Организаторы собрали на конференции специалистов из научно-исследовательских организаций со всей страны. Темы обсуждения касались разработки водородных топливных элементов, их применения, водородной электроэнергетики и разработки генераторов на их базе, а также применения водородных технологий в современном судостроении. Последнее направление — наиболее важное для нашей отрасли, ведь применение таких экологически чистых технологий — это будущее судостроения не только России, но и всего мира. Об этом рассказал заведующий лабораторией ООО «Центр водородной энергетики» Ян Тимашпольский. Он проанализировал опыт применения водородных энергетических установок (ЭУ) на отечественных и зарубежных судах и выделил ключевые вызовы в организации их систем охлаждения.
По данным его исследований, устойчивый интерес к водородному судоходству в мире наблюдается уже на протяжении 20 лет, причем за последние 5−7 лет это стало особенно заметно, что связано с глобальным процессом отказа от выбросов СО2. В их производстве пока лидирует Европа, которая сегодня строит 70% всего водородного флота в мире.
«Сейчас отрасль вышла на уровень 5−9 новых судов в год, что свидетельствует о переходе от единичных экспериментов к фазе опытного промышленного внедрения, где технология отрабатывается на реальных объектах, — подчеркивает Тимашпольский. — О серийном производстве пока говорить рано. Сегодня в мире существует множество проектов водородных судов — это и пассажирские, и грузовые суда, а также подводные аппараты».
Как отметил эксперт, среди всех типов судовых водородных энергоустановок наиболее востребованы топливные элементы с протонообменной мембраной, что обусловлено их компактностью, высокой мощностью и быстрым выходом на рабочий режим. Чаще всего на судах именно они выступают в качестве основного источника энергии: «Лидеры по эффективности и компактности — шведские и норвежские производители. В их моделях и технологиях видна тенденция к оптимизации — снижению веса и объема на единицу мощности. Еще одним технологическим вызовом является система заправки. Здесь в приоритете — мобильные бункеровочные прицепы и замена модулей. Они позволяют избежать больших вложений в строительство стационарных заправок».
Россия пока делает первые шаги в освоении таких технологий. Ян Тимашпольский отметил, что ряд проектов судов можно будет приспособить к водородной энергетике. Для этого они должны обладать определенным запасом хода и возможностью перепланировки под электрохимический генератор (ЭХГ) на водородных топливных элементах.
«В рамках выполнения и подготовки этой работы был проведен анализ эффективности применения водорода на судах в топливных элементах с протонообменной мембраной. Мы не рассматривали полную замену аккумуляторных батарей, а лишь их комбинацию и искали оптимальное соотношение объема и массы. В результате при внедрении водородной системы нарастили суммарную энергоемкость и удельный объем установки почти в 1,5 раза и уменьшили массу в 1,3 раза».
Сейчас Центр водородной энергетики работает над судном «Мойка», где водородная система будет основным источником энергии. Следующий этапом работы — создание стендовой экспериментальной базы, на которой будут тестировать энергоустановки для судов.
Водородные топливные элементы и энергетические установки можно применять и на хаусботах — домах на воде. Об этом в своем докладе рассказал начальник управления научных исследований и инновационной деятельности Волжского государственного университета водного транспорта (ВГУВТ) Сергей Гордлеев. Сфера его интересов на протяжении 11 лет — проектирование хаусботов, на которых внедряются передовые технологии: «Если применять хаусботы к водородной энергетике, то здесь заказчику может быть интересна автоматика, судовая энергетическая установка, топливо и аккумуляторы и то, как такое судно будет обслуживаться в порту или в марине».
По словам Сергея Гордлеева, зачастую сама водородная ЭУ и топливные элементы находятся в скрытых нишах хаусботов и не добавляют судну больших габаритов. Это реализовано на многих иностранных проектах.
«Первый в мире серийный хаусбот на водороде — Kingfisher от немецкой компании Eichberger Schiffservice длиной 12 м и шириной 4,2 м. Он смог перейти тысячу километров от верфи до места эксплуатации. Топливные элементы расположены ниже ватерлинии, в центральной части судна, — отмечает эксперт. — Также есть катамаран Prometeo французской компании Green Navy с электро-водородной силовой установкой. Это судно длиной до 25 м, шириной 10 м и пассажировместимостью до 196 человек. Стоит отметить и японский демонстратор «Махароба» — 33-метровую яхту-катамаран с пассажировместимостью 150 человек. Водородные баллоны на ней расположены в кормовой части, а топливные элементы — в машинном отделении».
Стоит отметить, что при внедрении водородных технологий в судостроении необходимо строго соблюдать определенные меры безопасности, ведь водород — очень горючий газ и ошибок не прощает. О том, каковы риски применения новых технологий, как их прогнозировать и управлять ими, в своем докладе рассказал главный научный сотрудник ООО «АСМ» Максим Кича.
«Кислородно-водородные электрохимические генераторы с термополимерными топливными элементами имеют высокий КПД. Энергия топлива в них напрямую превращается в электрическую, минуя процессы горения или парообразования, что позволяет широко применять их в самых различных областях промышленности, в том числе в судостроении, — подчеркнул эксперт. — Несмотря на высокую экологичность реагентов электрохимического генератора, в ряде решений необходимо обеспечить химическую безопасность. Это связано с конструкцией и принципом работы систем хранения водорода в связанном виде при риформинге дизтоплива или с растворением его в органических носителях».
Представитель компании «АСМ» пояснил, что в нашей стране химическая безопасность обеспечивается в соответствии с указом президента России «Об основах государственной политики Российской Федерации в области промышленной безопасности на период до 2025 года и дальнейшую перспективу». На судах она регулируется требованиями техрегламента о безопасности объектов морского транспорта и объектов внутреннего водного транспорта. При этом Максим Кича отметил, что немалую роль в разработке стандартов безопасного применения водородных технологий должен взять на себя Крыловский государственный научный центр.
«Мониторинг химических рисков должен быть направлен не только на выявление случаев и причин травматизма и гибели персонала, но и на систематизацию сведений о надежности типовых унифицированных конструкций по опыту их отказов, — отметил спикер. — Внедрение предлагаемых мер может быть обеспечено во взаимодействии с Крыловским государственным научным центром и другими ведущими организациями в данной области до 2030 года».
На минувшей выставке «НЕВА-2025» посетителям показали судно проекта 00393 «Экобалт» с водородной силовой установкой, которое является демонстратором отечественных технологий в этой сфере. Созданием электроустановки, питающейся от водородного источника тока, для этого судна занималось ООО «Компания «ВИД». Результаты этой работы на конференции представил заместитель генерального директора организации Дамир Умяров.
«Мы выполнили составную часть опытно-конструкторских работ (ОКР) по судну с водородной ЭУ, в которой компания занималась преобразовательной техникой и системой управления, — отметил он. — Оборудование было успешно разработано, изготовлено, сертифицировано в РКО, установлено на опытном судне и прошло весь необходимый объем ходовых испытаний. Все заявленные в техзадании характеристики подтверждены».
Сейчас компания работает и над другими ОКР в области водородных технологий на судах: «На следующей конференции, в феврале 2027 г., мы сможем рассказать о результатах этой работы. Цикл проведения опытно-конструкторских работ обычно предусматривает два-три года, и если их запустить сейчас, то через год можно будет доложить о проделанной работе».
Дамир Умяров отметил высокий уровень проведения конференции как с точки зрения охвата проблематики, так и со стороны глубины исследований. По его словам, был продемонстрирован большой научный задел в области создания водородной энергетики.
«Считаю, что это важная конференция, и раз в год ее нужно обязательно проводить. Как выяснилось, исследованиями в области водородной энергетики в России занимаются немало институтов, — подчеркнул он. — Думаю, что мы развиваемся очень неплохо, и особенного отставания в водородных технологиях в стране нет. Уже реализовано несколько серьезных проектов, на которых применяются такие установки, — среди них «Экобалт». Очень хорошо, что их разработчики заявили о себе и готовы предлагать свои услуги».
