Работа посвящена вопросам декарбонизации сельского хозяйства и локальному производству «зеленого» аммиака для азотных удобрений с применением солнечных агривольтаических электростанций. Обоснована необходимость перехода от централизованного производства аммиака по методу Габера-Боша, связанного с высоким углеродным следом и большими затратами на логистику, к распределенным системам. Предложена концепция, объединяющую агривольтаику и местный синтез аммиака, что позволяет использовать электроэнергию для работоспособности системы на месте. Выполнены расчеты потенциала местного производства зеленого аммиака с использованием энергии от агривольтаической солнечной электростанции для России и Индии с использованием пространственных данных о посевных площадях и инсоляции. Проведена экономическая оценка нормированной стоимости аммиака и экономической целесообразности для установок производительностью от 0,1 до 150 т/год. Результаты показывают, что малые мощности нерентабельны для производства аммиака, но могут быть экономически целесообразны за счет продажи избыточной электроэнергии. Экономическая целесообразность достигается при масштабе 150 т/год в Индии и в удаленных регионах России при специальных условиях финансирования. Дополнительным эффектом является значительное снижение выбросов CO₂ за счет исключения стадий парового риформинга и дальних перевозок. Результаты исследования будут полезны сельскохозяйственным предприятиям, ориентированным на устойчивое развитие и снижение углеродного следа, а также инвесторам в распределенную энергетику и производителям минеральных удобрений, заинтересованным в локализации производства и повышении автономности хозяйств.

Растущее проникновение возобновляемых источников энергии (RES) в изолированные энергосистемы создает значительные проблемы для стабильности частоты и напряжения из-за отсутствия вращающейся инерции. Водородные системы накопления энергии (HESS) предлагают решение не только для краткосрочной балансировки, но и для сезонного переноса (перераспределения) энергии, однако их динамическое взаимодействие с сетевыми инверторами остается недостаточно изученным. Настоящее исследование направлено на разработку надежных стратегий управления, обеспечивающих стабильную работу гибридных микросетей RES-HESS в различных сетевых условиях и аварийных сценариях.
Целью данной работы является оценка эффективности трех стратегий управления, основанных на droop – классическом droop, обратном droop и комбинированном методе с синтетической инерцией – для изолированных энергосистем, использующих HESS. Гипотеза заключается в том, что комбинированный подход с синтетической инерцией обеспечивает лучшие динамические характеристики и запас устойчивости системы, особенно при использовании HESS для сезонного накопления энергии, а адаптивная настройка коэффициентов необходима для учета асимметричной динамики электролизеров и топливных элементов.
В среде MATLAB/Simulink и PSAT была разработана математическая модель изолированной микросети, состоящей из RES, HESS (электролизера, хранилища водорода и топливного элемента) и силовых преобразователей. Алгоритмы управления были внедрены и протестированы в нормальном режиме, при ступенчатых изменениях нагрузки, подключении/отключении инверторов и в аварийных сценариях.
Ключевые показатели эффективности включали время восстановления, минимальную частоту, отклонение напряжения и анализ устойчивости по малым колебаниям на основе собственных значений. Классическое droop-управление обеспечивает устойчивую работу, но требует тщательной настройки и подвержено ошибкам распределения реактивной мощности в резистивных сетях. Обратное droop-управление улучшает развязку в низковольтных сетях, однако характеризуется более медленными переходными процессами. Комбинированный метод с синтетической инерцией демонстрирует наилучшие результаты, обеспечивая перераспределение активной мощности за 0,7 секунд и поддержание частоты в допустимых пределах (49,84- 50,25 Гц) даже при сильных возмущениях. Кроме того, показано, что HESS может эффективно поглощать летние избытки солнечной энергии для использования зимой, а droop-управление обеспечивает плавные переходы мощности и предотвращает перегрузки.
Интеграция HESS с передовыми стратегиями droop-управления значительно повышает устойчивость и надежность изолированных энергосистем. Комбинированный метод с синтетической инерцией рекомендуется для гибридных электроводородных комплексов при условии, что в них реализована адаптивная подстройка коэффициентов в режиме реального времени. Для России такой подход открывает стратегический путь к достижению энергетического суверенитета на отдаленных и изолированных территориях, используя водород в качестве сезонного энергоносителя и сглаживая сезонный дисбаланс между летней солнечной генерацией и зимним спросом.

В статье на примере реального объекта рассматриваются изменения уровня нагрузки и значений напряжения в низковольтной распределительной электрической сети. Было установлено, что уровни напряжения в жилых домах, подключенных к распределительной сети на данном участке, не соответствовали требуемому уровню, а сеть работала в режиме перегрузки. В качестве решения в трех домохозяйствах было установлено дополнительное генерирующее оборудование общей мощностью 34 кВт, а именно солнечные фотоэлектрические системы, а распределительная электрическая сеть была смоделирована с использованием программного обеспечения «PowerFactory». В результате был сделан вывод о том, что перегрузка рассматриваемой распределительной сети была предотвращена, а уровень напряжения электроэнергии, поставляемой в домохозяйства, приведен к требуемому значению.

Для кинетического моделирования получения водорода при утилизации пищевых отходов, количество которых увеличивается с каждым годом, была разработана экспериментальная установка для темновой ферментации органических отходов. Данное исследование направлено на оценку влияния кратности подачи предобра ботанного в аппарате вихревого слоя (АВС) субстрата на кинетические и динамические параметры получения биоводорода в процессе темновой ферментации. Согласно полученным данным, кратность подачи предобработанного в АВС субстрата в реактор темновой ферментации имеет существенное влияние как на кинетику, так и на динамику образования биоводорода из органического вещества. При рассмотрении различных моделей (модифицированная Гомпертца, первого порядка, Коши, логистической и Феллера) для определения кинетических параметров было обнаружено, что наиболее точной моделью является модель Коши с коэффициентом детерминации более 0,997 во всем диапазоне рассматриваемых кратностей подачи. Увеличение кратности подачи (уменьшение промежутка времени между загрузками свежего субстрата) приводило к увеличению кинетических параметров более чем в 2 раза: так теоретически максимальный выход биоводорода увеличился в 2,03 раза, а константа гидролиза – в 2,35 раза при увеличении кратности в 3 раза (с однократной до трехкратной загрузки в сутки), в то время как лаг-фаза осталась практически неизменной (разница менее 5 %). Также увеличение кратности до 3 привело к уменьшению амплитуды объемного выхода биоводорода в 2,71 раза. При этом было обнаружено, что объемный выход биоводорода в течение промежутка времени между подачей свежего субстрата изменяется по модели, которую также можно описать тригонометрической функцией – косинусом, а абсцисса зависит от кратности загрузки, а именно – от продолжительности промежутка времени между подачей свежего субстрата, причем эта зависимость обратная. Коэффициент детерминации предложенной модели составил 0,891 для двадцатичетырехчасового промежутка времени между загрузками свежего субстрата со снижением до 0,6135 для восьмичасового, что требует дальнейших исследований, в том числе с использованием искусственного интеллекта для более точного предсказания кинетических и динамических параметров получения биоводорода в процессе темновой ферментации.

Статья рассматривает производство пироконденсата (пиролизного масла) из пластиковых отходов (включая полиолефиновые пакеты, плёнки и другие полимеры, богатые углеводородными связями C–H) как перспективного вторичного сырья для получения низкоуглеродного водорода в водородной энергетике. Описывается технологическая цепочка: термический пиролиз отходов в бескислородной среде с получением жидкого пироконденсата, лёгкого пирогаза и твёрдого остатка, после чего пироконденсат подвергается каталитическому паровому риформингу, реакции сдвига водяного газа и многоступенчатой очистке для выделения чистого водорода или синтез-газа. Такой подход обеспечивает практически полную химическую утилизацию трудно перерабатываемых пластиковых отходов вместо их захоронения или сжигания, замещает ископаемое сырьё вторичным углеродным ресурсом из отходов и существенно снижает чистые выбросы CO2 за счёт перевода углерода пластика в замкнутый энергетический цикл (с возможностью улавливания CO₂). Это соответствует принципам циркулярной экономики и декарбонизации. Получаемый водород или синтез-газ применим в топливных элементах, двигателях с водородным обогащением, производстве метанола, аммиака и других продуктов. Технология позиционируется как реалистичный переходный путь к масштабному производству низкоуглеродного водорода в регионах с большими объёмами пластиковых отходов и ограниченными возможностями «зелёного» водорода.

Проблема защиты трубопроводов от абразивного износа остаётся крайне актуальной как в системах гидрозолоудаления (ГЗУ), так и в системах пневмотранспортирования золы на тепловых электростанциях (ТЭС). Интенсивное движение твёрдых частиц золы и шлака с высокой скоростью приводит к быстрому истиранию внутренних стенок труб, особенно это касается фасонных участков трубопроводов. Для обеспечения максимальной долговечности, надёжности и экологичности систем золошлакоудаления (ЗШУ) необходимо комплексно выполнять как режимные (оптимизация скоростей и концентраций), так и конструктивные мероприятия. Проанализированы нормативные документы в области абразивного износа, а также выбора оптимальных параметров и режимов транспортирования. Предложены критерии и рекомендации по выбору технологии защиты для действующих, реконструируемых и новых ТЭС. Обоснована комплексная технология защиты трубопроводов системы ЗШУ от абразивного износа, включающая оптимизацию формы фасонных элементов трубопроводов с выполнением участков стабилизации потока на входе в поворот и выходе из него с нанесением на отвод алюмокерамического покрытия. Представлены результаты успешного внедрения технологии комплексной защиты трубопроводов от абразивного износа на примере Хабаровской ТЭЦ-3. После усовершенствования формы колен поворотов трубопроводов срок их службы увеличивается в 3- 4 раза по сравнению с использованием стальных колен неоптимальной формы. Применение труб с алюмокерамическим покрытием для установки на наиболее изнашиваемых прямолинейных участках и изготовления фасонных участков трубопроводов позволяет снизить вероятность остановов систем золоудаления по причине абразивного износа в 11 раз и более по сравнению со стальными трубопроводами, что существенным образом позволяет снизить расходы на эксплуатацию системы ЗШУ ТЭС и повысить ее показатели надежности. Приведена укрупнённая оценка капитальных затрат для двух вариантов – замена изношенного участка на стандартное стальное колено и установка пилотного участка оптимальной формы с участками стабилизации потока и нанесением на отвод алюмокерамического покрытия. Статья предназначена для специалистов в области проектирования и эксплуатации систем ЗШУ ТЭС, а также для организаций, занимающихся гидро- и пневмотранспортом абразивных материалов.

В статье приведены результаты исследований по переработке отработанных ванадийсодержащих катализаторов с извлечением пентаоксида ванадия и других соединений ванадия, носителя на основе четырехзамещенного кремния, позволяющего локализовать извлечение ванадиевых катализаторов для производства серной кислоты из вторичного сырья, а также предупредить загрязнение окружающей среды токсичными соединениями ванадия.
Проведен элементный анализ состава отработанных ванадиевых катализаторов (ОВК) и ИК-спектроскопические исследования твердого остатка, а также определен качественный и количественный фазовый состав продукта выщелачивания, полученного методом высаливания (определялся методом порошкового дифракционного анализа на дифрактометре).
Показано, что при использовании перекиси водорода в качестве окислителя, выщелачивание при более высокой температуре обладает преимуществами.
Установлено, что переработкой отработанных ванадийсодержащих катализаторов гидрометаллургическим способом раствором серной кислоты можно извлекать в раствор более 90 % ванадия и получить пятиокись ванадия высокой чистоты, пригодной для приготовления ванадиевого катализатора для получения водорода термохимическим разложением воды.

Повышение эффективности использования топлива применительно к энергоемким производствам, таким как электро- и теплоэнергетика, металлургия и нефтехимия, является актуальной задачей. Одно из направлений повышения энергоэффективности на предприятиях данных отраслей – полезное использование бросовой теплоты отходящих газов. Перспективным технологическим направлением в данной области является энергохимическая аккумуляция – термохимический процесс, заключающийся в производстве из продуктов сгорания синтетического водородосодержащего топлива, при этом теплота продуктов сгорания используется для обеспечения протекания эндотермических реакций, например, реакций паровой конверсии. Однако, для разработки технических и технологических решений в области энергохимической аккумуляции необходимы надежные математические модели, в том числе – кинетические механизмы. Настоящее исследование посвящено валидации кинетического механизма GRI-MECH 3.0 применительно к процессам энергохимической аккумуляции теплоты продуктов сгорания метана. В качестве объекта исследования рассматривалась модель технологической печи, в которой осуществлялось кислородное горение метана с добавлением к продуктам его сгорания вторичного метана. Посредством численного моделирования и экспериментальных исследований было установлено протекание при данных условиях реакций паровой конверсии с образованием водорода и монооксида углерода, при этом кинетический механизм GRI-MECH 3.0 демонстрирует приемлемую точность при коэффициенте избытка окислителя, отнесенном к расходу первичного метана в диапазоне 0,9-1,1. При значительном недостатке кислорода результаты экспериментальных и численных исследований значительно расходятся, что обусловлено некоторой идеализацией процессов неполного сгорания метана в используемых моделях.