Новый водород

Компания «Поликом» работает на рынке электрохимии и мембранных технологий почти 20 лет. В последние годы предприятие наладило производство отечественных генераторов водорода на технологии РЕМ-электролиза.

– Евгений Витальевич, что собой представляет генератор водорода, и в чем преимущества РЕМ-электролиза?

– Генератор водорода – установка, которая производит водород из воды и электричества. Вода разлагается под действием тока на водород и кислород. Более старая технология щелочного электролиза основана на применении раствора щелочи высокой концентрации: чистая вода ток не проводит. В наших установках используется более современный: бесщелочной электролиз (РЕМ-электролиз). В качестве электролита используется не щелочь, а твердая полимерная мембрана с протонной проводимостью (Proton Exchange Membrane – PEM).

Сердце процесса – электролизная ячейка, мембрана между двумя электродами: анодом и катодом. В процессе работы вода разлагается на аноде на кислород и водород, а он – на протоны и электроны. Протоны проникают сквозь мембрану к катоду, где встречаются с электронами с образованием атомов, а затем и молекул водорода.

Единственная примесь в образовавшемся водороде – пары воды, от которых легко избавиться за счет встроенной в нашу установку системы осушки. В результате мы получаем водород с чистотой до 99,9998%. В щелочных электролизерах такой чистоты можно добиться, лишь применяя многостадийную систему очистки от примесей.

Кроме того, РЕМ-электролиз – намного более чистая и безопасная технология. Поскольку не применяются агрессивные жидкости, отпадает необходимость в защитной одежде, особых условиях охраны труда. Для обслуживания и ремонта достаточно слить воду и можно работать, не боясь химического ожога. Да и сам ремонт бесщелочным электролизерам требуется реже благодаря более простой конструкции и отсутствию коррозии, вызванной щелочью.

– «Поликом» сегодня активно участвует в импортозамещении, производят российские РЕМ-электролизеры?

– Бесщелочным электролизом мы занимаемся около 12 лет. В 2011 г. мы стали эксклюзивным российским представителем американской марки Proton OnSite. В то время в мире уже активно внедрялись РЕМ-электролизеры, а в России использовали лишь щелочные установки. Мы знакомили заказчиков с новой технологией: было непросто переломить убежденность, что электролиз может быть только щелочным. Мы ездили в США, детально изучали оборудование, проходили обучение, научились ремонтировать, обслуживать импортные установки.

В нашей стране недоверие было и к тому, что предлагаемая продукция родом из США. Люди видели риск санкций и, соответственно, запретов на ввоз установок и запчастей. А мы, не являясь производителем, не могли гарантировать бесперебойность поставки комплектующих.

Так мы пришли к необходимости производства отечественных PEM-установок. Когда делаешь сам, можешь контролировать весь процесс создания оборудования: от разработки конструкции, выбора и закупки доступных на российском рынке комплектующих до финальной сборки и испытаний оборудования в присутствии заказчика на собственной производственной площадке. Стало возможным вносить изменения в стандартную конструкцию под особые требования заказчика, чего нельзя было делать с импортным оборудованием, рискуя потерей гарантии.

Так сначала мы стали теми, кто показал отечественным предприятиям, что такое бесщелочная технология электролиза, а потом и теми, кто создал отечественные генераторы водорода на этой технологии с максимально возможной степенью локализации. При производстве мы используем в основном российские комплектующие, которые имеют полный комплект отечественных сертификатов. Средства измерений в составе нашего оборудования внесены в РСИ и имеют свидетельства о поверке.

У нас есть несколько серий генераторов водорода, которые различаются по производительности: от 2 до 100 м3/ч. Под потребности конкретного клиента мы можем разработать и индивидуальный проект. Например, сейчас мы работаем над установкой для разложения тяжелой воды, где необходимо реализовать особые требования по безопасности и конструкции отдельных узлов.

– Какие компании являются вашими основными клиентами?

– Самый большой рынок – электростанции. Водородом охлаждаются мощные электрогенераторы на больших электростанциях. Статор генератора охлаждается водой, а ротор вращается в среде водорода. Ведь водород практически не обладает вязким трением, не окисляет электроизоляцию обмоток и у него максимальная удельная теплоемкость. Это давно известная технология, но она эффективна и работает до сих пор.

Электростанций с водородным охлаждением генератора в России несколько сотен. На каждой есть отдельное помещение, где стоят обычно две электролизных установки: рабочая и резервная. На советских станциях ставили щелочные электролизеры, которым сейчас часто по несколько десятков лет. Даже иногда резервные агрегаты уже разобраны на запчасти для рабочих. Поэтому логично, что все больше запросов возникает на их замену.

Еще один потенциально емкий рынок – микроэлектроника. В этой сфере используется сверхчистый водород, который могут производить наши электролизеры без дополнительной очистки. А в связи со ставкой на импортозамещение отрасль отечественной микроэлектроники сейчас развивается очень активно.

– Новейшую установку вы недавно поставили на Кольскую АЭС?

– Совершенно верно, для Кольской АЭС мы поставили установку PEM-электролиза контейнерного типа производительностью 10 м3/ч. Отличие такого решения – простота монтажа и запуска в эксплуатацию: на месте требуются только ровная площадка, подвод воды и электричества.

Установка полностью автономна, имеет собственные системы отопления, вентиляции, пожаротушения, охлаждения и т.д. Работа происходит в автоматическом режиме.

Для Кольской АЭС нами было разработано несколько новых технических решений, созрело несколько важных ноу-хау. Кроме того, именно после этого проекта мы включили в линейку нашей продукции контейнерное исполнение генераторов водорода.

– Какие планы на ближайшее будущее?

– В первую очередь расширение производства стандартного оборудования. Мы хотим собирать достаточное количество генераторов водорода нашей А-серии, сократив сроки изготовления с полугода до 2–3 месяцев. А-серия – это универсальная платформа, которую можно конфигурировать для создания установок производительностью от 2 до 10 м3/ч. При этом платформа универсальна, необходимая производительность достигается разным количеством электролизных ячеек внутри. Их количество можно увеличивать даже непосредственно у заказчика.

Также мы приступили к разработке более крупных установок B-серии – до 30 м3/ч для больших электростанций, металлургических производств, водородных печей. Ну и в планах также С-серия – установки до 100 м3/ч. Тоже хотим довести их до серийного производства.

Еще одно направление дальнейшего развития – разработка и производство водородных заправочных станций. Мы уже начали работу над первым таким проектом. Востребованность ВЗС в России будет расти, а у нас их никто не производит, готовых решений пока нет. Надеемся, что скоро у нас будет опытный образец ВЗС, и дальше можно будет его тиражировать.