Сегодня 29 июля 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → водород
Быстрый переход

В Китае заработала крупнейшая в мире солнечная электростанция с аккумуляторами и производством водорода

Китай сделал ещё один шаг к сбалансированной энергетике, с чем у него пока заметные проблемы. В провинции Цзянсу заработал крупнейший в мире комплекс по выработке солнечной энергии с одновременным производством «зелёного» водорода. Также в составе комплекса развёрнуты буферные аккумуляторы, которые сглаживают скачки в генерации солнечной энергии. Это один из самых совершенных «зелёных» проектов в мире, к чему остальным остаётся только стремиться.

 Источник изображения: CHN Energy

Источник изображения: CHN Energy

Проект Guohua Rudong, реализованный компанией CHN Energy в уезде Жудун провинции Цзянсу, расположен в приливно-отливной зоне у порта Янкоу. Энергетическая часть проекта включает прибрежную фотоэлектрическую станцию мощностью 400 МВт, береговую подстанцию 220 кВ и аккумуляторную систему хранения энергии мощностью 60 МВт с ёмкостью 120 МВт·ч. По расчётам CHN Energy, солнечная электростанция должна вырабатывать около 468 ГВт·ч электроэнергии в год — этого достаточно для покрытия годового потребления примерно 200 тыс. домохозяйств. Аккумуляторный блок нужен не только для сглаживания колебаний солнечной генерации, но и для стабилизации питания электролизёра водорода.

Водородная часть комплекса рассчитана на выпуск 482 тонн высокочистого «зелёного» водорода в год. Производственная установка имеет номинальную мощность 1500 м3 водорода в час, а связанная с ней инфраструктура заправки рассчитана на отдачу потребителям 500 кг водорода в сутки. Важная техническая особенность проекта — прямая связь фотоэлектрической станции с электролизёрами через выделенный подводный кабель: при избытке солнечной генерации часть энергии может идти на электролиз воды без предварительной передачи через общую сеть. Во время пиковой выработки солнечной энергии на производство водорода каждый час расходуется примерно 1/40 часть получаемой электростанцией энергии.

Солнечная электростанция была подключена к сети 29 апреля 2025 года, а о завершении пусконаладочных работ на всём объекте CHN Energy объявила 10 июня 2026 года. Однако водородная установка ещё находится на завершающем этапе наладки и должна начать работу в августе 2026 года. Помимо энергетической функции, проект совмещён с восстановлением прибрежных экосистем: площадка занимает около 2,9 км2 приливных земель, а сопутствующая программа контроля инвазивного многолетнего травянистого растения Spartina alterniflora и восстановления водно-болотных угодий охватывает примерно 4,3 км2.

В Канаде нашли практически бесплатный источник «белого» водорода — он давно газирует воду в местных источниках

Пока весь мир находится в поиске доступного способа извлечения водорода из воды, нефтепродуктов или отходов сельского хозяйства, в Канаде, как выяснилось, этот газ поступает из-под земли в чистом виде безо всяких усилий. Об этом источнике было известно десятилетиями, но только сейчас канадские учёные смогли оценить его запасы, чтобы начать планировать сбор и использование.

 Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews

Изыскания провела объединённая команда учёных из университетов Торонто и Оттавы. Речь идёт о шахте Kidd Creek возле Тимминса в Онтарио, где из буровых скважин в породах возрастом около 1 млрд лет годами выходит водород, образующийся в земной коре естественным путём. Исследователи впервые не просто зафиксировали наличие газа, а измерили его концентрацию, нанесли распределение на карту и оценили потенциал накопления и скорость выхода, что необходимо для создания инфраструктуры по его сбору и дальнейшему использованию.

По данным исследования, отдельные скважины выделяют в среднем около 8 кг водорода в год и способны делать это на протяжении десяти лет или дольше. В масштабах всего района для примерно 15 тыс. скважин получается более 140 тонн H2 в год, что соответствует 4,7 млн кВт·ч энергии в год — этого достаточно для годового потребления более 400 домохозяйств.

На примере этой разработки исследователи проверили методику оценки получения «белого» водорода и создали рекомендации для его поиска в других источниках. Возможно, в ряде случаев не потребуется создавать системы электролиза воды или использовать другие методы затратного извлечения водорода. Достаточно будет пробурить в нужном месте шахту и получать его условно бесплатно.

Учёные получили водород из воды без драгоценных металлов в катализаторах

В 70-80-е годы была теория заговора, что корпорации скрывают технологии водородного транспорта, чтобы зарабатывать на нефти. Сегодня получение водорода — это насущная потребность, а корпорации, почему-то, не достают из пыльных архивов секретные разработки. Всё потому, что получение водорода из воды как было дорогим, так и остаётся — в том числе, по причине использования дорогих катализаторов. Учёные из США пытаются пробить эту стену. И у них получается.

 Слева классический катализатор, справа — новый. Источник изображения: Washington University in St. Louis

Слева классический катализатор, справа — новый. Источник изображения: Washington University in St. Louis

Открытие сделали исследователи из Университета Вашингтона в Сент-Луисе (Washington University in St. Louis) — они представили новый катализатор для электролиза воды и получения водорода. Традиционно для этого используются металлы платиновой группы, что делает производство водорода невыгодным для промышленности. Учёные из США смогли обойти этот момент, создав эффективный и недорогой катализатор без драгоценных металлов.

Вместо платины команда использовала гетероструктуру на основе фосфидов рения и молибдена (Re2P/MoP). Такая комбинация обеспечивает одновременно быстрое расщепление молекул воды и эффективное накопление и отделение водорода на поверхности катализатора. Цель проекта — доступная по цене выработка «зелёного» водорода, производимого за счёт электроэнергии от солнечных и ветровых электростанций.

Ключевой особенностью разработки стало управление сетью водородных связей на границе «катализатор–электролит». Исследователи обнаружили, что именно структура перехода от одного материала к другому определяет скорость переноса протонов и кинетику выделения водорода. В опубликованной работе в издании Journal of the American Chemical Society говорится, что новый катод продемонстрировал чрезвычайно низкое межфазное сопротивление и высокую скорость реакции. Система работала свыше 1000 часов при промышленных плотностях тока 1–2 А/см2, что можно считать очень серьёзным показателем для оценки долговечности электролизёров без платины.

Представленная технология и композитный катализатор без драгоценных металлов хорошо показали себя в лаборатории. Теперь учёные будут пытаться масштабировать разработку до возможности производить водород в промышленных масштабах, а это будет уже совсем другая история.

Китайцы научились из отходов и сточных вод одновременно получать водород и поглощать CO2

Китайские исследователи представили перспективную технологию получения биоводорода с помощью ферментации, которая одновременно решает две важные задачи — производство экологически чистого топлива и переработку углекислого газа. В основе метода лежит использование специальных микроорганизмов, перерабатывающих органические отходы в анаэробной среде.

 Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews

В отличие от традиционного промышленного производства водорода, где основным сырьём служит природный газ, что также ведёт к неизбежным и значительным выбросам CO2, новый биотехнологический подход позволяет включить углекислый газ непосредственно в процесс получения полезного продукта. Это делает технологию потенциально углеродно-нейтральной и актуальной в условиях глобального перехода к низкоуглеродной энергетике.

Ключевая особенность разработки заключается в применении комбинированной ферментации. На первом этапе органические среды — например, сельскохозяйственные отходы, остатки пищевой промышленности или любая другая биомасса — подвергаются так называемой тёмной ферментации. В ходе этого процесса бактерии расщепляют органику без доступа света и кислорода, выделяя водород.

После этого в среду вводятся дополнительные компоненты для связывания CO2, который образуется как побочный продукт. Обычно этот газ просто выбрасывается в атмосферу, однако предложенный учёными процесс позволяет повторно использовать его в реакторе, что значительно повышает общий КПД установки и снижает углеродный след производства. Как считают аналитики, это может обеспечить срок окупаемости подобных установок около 6–7 лет, если технологию реализовать в масштабе промышленного производства.

Разработчики подчёркивают, что технология обладает серьёзным преимуществом перед электролизом воды. Хотя электролиз считается «чистым» способом получения водорода, он требует больших затрат электроэнергии и дорогостоящей инфраструктуры. Биоферментация же может работать на дешёвом или даже бесплатном сырье — органических отходах, которые иначе пришлось бы утилизировать. Кроме того, процесс проходит при сравнительно низких температурах и давлениях, что снижает энергозатраты. Исследования показывают, что современные опытные ферментационные установки уже способны производить водород высокой чистоты, а дополнительные методы оптимизации, в частности, использование активированных углеродных катализаторов или гибридных электробиологических систем — ещё сильнее увеличивают выход топлива.

Решающим ингредиентом в процессе стал минерал волластонит (CaSiO3). Он обеспечивает одновременно регулировку кислотности среды, а бактерии любят постоянство, и связывание углекислого газа в нерастворимый осадок. По данным исследователей, при оптимальной дозировке в 10 г/л задержка выделения водорода из субстрата сократилась примерно на 50 %, а его удельный выход увеличился примерно на 33 %.

При таком подходе система улавливала 0,49 ± 0,05 литра CO2 на литр среды и повышала содержание водорода в конечном биогазе до 58,2 ± 1,1 %. Анализ твердой фазы показал, что уловленный CO2 минерализовался в виде кальцита — стабильной формы, пригодной для долгосрочного хранения углерода.

Если технологию удастся успешно масштабировать, она может стать важным элементом будущей водородной экономики Китая и других стран. Особенно перспективным выглядит её применение на агропромышленных предприятиях и очистных сооружениях, где постоянно образуются большие объёмы органических отходов. В таком случае заводы смогут одновременно решать проблему переработки отходов, сокращать выбросы CO2 и получать собственный источник чистой энергии.

Kawasaki выпустила первый в мире серийный ДВС, которые генерирует электроэнергию на газовой смеси с 30 % водорода

Японская компания Kawasaki Heavy Industries сделала значительный шаг в развитии водородной энергетики, представив первый в мире коммерческий крупный газовый ДВС серии KG, работающий на смеси природного газа с 30-процентной долей водорода по объёму. Подобное решение — это начало декарбонизации выработки электричества прямо сейчас без переделки инфраструктуры, которая была бы необходима для работы с чистым водородом.

 Источник изображения: Kawasaki Heavy Industries

Источник изображения: Kawasaki Heavy Industries

Продажи новых силовых установок стартовали в сентябре 2025 года после 11-месячных испытаний на заводе в Кобе (с октября 2024 по сентябрь 2025 года). Двигатель позиционируется как готовое к работе с водородом решение — переходная технология, позволяющая снижать выбросы CO₂ без полной замены существующей инфраструктуры газоснабжения, хранения и трубопроводов. Это особенно важно для Японии, которая почти полностью зависит от импорта энергоносителей и стремится к углеродной нейтральности к 2050 году.

Технически установка относится к поршневым газовым двигателям внутреннего сгорания. Основная модель — KG-18-T (18-цилиндровая) с электрической мощностью 7,5–7,8 МВт (класс 8 МВт) при 720/750 об/мин. При использовании 30 % водорода мощность сохраняется на уровне работы на чистом газе благодаря оптимизации камеры сгорания и систем подачи топлива. Что важно, более 240 двигателей серии KG, поставленных на множество электростанций с 2011 года, могут быть модернизированы для совместимости с водородом. В комплекте — полная гарантия, график техобслуживания и специальные меры безопасности: детекторы утечек, механизм продувки азотом и прочее, что потребуется для надёжной работы силовых установок в течение десятилетий.

Не секрет, что водород за счёт своей молекулярной лёгкости легко просачивается через стандартные уплотнители и даже через металлы, делая их более хрупкими. Поэтому при использовании водорода в качестве топлива требуются особые меры безопасности. Пока, впрочем, обходится без глубокой модернизации инфраструктуры, в чём и заключается главное преимущество новых ДВС Kawasaki.

Предложенные двигатели позволяют постепенно декарбонизировать стационарные электростанции и промышленные объекты: при 30 % водорода выбросы CO₂ снижаются примерно на 10–12 %. Kawasaki также развивает морские версии: уже завершены наземные тесты среднеоборотных четырёхтактных двигателей на жидком водороде (с сохранением возможности работать на дизельном горючем при необходимости), а запуск низкооборотного двухтактного водородного двигателя запланирован на весну 2026 года — такие агрегаты обычно используются на больших контейнеровозах.

В целом этот двигатель — не революция со 100-процентным переходом на водород, а практичный «мостик» к будущему. Он даёт возможность на ранних этапах начинать использование водорода уже сейчас, пока глобальная инфраструктура — терминалы для сжиженного водорода, танкеры и цепочки поставок — ещё развивается. Kawasaki подчёркивает, что жидкий водород — ключ к устойчивой энергетике, и данный продукт стал первым коммерческим предложением такого рода с полной поддержкой и сертификацией.

Впрочем, свой водород у Японии появится ещё не скоро, если появится вообще. Поэтому Kawasaki надеется на его импорт, но терминалы и суда для его доставки начнут создаваться не раньше начала 30-х годов. Так что двигатель есть, а с горючим для него пока не сложилось. В отличие от того же Китая, но это уже другая история.

В Китае запущена первая в мире газовая турбина мощностью 30 МВт, работающая на чистом водороде

Первая в мире газовая турбина мощностью 30 мегаватт, построенная в Китае и работающая исключено на водороде, начала стабильную выработку электроэнергии с воскресенья, пишет издание CGTN. Демонстрационный проект, получивший название «Юпитер I», является важной вехой, доказывающей, что технология газовых турбин может преобразовывать электроэнергию в водород, а затем обратно в электроэнергию с выходной мощностью 30 мегаватт.

 Источник изображения: CGTN

Источник изображения: CGTN

Проект объединяет ветровую энергию, фотоэлектрическую энергию и электролитическую систему производства водорода из воды. Он решает ключевую проблему возобновляемой энергетики — значительные потери в непиковые часы — за счёт хранения избыточной электроэнергии в виде водорода и преобразования её обратно в электроэнергию в часы пиковой нагрузки.

По словам генерального директора компании Mingyang Hydrogen Gas Turbine Technology Вана Юнчжи (Wang Yongzhi), по сравнению с тепловыми электростанциями той же мощности, «Юпитер I» может сократить выбросы углекислого газа более чем на 200 000 тонн в год. Он добавил, что турбина вырабатывает 48 000 кВт⋅ч электроэнергии при работе в комбинированном цикле, чего достаточно для удовлетворения суточной потребности в электроэнергии 5500 домохозяйств.

После ввода в эксплуатацию проект поможет сгладить колебания в выработке возобновляемой энергии и улучшить регулирование энергосистемы. Эта модель станет жизнеспособным решением для энергетического перехода и поддержит развитие китайской системы возобновляемой энергетики, в основе которой лежит использование водородной энергии.

Ядерные отходы станут источником дефицитного трития для термоядерных реакторов

Проблеме критической нехватки топлива для термоядерных реакторов, возможно, нашли парадоксальное решение — его можно производить из ядерных отходов, которые образуются в традиционных реакторах деления. Это решение предложил физик из Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) Теренс Тарновски (Terence Tarnowsky).

 Источник изображения: Lukáš Lehotský / unsplash.com

Источник изображения: Lukáš Lehotský / unsplash.com

Если термоядерная энергетика заработает в промышленных масштабах, произойдёт революция: человечество будет обеспечено практически неограниченным источником энергии. Но есть одна проблема, решить которую пока не удалось. В ядерных реакторах производится расщепление тяжёлых атомов, таких как уран и плутоний, а в термоядерных происходит слияние атомов водорода с образованием гелия. Сложность в том, что разрабатываемые учёными термоядерные реакторы работают не на обычном водороде, а на его тяжёлых изотопах — дейтерии и тритии. Дейтерий встречается относительно редко, но его запасы исчисляются триллионами тонн, а вот запасы куда более редкого трития составляют всего 25 ± 14 кг при цене $33 млн за 1 кг.

Для обеспечения энергией одного миллиона домов в США, по подсчётам, потребуется 14,61 кг трития в год, а значит, мировых запасов для полномасштабного запуска энергетики нового поколения точно не хватит. Как ни странно, это не было бы проблемой, если бы термоядерные реакторы уже массово использовались — избыток энергии можно было бы направить на производство трития. Но за их отсутствием требуются другие решения.

Одно из них предложил Теренс Тарновски. Он считает возможным использовать в качестве источника трития тысячи тонн отходов из традиционных ядерных реакторов деления. Отходы, в том числе уран, плутоний и другие радиоактивные элементы, помещаются в расплавленную литиевую соль и подвергаются бомбардировке высокоэнергетическими частицами из ускорителя. Инициируется серия ядерных процессов, в ходе которых атомы составляющих ядерные отходы веществ расщепляются и происходит выброс нейтронов. Эти нейтроны попадают в литиевую соль, и литий, поглощая их, превращается в ценный тритий. Данный способ добычи редкого вещества представляется безопасным, поскольку ядерная реакция происходит только при включении ускорителя.

Этот процесс Тарновски охарактеризовал как высокоэффективный: предложенный им реактор мощностью 1 ГВт за год сможет произвести тритий в количестве, достаточном для подачи энергии в 800 000 домов — в десять раз больше, чем мог бы произвести термоядерный реактор той же тепловой мощности.

Японцы изменили атомарную структуру оксида марганца и сделали суперкатализатор для производства водорода

Одна из глобальных целей в сфере чистой энергетики — это эффективное производство водорода с привлечением возобновляемых источников энергии. Обычно для этого используется электролиз — разложение воды на водород и кислород с использованием электрической энергии и катализаторов. Проблема состоит в дороговизне катализаторов с использованием благородных металлов. Японцы ближе всех подошли к решению задачи, для чего использовали обычный марганец.

 Источник изображения: RIKEN

Источник изображения: RIKEN

В последние годы наибольшую популярность приобрёл метод электролиза с протонно-обменной мембраной (PEM). Замена электролита на PEM стабилизирует выработку водорода и ускоряет его производство. Но применение мембран обходится значительно дороже и более хлопотно, поскольку в агрессивной среде мембраны быстро теряют свои свойства. Для продления их срока службы до настоящего времени в оксид марганца добавляли иридий, что резко увеличивало стоимость выработки водорода.

Исследователи из Института RIKEN в Японии взяли обычный марганец и изменили его трёхмерную структуру, что вылилось в создание наиболее эффективного и экологически чистого PEM-электролизёра без использования редких металлов.

Новый катализатор учёные разработали на основе оксида марганца (MnO2), изменив структуру кристаллической решётки материала таким образом, чтобы она образовывала более прочные связи с атомами кислорода. Улучшенный MnO2 оказался гораздо более стабильным, чем другие катализаторы на основе неблагородных металлов, и смог поддерживать реакцию с водой гораздо дольше, выработав на 1000 % больше водорода.

Согласно опубликованному в журнале Nature Catalysis исследованию, MnO2 в 40 раз увеличивает срок службы других недорогих катализаторов. Материал более устойчив к растворению в кислоте и более стабилен во время реакции. В ходе лабораторных испытаний катализатор проработал более 1000 часов при силе тока 200 мА/см², производя в 10 раз больше водорода, чем другие материалы.

Безусловно, это только начало. Предстоит ещё много работы, прежде чем новый материал можно будет использовать в промышленных электролизёрах, но исследователи считают, что их открытие сыграет решающую роль в устойчивом производстве водорода. Будущие модификации структуры марганца могут допустить ещё большее увеличение плотности тока и больший срок службы катализатора, а в долгосрочной перспективе обещают сделать возможным электролиз воды без использования иридия и других редких металлов.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Путешествия во времени, враги беспрецедентной мощи и ещё более хардкорный режим: раскрыта дата выхода сюжетного дополнения Hell Rising к Nioh 3 3 ч.
Анонсирован фэнтезийный роглайт-экшен Guns & Dragons, где смешались магия и технологии 4 ч.
Nvidia выпустила драйвер с поддержкой Halo: Campaign Evolved и беты мультиплеера Gears of War: E-Day 5 ч.
«Лучший месяц за долгое время»: Sony порадовала подписчиков анонсом августовских игр для PS Plus 5 ч.
AMD выпустила драйвер с поддержкой новой видеокарты Radeon RX 9050, а также беты Gears of War: E-Day 6 ч.
Веб-версия WhatsApp получила голосовые и видеозвонки со сквозным шифрованием и много других улучшений 6 ч.
Ремейк Resident Evil 2 стал самой продаваемой игрой в истории серии, обогнав Resident Evil 5 6 ч.
Поиск в Google Play начнёт понимать речь на русском и ещё двух десятках языков 7 ч.
Perplexity Personal Computer научился превращать ПК на Windows в автономного ИИ-агента 7 ч.
Полагаться лишь на один ИИ во всём опасно для бизнеса, предупредил глава Microsoft 7 ч.
Новая статья: Обзор игрового QD-OLED-монитора ASUS ROG Strix OLED XG27AQDMES: самый доступный в линейке 2 ч.
Apple выпустит умный домашний экран HomePad с глубокой интеграцией Siri AI уже в октябре, если слухи верны 2 ч.
TCL выпустила игровые мониторы на WOLED четвёртого поколения с разрешением до 4K и частотой до 480 Гц 2 ч.
Dell выпустила игровой 27-дюймовый монитор Alienware AW2726DL с 1440p и 280 Гц за $300 3 ч.
Sapphire представила Radeon RX 9050 Pulse с заводским разгоном 4 ч.
Тайваньские власти заподозрили сотрудника Nvidia в попытке вывезти ИИ-чипы в Китай 5 ч.
Noctua теперь можно напечатать дома: Prusa выпустила PETG-пластик в фирменных бежево-коричневых цветах 5 ч.
Новая статья: Обзор смартфона HUAWEI Pura 90s Pro: компактный флагман по субфлагманской цене 6 ч.
AMD представила антикризисную видеокарту Radeon RX 9050 с 8 Гбайт памяти 6 ч.
SK hynix запустит массовый выпуск энергоэффективной памяти LPDDR6 во второй половине года 7 ч.