Preview

Войти

Регистрация нового пользователя Забыли Ваш пароль?

Экология и промышленность России

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

Функциональное моделирование жизненного цикла энергоустановки на твердооксидных топливных элементах

https://doi.org/10.18412/1816-0395-2025-12-

Аннотация

Рассмотрена опытная энергетическая установка на ТОТЭ мощностью 2,5 кВт российского производства. Установлено, что углеродный след производства энергоустановки составляет 3628,2 кг СО2-экв., а углеродный след производимой электроэнергии (без учета выбросов от топлива) – 20,4 г СО2-экв./(кВт•ч) при минимальных сроках эксплуатации оборудования. Отмечено, что оптимизация режимов работы и увеличение сроков эксплуатации оборудования обеспечивает показатель углеродного следа электроэнергии (без учета выбросов от топлива) – 14,1 г СО2-экв./(кВт•ч). Сделан вывод о том, что выход на серийное производство, оптимизация режимов работы энергоустановки позволит достичь себестоимости электроэнергии на уровне 8 руб./(кВт•ч).

Об авторах

Е. С. Ширинкина
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ)
Россия

канд. техн. наук, доцент


Ю. В. Мозжегорова
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ)
Россия

канд. техн. наук, доцент


Г. В. Ильиных
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ)
Россия

канд. техн. наук, доцент


В. Н. Коротаев
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ)
Россия

д-р техн. наук, профессор


Список литературы

1. Safaei A., Freire F., Henggeler Antunes C.A. Life cycle multi-objective economic and environmental assessment of distributed generation in buildings. Energy Conversion and Management. 2015. Vol.97. P. 420—427. DOI:10.1016/j.enconman.2015.03.048.

2. Lee Y.D., Ahn K.Y., Morosuk T., Tsatsaronis G. Environmental impact assessment of a solid-oxide fuel-cell-based combined-heat-and-power-generation system. Energy. 2015. Vol. 79. P. 455—466. DOI:10.1016/j.energy.2014.11.035.

3. Вялых И.А., Кондрашов Н.Н., Коротаев В.Н., Арасланов Р.Д., Галлямов А.Н., Долгих А.В., Власов С.А., Любимов А.В. Проектирование опытной энергетической установки на ТОТЭ мощностью 2,5 кВт. Тез. докл. "Школы-конференции Центра компетенций НТИ "Водород как основа низкоуглеродной экономики", 26—27 сентября, г. Киров 2024. С. 51—52. [Электронный ресурс]. URL: https://catalysis.ru/resources/institute/Publishing/Report/2024/H2_Abstracts-2024.pdf (дата обращения 18.06.2025).

4. Мозжегорова Ю.В., Ильиных Г.В., Коротаев В.Н. Углеродный след энергетической установки на основе твердооксидного топливного элемента. Глобальная энергия. 2025. Т. 31. № 2. С. 42—56. DOI 10.18721/JEST.31204.

5. Naeini M., Cotton J. S, Adams J.S. Dynamic life cycle assessment of solid oxide fuel cell system considering long-term degradation effects Energy Conversion and Management. 2022. Vol. 255 P. 115336. DOI:10.1016/j.enconman.2022.115336.

6. Схема и программа развития электроэнергетических систем России на 2024-2029 гг. [Электронный ресурс]. URL: https://www.so-ups.ru/fileadmin/files/com pany/future_plan/pub lic_discussion/2024/final/sipr_ups_2024-29_fin.pdf (дата обращения 18.06.2025).

7. Филин Ю.И. Перспективы использования топливных элементов в качестве резервных источников питания. Вестник Брянской ГСХА. 2024. № 5(105). С. 61—64.

8. Corigliano O., Lorenzo G. De, Fragiacomo P. Techno-energy-economic sensitivity analysis of hybrid system Solid Oxide Fuel Cell/Gas Turbine. AIMS Energy. No. 9(5). P. 934—990. DOI: 10.3934/energy.2021044.

9. Braun R.J. Techno-Economic Optimal Design of Solid Oxide Fuel Cell Systems for Micro-Combined Heat and Power Applications in the U.S. Journal of Fuel Cell Science and Technology. 2010. Vol. 7. P. 031018. DOI: 10.1115/1.3211099.

10. Агарков Д.А., Бредихин С.И. Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) и энергоустановки на их основе. Энергоэксперт. 2021. № 3(79). С. 36—38

11. A Total Cost of Ownership Model for Solid Oxide Fuel Cells in Combined Heat and Power and Power- Only Applications. [Электронный ресурс]. URL: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2016/06/f32/fcto_lbnl_total_cost_owner-ship_sofc_systems.pdf (дата обращения 17.06.2025).

12. Gandiglio M., De Sario F., Lanzini A., Bobba S., Santarelli M., Blengini G.A. Life Cycle Assessment of a Biogas-Fed Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) Integrated in a Wastewater Treatment Plant. Energies. 2019. No.12(9). P. 1611. DOI:10.3390/en12091611.

13. Colantoni A., Giuseppina M., Buccarella M., Cividino S., Vello M. Economic Analysis of Solid Oxide Fuel Cell Systems Utilizing Natural Gas as Fuel. ICCSA. 2011. Part IV. LNCS. 6785. P. 270—276.

14. Yang Y., Shen Y., Sun T., Liu P., Lei T. Economic Analysis of Solid Oxide Fuel Cell Systems Utilizing Natural Gas as Fuel. Energies. 2024. No.17. P. 2694. DOI:10.3390/en17112694.

15. Xiao Y., You H., Chen D., Yuan Y., Hu B., Li G., Han J. Exergy, exergoeconomic, and exergoenvironmental analyses of a combined cooling, heating, power, and freshwater poly-generation system driven by methane-fueled solid oxide fuel cell. Energy. 2025. Vol. 314. P. 134295. DOI:10.1016/j.energy.2024.134295.


Рецензия

Для цитирования:

Ширинкина Е.С., Мозжегорова Ю.В., Ильиных Г.В., Коротаев В.Н. Функциональное моделирование жизненного цикла энергоустановки на твердооксидных топливных элементах. Экология и промышленность России. 2025;29(12). https://doi.org/10.18412/1816-0395-2025-12-

For citation:

Shirinkina E.S., Mozzhegorova Yu.V., Ilyinykh G.V., Korotayev V.N. Life Cycle Functional Modeling of a Solid Oxide Fuel Cell Unit. Ecology and Industry of Russia. 2025;29(12). (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2025-12-

Просмотров: 27


ISSN 1816-0395 (Print)
ISSN 2413-6042 (Online)

119049, г. Москва, а/я 28

Обработка персональных данных
создано и поддерживается NEICON
(лаборатория Elpub)