Три роки ворог б’є по об’єктах енергетичної інфраструктури, сподіваючись залишити економіку нашої країни без електроенергії, а цивільних — без світла, тепла, води, зв’язку. І хоча майже 70 відсотків енергетичної генерації зруйновано, пошкоджено чи окуповано, українські енергетики знаходять нові й нові рішення, щоб забезпечити безперебійну роботу системи. Способи підвищити стійкість енергосистеми шукають і науковці. Зокрема, вчені Фізико-механічного інституту ім. Г. В. Карпенка НАН України за кошти грантового фінансування НФДУ виконали проєкт «Розроблення методології оцінювання роботоздатності існуючих газопроводів для підвищення стійкості функціонування енергетичної системи України при транспортуванні зеленого водню».
Запитуємо у наукової керівниці проєкту, завідувачки відділу діагностики корозійно-водневої деградації матеріалів, професорки, члена-кореспондента НАН України Ольги Звірко: у чому ж суть дослідження?
Науковиця розповіла, що одним із найважливіших завдань безпеки України є забезпечення стійкості енергетичної системи. Щоб забезпечити цю стійкість, потрібно докорінно модернізувати енергетичну систему країни і використовувати сучасні альтернативні види енергії. «Здійснити цю модернізацію можливо, зокрема, за допомогою розвитку зеленої (водневої) енергетики», — зазначила Ольга Іванівна.
Розвиток водневої енергетики стратегічно важливий і для відновлення країни після війни. Використання водню допоможе економіці стати менш залежною від викопного палива та зменшити шкідливі викиди. У цьому аспекті Україна є стратегічним партнером ЄС, зокрема, у таких ініціативах, як Європейська воднева стратегія, Центральноєвропейський водневий коридор, глобальною метою яких є заміна викопного палива на водень. До того ж, Україна має чіткі зобов’язання щодо декарбонізації економіки (план ЄС).
Використання наявних газогонів для транспортування водню відповідає стратегічним умовам інтеграції України до ЄС. На державному рівні цю можливість обговорюють не перший рік. «Якщо ми зможемо замінити транспортування природнього газу на водень, то заощадимо час і гроші, тому що не потрібно буде будувати нові трубопроводи, — продовжила розповідь науковиця. — Модернізувати наявні газогони в рази дешевше, ніж будувати нові».
І, звісно, перед тим як починати модернізацію, необхідно оцінити, чи придатний газопровід для транспортування водню. Бо ж проєктували його для інших цілей. До того ж, за словами Ольги Звірко, значна частина газопроводів уже вичерпала нормативний термін експлуатації, а старий метал чутливіший до дії водню. Саме тому вчені поставили за мету оцінити роботоздатність сталей вітчизняних газопроводів для транспортування водню, а також з’ясувати, які зміни потрібні, щоб газогін працював безпечно та ефективно. Зокрема, в складних кліматичних умовах експлуатації трубопроводів в районі Карпат з переходами через перешкоди.
Які ж результати отримала команда проєкту?
«Ми дослідили взаємодію водню зі сталями труб — і в стані постачання, і в стані експлуатації, — розповіла керівниця проєкту. — Проаналізували зміни у мікроструктурі, механічній поведінці, корозійній тривкості, опорі крихкому руйнуванню. За кошти НФДУ придбали сучасний комплекс для електрохімічних досліджень, за допомогою якого встановили вплив газоподібного водню на поведінку сталі в корозивному середовищі».
На основі результатів досліджень команда проєкту розробила критерії досягнення критичного стану сталей магістральних газопроводів під час транспортування водню за умов, близьких до експлуатаційних. А також — критерії оцінювання роботоздатності газогонів за чутливими до водневої деградації показниками, зокрема, показниками в’язкості руйнування та пластичності.
Інакше кажучи, науковці встановили, за яких умов можна безпечно транспортувати водень вітчизняними трубопроводами. Результати проєкту можуть стати в пригоді операторам магістральних та розподільних газопровідних мереж України — зокрема, для прогнозування можливості транспортування зеленого водню чи його суміші з природним газом. За допомогою розробленої методології оператори зможуть оцінити технічний стан та роботоздатність сталі.
«Багато років співпрацюємо з Оператором ГТС України (раніше — АТ «Укртрансгаз») і чітко розуміємо, де можна застосувати результати досліджень, — додала пані Ольга. — Розроблена методологія дасть змогу оцінити можливість безпечно транспортувати водень газотранспортною системою в рамках реалізації Європейської водневої стратегії».
Запитуємо також: як вплинула війна на виконання дослідження? Що було складно? Дослідниця відповіла, що найбільше труднощів виникало через тривале знеструмлення, спричинене пошкодженням енергосистеми України внаслідок ракетних ударів росії. Дослідники випробовували сталь за тривалого наводнювання (5–14 діб), тому змушені були шукати альтернативні рішення для неперервного енергоживлення.
Проєкт виконала команда, у складі якої були і вчені світового рівня, і наукова молодь. Це, зокрема, провідні наукові співробітники, доктори технічних наук Григорій Никифорчин, Олександр Цирульник та Галина Кречковська, старший науковий співробітник, кандидат технічних наук Мирослава Греділь. А також молоді дослідники: аспіранти Олег Венгринюк та Іван Цибайло. «У галузі водневого матеріалознавства наш колектив працює вже багато років. Приємно, що до проєкту вдалося залучити й молодих науковців. Цей важливий досвід їм обов’язково знадобиться», — додала Ольга Звірко.
Світлана ГАЛАТА
