ELECTROLYTIC PRODUCTION OF HYDROGEN FOR WIND HYDROGEN STATIONS
The problem of development of wind hydrogen energy in Ukraine is the need to create an efficient hydrogen infrastructure - systems of production, accumulation, storage, transportation and conversion of hydrogen into energy of the required quality. The use of hydrogen technologies allows to optimize...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Online Access: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/416 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Vidnovluvana energetika |
| Download file: |  |
Institution
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103663860088832 |
|---|---|
| author | Kudrya, S. Yatsenko, L. Shynkarenko, L. Tkalenko, М. |
| author_facet | Kudrya, S. Yatsenko, L. Shynkarenko, L. Tkalenko, М. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "S. Kudrya",
"institution": "Institute of Renewable energy, NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine"
},
{
"author": "L. Yatsenko",
"institution": "Institute of Renewable energy, NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine"
},
{
"author": "L. Shynkarenko",
"institution": "Institute of Renewable energy, NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine"
},
{
"author": "М. Tkalenko",
"institution": "Institute of Renewable energy, NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine"
}
] |
| author_sort | Kudrya, S. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:18Z |
| description | The problem of development of wind hydrogen energy in Ukraine is the need to create an efficient hydrogen infrastructure - systems of production, accumulation, storage, transportation and conversion of hydrogen into energy of the required quality. The use of hydrogen technologies allows to optimize the wind energy system and achieve greater economic efficiency through the use of excess energy, reducing losses from forced shutdowns of wind power equipment, as it ensures the continuity of the generating system.
 
Equipment for hydrogen production is one of the main elements of wind hydrogen complexes, the successful choice of which ensures high energy and economic efficiency of power systems. The results of the study of technical characteristics and technological parameters of hydrogen production plants show that the most acceptable for solving problems in combination with wind power plants are currently electrolysis plants, in which hydrogen is obtained by the method of water decomposition. Prospects for the production and use of "green" hydrogen have contributed to the appearance of new techniques and technologies for electrolytic decomposition of water, the choice of which will help in the design and construction of wind hydrogen farms. Due to the sufficient simplicity and reliability of electrolytic hydrogen production, high purity of hydrogen and oxygen produced, high resource installations and the ability to automate the process of water electrolysis, the use of modern technical means will increase energy and economic efficiency of power systems.
The use of hydrogen as a universal fuel, which can replace oil and natural gas, will help reduce Ukraine's dependence on supplier countries. Large-scale production of electrolytic hydrogen using offshore wind energy is particularly attractive. The development of wind hydrogen energy will change the structure of the fuel and energy complex of Ukraine by increasing wind energy, increasing the stability of wind power equipment, efficiency and reliability of electricity supply, and will have a positive impact on the environment. Ref. 24. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2023.3(74).92-100 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:39:10Z |
| format | Article |
| fulltext |
92
Відновлювана енергетика. №3/2023 | Гідро-воднева енергетика
УДК 620.92, 662.769.2 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2023.3(74)92-100
ЕЛЕКТРОЛІТИЧНЕ ВИРОБНИЦТВО ВОДНЮ ДЛЯ ВІТРОВОДНЕВИХ СТАНЦІЙ
Отримано 30 черв. 2023 р.; рекомендовано до публікації 2 лип. 2023 р.
Доступно онлайн 30 вер. 2023 р.
С. О. Кудря1, Л. В. Яценко2, Л. Я. Шинкаренко3,
М. Д. Ткаленко4
Aвтор для коресподенції: Любов Яценко,
e-mail: renewable@ukr.net
Проблематика розвитку вітроводневої енергетики
України полягає в необхідності створення ефективної
водневої інфраструктури − систем виробництва, аку-
мулювання, зберігання, транспортування та перет-
ворення водню на енергію необхідної якості. Застосування водневих технологій дає змогу оптимі-
зувати вітроенергетичну систему та досягти більшої економічної ефективності за рахунок
використання надлишкової енергії, зниження втрат від вимушених зупинок вітроелектричного об-
ладнання, оскільки забезпечується неперервність роботи генерувальної системи.
Обладнання для отримання водню є одним із основних елементів вітроводневих комплексів, вда-
лий вибір якого забезпечує високу енергетичну та економічну ефективність енергосистем. Ре-
зультати вивчення технічних характеристик і технологічних параметрів установок з виробниц-
тва водню показують, що найприйнятнішими для вирішення задач у комплексі з вітровими
енергоустановками сьогодні є електролізні установки, на яких водень отримують методом роз-
кладу води. Перспективи отримання та використання зеленого водню сприяли появі нових тех-
ніки й технологій електролітичного розкладу води, вибір яких допоможе під час проєктування та
створення вітроводневих станцій. Завдяки достатній простоті й надійності отримання елект-
ролітичного водню, високій чистоті вироблених водню й кисню, великому ресурсу установок і мо-
жливості автоматизації процесу електролізу води використання сучасних технічних засобів
сприятиме підвищенню енергетичної та економічної ефективності енергосистем.
Використання водню, отриманого як універсальне паливо, що може замінити нафту й природний
газ, сприятиме зменшенню залежності України від країн-постачальників. Особливо привабливим є
масштабне виробництво електролітичного водню за допомогою офшорної вітрової енергії. Пово-
єнний розвиток вітроводневої енергетики забезпечить зміну структури паливно-енергетичного
комплексу України шляхом збільшення в ньому вітрової енергії, підвищення стабільності роботи
вітроелектричного обладнання, ефективності та надійності електропостачання, а також ма-
тиме позитивний вплив на довкілля. Бібл. 24.
Ключові слова: вітроенергетика, воднева енергетика, акумулювання, електроліз води.
1 член-кореспондент НАН України,
д-р техн. наук., професор.
https://orcid.org/0000-0002-4798-6853
2 науковий співробітник.
https://orcid.org/0000-0001-7022-1579
3 молодший науковий співробітник.
https://orcid.org/0000- 0003-2018-3329
4 старший науковий співробітник.
https://orcid.org/0000-0003-0698-5739
1, 2, 3, 4 Інститут відновлюваної енергетики
НАН України, м. Київ, Україна
93
Відновлювана енергетика. №3/2023 | Гідро-воднева енергетика
ELECTROLYTIC PRODUCTION OF HYDROGEN FOR WIND HYDROGEN STATIONS
Received June 30, 2023; accepted July 2, 2023
Available online Sept. 30, 2023
S. Kudrya1, L. Yatsenko2, L. Shynkarenko3,
M. Tkalenko4
Author for correspondence: Lyubov Yatsenko,
e-mail: renewable@ukr.net
The problem of development of wind hydrogen energy in
Ukraine is the need to create an efficient hydrogen
infrastructure - systems of production, accumulation, storage,
transportation and conversion of hydrogen into energy of the
required quality. The use of hydrogen technologies allows to
optimize the wind energy system and achieve greater
economic efficiency through the use of excess energy, reducing losses from forced shutdowns of wind power
equipment, as it ensures the continuity of the generating system.
Equipment for hydrogen production is one of the main elements of wind hydrogen complexes, the successful
choice of which ensures high energy and economic efficiency of power systems. The results of the study of
technical characteristics and technological parameters of hydrogen production plants show that the most
acceptable for solving problems in combination with wind power plants are currently electrolysis plants, in
which hydrogen is obtained by the method of water decomposition. Prospects for the production and use of
"green" hydrogen have contributed to the appearance of new techniques and technologies for electrolytic
decomposition of water, the choice of which will help in the design and construction of wind hydrogen farms.
Due to the sufficient simplicity and reliability of electrolytic hydrogen production, high purity of hydrogen and
oxygen produced, high resource installations and the ability to automate the process of water electrolysis, the
use of modern technical means will increase energy and economic efficiency of power systems.
The use of hydrogen as a universal fuel, which can replace oil and natural gas, will help reduce Ukraine's
dependence on supplier countries. Large-scale production of electrolytic hydrogen using offshore wind energy
is particularly attractive. The development of wind hydrogen energy will change the structure of the fuel and
energy complex of Ukraine by increasing wind energy, increasing the stability of wind power equipment,
efficiency and reliability of electricity supply, and will have a positive impact on the environment. Ref. 24.
Кеywords: wind power, hydrogen power, storage, electrolysis of water.
Перелік позначень та скорочень
ВЕУ – вітроелектроустановка
ВЕС – вітроелектростанція
ВДЕ – відновлювані джерела енергії
IRENA – Міжнародне агентство з відновлюваних
джерел енергії
РЕМ – протонообмінні мембрани
нм3 – нормальний метр кубічний
Н2 – водень
СO2 – вуглекислий газ
ЕТК – енерготехнологічний комплекс
Вступ. Серйозну проблему при експлуатації вітроелект-
ричних установок (ВЕУ) та вітроелектростанцій (ВЕС)
створює необхідність накопичення й зберігання елект-
роенергії, оскільки електростанції найефективніше пра-
цюють за умов постійної потужності й повного наванта-
ження, тоді як попит на електроенергію є змінною
величиною. Створення та експлуатація вітроводневих
станцій є перспективним напрямом розвитку як вітрое-
лектричної галузі України, так і вітчизняної енергетики
загалом за рахунок забезпечення стабільності діючих
енергосистем та надійності енергопостачання. Вітрово-
днева енергетика сприятиме зменшенню залежності від
1 corresponding member of NAS of Ukraine,
Dоctor of Technical Sciences, Professor.
https://orcid.org/0000-0002-4798-6853
2 researcher.
https://orcid.org/0000-0001-7022-1579
3 junior researcher.
https://orcid.org/0000- 0003-2018-3329
4 researcher fellow.
https://orcid.org/0000-0003-0698-5739
1, 2, 3, 4 Institute of Renewable energy, NAS of
Ukraine, Kyiv, Ukraine
94
Відновлювана енергетика. №3/2023 | Гідро-воднева енергетика
країн-постачальників та підвищенню рівня декарбоніза-
ції енергетичної галузі України [1].
Використання водню як універсального палива, що
може замінити нафту й природний газ, матиме позити-
вний вплив на довкілля й, відповідно, на рівень еконо-
мічного розвитку.
Застосування водневих технологій дозволяє оптимізу-
вати вітроенергетичну систему та досягти більшої еко-
номічної ефективності за рахунок використання надли-
шкової енергії, зниження втрат від вимушених зупинок
вітроелектричного обладнання, оскільки забезпечу-
ється неперервність роботи генеруючої системи. Водень
накопичується для подальшого використання та вико-
ристовується в разі пікових навантажень. Окремим на-
прямом є створення вітроводневих станцій безпосеред-
ньо для виробництва водню й подальшого його
різноманітного використання в межах зеленого енерге-
тичного переходу. Великий інтерес становлять енерго-
системи з виробництва водню у великих обсягах для
віддалених від ліній електропередачі районів з високим
енергетичним потенціалом вітрової енергії, оскільки
такі енергосистеми можуть бути конкурентними тради-
ційним.
Виробництво електроенергії за допомогою вітроенерге-
тичного обладнання не супроводжується шкідливими ви-
кидами в атмосферне повітря. Так, робота одного вітро-
генератора потужністю 1 МВт скорочує щорічні викиди в
атмосферу на 1800 т СО2, 9 т SO2, 4 т оксидів азоту. За оці-
нками Global Wind Energy Council до 2050 року світова ві-
троенергетика дасть змогу скоротити щорічні викиди СО2
на 1,5 млрд т. Робота вітрогенератора потужністю 1 МВт
за 20 років дозволяє заощадити приблизно 29 тис. т ву-
гілля або 92 тис. барелів нафти [2].
Масштабне використання зеленого водню в комплексі з
вітроенергетичним обладнанням сприятиме додатко-
вому скороченню викидів парникових газів і вирішенню
проблеми зміни клімату. За інформацією Міжнародного
енергетичного агентства додавання лише 20 % водню в
європейську газову мережу скоротить викиди CO2 на
60 млн т на рік (наприклад: стільки ж вуглекислого газу
утворюється в Данії за рік) [3].
Результати вивчення технічних характеристик і техноло-
гічних параметрів установок з виробництва водню пока-
зують, що найприйнятнішими для вирішення задач у
комплексі з вітровими енергоресурсами сьогодні є еле-
ктролізні установки, на яких водень отримують мето-
дом розкладу води. Інфраструктура вітроводневої енер-
гетики складається з вітроелектричного обладнання,
електролізної установки, систем зберігання й транспор-
тування водню, систем використання водню. За наявно-
сті вітру вітроелектрична установка виробляє електрое-
нергію для потреб споживачів і одночасно створюється
запас водню, а за відсутності вітру використовується на-
копичений водень, подаючи споживачеві енергію необ-
хідної якості [4, 5].
Для забезпечення ефективної сумісної роботи електро-
лізера та вітрової електричної установки необхідно вра-
ховувати особливості як вітроустановки, так і електролі-
зера, що за рахунок електроенергії від ВЕУ виробляє
водень. На продуктивність вітроустановки крім її харак-
теристик суттєво впливає характеристика вітрового по-
тенціалу в місці її розташування. Оскільки потужність ві-
троустановки має змінний характер, режим роботи
електролізера потребує особливої уваги − процес елек-
тролізу вимагає дотримання низки умов, основні з яких
представлені в технічних умовах обладнання. Для дося-
гнення максимальної продуктивності під час вибору
електролізера слід враховувати цілу низку факторів: ре-
жим споживання електроенергії та проходження елект-
рохімічних процесів, умови роботи тощо.
Постановка завдання. Значний технічно досяжний ене-
ргетичний потенціал вітроенергетичної галузі Україні,
придатний для широкомасштабного отримання елект-
ролітичного водню [6], потребує створення вітроводне-
вої інфраструктури. Одним із основних елементів вітро-
водневих комплексів є електролізне обладнання,
вдалий вибір якого забезпечить високу енергетичну та
економічну ефективність енергокомплексів. Перспек-
тиви отримання та використання зеленого водню спри-
яли появі нових техніки й технологій електролітичного
розкладу води, розгляд яких допоможе під час проєкту-
вання й створення вітроводневих станцій.
Завдяки достатній простоті й надійності отримання еле-
ктролітичного водню, високій чистоті вироблених во-
дню й кисню, високому ресурсу установок і можливості
автоматизації процесу електролізу води його застосовує
цілий ряд промислових підприємств різних галузей, зо-
крема й енергетики. Електролізери використовують
електроенергію для розщеплення води на водень і ки-
сень, технологія добре розроблена і комерційно до-
ступна. Різні електролізери працюють по-різному, в ос-
новному через використання різних типів електроліту.
Для електролізу води використовується постійний
струм, за допомогою якого вода розкладається на во-
день та кисень. Як сировина використовується вода. Те-
оретично для виробництва 1 кг водню потрібно 8,9 л
води й 39 кВт год електроенергії при температурі 25 ºС
та атмосферному тиску. Процес виробництва водню
електролізом води вигідно відрізняється від інших ме-
тодів одностадійністю й відносно простим апаратурним
і технологічним оформленням [4].
Використання електроенергії, отриманої із застосуван-
ням вітроелектричного обладнання, для виробництва
водню може бути реалізовано в різних варіантах, най-
прийнятнішим серед яких є пряме під’єднання через ви-
прямляч для живлення електролізера. Досить перспек-
тивним може бути передача електроенергії від ВЕС до
електромережі, коли її використання для виробництва
водню відбувається на певній відстані.
Електролізери для отримання водню й кисню можна
класифікувати за способом включення електродів, за
95
Відновлювана енергетика. №3/2023 | Гідро-воднева енергетика
устроєм корпусу, за способом поділу газів, а також за ти-
ском. За способом включення електродів електролізери
поділяються на монополярні й біполярні. До складу мо-
нополярних електролізерів входить комплект монопо-
лярних електродів, електрично з’єднаних паралельно.
Біполярні електролізери містять набір біполярних елек-
тродів, розміщених між монополярними електродами.
У цьому разі біполярні електроди включені послідовно.
Біполярні електроди характеризуються тим, що в них
одна сторона поляризована позитивно (працює як
анод), а інша негативно (катод).
За устроєм корпусу електролізери поділяються на ящи-
кові та фільтр-пресні. Залежно від способу поділу газів
розрізняють електролізери з колоколами, діафрагменні
чи з іонообмінними мембранами. З метою зменшення
втрат напруги в розчині електроліту за рахунок зни-
ження його газонаповнення розроблені електроди з ви-
носними робочими елементами − сітчасті, перфоровані
чи просічені, подвійні електроди − перфоровані чи про-
січені, жалюзійні, пластинчасті та ін. У промисловості
найбільшого поширення одержали біполярні елект-
роди з виносними робочими елементами. При цьому
всі конструкції належать до фільтр-пресного типу [7].
Технологічна схема електролізу води включає такі осно-
вні вузли і стадії: вузол приготування електроліту; стадія
очищення води на механічному й іонообмінному фільт-
рах; стадія електролізу із системами охолодження і ци-
ркуляції електроліту, регулювання рівня електроліту та
підтримки рівня тиску газів в осередку; стадії сушіння й
очищення газів.
Електролітичний водень має відповідати таким вимо-
гам: вміст Н2 − не менше 99,7 об’ємних %, вміст О2 − не
більше 0,3 об’ємних %. Основні задачі щодо удоскона-
лювання процесу електролізу води полягають у зни-
женні питомих витрат енергії, збільшенні одиничної по-
тужності електролізерів та у зниженні капітальних
вкладень. Для удосконалення процесу може бути вико-
ристано:
− зниження перенапруги на електродах за допомогою
активування поверхні електродів каталітичними до-
бавками;
− розвиток робочої електродної поверхні при розро-
бці спеціальних конструкцій електродів (наприклад,
пористі електроди), що забезпечують відведення га-
зів із зони електролізу;
− підвищення робочої температури електролізу;
− підвищення тиску в електролізері;
− застосування нових конструкційних і захисних мате-
ріалів.
Традиційні електролізні системи для виробництва
водню мають енергоспоживання в середньому
4,8 кВт год/нм3, що значно вище теоретичних мініма-
льних витрат (3 кВт год/нм3 водню). Сучасні
удосконалені електролізери лужного типу працюють
при тиску 3 МПа (30 атм) і споживають
4,3−4,6 кВт⋅год/нм3 водню; мембранні, з перегород-
кою, що проводить протони, та високотемпературні
парові споживають 3,2 кВт год/нм3 водню. Основною
проблемою при створенні удосконалених електролі-
зерів лужного типу, що працюють при температурах
100−120 оС і тиску 0,1−0,5 МПа, є створення нових
електродних та сепараційних матеріалів [4].
За видом використовуваного електроліту електролізери
поділяються на три основних типи:
− з водним лужним електролітом (робоча темпера-
тура − до 500 К);
− з твердим полімерним електролітом (робоча темпе-
ратура − до 423 К);
− з твердим оксидним електролітом (робоча темпера-
тура − до 1300 К).
Лужний електроліз води є основним методом велико-
масштабного виробництва електролітичного водню.
Однак результати досліджень і розробок останніх років
показали, що незабаром конкурентоздатними можуть
стати електролізери з твердополімерним електролітом
[8].
Серед закордонних фірм, що працюють у сфері електро-
лізу води, таких як Proton Energy Systems Inc., HSSI
Electrolyzer, H2Gen Innovation Inc. та інші, найбільший
об’єм продажу мають фірми, орієнтовані на лужні елек-
тролізери великої продуктивності. Значні успіхи щодо їх
створення і реалізації зараз мають фірми Norsk Hydro
Electrolysers (Норвегія), Stuart Energy Systems (Бельгія),
Teledyne Inc. (США) [8].
Впровадження електролізерів з полімерною електролі-
тною мембраною (PEM) у великому масштабі досі було
неможливим, оскільки для цього були потрібні недорогі
модулі, які легко інтегруються до більших електролізер-
них систем і масштабні автоматизовані виробничі поту-
жності. Зараз ITM Power запропоновані інновації у сфері
конструювання модулів і технологій їх виготовлення, які
дозволять вирішити ці проблеми, а також знизити вар-
тість електролізерів [9].
Американська воднева компанія Plug Power Inc поста-
вить контейнерні електролізерні модулі Plug потуж-
ністю 5 МВт для проєктів екологічного водню, приз-
начені для першого в історії промислового
використання зеленого водню у виробництві скла,
сталі та переробці алюмінію. Електролізери PEM роз-
роблені як стандартизована система «під ключ» і іде-
ально підходять для зниження витрат і складності
впровадження екологічних водневих проєктів [10].
Високотемпературну технологію електролізу CEA в про-
мислових масштабах впроваджує Genvia (Франція). Еле-
ктроліт являє собою тверду, щільну, газонепроникну
мембрану на керамічній основі − оксид цирконію,
96
Відновлювана енергетика. №3/2023 | Гідро-воднева енергетика
стабілізований оксидом ітрію, цирконій ітрію. Водневий
електрод створено із металокерамічного композитного
матеріалу з нікелю та ітрієвого цирконію, а кисневий − із
суцільнокерамічного матеріалу перовскітної структури.
Принцип дії такий: водяна пара надходить через водне-
вий електрод, який дисоціює під дією електричного
струму та високої температури (між 700 і 800 °С). Лужні
та PEM-технології мають ефективність теплотворної зда-
тності від 72 до 80 %, тоді як запропонований електролі-
зер досягає 99 %. Genvia розраховує у майбутньому на
випуск установок потужністю в декілька сотень мегават;
для цих потужностей передбачається застосування мо-
дульного підходу, що забезпечує більшу гнучкість в уп-
равлінні установками та можливість встановлення елек-
тролізерів якомога ближче до кінцевих споживачів та
відновлюваних джерел енергії, децентралізованих на
територіях [11].
Дослідники пропонують використання в PEM-електролі-
зерах мембран Nafion™ PEM, що мають підвищену міц-
ність, довговічність і стабільність протягом усього тер-
міну експлуатації для виробництва водню електролізом
води [12].
Важливим аспектом вітроводневої енергетики є вар-
тість водню, отриманого в процесі електролізу води, що
значною мірою залежить від вартості електроенергії та
вартості обладнання для виробництва водню. Еконо-
міка процесу отримання водню електролізом води пе-
редусім залежить від вартості електроенергії. Міжнаро-
дним агентством з відновлюваних джерел енергії
(IRENA) викладено стратегії зменшення витрат на елект-
ролізери шляхом постійних інновацій, підвищення про-
дуктивності та підвищення рівня потужності з мегават
(МВт) до рівнів мультигігават (ГВт). Основні висновки
такі [13]:
Проєктування та конструкція електролізера − збіль-
шення розміру модуля та інновації суттєво впливають на
вартість. Так, збільшення розміру установки з 1 МВт, ти-
пового в 2020 році, до 20 МВт може зменшити витрати
більш ніж на третину. Оптимальні конструкції системи
максимізують ефективність і гнучкість.
Ефективність і гнучкість в експлуатації − блок живлення
несе великі втрати ефективності при низькому наванта-
женні, обмежуючи гнучкість системи з економічного пог-
ляду.
Промислове застосування − розробка та експлуатація
систем електролізу можуть бути оптимізовані для конк-
ретних застосувань у різних галузях промисловості.
Амбіційний енергетичний перехід, узгоджений з клю-
човими міжнародними кліматичними цілями, приз-
веде до швидкого скорочення витрат на зелений во-
день. Траєкторія, необхідна для обмеження
глобального потепління на 1,5 °C, може здешевити
електролізери на 20 % до 2030 року [13].
За прогнозами аналітиків інвестиційного банку Morgan
Stanley, у США зелений водень може зрівнятися в ціні з
воднем, виробленим із викопного палива під дією висо-
ких температур і тиску, вже в 2023 році завдяки падінню
вартості електроенергії, що виробляється на основі ВДЕ.
Зелений водень, вироблений з використанням енергії,
може стати конкурентоспроможним з ціною приблизно
1 дол. США за 1 кг. Ціна зеленого водню дуже чутлива
до вартості електроенергії − її зниження на 2 дол. за
1 МВт год знижує вартість водню на 0,10 дол. за 1 кг
[14].
При роботі дуже великого електролізера потужністю
1 ГВт, що працює з ефективністю 75 % на 8000 годин на
рік, річне виробництво водню становитиме 0,15 млн т, а
витрати води складатимуть 3 млн т (із розрахунку 20 кг
води на 1 кг водню) [15].
Запатентовані електролізери RuggedCellTM від Hydrogen
Optimized розроблені для досягнення найнижчого рівня
вартості чистого водню у великих масштабах. Вони пе-
ретворюють відновлювану енергію, таку як сонячна та
вітрова, на зелений водень, використовуючи архітек-
туру високої потужності, яка дає змогу окремим моду-
лям потужністю 50 МВт+ задовольняти вимоги до чистої
енергії для основних промислових застосувань, як-от
виробництво сталі, аміаку тощо. Для підтримки вироб-
ництва електролізерів RuggedCellTM в Канаді урядом
провінції Онтаріо виділено 500 000 дол. США. Урядові
кошти збільшують інвестиції компанії Hydrogen
Optimized на початковій стадії виробництва на 4,6 млн
доларів [16].
Розроблено більш компактне й гнучке, з непереверше-
ним на цей час строком служби, нове обладнання, при-
значене як для промисловості, так і для енергетичних
ринків, яке забезпечить значне поліпшення технічних і
економічних можливостей. Комплексна система отри-
мання електролітичного водню компактна, з високими
показниками ефективності й експлуатаційною стабільні-
стю, в якій все обладнання об’єднано в один контейнер
[17].
Бельгійські генератори водню фірми Stuart Energy
Systems продуктивністю до 120 нм3H2/год складаються
з двох блоків: джерела струму і власне електролізера,
поставка здійснюється у повному зібранні у вигляді двох
контейнерів. Їх впровадження, завдяки невисоким ваго-
вим та масогабаритним характеристикам, не потребує
спорудження окремих будівель. Аналогічні установки з
дещо іншою елементною базою виготовляє фірма Norsk
Hydro Electrolysers (Норвегія).
Над створенням і побудовою масштабних проєктів з ви-
робництва зеленого водню з використанням енергії ві-
тру як первинного ресурсу та із застосуванням електро-
лізерів великої потужності працюють різні наукові
установи, компанії у різних країнах світу, що демонстру-
ють різні підходи та напрями [18−22].
Вітчизняні наукові, проєктувальні та виробничі установи
й компанії досить активно і давно займаються створен-
ням, удосконаленням та впровадженням електролізної
97
Відновлювана енергетика. №3/2023 | Гідро-воднева енергетика
техніки. Компанія «ІНФОКОМ ЛТД» володіє технологією
виробництва зеленого водню методом електролізу
води. Процес складається з кількох технологічних пото-
ків; метод виробництва – постійний, циклічний і регулю-
ється технологічним регламентом. У 2009−2010 роках
компанія автоматизувала виробництво водню на Запо-
різькому заводі напівпровідників [23].
Електролізери з використанням активного газопогли-
нального електрода розроблено в Інституті проблем ма-
шинобудування НАН України (ІПМаш НАН України,
м. Харків). У пропонованій конструкції електролізера
реалізується розроблена технологія розділення проце-
сів виділення водню й кисню у часі, тобто процес роботи
електролітичної системи стає циклічним − складається з
почергових періодів виділення водню й кисню. Розроб-
лений варіант електролізера забезпечує отримання во-
дню й кисню при тиску 150 атм (15 МПа) без викорис-
тання компресора [24].
Електролізне обладнання, що працює за цим принци-
пом, забезпечує:
− зниження енергозатрат − у дослідних зразках питомі
витрати становлять 3,85−4,10 кВт год/м3;
− тиск отриманих газів обмежується лише міцністю
конструкції;
− у конструкції відсутні іонообмінні мембрани, що під-
вищує надійність та безпеку експлуатації;
− не потрібно використовувати рідкоземельні метали;
− чистота отриманих газів становить 99,98 % для во-
дню та 99,95 % для кисню.
В ІПМаш НАН України сформовані науково-технічні
принципи створення електрохімічних водневих акуму-
ляторів енергії та запропоновано шляхи оптимізації їх
роботи на змінних режимах, характерних для реальних
умов експлуатації енерготехнологічних комплексів на
базі ВЕУ [24]. Були проведені роботи, спрямовані на ро-
зробку, проєктування й оптимізацію конфігурації елект-
ролізерів, виготовлення та монтаж компонентів енерго-
технологічного комплексу (ЕТК), створення
спеціалізованої системи керування, а також оснащення
її відповідним програмним забезпеченням для оптимі-
зації режиму роботи ЕТК. Важливою складовою забез-
печення надійної та ефективної роботи енерготехноло-
гічного комплексу є синхронізація роботи ВЕУ і системи
генерації газів. Отримані дані про конструктивні рі-
шення електролізної техніки й особливості її експлуата-
ції в технологічних схемах дали змогу розробити оригі-
нальні алгоритми автоматичного керування основними
елементами системи й створити технічну базу для його
реалізації. Буферна воднева система, яка складається з
електролізера і системи зберігання водню, органічно
вписується в енерготехнологічну схему ВЕУ, забезпечу-
ючи вирішення проблеми подачі енергії споживачеві у
період відсутності вітру [24].
Висновки
Аналіз світових та вітчизняних розробок щодо ефектив-
ності отримання водню електролітичним розкладом
води показує, що з погляду науково-технічних досяг-
нень у цій галузі є достатній доробок. У разі об’єднання
наукових та промислових напрямів, підкріплених фінан-
сово, можна вийти на світовий рівень практичного за-
стосування вітроводневих технологій у нашій країні.
Створення вітроводневої енергетики як нової енергети-
чної підгалузі, яка шляхом впровадження новітніх тех-
нологій, створення вітчизняної наукової, науково-техні-
чної, технологічної та виробничої інфраструктури
поступово забезпечить значну частку потреб в екологі-
чно чистих енергоносіях різні галузі економіки України.
При визначенні економічної ефективності вітроводне-
вих енергосистем собівартість виробленого водню зде-
більшого залежить від наявності в певній місцевості
енергетичного потенціалу, тому першочерговим за-
вданням при їх впровадженні є вибір вітроелектричного
обладнання з урахуванням встановленого енергетич-
ного потенціалу вітрової енергії в цій місцевості. Відпо-
відно до робочих параметрів та режимів роботи ВЕУ
проводиться вибір обладнання для електролітичного
виробництва водню, а також допоміжного устаткування
для максимально можливого та ефективного його осво-
єння. Оскільки впровадження водневих технологій у ві-
троенергетиці потребує створення складних енергетич-
них систем, що включають вітроелектричне обладнання
для виробництва електроенергії, обладнання для виро-
бництва електролітичного водню, систем зберігання во-
дню, допоміжного обладнання та інших технічних засо-
бів, виникає необхідність проведення відповідних
розрахунків та детального аналізу щодо визначення
ефективності як окремих елементів, так і енергосистеми
загалом.
ПОСИЛАННЯ
1. Європейський зелений курс і кліматична політика Ук-
раїни [Електронний ресурс] // – Режим доступу:
https://niss.gov.ua/publikatsiyi/analitychni-
dopovidi/yevropeyskyy-zelenyy-kurs-i-klimatychna-
polityka-ukrayiny
2. Позитивні та негативні аспекти використання вітрое-
нергетики [Електронний ресурс] // – Режим доступу:
https://dpssmk.gov.ua/pozytyvni-ta-nehatyvni-
aspekty-vykorystannia-vitroenerhetyky/.].
3. За воднем – майбутнє енергетичної системи України
і… незалежність від Росії [Електронний ресурс] // –
Режим доступу: https://galychyna.if.ua/analytic/za-
vodnem-maybutnye-energetichnoyi-sistemi-ukrayini-i-
nezalezhnist-vid-rosiyi/
4. Відновлювані джерела енергії / За ред. С.О. Кудрі. Київ:
Ін-т відновлюваної енергетики НАНУ. 2020. 392 с.
https://niss.gov.ua/publikatsiyi/analitychni-dopovidi/yevropeyskyy-zelenyy-kurs-i-klimatychna-polityka-ukrayiny
https://niss.gov.ua/publikatsiyi/analitychni-dopovidi/yevropeyskyy-zelenyy-kurs-i-klimatychna-polityka-ukrayiny
https://niss.gov.ua/publikatsiyi/analitychni-dopovidi/yevropeyskyy-zelenyy-kurs-i-klimatychna-polityka-ukrayiny
https://dpssmk.gov.ua/pozytyvni-ta-nehatyvni-aspekty-vykorystannia-vitroenerhetyky/
https://dpssmk.gov.ua/pozytyvni-ta-nehatyvni-aspekty-vykorystannia-vitroenerhetyky/
https://galychyna.if.ua/analytic/za-vodnem-maybutnye-energetichnoyi-sistemi-ukrayini-i-nezalezhnist-vid-rosiyi/
https://galychyna.if.ua/analytic/za-vodnem-maybutnye-energetichnoyi-sistemi-ukrayini-i-nezalezhnist-vid-rosiyi/
https://galychyna.if.ua/analytic/za-vodnem-maybutnye-energetichnoyi-sistemi-ukrayini-i-nezalezhnist-vid-rosiyi/
98
Відновлювана енергетика. №3/2023 | Гідро-воднева енергетика
5. Мхітарян Н. М., Кудря С. О., Яценко Л. В., Шинкаре-
нко Л. Я., Будько В. І. Перспективи використання во-
дню у відновлюваній енергетиці. Відновлювана ене-
ргетика. 2008. № 3 (14). С. 5–15.
6. Атлас енергетичного потенціалу відновлюваних дже-
рел енергії України / за ред. С. О. Кудрі. Київ: Інститут
відновлюваної енергетики НАН України. 2020. 82 с.
7. Волошин М. Д. Конспект лекцій з дисципліни "Елек-
трохімічна технологія неорганічних речовин". Дніп-
родзержинськ: ДДТУ. 2012. 87 с.
8. Альтернативні палива, енергетика. Складова водне-
вої енергетики [Електронний ресурс] // – Режим до-
ступу: http://newchemistry.ru/letter.php?n_id=631
9. Виробництво водню гігаватного масштабу за допо-
могою офшорної вітрової енергії [Електронний ре-
сурс] // – Режим доступу:
https://elektrovesti.net/67292_virobnitstvo-vodnyu-
gigavatnogo-masshtabu-za-dopomogoyu-ofshornoi-
vitrovoi-energii.
10. Plug Power постачатиме електролізери для трьох уні-
кальних проєктів екологічного водню в Європі [Елек-
тронний ресурс] // – Режим доступу:
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen-
plug-electrolyzer/8558862/?awt_a=1jpsU&awt_l=Co-
7SC&awt_m=ipahTz0UFu5DlsU
11. Технологія електролізу CEA для виробництва водню
досягає 99% ефективності [Електронний ресурс] // –
Режим доступу:
https://www.industrie-tech-no.com/article/la-
technologie-d-electrolyse-du-cea-qu-exploitera-genvia-
pour-produire-de-l-hydrogene-atteint-99-de-
rendement-se-rejouit-julie-mougin-du-cea-liten.63839
12. Дослідники розробляють мембрани Nafion™, виго-
товлені з іонообмінного полімеру [Електронний ре-
сурс] // – Режим доступу:
https://www.nafion.com/en/support/white-
papers/membranes-for-water-
electrolysis?utm_medium=ad-static
banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_cam
paign=2023-q2-nafion-hydrogen-
economy&utm_content=daily+enews+banner+600x40
0+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-
learnmore
13. IRENA: стратегії зменшення витрат на електролізери
[Електронний ресурс] // – Режим доступу:
https://irena.org/publications/2020/Dec/Green-
hydrogen-cost-reduction
14. «Зелений» водень може зрівнятись в ціні з менш
екологічним вже у 2023 році [Електронний ресурс]
// – Режим доступу:
https://www.epravda.com.ua/projects/greendeal/202
0/07/29/663495/
15. Зниження витрат на «зелений» водень: збільшення
масштабу електролізерів для досягнення кліматич-
ної цілі 1,5⁰. Міжнародне агентство з відновлюваних
джерел енергії. Абу-Дабі, IRENA. 2020. 117 с.
16. 500 000 доларів для підтримки виробництва елект-
ролізера RuggedCell™ в Канаді [Електронний ресурс]
// – Режим доступу:
https://hydrogenoptimized.com/hydrogen-optimized-
inc-project-will-create-new-good-paying-jobs-at-the-
companys-growing-owen-sound-facility/
17. Обладнання для покоління Н2: De Nora та McPhy
Energy підписали технологічне партнерство [Елект-
ронний ресурс] // – Режим доступу:
www.denora.com, www.mcphy.com]
18. ScottishPower оголошує про найбільший електролі-
зер [Електронний ресурс] // – Режим доступу:
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen
electrolyzer/8544165/?mc_cid=6c221b8ac9&mc_eid=c
d40454d77
19. Обсяг виробництва водню електролізером потужні-
стю 60 МВт [Електронний ресурс] // – Режим доступу:
https://thyssenkrupp-nucera.com/2023/03/13/unigel-
and-thyssenkrupp-nucera-sign-memorandum-of-
understanding-to-increase-production-capacity-of-
green-hydrogen-plant/
20. Проєкт електролізера гігавтного класу в Іспанії [Еле-
ктронний ресурс] // – Режим доступу:
https://www.cummins.com/news/releases/2021/05/2
4/cummins-selects-spain-its-gigawatt-electrolyzer-
plant-partners-iberdrola
21. Електролізер потужністю 300 МВт для зеленого во-
дню на датському НПЗ [Електронний ресурс] // – Ре-
жим доступу:
https://www.spglobal.com/platts/en/market-
insights/latest-news/agriculture/051121-everfuel-
plans-300-mw-electrolyzer-for-green-hydrogen-at-
denmarks-fredericia-refinery
22. Водородная экономика: Норвегия увеличит глобаль-
ные мощности по производству электролизёров в
десять раз [Електронний ресурс] // – Режим доступу:
http://renen.ru/hydrogen-economy-norway-will-
increase-global-capacities-for-the-production-of-
electrolyzers-tenfold/.
23. АСУ ТП «Виробництво водню» методом електролізу
води https://ia.ua/uk/resheniya/asu-tp-proizvodstvo-
vodoroda-metodom-elektroliza-vody/
24. Русанов А. В., Соловей В. В., Зіпунніков М. М., Шев-
ченко А. А. Термогазодинаміка фізико-енергетичних
процесів в альтернативних технологіях: В 3-х т. Т. 1.
Термогазодинаміка фізико-енергетичних процесів в
водневих технологіях / під загальною редакцією чл.-
кор. НАНУ А. В. Русанова; НАН України, Інститут про-
блем машинобудування. Харків: Видавництво та
друкарня «Технологічний Центр». 2018. 336 с.
http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fnewchemistry.ru%2Fletter.php%3Fn_id%3D631&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNE9KulhLljn8rXXagriMfVoyOTW5g
https://elektrovesti.net/67292_virobnitstvo-vodnyu-gigavatnogo-masshtabu-za-dopomogoyu-ofshornoi-vitrovoi-energii
https://elektrovesti.net/67292_virobnitstvo-vodnyu-gigavatnogo-masshtabu-za-dopomogoyu-ofshornoi-vitrovoi-energii
https://elektrovesti.net/67292_virobnitstvo-vodnyu-gigavatnogo-masshtabu-za-dopomogoyu-ofshornoi-vitrovoi-energii
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen-plug-electrolyzer/8558862/?awt_a=1jpsU&awt_l=Co-7SC&awt_m=ipahTz0UFu5DlsU
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen-plug-electrolyzer/8558862/?awt_a=1jpsU&awt_l=Co-7SC&awt_m=ipahTz0UFu5DlsU
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen-plug-electrolyzer/8558862/?awt_a=1jpsU&awt_l=Co-7SC&awt_m=ipahTz0UFu5DlsU
https://www.industrie-techno.com/article/la-technologie-d-electrolyse-du-cea-qu-exploitera-genvia-pour-produire-de-l-hydrogene-atteint-99-de-rendement-se-rejouit-julie-mougin-du-cea-liten.63839
https://www.industrie-techno.com/article/la-technologie-d-electrolyse-du-cea-qu-exploitera-genvia-pour-produire-de-l-hydrogene-atteint-99-de-rendement-se-rejouit-julie-mougin-du-cea-liten.63839
https://www.industrie-techno.com/article/la-technologie-d-electrolyse-du-cea-qu-exploitera-genvia-pour-produire-de-l-hydrogene-atteint-99-de-rendement-se-rejouit-julie-mougin-du-cea-liten.63839
https://www.industrie-techno.com/article/la-technologie-d-electrolyse-du-cea-qu-exploitera-genvia-pour-produire-de-l-hydrogene-atteint-99-de-rendement-se-rejouit-julie-mougin-du-cea-liten.63839
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static%20banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static%20banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static%20banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static%20banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static%20banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static%20banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static%20banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static%20banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://irena.org/publications/2020/Dec/Green-hydrogen-cost-reduction
https://irena.org/publications/2020/Dec/Green-hydrogen-cost-reduction
https://hydrogenoptimized.com/hydrogen-optimized-inc-project-will-create-new-good-paying-jobs-at-the-companys-growing-owen-sound-facility/
https://hydrogenoptimized.com/hydrogen-optimized-inc-project-will-create-new-good-paying-jobs-at-the-companys-growing-owen-sound-facility/
https://hydrogenoptimized.com/hydrogen-optimized-inc-project-will-create-new-good-paying-jobs-at-the-companys-growing-owen-sound-facility/
http://www.denora.com/
http://www.mcphy.com/
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen%20electrolyzer/8544165/?mc_cid=6c221b8ac9&mc_eid=cd40454d77
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen%20electrolyzer/8544165/?mc_cid=6c221b8ac9&mc_eid=cd40454d77
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen%20electrolyzer/8544165/?mc_cid=6c221b8ac9&mc_eid=cd40454d77
https://thyssenkrupp-nucera.com/2023/03/13/unigel-and-thyssenkrupp-nucera-sign-memorandum-of-understanding-to-increase-production-capacity-of-green-hydrogen-plant/
https://thyssenkrupp-nucera.com/2023/03/13/unigel-and-thyssenkrupp-nucera-sign-memorandum-of-understanding-to-increase-production-capacity-of-green-hydrogen-plant/
https://thyssenkrupp-nucera.com/2023/03/13/unigel-and-thyssenkrupp-nucera-sign-memorandum-of-understanding-to-increase-production-capacity-of-green-hydrogen-plant/
https://thyssenkrupp-nucera.com/2023/03/13/unigel-and-thyssenkrupp-nucera-sign-memorandum-of-understanding-to-increase-production-capacity-of-green-hydrogen-plant/
https://www.cummins.com/news/releases/2021/05/24/cummins-selects-spain-its-gigawatt-electrolyzer-plant-partners-iberdrola
https://www.cummins.com/news/releases/2021/05/24/cummins-selects-spain-its-gigawatt-electrolyzer-plant-partners-iberdrola
https://www.cummins.com/news/releases/2021/05/24/cummins-selects-spain-its-gigawatt-electrolyzer-plant-partners-iberdrola
https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/agriculture/051121-everfuel-plans-300-mw-electrolyzer-for-green-hydrogen-at-denmarks-fredericia-refinery
https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/agriculture/051121-everfuel-plans-300-mw-electrolyzer-for-green-hydrogen-at-denmarks-fredericia-refinery
https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/agriculture/051121-everfuel-plans-300-mw-electrolyzer-for-green-hydrogen-at-denmarks-fredericia-refinery
https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/agriculture/051121-everfuel-plans-300-mw-electrolyzer-for-green-hydrogen-at-denmarks-fredericia-refinery
http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Frenen.ru%2Fhydrogen-economy-norway-will-increase-global-capacities-for-the-production-of-electrolyzers-tenfold%2F&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNHIRydgOydkDYnO_3tEjeNiyftjsA
http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Frenen.ru%2Fhydrogen-economy-norway-will-increase-global-capacities-for-the-production-of-electrolyzers-tenfold%2F&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNHIRydgOydkDYnO_3tEjeNiyftjsA
http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Frenen.ru%2Fhydrogen-economy-norway-will-increase-global-capacities-for-the-production-of-electrolyzers-tenfold%2F&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNHIRydgOydkDYnO_3tEjeNiyftjsA
https://ia.ua/uk/resheniya/asu-tp-proizvodstvo-vodoroda-metodom-elektroliza-vody/
https://ia.ua/uk/resheniya/asu-tp-proizvodstvo-vodoroda-metodom-elektroliza-vody/
99
Відновлювана енергетика. №3/2023 | Гідро-воднева енергетика
REFERENCES
1. Yevropeiskyi zelenyi kurs i klimatychna polityka Ukrainy
[The European Green Course and the climate policy of
Ukraine] // – URL:
https://niss.gov.ua/publikatsiyi/analitychni-
dopovidi/yevropeyskyy-zelenyy-kurs-i-klimatychna-
polityka-ukrayiny [in Ukrainian]
2. Pozytyvni ta nehatyvni aspekty vykorystannia vitro-
enerhetyky [Positive and negative aspects of using wind
energy] // – URL: https://galychyna.if.ua/analytic/za-
vodnem-maybutnye-energetichnoyi-sistemi-ukrayini-i-
nezalezhnist-vid-rosiyi/ [in Ukrainian]
3. Za vodnem – maibutnie enerhetychnoi systemy Ukrainy
i… nezalezhnist vid Rosii [Hydrogen is the future of
Ukraine's energy system and... independence from
Russia] // – URL: https://galychyna.if.ua/analytic/za-
vodnem-maybutnye-energetichnoyi-sistemi-ukrayini-i-
nezalezhnist-vid-rosiyi/ [in Ukrainian]
4. Vidnovliuvani dzherela enerhii [Renewable energy
sources]/ Za red. S. O. Kudri. Kyiv: Instytut vidnov-
liuvanoi enerhetyky NANU. 2020. 392 s. [in Ukrainian]
5. Mkhitarian N. M., Kudria S. O., Yatsenko L. V.,
Shynkarenko L. Ia., Budko V. I. Perspektyvy vykory-
stannia vodniu u vidnovliuvanii enerhetytsi [Prospects
for the use of hydrogen in renewable energy]. Vidnov-
liuvana enerhetyka. 2008. № 3 (14). S. 5–15. [in
Ukrainian]
6. Atlas enerhetychnoho potentsialu vidnovliuvanykh
dzherel enerhii Ukrainy [Atlas of the energy potential of
renewable energy sources of Ukraine] / Za red. S. O. Kudri.
Kyiv: Instytut vidnovliuvanoi enerhetyky NANU. 2020. 82 s.
[in Ukrainian]
7. Voloshyn M. D. Konspekt lektsii z dystsypliny "Elektro-
khimichna tekhnolohiia neorhanichnykh rechovyn"
[Synopsis of lectures on the discipline "Electrochemical
technology of inorganic substances"] Dnipro-
dzerzhynsk: DDTU. 2012. 87 s.
8. Alternatyvnie toplyva, enerhetyka. Sostavliaiushchaia
vodorodnoi enerhetyky [Alternative fuels, energy.
Component of hydrogen energy] // – URL:
http://newchemistry.ru/letter.php?n_id=631.
9. Vyrobnytstvo vodniu hihavatnoho mashtabu za
dopomohoiu ofshornoi vitrovoi enerhii [Gigawatt-scale
hydrogen production using offshore wind energy] // –
URL: https://elektrovesti.net/67292_virobnitstvo-
vodnyu-gigavatnogo-masshtabu-za-dopomogoyu-
ofshornoi-vitrovoi-energii [in Ukrainian]
10. Plug Power postachatyme elektrolizery dlia trokh
unikalnykh proiektiv ekolohichnoho vodniu v Yevropi
[Plug Power will supply electrolyzers for three unique
ecological hydrogen projects in Europe] // – URL:
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen-
plug-electrolyzer/8558862/?awt_a=1jpsU&awt_l=Co7-
SC&awt_m=ipahTz0UFu5DlsU [in English]
11. Tekhnolohiia elektrolizu CEA dlia vyrobnytstva vodniu
dosiahaie 99% efektyvnosti [CEA's electrolysis
technology for hydrogen production reaches 99%
efficiency] // – URL:
https://www.industrie-techno.com/article/la-
technologie-d-electrolyse-du-cea-qu-exploitera-genvia-
pour-produire-de-l-hydrogene-atteint-99-de-
rendement-se-rejouit-julie-mougin-du-cea-liten.63839
[in French]
12. Doslidnyky rozrobliaiut membrany Nafion™, vyhotovle-
ni z ionoobminnoho polimeru [Researchers are develo-
ping Nafion™ membranes made from an ion exchange
polymer] // – URL:
https://www.nafion.com/en/support/white-
papers/membranes-for-water-
electrolysis?utm_medium=ad-static-
banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_cam
paign=2023-q2-nafion-hydrogen-
economy&utm_content=daily+enews+banner+600x40
0+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-
learnmore [in English]
13. IRENA: stratehii zmenshennia vytrat na elektrolizery [IRENA:
cost reduction strategies for electrolyzers] // – URL:
https://irena.org/publications/2020/Dec/Green-
hydrogen-cost-reduction [in English]
14. «Zelenyi» voden mozhe zrivniatys v tsini z mensh
ekolohichnym vzhe u 2023 rotsi ["Green" hydrogen may
equal the price of less environmentally friendly
hydrogen as early as 2023] // – URL:
https://www.epravda.com.ua/projects/greendeal/202
0/07/29/663495/ [in Ukrainian]
15. Znyzhennia vytrat na «zelenyi» voden: zbilshennia
masshtabu elektrolizeriv dlia dosiahnennia klima-
tychnoi tsili 1,5⁰[ Reducing the costs of "green"
hydrogen: scaling up electrolyzers to meet the climate
goal of 1,5⁰]. Mizhnarodne ahentstvo z vidnovliuvanykh
dzherel enerhii. Abu-Dabi, IRENA, 2020. 117 s.
16. 500 000 dolariv dlia pidtrymky vyrobnytstva
elektrolizera RuggedCell™ v Kanadi [$500,000 to
support manufacturing of the RuggedCell™ Electrolyzer
in Canada] // – URL:
https://hydrogenoptimized.com/hydrogen-optimized-
inc-project-will-create-new-good-paying-jobs-at-the-
companys-growing-owen-sound-facility/ [in English]
17. Obladnannia dlia pokolinnia N2: De Nora ta McPhy
Energy pidpysaly tekhnolohichne partnerstvo [Equip-
ment for N2 generation De Nora and McPhy Energy have
signed a technology partnership] // – URL:
www.denora.com, www.mcphy.com
18. ScottishPower oholoshuie pro naibilshyi elektrolizer [Scott-
ishPower announces largest ever electrolyser] // – URL:
https://niss.gov.ua/publikatsiyi/analitychni-dopovidi/yevropeyskyy-zelenyy-kurs-i-klimatychna-polityka-ukrayiny
https://niss.gov.ua/publikatsiyi/analitychni-dopovidi/yevropeyskyy-zelenyy-kurs-i-klimatychna-polityka-ukrayiny
https://niss.gov.ua/publikatsiyi/analitychni-dopovidi/yevropeyskyy-zelenyy-kurs-i-klimatychna-polityka-ukrayiny
https://galychyna.if.ua/analytic/za-vodnem-maybutnye-energetichnoyi-sistemi-ukrayini-i-nezalezhnist-vid-rosiyi/
https://galychyna.if.ua/analytic/za-vodnem-maybutnye-energetichnoyi-sistemi-ukrayini-i-nezalezhnist-vid-rosiyi/
https://galychyna.if.ua/analytic/za-vodnem-maybutnye-energetichnoyi-sistemi-ukrayini-i-nezalezhnist-vid-rosiyi/
https://galychyna.if.ua/analytic/za-vodnem-maybutnye-energetichnoyi-sistemi-ukrayini-i-nezalezhnist-vid-rosiyi/
https://galychyna.if.ua/analytic/za-vodnem-maybutnye-energetichnoyi-sistemi-ukrayini-i-nezalezhnist-vid-rosiyi/
https://galychyna.if.ua/analytic/za-vodnem-maybutnye-energetichnoyi-sistemi-ukrayini-i-nezalezhnist-vid-rosiyi/
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen-plug-electrolyzer/8558862/?awt_a=1jpsU&awt_l=Co7-SC&awt_m=ipahTz0UFu5DlsU
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen-plug-electrolyzer/8558862/?awt_a=1jpsU&awt_l=Co7-SC&awt_m=ipahTz0UFu5DlsU
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen-plug-electrolyzer/8558862/?awt_a=1jpsU&awt_l=Co7-SC&awt_m=ipahTz0UFu5DlsU
https://www.industrie-techno.com/article/la-technologie-d-electrolyse-du-cea-qu-exploitera-genvia-pour-produire-de-l-hydrogene-atteint-99-de-rendement-se-rejouit-julie-mougin-du-cea-liten.63839
https://www.industrie-techno.com/article/la-technologie-d-electrolyse-du-cea-qu-exploitera-genvia-pour-produire-de-l-hydrogene-atteint-99-de-rendement-se-rejouit-julie-mougin-du-cea-liten.63839
https://www.industrie-techno.com/article/la-technologie-d-electrolyse-du-cea-qu-exploitera-genvia-pour-produire-de-l-hydrogene-atteint-99-de-rendement-se-rejouit-julie-mougin-du-cea-liten.63839
https://www.industrie-techno.com/article/la-technologie-d-electrolyse-du-cea-qu-exploitera-genvia-pour-produire-de-l-hydrogene-atteint-99-de-rendement-se-rejouit-julie-mougin-du-cea-liten.63839
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static-banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static-banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static-banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static-banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static-banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static-banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static-banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://www.nafion.com/en/support/white-papers/membranes-for-water-electrolysis?utm_medium=ad-static-banner&utm_source=hydrogen+fuel+news&utm_campaign=2023-q2-nafion-hydrogen-economy&utm_content=daily+enews+banner+600x400+h2e+waterelectrolyzers&utm_term=eng-may-learnmore
https://irena.org/publications/2020/Dec/Green-hydrogen-cost-reduction
https://irena.org/publications/2020/Dec/Green-hydrogen-cost-reduction
https://hydrogenoptimized.com/hydrogen-optimized-inc-project-will-create-new-good-paying-jobs-at-the-companys-growing-owen-sound-facility/
https://hydrogenoptimized.com/hydrogen-optimized-inc-project-will-create-new-good-paying-jobs-at-the-companys-growing-owen-sound-facility/
https://hydrogenoptimized.com/hydrogen-optimized-inc-project-will-create-new-good-paying-jobs-at-the-companys-growing-owen-sound-facility/
100
Відновлювана енергетика. №3/2023 | Гідро-воднева енергетика
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen
electrolyzer/8544165/?mc_cid=6c221b8ac9&mc_eid=c
d40454d77 [in English]
19. Obsiah vyrobnytstva vodniu elektrolizerom potuzhnistiu
60 MVt [The volume of hydrogen production by an
electrolyzer with a capacity of 60 MW] // – URL:
https://thyssenkrupp-nucera.com/2023/03/13/unigel-
and-thyssenkrupp-nucera-sign-memorandum-of-
understanding-to-increase-production-capacity-of-
green-hydrogen-plant/ [in English]
20. Proiekt elektrolizera hihavatnoho klasu v Ispanii [Gigawatt
class electrolyser project in Spain] // – URL:
https://www.cummins.com/news/releases/2021/05/2
4/cummins-selects-spain-its-gigawatt-electrolyzer-
plant-partners-iberdrola [in English]
21. Elektrolizer potuzhnistiu 300 MVt dlia zelenoho vodniu na
datskomu NPZ [A 300 MW electrolyser for green
hydrogen at a Danish refinery] // – URL:
https://www.spglobal.com/platts/en/market-
insights/latest-news/agriculture/051121-everfuel-
plans-300-mw-electrolyzer-for-green-hydrogen-at-
denmarks-fredericia-refinery [in English]
22. Vodorodnaia ekonomyka: Norvehyia uvelychyt
hlobalnie moshchnosty po proyzvodstvu elektrolyzёrov
v desiat raz [Hydrogen economy: Norway to increase
global electrolytic capacity tenfold] // – URL:
http://renen.ru/hydrogen-economy-norway-will-
increase-global-capacities-for-the-production-of-
electrolyzers-tenfold/
23. ASU TP «Vyrobnytstvo vodniu» metodom elektrolizu vody
[ACS TP "Production of hydrogen" by the method of water
electrolysis] // – URL: https://ia.ua/uk/resheniya/asu-
tp-proizvodstvo-vodoroda-metodom-elektroliza-vody/
[in Ukrainian]
24. Rusanov A. V., Solovei V. V., Zipunnikov M. M., Shevchenko
A. A. Termohazodynamika fizyko-enerhetychnykh protsesiv
v alternatyvnykh tekhnolohiiakh: V 3-kh t. T. 1. Termo-
hazodynamika fizyko-enerhetychnykh protsesiv v vodne-
vykh tekhnolohiiakh [Thermogas dynamics of physical and
energetic processes in alternative technologies in 3 volu-
mes: vol. 1. Thermogas dynamics of physical and energetic
processes in hydrogen technologies] / pid zahalnoiu
redaktsiieiu chl.-kor. NANU A. V. Rusanova, Instytut problem
mashynobuduvannia NAN Ukrainy. Kharkiv: Vydavnytstvo
ta drukarnia «Tekhnolohichnyi Tsentr». 2018. 336 s.
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen%20electrolyzer/8544165/?mc_cid=6c221b8ac9&mc_eid=cd40454d77
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen%20electrolyzer/8544165/?mc_cid=6c221b8ac9&mc_eid=cd40454d77
https://www.hydrogenfuelnews.com/green-hydrogen%20electrolyzer/8544165/?mc_cid=6c221b8ac9&mc_eid=cd40454d77
https://thyssenkrupp-nucera.com/2023/03/13/unigel-and-thyssenkrupp-nucera-sign-memorandum-of-understanding-to-increase-production-capacity-of-green-hydrogen-plant/
https://thyssenkrupp-nucera.com/2023/03/13/unigel-and-thyssenkrupp-nucera-sign-memorandum-of-understanding-to-increase-production-capacity-of-green-hydrogen-plant/
https://thyssenkrupp-nucera.com/2023/03/13/unigel-and-thyssenkrupp-nucera-sign-memorandum-of-understanding-to-increase-production-capacity-of-green-hydrogen-plant/
https://thyssenkrupp-nucera.com/2023/03/13/unigel-and-thyssenkrupp-nucera-sign-memorandum-of-understanding-to-increase-production-capacity-of-green-hydrogen-plant/
https://www.cummins.com/news/releases/2021/05/24/cummins-selects-spain-its-gigawatt-electrolyzer-plant-partners-iberdrola
https://www.cummins.com/news/releases/2021/05/24/cummins-selects-spain-its-gigawatt-electrolyzer-plant-partners-iberdrola
https://www.cummins.com/news/releases/2021/05/24/cummins-selects-spain-its-gigawatt-electrolyzer-plant-partners-iberdrola
http://renen.ru/hydrogen-economy-norway-will-increase-global-capacities-for-the-production-of-electrolyzers-tenfold/
http://renen.ru/hydrogen-economy-norway-will-increase-global-capacities-for-the-production-of-electrolyzers-tenfold/
http://renen.ru/hydrogen-economy-norway-will-increase-global-capacities-for-the-production-of-electrolyzers-tenfold/
https://ia.ua/uk/resheniya/asu-tp-proizvodstvo-vodoroda-metodom-elektroliza-vody/
https://ia.ua/uk/resheniya/asu-tp-proizvodstvo-vodoroda-metodom-elektroliza-vody/
|
| id | veorgua-article-416 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:11:47Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/f3/a970860d23c2ab8dd3bf94a96172daf3.pdf |
| spelling | veorgua-article-4162026-07-18T06:32:18Z ELECTROLYTIC PRODUCTION OF HYDROGEN FOR WIND HYDROGEN STATIONS ЕЛЕКТРОЛІТИЧНЕ ВИРОБНИЦТВО ВОДНЮ ДЛЯ ВІТРОВОДНЕВИХ СТАНЦІЙ Kudrya, S. Yatsenko, L. Shynkarenko, L. Tkalenko, М. The problem of development of wind hydrogen energy in Ukraine is the need to create an efficient hydrogen infrastructure - systems of production, accumulation, storage, transportation and conversion of hydrogen into energy of the required quality. The use of hydrogen technologies allows to optimize the wind energy system and achieve greater economic efficiency through the use of excess energy, reducing losses from forced shutdowns of wind power equipment, as it ensures the continuity of the generating system.   Equipment for hydrogen production is one of the main elements of wind hydrogen complexes, the successful choice of which ensures high energy and economic efficiency of power systems. The results of the study of technical characteristics and technological parameters of hydrogen production plants show that the most acceptable for solving problems in combination with wind power plants are currently electrolysis plants, in which hydrogen is obtained by the method of water decomposition. Prospects for the production and use of "green" hydrogen have contributed to the appearance of new techniques and technologies for electrolytic decomposition of water, the choice of which will help in the design and construction of wind hydrogen farms. Due to the sufficient simplicity and reliability of electrolytic hydrogen production, high purity of hydrogen and oxygen produced, high resource installations and the ability to automate the process of water electrolysis, the use of modern technical means will increase energy and economic efficiency of power systems. The use of hydrogen as a universal fuel, which can replace oil and natural gas, will help reduce Ukraine's dependence on supplier countries. Large-scale production of electrolytic hydrogen using offshore wind energy is particularly attractive. The development of wind hydrogen energy will change the structure of the fuel and energy complex of Ukraine by increasing wind energy, increasing the stability of wind power equipment, efficiency and reliability of electricity supply, and will have a positive impact on the environment. Ref. 24. Проблематика розвитку вітроводневої енергетики України полягає в необхідності створення ефективної водневої інфраструктури − систем виробництва, акумулювання, зберігання, транспортування та перетворення водню на енергію необхідної якості. Застосування водневих технологій дає змогу оптимізувати вітроенергетичну систему та досягти більшої економічної ефективності за рахунок використання надлишкової енергії, зниження втрат від вимушених зупинок вітроелектричного обладнання, оскільки забезпечується неперервність роботи генерувальної системи. Обладнання для отримання водню є одним із основних елементів вітроводневих комплексів, вдалий вибір якого забезпечує високу енергетичну та економічну ефективність енергосистем. Результати вивчення технічних характеристик і технологічних параметрів установок з виробництва водню показують, що найприйнятнішими для вирішення задач у комплексі з вітровими енергоустановками сьогодні є електролізні установки, на яких водень отримують методом розкладу води. Перспективи отримання та використання зеленого водню сприяли появі нових техніки й технологій електролітичного розкладу води, вибір яких допоможе під час проєктування та створення вітроводневих станцій. Завдяки достатній простоті й надійності отримання електролітичного водню, високій чистоті вироблених водню й кисню, великому ресурсу установок і можливості автоматизації процесу електролізу води використання сучасних технічних засобів сприятиме підвищенню енергетичної та економічної ефективності енергосистем. Використання водню, отриманого як універсальне паливо, що може замінити нафту й природний газ, сприятиме зменшенню залежності України від країн-постачальників. Особливо привабливим є масштабне виробництво електролітичного водню за допомогою офшорної вітрової енергії. Повоєнний розвиток вітроводневої енергетики забезпечить зміну структури паливно-енергетичного комплексу України шляхом збільшення в ньому вітрової енергії, підвищення стабільності роботи вітроелектричного обладнання, ефективності та надійності електропостачання, а також матиме позитивний вплив на довкілля. Бібл. 24. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2023-10-19 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/416 10.36296/1819-8058.2023.3(74).92-100 Vidnovluvana energetika ; No. 3(74) (2023): Scientific and applied Journal renewable energy ; 92-100 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 3(74) (2023): Scientific and applied Journal renewable energy ; 92-100 Відновлювана енергетика; № 3(74) (2023): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 92-100 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2023.3(74) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/416/326 Copyright (c) 2023 S. Kudrya, L. Yatsenko, L. Shynkarenko, М. Tkalenko https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | Kudrya, S. Yatsenko, L. Shynkarenko, L. Tkalenko, М. ELECTROLYTIC PRODUCTION OF HYDROGEN FOR WIND HYDROGEN STATIONS |
| title | ELECTROLYTIC PRODUCTION OF HYDROGEN FOR WIND HYDROGEN STATIONS |
| title_alt | ЕЛЕКТРОЛІТИЧНЕ ВИРОБНИЦТВО ВОДНЮ ДЛЯ ВІТРОВОДНЕВИХ СТАНЦІЙ |
| title_full | ELECTROLYTIC PRODUCTION OF HYDROGEN FOR WIND HYDROGEN STATIONS |
| title_fullStr | ELECTROLYTIC PRODUCTION OF HYDROGEN FOR WIND HYDROGEN STATIONS |
| title_full_unstemmed | ELECTROLYTIC PRODUCTION OF HYDROGEN FOR WIND HYDROGEN STATIONS |
| title_short | ELECTROLYTIC PRODUCTION OF HYDROGEN FOR WIND HYDROGEN STATIONS |
| title_sort | electrolytic production of hydrogen for wind hydrogen stations |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/416 |
| work_keys_str_mv | AT kudryas electrolyticproductionofhydrogenforwindhydrogenstations AT yatsenkol electrolyticproductionofhydrogenforwindhydrogenstations AT shynkarenkol electrolyticproductionofhydrogenforwindhydrogenstations AT tkalenkom electrolyticproductionofhydrogenforwindhydrogenstations AT kudryas elektrolítičnevirobnictvovodnûdlâvítrovodnevihstancíj AT yatsenkol elektrolítičnevirobnictvovodnûdlâvítrovodnevihstancíj AT shynkarenkol elektrolítičnevirobnictvovodnûdlâvítrovodnevihstancíj AT tkalenkom elektrolítičnevirobnictvovodnûdlâvítrovodnevihstancíj |