«Центротех» завершил испытания новой электролизной установки

Специалисты НПО «Центротех», входящего в Топливный дивизион «Росатома», завершили цикл испытаний опытной электролизной установки для производства водорода из воды. Оборудование разработано в рамках НИОКР по заказу концерна «Росэнергоатом» и должно стать технологической основой для линейки отечественных установок, предназначенных для атомных станций и других объектов ТЭК.

Опытный образец производительностью 5 м³ водорода в час стабильно отработал более 8000 часов, включая режимы с нагрузкой до 115% от номинальной. По результатам испытаний были подтверждены основные технические характеристики, а также сформирован перечень изменений для снижения стоимости изготовления и повышения надёжности.

Какие параметры подтвердила программа испытаний

• Производительность: 5 м³ водорода в час.
• Наработка: более 8000 часов.
• Перегрузочный режим: до 115% от номинальной мощности.
• Чистота водорода: 99,9% при использовании обычной дистиллированной воды.
• Давление на выходе: до 1,5 МПа.
• Динамика: изменение производительности на 50% менее чем за 10 секунд.
• Удельное энергопотребление электролизной батареи: менее 4,0 кВт·ч на 1 м³ водорода.

Большая продолжительность испытаний особенно важна для промышленного оборудования. Она позволяет оценить не только паспортные показатели нового электролизёра, но и устойчивость электродов, мембран, уплотнений, систем водоподготовки и автоматики при длительной эксплуатации.

В чём особенность технологии

Разработка «Центротеха» основана на анионпроводящей матрице. По заявлению разработчиков, эта схема объединяет преимущества двух распространённых направлений электролиза: отсутствие жидкой щёлочи в основном контуре и высокую динамичность при сравнительно умеренных требованиях к качеству подаваемой воды.

Для электролизной батареи использованы отечественные материалы. Это снижает зависимость от зарубежных компонентов, однако реальная степень локализации серийного изделия будет определяться всей цепочкой поставок — от мембран и электродных покрытий до силовой электроники, датчиков и компрессорного оборудования.

Способность быстро изменять производительность важна при работе с переменной нагрузкой. Установка может подстраиваться под режим объекта или доступную мощность источника электроэнергии, не сохраняя постоянно максимальное потребление. Для энергетических предприятий это расширяет варианты интеграции электролизёра в существующие технологические процессы.

Зачем водород нужен электростанциям

На крупных электростанциях водород традиционно применяют для охлаждения турбогенераторов. Газ обладает высокой теплопроводностью и низкой плотностью, поэтому позволяет эффективно отводить тепло от обмоток и уменьшать вентиляционные потери. Собственная электролизная установка даёт предприятию возможность производить необходимый водород на площадке, сократив зависимость от внешней доставки.

Представители «Росэнергоатома» оценивают потенциальный спрос на установки производительностью до 25–30 м³/ч. Значительная часть действующего оборудования на объектах энергетики эксплуатируется давно и в перспективе потребует замены. Опытный модуль на 5 м³/ч позволяет проверить технологию перед масштабированием в более мощный ряд.

Что означают показатели эффективности

Заявленное энергопотребление менее 4,0 кВт·ч на кубометр относится к электролизной батарее. При оценке всей установки необходимо дополнительно учитывать энергозатраты вспомогательных систем: водоподготовки, циркуляции, охлаждения, очистки и осушки газа, автоматики, а при необходимости — компримирования и хранения.

Поэтому сравнивать электролизёры корректно по границам измеряемой системы и одинаковым условиям эксплуатации. Ключевыми показателями серийного решения станут расход электроэнергии на уровне всего комплекса, ресурс компонентов, интервалы обслуживания, стабильность чистоты газа и стоимость произведённого водорода.

Следующий опытный образец уже используется

Предложенные после испытаний конструктивные и технологические решения уже применили во втором опытном образце. Он использовался при запуске водородного полигона на Сахалине, а затем был передан предприятию-заказчику для дальнейших научно-исследовательских работ.

Ранее «Росатом» представлял два мощностных ряда электролизёров «Центротеха». В отраслевых материалах указывалась линейка установок производительностью от 5 до 40 нм³/ч и планы развития более мощных модулей. Завершение длительных испытаний уточняет техническую базу, на которой может строиться серийное производство.

Что важно проверить перед серийным выпуском

1. Ресурс ключевых компонентов. Длительная наработка должна быть подтверждена данными о деградации батареи и качестве получаемого газа.
2. Экономика полного комплекса. Необходимо учитывать капитальные затраты, обслуживание и энергопотребление всех вспомогательных систем.
3. Масштабирование. Переход от модуля 5 м³/ч к установкам 25–30 м³/ч должен сохранить эффективность и динамические характеристики.
4. Сервисная модель. Для атомных станций и объектов ТЭК критичны поставки запасных частей, диагностика и гарантированное техническое сопровождение.

Испытания опытного образца показывают готовность базовой технологии к следующему этапу разработки. Коммерческий результат будет зависеть от того, насколько успешно подтверждённые характеристики удастся перенести в серийные установки большей мощности и обеспечить их эксплуатацию на промышленных объектах.