- Статьи
- Наука и техника
- Водородные просторы: ученые создают роботов для изучения кратеров Луны и уникальные дроны
Водородные просторы: ученые создают роботов для изучения кратеров Луны и уникальные дроны
На первом и единственном в РФ водородном полигоне ученые тестируют различные разработки и оборудование для обслуживания водородной техники. Проект позволит обеспечить зеленой энергетикой отдаленные поселки и создать системы резервного энергоснабжения вышек сотовой связи. В планах ученых — испытания водородных дронов, которые могут летать без подзарядки свыше шести часов. Также на полигоне можно будет исследовать водородные установки для беспилотных роботов, способных изучать теневые кратеры Луны. Подробнее о проектах Восточного водородного кластера и других разработках региона — в материале «Известий».
Первый водородный полигон в стране
Базовая площадка Центра водородного инжиниринга с опытным полигоном расположена на территории Специального конструкторского бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН в Южно-Сахалинске. Это первый и пока единственный в России полигон по отработке водородных технологий. Тут находится солнечная электростанция, которая подает постоянный ток на электролизер. Это аппарат, предназначенный для проведения электролиза — тут происходит расщепление воды под действием тока.
— Специальная мембрана пропускает водород. Он уходит в один отсек. А кислород, который не пропускает мембрана, уходит в другой. Тем самым мы получаем водород очень высокой чистоты, дальше мы используем его для того, чтобы получать электричество уже в других местах. Например, в удаленных населенных пунктах, — рассказал «Известиям» директор АНО «УК Восточный водородный кластер» Андрей Горбунов.
Директор АНО «УК Восточный водородный кластер» Андрей Горбунов
На площадке отрабатывают технологии хранения водорода и заправки водородного транспорта. В 2024 году на полигоне были успешно протестированы прототипы автономного энергоснабжения (вышка сотовой связи) и заправка автомобиля «Урал».
Ученые, работающие на полигоне, отмечают: на нем отрабатывают не просто отдельные части оборудования, а единую технологическую цепочку. Смысл — довести испытанные инновации до промышленного применения. Причем в будущем проект сможет решать не только «земные» задачи, но и космические.
— Водородные элементы энергетики не замерзают до –250 градусов. Классические луноходы, когда заходят в тень, замерзают. Поэтому их маршрут возможен только на освещенных солнцем площадях. На Луне кратеры все в тени, и их никто не исследовал. Потому что пока нет такой возможности, — объяснил Андрей Горбунов.
По его словам, создание роботизированных подвижных беспилотников, которые смогут исследовать теневую сторону Луны и глубокие кратеры, уже не за горами. Чтобы сделать для них идеальную энергетическую установку, в нее нужно поместить по одному баллону с водородом и кислородом. Она сможет производить электроэнергию и будет работать при низких температурах. Однако есть еще ряд вопросов, которые предстоит решить ученым. В частности, необходимы сплавы либо композитные материалы, которые выдержат экстремальный холод.
Чистая энергия для удаленных поселков
Пока до испытаний таких аппаратов на полигоне далеко, специалисты решают другие задачи. В частности, вблизи села Огоньки отрабатываются технологии генерации электроэнергии с использованием водорода, произведенного на месте или доставленного в сжатом виде. Проект реализуется совместно с МФТИ. Его цель — тиражирование решений более чем на 400 объектах Дальнего Востока и Арктической зоны, включая 32 объекта на Сахалине и Курильских островах.
— Это резервное энергоснабжение вышки сотовой связи. На сегодня там есть небольшие солнечная и ветряная электростанции, а также дизельный генератор, который находится в резерве. Мы привозим туда свой блок электрогенератора с водородными баллонами. И замещаем этим дизельную электростанцию. В перспективе мы хотим уйти от дизельной генерации вообще, используя водород, — рассказал Андрей Горбунов.
Водородная энергетика имеет ряд преимуществ перед дизельным топливом, включая отсутствие выбросов вредных веществ при использовании и высокую энергоэффективность. Это особенно важно для Сахалина, который участвует в климатическом эксперименте, он стартовал в 2022 году и завершится в 2028-м.
Другой пилотный проект — «Энергоизолированные жилые поселки» — ориентирован на энергообеспечение удаленных населенных пунктов. В поселке Новиково Корсаковского городского округа Сахалинской области испытывают схему использования возобновляемых источников энергии и водородного цикла, что позволит снизить тариф на электроэнергию на 30–40%. Проект реализуется ПАО «СахалинЭнерго» (входит в группу «РусГидро») и МФТИ. Планируется масштабирование решений на 180 объектов в регионах Дальнего Востока, включая 35 в Камчатском крае и более 130 в Якутии.
Еще один пилотный проект кластера — комплекты мобильного оборудования для снабжения электричеством полевых лагерей. Они помогут заменить заменить дизельную генерацию на водородные блоки, которые позволят обеспечивать электричеством шатры, госпиталь и штаб в течение двух недель.
— Кроме того, сейчас в проработке — проекты по созданию грузовых морских беспилотников для грузоперевозки контейнеров для снабжения островов Сахалинской области, — рассказал проректор по научной работе Сахалинского государственного университета Алексей Огнев.
Беспилотники на водороде
Помимо перечисленных проектов, ученые разрабатывают уникальные дроны на водороде. На площадке Международного форума «Острова устойчивого развития: климатический аспект», который прошел 1–2 августа на дронопорте «Пушистый», исследователи научно-производственного центра «Крылья Сахалина» представили собственные разработки — привязной дрон, способный осуществлять мониторинг местности более шести часов подряд.
Кроме того, среди экспонатов был представлен безэкипажный катер, оборудованный гидролокатором бокового обзора и промерным эхолотом. Разработка предназначена для выявления затонувшего мусора и потенциальных угроз для навигации. Этой весной сотрудники НПЦ успешно применяли такую установку для исследования состояния морского дна вблизи острова Шумшу, обеспечив тем самым безопасность подходов крупнотоннажных судов.
— Если говорить о водороде, то ключевое отличие таких технологий и таких разработок, помимо экологического аспекта, это кратное продление их работы. Если мы говорим про безэкипажный катер, то даже 10–20-кратное, — рассказал «Известиям» исполнительный директор Научно-производственного центра «Крылья Сахалина» Владислав Гениатов.
Сахалинская область достигла углеродной нейтральности на год ранее, чем того требует федеральный закон о проведении эксперимента об ограничении выбросов парниковых газов. Об этом в рамках форума «Острова устойчивого развития: климатический аспект» заявил губернатор области Валерий Лимаренко. По его словам, Сахалин стал первым регионом в России, где поглощение парниковых газов превышает их выбросы.
Работы над созданием новых дронов ведутся в рамках нацпроекта «Беспилотные авиационные системы». Исследования проходят в рамках Десятилетия науки и технологий в России.
