energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2019-12-2-89-96energsecurity-637Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЭНЕРГЕТИКИGENERAL ISSUES RELATED TO RELIABILITY AND SAFETY OF THE POWER INDUSTRYСовременные направления развития водородных энергетических технологийModern directions for the development of hydrogen energy technologiesФилимоноваА. А.FilimonovaA. A.

ул. Красносельская, 51, 420066, г. Казань

ул. Красносельская, 51, 420066, г. Казань

aachichirova@mail.ruЧичировА. А.ChichirovA. A.

ул. Красносельская, 51, 420066, г. Казань

ул. Красносельская, 51, 420066, г. Казань

ЧичироваН. Д.ChichirovaN. D.

ул. Красносельская, 51, 420066, г. Казань

ул. Красносельская, 51, 420066, г. Казань

ФилимоновА. Г.FilimonovA. G.

ул. Красносельская, 51, 420066, г. Казань

ул. Красносельская, 51, 420066, г. Казань

КуличихинВ. В.KulichikhinV. V.

ул. Красноказарменная, 14, 111250, Москва

ул. Красноказарменная, 14, 111250, Москва

ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»РоссияФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»Russian FederationФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ»РоссияФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ»Russian Federation2019130820191228996Copyright © Филимонова А.А., Чичиров А.А., Чичирова Н.Д., Филимонов А.Г., Куличихин В.В., 20192019Филимонова А.А., Чичиров А.А., Чичирова Н.Д., Филимонов А.Г., Куличихин В.В.Filimonova A.A., Chichirov A.A., Chichirova N.D., Filimonov A.G., Kulichikhin V.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sigma08.ru/jour/article/view/637

Водородная энергетика объединяет комплекс технологий производства, транспортировки, аккумулирования и использования универсального вторичного энергоносителя — водорода. Энергетическое использование водорода формируется из возможностей экологически чистого получения электроэнергии и длительного хранения без потерь, в том числе крупномасштабного. Вопросы, связанные с потреблением водорода как перспективного экологически чистого и универсального энергоносителя и аккумулятора энергии в различных отраслях народного хозяйства, были сформулированы в начале 70-х годов прошлого столетия после первого нефтяного топливного кризиса. Стало очевидно, что необходима разработка новых, оптимальных с экологической точки зрения энергетических технологий, основанных на использовании возобновляемых энергоисточников, атомной энергии, угля и универсальных экологически чистых энергоносителей, дающих возможность заменить невозобновляемые энергоресурсы по мере их истощения и удорожания. Водород в качестве вторичного энергоносителя раскрывает свой потенциал в глобальной стратегии устойчивого энергетического развития в 21-м веке, которая противостоит вызовам необратимого изменения климата, неустойчивого производства нефти и усиливающегося загрязнения окружающей среды. Водород может играть ключевую роль в магистральных перевозках автомобильным и железнодорожным транспортом, в прибрежном и международном судоходстве, в авиационных перевозках, а также в долгосрочном и сезонном хранении электроэнергии в сетях, опирающиеся в основном на локальные возобновляемые источники энергии и местное сырье. Решающим звеном коммерциализации технологий водородного топлива в России на текущем этапе является формирование экономически эффективных водородно-транспортно-энергетических комплексов, в том числе в составе электрогенерирующих объектов.

Hydrogen energy combines a set of technologies for the production, transportation, storage and use of a versatile secondary energy carrier — hydrogen. The energy use of hydrogen is formed from the possibilities of environmentfriendly generation of electricity and long-term storage without loss, including on a large scale. Questions related to the consumption of hydrogen as a promising environment-friendly and versatile energy carrier and energy storage in various sectors of the national economy were formulated in the early 70s of the last century after the first oil fuel crisis. It has become obvious that it is necessary to develop new, ecologically optimal energy technologies based on the use of renewable energy sources, nuclear energy, coal and versatile environment-friendly energy carriers, making it possible to replace non-renewable energy resources as these are depleted and become more expensive. Hydrogen as a secondary energy carrier reveals its potential in a global strategy for sustainable energy development in the 21st century, which confronts the challenges of irreversible climate change, unsustainable oil production and increasing environmental pollution. Hydrogen can play a key role in mainline transportation by road and rail, in coastal and international shipping, in air transport, as well as in long-term and seasonal storage of electricity in networks, relying mainly on local renewable energy sources and local raw materials. The decisive element in the commercialization of hydrogen fuel technologies in Russia at the current stage is the formation of cost-effective hydrogen-transport-energy complexes, in particular, within power generating facilities.

водородная энергетикапроизводствоочисткахранениетранспортировка водородаhydrogen energyproductionpurificationstoragetransportation of hydrogenReferencesREN21. Renewables 2016 Global Status Report. — Paris: REN21 Secretariat 2016.REN21. Renewables 2016 Global Status Report. – Paris: REN21 Secretariat 2016.U.S. Energy Information Administration. International Energy Outlook 2016 with Projections to 2040 www.eia.gov/forecasts/ieo 2016U.S. Energy Information Administration. International Energy Outlook 2016 with Projections to 2040 www.eia.gov/forecasts/ieo2016IEA. World Energy Outlook 2016. — Paris: IEA 2016.IEA. World Energy Outlook 2016. – Paris: IEA 2016.Кочергин В. И., Глушков С. П. Особенности решения проблем обеспечения безопасности при реализации инновационных процессов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Безопасность и управление рисками 2016; (5): 203–209.Kochergin V. I., Glushkov S.P. Specifics of solving problems of ensuring safety at implementation of innovative processes // News Bulletin of Perm National Research Polytechnical University. Safety and risk management 2016;(5): 203–209.Дуников Д. О. Водородные энергетические технологии. В сборнике: Водородные энергетические технологии Материалы семинара лаборатории ВЭТ ОИВТ РАН: сборник научных трудов. Москва 2017;: 5–21.Dunikov D. O. Hydrogen energy technologies. In collection of papers: Hydrogen energy technologies. Materials of a seminar of the Hydrogen Energy Technologies Laboratory of the JIHT of RAS: collection of research papers. Moscow 2017;: 5–21.Чичирова Н. Д., Власов С. М. Наноматериалы мембранных элементов. Наноматериалы и нанотехнологии в энергетике. Монография 2014;: 400.Chichirova N. D., Vlasov S. M. Nanomaterials of membrane elements. Nanomaterials and nanotechnologies in power engineering. Monograph 2014;: 400.Чичиров А. А. Топливные элементы. Наноматериалы и нанотехнологии в энергетике: монография: Казанский государственный энергетический университет 2014;: 375.Chichirov A. A. Fuel cells. Nanomaterials and nanotechnologies in power engineering. Monograph. Kazan State Power Engineering University. 2014;: 375.Чичирова Н. Д., Чичиров А. А., Власов С. М., Гибадуллина Х. В. Нанотехнологии в разработке топливных элементов // Труды академэнерго 2014; (3): 103–122.Chichirova N. D., Chichirov A. A., Vlasov S. M., Gibadullina Kh. V. Nanotechnologies in development of fuel cells // Proceedings of Academenergo 2014; (3): 103–122.International Energy Agency. Technology Roadmap: Hydrogen and Fuell Cells – 2014 edition. – Paris: OECD/IEA 2014.International Energy Agency. Technology Roadmap: Hydrogen and Fuell Cells – 2014 edition. – Paris: OECD/IEA 2014.Zoulias E. I., Lymberopoulos N. Hydrogen-based autonomous power systems: techno-economic analysis of the integration of hydrogen in autonomous power systems.: Springer 2008.Zoulias E. I., Lymberopoulos N. Hydrogen-based autonomous power systems: techno-economic analysis of the integration of hydrogen in autonomous power systems.: Springer 2008.Hydrogen and Fuel Cells: Fundamentals, Technologies and Applications. Ed. Stolten D. – Weinheim, Germany: WILEY-VCH Verlag GmbH 2010;: 877.Hydrogen and Fuel Cells: Fundamentals, Technologies and Applications. Ed. Stolten D. — Weinheim, Germany : WILEY-VCH Verlag GmbH 2010;: 877.Малышенко С. П. Водород как аккумулятор энергии в электроэнергетике // Российский химический журнал 2005; (XLI): 112–120.Malyshenko S. P. Hydrogen as energy storage in power enineering // Russian Chemical Journal 2005; (XLI): 112–120.да Роза А. Возобновляемые источники энергии. Физико-технические основы: Издательский дом МЭИ 2010;: 704.da Roza A. Renewable sources of energy. Physical-engineering fundamentals: MPEI Publishing House 2010;: 704.Schultz K. Use of the Modular Helium Reactor for Hydrogen Production, World Nuclear Association Annual Symposium, London, 3–5 September 2003.Schultz K. Use of the Modular Helium Reactor for Hydrogen Production, World Nuclear Association Annual Symposium, London, 3–5 September 2003.Синяк Ю. В. Моделирование стоимости водородного топлива в условиях его централизованного производства. В сборнике: Водородные энергетические технологии Материалы семинара лаборатории ВЭТ ОИВТ РАН: сборник научных трудов. Москва 2017;: 39–56.Sinyak Yu. V. Simulation of the cost of hydrogen fuel in conditions of its centralized production. In collection of papers: Hydrogen energy technologies. Materials of a seminar of the Hydrogen Energy Technologies Laboratory of the JIHT of RAS: collection of research papers. Moscow 2017;: 39–56.Brown L. C., Besenbruch G. E., Funk J. E., Marshall A. C., Pickard P. S., Showalter S. K., High Efficiency Generation of Hydrogen Fuels Using Nuclear Energy, A Nuclear Energy Research Initiative (NERI), Project for the U.S. Department of Energy, Hydrogen and Fuel Cells Annual Review 6 May 2002.Brown L. C., Besenbruch G. E., Funk J. E., Marshall A. C., Pickard P. S., Showalter S. K., High Efficiency Generation of Hydrogen Fuels Using Nuclear Energy, A Nuclear Energy Research Initiative (NERI), Project for the U.S. Department of Energy, Hydrogen and Fuel Cells Annual Review 6 May 2002.Levene M., Mann K., Margolis R., Milbrandt A., An Analysis of Hydrogen Production from Renewable Electricity Sources, Preprint J. I. National Renewable Energy Laboratory Prepared for ISES 2005 Solar World Congress Orlando, Florida August 6–12, 2005.Levene M., Mann K., Margolis R., Milbrandt A., An Analysis of Hydrogen Production from Renewable Electricity Sources, Preprint J. I. National Renewable Energy Laboratory Prepared for ISES 2005 Solar World Congress Orlando, Florida August 6–12, 2005.Hydrogen and Fuel Cells: Fundamentals, Technologies and Applications. Ed. Stolten D. – Weinheim, Germany : WILEY-VCH Verlag GmbH 2010;: 877.Hydrogen and Fuel Cells: Fundamentals, Technologies and Applications. Ed. Stolten D. – Weinheim, Germany : WILEY-VCH Verlag GmbH 2010;: 877.Gupta R. B. Hydrogen fuel: production, transport, and storage. CRC Press 2008.Gupta R. B. Hydrogen fuel: production, transport, and storage. CRC Press 2008.DOE. Energy requirements for hydrogen gas compression and liquefaction as related to vehicle storage needs. DOE Hydrogen and Fuel Cells Program Record, July 7th, 2009.DOE. Energy requirements for hydrogen gas compression and liquefaction as related to vehicle storage needs. DOE Hydrogen and Fuel Cells Program Record, July 7th, 2009.Verbetsky V. N., Malyshenko S. P., Mitrokhin S. V., Solovei V. V., Shmal'ko Y. F. Metal hydrides: properties and practical applications. Review of the works in CIS-countries // International Journal of Hydrogen Energy 1998; 12 (23): 1165–1177.Verbetsky V. N., Malyshenko S. P., Mitrokhin S. V., Solovei V. V., Shmal'ko Y. F. Metal hydrides: properties and practical applications. Review of the works in CIS-countries // International Journal of Hydrogen Energy 1998; 12 (23): 1165–1177.Lototskyy M. V., Tolj I., Pickering L., Sita C., Barbir F., Yartys V. The use of metal hydrides in fuel cell applications // Progress in Natural Science: Materials International 2017; 1(27): 320.Lototskyy M. V., Tolj I., Pickering L., Sita C., Barbir F., Yartys V. The use of metal hydrides in fuel cell applications // Progress in Natural Science: Materials International 2017; 1(27): 320.Lototskyy M. V., Yartys V. A., Pollet B. G., Bowman Jr R. C. Metal hydride hydrogen compressors: A review // International Journal of Hydrogen Energy 2014; 11(39): 5818–5851.Lototskyy M. V., Yartys V. A., Pollet B. G., Bowman Jr R. C. Metal hydride hydrogen compressors: A review // International Journal of Hydrogen Energy 2014; 11(39): 5818–5851.Borzenko V. I., Dunikov D. O. Feasibility analysis of a hydrogen backup power system for Russian telecom market // Journal of Physics: Conference Series 2017; (891)1: 012077.Borzenko V. I., Dunikov D. O. Feasibility analysis of a hydrogen backup power system for Russian telecom market // Journal of Physics: Conference Series 2017; (891) 1: 012077.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.