ВХОД | Регистрация
ПРАВИЛА    КАТАЛОГ    РАСШИРЕННЫЙ ПОИСК 
ВСЕ НОВОСТИ : ЭНЕРГЕТИКА | ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ | ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ | ЭКОЛОГИЯ | ЭЛЕКТРОСЕТИ | ЭЛЕКТРОТЕХНИКА | АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА | АЭС | ВОДОПОДГОТОВКА | ГИДРОЭНЕРГЕТИКА | ЖКХ | НЕФТЬ И ГАЗ | ПРОЧЕЕ


Как японцы убьют двигатель внутреннего сгорания
12.01.2018

Мы побывали на опытной ветряной электростанции Hama Wing в Японии, где производят водород для транспорта на топливных элементах. Японцы, действительно, готовы избавить мир от ДВС!

«Если мы используем “чистый” электромобиль, то и электроэнергия, которая приводит его в движение, должна вырабатываться с помощью “чистой” энергии: солнце, вода или ветер. Однако время и продолжительность, когда мы будем производить такую электроэнергию, не будет совпадать с тем временем, когда мы нуждаемся в ней. Это может быть суточная разница, погодная, сезонная и т.д. Значит, нам надо хранить электроэнергию в батареях долгое время — понадобятся гигантские хранилища. Это нереально, тем более, что нынешние батареи не могут долго хранить энергию. Именно поэтому мы не мыслим будущего без водорода и автомобилей на топливных элементах», — это слова Геральда Килманна, вице-президента по исследованиям и разработкам Toyota.

*Схема расположения основных объектов на ветряной электростанции и водородной фабрике Hama Wing


Мы уже не раз писали о том, что японский автопроизводитель видит свое будущее в развитии технологий на топливных элементах, где основным топливом должен стать водород. Но где и как его добывают таким способом, чтобы весь процесс стал экологически чистым? Для ответа на этот вопрос мы отправились в Японию на небольшую опытно-экспериментальную фабрику Hama Wing в Иокогаме, что в 40 минутах езды от Токио. Ее начали строить в 2015 году, а уже в 2018 фабрика должна выйти на проектную мощность. Речь идет о ветряной электростанции, расположенной на самом берегу бухты Иокогама, которая совмещена с производством водорода путем электролиза воды и его хранилищем.

*Весь процесс производства, сжатия, хранения, транспортировки и использования водорода в одной схеме.

Электричество необходимо для электролизной установки, которая расщепляет воду на кислород и водород, а также компрессоров, которые сжимают водород для последующего стационарного хранения в резервуаре, расположенном на самой станции, либо для транспортировки в грузовиках-заправщиках до конечного потребителя. В данном случае потребителями являются местные предприятия, использующие 2,5-тонные вилочные погрузчики на топливных элементах. Излишки электричества, вырабатываемые ветрогенератором, либо запасаются в хранилище с аккумуляторами, либо отдаются в электросеть города посредством распределительной щитовой. Это если вкратце, но самое интересное кроется в деталях.

*Сейчас погрузчики на топливных элементах используются в четырех компаниях: на складах хранения замороженной продукции в распределительных центрах двух логистических компаний в городе Кавасаки, транспортировке тяжестей на пивоварне известной японской марки Kirin и в секции фруктов и овощей на центральном оптовом рынке в городе Иокогаме — то есть там, где нежелательно использовать технику с ДВС.

*Система стабилизации производства водорода и накопления энергии представляет собой два контейнера, в которых находятся 180 штук б/у никель-металл-гидридных батарей от Toyota Prius. Производительность данной системы — 150 кВт ч. Каждая батарея проходит регулярную техническую инспекцию на пригодность. Таким образом обеспечивается не только гибкость при производстве водорода, но и утилизация старых батарей от гибридов.
Сам процесс выработки водорода происходит в электролизной установке, изготовленной компанией Toshiba. Это небольшой контейнер (длина — 6,2 м, ширина — 2,4 м, высота — 2,9 м), в котором находятся воздушный компрессор, электролизер, охладитель и воздушный ресивер. Рядом с электролизной установкой расположен небольшой резервуар с азотом. Азот нужен для работы охладителя, так как в процессе электролиза выделяется тепло — водород находится в нагретом состоянии. Таким образом система охлаждает всю установку и полученный газ, чтобы исключить возможность его взрыва.

*Хранилище водорода представляет собой компрессорную станцию и резервуар в виде вертикальной колонны объемом 100 м³, где водород хранится под давлением 0,4-0,82 МПа. Резервуар может запасать до 800 н.м³ водорода, однако активный объем газа, который обычно отбирается и закачивается, — 400 н.м³. Этого объема достаточно для 2 дней работы 12 вилочных погрузчиков на топливных элементах, что обеспечивает стабильность поставок даже в случае возможных перебоев с выработкой водорода на станции.
Для транспортировки водорода к конечному потребителю используются дизель-электрические гибридные грузовики Hino Dutro Hybrid последовательно-параллельной схемы, выполненной на манер Toyota Prius. Одного грузовика хватает, чтобы заправить 6 погрузчиков на топливных элементах. Грузовики по сути являются мобильными водородоснабжающими АЗС: они оснащены оборудованием, позволяющим осуществлять закачку водорода под давлением 35 МПа непосредственно в погрузчик на местах, где отсутствует необходимая заправочная инфраструктура.

*На борту грузовика установлены «цистерны» из композитных материалов общим объемом 300 л, которые вмещают 270 н.м³ водорода. Для этого используется многоступенчатая компрессорная станция производительностью 50 н.м³ в час, расположенная рядом с основным хранилищем. Водород, подводимый к компрессору под давлением 0,4 МПа, пройдя процесс четырехступенчатого сжатия, закачивается уже под давлением 45 МПа непосредственно в грузовик.

В самом погрузчике используется та же система на топливных элементах, что и в Toyota Mirai, немного адаптированная под конкретные условия использования. С одной стороны, в топливную ячейку поступает водород под давлением 35 МПа, а с другой, воздух, нагнетаемый специальным компрессором. В процессе электрохимической реакции электроэнергия поступает в аккумулятор, а вырабатываемая теплоэнергия используется в системе охлаждения. Аккумулятор, в свою очередь, подает ток на электромоторы, предназначенные для передвижения и перемещения грузоподъемного устройства.

На заправку «полного бака» одного погрузчика, который вмещает 1,2 кг водорода, уходит 3 минуты. Этого запаса хватает на 8 часов непрерывной работы при температуре окружающей среды 0-40°С. Также на борту стоит преобразователь и бытовая розетка с напряжением 100В — таким образом погрузчик в любой момент может стать на 15 часов источником бесперебойного питания, к которому можно подключать приборы и устройства мощностью до 1 кВт.


*Чтобы удовлетворить потребности клиента в водородном топливе и осуществлять поставку «точно в срок», была внедрена система оперативного управления, которая через облачное хранилище объединяет в единую сеть водородную станцию, грузовики и погрузчики на местах. Она отслеживает местоположение заправочного грузовика и давление в резервуарах, статус производства водорода на самой станции и количество топлива, оставшегося в каждом погрузчике. Таким образом, с помощью этой технологии планируется перейти на круглосуточный режим производства и доставки водорода.

У проекта Hama Wing есть несколько важных целей: первая — продемонстрировать всю технологическую цепочку производства и реализации низкоуглеродистого водорода от его получения и хранения до снабжения конечного потребителя; вторая — создать простую и понятную интегрированную систему, которая даст возможность оценить как практическую доступность водорода в качестве вида топлива, так и потенциал дальнейшего коммерческого использования этой системы; третья — использовать производство водорода как эффективную меру для развития региона и борьбы с глобальным потеплением.

*Расчеты японских специалистов показывают, что уже сейчас вся технологическая цепочка «производство водорода-доставка-конечное использование» позволяет более чем на 80% сократить выбросы углекислого газа в сравнении с привычными схемами, где используются погрузчики с ДВС или электромоторами. Пока самым большим «загрязняющим» фактором является процесс доставки. В будущем гибридные грузовики планируется заменить автомобилями на топливных элементах — в этом случае выбросы вредных веществ будут сведены к нулю.

О «социальной» значимости данного проекта говорит тот факт, что в центре почти 4-миллионной Иокогамы в парке Ринко, где любят отдыхать местные жители, установлено электронное табло, которое круглосуточно показывает информацию о текущем состоянии ветряка и количестве выработанной электроэнергии. Более того, каждый год порядка 14000 человек посещает «водородную фабрику», чтобы воочию увидеть, как происходит выработка топлива будущего.

Как вы могли понять, фабрика Hama Wing, равно как и вышеупомянутый автомобиль Toyota Mirai, — это лишь начало, часть глобальной идеи японцев по переводу всего и вся на электричество и водород как энергоноситель, получаемые из возобновляемых источников энергии. Например, Toyota уже реализует программу строительства «зданий с нулевыми выбросами», использующих технологию на топливных элементах.

*Проект Hama Wing — это, действительно, сотрудничество между промышленностью, правительством и научными кругами на государственном уровне. Префектура Канагава, Japan Environment Systems и Toyota Motor Corporation работают совместно с муниципалитетами, местными предприятиями и продвигают весь проект при поддержке Министерства окружающей среды, получая рекомендации от ученых Иокогамского и Цукубского университетов.

В понимании японцев водород должен стать важной частью «разумной энергетики» будущего при постройке интеллектуальных энергетических сетей. И здесь действует тот же принцип, который «тойотовские» инженеры исповедуют в случае с электромобилями: они пригодны, если речь идет о компактных транспортных средствах, которые хранят небольшой запас энергии и перемещаются на небольшие расстояния. А вот для больших машин и серьезных расстояний лучше использовать водород.

*Потенциал водорода как источника энергии достаточно велик. Во-первых, его можно вырабатывать из различных источников первичной энергии. Во-вторых, его можно сохранить и транспортировать в больших количествах. В-третьих, он может компенсировать колебания в производстве возобновляемой энергии. В-четвертых, затраты на хранение водорода в больших объемах невелики.

Ну а чтобы еще раз уяснить, как же происходит выработка водорода для его последующего использования, рекомендуем посмотреть вот это видео, которое демонстрирует все процессы, происходящие на водородной станции Hama Wing.
Теги:  
Категория: Новости - Альтернативная энергетика | Просмотров 25 | Версия для печати
Похожие новости:
» Японцы перевели железнодорожную станцию на водородное топливо
Японская компания Toshiba оборудовала железнодорожную станцию Мусаси-Мидзонокути в городе Кавасаки ...
» Siemens открыла в Германии крупнейший в мире завод по генерации водорода
Немецкая Siemens открыла крупнейший в мире завод по генерации водорода из избыточной энергии, ...
» Физики заявили о создании твердого металлического водорода
Ученые из Гарвардского университета утверждают, что впервые синтезировали металлический водород, ...
» В Японии установили рекорд в преобразовании солнечной энергии в водород
Специалисты японских университетов в Токио и Миядзаки разработали новую высокоэффективную систему ...
» Установлен рекорд эффективности синтеза водорода энергией Солнца
Рекорд получения водорода при помощи солнечной энергии составляет ...
» В Голландии будут превращать солнечное электричество в водород
Голландская государственная газотранспортная компания Gasunie реализует пилотный проект по ...
» В Красноярске разработали наиболее эффективный материал для аккумулирования водорода
Разработка на основе гидрида магния может быть полезна для создания машин на водородном ...
» Ученые получили дешевый источник энергии из газонной травы
Ученые из Института Катализа Кардиффского университета впервые получили дешевый и экологически ...
» Бельгийские ученые научились получать энергию из загрязненного воздуха
В устройстве используются катализаторы, разрушающие загрязненный городской воздух, из которого ...
» Ученые создали новый высокоэффективный катализатор для получения водородного топлива
Американские ученые создали новый эффективный катализатор для удешевления реакции расщепления воды ...

Популярные фирмы

ОАО "Уральский компрессорный завод" - Россия, Свердловская область, Екатеринбург.

ОАО "УКЗ" является правопреемником ОАО "Уральский компрессорный завод". Выпускает следующее компресс

НПФ «КРУГ» - Россия, Пензенская область, Пенза.

Разработка комплексных систем промышленной автоматизации, учета энергоресурсов и отраслевых решений

ЗАО «НПК Медиана-Фильтр» - Россия, Москва, Москва.

ЗАО «НПК Медиана-Фильтр» — крупнейший производитель оборудования для промышленной

ЗАО «ЭКОТЕПЛОГАЗ» - Россия, Москва, Москва.

ЭКОТЕПЛОГАЗ - многопрофильная научно-производственная и конструкторская организация созданная в 1994

ЗАО «Завод «СиН-газ» - Россия, Саратовская область, Саратов.

Саратовский завод ЗАО «Завод «СиН-газ» основан в 1999 году и уже более 10 лет прое

 

In-power © 2006-2017
info@in-power.ru
Обращаем Ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ГК РФ. Яндекс.Метрика