Hydrogenious LOHC Technologies¶

Hydrogenious LOHC Technologies — немецкая компания, специализирующаяся на разработке и коммерциализации технологии хранения и транспортировки водорода с использованием жидких органических носителей водорода (LOHC). Компания базируется в Эрлангене (Германия) и является одним из мировых лидеров в области LOHC-технологий, предлагая решения для безопасного и эффективного обращения с водородом в промышленных масштабах.

¶История

Компания была основана в 2013 году как spin-off (дочернее предприятие) Университета Эрлангена — Нюрнберга (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, FAU). Основой для создания послужили многолетние исследования в области химии гидрирования и дегидрирования органических соединений, проводимые под руководством профессора Петера Вассершайда (Peter Wasserscheid). Первоначально компания сосредоточилась на разработке LOHC-систем на основе дибензилтолуола (DBT) — коммерчески доступного теплоносителя, который может быть многократно гидрирован и дегидрирован.

В 2016 году Hydrogenious LOHC Technologies запустила первую пилотную установку в Эрлангене, продемонстрировавшую возможность хранения водорода в жидкой форме при атмосферном давлении. В 2018 году компания привлекла инвестиции от консорциума, включающего немецкие энергетические компании (в частности, Uniper и OMV), что позволило масштабировать технологию. В 2020 году была введена в эксплуатацию демонстрационная установка в городе Хёфен (Бавария) мощностью 1 МВт, предназначенная для хранения избыточной энергии от возобновляемых источников.

К 2023 году компания реализовала несколько крупных проектов, включая строительство LOHC-терминала в порту Ростока (Германия) для приёма «зелёного» водорода из стран Северной Европы. В 2024 году Hydrogenious LOHC Technologies объявила о планах по созданию коммерческого терминала в Нидерландах (порт Роттердам) для импорта водорода из стран Ближнего Востока.

¶Технология LOHC

Основной принцип технологии LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier) заключается в обратимом химическом связывании водорода с жидким органическим соединением. В случае Hydrogenious LOHC Technologies используется дибензилтолуол (DBT) — нетоксичная, негорючая жидкость, которая при нормальных условиях является теплоносителем в промышленных системах.

¶Процесс гидрирования

Водород (H₂) под давлением (20–50 бар) и при температуре 150–200 °C пропускается через DBT в присутствии катализатора (обычно на основе рутения или никеля). При этом водород химически присоединяется к молекуле DBT, образуя пергидродибензилтолуол (H18-DBT). Этот процесс экзотермичен: выделяется тепло, которое может быть утилизировано для других нужд (например, для отопления). Связанный водород хранится в жидкой форме при атмосферном давлении и комнатной температуре, что делает его безопасным для транспортировки.

¶Процесс дегидрирования

Для высвобождения водорода H18-DBT нагревается до 250–300 °C в присутствии катализатора (обычно на основе платины или палладия). При этом происходит обратная реакция: водород выделяется в газообразной форме, а DBT возвращается в исходное состояние. Процесс дегидрирования эндотермичен — требует подвода тепла, которое может поступать от возобновляемых источников или отходящего тепла промышленных процессов. Выделенный водород может быть очищен до чистоты 99,9% и выше, пригодной для использования в топливных элементах или промышленности.

¶Ключевые характеристики

• Плотность хранения: до 57 кг водорода на 1 м³ LOHC (при стандартных условиях), что сравнимо с сжатым водородом под давлением 700 бар.
• Цикличность: DBT может быть использован многократно (более 1000 циклов без существенной деградации).
• Безопасность: LOHC не является взрывоопасным, не коррозионен и не токсичен; транспортируется в обычных цистернах.
• Энергоэффективность: потери энергии при цикле «гидрирование — дегидрирование» составляют 15–25% (в зависимости от источника тепла для дегидрирования).

¶Применение

Технология Hydrogenious LOHC Technologies находит применение в нескольких ключевых областях:

¶Хранение возобновляемой энергии

LOHC позволяет аккумулировать избыточную электроэнергию от ветряных и солнечных электростанций в виде химически связанного водорода. В отличие от батарей, LOHC не теряет ёмкость со временем и может хранить энергию в течение месяцев без деградации. Компания реализовала пилотные проекты по интеграции LOHC с ветропарками в Германии и Дании.

¶Транспортировка водорода на большие расстояния

Жидкий LOHC может перевозиться в существующих танкерах для химических продуктов, что значительно дешевле, чем транспортировка сжатого или сжиженного водорода. Hydrogenious LOHC Technologies разрабатывает цепочки поставок «зелёного» водорода из регионов с дешёвой возобновляемой энергией (например, Северная Африка, Ближний Восток) в промышленные центры Европы.

¶Промышленное потребление водорода

LOHC может служить источником водорода для нефтеперерабатывающих заводов, сталелитейных производств (прямое восстановление железа), химической промышленности и производства аммиака. Компания сотрудничает с такими промышленными гигантами, как BASF и ThyssenKrupp, для интеграции LOHC в существующие производственные цепочки.

¶Мобильность и заправочные станции

Hydrogenious LOHC Technologies разрабатывает модульные дегидрирующие установки для заправочных станций, которые могут обеспечивать водородом грузовики, автобусы и поезда. В 2022 году компания запустила пилотную заправочную станцию в Эрлангене, способную выдавать до 100 кг водорода в сутки.

¶Преимущества и недостатки

¶Преимущества

• Безопасность: LOHC не взрывоопасен и не требует дорогостоящих криогенных или высоконапорных систем хранения.
• Совместимость с инфраструктурой: LOHC может транспортироваться и храниться с использованием существующей инфраструктуры для жидких углеводородов (цистерны, трубопроводы, резервуары).
• Масштабируемость: технология легко масштабируется от килограммов до тысяч тонн водорода.
• Долговременное хранение: LOHC не теряет водород при длительном хранении (в отличие от сжатого водорода, который может просачиваться через стенки баллонов).

¶Недостатки

• Энергетические потери: процесс дегидрирования требует значительного количества тепла, что снижает общий КПД системы до 75–85% (по сравнению с 90–95% для сжатого водорода).
• Сложность дегидрирования: для высвобождения водорода требуется сложное оборудование и высокая температура, что ограничивает применение в мобильных устройствах.
• Температурные ограничения: DBT застывает при температуре около 30 °C, что требует подогрева в холодном климате.
• Стоимость катализаторов: используемые платиновые и рутениевые катализаторы дороги, хотя компания работает над их заменой на более дешёвые альтернативы (например, на основе никеля).

¶Критика и вызовы

Основная критика технологии LOHC связана с её энергоэффективностью. Потери энергии на этапе дегидрирования делают её менее привлекательной для краткосрочного хранения по сравнению с батареями или сжатым водородом. Кроме того, для масштабного внедрения LOHC требуется создание разветвлённой инфраструктуры дегидрирующих установок, что сопряжено с высокими капитальными затратами.

Экологические аспекты также вызывают вопросы: хотя DBT нетоксичен, его производство и утилизация (после многократных циклов) требуют контроля. Компания утверждает, что DBT может быть переработан с эффективностью более 99%, но долгосрочные данные о воздействии на окружающую среду пока ограничены.

¶Конкуренты и альтернативы

Hydrogenious LOHC Technologies конкурирует с другими компаниями, разрабатывающими LOHC-технологии, включая японскую Chiyoda Corporation (использующую метилциклогексан/толуол) и швейцарскую H2-Industries (использующую дибензилтолуол). Альтернативными методами хранения водорода являются:

• Сжатый водород (до 700 бар) — используется в заправочных станциях для легковых автомобилей.
• Сжиженный водород (при −253 °C) — применяется для крупнотоннажной транспортировки (например, в Японию из Австралии).
• Химическое связывание в аммиаке (NH₃) — аммиак может быть непосредственно использован как топливо или разложен на водород и азот.

¶Перспективы

Hydrogenious LOHC Technologies активно участвует в европейских программах по созданию водородной экономики, включая проекты H2Global и IPCEI (Important Projects of Common European Interest). Компания планирует к 2027 году ввести в эксплуатацию первый коммерческий LOHC-терминал в Роттердаме мощностью 1000 тонн водорода в год. В долгосрочной перспективе технология рассматривается как ключевой элемент для импорта «зелёного» водорода в Европу из регионов с избытком возобновляемой энергии.

¶Источники

• Официальный сайт Hydrogenious LOHC Technologies (www.hydrogenious.net)
• Wasserscheid, P. et al. (2015). «Hydrogen storage in liquid organic hydrogen carriers: an overview». Chemical Engineering & Technology, 38(10), 1759-1770.
• Müller, K. et al. (2021). «Techno-economic analysis of LOHC-based hydrogen supply chains». International Journal of Hydrogen Energy, 46(12), 8563-8578.
• Отчёт Европейской комиссии (2022): «Hydrogen storage and transport: state of the art and future perspectives».
• Пресс-релизы компании (2016–2024): «Hydrogenious LOHC Technologies starts pilot plant in Erlangen», «First LOHC terminal in Rostock», «Partnership with Uniper for green hydrogen import».