...энергетическая безопасность и прозрачность отношений в энергетике...


Электроэнергетика - это электрификация страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии.
Гидроэнергетика, раздел энергетики, связанный с использованием потенциальной энергии водных ресурсов.
Теплоэнергетика - это одна из составляющих энергетики, она включает в себя процесс производства тепловой энергии.
Альтернативная энергетика — совокупность перспективных способов получения энергии.

Поиск по сайту

Московское время



Опрос

Могут ли альтернативные источники энергии заменить АЭС?

Просмотреть результаты

Загрузка ... Загрузка ...

Документы


Водородная энергетика. Технологии и оборудование

Производство водорода. Характер и масштабы проблем при производстве водорода обусловлены тем, что в настоящее время получение до 95 % массы водорода проводится с использованием органического сырья — паровой конверсией метана, парокислородной конверсией, газификацией угля и т. д. Результаты изучения технических характеристик и технологических параметров установок по производству водорода показывают, что наиболее приемлемыми для решения задач в комплексе с возобновляемыми источниками энергии в настоящее время являются электролизные установки, на которых водород получают методом разложения воды.

Процесс производства водорода электролизом воды выгодно отличается от других методов одностадийностью и относительно простым аппаратурным и технологическим оформлением. Основным сырьем в данном случае является вода — наиболее доступный и практически неисчерпаемый источник Суммарное уравнение показывает, что при электрохимическом разложении воды выделяются водород и кислород в соотношении 2:1. Полученные газы имеют высокую степень чистоты — количество примесей (кислорода в водороде и водорода в кислороде) не превышает 0,1 %. Экономичность и конкурентоспособность метода зависят от наличия дешевой электроэнергии, стоимость которой в промышленности, как правило, составляет примерно 85 % общих затрат на производство водорода.

Ресурсы современной электроэнергетики недостаточны для производства водорода. Водородная энергетика занимается поисками дешевых первичных источников энергии, а также усовершенствованием процессов преобразования электроэнергии в водород и обратно.

Энергопотребление в традиционных электролизных системах по производству водорода в среднем составляет 4,8 кВт х х ч/нм3, что значительно выше теоретических минимальных затрат (3 кВт * ч/нм3 Н2). Современные усовершенствованные электролизеры щелочного типа работают при давлении 3 МПа и потребляют 4,3…4,6 кВт — ч/нм3 Н2; мембранные с перегородкой, проводящей протоны, и высокотемпературные паровые электролизеры потребляют 3,2 кВт — ч/нм3 Н2.

Основной проблемой при создании усовершенствованных электролизеров щелочного типа, работающих при температурах 100…120° С и давлении 0,1…0,5 МПа, является создание новых электродных и сепарационных материалов, которые могут стабильно функционировать в растворах КОН концентрацией 10 М. В качестве основы электродов используют никель Ренея, полученный по оригинальной технологии.

Очень важным аспектом является стоимость водорода, которая в значительной мере зависит от стоимости оборудования для его производства. В стоимость электролизной установки входят:

  • собственно электролизер — 35…65 % стоимости;
  • установка выпрямления тока (25..32 %);
  • сопутствующие агрегаты (насосы. теплообменники) — 3…6 %;
  • монтаж установки — 5…9 %.

Современной наукой предлагаются следующие возможности повышения эффективности и удешевления электролиза воды:

  • проведение электролиза воды при повышенных температурах (127… 1027 °С);
  • использование высокого давления;
  • активация и увеличение поверхности электродов для снижения перенапряжения и интенсификации процесса электролиза;
  • уменьшение расстояния между электродами и диафрагмой;
  • использование твердых электролитов;
  • повышение плотности тока на электродах;
  • укрупнение единичных электролизных аппаратов.

Применение высокотемпературного электролизера НОТ-ELLV, в котором используется водяной пар, значительно понижает стоимость произведенного водорода: процесс проводится при температуре 1000 °С и имеет высокий КПД равный 93 %. Уже созданы экспериментальные установки, имеющие многотысячную часовую наработку с высокой производительностью.

Анализ технических характеристик ряда электролизных установок показал, что для применения в нетрадиционной энергетике наиболее приемлемыми являются электролизеры WERDER MODEL (Италия).

В водородной энергетике на современном уровне ее развития рассматриваются возможности использования в качестве первичных источников энергии Солнца, ветра и гидроэнергии. Изучение энергосистем с аккумулированием водорода при использовании этих источников энергии показывает, что стоимость генерирования электроэнергии в настоящее время еще достаточно высока (особенно это касается солнечной энергии). Наиболее эффективным в данном случае является использование в качестве первичных источников энергии ветра и гидроэнергии. Уже разрабатываются и испытываются модели водородных энергетических систем, в которых применяются эти источники энергии.

Хранение и транспортирование водорода. Как и большинство газов, водород может достаточно эффективно храниться и транспортироваться в любом состоянии. В настоящее время используются и находятся в стадии разработки следующие формы хранения и транспортирования водорода:

  • газообразный водород (газгольдеры, подземные хранилища);
  • сжатый газообразный водород (баллоны, рессиверы, подземные хранилища);
  • водород в связанном состоянии в виде химических соединений и гидридов металлов;
  • водород в жидком состоянии (криогенная форма).

Основным показателем при сравнении методов хранения водорода является плотность энергии. При этом водород, находясь в различных состояниях (газообразном, жидком или в форме гидрида), имеет разные физико-химические и технологические параметры.

Транспортирование водорода по приблизительной оценке только на 20…50 % дороже транспортирования природного газа. Затраты энергии для транспортирования водорода по трубопроводам в сжатом состоянии составляют около 1 % перенесенной водородом энергии, а стоимость транспортирования равна примерно 10 % стоимости водорода, переданного трубопроводом.

При передаче электроэнергии с помощью кабеля максимальное расстояние, на которое передача может быть экономически выгодна, равно 100 км. При передаче на большие расстояния затраты могут быть снижены, если энергию на начальной стадии преобразовывать в водород, а потом передавать его по трубопроводу.

Удельные приведенные расходы на транспорт энергии водорода и других энергоносителей на различные расстояния (в руб./т у. т. — цены на 1990 г.) представлены.


Дата публикации: 26.04.2013

Похожие записи:

Страницы: 1 2

Последние публикации:

  • Как работают ленточные конвейеры?Как работают ленточные конвейеры?

    Ленточный конвейер — это удобное оборудование для перемещения различных объектов в пределах одного цеха. Используются при производстве штучных изделий, сыпучих материалов или мелких… 
  • Производство промышленного холодильного оборудованияПроизводство промышленного холодильного оборудования

    Промышленное холодильное оборудование изготовители выпускают для установки в крупных торговых залах. Кроме этого холодильные камеры ставят в цехах переработки мяса, рыбы, полуфабрикатов,… 
  • Особенности камер солнечной радиацииОсобенности камер солнечной радиации

    С помощью камер солнечного излучения испытывают изделия и материалы общепромышленного и специального назначения. При этом проверяют реакцию на различную температуру и проводят испытания… 

Наши информационные партнеры:

ИНТЕР РАО Изменения климата Объединенная энергосбытовая компания