Dnes se vodík aktivně používá v různých odvětvích chemického a petrochemického průmyslu. Vodík se používá při syntéze čpavku, hydrogenaci tuků a při hydrogenaci uhlí, olejů a uhlovodíků. Kromě toho je vodík nezbytný pro výrobu kapalného paliva hydrogenací uhlí a topného oleje. Bohužel vodík v čisté formě se v přírodě prakticky nikdy nenachází, takže úkoly jeho výroby, koncentrace a čištění od nečistot mají velký význam.

Hlavními metodami výroby čistého vodíku v průmyslu jsou elektrolýza vody a konverze koksu nebo metanu. Kromě toho se vodík získává extrakcí a koncentrací z různých směsí plynů petrochemických procesů.

V průběhu let byly technologie extrakce a koncentrace zdokonalovány, aby se vodík vyráběl z různých zdrojů surovin. V důsledku toho byli vědci schopni vytvořit zařízení, které dokáže extrahovat vodík ze směsí plynů. Díky tomu lze vodík vrátit do výrobního cyklu a výrazně tak snížit ztráty. Extrahování vodíku ze směsi plynů má navíc pozitivní vliv na životní prostředí. Získáváním vodíku z paliva, zbytkových a odpadních plynů lze výrazně zvýšit ekonomickou efektivitu výrobních procesů.

Efektivní způsoby výroby vodíku

V současné době se extrakce vodíku nejčastěji provádí dvěma způsoby:

  • Koncentrace vodíku pomocí membránových jednotek. Tento způsob separace plynných směsí umožňuje separaci vodíku z proudů plynů s minimálními ztrátami. Mezi hlavní výhody membránových závodů, které umožňují koncentraci vodíku, patří nízké náklady na údržbu, jednoduché přístrojové vybavení a dlouhá životnost membrán. Samostatně stojí za zmínku, že membránové závody se vyznačují vysokou flexibilitou, která je realizována vytvářením modulárních systémů, které umožňují rychle změnit rozsah výroby vodíku. Další důležitou výhodou tohoto způsobu výroby vodíku je dostupná cena zařízení vzhledem k řadě vlastností výroby a instalace membránových závodů;
  • Extrakce vodíku pomocí adsorpčních jednotek. Tento způsob výroby čistého vodíku je založen na technologii adsorpce s krátkým nebo ultrakrátkým cyklem při proměnném tlaku. Tato technologie využívá principu pohlcování plynných nečistot obsahujících vodík na povrchu speciálně navržených adsorpčních materiálů. Množství nečistot zadržených adsorbentem přímo závisí na tlaku, proto tyto výrobny vodíku umožňují proces adsorpce nečistot a regeneraci adsorbentu změnou tlaku. Tato metoda produkuje velmi čistý vodík s minimální tlakovou ztrátou. Jedinou nevýhodou tohoto způsobu výroby vodíku je poměrně vysoká cena.

Volba způsobu výroby vodíku závisí na složení surovin, požadované čistotě vodíku, jakož i na provozním režimu, výrobní kapacitě a dalších faktorech souvisejících se specifiky provozu konkrétního podniku.

Návrh a tvorba zařízení na výrobu vodíku

Výzkumná a výrobní společnost Grasys vyvíjí a vyrábí zařízení schopná produkovat vodík v průmyslovém měřítku. Svou práci provádíme pomocí integrovaného přístupu k řešení problému, který nám zákazník zadá. To znamená, že naši kvalifikovaní specialisté jsou schopni provést vše od návrhu, konstrukce, výroby a uvedení do provozu kompletních závodů potřebných k výrobě vodíku. Navíc našim zákazníkům nabízíme služby údržby zařízení na výrobu vodíku. Běžné opravy a technická podpora zařízení na těžbu vodíku jsou prováděny v termínech stanovených zákazníkem. Tento přístup nás odlišuje od většiny společností působících v tomto segmentu trhu.

ČTĚTE VÍCE
Co je podešev EVA?

Charakteristické rysy našeho zařízení na výrobu vodíku:

  • kompaktní celkové rozměry umožňující výrobu vodíku ve velmi skromných oblastech;
  • vysoká připravenost k instalaci, která výrazně zkracuje dobu zprovoznění zařízení na výrobu vodíku;
  • přizpůsobení použití zařízení na extrakci vodíku v obtížných teplotních a klimatických podmínkách;
  • dlouhá životnost závodu na výrobu vodíku díky použití nejkvalitnějších materiálů;
  • automatický provoz, snadná obsluha a minimální personál údržby.

Každý zákazník, který vyžaduje spolehlivé zařízení na výrobu vodíku, se může spolehnout na pozornou pozornost a vysokou úroveň služeb. Garantujeme individuální přístup k zákazníkům, kteří si chtějí objednat membránové nebo adsorpční jednotky umožňující výrobu vodíku z odpadu, paliva nebo zbytkových plynů.

Hlavní výhody spolupráce s výzkumnou a výrobní společností Grasys:

  • flexibilní cenovou politiku. I v době hospodářské krize nadále udržujeme cenu za vývoj a výrobu zařízení na těžbu vodíku na přijatelné úrovni. Naše ceny za zařízení na výrobu vodíku jsou pro mnoho ruských podniků zpracovávajících ropu a zemní plyn docela dostupné. Pro stálé zákazníky, kteří mají zájem o navázání a udržení spolupráce dlouhodobě, navíc poskytujeme vždy výhodné slevy;
  • vysoká úroveň odborné přípravy. K výběru personálu přistupujeme velmi pečlivě, proto zaměstnáváme pouze zkušené inženýry, kteří důkladně prostudovali všechny nuance technologií, které umožňují těžit vodík s minimálními ztrátami. Ke každému úkolu přistupují zodpovědně, v co nejkratším čase vytvářejí veškeré potřebné vybavení, pomocí kterého mohou naši klienti získat vodík obsažený ve směsi plynů.

Chcete-li si objednat zařízení pro extrakci vodíku nebo získat podrobné odpovědi na všechny otázky, zavolejte našim konzultantům na tel.: +7 (495) 777-77-34.

Není to veřejná nabídka

Získejte více informací
Pošlete žádost a náš manažer vás bude brzy kontaktovat

Prodej elektromobilů roste, a to i přes pandemii COVID-19. V roce 2020 se tak celosvětově prodalo 3,1 milionu kusů – jejich podíl na celkovém objemu byl téměř 5 % oproti 2,5 % v roce 2019. Přitom 2,2 milionu připadlo na ekologická elektromobily a více než 900 tisíc na dobíjecí hybridy (PHEV).

Ale přesto je 95 % prodaných aut vybaveno spalovacími motory. Faktem je, že nevyřešeny zůstávají klíčové otázky týkající se kapacity baterie (a podle toho dojezdu vozidla), doby nabíjení, infrastruktury. A hlavním problémem je, kde pro takové auto vezmeme elektřinu?

Ve většině případů se vyrábí v tepelných elektrárnách spalováním paliva. Ukazuje se, že prostě klameme sami sebe: ekologické problémy se neřeší, ale jednoduše se přesouvají z „čistých“ měst, kde jezdí elektromobily, do oblastí, kde se těží a spaluje ropa, plyn a uhlí.

Na tomto pozadí přední výrobci automobilů pokračují ve vývoji projektů založených na použití vodíku jako paliva.

Pochopte podmínky

Pro začátek si řekněme: vodíkové auto je v každém případě elektromobil, protože je poháněno elektromotorem. Jde jen o to, že elektřina se nezískává ze zásuvky, ale chemickou reakcí s vodíkem. Tato reakce probíhá uvnitř článků palivových článků, kam se přivádí vodík a kyslík. Tím vzniká elektřina, která se přenáší do elektromotoru a pohání kola a všechny ostatní systémy. Podotýkám, že reakce probíhá bez spalovacího procesu a „výfuk“ je neškodná vodní pára, což dobře zapadá do konceptu „nulových emisí“.

ČTĚTE VÍCE
Mohu používat krém na ruce každý den?

Přečtěte si také
Státní duma předpověděla „muka“ vodíkovým palivem kvůli vysokému nebezpečí

Svět získá další výhody, pokud se elektrická vodíková auta rozšíří. Například osvobození od výživného v současném smyslu. Ostatně nebudete muset měnit olej ani jiné technické kapaliny jako nyní u spalovacího motoru nebo převodovky. Nebude potřeba zapalovacích svíček, chladicích systémů, neutralizace výfukových plynů a mnoho dalšího. Těžká a drahá baterie, jejíž cena je dnes třetinová nebo dokonce poloviční oproti elektromobilu, se stane minulostí. To vše bude mít teoreticky pozitivní dopad jak na provozní náklady, tak na životní prostředí.

Z hlediska účinnosti se benzín, nafta nebo jakákoli moderní baterie, jak se říká, ani neblíží vodíku – 1 g vodíku poskytuje třikrát více energie než 1 g benzínu. Výsledkem je mnohonásobně vyšší startovací moment, zvýšená výkonová rezerva a emise CO 2 a těžkých kovů je nula. Místo oxidů síry a dusíku uniká do atmosféry kyslík a vodní pára. Vodíkové motory jsou navíc prakticky tiché.

Kde se vyrábí vodík?

Aby se elektrické vodíkové auto mohlo pohybovat (budu ho označovat jako počítač), musí proběhnout chemická reakce, k tomu je tedy potřeba ho naplnit vodíkem. Nejprve je ale třeba tento vodík odněkud vzít – vodík se v přírodě nevyskytuje v čisté formě, musí se získat pomocí chemických reakcí. Dnes běžnou metodou (mimochodem relativně ekonomicky výhodnou) je její oddělení od vody (páry) při spalování zemního plynu při vysoké teplotě (700–1000 ºС) a pod tlakem. Tím se však uvolňuje škodlivý oxid uhličitý. Stručně řečeno, není snadné označit tuto metodu za vysoce ekologickou.

Přečtěte si také
Chemici vytvořili katalyzátor pro okamžitou dezinfekci vody

Bohužel, dosud nebylo vyvinuto mnoho zcela ekologických metod výroby vodíku. A ty, co existují, jsou monstrózně drahé. I „průmyslový“ vodík je tedy přibližně třikrát dražší než benzín. Přestože za posledních 15 let se díky vývoji nových technologií již podařilo snížit jeho náklady na světovém trhu z 250 USD na 30 USD za litr – to zdaleka není limit.

Jedním z nepříjemných aspektů vodíku je také to, že je považován za velmi výbušný, protože tlak plynu ve válci dosahuje 700 atmosfér a pro udržení kapalného stavu je nutná teplota pod –250 °С. Pravda, kromě působivých hodnot komprese a zvýšené těkavosti se neliší od ostatních plynů, včetně propanu, butanu, metanu, kyslíku a dusíku, ale naučili jsme se s nimi pracovat. Vodík by tedy měl být považován za běžné palivo pro plynové motory, které se liší (od propanu a metanu) pouze emisní čistotou, energetickým výkonem a dlouhodobě nižší cenou.

Dnes již svět nachází dobré odpovědi na znepokojivé otázky týkající se vodíku. Nejnovější výzkumy například ukazují, že je efektivnější jej ukládat do hydridů (sloučenin vodíku s dalšími chemickými prvky). V tomto ohledu jsou vyvíjeny akumulační systémy na bázi hydridů hořčíku – slitiny absorbují vodík ve velkém množství a při zahřívání ho uvolňují (podobně jako zmrzlá voda v pěnové houbě). V podstatě se z vodíkové nádrže, obrazně řečeno, stává elektrická baterie, která je 100krát účinnější než nejmodernější lithiová baterie.

ČTĚTE VÍCE
Je možné pěstovat řasy černým čajem?

„Samozřejmě jsou technické problémy, počet speciálních vodíkových čerpacích stanic je velmi malý a takové palivo zůstává stále drahé. Odborníci ale tvrdí, že tyto problémy jsou čistě inženýrského rázu a lze je vyřešit zhruba do pěti let,“ říká Vladimír Ščerbakov, doktor ekonomie, zakladatel skupiny společností Avtotor.

v čem budeme pokračovat?

Říká se, že počet vodíkových čerpacích stanic v Evropě poměrně rychle roste. Přestože je spotřebitelů tohoto paliva velmi málo, stále existují problémy s bezpečnostními opatřeními. Ostatně nezapomínejme, že je výbušný a jeho skladování na čerpací stanici vyžaduje dodržování zvýšených bezpečnostních opatření, což zdražuje a komplikuje tvorbu vodíkových čerpacích stanic.

Přečtěte si také
Andrey Klepach: protekcionismus se stává stále více „zeleným“

První „vodíkové“ čerpací stanice v Německu se objevily asi před 15 lety. Nyní v Německu funguje zhruba 100 takových čerpacích stanic a do roku 2023 by jejich počet měl vzrůst na 400 a více. Náklady na odpovídající projekt se odhadují na více než 400 milionů EUR – jeden milion na každou čerpací stanici. Většinu prostředků investují Toyota, Honda, BMW, Volkswagen a Daimler. Například v Japonsku je již asi 200 takových čerpacích stanic.

Bohužel v současné době funguje v Rusku pouze jedna vodíková čerpací stanice (a to pouze v testovacím režimu) – v Moskevské oblasti, v Černogolovce, na území jednoho z výzkumných ústavů. Zároveň jsme na konci loňského roku měli v ruské flotile také pouze jeden osobní automobil s vodíkovými palivovými články (nevyrobené v Rusku).

Obecně experimenty s vodíkovou tematikou v autosféře začaly v minulém století. Všechny přední automobilky začaly vyvíjet modely využívající alternativní palivové články. Mimochodem, toto téma jsme zpracovávali i u nás v Avtovazu. Směr se jmenoval ANTEL – „vozidlo na palivové články“.

Pamatuji si dokonce Nivu a kombi VAZ-2111, které se vozily na různé výstavy. Toto téma je ale v Togliatti již několik let uzavřeno. To je škoda! Ostatně několik modelů se již ve světě sériově vyrábí.

Prvorozená byla Toyota Mirai, která se v Japonsku prodává od konce roku 2014, v USA a Evropě – od konce roku 2015. Dnes je to nejrozšířenější počítač na světě, který vyrábí již druhou generaci modelu. Hlavním trhem je USA, ale počítač se prodává i v Evropě, Japonsku a Kanadě.

Je pravda, že model nelze nazvat velmi populárním, i když vezmeme v úvahu, že existují velmi vážné dotace pro kupující od výrobce (kompenzované státem). Cena Toyoty Mirai v USA začíná na 58 tisících dolarech, přičemž kupující dostane zálohu 15 tisíc dolarů na tankování vodíku (tyto peníze musí utratit do tří let). Podle údajů z roku 2020 bylo celosvětově vyrobeno a prodáno asi 6 tisíc kusů Mirai.

ČTĚTE VÍCE
Jak rozumět původnímu Diorovi?

Od roku 2016 je v prodeji model dalšího japonského koncernu Honda Clarity. Vůz pohání elektromotor o výkonu 174 koní. Vodík je skladován v nádrži pod tlakem 690 atmosfér. Na jedné čerpací stanici můžete podle různých zdrojů ujet od 500 do 750 km. Záloha na tankování je stejná – 15 tisíc dolarů.

Pilotní série vodíkových crossoverů Hyundai Nexo (asi tisíc kusů) byla vyrobena v Jižní Koreji. Nadějné modely mají i Němci – Mercedes-Benz GLC F-Cell a BMW X5 i Hydrogen Next. Hyundai začal loni v létě prodávat první těžký nákladní vůz na vodíkové palivové články na světě. Foton ovládl výrobu autobusů a nákladních dodávek v Číně.

Přečtěte si také
Za ropným horizontem. Jak si Rusko může udržet svou pozici na světových trzích během energetické transformace

Na světových silnicích tak nyní jezdí několik tisíc vozidel poháněných vodíkem. Ale opakuji, že poptávka po takovém zařízení je velmi omezená. Důvody jsou jasné: vysoká cena a omezené cestování kvůli malému počtu čerpacích stanic. Problémy jsou také s provozem v chladném klimatu (konkrétně se studenými starty). Výrobci nejnovějšího Hyundai Nexo například slibují bezproblémové startování pouze při teplotách nad -6 ºС. Ale myslím, že se tyto problémy za pár let vyřeší.

V jejich vlastní zemi jsou proroci

V Rusku dnes neexistuje žádný oficiální dokument, který by definoval postoj státu k autům s alternativními zdroji (včetně vodíkových článků). Ministerstvo průmyslu a obchodu připravilo před několika lety celkovou koncepci rozvoje automobilového průmyslu. Ale podle mnoha odborníků byl zastaralý ještě před jeho schválením v roce 2018.

Nyní podle různých informací píší nové koncepce rozvoje dopravy u nás na alternativní paliva až tři resorty (Ministerstvo hospodářského rozvoje, Ministerstvo průmyslu a obchodu a Ministerstvo energetiky) a dokonce i číslo bliká – kolik bude nakonec potřeba utratit: asi bilion rublů.

Ministr průmyslu a obchodu Ruské federace Denis Manturov tak v nedávném rozhovoru pro TASS slíbil, že v Rusku začnou v roce 2024 vyrábět auta na vodíkové palivové články. První vodíková vozidla, která se u nás budou montovat, budou podle jeho názoru autobusy.

Tato volba není překvapivá, protože ruský prezident Vladimir Putin v prosinci 2020 nařídil zahájit výrobu městské dopravy pomocí vodíkových článků, i když do roku 2023. Poté manažeři Kamazu okamžitě oznámili, že vývoj designu již probíhá.

Přečtěte si také
A dovoz stále existuje: jaké nové překážky se objevily na cestě elektromobilů do Ruska

Také náměstek ministra průmyslu a obchodu Michail Ivanov slíbil, že v období 2025 až 2030 bude v Rusku postaveno až 1,2 tisíce čerpacích stanic pro vodíková auta.

Je těžké posoudit reálnost takových prohlášení, protože existuje velmi málo informací o tom, jak daleko naši vědci od vojensko-průmyslového komplexu došli ve vývoji prvků pro skladování vodíku; Nevíme, jaký druh vývoje mají přední ruské ropné a plynárenské společnosti pro průmyslovou (a ekologickou) výrobu vodíku.

ČTĚTE VÍCE
Je možné zabránit vypadávání vlasů během chemoterapie?

„Hlavním problémem není nedostatek vědeckých a technických pracovníků a nový vývoj v zemi. Včetně vodíkových článků. Problém je v tom, že vláda si nestanoví cíl do roku 2025, například ovládnout sériovou výrobu elektromobilů. Žádný takový cíl neexistuje ani u konvenčních článků, ani u palivových článků, ani v současné koncepci, ani v programu rozvoje automobilového průmyslu, ani ve speciálních investičních smlouvách (SPIC) s automobilkami do roku 2030,“ vysvětluje Vladimir Shcherbakov. — Místo vážné diskuse o tom, co a jak je třeba udělat, abychom zaujali důstojné místo ve světovém závodě, si všichni navzájem vysvětlují, proč se elektromotor nehodí do Ruska. Někteří tvrdí, že elektrické baterie jsou příliš drahé a energetická rezerva může poskytnout pouze krátký dojezd. Ale nějak zapomínají, že Rusko je jedním z hlavních světových vlastníků zdrojů, ze kterých jsou tyto baterie vyrobeny: lithium, hořčík, kadmium, železo, titan a kovy vzácných zemin. A je prostě škoda nevytvořit lepší technologie pro jejich zpracování.“

Zdá se ale, že vývoj v zemi skutečně probíhá. Nedávno bylo oznámeno, že velmi brzy, začátkem roku 2022, budou uvedena do provozu vodíková elektrická vozidla na bázi GAZelle Next. Ale – v Německu. Projekt je realizován od roku 2019 společně s německým partnerem skupiny GAZ, společností ElektrofahrzeugeStuttgart (EFA-S). Počítač je vytvořen na podvozku GAZelle Next o celkové hmotnosti 4,6 tuny s dvouřadou kabinou. Výkonová rezerva takového vozu je slíbena dosáhnout 500 km.

Proč tuzemský výrobce vyrábí zařízení vyvinutá vlastní technologií v zahraničí? Výše uvedenou odpovědí je nedostatek jasného konceptu nahoře.

Přečtěte si také
Alternativní zdroje. Jak svět směřuje k odstranění ropy

Abych byl upřímný, navzdory skutečnosti, že práce na vytváření automobilů využívajících alternativní paliva ve světě probíhají již dlouhou dobu, inženýři a další specialisté stále nemají jasnou představu o tom, jak bude auto vypadat v budoucnu. a na jaký zdroj energie poběží. Honda například sází na vodík, zatímco Toyota vyvíjí jak konvenční elektromobily, tak počítače. Zároveň nespěchají, aby opustili obvyklé spalovací motory a zlepšili je. Zatímco řada jejich kolegů z evropských firem již oznámila, že na spalovacích motorech už zásadně pracovat nebudou.

Ptal se někdo konečného spotřebitele, co potřebuje? Ostatně všechny tyto vysoce vědecké spory pro něj nejsou zajímavé. Může být docela spokojený s autem se spalovacím motorem – jednoduchým, spolehlivým, levným, s najetými ne 200 km, ale tisíc. A upoutat pozornost motoristy s vágními „ekologickými vyhlídkami“ bez ekonomických výhod a komfortního ovládání je úkol nesmírně obtížný. Je možné nabídnout velké dotace (mimochodem na úkor jeho vlastních daní)?

Redakční názor nemusí odrážet názory autora. Použití materiálu je povoleno za předpokladu dodržení

s odkazem na web tass.ru

© Tisková agentura TASS

Osvědčení o registraci média č. 03247 vydané 02. dubna 1999 Státním tiskovým výborem Ruské federace.