К такому выводу пришли исследователи ИРНИТУ. По их оценкам, переход станций на экологически чистые технологии позволит экономить миллионы рублей на угольном топливе, снижать платежи за вредные выбросы в атмосферу и повышать надёжность оборудования.
Иркутские учёные считают перспективным внедрение на ТЭЦ систем накопления энергии на основе водородных топливных элементов. Результаты своего исследования они опубликовали в журнале «Энергетическая политика».
Исследованием этой темы в рамках госзадания занимались профессор Байкальского института БРИКС, ведущий научный сотрудник Института систем энергетики имени Л. А. Мелентьева СО РАН Вадим Локтионов, магистрант БИ БРИКС Данил Волыгин, магистрант НИУ «Московский энергетический институт» и выпускник Иркутского политеха Роман Масленников. Как отметили в пресс-службе ИРНИТУ, несколько лет назад Данил и Роман уже работали вместе над разработкой установки для измерения характеристик водородных топливных элементов.
По словам Вадима Локтионова, именно Роман и Данил предложили на основе результатов проведённых исследований в прошлом написать новую совместную статью.
«Мы обсуждали и анализировали перспективы интеграции систем накопления электроэнергии на основе водородных топливных элементов в существующие ТЭС, которые были запущены в 1960-1990 годы и вырабатывают порядка 63 % электроэнергии в стране. В научной литературе работ по этой теме мало», — говорит Локтионов.
Актуальность исследования также связана с утвержденной энергетической стратегией РФ, из которой следует, что одна из главных задач ТЭК – это сокращение вредных выбросов в окружающую среду более чем на 70% относительно 1990 года. Чтобы достичь этого показателя, нужно внедрять ресурсосберегающие технологии, использовать преимущества централизованных систем энергоснабжения и стремиться к достижению углеродной нейтральности.
Системы накопления энергии, по мнению учёных, как раз способны помочь в решении этой задачи. Они позволят накапливать энергию в периоды низкой нагрузки и возвращать её при повышении спроса, сохраняя стабильную работу сетей. За счет этого можно минимизировать потери энергии, увеличить надёжность электроснабжения и оптимизировать использования природных ресурсов.
Перспективы у систем накопления энергии на основе водородных топливных элементов есть исходя из концепции развития водородной энергетики в России. Такие системы имеют высокую удельную энергоёмкость и почти нулевой саморазряд. Пилотные варианты уже функционируют в Подмосковье и на Сахалине. Напомним, что на Сахалине в 2024 году запустили первый в стране полигон водородной энергетики. Однако, к сожалению, пока нельзя сказать, что проект развивается семимильными шагами.
Масштабировать практику таких накопительных систем по всей стране не удаётся из-за высокой стоимости установок, так как в России пока нет серийного производства протонпроводящих мембран и инновационных катализаторов.
По мнению ученых, внедрять такие системы прежде всего необходимо на ТЭЦ — как на старых, так и на проектируемых. Около 61% оборудования существующих теплоэлектроцентралей эксплуатируют уже как минимум 35 лет, что отрицательно сказывается на производстве, повышает затраты на обслуживание и создаёт трудности для ремонта. И системы накопления энергии могут стать важным резервом мощности первой очереди, способным обеспечить бесперебойность энергоснабжения в плановых и аварийных ситуациях.
Расчёты показывают, что накопители за счет оптимизации работы станции и более рационального использования ресурсов позволят существенно снизить затраты на угольное топливо — почти на 6,8 миллиона рублей в год. Пропорционально сокращению расхода топлива уменьшится и плата за вредные выбросы (14 тысяч рублей/год) и сократятся штрафы на рынке мощности (14,7 миллиона рублей/год).
В планах научного коллектива — опубликовать в отраслевых изданиях материалы о различных аспектах внедрения систем накопления энергии в существующие условия российской энергетики. Также в рамках госзадания учёные рассмотрят вопросы повышения эффективности российских энергосистем.
В контексте:
Водород подождет. Сахалин остался без экспортного рынка
Фото: sakhalin.gov.ru
Lx: 4161