Переход на «зелёную» энергетику упирается в две фундаментальные проблемы: водород, получаемый от солнца и ветра, стоит дорого, а его производство зависит от капризов погоды, и при этом требует огромных объёмов пресной воды, дефицитной во многих регионах. Учёные Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) в составе международного коллектива предложили решение, которое позволяет одновременно получать водород, электроэнергию и пресную воду с низкой себестоимостью, причём эффективность процесса не зависит от погодных условий. Ключевая идея — использование малого модульного реактора на сверхкритическом диоксиде углерода и каскадная стратегия утилизации тепла: высокотемпературное тепло идёт на электролиз, а низкопотенциальное — на опреснение воды. «Большинство современных проектов по производству чистого водорода завязаны на возобновляемые источники энергии — солнце и ветер. Но они нестабильны: пасмурно — нет водорода. Кроме того, электролиз требует огромного количества именно пресной воды, что создает серьёзную трудность в регионах, где и так не хватает питьевой воды», — объяснила одна из авторов исследования, доцент Высшей школы атомной и тепловой энергетики СПбПУ Екатерина Соколова.
Как сообщает РИА Новости со ссылкой на исследование, опубликованное в журнале Progress in Energy, международный коллектив учёных, включая представителей Санкт-Петербургского политехнического университета, разработал комплекс для тригенерации — одновременного производства водорода, электроэнергии и пресной воды. Система основана на малом модульном реакторе мощностью 200 МВт с теплоносителем — сверхкритическим диоксидом углерода. По словам авторов, устройство может работать автономно, а эффективность получения водорода не зависит от погодных условий — в отличие от большинства современных систем, использующих возобновляемые источники энергии.
Каковы ключевые проблемы производства «зелёного» водорода и какую альтернативу предлагают учёные?
Как отметила Екатерина Соколова, большинство современных проектов по производству чистого водорода завязаны на возобновляемые источники энергии — солнце и ветер. Но они нестабильны: пасмурно — нет водорода, без ветра — тоже. Кроме того, электролиз — процесс получения водорода из воды — требует огромного количества именно пресной воды, что создаёт серьёзную трудность в регионах, где и так не хватает питьевой воды. Предложенная система использует ядерную энергию, что обеспечивает стабильность и непрерывность производства, а также решает проблему водного дефицита за счёт встроенной опреснительной установки.
Как работает система и почему она эффективна?
Инновация заключается в каскадной стратегии использования тепловой энергии реактора. Высокотемпературное тепло от реактора (сверхкритический диоксид углерода) направляется на высокотемпературный электролиз пара для производства водорода. Отработанное низкопотенциальное тепло, которое в обычных системах теряется, используется для работы опреснительной установки многоступенчатого испарения (MED). Таким образом, тепловая потеря превращается в полезный ресурс. Моделирование показало стабильную интеграцию всех подсистем, общая эффективность когенерации достигает около 53%. При этом опреснительная установка составляет лишь 0,6% от общей стоимости системы, что делает её экономически оправданной.
Каковы экономические показатели и перспективы технологии?
Технико-экономический анализ показал, что в режиме, ориентированном на рынок (с поставкой избыточной воды потребителям), стоимость производства водорода составляет конкурентоспособные 2,93 доллара за килограмм при ежедневной производительности около 550 тонн. По мнению авторов, это обеспечивает количественную основу для устойчивых ядерно-водородных систем, которые устраняют зависимость от ископаемого топлива, пресной воды и нестабильности возобновляемых источников.
Коротко: главное о разработке учёных СПбПУ
Какие три продукта одновременно производит новая система? Водород, электроэнергию и пресную воду. На каком источнике энергии основана работа системы? На малом модульном реакторе со сверхкритическим диоксидом углерода. В чём отличие от большинства «зелёных» проектов? Эффективность не зависит от погоды (солнца и ветра), система стабильна и непрерывна. Как решается проблема дефицита пресной воды? Низкопотенциальное тепло реактора используется для опреснения морской воды. Какова себестоимость водорода? Конкурентоспособные 2,93 доллара за килограмм при производительности 550 тонн в день.
Резюме
Учёные СПбПУ и международные коллеги предложили комплексное решение для производства водорода, электроэнергии и пресной воды на основе малого модульного ядерного реактора. Система позволяет получать экологичное топливо по конкурентоспособной цене около 3 долларов за килограмм, не зависит от погодных условий и не создаёт нагрузки на источники пресной воды. Каскадное использование тепла обеспечивает высокую эффективность и делает технологию перспективной для автономного энергоснабжения промышленных объектов и целых регионов, особенно в засушливых районах.
Материал подготовлен изданием «Техносуверен» (technosuveren.ru).
Дата публикации: 27 августа 2026 года.
