Метан заметает углеродный след
Более того, развитие газовой отрасли и использование голубого топлива может сделать производство электроэнергии достаточно экологичным, если все делать правильно. Поэтому многие инновационные компании и ученые работают над созданием энергоустановок, работающих на метане и водороде.
В городе Тольятти Самарской области резидент технопарка высоких технологий "Жигулевская долина" представил разработку в области энергетики. Автономный модуль получения электроэнергии компании "Ренфорс-НТ" позволит вырабатывать электричество из метана и снижать углеродный след.
Разработка не требует фундамента или капитального строительства - модуль способен работать в непрерывном режиме четыре-пять лет без присутствия технического персонала. Выходная электрическая мощность установки составляет 1 кВт. Конструкция позволяет менять конечную установку под нужды конкретных потребителей - от крупных производств до владельцев частных домов. Устройство, как рассказали авторы проекта, может обеспечить "зеленой" электроэнергией участки магистральных дорог, населенные пункты и технологические объекты.
"В качестве топлива используется газ из магистрального трубопровода - это позволяет исключить логистическую составляющую по доставке горючего. Также, в отличие от иностранных аналогов, наша установка не требует использования воды. По сути, единственное, что нужно для работы модуля, - это наличие природного газа из трубопровода", - рассказал координатор проекта Максим Арефьев.
Принцип работы установки основан на реакции, которая проходит в процессе риформинга природного газа в синтез-газ, который является топливом для твердооксидного топливного элемента (ТОТЭ). Электричество в ТОТЭ образуется в результате электрохимического процесса, который преобразовывает энергию, запасенную в атомах водорода, позволяя получить до 65 процентов коэффициента полезного действия (КПД) по электричеству. Остальная энергия преобразовывается в тепловую энергию.
Авторы проекта отмечают, что устройство может стать существенной альтернативой дизельным генераторам в отдаленных регионах страны, в том числе в Сибири и на Дальнем Востоке. Модульной энергоустановкой уже заинтересовались "Газпром" и госкорпорация "Росатом".
"Энергоустановки, основанные на риформинге, появились еще в начале ХХ века. И главная их проблема - сложность вывода в серию и широкое применение. Готовность изделия, которую показал резидент технопарка "Жигулевская долина" и КПД этого изделия впечатляют. Планы крупного бизнеса покупать такие установки говорят о потенциальном коммерческом успехе изделия. Такая связка ученых-изобретателей и бизнеса - это и есть инновационное развитие в чистом виде", - отметил директор Ассоциации инновационных регионов России (АИРР) Иван Федотов.
Отметим, Самарская область наряду с еще 16 российскими регионами является участником АИРР. Восемнадцатый регион - Югра войдет в состав ассоциации буквально в ходе ПМЭФ-2022. Цель ассоциации - содействие эффективному инновационному развитию регионов-участников. На долю регионов ассоциации пока приходится более 45,7 процента всей инновационной продукции страны.
В то же время, напомним, ученые конструкторского бюро "Водород СМ" Самарского университета имени Королева работают над созданием первой в России газотурбинной установки для тепло- и электроснабжения на метано-водородном топливе. Технический проект установки предполагается завершить в 2023 году. Затем на промышленном предприятии "Силовых машин" изготовят опытный образец.
Такая газотурбинная установка будет более экологичной по сравнению с аналогами на керосине или природном газе. Ученые сделают камеру сгорания для перспективной газотурбинной электростанции ГТЭ-65В мощностью 65 мегаватт. Метано-водородная смесь позволит увеличить мощность турбины и снизить количество вредных выбросов в атмосферу, поскольку при добавлении водорода сгорание получается более полным и уменьшается расход топлива. Разработчики выяснили, что смесь с долей водорода 40-50 процентов увеличит мощность установки примерно на 10 процентов. Это оборудование можно будет использовать на крупных промышленных предприятиях, для тепло- и электроснабжения малых городов или жилых районов мегаполисов.