Водород считается важным компонентом при переводе промышленности и транспорта на возобновляемые источники энергии. При имеющихся на сегодняшний день технологиях массовое производство большого количества электролизных установок, необходимых для этого, будет слишком дорогим и неконкурентоспособным. В этом и заключается суть эталонной фабрики, которую в настоящее время совместно создают исследователи общества Фраунгофера из Хемница, Гёрлица, Аахена, Штутгарта и Халле (Заале).
В течение следующих четырех лет там будут разрабатываться и испытываться новые производственные процессы. Лучшие и наиболее экономичные процессы должны быть виртуально воспроизведены в виде так называемых цифровых двойников и переданы в технологический комплект, чтобы промышленные компании могли проверить, какие производственные затраты им следует ожидать для определенных типов электролизных установок, прежде чем планировать производство. Цель — снизить затраты на производство электролизных установок для получения экологически чистого водорода более чем на четверть. Правительство Германии финансирует исследовательский проект в размере 22 миллионов евро в рамках флагманского водородного проекта «H2Giga».
«Мы создаем цифровую библиотеку перспективных процессов производства электролизных установок, с помощью которой можно заранее определить инвестиционные затраты и даже окупаемость инвестиций в зависимости от планируемого количества продукции, вертикального диапазона производства и варианта производства», — говорит Ульрике Байер, руководитель рабочей группы по водороду в Институте станков и формовочных технологий Фраунгофера IWU и координатор масштабного исследовательского проекта. По ее мнению, полученный технологический инструментарий даст отрасли электролизных установок настоящий толчок и окажет огромное инновационное воздействие, в том числе и потому, что благодаря открытому технологическому подходу всегда можно интегрировать новые идеи и концепции из промышленности и науки.
Исследователи отмечают, что в настоящее время на рынке представлено всего несколько производителей электролизных установок, и они, как правило, обслуживают нишевые рынки с небольшими объемами продукции. До сих пор отсутствовал сильный внутренний рынок для водородных технологий, и технологическое лидерство в этом промышленном секторе могло бы способствовать развитию такого рынка и дальнейшему укреплению Германии как места для ведения бизнеса.
Помимо IWU Фраунгофера, четыре других института Общества Фраунгофера предоставляют свой опыт: Институт производственных технологий Фраунгофера IPT в Аахене, Институт производственного машиностроения и автоматизации IPA в Штутгарте, Институт электронных наносистем ENAS в Хемнице и Институт микроструктуры материалов и систем IMWS в Галле (Заале). IWU Фраунгофера вносит свой вклад в новый процесс многоспиральной прокатки биполярных пластин (BPP), который обеспечивает качественную установку геометрии каналов в аноды и катоды. Кроме того, ведется дальнейшее развитие контроля качества и технологии штабелирования. Вклад IPT Фраунгофера включает исследование новых производственных технологических решений для изготовления мембраны с катализаторным покрытием (CCM), пористого транспортного слоя (PTL) и биполярных пластин.
IPA Фраунгофера создаст цифровые двойники отдельных производственных модулей эталонного завода, который будет создан в институтах-участниках, и виртуально объединит их в единую производственную линию. В рамках масштабного исследовательского проекта ENAS Фраунгофера работает над квалификацией процесса цифровой струйной печати в качестве производственного процесса для мембраны с каталитическим покрытием (CCM), которая является центральным компонентом электролизной установки. IMWS Фраунгофера специализируется на определении свойств компонентов и систем электролизных установок, что позволяет заблаговременно выявлять потенциальные недостатки и дефекты при промышленном использовании.
Федеральное министерство образования и научных исследований (BMBF) финансирует вступление Германии в водородную экономику. Три ведущих водородных проекта являются центральным вкладом BMBF в реализацию Национальной водородной стратегии. Они включают серийное производство крупномасштабных электролизных установок (H2Giga), производство водорода и последующих продуктов в открытом море (H2Mare) и технологии транспортировки водорода (TransHyDE). В общей сложности финансирование составит более 740 миллионов евро.
Источник: https://www.pv-magazine.de/2021/08/27/fraunhofer-institute-wollen-herstellungskosten-fuer-elektrolyseure-um-mehr-als-25-prozent-senken/
Перевод выполнен с разрешения редакции журнала pv magazine.
