...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


Сервисы

Калькулятор коммунальных платежей для граждан РФ

Законы

О Федеральном законе № 223-ФЗ «О закупках товаров, работ, услуг отдельными видами юридических лиц»

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:

Наши информационные партнеры:

ИНТЕР РАО Изменения климата Объединенная энергосбытовая компания