В статье изложены основные положения новой методики для определения эмиссий загрязняющих веществ в течение жизненного цикла ветроэлектростанций (ВЭС) по укрупнённым показателям. Дано обоснование использования укрупнённых показателей. Описан алгоритм определения эмиссий загрязняющих веществ CO₂экв (диоксид углерода), SO₂экв (диоксид серы) и PO₄экв (фосфаты) при производстве элементов ВЭС и ветроэнергетических установок (ВЭУ). Приведены результаты расчётов эмиссий CO₂экв, SO₂экв и PO₄экв в течение жизненного цикла для наземных ВЭС (Казачья ВЭС и Архангельская ВЭС) установленной мощностью 100 и 340 МВт и определён экологический эффект от их использования.

   В статье рассмотрены новые методы энергетического использования биомассы, включая отходы различных видов, разрабатываемые в Объединенном Институте высоких температур РАН. Энергетическая утилизация отходов позволит сократить потребление ископаемых топлив, тем самым снизить выбросы парниковых газов в атмосферу. Технологии перехода на низкоуглеродную энергетику в России могут отличаться от используемых в других странах решений, преимущественно основанных на использовании солнечных и ветро-энергоустановок. В России – огромные ресурсы возобновляемой растительной биомассы, включая отходы различных видов. В ОИВТ РАН разработан ряд технологий конверсии отходов биомассы в ценные энергетические продукты: получение высококалорийного синтез-газа, который можно использовать в качестве топлива для газопоршневых и газотурбинных установок; энергоэффективная технология торрефикации – получение качественного твердого биотоплива для распределенного энергоснабжения. Освоение промышленного производства установок, реализующих разрабатываемые технологии, позволит компенсировать возможные потери бюджета нашего государства, связанные с сокращением экспорта нефти, угля и природного газа.

   В настоящее время объем образования отходов растет высокими темпами. Анаэробное сбраживание является эффективным способом переработки органических отходов с получением биогаза. Для увеличения биодоступности и эффективности массообмена между частицами субстрата и микроорганизмами целесообразно проводить предварительную обработку органического отхода различными методами. Одним из наиболее перспективных и энергоэффективных методов подготовки субстрата к анаэробной биоконверсии является обработка его в аппарате вихревого слоя ферромагнитных частиц (АВС). Однако в работе АВС существуют некоторые ограничения. Так, для исключения застойной центральной зоны из объема рабочей камеры и увеличения величины магнитного поля в рабочей камере аппарата вихревого слоя был коаксиально смонтирован ферромагнитный сердечник в виде стальной трубы.

   Таким образом, целью данной работы является экспериментальное исследование влияния ферромагнитного сердечника рабочей камеры аппарата вихревого слоя на производство биогаза при анаэробной биоконверсии модели органических отходов АПК.

   Для достижения поставленной цели была разработана и создана экспериментальная установка. Полученные экспериментальные данные позволяют говорить о высокой эффективности предварительной обработки исходного субстрата в АВС с ферромагнитным сердечником в рабочей камере перед анаэробной биоконверсией. Разработанная система анаэробной биоконверсии позволила повысить объемный выход метана на 287 % при гидравлическом времени удержания (ГВУ) 4 суток и в 3,5 раза при ГВУ 2 суток по сравнению с контролем. При этом удельный выход метана при ГВУ 4 суток повышается на 43 %, а при ГВУ 2 суток – снижается на 14 %. Содержание сероводорода в биогазе также увеличивается более чем в три раза, при этом не водорода в биогазе не обнаружено. Таким образом, предобработка исходного субстрата в АВС с ферромагнитным сердечником для получения метановодородного биогаза в одностадийной системе анаэробной биоконверсии нецелесообразно.

   В статье рассмотрен упрощенный подход к моделированию процессов, происходящих в топочной камере водогрейного котла с наклонно-переталкивающей решеткой. Проведено численное моделирование водогрейного котла ковровского завода КВм-4Д, на основе которого предложены рекомендации по улучшению его конструкции, а также наглядно представлены результаты численного моделирования полей температур и концентраций продуктов сгорания. Выполнены тепловые расчёты при различных режимах работы и конструктивного исполнения топочной камеры котла и показана эффективность предлагаемых изменений. Разработан детальный подход к выполнению теплового расчёта котлоагрегата с рециркуляцией дымовых газов.

   В статье рассматривается возможность применения концепции «переходного звена» от углеводородной к «зеленой» энергетике. В основе лежит комплексное исследование применения фотосинтетических процессов для очистки промышленных стоков и производство биоэтанола из биомассы. Были проведены исследования на масс-спектрометре химического состава водорослей, образуемых в различных средах (промышленный сток и очищенная вода). В ходе экспериментов были получены образцы биоэтанола. Сделан вывод о значительной адсорбционной способности ионов Zn, Mg, Fe, Al, Si, Pb. Изучалась возможность очистки промышленных стоков с использованием пресноводных растений/водорослей, до требования по качеству к воде в соответствии с нормативами Федерального агентства по рыболовству РФ.

   В статье рассмотрены вопросы, связанные с бесперебойным снабжением электроэнергией потребителей, удалённых от центральной электростанции. В климатических условиях Туркменистана предложена схема подключения к энергосистеме комбинированных фотоэлектрических солнечных и ветровых электростанций. Подробно поясняется способ подключения к электроэнергетической системе и описывается актуальность проектирования комбинированных систем по выработке электроэнергии. Также для надёжности расчётов в проектной работе предложена методика использования программного обеспечения.

   Водород широко рассматривается как «чистый» источник энергии в условиях повестки энергетического перехода. В статье предлагается модель автоматизации производства т. н. «зелёного» водорода на базе ГЭС. Производство водорода с помощью ГЭС обеспечивается наличием спадов в графике суточного энергопотребления, что обеспечивает использование резервных возможностей ГЭС. Водород получается методом электролиза с помощью электролизера и энергии ВИЭ. С целью оптимизации производства аппаратные датчики, находящиеся в электролизере и на плотине ГЭС, интегрируются между собой для сбора данных, что влечёт соответствующий реинжиниринг информационной системы, поддерживающей процесс энергопроизводства. Также на основе анализа данных и применения методов машинного обучения будет осуществляться нахождение оптимального уровня выработки водорода с учётом имеющегося количества энергии от ВИЭ. Результатом статьи является комплекс модельных описаний архитектуры системы производства водорода на ГЭС в период провала энергопотребления, возможного к реализации за счёт гибкого управления резервной мощностью на основе применения IoT и машинного обучения.

   В статье рассматривается актуальная задача энергетической утилизации твердых коммунальных отходов, большая часть которых в настоящее время захоранивается на полигонах. Приводится оценка выбросов парниковых газов с данных антропогенных объектов. Отмечается, что перспективным направлением утилизации свалочного биогаза является получение биоводорода. Авторами приводятся результаты лабораторных исследований по получению биометана из органосодержащих отходов с дальнейшей его конверсией в биоводород. На примере крупного полигона твердых коммунальных отходов показан возможный геоэкологический эффект за счет снижения эмиссии парниковых газов при энергетической утилизации биогаза.

   В связи с повышенным спросом на энергетические ресурсы и постоянным увеличением численности населения использование RES из биомассы и отходов приобретает все большую популярность. В работе был проведен анализ существующих подходов к решению глобальных экологических и социальных проблем путем использования свалочного газа, образующегося на полигонах твердых коммунальных отходов (SMW), а также дальнейший риформинг биогаза в биоводород. Также был проведен мониторинг отходов на территории Ленинградской области и Санкт-Петербурга. Было установлено, что на территории области образуется ежегодно более 12 млн. м³ SMW 1-5 классов опасности. Показано, что большую часть отходов занимает биоразлагаемая органика (около 20 %). Для повышения биогазового потенциала полигонов SMW при дегазации и создания дополнительной экономической выгоды была предложена система продувки и орошения свалочных масс с добавлением субстрата из остаточной биомассы микроводорослей Сhlorella. Предложено усовершенствование схемы сортировки и использования органических отходов за счет селективного сбора и их отделения от общей массы отходов на месте образования. Разработана схема потоков отходов с учётом материального баланса SMW в Ленинградской области и Санкт-Петербурге. Использование данной схемы позволит избежать загрязнений других, вторично используемых компонентов SMW. Помимо этого, в работе предложена схема дальнейшего использования биометана, полученного на полигонах SMW. При помощи риформинга предлагается очищать полученный газ до биоводорода. Производство биоводорода из биогаза является экономически выгодным и может стать альтернативой нефтепродуктам. Эта технология может стать ключевым элементом в производстве экологически чистого топлива и сокращении выбросов вредных веществ в атмосферу.

   Водород обладает большим потенциалом в качестве альтернативного энергоносителя. Он является самым распространенным элементом на Земле, однако его невозможно получить в чистом виде – водород находится в соединениях с другими химическими элементами. Технологические сложности получения и начальная стадия развития таких технологий обуславливают высокую стоимость водорода как энергоносителя в настоящее время. Одним из способов получения водорода на уже существующей производственной инфраструктуре является вариант производства водорода методом электролиза на гидроэлектростанциях. В настоящей статье рассмотрен именно такой способ получения водорода и проведена попытка оценить экономическую целесообразность получения водорода таким способом при существующих технологиях.

   Целью статьи является анализ жизненного цикла водорода, производимого на гидроэлектростанциях, с точки зрения расходов на каждом из этапов.

   В статье анализируется каждый этап жизненного цикла водорода как энергоносителя, производимого на гидроэлектростанциях, и проводится сравнение с производством других видов водорода. В заключении констатируется текущая экономическая целесообразность такого способа получения возобновляемого источника энергии и перспективы развития водородной энергетики с точки зрения развития, распространения и удешевления технологий.

   Экономика Российской Федерации направлена на развитие топливно-энергетического комплекса, использующего экологически чистую энергию, что соответствует общемировому тренду по сокращению выбросов вредных веществ в атмосферу при производстве различных видов продукции. Декарбонизация является одним из самых масштабных вызовов современного общества. Для решения этой задачи активно внедряют возобновляемые источники энергии, а также разные виды топлива, при сжигании которого образуется минимальное содержание выбросов. Среди них можно выделить топливо, обладающее наибольшими перспективами, это водород- топливо с самым высоким энергосодержанием, достигающим значения 120 МДж/кг. В отличие от возобновляемых источников энергии, практика эксплуатации которых в ряде стран вызвала кризис в надежности работы энергосистемы, водородные технологии позволяют выполнить задачу декарбонизации с минимальным воздействием на окружающую среду на всех этапах: производства, транспортировки, сжигания, не снижая при этом надежность. Основными проблемами массового внедрения водородных технологий являются сложность в получении, транспортировке и хранении водородного топлива. После подписания водородных стратегий в большинстве развитых странах рассматривается возможность использования водорода в качестве топлива для транспортных средств. Водородный транспорт в отличие от электрического не ограничен дальностью хода, но высокая стоимость водородного транспорта и отсутствие заправочной инфраструктуры сдерживают развитие данного вида технологий. В настоящее время самой распространенной системой на топливных элементах является FCV (fuel cell vehicle). В статье представлена концепция водородной заправки с учетом разных технологий производств водородного топлива. Хранение водорода на заправочной станции необходимо производить при давлении 300-800 бар, в газообразном или жидком состоянии. Анализ стоимости строительства и последующей эксплуатации водородных заправочных станций выявил критерии экономической эффективности их внедрения в зависимости от количества потребляемого топлива и способа хранения.

   Все крупнейшие экономики мира работают над достижением коммерческой рентабельности транспортных средств на топливных элементах и гибридных электромобилях в условиях ограниченных запасов ископаемого топлива, а также экологических факторов. Работая в аналогичном направлении, данный проект представляет собой экспериментальное исследование накопления ионного водорода в электроде с активированным углем, встроенном в модифицированный топливный элемент с обратимым полимерным электролитом для транспортных целей, который проводится с целью проверки экономической эффективности по сравнению с HEV. Разработан лабораторный ПЭФК, оснащенный автономным пористым электродом переменного тока для адсорбции/десорбции водорода. Разработанный ПЭФК проходит тестовый запуск, и записанные параметры сравниваются с типичными ПЭВ для анализа экономической эффективности с помощью программного обеспечения HOMER Pro microgrid. Полученные результаты подтверждают техническую осуществимость концепции и демонстрируют более низкую стоимость FCV по сравнению с HEV при фиксированном сроке службы. Входящий и выходящий водород в разработанном PEFC с активной площадью 6,25 см² позволяет успешно накапливать 559,65 мАч/г во время зарядки и выделять 510,51 мАч/г во время разрядки. Различные такие ячейки могут быть установлены последовательно или параллельно, чтобы удовлетворить требования к нагрузке приводных двигателей HEV. Это первая попытка провести сравнение стоимости FCV и HEV в режиме реального времени, что поможет сделать выбор в пользу будущих транспортных средств в устойчивом обществе.

   В настоящее время возобновляемые источники энергии (ВИЭ) являются неотъемлемой частью программ развития электроэнергетических систем (ЭЭС). Установлено, что в объектах генерации, работающих на базе ВИЭ, для преобразования энергии используются силовые статические преобразователи напряжения (СПН). С одной стороны, использование СПН дает определенные преимущества (возможность работы во всех квадрантах PQ-диаграммы, возможность подключения ВИЭ к слабой сети). С другой стороны, широкое применение ВИЭ с использованием СПН снижает общую инерцию ЭЭС, что увеличивает вероятность появления нежелательных незатухающих колебаний мощности, снижающих устойчивость работы ЭЭС. Для обеспечения надежной работы ЭЭС с ВИЭ с СПН необходимо модернизировать систему автоматического управления СПН с учетом требований, предъявляемых к традиционной генерации в составе ЭЭС. В данной статье представлены результаты применения регулятора демпфирования колебаний мощности, реализованного в СПН, который повышает устойчивость ЭЭС.

   Водород играет решающую роль в поиске устойчивых и чистых энергетических решений, и его влияние на управление энергопотреблением в "умном доме" представляет особый интерес. С быстрым развитием технологий "умного дома" оптимизация энергопотребления стала важной задачей, направленной на достижение эффективного энергопотребления, снижение затрат и повышение комфорта пользователей. Зеленый водород, получаемый путем электролиза воды с использованием возобновляемых источников энергии, становится многообещающим решением для устойчивой энергетики. Это дает множество преимуществ, включая нулевые выбросы парниковых газов, высокую плотность энергии и универсальность применения. В рамках данного исследования были исследованы усовершенствованный алгоритм оптимизации northern goshawk (ENGO) и оригинальный алгоритм оптимизации northern goshawk (NGO) для оптимизации управления энергопотреблением в "умном доме". Используя двухэтапный подход, основанный на высоких и низких скоростях, ENGO преодолевает ограничения NGO, такие как низкая эксплуатационная способность и зависимость от локальных оптимумов. Исследование показывает, что ENGO превосходит NGO в одновременном достижении нескольких целей, включая снижение соотношения пиковой и средней мощности, снижение затрат на электроэнергию и обеспечение комфорта пользователей. Кроме того, ENGO оказалась более надежной и способной решать сложные задачи управления энергопотреблением в "умном доме" с многочисленными ограничениями. Таким образом, интеграция водородных решений, таких как green hydrogen, с передовыми методами оптимизации, такими как ENGO, может внести значительный вклад в эффективное управление энергетическими ресурсами в "умных домах", повышая надежность и удовлетворенность пользователей.