Источник: "Новотест"
По мере того как растут опасения по поводу изменения климата, становится очевидным, что необходимо углублять использование экологически чистых источников энергии. Как следствие, с каждым годом обороты набирает производство электричества с применением возобновляемых источников энергии.
Однако многие из этих источников энергии характеризуются непостоянством: солнечный свет доступен не круглосуточно, ветер дует не постоянно и так далее. Поэтому их трудно использовать в тандеме с обычной электросетью.
Это только одна из причин роста интереса к водороду как к энергоносителю и инструменту хранения энергии для компенсации просадок при ее выработке с помощью солнечных батарей и ветряков, а также к релевантным основанным на консенсусе добровольным стандартам, которые публикуются Международной электротехнической комиссией (International Electrical Commission; IEC; МЭК).
Водород на транспорте Водород уже используется для питания электромобилей, поездов, трамваев и автобусов. Несколько японских автопроизводителей к настоящему моменту благополучно выпустили в продажу электромобили на водородных топливных элементах, которые пользуются спросом.
В отличие от обычных транспортных средств, которые работают на бензине или дизельном топливе, легковые и грузовые автомобили с водородными топливными элементами объединяют водород и кислород для производства электричества, которое используется для обеспечения функционирования электродвигателя. Автомобили с водородными топливными элементами выделяют водяной пар вместо CO2 в качестве побочного продукта при эксплуатации.
Также были запущены поезда, работающие на водороде. В частности, такие транспортные средства в последнее время особенно активно разрабатываются в Германии. В то же время трамваи на водородном топливе стали обычным явлением в Китае. Тогда как автобусы, использующие водородную энергию, в настоящее время широко распространены во многих странах Европы, Азии и Америки. Водородный импульс для мировой экономики.
Изучая вопрос на гораздо более глобальном уровне, многие эксперты по всему миру всерьез рассматривают «водородное общество» как полноценную и устойчивую альтернативу нашей экономике, основанной на ископаемом топливе.
В июне 2019 года Международное энергетическое агентство (International Energy Agency; IEA; МЭА) опубликовало широко обсуждаемый доклад «Будущее водорода» (The Future of Hydrogen), в котором анализируется текущее состояние дел в области применения водорода и даются рекомендации относительно будущего развития соответствующей индустрии.
Как отмечают эксперты МЭА, водород сегодня привлекает беспрецедентное внимание. Интерес к нему динамично растет благодаря вниманию правительств стран, которые импортируют и экспортируют энергию, а также спросу на возобновляемые источники энергии в целом.
Водород интересен помимо прочего автопроизводителям, нефтегазовым компаниям, крупным технологическим фирмам и крупным городам. Водород может быть получен из природного газа и биомассы, а также из нефти и угля. Он может генерироваться с помощью ядерной энергии, а также путем электролиза с использованием возобновляемых источников энергии, таких как солнечная, ветровая или гидроэнергия.
После генерации этот газ может быть сжат и сжижен для хранения и транспортировки в топливных баках. Водород даже можно транспортировать с использованием существующей инфраструктуры газопроводов.Если его использовать как средство накопления энергии, с помощью водорода можно нивелировать недостатки ряда возобновляемых источников энергии, обусловленные их непостоянством.
Используя технологию реверсивных твердооксидных топливных элементов, специальные устройства могут расщеплять воду посредством электролиза для производства водорода, а также преобразовывать водород обратно в электричество.
Таким образом, водород можно использовать как для выработки электроэнергии, так и для энергонакопления. Но для обеспечения необходимой гибкости требовался стандарт, который учитывает переходы между производством и хранением энергии.
Опыт МЭК в области водородных технологий и топливных элементов.
Такой стандарт подготовили специалисты технического комитета МЭК ТК 105. Речь о документе МЭК 62282-8-201:2020 "Технологии топливных элементов - Часть 8-201: Системы аккумулирования энергии, использующие модули топливных элементов в реверсивном режиме - Процедуры испытаний для определения эффективности систем типа "энергия в энергию"".
Стандарт МЭК 62282-8-201 устанавливает показатели эффективности и описывает процедуры испытаний систем аккумулирования энергии с использованием водорода. В этих системах обычно используется тандем электролизера и топливного элемента или реверсивный элемент для устройств электрического заряда и разряда.
Одним из испытаний, описанных в стандарте, является испытание на определение электрической ёмкости системы накопления электроэнергии. В нем также описан тест на электрическую эффективность в обоих направлениях, предполагающий определение количества чистой вырабатываемой электрической энергии, которую может обеспечить тестируемая система.
По словам авторов документа, это очень полный и надежный стандарт, который в значительной степени основан на проекте Евросоюза под названием "Испытания, обеспечение безопасности и качества твердооксидных топливных элементов и батарей" (Solid Oxide Cell and Stack Testing, Safety and Quality Assurance; SOCTESQA).
Публикация стандарта должна способствовать увеличению производства и хранения водорода, что, в свою очередь, снизит затраты на использование соответствующей технологии. Технология водородных топливных элементов может быть дорогостоящей, но стандартизируя компоненты и принципы эксплуатации в полевых условиях, можно проложить путь для массового производства.
Ожидается, что в будущем эксперты МЭК ТК 105 опубликуют соответствующий стандарт безопасности. Кроме того, специалисты технического комитета планируют рассмотреть другие источники энергии помимо чистого водорода. Например, такие носители водорода как аммиак, метанол или метан. Что бы ни случилось в будущем, ожидается, что водород будет играть все более важную роль, чему должны способствовать ключевые международные стандарты МЭК.