Водородное электричество для министерства обороны

[zzaharr.livejournal.com]

Оригинал взят у zzaharr в Водородное электричество для министерства обороны

В Министерстве обороны много денег, а в корпорации «РосАтом» много супертехнологий. Да они просто созданы друг для друга – видимо решили в госкорпорации и полезли в свои интеллектуальные закрома. А там оказывается не только царь-бомбы, «кузькины матери» и ядерные реакторы, но и еще много чего интересного, скрывающегося под невзрачным термином «неядерное производство».





Так что же интересует военных? А интересует их электричество, вернее его получение в самых что ни на есть военно-полевых условиях, когда ничего нет, а вот электричество должно быть.

Схожие условия, например в космосе. А тема электричества в космосе знакома российским атомщикам очень хорошо уже на протяжении почти полувека. Лунная Н-1 и орбитальный «Буран» (на фото вверху), все они имели на борту электрохимические преобразователи тока, небольшие электростанции, мощностью от 1 до 20 КВт.
"Буран" закрыли, а вот ЭХГ "Фотон" получил дальнейшее развитие.

1993-2001 - разработан высоковольтный ЭХГ (320В) мощностью 10 кВт (для СКБК, г.Санкт-Петербург);

1997-1999 г.г. – проведена модернизация ЭХГ «Фотон» с целью увеличения номинальной мощности с 10 до 25 кВт («Фотон-М») (для ОАО «АВТОВАЗ», г. Тольятти);

2000-2002 г.г. – проведена модернизация ЭХГ «Фотон» с целью увеличения номинальной мощности с 25 до 40 кВт («Фотон-МВК») (для ОАО «АВТОВАЗ», г. Тольятти);

2002-2004 г.г. – проведена модернизация ЭХГ «Фотон» с целью обеспечения работы ЭХГ на воздухе («Фотон-МВВ») (для ОАО «АВТОВАЗ», г. Тольятти).





Автомобили были вполне подвижные, но уж слишком дорогие. Штучное производство ЭХГ задирало их стоимость до 300 000$.

Суть работы таких установок, до неприличия проста - с одной стороны подается водород,  с другой кислород, а на выходе мы имеем дистиллированную воду и электричество.





На состоявшемся сегодня брифинге, один из руководителей предприятия-разработчика подтвердил, что работы в этом направлении активизированы. Проекты разработок энергоустановок на базе топливных элементов в интересах военного ведомства проходят качественный анализ. Однако ответить на вопрос, в каких именно целях эти установки будут использоваться, источник отказался.
Однако если углубиться в архивы, то можно прикинуть в каком направлении могут двигаться атомщики.





Кстати! Для непрерывного функционирования оборудования американских военных баз, в случае перебоев с электричеством, на их территории имеются резервные энергетические установки. Раньше эту роль выполняли дизельные генераторы, однако с недавнего времени Министерство обороны США стало искать им альтернативу. Оно руководствовалось доводами, что работающий дизель является слишком очевидной целью для потенциальной атаки, кроме того, он занимает много места, и для его роботы постоянно требуется держать запас топлива, которое также занимает внушительный объём. Как сообщает интернет-издание Earth Techling, наиболее подходящей кандидатурой на замену дизелям специалисты посчитали топливные элементы.

Еще про использование водорода, как топлива  вот здесь: Десять дней в воздухе, без посадок и дозаправок
Спасибо за внимание.

Comments

[smthng-strange.livejournal.com]

Что-то я тоже не оценил фишки. Если говорить о применении для нужд в качестве источника мощности где-нибудь в помещении военной базы, то это очень странный выбор. Водород во-первых взрывоопасен, во-вторых он очень летучий, в-третьих, его еще надо как-то получить, затратив приличное количество энергии. А солярку поджечь трудно, она жидкая, т.е. герметичность не критична, да и получают ее из нефти, которой пока много и переработка более, чем развита.

А вот на ракетоносителях - да, это удобно: если ракета в качестве топлива водород использует, то можно напрямую в электричество перерабатывать без турбогенераторов, которые менее надежны.

[zzaharr.livejournal.com]

Ну а вариант анаэробной подлодки чем плох?

[smthng-strange.livejournal.com]

Возможностью взрыва водорода в замкнутом пространстве. И так было дофига случаев, когда выделившийся из аккумуляторов водород взрывался.

И кстати что значит анаэробной? Вы окислитель где возьмете? С собой его таскать?

[zzaharr.livejournal.com]

Ну конечно! Погуглите ЭЭУ «Кристалл-27». Куче чем Сименс получилось.

[smthng-strange.livejournal.com]

Только одну более-менее нормальную статью нашел. Только все равно надо таскать с собой окислитель:

"Продолжением работ ОАО «СКБК» по ЭЭУ явилась разработка энергоустановки с низкотемпературными ТЭ со щелочным матричным электролитом, интерметаллидной системой хранения водорода и криогенной системой хранения кислорода мощностью 300 кВт – ЭЭУ «Кристалл-27»".

Это, конечно, удобнее, чем дизель-генератор, но все равно по-моему очень взрывоопасно.

[zzaharr.livejournal.com]

Ну так с чем сравнивать! С дровяной поленницей это одно, а вот с аккумуляторной ямой подлодки, где десятки тонн электролита, это совсем другое. Вот не знаю, это ли вы нашли http://www.news.elteh.ru/arh/2007/47/10.php.
И еще в комментах ниже посмотрите ветку с b_graf . Там много интересных ссылок

[denywoo.livejournal.com]

Водород гораздо более энергоэффективен по сравнению с нефтепродуктами. Кроме того, речь идет о прямом преобразовании химической энергии в электрическую в топливном элементе, это процесс обладает довольно высоким КПД по сравнению с тем, который используется для того же преобразования в случае углеводородов: химическая энергия в тепловую, тепловая в механическую, механическая в электрическую.

Само собой, водород сам по себе на земле не водится, его нужно получать, например электролизом из воды. Зато это можно делать на солнечных или ветряных электростанциях, что само по себе решает проблему нестабильности выдаваемой ими мощности.

Есть охренительная проблема как водород хранить. В сжиженном или сжатом виде он опасен, требует больших давлений и особых материалов. Можно хранить водород в адсорбированном виде, но удельная емкость таких решений пока не велика.

Сами топливные элементы тоже не сахар пока. Особенно их цена.

[smthng-strange.livejournal.com]

Это вы говорите скорее о гражданских применениях. Тут действительно очень хороша идея вырабатывать водород на тех же ветрогенераторах (кстати интересно, почему не слышно о подобных прототипах). Но для военных это кажется очень плохим решением: проще завалить огромные ангары бочками с соляркой, с которой ничего не случится (разве что разбомбят), чем постоянно ждать появления гремучей смеси. К тому же дизель-генератор устроен очень тупо и любой Вася-механик сможет его починить. А вот что делать с испортившимся топливным элементом не понятно. А КПД у ДВС очень низкий, но военным плевать на него, думаю :).

[zzaharr.livejournal.com]

Зря я этот абзац про американцев вставил. Намек же на ВМФ! ;)

[smthng-strange.livejournal.com]

Ну да, для подлодок еще понятно зачем, а вот для военных баз кажется странным

[zzaharr.livejournal.com]

Тут мой косяк, ибо не уточнил, что топливные элементы (наверное) имеются ввиду твердооксидные. А они электричество способны получать из той же солярки. У нас тоже сейчас для ГазПрома начинают делать. Офигительные штукенции получаются.

[smthng-strange.livejournal.com]

А можно подробнее? Действительно интересно, никогда о таком не слыхал.

[agent-sg.livejournal.com]

Есть еще и ТЭ, на бензине работающие :)

[denywoo.livejournal.com]

Я конечно про гражданские применения. Но вообще и военным может сгодиться, все зависит от задачи, иногда надо запасти много энергии в малых объемах. Несколько дней назад в этом сообществе был пост про самолет-дрон на водороде, автономно летающий по 10 дней. Вот там водород важен, потому что без него такое количество энергии никак не утащить. Применение вполне военное.

[smthng-strange.livejournal.com]

Да, читал, крутая идея. Но беспилотник в случае чего не жалко, люди не пострадают. Кстати где-то видел интересное развлечение: привязывают шарики, наполненные водородом и радиоуправляемыми модельками на них охотятся, взрывы смотрятся зрелищно.

[ermiak.livejournal.com]

Тут действительно очень хороша идея вырабатывать водород на тех же ветрогенераторах (кстати интересно, почему не слышно о подобных прототипах).

Думаю, основная проблема в том, что вы не представляете, о каких мощностях идет речь. Для электро-водородно-электрического преобразования "возобновляемый источник" выглядит, как ГЭС "три ущелья":)
для электро-какоетотамеще-электрического - в разы меньшим. Но в целом, КПД энергосистемы как таковой, еще долго будет болтаться между паровозом "Иосиф Сталин" и самым дрянным оттовским движком.

По очень скромным прикидкам, для 15-минутного цикла заправки электромобиля (с вычеркиванием всего мешающего - чисто по энергии на 400-500 км пробега) вам потребуется этак 400-киловаттная "колонка". При вводе водородного накопителя - добавьте КПД получения водорода.


Мое скромное имхо считает, что водородные элементы имеют право на жизнь только в местах, где этого самого водорода по техпроцессу полно, а перебои в энергоснабжении пахнут "техногенными катастрофами".

[smthng-strange.livejournal.com]

Ну тут скорее вопрос не в мощности аккумулятора, а в его стоимости. Отдельно взятый ветряк или солнечная электростанция довольно слабенькие. Были же проекты для морских ветряных ферм: вешаем компрессор на вал генератора, если энергия в данный момент не нужна, накачиваем воздухом большой подводный мешок, при необходимости пускаем из него воздух обратно на турбину компрессора. Более того, сейчас даже умудряются делать при вертяках аккумуляторы на свинцовых батареях, что наверняка жутко дорого и сильно неэффективно. ВИЭ сейчас вообще по большому счету живут за счет дотаций и потому что это модно.

Кстати статья очень в тему http://rushydro.livejournal.com/315735.html

А что касается автомобилей... Я тоже думаю, что пока водородное будущее нам не светит. Даже электромобили на литий-ионных аккумуляторах более близки к массовому использованию. Что касается КПД - не знаю, какое оно у топливных элементов, но думаю, что не такое плохое.

[ermiak.livejournal.com]

чем постоянно ждать появления гремучей смеси

Не хочется вас разочаровывать, но любой энергетический накопитель иногда способен очень внезапно выдать все мегаджоули разом. Углеводороды горят и взрываются. Аккумуляторы... ну, в лучшем случае, могут выпустить клевые дуги, например, по ионизированному газу (пламени) или по испаренной "закоротке" в виде гаечного ключа на клеммах; в худшем - ничем не отличаются от термитной бомбы (это я о всеми любимых литиевых, да; ура электромобилям:)). Конденсаторы - требуют особых мер предосторожности, начиная с какого-то уровня энергии. Сжатые газы - ну понятно. Вода за плотиной - ясно. Маховик - ... промолчим:). Правильно хранимый водород - вполне прилично ведущий себя газ. В сравнении с популярным ацетиленом - так и вообще паинька.

[smthng-strange.livejournal.com]

Ну да, плотина тоже может рухнуть в принципе, вопрос какая вероятность этому случиться. Недавно ехал в маршрутке, по пути разговорились с газелистом. Говорит, сейчас все на газу ездят, дешево очень. Я его спросил, не стремно ли с бомбой кататься. Говорит, самому было по-началу неуютно, потом почитал, говорит, очень редкие случаи, чтобы при ДТП детонировали баллоны и это бы приводило к катастрофическим последствиям. Пары бензина ведь тоже взрываются неплохо.

Но подлодка все-таки ИМХО должна быть очень надежной. По ней иногда стреляют. И живучесть резко падает, если от деформации корпуса весь запасенный водород выйдет в герметичное пространство, а потом рванет. Судно тут же станет братской могилой. При всей своей сложности атомные реакторы кажутся куда более безопасными. Вспомним Курск: снесло весь первый отсек, почти все остальные тут же разгерметизировались. А реактор заглушился. Но я тут не специалист, это мое личное мнение :).

[ermiak.livejournal.com]

подлодка все-таки ИМХО должна быть очень надежной

Пропуская длинный абзац об отличиях надежности, долговечности и запаса прочности, перейду сразу к финалу.

ПЛ, как, собсно и любая другая военная техника "должна" иметь характеристики, достаточные для выполнения задания. Все остальное может смотреть в угол.

И среди ПЛ за столетнюю их историю встречались исключительные "шип хэппенс". Поищите, например, инормацию о парогазовых ПЛ с двигателем Вальтера на перекиси водорода (ой, опять он:)). Так что, если силовая установка сулит сколь-нибудь заметное улучшение характеристик, она будет воткнута, несмотря на все угрозы.