Оценка углеродного следа производства конструкционных материалов, используемых в водородной энергетике
https://doi.org/10.18412/1816-0395-2024-11-33-39
Аннотация
Представлены результаты анализа производства конструкционных материалов, используемых для изготовления оборудования, обеспечивающего жизненный цикл водорода. Выявлены аспекты жизненного цикла основных конструкционных материалов (сталь, алюминий, никель, медь, титан, платина, углепластики), применяемых в водородной энергетике. Приведены результаты оценки углеродного следа при производстве данных материалов в зависимости от технологий производства, используемого источника энергии и вторичного сырья. Установлено, что при создании водородной газотурбинной установки (ГТУ) основной вклад в углеродный след оказывают титановые (50,9 %) и никелевые (37,6 %) сплавы, несмотря на то, что более чем на 50 % ГТУ состоит из стали. Определено, что при производстве твердополимерных топливных элементов основной вклад в углеродный след вносят наименьшие по содержанию конструкционные материалы – платина (78,1 %) и углепластики (15,7 %) ввиду того, что имеют наибольший углеродный след на кг производимого материала.
Об авторах
Ю.В. Мозжегорова
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Россия
Россия
канд. техн. наук, доцент
Г.В. Ильиных
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Россия
Россия
канд. техн. наук, доцент
В.Н. Коротаев
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Россия
Россия
д-р техн- наук, профессор
Список литературы
1. Соснина Е.Н., Маслеева О.В., Крюков Е.В., Эрдили Н.И. Экологическая оценка жизненного цикла мини-ТЭЦ с различными типами двигателей. Известия ТулГУ. Технические науки. 2021. Вып. 4. С. 206—214.
2. Gulienetti A. Towards hydrogen transportation in gas transmission pipelines. Tesi Di Laurea Magistrale in Energy Engineering – Ingegneria Energetica, 2020. 155 p. [Электронный ресурс]. URL: https://www.politesi.polimi.it/retrieve/cb117ce4-c6cb-4566-aa4e-58211dd6f58a/2021_12_Gulienetti.pdf (дата обращения 13.01.2024).
3. Mozzhegorova Y., Ilinykh G., Korotaev V. Life Cycle Assessment of a Gas Turbine Installation. Energies. 2024. Vol. 17. P. 345.
4. Alamiery A. Advancements in materials for hydrogen production. A review of cutting-edge technologies. ChemPhysMater. 2024. Vol. 3. P. 64—73.
5. Baum Z.J., Diaz L.L., Konovalova T., Zhou Q.A. Materials Research Directions Toward a Green Hydrogen Economy. A Review. ACS Omega. 2022. Vol. 7. P. 32908—32935.
6. Quon W. A Compact and Efficient Steam Methane Reformer for Hydrogen Production. A Dissertation Presented to The Faculty of the Department of Chemical and Biomolecular, Engineering University of Houston. 2012. August. 432 p.
7. Kim M.-S., Lee T., Son Y., Park J., Kim M., Eun H., Park J.-W., Kim Y. Metallic Material Evaluation of Liquid Hydrogen Storage Tank for Marine Application Using a Tensile Cryostat for 20 K and Electrochemical Cell. Processes. 2022. Vol. 10. P. 2401.
8. Sustainability Indicators 2023 report. [Электронный ресурс]. URL: https://worldsteel.org/steel-topics/sustainability/sustainability-indicators/ (дата обращения 19.01.2024).
9. Greenhouse Gas Emissions – Aluminium Sector. [Электронный ресурс]. URL: https://international-aluminium.org/statistics/greenhouse-gas-emissions-aluminium-sector/ (дата обращения 27.09.2023).
10. Wei W. Energy Consumption and Greenhouse Gas Emissions of Nickel Products. Energies. 2020. Vol. 13(21). P. 5664.
11. Энциклопедия технологий 2.0: Производство металлов. Гл. ред. Д. О. Скобелев. ФГАУ "НИИ "ЦЭПП". М., Спб., Реноме, 2022. 378 с.
12. Nilsson A.E., Aragonés M.M., Arroyo F., Dunon V., Angel H., Komnitsas K., Willquist K. Review of the Carbon Footprint of Cu and Zn Production from Primary and Secondary Sources. Minerals. 2017. Vol. 7. P. 168.
13. Lyons R., Newell A., Ghadimi P., Papakostas N. Environmental impacts of conventional and additive manufacturing for the production of Ti-6Al-4V knee implant: A life cycle approach. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021. Vol. 112 (2). P. 787—801.
14. Hwang H., Kweon T., Kang H., Hwang Y. Resource and Greenhouse Gas Reduction Effects through Recycling of Platinum Containing Waste. Sustainability. 2024. Vol. 16. P. 80.
15. Kanemasu M., Nishimura W., Yoshikawa A., Yamamori T., Kobayashi R. Reduction of Environmental Impact by Recycling Waste Composite Material for Aircraft. Mitsubishi Heavy Industries Technical Review. 2018. Vol. 55. No. 2. [Электронный ресурс]. URL: https://www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/e552/e552040.pdf (дата обращения: 10.02.2024).
Рецензия
Для цитирования:
Мозжегорова Ю., Ильиных Г., Коротаев В. Оценка углеродного следа производства конструкционных материалов, используемых в водородной энергетике. Экология и промышленность России. 2024;28(11):33-39. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2024-11-33-39
For citation:
Mozzhegorova Yu., Ilinykh G., Korotaev V. Assessment of the Carbon Footprint of Production of Construction Materials Used in Hydrogen Energy. Ecology and Industry of Russia. 2024;28(11):33-39. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2024-11-33-39
Просмотров:
271
Послать статью по эл. почте 