alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2025.03.067-082alternative-2615Research ArticleII. НЕВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА. 9. Атомная энергетика. 9-1-0-0 Атомно-водородная энергетикаII. NON-RENEWABLE ENERGY. 9. Atomic energy. 9-1-0-0 Atomic-hydrogen energyРазработка тригенерационного атомного энергетического комплексаDevelopment of a trigeneration atomic energy complexhttps://orcid.org/0000-0002-8406-7901КиндраВ. О.KindraV. O.

Владимир Олегович Киндра, кандидат технических наук, доцент

111250; ул. Красноказарменная, д. 14, стр. 1; Москва

Образование: ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ», 2015; Область научных интересов: безуглеродные технологии; кислородно-топливное сжигание; водородная энергетика; атомные электрические станции; Публикации: более 200; Hi-index: 12; Researcher ID: C-6347-2014; Scopus ID: 57023993700

Vladimir Olegovich Kindra, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

111250; Krasnokazarmennaya str., 14, build. 1; Moscow

Education: Moscow Power Engineering Institute, 2015; Area of scientific interests: zero-emission technologies; oxy-fuel combustion; hydrogen energy; nuclear power plants; Publications: more than 200; Hi -index: 12; Researcher ID: C-6347-2014; Scopus ID: 57023993700

https://orcid.org/0000-0001-7256-0144РогалевА. Н.RogalevA. N.

Андрей Николаевич Рогалев, доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой

кафедра инновационных технологий наукоемких отраслей

111250; ул. Красноказарменная, д. 14, стр. 1; Москва

Образование: МЭИ, 2009; Область научных интересов: сжигание водорода; тепловые и атомные электрические станции; безуглеродные технологии; управление в энергетике; Публикации: более 200; Hi-index: 12; Researcher ID: M-8013-2016; Scopus ID: 34980078500

Andrey Nikolaevich Rogalev, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Department

Department of Innovative Technologies for High-Tech Industries

111250; Krasnokazarmennaya str., 14, build. 1; Moscow

Education: Moscow Power Engineering Institute, 2009; Area of scientific interests: hydrogen combustion; thermal and nuclear power plants; zero-emission technologies; energy management; Publications: more than 200; Hi-index: 12; Researcher ID: M-8013-2016; Scopus ID: 34980078500

https://orcid.org/0000-0002-0660-6631КовалевД. С.KovalevD. S.

Дмитрий Сергеевич Ковалев, аспирант, ассистент

111250; ул. Красноказарменная, д. 14, стр. 1; Москва

Образование: ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ», 2022; Область научных интересов: атомная энергетика, водородные технологии; экологическая безопасность; возобновляемая энергетика, машиностроение; Публикации: 10; Hi-index: 2; Scopus ID: 57426119300

Dmitriy Sergeevich Kovalev, post-graduate student, Assistant Professor

111250; Krasnokazarmennaya str., 14, build. 1; Moscow

Education: Moscow Power Engineering Institute, 2022; Area of scientific interests: nuclear energy; hydrogen technologies; environmental safety;renewable energy; mechanical engineering; Publications: 10; Hi-index: 2; Scopus ID: 57426119300

kov-d-s@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2981-0624ИльинИ. В.IlinI. V.

Игорь Васильевич Ильин, доктор экономических наук, профессор, директор школы, заведующий лабораторией

Высшая школа бизнес-инжиниринга; лаборатория «Междисциплинарные исследования и образование по технологическим и экономическим проблемам энергетического перехода (CIRETEC-GT)»

195251; ул. Политехническая, д. 29, литера Б; Санкт-Петербург; вн. тер. г. Муниципальный округ Академическое

Образование: ЛГУ им. Жданова А. А., 1984; Область научных интересов: возобновляемая энергетика; архитектура предприятия; бизнес-инжиниринг; управление ИТ-проектами; проекты внедрения цифровых решений; управление здравоохранением; цифровые технологии в логистике; Публикации: более 400; Hi-index: 34; Researcher ID: J-6926-2013; Scopus ID: 57212553616

Igor Vasilievich Ilin, Doctor of Economic Sciences, Professor, Director of the School, head of the laboratory

Graduate School of Business Engineering; laboratory CIRETEC-GT

195251; st. Politekhnicheskaya, 29, litera B; St. Petersburg; ext. ter. Akademicheskoe Municipal district

Education: Leningrad State University named after. Zhdanova A. A., 1984; Area of scientific interests: renewable energy; enterprise architecture; business engineering; IT project management; digital solutions implementation projects; healthcare management; digital technologies in logistics; Publications: more than 400; Hi-index: 34; Researcher ID: J-6926-2013; Scopus ID: 57212553616

https://orcid.org/0000-0002-4822-6768ЛёвинаА. И.LevinaA. I.

Анастасия Ивановна Лёвина, доктор экономических наук, профессор, старший научный сотрудник

Высшая школа бизнес-инжиниринга; лаборатория «Междисциплинарные исследования и образование по технологическим и экономическим проблемам энергетическогоперехода (CIRETEC-GT)»

195251; ул. Политехническая, д. 29, литера Б; Санкт-Петербург; вн. тер. г. Муниципальный округ Академическое

Образование: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2005 г.; Область научных интересов: управление процессами; управление проектами; архитектура предприятия; бизнес-инжиниринг; цифровые технологии в бизнесе; Публикации: более 250; Hi-index: 29; Researcher ID: K-7449-2015; Scopus ID: 5721034522

Anastasia Ivanovna Levina, Doctor of Economic Sciences, Professor, Senior Researcher

Graduate School of Business Engineering; laboratory CIRETEC-GT

195251; st. Politekhnicheskaya, 29, litera B; St. Petersburg; ext. ter. Akademicheskoe Municipal district

Education: Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, 2005; Area of scientific interests: process management; project management; enterprisearchitecture; business engineering; digital technologies in business; Publications: more than 250; Hi-index: 29; Researcher ID: K-7449-2015; Scopus ID: 5721034522

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ»РоссияNational Research University «Moscow Power Engineering Institute»Russian FederationСанкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityRussian Federation202520042025036782Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20252025Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2615

   Одним из перспективных способов удешевления производимой атомными станциями малой мощности энергетической продукции является переход к комбинированному производству. В настоящей работе представлены результаты исследований новой технологической схемы атомной станции малой мощности с высокотемпературным газоохлаждаемым ядерным реактором, производящей три вида энергетической продукции: электрическую и тепловую энергию, а также водород. По результатам математического моделирования установлено, что коэффициент использования теплоты топлива предложенного перспективного атомного энергетического комплекса достигает 78,7 %. В свою очередь, нормированная стоимость совместного производства электроэнергии водорода и тепла на 12,3 % ниже нормированной стоимости раздельной выработки полезных продуктов.

   One of the promising ways to reduce the cost of low-power power products manufactured by atomic stations is the transition to combined production. This work presents the results of studies of the new technological scheme of the low-power nuclear power plant with a high-temperature gas-cooled nuclear reactor producing three types of energy products: electric and thermal energy, as well as hydrogen. Based on the results of mathematical modeling, it was found that the coefficient of the use of the heat of fuel of the proposed promising atomic energy complex reaches 78,7 %. In turn, the normalized cost of the joint production of hydrogen and heat is 12,3 % lower than the normalized cost of separate production of useful products.

экологическая безопасностьводородная энергетикапаровая конверсия метанатермодинамический анализтепловые схемыэнергетическая эффективностьнормированная стоимость производства электроэнергииEnvironmental safetyhydrogen energysteam conversion of methanethermodynamic analysisthermal circuitsenergy efficiencyThe normalized cost of electricity productionИсследование выполнено в Национальном исследовательском университете МЭИ за счет гранта Российского научного фонда № 23-79-10235, https://rscf.ru/project/23-79-10235/The research was carried out at the National Research University of the Moscow Institute of Economics at the expense of a grant from the Russian Science Foundation No. 23-79-10235, https://rscf.ru/project/23-79-10235/ReferencesReport on the functioning of the Unified Energy System of Russia in 2023 | JSC «System Operator of the Unified Energy System» Available online: https://www.so-ups.ru/functioning/tech-disc/tech-disc2024/tech-disc2024ups/ (accessed on 11 June 2024).Report on the functioning of the Unified Energy System of Russia in 2023 | JSC «System Operator of the Unified Energy System» Available online: https://www.so-ups.ru/functioning/tech-disc/tech-disc2024/tech-disc2024ups/ (accessed on 11 June 2024).Указ Президента РФ от 26. 10. 2020 № 645 (ред. от 27. 02. 2023) «О Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года» / КонсультантПлюс [Электронный ресурс]. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_366065/ (дата обращения: 05. 09. 2023).Decree of the President of the Russian Federation of 26. 10. 2020 No. 645 (as amended on 02. 27. 2023) «On the Development Strategy of the Arctic Zone of the Russian Federation and ensuring national security for the period until 2035» / Consultant Plus [Electronic resource]. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_law_366065/ (date of application: 05. 09. 2023).Rogalev N., Rogalev A., Kindra V., Zlyvko O., Osipov S. An Overview of Small Nuclear Power Plants for Clean Energy Production: Comparative Analysis of Distributed Generation Technologies and Future Perspectives: 13 // Energies. Multidisciplinary Digital Publishing Institute. – 2023, V. 16, № 13, p. 4899.Rogalev N., Rogalev A., Kindra V., Zlyvko O., Osipov S. An Overview of Small Nuclear Power Plants for Clean Energy Production: Comparative Analysis of Distributed Generation Technologies and Future Perspectives: 13 // Energies. Multidisciplinary Digital Publishing Institute. – 2023, Vol. 16, № 13, p. 4899.Перечень инициатив социально-экономического развития Российской Федерации до 2030 года / КонсультантПлюс [Электронный ресурс]. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_397326/cc688b9534acebdabb65ce8aeeac4ab93bc8dd1a/ (дата обращения: 05. 09. 2023).The list of initiatives of socio-economic development of the Russian Federation until 2030 / Consultant Plus [Electronic resource]. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_law_397326/ccc6888b95344cebdabd65ce8aeac4ab93bc8dd1a/ (date of 09. 09. 2023).Воропай Н. И., Санеев Б. Г., Иванова И. Ю., Ижбулдин А. К. Сравнительная эффективность использования атомных станций малой мощности в локальных энергосистемах на востоке России // ББК 31.19 А92, 2015, с. 59.Voropay N. I., Saneyev B. G., Ivanova I. Yu., Izhbuldin A. K. Comparative efficiency of using low-power nuclear power plants in local energy systems in the east of Russia // BBK 31.19 A92, 2015, p. 59.Ingersoll D. T., Carelli M. D. Handbook of Small Modular Nuclear Reactors: Second Edition // Woodhead Publishing. – 2020, p. 648Ingersoll D. T., Carelli M. D. Handbook of Small Modular Nuclear Reactors: Second Edition // Woodhead Publishing. – 2020, p. 648Advances in Small Modular Reactor Technology Developments. 2022 Edition: A Supplement to: IAEA Advanced Reactors Information System (ARIS). – Austria: IAEA, 2022, p. 424.Advances in Small Modular Reactor Technology Developments. 2022 Edition: A Supplement to: IAEA Advanced Reactors Information System (ARIS). – Austria: IAEA, 2022, p. 424.Locatelli G., Fiordaliso A., Boarin S., Ricotti M. E. Cogeneration: An option to facilitate load following in Small Modular Reactors // Progress in Nuclear Energy. – 2017. – V. 97. – Pp. 153-161.Locatelli G., Fiordaliso A., Boarin S., Ricotti M. E. Cogeneration: An option to facilitate load following in Small Modular Reactors // Progress in Nuclear Energy. – 2017. – V. 97. – Pp. 153-161.Sinha R. K., Kakodkar A. Design and development of the AHWR – the Indian thorium fuelled innovative nuclear reactor // Nuclear Engineering and Design. – 2006. – V. 236. – № 7. – Pp. 683-700.Sinha R. K., Kakodkar A. Design and development of the AHWR – the Indian thorium fuelled innovative nuclear reactor // Nuclear Engineering and Design. – 2006. – V. 236. – № 7. – Pp. 683-700.Pustovalov A. A. Nuclear thermoelectric power units in Russia, USA and European space agency research programs // XVI ICT ’97. Proceedings ICT’97. 16<sup>th</sup> International Conference on Thermoelectrics (Cat. No. 97TH8291), 1997, pp. 559-562.Pustovalov A. A. Nuclear thermoelectric power units in Russia, USA and European space agency research programs // XVI ICT ’97. Proceedings ICT’97. 16<sup>ер</sup> International Conference on Thermoelectrics (Cat. No.97TH8291), 1997, pp. 559-562.Макарян И. А., Седов И. В. Состояние и перспективы развития мировой водородной энергетики // Российский Химический журнал. – 2021. – Т. 65. – № 2. – С. 3-21.Makaryan I. A., Sedov I. V. The state and prospects for the development of world hydrogen energy // Russian Chemical Journal. – 2021. – V. 65. – No. 2. – Pp. 3-21.Rogalev N., Rogalev A., Kindra V., Zlyvko O., Kovalev D. Reforming Natural Gas for CO<sub>2</sub> Pre-Combustion Capture in Trinary Cycle Power Plant // Energies. – 2024. – V. 17. – № 22, 5544.Rogalev N., Rogalev A., Kindra V., Zlyvko O., Kovalev D. Reforming Natural Gas for CO<sub>2</sub> Pre-Combustion Capture in Trinary Cycle Power Plant // Energies. – 2024. – V. 17. – № 22, 5544.Parkinson B., Tabatabaei M., Upham D. C., Ballinger B., Greig C., Smart S. & McFarland E. Hydrogen production using methane: Techno-economics of decarbonizing fuels and chemicals // International Journal of Hydrogen Energy. – 2018. – V. 43. – №. 5. – Pp. 2540-2555.Parkinson B., Tabatabaei M., Upham D. C., Ballinger B., Greig C., Smart S. & McFarland E. Hydrogen production using methane: Techno-economics of decarbonizing fuels and chemicals // International Journal of Hydrogen Energy. – 2018. – V. 43. – №. 5. – Pp. 2540-2555.Takeda T., Shibata T. Survey on Research and Development Status of Japanese Small Modular Reactors in OECD/NEA Activities. – 2024.Takeda T., Shibata T. Survey on Research and Development Status of Japanese Small Modular Reactors in OECD/NEA Activities. – 2024.Spivey H. D. Producing Power, Producing Space: The Geopolitical Economy of Electric Power Policy in Japan. – University of California, Los Angeles, 2022.Spivey H. D. Producing Power, Producing Space: The Geopolitical Economy of Electric Power Policy in Japan. – University of California, Los Angeles, 2022.Рогалев Н. Д., Рогалев А. Н., Киндра В. О., Ковалев Д. С., Вегера А. Н. Разработка и моделирование технологической схемы установки паровой конверсии метана с кислородным сжиганием топлива и улавливанием углекислого газа // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. – 2024. – Т. 24, № 6, с. 1049-1058.Rogalev N. D., Rogalev A. N., Kindra V. O., Kovalev D. S., Veger A. N. Development and modeling of the technological scheme for installing steam converting methane with oxygen burning of fuel and capturing carbon dioxide // Scientific and Technical Bulletin of Information Technologies, Mechanics and Optics. – 2024. – V. 24, No. 6, pp. 1049-1058.Морозова О. Н., Павленко А. А., Титов С. С. Способы получения водорода // Южно-Сибирский научный вестник. Общество с ограниченной ответственностью Малое инновационное предприятие Политех. – 2019, № 4-1, с. 188-194.Morozova O. N., Pavlenko A. A., Titov S. S. Methods for obtaining hydrogen // South Siberian scientific messenger. Limited Liability Company Small Innovation Enterprise Polytechnic. – 2019, No. 4-1, pp. 188-194.Ngarayana W. & Murakami K. Graded approach establishment for the htgr maintenance activities using modified fuzzy fmea & expert judgement methodology // In Journal of Physics: Conference Series. – 2022. – Vol. 2328, No. 1, p. 012005. IOP Publishing.Ngarayana W. & Murakami K. Graded approach establishment for the htgr maintenance activities using modified fuzzy fmea & expert judgement methodology // In Journal of Physics: Conference Series. – 2022. – Vol. 2328, No. 1, p. 012005. IOP Publishing.Iwatsuki J., Kunitomi K., Mineo H., Nishihara T., Sakaba N., Shinozaki M. & Yan X. Overview of high temperature gas-cooled reactor // In High temperature gas-cooled reactors. – 2021. – Pp. 1-16.Iwatsuki J., Kunitomi K., Mineo H., Nishihara T., Sakaba N., Shinozaki M. & Yan X. Overview of high temperature gas-cooled reactor // In High temperature gas-cooled reactors. – 2021. – Pp. 1-16.Safari F., Dincer I. A review and comparative evaluation of thermochemical water splitting cycles for hydrogen production // Energy Conversion and Management. – 2020. – V. 205. – P. 112182.Safari F., Dincer I. A review and comparative evaluation of thermochemical water splitting cycles for hydrogen production // Energy Conversion and Management. – 2020. – V. 205. – P. 112182.Brown L. C., Besenbruch G. E., Schultz K. R., Showalter S. K., Marshall A. C., Pickard P. S., Funk J. F. High efficiency generation of hydrogen fuels using thermochemical cycles and nuclear power. – American Institute of Chemical Engineers New York, NY, USA. – 2002.Brown L. C., Besenbruch G. E., Schultz K. R., Showalter S. K., Marshall A. C., Pickard P. S., Funk J. F. High efficiency generation of hydrogen fuels using thermochemical cycles and nuclear power. – American Institute of Chemical Engineers New York, NY, USA. – 2002.Sello M. The need for SMR in Lesotho and role of SMRs with various functions and features in achieving SDGs // Energy Strategy Reviews. – 2024. – Vol. 52. – P. 101343.Sello M. The need for SMR in Lesotho and role of SMRs with various functions and features in achieving SDGs // Energy Strategy Reviews. – 2024. – Vol. 52. – P. 101343.Harahap M. R., Harianto R. E., Aji B. Analysis of the influence of multi-module design of SMR Nuclear Power Plants on power reactor safety provisions in Indonesia. – 2023.Harahap M. R., Harianto R. E., Aji B. Analysis of the influence of multi-module design of SMR Nuclear Power Plants on power reactor safety provisions in Indonesia. – 2023.Sadeghi K. et al. Towards net-zero emissions through the hybrid SMR-solar cogeneration plant equipped with modular PCM storage system for seawater desalination // Desalination. – 2022. – Vol. 524. – P. 115476.Sadeghi K. et al. Towards net-zero emissions through the hybrid SMR-solar cogeneration plant equipped with modular PCM storage system for seawater desalination // Desalination. – 2022. – Vol. 524. – P. 115476.Aspen Technology, Inc. Aspen Plus. Available online: https://www.aspentech.com/en/products/engineering/aspen-plus (accessed on 19 July 2021).Aspen Technology, Inc. Aspen Plus. Available online: https://www.aspentech.com/en/products/engineering/aspen-plus (accessed on 19 July 2021).Lemmon E. W., Bell I. H., Huber M. L., McLinden M. O. NIST Standard Reference Database 23: Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties-REFPROP; Version 10.0, National Institute of Standards and Technology; Standard Reference Data Program: Gaithersburg, MA, USA, 2018.Lemmon E. W., Bell I. H., Huber M. L., McLinden M. O. NIST Standard Reference Database 23: Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties-REFPROP; Version 10.0, National Institute of Standards and Technology; Standard Reference Data Program: Gaithersburg, MA, USA, 2018.Quirino P., Amaral A., Pontes K., Rossi F., Manenti F. Impact of kinetic models in the prediction accuracy of an industrial steam methane reforming unit. Comput. Chem. Eng. 2021, 152, 107379Quirino P., Amaral A., Pontes K., Rossi F., Manenti F. Impact of kinetic models in the prediction accuracy of an industrial steam methane reforming unit. Comput. Chem. Eng. 2021, 152, 107379Nian V. & Zhong S. Economic feasibility of flexible energy productions by small modular reactors from the perspective of integrated planning // Progress in Nuclear Energy. – 2020. – № 118, 103106.Nian V. & Zhong S. Economic feasibility of flexible energy productions by small modular reactors from the perspective of integrated planning // Progress in Nuclear Energy. – 2020. – № 118, 103106.Weidner T., Tulus V., Guillén-Gosálbez G. Environmental sustainability assessment of large-scale hydrogen production using prospective life cycle analysis // International Journal of Hydrogen Energy. – 2023. – V. 48. – №. 22. – Pp. 8310-8327.Weidner T., Tulus V., Guillén-Gosálbez G. Environmental sustainability assessment of large-scale hydrogen production using prospective life cycle analysis // International Journal of Hydrogen Energy. – 2023. – V. 48. – №. 22. – Pp. 8310-8327.GlobalPetrolPrices: Natural gas prices URL: https://www.globalpetrolprices.com/natural_gas_prices/ (дата обращения: 05. 09. 2023).GlobalPetrolPrices: Natural gas prices URL: https://www.globalpetrolprices.com/natural_gas_prices/ (дата обращения: 05. 09. 2023).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.