Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

Арктика: экология и водородная электроэнергетика

https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.07-09.043-061

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрены социальные и экологические аспекты, климатические и гляциологические особенности освоения Арктики в части энергоснабжения. Показаны наиболее целесообразные способы комплексного освоения Арктики. На примере крупных и уникальных стационарных проектов отмечен ряд недостатков: высокая стоимость, долгострой, неполная автономность, недостаточное решение проблем экологии и переработки отходов. Неполная автономность обусловлена необходимостью подвоза материалов, продуктов, сменных экипажей и персонала, а также недостаточной логистикой и трудностями транспортировки на материке в условиях лета и по морю в условиях зимы. Проблемы экологии и переработки отходов связаны с применением традиционных способов сжигания твердого и жидкого топлива с использованием угля или мазута. Переход на сжиженный природный газ (СПГ) для электродвижения и энергоснабжения заметно улучшит экологическую обстановку. Исследования, выполненные на математической модели многофункционального энергетического комплекса, показали возможность бесперебойного энергоснабжения локальной нагрузки как от централизованной сети, так и от дизель-генератора (ДГ) и накопителя электроэнергии, причем ДГ используется с целью экономии топлива в качестве резервного источника. Предлагаемые технологии электрогенерации на основе водорода или атомных станций малой мощности (АСММ) позволяют наряду с улучшением экологической обстановки повысить энергоэффективность установки непосредственного преобразования топлива и обеспечить комплексную переработку отходов. Малочисленность населения Арктики, его мобильность при вахтовом методе требуют комплексной разработки мобильных систем энерго- и жизнеобеспечения малой мощности до 30 МВт с помощью СПГ или АСММ, дополненных ВИЭ. Если установка на водороде является одновременно источником и накопителем электроэнергии, то применение АСММ и особенно ВИЭ требует наличия накопителей электроэнергии. Указанные накопители водородного или электрохимического цикла являются наиболее прогрессирующими в мировой энергетике, и их применимость существенно зависит от развития обслуживающей инфраструктуры. Отмечено, что типизация и тиражирование источников электроснабжения позволят решить проблему освоения удаленных и изолированных регионов Арктики путем комплексного использования инновационных технологий генерации, накопления, передачи и распределения электроэнергии, обеспечения жизнедеятельности, утилизации и переработки отходов, сохранения благоприятной экологической обстановки с использованием водородной энергетики и цифровых систем управления и мониторинга.

Об авторах

Р. Н. Шульга
Филиал ФГУП «РФЯЦ - ВНИИТФ»
Россия

Роберт Николаевич Шульга - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник.

SPIN РИНЦ: 5136-4188 по РИНЦ 41 публикация, 100 цитирований; индекс РИНЦ: 5, ResearcherID: A-9321-2014; Scopus AuthorID: 6506511448

Д. 12, ул. Красноказарменная, Москва, 111250, тел.: +7(903) 248-20-56



А. Ю. Петров
Филиал ФГУП «РФЯЦ - ВНИИТФ»
Россия

Александр Юрьевич Петров - кандидат технических наук, заместитель директора РФЯЦ-ВНИИТФ - директор ВЭИ.

Д. 12, ул. Красноказарменная, Москва, 111250, тел.: +7(903) 248-20-56



И. В. Путилова
НИО «Научно-образовательный центр «Экология энергетики» НИУ МЭИ
Россия

Ирина Вячеславовна Путилова - кандидат технических наук, доцент, заведующая НОЦ «Экология энергетики» МЭИ, член редакционной коллегии от России электронного журнала “Coal Combustion and Gasification Prodcts” (www.coalcgp-journal.org).

Д. 14, ул. Красноказарменная, Москва, 111250, тел./факс: +7(495)362-79-12



Список литературы

1. «СОНАР-2050». Союзная энергетика: Малая энергетика для Арктики [Электронный ресурс]. -Режим доступа: https://www.sonar2050.org/publications/malaya-energetika-dlya-bolshoy-arktiki-pochemu-rf-i-rb-doljny-delat-malyeaes-vmeste/ - (Дата обращения: 16.02.2019).

2. Об утверждении основ государственной политики регионального развития Российской Федерации на период до 2025 г.: указ Президента РФ от 16 января 2017 г. №13 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://constitution.garant.ru/act/federative/71587690/ - (Дата обращения: 12.03.2019).

3. О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 21 апреля 2014 г. № 366: постановление Правительства Российской Федерации от 31 августа 2017 г № 1064 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://government.ru/docs/all/113146/ - (Дата обращения: 14.02.2019).

4. Шульга, Р.Н. Мультиагентныe системы постоянного тока с использованием ВИЭ и водородных топливных элементов / Р.Н. Шульга, И.В. Путилова // Международный научный журнал «Альтернативная электроэнергетика и экология» (ISJAEE). - 2019. - № 2. - С. 65-82.

5. Мобильный модульный комплекс жизнеобеспечения. Шульга Р.Н., Стальков П.М., Кокуркин М.П., Лавринович В.А. Заявка в Роспатент № 2019101084 от 10.01.2019.

6. Атомные станции малой мощности: новое направление развития энергетики: Т. 2 / под ред. акад. РАН А. А. Саркисова. - М.: Академ-Принт, 2015. -387 с.: ил. — ISBN 978-5-906324-04-7 (в пер.).

7. Проект «Приразломное»: Освоение Приразломного месторождения - первый проект добычи нефти на арктическом шельфе, реализованный в России [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.gazprom-neft.ru/company/business/exploration-and-production/new-projects/prirazlomnoe/index.php - (Дата обращения: 16.02.2019)

8. «Росатом» пускает вплавь плавучую атомную теплоэлектростанцию ПАТЭС «Академик Ломоносов» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://goroda-rosatoma.ru/pates - (Дата обращения: 16.02.2019) .

9. Шульга, Р.Н. К вопросу о возможности создания гибридной энергораспределительной сети ГЭРС с накоплением электроэнергии / Р.Н. Шульга // Новое в Российской электроэнергетике. - 2015. - № 12. - С. 29-44.

10. Шульга, Р.Н. Автономное энергоснабжение с использованием разнородной генерации / Р.Н. Шульга // Электро. - 2015. - № 3. - С. 7-11.

11. ATP Rule Book. - Leuven EMTP Center, 1992.-P. 247.

12. Патент RU 95434U1, МПК: H02j3/28, G05F1/66/ Многофункциональный энергетический комплекс / Шульга Р.Н., Переводчиков В.И., Щербаков А.В., Розанов Ю.К., Матвеев Н.В., Шульга А.Р., патентообладатель Минпромторг РФ; Заявка от 03.11.2009, опубликован 27.06.2010.

13. Патент RU 2432659, МПК: H02j3/28, G05F1/70/ Система автоматического управления комплексом / Шульга Р.Н., Переводчиков В.И., Щербаков А.В., Розанов Ю.К., Матвеев Н.В., Шульга А.Р., патентообладатель Минпромторг РФ; Заявка от 03.11.2009, опубликован 27.10.2011

14. Везироглу, Т.Н. Энергетическая система на основе термоядерного синтеза водорода / Т.Н. Везироглу // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). - 2017. - № 16-18. - С. 16-29; https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.16-18.016-029.

15. Бокрис, Дж.О'М. Солнечно-водородная энергия. Сила, способная спасти мир. Дж.О'М. Бокрис, Т.Н. Везироглу, Д. Смит. Пер. с англ. Дуников Д. О. - М.: Изд-во МЭИ, 2002. - 164 с.

16. Solomin, E. Wind-hydrogen standalone uninterrupted power supply plant for all-climate application / E. Solomin [et al.] // International Journal of Hydrogen Energy. - 2019. - Vol. 44. - Issue 7. - P. 3433-3449; https://doi.org/10.1016/jijhydene.2018.12.001.

17. Соломин, Е.В. Использование ветроводородного комплекса бесперебойного энергоснабжения в различных климатических условиях / Е.В. Соломин [др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). -2018. - № 13-15. - С. 30-54; https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.13-15.030-054

18. Термическое обезвреживание отходов по гибридной технологии [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://enviro.su/tech/termicheskoe-obezvrezhivanie-othodov/ - (Дата обращения: 16.02.2019).

19. Шульга, Р.Н. Распределенная генерация с использованием ВИЭ в составе мультиагентных систем постоянного тока / Р.Н. Шульга // Энергосбережение и водоподготовка. - 2017. - № 5 (109). - С. 58-68.

20. Суслова, О.В. Технико-экономические характеристики электропередач и вставок постоянного тока / О.В. Суслова, Р.Н. Шульга// Известия НТЦ Единой энергетической системы. - 2017. - № 76. - С. 125-139.

21. Шульга, Р.Н. Контейнерные подстанции среднего напряжения / Р.Н. Шульга // Новости электротехники. - 2018. - № 2 (110). - С. 16-20.

22. Шульга, Р.Н. Облик накопителя электроэнергии на основе литий-ионных аккумуляторов мегаваттного класса мощности / Р.Н. Шульга [др.] // Электро. - 2017. - № 6. - С. 38-44.

23. Бредихин, С.И. Стационарные энергетические установки с топливными элементами: материалы, технологии, рынки / С.И. Бредихин [др.]. - М.: НТФ «Энергопрогресс» Корпорации «ЕЭЭК», 2017. - 392 с.

24. Аналитический обзор. Твердооксидные топливные элементы: проблемы, пути решения, перспективы развития и коммерциализации. - М. 2017. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.extech.ru/files/anr_2015/anr_8.pdf - (Дата обращения: 16.02.2019).

25. Савицкий, А.А. Редокс-батареи [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.bsu.by/Cache/pdf/524693pdf - (Дата обращения: 16.02.2019).

26. Путилов, В.Я. Некоторые технические и экологические аспекты применения накопителей электроэнергии в энергетике / В.Я. Путилов, Р.Н. Шульга // Электро. - 2016. - № 1. - С. 6-12.

27. Шульга, Р.Н. Характеристики накопителей и статических преобразователей / Р.Н. Шульга // Энергосбережение и водоподготовка. - 2016. - №1 (99). -С. 68-76.

28. Кутенев, В.Ф. Некоторые вопросы создания экологически чистого транспортного средства с криогенной силовой установкой / В.Ф. Кутенев [и др.] // Труды МАМИ. - C. 152-159; Режим доступа: http://mospolytech.ru


Для цитирования:


Шульга Р.Н., Петров А.Ю., Путилова И.В. Арктика: экология и водородная электроэнергетика. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2019;(7-9):43-61. https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.07-09.043-061

For citation:


Shulga R.N., Petrov A.Y., Putilova I.V. The Arctic: Ecology and Hydrogen Electrical Power Engineering. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2019;(7-9):43-61. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.07-09.043-061

Просмотров: 89


ISSN 1608-8298 (Print)