Приводятся основные результаты научной и образовательной деятельности крупного ученого в области проблем энергосбережения и повышения энергетической эффективности, разработки способов и технологий использования возобновляемых источников энергии, экологически эффективных проектов заведующего кафедрой «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» Уральского федерального университета (УрФУ), заслуженного энергетика России, действительного члена Международной энергетической академии, д-ра техн. наук, профессора С.Е. Щеклеина. Показаны достижения Уральской научно-методической школы в данной области, а также история создания первой в России кафедры «Энергосбережение» в УрФУ, Центра по подготовке и сертификации специалистов в области энергосбережения, Регионального учебно-методического центра энергосбережения. Подведены итоги работы межвузовского координационного Совета по энергосбережению в образовательных учреждениях Уральского региона при Областной энергетической комиссии правительства Свердловской области по реализации Программы энергосбережения Минобразования РФ в 1999–2005 гг. Изложен двадцатилетний опыт организации и проведения всероссийских, а последнее время – международных студенческих олимпиад, молодежных научно-практических конференций, выставок научно-технического творчества студентов, аспирантов и молодых ученых по энерго- и ресурсосбережению, возобновляемым источникам энергии и атомной энергетике. Представлены некоторые результаты научных исследований лаборатории «Евроазиатский центр возобновляемой энергетики и энергосбережения», созданной и работающей под руководством проф. Щеклеина. Дано краткое описание изданных в последние годы учебных пособий в области водородной энергетики, по безопасному использованию ядерной энергии на современных и перспективных атомных электростанциях, по методологии расчета комплексных энергетических систем на основе использования возобновляемых источников энергии, классификации кластеров ВИЭ, выполненных в соавторстве и под руководством проф. Щеклеина. Приведены ссылки на основные федеральные и региональные нормативнозаконодательные документы, научные публикации и учебные издания, связанные с многолетней работой ученого в этой сфере, наукометрические показатели.

Обсуждалась возможность создания энергетической установки с высокотемпературными топливными элементами, которая работает на водородосодержащей газовой смеси (синтез-газ), получаемой в требуемых для работы двигателя небольших объемах из жидкого топлива – метанола. В этом случае снимаются все проблемы, связанные с необходимостью получения, хранения и транспортировки водорода, так как темпы его образования и потребления двигателем равны.

Рассмотрена энергетическая установка мощностью 10 кВт, где прямое преобразование энергии химической реакции окисления водорода в аноде ТОТЭ в электрическую энергию происходит на базе продуктов воздушной конверсии метанола в каталитической горелке с использованием алюминий-никелевых катализаторов. Метанол сначала поступает в котел-утилизатор для нагрева до кипения и испарения, далее в парообразном виде – в каталитическую горелку, куда поступает и нагретый в котле-утилизаторе воздух. При коэффициенте расхода воздуха, равном 0,5, происходит конверсия метанола с образованием синтез-газа. Затем синтез-газ охлаждается с 988 °С до 700 °С воздухом, подаваемым в катодный канал. Воздух нагревается с 20 °С до 600 °С. Синтез-газ поступает в анодный канал, из которого водород диффузией поступает в анод, где окисляется кислородом воздуха, подаваемого в катодный канал. Продукты окисления водорода выходят в анодный канал. Продукты из анодного канала и обедненный кислородом воздух из катодного канала поступают в котелутилизатор, где окисляется не поступивший в анод водород и содержащийся в синтез-газе оксид углерода. Теплота окисления используется на подогрев первичного воздуха и испарение метанола.

Приведен физико-химический анализ энергетической эффективности установки с высокотемпературными топливными элементами, работающей на синтез-газе, получаемом в каталитическом процессе непосредственно в автомобиле из жидкого топлива – метанола. Полученная энергия используется для двигателя электромобиля. Электрический КПД установки равен 42,1 %, что по энергетической эффективности соответствует уровню лучших современных двигателей внутреннего сгорания.