Купить (120 RUB)
|сгенерировать QR код
Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
Метано-водородный переход к водородной экономике
https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.01.087-101
Аннотация
Природный газ – один из ключевых энергоносителей в мировой энергетике XXI века, роль которого с каждым годом возрастает, благодаря его эксплуатационным характеристикам. В будущем водородное топливо должно заменить природный газ. Водород – самое эффективное и экологически чистое топливо. В России разработана технология адиабатической конверсии метана (АКМ), позволяющая получать метано-водородное топливо (МВС) с содержанием водорода до 50 %. Эта технология существенно упрощает промышленный процесс получения водорода, поскольку он не требует получения кислорода и происходит при более низких температурах (до 680 °С).
Ключевые слова
энергетика,
водород,
альтернативная энергетика,
экология,
энергоэффективность,
природный газ,
конверсия метана,
удаление СО2
Об авторе
А. Я. Столяревский
Центр комплексного развития технологий и энерготехнологических систем (Центр КОРТЭС)
Россия
Россия
Анатолий Яковлевич Столяревский - директор Центра,
г. Москва, ул. Максимова, 4, 123182
Список литературы
1. . Veziroğlu TN, Basar O. Dynamics of a universal hydrogen fuel system. Hydrogenenergy. PartB. PlenumPress; 1974.
2. . Сборник российских компетенций водородной промышленности: http://sk-group-c.com/files/katalog_minpromtorg.pdf?ysclid=lqktkjpl7t611482123
3. . Комплекс по производству, хранению и распределению водорода. Патент RU № 2713349,Приор. 28.02.2019
4. . U.S. Department of Energy Hydrogen Activities and Hydrogen Shot Overview, March 2022: https://www.energy.gov/sites/default/files/2022-04/fc-expo-2022-doeh2-overview-h2-shot-update.pdf
5. . FUEL-CELL HYDROGEN LONG-HAUL TRUCKS IN EUROPE: A TOTAL COST OF OWNERSHIP ANALYSIS. THEINTERNATIONALCO UNCILONCLEANTRANSPORTATION. 2022.
6. . Столяревский А. Я. Ядерно-технологические комплексы на основе высокотемпературных реакторов. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 123 с.
7. . Столяревский А. Я. Метано-водородное топливо // Энергия: экономика, техника, экология. – 2015. – № 3. – С. 16-23.
8. . Казарян В. А., Цыбульский П. Г., Пономарев-Степной Н. Н, Столяревский А. Я. Технология адиабатической конверсии углеводородов для производства энергоносителей. В сб. докладов на XIX Международном конгрессе «Новые технологии газовой, нефтяной промышленности, энергетики и связи», Уфа-2009. Академия технологических наук. 2010.
9. . Столяревский А. Я. Технология производства водородо-метановой смеси для автотранспорта // Наука и техника в газовой промышленности. № 3, 2008. – С. 73-80.
10. . Пономарев-Степной Н. Н., Столяревский А. Я. Основные аспекты стратегии развития водородной энергетики, основанной на ядерных энергоисточниках. Доклад на Международной конференции МАГАТЭ «50 лет ядерной энергетики – следующие 50 лет». Москва-Обнинск, 27 июня – 2 июля 2004 г.
11. . N. Z. Muradov and T. N. Veziroğlu, «From hydrocarbon to hydrogen-carbon to hydrogen economy». International Journal of Hydrogen Energy, vol. 30, no. 3, pp. 225-237, 2005.
12. . J. D. Holladay, J. Hu, D. L. King, and Y. Wang, «An overview of hydrogen production technologies». Catalysis Today, vol. 139, no. 4, pp. 244-260, 2009.
13. . J. M. Ogden, M. M. Steinbugler, and T. G. Kreutz «Comparison of hydrogen, methanol and gasoline as fuels for fuel cell vehicles: implications for vehicle design and infrastructure development». Journal of Power Sources, vol. 79, no. 2, pp. 143-168, 1999.
14. . M. Onozaki, K. Watanabe, T. Hashimoto, H. Saegusa, and Y. Katayama. «Hydrogen production by the partial oxidation and steam reforming of tar from hot coke oven gas». Fuel, vol. 85, no. 2, pp. 143-149, 2006.
15. . Blue Hydrogen Production and Markets 2023-2033: Technologies, Forecasts, Players. ChingisIdrissov. IDTechEx. https://www.idtechex.com/en/research-report/blue-hydrogen-production-andmarkets-2023-2033-technologies-forecasts-players/922.
16. . J. R. Rostrup-Nielsen. «Conversion of hydrocarbons and alcohols for fuel cells». Physical Chemistry Chemical Physics, vol. 3, no. 3, pp. 283-288, 2001.
17. . H. Song, L. Zhang, R. B. Watson, D. Braden, and U. S. Ozkan. «Investigation of bio-ethanol steam reforming over cobalt-based catalysts». Catalysis Today, vol. 129, no. 3-4, pp. 346-354, 2007.
18. . R. Farrauto, S. Hwang, L. Shore et al. «New material needs for hydrocarbon fuel processing: generating hydrogen for the PEM fuel cell». Annual Review of Materials Research, vol. 33, pp. 1-27, 2003.
19. . C. Song. «Fuel processing for low-temperature and high-temperature fuel cells: challenges, and opportunities for sustainable development in the 21st century». Catalysis Today, vol. 77, no. 1-2, pp. 17-49, 2002.
20. . J. Rostrup-Nielsen. «Hydrogen generation by catalysis» in Encyclopedia of Catalysis, I. T. Horvath, Ed., Wiley Interscience, 2003.
21. . Y. Shirasaki, T. Tsuneki, Y. Ota et al. «Development of membrane reformer system for highly efficient hydrogen production from natural gas». International Journal of Hydrogen Energy, vol. 34, no. 10, pp. 4482-4487, 2009.
22. . B. Sorensen, Hydrogen and Fuel Cells, Academic Press, 2011.
23. . K. L. Hohn and L. D. Schmidt. «Partial oxidation of methane to syngas at high space velocities over Rhcoated spheres». Applied Catalysis A, vol. 211, no. 1, pp. 53-68, 2001.
24. . J. J. Krummenacher, K. N. West, and L. D. Schmidt. «Catalytic partial oxidation of higher hydrocarbons at millisecond contact times: decane, hexadecane, and diesel fuel». Journal of Catalysis, vol. 215, no. 2, pp. 332-343, 2003.
25. . K. Aasberg-Petersen, J. H. Bak Hansen, T. S. Christensen et al. «Technologies for large-scale gas conversion». Applied Catalysis A, vol. 221, no. 1-2, pp. 379-387, 2001.
26. . L. Pino, V. Recupero, S. Beninati, A. K. Shukla, M. S. Hegde, and P. Bera. «Catalytic partial-oxidation of methane on a ceria-supported platinum catalyst for application in fuel cell electric vehicles». Applied Catalysis A, vol. 225, no. 1-2, pp. 63–75, 2002.
27. . Hydrogen Insights 2023. An update on the state of the global hydrogen economy, with a deep dive into North America. May 2023. https://hydrogencouncil.com/wp-content/uploads/2023/05/Hydrogen-Insights-2023.pdf.
28. . J. D. Holladay, Y. Wang, and E. Jones, «Review of developments in portable hydrogen production using microreactor technology». Chemical Reviews, vol. 104, no. 10, pp. 4767-4790, 2004.
29. . T. A. Semelsberger, L. F. Brown, R. L. Borup, and M. A. Inbody. «Equilibrium products from autothermal processes for generating hydrogenrich fuel-cell feeds». International Journal of Hydrogen Energy, vol. 29, no. 10, pp. 1047-1064, 2004.
30. . F. Joensen and J. R. Rostrup-Nielsen, «Conversion of hydrocarbons and alcohols for fuel cells». Journal of Power Sources, vol. 105, no. 2, pp. 195-201, 2002.
31. . D. J. Wilhelm, D. R. Simbeck, A. D. Karp, and R. L. Dickenson. «Syngas production for gas-to-liquids applications: technologies, issues and outlook». Fuel Processing Technology, vol. 71, no. 1-3, pp. 139-148, 2001.
32. . S. Ayabe, H. Omoto, T. Utaka et al. «Catalytic autothermal reforming of methane and propane over supported metal catalysts». Applied Catalysis A, vol. 241, no. 1-2, pp. 261-269, 2003.
33. . C. Rhodes, B. P. Williams, F. King, and G. J. Hutchings. «Promotion of Fe3O4/Cr2O3 high temperature water gas shift catalyst». Catalysis Communications, vol. 3, no. 8, pp. 381-384, 2002.
34. . Global Hydrogen Review 2023. September 2023. https://www.iea.org/reports/global-hydrogenreview-2023 .
35. . P. Pietrogrande and M. Bezzeccheri. «Fuel processing» in Fuel Cell Systems, L. J. M. J. Blomen and M. N. Mugerwa, Eds., pp. 121-156, Plenum Press, New York, NY, USA, 1993.
36. . M. W. Twigg, Catalyst Handbook, Wolfe Publishing, London, UK, 1989.
37. . Basma, H., & Rodríguez, F. (2021). Race to zero: How manufacturers are positioned for zeroemission commercial trucks and buses in Europe. International Council on Clean Transportation. https://theicct.org/publications/race-to-zero-ze-hdv-eu-dec21
38. . L. Bromberg, D. R. Cohn, and A. Rabinovich. «Plasma reformer-fuel cell system for decentralized power applications». International Journal of Hydrogen Energy, vol. 22, no. 1, pp. 83-94, 1997.
39. . L. Bromberg, D. R. Cohn, A. Rabinovich, and N. Alexeev. «Plasma catalytic reforming of methane». International Journal of Hydrogen Energy, vol. 24, no. 12, pp. 1131-1137, 1999.
40. . T. Hammer, T. Kappes, and M. Baldauf. «Plasma catalytic hybrid processes: gas discharge initiation and plasma activation of catalytic processes». Catalysis Today, vol. 89, no. 1-2, pp. 5-14, 2004.
41. . T. Paulmier and L. Fulcheri. «Use of nonthermal plasma for hydrocarbon reforming». Chemical Engineering Journal, vol. 106, no. 1, pp. 59-71, 2005.
42. . L. Bromberg, D. R. Cohn, A. Rabinovich, C. O’Brien, and S. Hochgreb. «Plasma reforming of methane». Energy and Fuels, vol. 12, no. 1, pp. 11-18, 1998.
43. . M. F. Demirbas. «Hydrogen from various biomass species via pyrolysis and steam gasification processes». Energy Sources A, vol. 28, no. 3, pp. 245-252, 2006.
44. . M. Asadullah, S. I. Ito, K. Kunimori, M. Yamada, and K. Tomishige. «Energy efficient production of hydrogen and syngas from biomass: development of lowtemperature catalytic process for cellulose gasification». Environmental Science and Technology, vol. 36, no. 20, pp. 4476-4481, 2002.
45. . G. Weber, Q. Fu, and H. Wu. «Energy efficiency of an integrated process based on gasification for hydrogen production from biomass». Developments in Chemical Engineering and Mineral Processing, vol. 14, no. 1-2, pp. 33-49, 2006.
46. . M. Ni, D. Y. C. Leung, M. K. H. Leung, and K. Sumathy. «An overview of hydrogen production from biomass». Fuel Processing Technology, vol. 87, no. 5, pp. 461-472, 2006.
47. . N. Muradov. «Emission-free fuel reformers for mobile and portable fuel cell applications». Journal of Power Sources, vol. 118, no. 1-2, pp. 320-324, 2003.
48. . Meszler, D., Delgado, O., Rodriguez, F., &Muncrief, R. (2018). European Heavy-Duty Vehicles –Cost effectiveness of fuel efficiency technologies for long-haul tractor-trailers in the 2025-2030 timeframe. International Council on Clean Transportation.http://theicct.org/publications/cost-effectiveness-of-fuelefficiency-tech-tractor-trailers.
49. . F. G. Zhagfarov, N. A. Grigor’Eva, and A. L. Lapidus. «New catalysts of hydrocarbon pyrolysis». Chemistry and Technology of Fuels and Oils, vol. 41, no. 2, pp. 141-145, 2005.
50. . J. Turner, G. Sverdrup, M. K. Mann et al. «Renewable hydrogen production». International Journal of Energy Research, vol. 32, no. 5, pp. 379-407, 2008.
51. . S. A. Grigoriev, V. I. Porembsky, and V. N. Fateev. «Pure hydrogen production by PEM electrolysis for hydrogen energy». International Journal of Hydrogen Energy, vol. 31, no. 2, pp. 171-175, 2006.
52. . Ogden J., Dennis E., Steinbugler M., Strohbehn J. Hydrogen Energy Systems Studies. Final Report. Princeton University. 1995. [53]. J. E. Funk. «Thermochemical hydrogen production: past and present». International Journal of Hydrogen Energy, vol. 26, no. 3, pp. 185-190, 2001.
53. . M. A. Lewis, M. Serban, and J. K. Basco. «Hydrogen production at < 550 °C using a low temperature thermochemical cycle» in Proceedings of the Atoms for Prosperity: Updating Eisenhower’s Global Vision for Nuclear Energy (Global ‘03), pp. 1492-1498, Chicago, III, USA, November 2003.
Рецензия
Для цитирования:
Столяревский А.Я. Метано-водородный переход к водородной экономике. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2024;(1):87-101. https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.01.087-101
For citation:
Stolyarevsky A.Ya. Methane-hydrogen transition to hydrogen economy. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2024;(1):87-101. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.01.087-101
Просмотров:
78
Послать статью по эл. почте 