Ученые Новосибирского государственного технического университета разработали модель для оптимизации режимов работы энергетических систем на базе автономных источников для развития Арктики.
Они рассмотрели возможность использования водорода, получаемого на базе природного газа, в топливных элементах в системах децентрализованного электро- и теплоснабжения. Водородные технологии на базе топливных элементов представляют собой достойную альтернативу привычным генерирующим источникам, они отличаются экологической чистотой и энергетической эффективностью. Кроме того, существует большое разнообразие способов получения основного реагента (водорода) на основе как органических видов топлива, так и безуглеродных технологий.
Как отметили в Новосибирском государственном техническом университете, Арктика обладает потенциалом для добычи нефти и газа, освоение этой территории представляет стратегическую важность для экономики. Так как многие арктические шельфовые месторождения значительно удалены от береговой линии, осложняется передача электроэнергии. Такие возобновляемые источники энергии, как ветровые и солнечные установки, недостаточно стабильны по причине климатических особенностей региона. Поэтому одним из перспективных вариантов электроснабжения подводных комплексов добычи является создание автономных источников электроснабжения, работа которых не будет зависеть от наличия ресурсной базы или погодных условий.
Ученые разработали оптимизационную модель, основанную на равенстве предельных доходов предельным издержкам. Они провели сравнительный анализ энергетической эффективности топливных элементов в децентрализованных и централизованных системах энергоснабжения на основе таких параметров, как суммарный расход энергоресурсов, сопоставление выбросов CO2, срок окупаемости технологий.
Ученые смогли рассчитать оптимальный режим работы в условиях конкурентного рынка. Применение водородных технологий на базе топливных элементов позволяет увеличить коэффициент использования мощности на 30%, что дает возможность сэкономить на топливе. Повышается инвестиционная привлекательность энергетического объекта. Кроме того, замена привычных источников энергии возобновляемыми позволяет снизить экологические риски.
На основе полученных данных ученые определили условия конкурентоспособности новой технологии, если сравнивать с централизованными и децентрализованными системами на базе мини-ТЭЦ с газотурбинными или газопоршневыми двигателями.
