Модель оптимизации режимов работы автономных систем энергоснабжения на основе водородных технологий, которая поможет обеспечить энергетическую устойчивость в Арктике, разрабатывают ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ (НГТУ НЭТИ), 12 мая сообщает пресс-служба вуза.

Огромный потенциал Арктики в сфере добычи нефти и газа делает освоение ее территории для экономики страны стратегически важным. Однако расположение многих арктических шельфовых месторождений на большом удалении от берега (65–200 км и более) затрудняет их обеспечение электроэнергией по ЛЭП.

Возобновляемые источники энергии, такие как ветровые и солнечные установки, из-за климатических особенностей региона не смогут обеспечить необходимую стабильность. Альтернативой им, считают ученые НГТУ НЭТИ, могут стать автономные источники электроснабжения, работающие, например, на водородном топливе.

Доцент кафедры систем электроснабжения предприятий НГТУ НЭТИ кандидат технических наук Татьяна Мятеж пояснила задачу, решаемую разработчиками:

«Мы 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 традиционным генерирующим источникам — они экологичны и энергоэффективны. Кроме того, существует большое разнообразие способов получения основного реагента (водорода) на основе как органических топлив, так и безуглеродных технологий».

Ученые разработали оптимизационную модель, в основу которой положили условие равенства предельных доходов предельным издержкам. После чего выполнили сравнительный анализ энергетической эффективности топливных элементов в децентрализованных и централизованных системах энергоснабжения по таким параметрам, как суммарный расход энергоресурсов, объем выбросов CO₂ и срок окупаемости технологий.

С учетом цены топлива (топливных водородных элементов) они построили график энергетических характеристик, а опираясь на график спроса на электроэнергию, получили кривую предельного дохода. Пересечение этих двух кривых показывало оптимальный режим работы с оптимальной ценой продажи энергоресурса.

Расчеты доказали, что водородные технологии на базе топливных элементов по сравнению с традиционными генерирующими источниками увеличивают коэффициент использования мощности на 30%, что позволит экономить на топливе. Таким образом, возрастет инвестиционная привлекательность энергетического объекта, а экологические риски снизятся.

Также были определены условия конкурентоспособности предложенной технологии по сравнению с централизованными и децентрализованными системами на базе мини-ТЭЦ с газотурбинными или газопоршневыми двигателями.

Примененный учеными НГТУ НЭТИ новаторский синергетический подход на основе комбинации надежностно-технологических, социально-экономических и экологических критериев обеспечил комплексное решение задачи оптимизации режимов работы автономных систем энергоснабжения на основе водородных технологий.