Buy (625 RUB)
Generate QR code
Open Access
Subscription or Fee Access
Prospects for the Application of Small-scale Generation Power Plants in the Context of Reducing the Carbon Footprint of the Electricity Produced
https://doi.org/10.18412/1816-0395-2025-7-66-71
Abstract
A comparative analysis of small-scale power generation plants in terms of the carbon footprint of the produced electricity is presented. The feasibility of implementing small-scale generation plants for power supply of industrial enterprises was assessed on the example of Perm Krai. It was determined that the carbon footprint of electricity produced by gas turbine plants and power plants based on solid oxide fuel cells (SOFC) (using hydrogen) can be lower than the carbon footprint of electricity, provided that hydrogen obtained from low-carbon sources of electricity is used. It is noted that the use of biofuels in power plants based on SOFC will also significantly reduce the carbon footprint of generated electricity (up to 90 g CO2-eq./kW·h).
About the Authors
Yu.V. Mozzhegorova
Perm National Research Polytechnic University
Russian Federation
Russian Federation
Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor
E.S. Shirinkina
Perm National Research Polytechnic University
Russian Federation
Russian Federation
Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor
G.V. Ilyinykh
Perm National Research Polytechnic University
Russian Federation
Russian Federation
Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor
V.N. Korotaev
Perm National Research Polytechnic University
Russian Federation
Russian Federation
Dr. Sci. (Eng.), Professor
References
1. World Energy Outlook 2024. International Energy Agency. 2024. 396 p. [Электронный ресурс]. URL: https://www.apren.pt/contents/publicationsothers/iea-worlden-ergyoutlook2024-compressed.pdf (дата обращения: 20.02.2025).
2. Global Electricity Review 2024. Ember. 2024. 190 p. [Электронный ресурс]. URL: https://www.apren.pt/contents/publicationsothers/ember-report-global-electricityreview-2024-compressed.pdf (дата обращения: 24.02.2025).
3. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2023 году. Системный оператор ЕЭС [Электронный ресурс]. URL: https://www.so-ups.ru/fileadmin/files/company/reports/disclosure/2024/ups_rep2023.pdf (дата обращения: 24.02.2025).
4. Восьмое национальное сообщение Российской Федерации, представленное в соответствии со статьями 4 и 12 Рамочной Конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата и статьей 7 Киотского протокола. Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. М., 2024. 345 с. [Электронный ресурс]. URL: https://unfccc.int/sites/default/files/resource/NC-8_BR-5_rus.pdf (дата обращения: 20.02.2025).
5. Shirinkina E., Mozzhegorova Y., Ilinykh, G., Korotaev V. Carbon Footprint of Electricity Produced in the Russian Federation. Energies. 2025. 18. 14 https://doi.org/10.3390/en18010014.
6. Коэффициент выбросов парниковых газов энергосистемы России. АО "АТС" [Электронный ресурс]. URL: https://www.atsenergo.ru/results/co2all (дата обращения: 18.03.2025).
7. Агарков Д.А., Бредихин С.И. Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) и энергоустановки на их основе. ЭНЕРГОЭКСПЕРТ. 2021. № 3. С. 6—8.
8. Развитие распределённой генерации в мире и в России. [Электронный ресурс]. URL: https://www.c-ok.ru/articles/razvitie-raspredelennoy-generacii-v-mire-i-vrossii (дата обращения: 25.03.2025).
9. Solar Was Almost 9% of U.S. Electrical Generation in May; Small-Scale Solar Now Outproducing Biomass, Geothermal, and Oil. [Электронный ресурс]. URL: https://energycentral.com/c/gn/solar-was-almost-9-us-electrical-generationmay-small-scale-solar-now (дата обращения: 25.03.2025).
10. Мини-ТЭЦ запущена в Свердловской области. [Электронный ресурс]. URL: https://sdelanounas.ru/blogs/103827/ (дата обращения: 25.03.2025).
11. Рябчик А.П., Шаркова А.В. Малая энергетика — драйвер развития России. Известия СПбГЭУ. 2023. № 2 (140). [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/malaya-energetika-drayver-razvitiya-rossii (дата обращения: 21.03.2025).
12. Мозжегорова Ю.В., Ильиных Г.В., Коротаев В.Н. Оценка жизненного цикла газотурбинной установки в Российской Федерации. Глобальная энергия. 2024. Т. 30. № 2. С. 74—87. https://doi.org/10.18721/JEST.30204.
13. Smith L. et al. Comparative environmental profile assessments of commercial and novel material structures for solid oxide fuel cells. Applied Energy. 2019. 235. P. 1300—1313.
14. Вялых И.А. и др. Проектирование опытной энергетической установки на ТОТЭ мощностью 2,5 кВт. Водород как основа низкоуглеродной экономики. Школа-конференция Центра компетенций НТИ "Водород как основа низкоуглеродной экономики", 26—27 сентября, г. Киров: сб. тез. докл. Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, 2024. С. 51—52. [Электронный ресурс]. URL: https://catalysis.ru/resources/institute/Publishing/Report/2024/H2_Abstracts-2024.pdf.
15. Staffell I. Energy and carbon payback times for solid oxide fuel cell based domestic CHP. International Journal of Hydrogen Energy. February 2012. 37 p.
16. Nease J., Adams T.A. Life cycle analyses of bulk-scale solid oxide fuel cell power plants. Can J Chem Eng. 2015. 93 (8). P. 1349—1363.
17. Bouramdane A.A. Assessing the environmental impact of hydrogen fuel cell technologies (PEMFCs, SOFCs, AFCs): A cradle-to-gate attributional life cycle analysis. Green economics. 2023. Vol. 1. № 2. Р. 82—110.
18. Rillo E. et al. Life Cycle Assessment (LCA) of biogasfed Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) plant. Energy. 2017. 126. P. 585—602. http://doi:10.1016/j.energy.2017.03.041.
19. Zhang D. et al. Optimal design of CHP-based microgrids: Multiobjective optimisation and life cycle assessment. Energy. 2015. P. 1—13. http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2015.03.036.
20. Moretti C. et al. Combining Biomass Gasification and Solid Oxid Fuel Cell for Heat and Power Generation: An Early-Stage Life Cycle Assessment. Energies. 2020. 13. P. 2773. http://doi:10.3390/en13112773.
21. Roy D. et al. Techno-economic analysis of solid oxide fuel cell-based energy systems for decarbonising residential power and heat in the United Kingdom. Green Chem. 2024. 26. P. 3979—3994.
Review
For citations:
Mozzhegorova Yu., Shirinkina E., Ilyinykh G., Korotaev V. Prospects for the Application of Small-scale Generation Power Plants in the Context of Reducing the Carbon Footprint of the Electricity Produced. Ecology and Industry of Russia. 2025;29(7):66-71. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2025-7-66-71
Views:
30
Email this article 