале развивались практически параллельно. И фактически, парогазовый цикл обошел SOFC «на флажке» ± 5 лет и теперь да, все очень для водородной энергетики в этом сегменте уныло, и, скорее всего, навсегда. Реванша не будет.
Есть. Риформинг/ТОТЭ работает. Но это тоже, скорее концептуальные вещи.
Потому что по КПД — да, реально чуть выше.
А вот по ресурсу (циклы пуска-останова), сложности эксплуатации и ремонтопригодности — сильно-сильно хуже.
Да, когда мы говорим про военные разработки мы просто не упоминаем цену… Но это основная причина того что гражданских (за исключением рекламных проектов) таких не бывает.
Вы написали все по большей части совершенно верно, но есть некоторые ньюансы.
Во-первых, электростанции на риформинг/SOFC есть и вполне себе успешно работают. Не сильно большие, но тем не менее мне известно как минимум о двух, на одной я даже был ;-) порядок мощностей — десятки-сотни мегаватт. Технология уже на уровне промышленного внедрения, если бы не одно большое НО. Успехи и индустриальное внедрение парогазового цикла сделали данные разработки… ммм… бессмысленными по цене.
Большие температуры вполне себе нужны всем и везде, и на подводной лодке и так далее. Потребителей нынешних устройств ведь не смущают температуры ядерного реактора (подводные лодки), горелки газового котла (электростанции), цилиндра ДВС (дизель-генераторы и иже с ним). Эти температуры априори выше чем температура в SOFC (600-800 С). Проблема заключается в другом. На пальцах, мембраны в SOFC — это керамика, соответственно при запуске-останове надо их очень медленно греть, и очень медленно охлаждать и все такое. Да и при соблюдении всех условий они все равно малое количество циклов пуска/останова живут. А в системах резервного питания постоянно держать нагретой до 800 градусов «бочку с камнями» — дорого. Ну и отсюда проблемы с режимами работы. Грубо говоря — SOFC должен всегда шпарить на полную мощность, работать на половинной мощности для подобных установок возможно, но неэффективно.
Внедрение PEM, в первую очередь, связано с его простотой. Есть Nafion — покупай и пользуйся. Наши российские школьники в соответствующих кружках вполне себе демонстрируют рабочие установки.
Метанольные топливные элементы, как это ни странно, нынче единственные которые используются для дела, а не для рекламных проспектов. Это и те самые базовые станции и генераторы (ну пусть автономные источники энергии) для всякого рода экспедиций и все такое. К сожалению, я с ходу не смог найти ссылок на данные устройства в продаже, а времени прямо сейчас нету, но они точно есть ;-). Возможно попозже дополню ссылкой.
Ну и наконец самое важное для понимания. Водородная энергетика — это как бы совсем не то, о чем обычно пишут. В концепции водородной энергетики водород не столько источник энергии, сколько универсальный энергоноситель. Изначально, глобально, планировалось что водород получают на атомных (в то время ещё вполне себе серьезно планировали скорое внедрение и термоядерных) электростанциях, а потом распределяется на миллиарды потребителей мобильных ли (автомобили в первую очередь, о смартфонах и ноутбуках тогда не задумывались), стационарных ли. Не нужно ни ЛЭП, ни Нефтепроводов, ни Газопроводов и далее по списку. Не взлетело именно по причине проблем с эффективным хранением водорода..
Отсюда риформинг и выполз. Дело в том что эффективность систем хранения водорода оценивают в %хранимого водорода по массе. И если это 1% для сжатого, около 2% для жидкого (со всеми сопутствующими проблемами криогеники), 1-5% для металгидридных систем хранения (причем там где 5 — там большие проблемы), ну можно ещё вспомнить углеродные наноструктуры о которых докладывались о до 10%, но реально не взлетело...
А в метане — оппа и 25% сразу, а если учесть что СО — это тот же водород, с энергетической точки зрения для SOFC, а для PEM его легко превратить в водород по реакции сдвига ...
Примерно то же самое с риформингом дизеля/бензина. Те же уши, пониже процент по массе… но мобильные ...
Риформинг — это костыли, которые, к сожалению, необходимы, ибо со стороны потребителя водорода — топливного элемента, проблем нет уже оччень давно. А вот как этот топливный элемент накормить… вот и пытаются, чтобы уж совсем не закрывать вполне себе проработанную отрасль науки и технологии.
И да, сера — это проблема. Но не такая большая как СО (если мы говорим о PEM), не из-за серы риформинг/PEM не взлетает, а именно из-за СО. Потому что там требования по СО — меньше чем 1 p.p.m, а это в существующих реакторах сдвига попросту невозможно. С серой нет принципиальных проблем, будь желание — эта задача имеет решение в отличие от ...
А вот если бы Вы поделились какой-нибудь ссылкой в которой водородные PEM системы реально используются для дела, а не так как в данной новости, для рекламного отдела, я был бы Вам очень благодарен.
А указанный в новости проект скорее относится к модной «зеленой энергетике». То бишь устанавливаем избыточные генерирующие альтернативные мощности, а вот когда ветра/солнышка нету — питаемся полученным от изначально установленной избыточной генерации водородом.
Немного весело видеть подобный проект от такого достаточно серьезного по именам консорциума, поскольку их (подобных проектов) было много в свое время, но, в начале 00х, с прорывом (ну да, не для науки, а скорее для индустрии — массовое производство) в Li-Ion аккумуляторах они (подобные проекты) пропали.
Просто с Li-Ion эта идея дешевле и эффективнее по КПД.
Простите, даже специально зарегистрировался чтобы Вам ответить.
Проблема риформинга и полученного в результате синтез-газа отнюдь не в сероводороде, а в СО (монооксиде углерода). Он яд для платиновых катализаторов в низкотемпературных, твердополимерных (ТПТЭ, PEM FC) топливных элементах. Для высокотемпературных топливных элементов — он не проблема, поэтому есть даже электростанции работающие на связке риформинг/SOFС (твердооксидный топливный элемент, ТОТЭ). Это раз.
Проблема водородной энергетики как раз и заключается в неэффективности хранения водорода. Для примера, посчитайте сколько килограмм ;-))) его содержится в стандартном 40-литровом баллоне (для справки, 60 кило пустого веса- собственно баллон). Сравните с указанным Вами дизелем.
И да, про базовые станции, по указанным выше причинам, тоже мимо. Максимум, в качестве экзотики, твердополимерные метанольные элементы (DMFC). Вероятно, в качестве рекламки, где-то есть...
Проблем с топливными элементами нету никаких с 80х годов. А вот проблемы с хранением водорода, по всей видимости, мало решаемы.
Это ещё и тот сегмент где «на острие науки», репутация и все такое. Дизель генераторы на топливных элементах это как раз такая история. Тоже реклама.
Потому что по КПД — да, реально чуть выше.
А вот по ресурсу (циклы пуска-останова), сложности эксплуатации и ремонтопригодности — сильно-сильно хуже.
Да, когда мы говорим про военные разработки мы просто не упоминаем цену… Но это основная причина того что гражданских (за исключением рекламных проектов) таких не бывает.
Во-первых, электростанции на риформинг/SOFC есть и вполне себе успешно работают. Не сильно большие, но тем не менее мне известно как минимум о двух, на одной я даже был ;-) порядок мощностей — десятки-сотни мегаватт. Технология уже на уровне промышленного внедрения, если бы не одно большое НО. Успехи и индустриальное внедрение парогазового цикла сделали данные разработки… ммм… бессмысленными по цене.
Большие температуры вполне себе нужны всем и везде, и на подводной лодке и так далее. Потребителей нынешних устройств ведь не смущают температуры ядерного реактора (подводные лодки), горелки газового котла (электростанции), цилиндра ДВС (дизель-генераторы и иже с ним). Эти температуры априори выше чем температура в SOFC (600-800 С). Проблема заключается в другом. На пальцах, мембраны в SOFC — это керамика, соответственно при запуске-останове надо их очень медленно греть, и очень медленно охлаждать и все такое. Да и при соблюдении всех условий они все равно малое количество циклов пуска/останова живут. А в системах резервного питания постоянно держать нагретой до 800 градусов «бочку с камнями» — дорого. Ну и отсюда проблемы с режимами работы. Грубо говоря — SOFC должен всегда шпарить на полную мощность, работать на половинной мощности для подобных установок возможно, но неэффективно.
Внедрение PEM, в первую очередь, связано с его простотой. Есть Nafion — покупай и пользуйся. Наши российские школьники в соответствующих кружках вполне себе демонстрируют рабочие установки.
Метанольные топливные элементы, как это ни странно, нынче единственные которые используются для дела, а не для рекламных проспектов. Это и те самые базовые станции и генераторы (ну пусть автономные источники энергии) для всякого рода экспедиций и все такое. К сожалению, я с ходу не смог найти ссылок на данные устройства в продаже, а времени прямо сейчас нету, но они точно есть ;-). Возможно попозже дополню ссылкой.
Ну и наконец самое важное для понимания. Водородная энергетика — это как бы совсем не то, о чем обычно пишут. В концепции водородной энергетики водород не столько источник энергии, сколько универсальный энергоноситель. Изначально, глобально, планировалось что водород получают на атомных (в то время ещё вполне себе серьезно планировали скорое внедрение и термоядерных) электростанциях, а потом распределяется на миллиарды потребителей мобильных ли (автомобили в первую очередь, о смартфонах и ноутбуках тогда не задумывались), стационарных ли. Не нужно ни ЛЭП, ни Нефтепроводов, ни Газопроводов и далее по списку. Не взлетело именно по причине проблем с эффективным хранением водорода..
Отсюда риформинг и выполз. Дело в том что эффективность систем хранения водорода оценивают в %хранимого водорода по массе. И если это 1% для сжатого, около 2% для жидкого (со всеми сопутствующими проблемами криогеники), 1-5% для металгидридных систем хранения (причем там где 5 — там большие проблемы), ну можно ещё вспомнить углеродные наноструктуры о которых докладывались о до 10%, но реально не взлетело...
А в метане — оппа и 25% сразу, а если учесть что СО — это тот же водород, с энергетической точки зрения для SOFC, а для PEM его легко превратить в водород по реакции сдвига ...
Примерно то же самое с риформингом дизеля/бензина. Те же уши, пониже процент по массе… но мобильные ...
Риформинг — это костыли, которые, к сожалению, необходимы, ибо со стороны потребителя водорода — топливного элемента, проблем нет уже оччень давно. А вот как этот топливный элемент накормить… вот и пытаются, чтобы уж совсем не закрывать вполне себе проработанную отрасль науки и технологии.
И да, сера — это проблема. Но не такая большая как СО (если мы говорим о PEM), не из-за серы риформинг/PEM не взлетает, а именно из-за СО. Потому что там требования по СО — меньше чем 1 p.p.m, а это в существующих реакторах сдвига попросту невозможно. С серой нет принципиальных проблем, будь желание — эта задача имеет решение в отличие от ...
А вот если бы Вы поделились какой-нибудь ссылкой в которой водородные PEM системы реально используются для дела, а не так как в данной новости, для рекламного отдела, я был бы Вам очень благодарен.
Немного весело видеть подобный проект от такого достаточно серьезного по именам консорциума, поскольку их (подобных проектов) было много в свое время, но, в начале 00х, с прорывом (ну да, не для науки, а скорее для индустрии — массовое производство) в Li-Ion аккумуляторах они (подобные проекты) пропали.
Просто с Li-Ion эта идея дешевле и эффективнее по КПД.
Проблема риформинга и полученного в результате синтез-газа отнюдь не в сероводороде, а в СО (монооксиде углерода). Он яд для платиновых катализаторов в низкотемпературных, твердополимерных (ТПТЭ, PEM FC) топливных элементах. Для высокотемпературных топливных элементов — он не проблема, поэтому есть даже электростанции работающие на связке риформинг/SOFС (твердооксидный топливный элемент, ТОТЭ). Это раз.
Проблема водородной энергетики как раз и заключается в неэффективности хранения водорода. Для примера, посчитайте сколько килограмм ;-))) его содержится в стандартном 40-литровом баллоне (для справки, 60 кило пустого веса- собственно баллон). Сравните с указанным Вами дизелем.
И да, про базовые станции, по указанным выше причинам, тоже мимо. Максимум, в качестве экзотики, твердополимерные метанольные элементы (DMFC). Вероятно, в качестве рекламки, где-то есть...
Проблем с топливными элементами нету никаких с 80х годов. А вот проблемы с хранением водорода, по всей видимости, мало решаемы.