Наукове обгрунтування проєктів зеленого водню – нові можливості для України

На міжнародній водневій конференції презентовано наукову роботу, що стане фундаментом грандіозного водневого проєкту в Україні. Монографію під назвою «Водень. Еколого-енергетичні виклики XXI ст. Глобальні проєкти. Шляхи реалізації», видану на початку лютого 2023 року, презентував її редактор Ігор Багрій, начальник відділу геоекології та геологорозвідувальних робіт Інституту геологічних наук НАН України, доктор геологічних наук, професор, академік Української нафтогазової академії.

У монографії наданий стратегічний план дій України з виробництва водню, його генерації та доставки до користувачів України та Європи. Дослідження узагальнило науковий та практичний досвід провідних українських науковців та Енергетичної Асоціації «УКРАЇНСЬКА ВОДНЕВА РАДА».

Презентуючи наукову роботу, Ігор Багрій детально розповів про новітні підходи науковців, що містяться буквально у кожній главі видання.

Глава перша присвячена обґрунтуванню глобальних природно-екологічних та геологічних умов генерації, акумуляції та логістичних шляхів зеленого водню. В якості району для досліджень щодо впровадження майбутнього проєкту не випадково обрана територія Півдня України. Вчені називають цей район унікальним природним комплексом з р.Дунай та озерами Кагул, Картал, Кугурлуй, Ялпуг, Китай, Саф‘яни, Катлабух і Сасик, що утворюють найбільший озерний район України. За оцінками авторів монографії, Дунай, стік якого формується на водозабірній площі 817 тис км2, може бути використаний як головне енергетичне джерело виробництва водню. А інші водні об‘єкти придатні для розташування сонячних плавучих станцій. 

 

До речі, у роботі розроблено та обґрунтовано також проєкти по розташуванню сонячних плавучих електростанцій на водних об’єктах. При розробці таких проєктів був використаний міжнародний досвід. Так, Південна Корея вже зараз має плавучі сонячні електростанції загальною потужністю 4 ГВт. Аналогічні проєкти втілені в Китаї, Японії, Тайланді та інших країнах. Крім економії земельного ресурсу такі сонячні електростанції сприяють зменшенню цвітіння та розмноження водоростей у водоймах.

Щодо України, Ігор Багрій впевнений: запроваджений колективом авторів проєкт, що має виробляти сонячну енергію за допомогою сонячних панелей, встановлених на водних об’єктах загальною площею більш ніж  600км2, не має світових аналогів.

Проаналізували вчені також гідрогеологічні умови Західного крила Причорноморського артезіанського басейну, кліматичні умови території. Розроблені кліматичні карти.

-      Кліматична карта України, представлена у монографії, доводить сприятливі умови енергетичної генерації сумарної сонячної радіації, що перевищує 4800 МДж/м2. В Україні більш високі значення цієї характеристики є лише на окремих ділянках степового Криму, - зауважив доповідач.

При цьому логістичні шляхи доставки теж проаналізовані та наведені на схемах. До уваги бралася не лише існуюча газотранспортна система України, повністю придатна для транспортування водню. Автори дослідили також унікальні за розмірами непроникневі сховища Прикарпаття та Закарпаття, а також соленосні товщі півдня Одеської області, де вироблений водень можливо зберігати.

У другій главі монографії надається наукове обґрунтування просторового розподілу водню. Авторами вперше запроваджена та запатентована інноваційно-пошукова технологія використання апаратних комплексів для пошуків водню. За словами Ігоря Багрія, ця технологія є маловитратною та високоефективною і дозволяє на основі аналізу широкого спектра даних - від температурних до газогеохімічних, фіксувати наявність водню та гелію на суходолі, у морських акваторіях та у зонах розташування шахтних полів. Ця технологія допомагає визначати вміст водню від одного відсотка, що й було закартовано українськими вченими  під час проведення досліджень.

Створено базу даних газових свердловин на території Дніпрово-Донецької западини, в яких встановлений підвищений вміст молекулярного вільного та розчиненого у природному газі водню. Закартовано 56 газових свердловин із вмістом водню від 0,9 об.% до 48 об.%, що були визначені під час дослідження та приурочені, тобто розташовані поруч із соляними формаціями. Зроблено висновок, що свердловини з підвищеним вмістом водню потребують встановлення адсорбційних установок зі змінним тиском для відновлення водню з потоків природного газу з використанням мембранних фільтрів.

Третій розділ монографії присвячений розробці та впровадженню безпечної пошукової технології вугільних родовищ. Вперше у світовій практиці були запропоновані та обґрунтовані новітні підходи щодо зміни парадигми безпеки видобутку вугілля, які унеможливлять прояви непрогнозованих газодинамічних явищ та пов’язаних з ними катастроф. Впроваджена та запатентована технологія визначення водневих аномалій з метою унеможливлення газодинамічних явищ і, як наслідок, - матеріальних та людських жертв.

 Четверта глава присвячена вивченню та впровадженню безпечної технології запобігання охрупчуванню металевих труб в зонах проявів дегазації водню при експлуатації магістральних газогонів. Вченими запропоновано принципово новий метод моніторингу корозійного процесу на стадії його зародження, який заснований на реєстрації фіксації водню в зонах природної дифузії, що фіксується інструментально за спеціальною технологією та селективним апаратним пристроєм. Апробація технології дозволила виявити і підтвердити ділянки підвищених концентрацій водню в зонах розташування трубопроводу з осередками охрупчування та корозії, традиційними методами дефектоскопії, а також на тестовій ділянці, де не зафіксовані корозійні процеси з фоновими значеннями водню.

Підводячи підсумки, доповідач зауважив, що українські науковці вперше у світовій практиці запропонували ґрунтовну конкурентоспроможну стратегію виведення України на провідне місце у пошуковій та виробничій водневій стратегії. Тому Україна, без сумнівів, має всі підстави щоб стати надпотужним світовим гравцем у змаганні з вироблення та використання водню.