Дослідження та розробки

Проект TN02000007 Національний центр водневої мобільності співфінансується за державної підтримки Технологічної агенції Чеської Республіки в рамках Програми Національних центрів компетенції. Цей проект також фінансується в рамках Національного плану відновлення з європейського Інструменту відновлення та стійкості.

Національний центр водневої мобільності – NAHYC-m – це центр, який був створений в рамках реалізації Водневої стратегії для кліматично нейтральної Європи та Водневої стратегії Чеської Республіки, що відображає мету Зеленої угоди для Європи – досягти кліматичної нейтральності до 2050 року. Центр націлений на співпрацю в галузі досліджень, розвитку та інновацій між ключовими учасниками Чеської Республіки – державою, дослідницькими організаціями та підприємствами в галузі водневих технологій і базується на принципах інтегральної екології. Створенням центру було доручено Центру транспортних досліджень, v. v. i. (CDV), і на даний момент до його складу входять ще 14 компаній: EGÚ Brno, a.s., ORLEN UniCRE a.s, Західночеський університет у Пльзені, Гірничий університет – Технічний університет Острави, ] Брненський технічний університет, DEVINN s.r.o., Чеська воднева технологічна платформа z.s., Adast Systems, a.s., GREEN REMEDY, s.r.o., APT, spol. s r.o., Чеський технічний університет у Празі, ZEBRA GROUP s.r.o., SAKO Brno, a.s. та TATSUNO EUROPE a. s.

Метою часткового проекту є створення інструментів для концептуального розвитку водневої мобільності, щоб забезпечити її керований розвиток, який є інтересом всього суспільства і має багато переваг. Крім того, метою часткового проекту є створення набору інструментів для органів державної влади, зокрема Міністерства промисловості та торгівлі (МПТ), Міністерства транспорту (МТ) та Міністерства охорони навколишнього середовища (МОН), що дозволять ефективно та концептуально розвивати водневу мобільність, насамперед з огляду на використання водню з низьким рівнем викидів. В контексті підпроекту водневе господарство в транспорті Чеської Республіки розглядається як інструмент для виконання зобов’язань Чеської Республіки щодо скорочення викидів CO2, а в довгостроковій перспективі — як інструмент для зменшення залежності від іноземних джерел енергії в транспортному секторі Чеської Республіки.Результати часткового проекту є або будуть такими:

• Основна концепція розвитку острівних рішень для прискорення водневої мобільності
• Оптимізація довгострокового зберігання водню в острівних рішеннях
• Оптимізація роботи острівної водневої заправної станції для комбінованого автобусного парку
• Оптимізація острівного водневого господарства в устаткуванні для енергетичного використання відходів
• Оптимізація острівного водневого господарства в енергетичному центрі
• Спеціалізована карта для оптимізації довгострокового зберігання водню в острівному рішенні в Літом’єрицах
• Спеціалізована карта для оптимізації експлуатації острівної водневої заправної станції для комбінованого автобусного парку в районі Мост – Литвінов
• Спеціалізована карта для оптимізації параметрів водневої заправної станції та її постачання з зовнішнього виробництва відновлюваного водню в Ліберецькому краї
• Спеціалізована карта для оптимізації острівної водневої економіки в установі для енергетичного використання відходів у Брно
• Спеціалізована карта для оптимізації острівного водневого господарства в енергетичному центрі в Плані-над-Лужницею
• Інструкція для зацікавлених у реалізації регіональних транспортних водневих мікромереж
• Методика оцінки місцевості з точки зору PO та BOZP
• Проект основи змісту для TPG для мобільних водневих заправних станцій

Метою часткового проекту є створення допоміжних інструментів для стратегічної дослідницької програми Центру та розширення діяльності з урахуванням нових вимог МПП та МТ у сфері впровадження водневої мобільності, включаючи забезпечення підстав для дослідницької підтримки оновлення НПД ЧМ. Крім того, метою часткового проекту є створення набору допоміжних інструментів для органів державної влади, зокрема Міністерства промисловості та торгівлі (МПТ), Міністерства транспорту (МТ) та Міністерства охорони навколишнього середовища (МОН), що дозволять ефективно та концептуально розвивати водневу мобільність, насамперед з огляду на використання водню з низьким рівнем викидів. Результати часткового проекту є або будуть такими:

• Енергетично-витратний модель автомобіля для постачання заправних станцій
• Математично-цифрові моделі водневих автомобілів і суден
• Цифровий модель водневої транспортної мікромережі
• Набір спеціалізованих карт для геопросторового аналізу
• Допоміжний програмний інструмент для методології розвитку острівних водневих рішень
• Цифровий модель елементів виробництва, стиснення та зберігання водню
• Цифровий модель елементів заправної інфраструктури
• Функціональний зразок модульної збірки для моделювання споживання водневого транспортного засобу
• Обладнання для моделювання споживання водневого транспортного засобу
• Програмне забезпечення з реалізованою математичною моделлю частини водневого транспортного засобу

Частковий проект зосереджений на окремих аспектах експлуатації водневих заправних станцій, від змін стану водню під час його потоку водневими системами, через питання безпеки, аж до питання деградації матеріалів під час контакту з воднем. Науково-дослідницькі заходи підпроекту організаційно поділені на три робочі пакети. У рамках 1-го робочого пакету увага приділяється питанням безпеки, прогнозуванню кількості витоку водню, проблематиці виявлення водню на заправних станціях та заходам для забезпечення безпеки. 2-й робочий пакет включає дослідницькі заходи, спрямовані на зміни стану водню у водневих системах, включаючи проблематику наповнення та спорожнення резервуару водню та пов’язані з цим енергетичні та економічні витрати, а також забезпечення відведення тепла. 3-й робочий пакет спрямований на деградацію матеріалів при тривалому контакті з воднем. В рамках цього пакету також будуть досліджуватися можливості використання адитивних технологій (3D-друку) при виробництві компонентів водневих установок. Результати часткового проекту є або будуть наступними:

• Документація для процесу затвердження безпеки водневих заправних станцій.
• Програмне забезпечення для прогнозування кількості витоку водню в часі.
• Комплексний 1D обчислювальний модель водневої заправної станції для оптимізації та перевірки концепції та конструкції.
• Перевірка роботи моделі заправної станції як цифрового двійника реальної заправної станції.
• Документація для вибору відповідного матеріалу ущільнення та 3D-друкованих компонентів
• Функціональний зразок 3D-друкованої водневої арматури
• Комп’ютерна модель обладнання для тестування компонентів для швидкого заправлення автомобілів воднем

Метою проекту є дослідження та розробка обладнання для відбору високотискового водню з усієї екосистеми водневої економіки, від виробництва до пістолета заправної станції. Необхідна чистота водню визначена стандартом ČSN ISO 14687. Відбір проб із заправних станцій ускладнюється високим тиском та необхідною високою хімічною чистотою водню. Тому для відбору необхідне обладнання, яке на сьогодні не виробляється в Чехії. Для відбору проб також необхідна відповідна підготовка обладнання для відбору. Метою часткового проекту є створення умов та обладнання для прискорення впровадження елементів водневої інфраструктури для мобільності. Частковий проект складається з 3 робочих пакетів. WP1 вирішує питання дослідження технології обладнання. WP2 займається вирішенням і перевіркою обладнання для відбору проб (перевірене технічне обладнання – функціональний зразок, готовий для реалізації прототипу/промислово-правовий захист обладнання у вигляді корисного зразка, можливість продажу ліцензії). WP3 вирішує та перевіряє обладнання для підготовки пробовідбірників для відбору проб водневого палива (спосіб підготовки обладнання для відбору проб). Результати часткового проекту є або будуть такими:

• Пристрій для відбору зразків високотискового водню (функціональний прототип)
• Пристрій для підготовки пробіжників для відбору зразків водневого палива (функціональний прототип)

Метою проекту є дослідження та розробка ключових компонентів системи для заправки високонапірним воднем 350 бар зі швидкістю заправки понад 60 г H2/с відповідно до нового стандарту SAE J2601-5. Результатом є реалізація мобільної платформи швидкої заправки з багатофункціональним використанням. Результати часткового проекту є або будуть наступними:

• Термінологічний словник та огляд законодавства щодо протоколу заправки зі швидкістю понад 60 г H2/с
• Рекомендації щодо термінології, пов’язаної з проблематикою високошвидкісної заправки воднем у мобільності для потреб держави
• Схеми швидкої заправки відповідно до стандарту протоколу заправки згідно з SAE J2601
• Схеми швидкого заправлення відповідно до стандарту протоколу заправлення згідно SAE J2601
• Програмне забезпечення для управління, регулювання та сенсорного контролю заправлення воднем зі швидкістю понад 60 г H2/с
• Огляд вимірюваних даних та можливості їх використання для заправлення воднем зі швидкістю понад 60 г H2/с
• Модель температурної стабілізації
• Модель термодинамічних процесів заправки воднем з масовими потоками, що перевищують 60 г H2/с
• Цифровий енергетичний модель заправки газоподібним воднем зі швидкістю понад 60 г H2/с
• Каскад напірних баків для заправки воднем зі швидкістю понад 60 г H2/с
• Опис енергетичних і термодинамічних явищ при охолодженні під час заправки воднем зі швидкістю понад 60 г H2/с
• Система охолодження для заправки зі швидкістю понад 60 г H2/с
• Обладнання для видачі водню для заправки воднем зі швидкістю понад 60 г H2/с
• Мобільна платформа для заправки газоподібним воднем зі швидкістю понад 60 г H2/с
• Випробувальний препарат протоколу швидкого наповнення зі швидкістю, що перевищує 60 г H2/
• Методика використання випробувального препарату для тестування правильності дотримання протоколів заправки (включно з SAE J2601-5) пристроїв видачі водню
• Пропозиція рекомендацій щодо розширення національних нормативних актів про добровільне виконання протоколу SAE J2601-5 в рамках Чеської Республіки
• Встановлення паливної системи для можливості заправки газоподібним воднем зі швидкістю понад 60 г H2/с
• Аналіз даних реальної експлуатації транспортного засобу, що дозволяє поєднувати швидку та стандартну заправку
• Аналіз даних реальної експлуатації водневої екосистеми з можливістю заправки воднем зі швидкістю понад 60 г H2/с
• Пропозиції рекомендацій щодо експлуатаційних та безпекових аспектів обладнання для швидкого заправлення
• Порівняння стандартів протоколів заправлення – матеріали для навчальних текстів для середньої школи
• Пропозиції рекомендацій щодо змін до директив та нормативних актів законодавчого та не законодавчого характеру, пов’язаних зі стандартом SAE 2601-5