d9e5a92d

Необходимость и цели Национальной водородной программы

НИК НЭП - Plug Power Inc. (США)

Решение о подготовке и заключении Соглашения о стратегическом партнерстве было принято в июне 2006 г. во время первой российско-американской встречи в Москве, в которой приняли участие представители Plug Power и НИК НЭП, а также российские ученые, работающие в области водородных технологий. Во время своего визита в октябре 2006 г. в г. Лэтам (штат Нью-Йорк, США) генеральный директор НИК НЭП Борис Кузык и президент американской компании Plug Power Роджер Сейллент (Roger Saillant) подписали Соглашение о стратегическом партнерстве в области водородных технологий.
В соответствии с Соглашением обе стороны объединят свои усилия для развития коммерческих связей, организации поставок и создания производственных мощностей, организации обучения и технической поддержки, то есть создания необходимой инфраструктуры и условий для успешного продвижения на российском рынке источников питания на основе топливных элементов. Опираясь на научно-технические достижения и маркетинговые исследования, Plug Power и НИК НЭП приступят к созданию комплексной программы разработки продукта и технологий, отвечающих потребностям российского рынка.
Как заявил президент Plug Power Роджер Сейллент, мы разделяем видение партнеров из НИК НЭП о быстром раз-
витии мира от водородной энергетики к водородной экономике в XXI в., и теперь вместе будем смело идти вперед.
В лице Plug Power мы приобрели серьезного западного партнера, который имеет опыт активного проникновения на рынок. Эта компания, проанализировав наш научно-технический задел и наши возможности, пришла к выводу, что с учетом наших разработок и технологий, с учетом их и производственных, и рыночных возможностей мы в состоянии в ближайшее время совместно выйти как на внутренний российский рынок, так и на глобальные рынки с новым инновационным продуктом в виде ряда энергетических установок на основе водородных технологий, считает Борис Кузык.
НИК НЭП - FUMATECH (Германия)
НИК НЭП и ее стратегический партнер немецкая компания FUMATECH сотрудничают уже больше года. В течение этого времени проводятся работы по созданию низкотемпературных и высокотемпературных мембранно-электродных бло-
ков на основе мембран фирмы FUMATECH и материалов, разрабатываемых по программам Норильский никель РАН. Планируются совместные с FUMATECH работы в области электролизных мембран, мембран для микротопливных элементов, для прямоэтанольных топливных элементов. Итоги первого этапа работ были подведены на рабочем совещании в декабре 2006 г.
Решение ряда технологических проблем уже сейчас позволяет надеяться на успешное применение разрабатываемых низкотемпературных МЭБов в стационарных энергоустановках. Участниками совещания принят ряд решений, направленных на интенсификацию работ, оптимизацию распределения задач между российскими и немецкими участниками проекта и улучшение характеристик разрабатываемых МЭБов.
Что касается отечественных стратегических партнеров, то достигнута договоренность о проведении демонстрационных испытаний энергоустановок на основе топливных элементов с ведущими российскими компаниями:
- ОАО ГМК „Норильский никель";
- ОАО Российские железные дороги;


- ОАО Мобильные ТелеСистемы (МТС).
Стратегическими партнерами НИК НЭП в области интегрального прогнозирования, национального программирования и образования являются Институт экономических стратегий, Международный институт Питирима Сорокина Николая Кондратьева, Российская академия государственной службы при Президенте РФ, Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет) (МИРЭА). Совместно с ними подготовлен проект Национальной научно-инновационной программы Водородная энергетика на период до 2050 г. и осуществляется ряд образовательных проектов в области водородной энергетики.

Программа Водородная энергетика программа нового типа, ориентированная на инновационный прорыв. Ее проект публикуется в Приложении к настоящей книге.
Таким образом, Национальная инновационная компания Новые энергетические проекты является сегодня единственной российской структурой, которая интегрировала и оптимально структурировала научно-производственный потенциал в области водородных технологий и альтернативной энергетики, имеет четкую стратегию развития, гибкий механизм ее реализации, современную систему управления, проводит жесткую инвестиционную политику и ориентирована на реализацию инновационного пути развития отечественной энергетики. Этой позиции и планам НИК НЭП соответствует девиз Компании: Энергия будущего рождается сегодня: от водородной энергетики к водородной экономике в XXI веке.

Концепция формирования Национальной научно-инновационной программы Водородная энергетика

Необходимость и цели Национальной водородной программы

Имеющаяся в Российской Федерации нормативно-правовая и методическая база в большей степени ориентирована на федеральные целевые программы и не отражает специфических особенностей крупных национальных программ инновационного типа. С 2006 г. начали осуществляться приоритетные национальные проекты инновационно-социального характера, но они пока не получили законодательного закрепления.
Реализация крупных инновационных прорывов, как показывает отечественный и зарубежный опыт, должна опираться на новый инструмент национальные программы и проекты. Это относится и к водородной энергетике. Ниже излагаются методологические предложения по формированию Национальной научно-инновационной программы Водородная энергетика (далее Программа).

Программы станут важным звеном системы стратегического планирования социально-экономического и инновационно-технологического развития России на долгосрочную перспективу.

Содержание проблемы и необходимость ее решения программными методами

За XX в. потребление энергии в мире выросло более чем в 15 раз (1900 г. 21 эко Дж , 2000 г. 320 эко Дж) и будет расти дальше. Первичные природные источники энергии по большей части невозобновляемы, использование традиционных источников существенно загрязняет окружающую среду (выброс углекислого газа до 20-1012 м3 в год).

Таким образом, современное общество стоит перед дилеммой без энергии невозможно существовать, но сохранение темпов роста и методов производства энергии приведет к разрушению окружающей среды. Наиболее обоснованным выходом из данной ситуации является использование водорода как основного энергоносителя и топливных элементов как генераторов электроэнергии с резким сокращением потребления ископаемых топлив.
Водородная энергетика является одним из основных направлений развития устойчивых экологически чистых открытых энергетических систем в мире, так как водород в чистом виде, а также в сочетании с некоторыми другими видами топлив наиболее эффективно преобразуется в энергию.
Водород рассматривается как энергоноситель, который вполне может заменить существующие природные энергоносители (нефть, природный газ, уголь). Основной предпосылкой этого являются практически неограниченные запасы водорода в природе. Кроме того, при сгорании водорода образуются пары воды и таким образом поддерживается аналогичный природному кругооборот, что создает условия для поддержания окружающей природной среды в сбалансированном состоянии.

В этом заключаются уникальные, не имеющие альтернативы свойства водорода.
Водород как энергоноситель имеет ряд других положительных качеств:
- нетоксичен, а продуктами его сгорания с кислородом являются пары воды; имеет по сравнению с другими видами топлив наиболее высокую теплоту сгорания на единицу массы (120 МДж/кг);
- его можно транспортировать и хранить как природный газ (по трубопроводам, в емкостях или в сжиженном виде);
- с его помощью можно аккумулировать излишки электроэнергии, вырабатываемой электростанциями, в том числе атомными и гидростанциями (например, в ночные часы и выходные дни), а также энергию возобновляемых источников (ветра, воды, солнца и др.);
- водород и получаемые на его основе виды топлива (например, метанол) можно применять в двигателях и энергоустановках различного назначения.
Основными эксплуатационными недостатками являются низкая плотность жидкого водорода (70 кг/м3) и низкая температура кипения (20 К).
Переход на водородную энергетику не только даст дополнительный широкодоступный источник энергии, но и позволит решить как чисто экономические проблемы на определенном уровне развития технологии водород станет самым дешевым источником энергии, так и экологические этот вид энергии не только не загрязняет окружающую среду, но и в некоторых случаях (получение водорода разложением воды) формирует аналогичный природному кругооборот.
Наша страна до середины 1990-х годов занимала передовые позиции в НИОКР в сфере водородной энергетики. В России был осуществлен первый в мире полет самолета-лаборатории ТУ-155 на водороде, созданы один из первых экспериментальных автомобилей с топливными элементами, космический криогенный водородный комплекс, первые опытно-промышленные плазмохимические установки получения водорода, опытные автомобили на бензоводородных смесях, экспериментальные водородокислородные парогенераторы, проведены разработки разнообразных металлогидридных устройств и созданы эффективные сплавы аккумуляторы водорода, электролизеры с твердополимерным электролитом и многие другие разработки, выполнявшиеся с середины 1970-х до середины 1990-х годов.
Одним из наиболее перспективных направлений в этой области науки и технологий, в рамках которого в Российской Федерации существует вероятность совершить инновационный технологический прорыв, является разработка и коммерциализация портативных топливных элементов и реакторов производства водорода к ним. Возможность и необходимость сосредоточения внимания на портативных топливных элементах обусловлена тем, что, по-видимому, время начала их массовой коммерциализации в качестве эффективных источников питания переносных электронных приборов исчисляется несколькими годами.
В настоящее время в России проводятся НИОКР по созданию эффективных технологий производства и использованию водорода в различных отраслях экономики и по разработке энергетических установок на базе топливных элементов для экологически чистого транспорта и производства электро-энергии. Однако государственное финансирование отечественных работ в области водородной энергетики несопоставимо с финансированием этих работ в авангардных странах.

Вместе с тем межотраслевой и междисциплинарный характер проблемы требует комплексного подхода к ее решению и развитию разработок по более широкому кругу задач, чем это предусматривается федеральными целевыми программами. В условиях нарастания темпов проведения и реализации зарубежных НИОКР и перспектив ужесточения национальных и международных правовых норм в области защиты окружающей среды опоздание с развитием работ в области водородной энергетики и технологии может в ближайшей перспективе привести к существенным экологическим и экономическим потерям для страны.

Требуется объединение и скоординированное решение научных, инновационных и организационно-управленческих задач, согласование федерального, регионального и международного аспектов реализации Программы, правительственный уровень координации выполнения Программы.
В России из-за отсталости энергохозяйства показатель эластичности спроса на энергию по ВВП втрое хуже, чем в развитых странах. Учитывая это почти катастрофическое отставание, руководство страны поставило задачу обеспечить не менее 50% прироста ВВП за счет повышения эффективности использования энергоресурсов.
В связи с этим представляется необходимым разработать долгосрочную национальную научно-инновационную водородную программу, в рамках которой можно было бы аккумулировать как фундаментальные и прикладные научные исследования, так и их коммерциализацию на национальном и международном уровне, создать условия для перехода страны к водородной энергетике на принципах прозрачности, все-охватности и обязательности.

Основные области исследований и инноваций. Структура Программы

Главные направления исследований и инноваций для реализации Программы:
- экологически чистое производство развитие и технико-экономическое и социальное обеспечение эффективных путей производства водорода и водородных топливных элементов в рамках существующих и новых процессов;
- базовые материалы материалы для электролизеров и топливных процессоров, для хранения, разделения и очистки водорода, в том числе с использованием нанотехнологий;
- хранение и транспортировка исследование инновационных методов хранения, включая гибридные системы, которые могут привести к технологическому прорыву, а также транспортировки и распределения водородного топлива;
- безопасность разработка и обеспечение стандартов качества безопасности производства, транспортировки и хранения водорода;
- инновационное освоение водородной энергетики
поддержка и консолидация инициатив в сфере водородной энергетики для изменения базовых характеристик экономической системы;
- инновации в области экономики и управления формирование инновационного партнерства государства, науки и бизнеса, создание управляющей компании, международного стратегического технологического альянса.
Это предопределяет структуру Программы:
1. Фундаментальные научные исследования и разработки.
2. Прикладные НИР, ОКР и инновации по направлениям:
- производство, транспортировка и хранение водорода;
- топливные элементы;
- водородный транспорт;
- промышленное и бытовое применение;
- формирование инфраструктуры;
- материалы и оборудование для водородной энергетики;
- безопасность и стандарты.
3. Организационно-экономические и нормативно-правовые инновации:
- освоение рыночных ниш;
- создание управляющей компании;
- финансирование и страхование проектов;
- координация и управление;
- создание целевых оргструктур;
- нормативно-правовое обеспечение;
- кадровое обеспечение.
Структура Программы включает три взаимосвязанных, взаимоперекрещивающихся контура: исследовательский (фундаментальные и прикладные исследования, опытно-конструкторские работы, демонстрационные образцы); инновационный (базисные и улучшающие инновации, обеспечивающие освоение результатов НИОКР и изобретений, производство, транспортировка и использование водородного топлива и топливных элементов, освоение рыночных ниш); организационно-управленческий, обеспечивающий согласованное функционирование Программы и ее составных элементов (подпрограмм, проектов), координацию деятельности участников Программы, ее кадровое и информационное обеспечение.

Основные цели и задачи Программы

Цель Программы эффективная координация фундаментальных и прикладных исследований и инновационных проектов на их базе, создание технологических и организационно-экономических условий для перехода России к водородной энергетике, снижение энергоемкости и ускорение темпов роста ВВП, обеспечение энергоэкологической безопасности и решение социальных задач на основе инновационного партнерства государства, бизнеса и науки, образование, поощрение более глубокой кооперации в инновационном прорыве. Программа направлена на решение как стратегических задач инновационного обновления и обеспечения устойчивого развития экономики России, так и на реализацию Плана действий по глобальной энергетической безопасности, принятого на саммите Группы восьми в Санкт-Петербурге в июле 2006 г., как на уровне Российской Федерации и СНГ, так и в глобальном масштабе.
Задачи Программы.
1. Содействие созданию общероссийского инновационного пространства, формирующего внутренний рынок для науки и технологий, обеспечивающий продвижение исследований и их коммерциализацию за счет более высокого уровня кооперации и координации между участниками программы на
всех уровнях и государственной поддержки базисных инноваций в стартовый период.
2. Усиление научной и технологической базы производства водорода и поощрение конкуренции, которая обеспечивает продвижение исследований и инноваций в сфере водородной энергетики.
3. Осуществление инновационного прорыва в области энергетики и смежных отраслях как важнейшего звена национальной инновационной системы.
4. Обеспечение развития и внедрения открытых энергетических систем на базе водорода и сопутствующих технологий мирового класса для их применения на транспорте, в стационарной и портативной энергетике.
5. Стимулирование государственных и частных инвестиций в НИОКР и инновации по водородной энергетике, а также привлечение иностранных инвестиций для реализации проектов Программы.
6. Формирование эффективной системы управления реализацией Национальной программы, координации работ и проектов на федеральном, региональном и международном уровнях.
7. Создание эффективного кадрового и информационного обеспечения освоения водородной энергетики.
8. Развитие международного сотрудничества в области водородной энергетики со странами СНГ, другими заинтересованными странами, Европейским союзом.

Сроки и этапы формирования и реализации Программы

Разработка и реализация Национальной водородной программы на период до 2050 г. включают следующие этапы.
Первый этап (20062010 гг.). Разработка и согласование Программы, создание управляющей компании, оценка и отбор проектов, реализация научных и инновационных проектов первой очереди. На этом этапе в качестве приоритетов научных исследований в русле общемировых тенденций можно назвать:
- устойчивые энергетические системы;
- экологически чистый наземный транспорт;
- энергоснабжение жилищно-коммунального хозяйства;
- портативные топливные элементы;
- аэронавтика и космос;
- формирование инновационного партнерства государства, бизнеса, науки, образования и гражданского общества, определение регионов пионерного освоения проектов Программы.
Задачи этапа.
1. Создание научно-технологической базы для перехода к водородной энергетике.
2. Формирование системы управления программой, обеспечение информационной, организационной, кадровой и методической поддержки исследований и инноваций в сфере водородной энергетики.
3. Осуществление пионерных инновационных проектов в производстве и использовании водорода и топливных элементов, значительное снижение их себестоимости.
4. Развитие международного партнерства в освоении водородной энергетики, включение в европейские и иные зарубежные инициативы в сфере исследований по водородной энергетике, формирование международного инновационного альянса.
5. Определение системы параметров и стандартов, обеспечивающих безопасность производства, транспортировки и использования водородного топлива.
6. Создание инфраструктуры, обеспечивающей управление и развитие водородной энергетики.
7. Развитие научно-технологического потенциала и подготовка специалистов, информационное обеспечение Программы.
Второй этап (20112020 гг.). Формирование рыночных условий и инновационного механизма перехода к водородной экономике и осуществление кластера инновационных проектов для перехода к водородной энергетике, крупномасштабное инновационное освоение водородной энергетики в ЖКХ, на транспорте, в портативных электронных устройствах.
Третий этап (20212030 гг.). Освоение рыночных инновационных ниш использования водорода и топливных элементов в различных областях и сферах экономики, многократное увеличение объема производства и снижение себестоимости для обеспечения конкурентоспособности водородного топлива и топливных элементов, расширение международного партнерства в освоении и распространении атомной энергетики.
Четвертый этап (20312050 гг.). Осуществление крупномасштабного перехода Российской Федерации к водородной экономике, обеспечение лидирующей роли России в некоторых направлениях этого перехода, существенное повышение энергоэффективности и экологической безопасности страны и ее роли в глобальной энергоэкологической революции.

Основные участники Программы

Органы государственного управления (федеральные, региональные, муниципальные) выступают в качестве государственных заказчиков Программы, подпрограмм и крупных проектов, а также осуществляют нормативно-правовое регулирование и частичное финансирование в стартовый период исследований и освоения базисных инноваций.
Научное сообщество проводит научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы и научное сопровождение инновационных проектов.
Образовательные учреждения осуществляют подготовку и повышение квалификации кадров для инновационного освоения и эффективной эксплуатации водородной энергетики.
Финансовые организации участвуют в инвестировании Программы и проектов.
Предприятия энергетического сектора осуществляют соинвестирование конкретных инновационных проектов в рамках Программы и реализуют их.
Потребители предприятия транспорта, химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, пищевой и других отраслей промышленности, жилищно-коммунального хозяйства используют водород и топливные элементы в своих технологических процессах, а население в товарах и услугах для личного потребления.
Иностранные инвесторы и партнеры участвуют в реализации водородных проектов Программы, в выполнении международных проектов и программ.
Институты гражданского общества формируют общественное мнение в целях перехода к экологически чистым открытым энергетическим системам, контролируют ход реализации Программы и проектов.
Информационный сектор обеспечивает научной, коммерческой и иной информацией всех участников создания водородной энергетики, способствует формированию благоприятного социального климата для реализации Программы.

Механизм формирования и реализации Национальной программы. Общие требования к механизму

Механизм формирования и реализации Программы (далее механизм) нацелен на создание водородной энергетики в Российской Федерации, обеспечивающей получение водорода как топлива, безопасность его хранения, транспортировки и использования на базе системы топливных элементов, создание экологически чистых водородных транспортных средств, децентрализованное энергоснабжение. Подбор элементов механизма должен осуществляться с целью его оптимизации применительно к специфике отрасли при учете множества факторов. Важнейшее значение в связи с этим приобретает свойство адаптивности механизма, необходимое для повышения его адекватности управляемому процессу.

Все это ставит новые проблемы как по организации всей системы управления Программой, так и по формированию организационно-экономического механизма, технологии и методов управления на уровне подпрограмм и отдельного предприятия (производственного комплекса) участника Программы.



Содержание раздела