Оценка экономической эффективности производства водорода c использованием энергии ветра и солнца; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 336, № 1 - Марченко О. В. Олег Владимирович (2025, 2025)
Актуальность. В настоящее время широко обсуждается вопрос использования водорода в качестве топлива, замещающего углеводородное сырье. Планы развития водородной энергетики, заявленные в ряде стран, включая Россию, предполагают многократное увеличение производства и потребления водорода в энергетических целях. Делать однозначные выводы о возможностях добычи в промышленных масштабах свободного водорода, исходящего из глубин Земли, пока преждевременно. Пока водород получают в основном конверсией угля и газа. Вместе с тем единственным экологически чистым способом получения водорода является извлечение его из воды, которой на Земле намного больше, чем углеводородного сырья, и которая более доступна. Самый распространённый способ получения водорода из воды – это ее разложение под действием электрического тока в электролизёре. При использовании возобновляемых источников энергии процесс производства водорода будет экологически чистым. Цель: исследование экономической эффективности производства водорода методом электролиза на основе электроэнергии, вырабатываемой ветроэлектричекими установками и фотоэлектрическими преобразователями в зависимости от конфигурации энергосистемы и внешних условий. Методы: определялась стоимость производимого водорода в зависимости от технико-экономических показателей энергоисточников, скорости ветра и прихода солнечной радиации на земную поверхность. Расчёты проводились с помощью оптимизационной математической модели REM-2 (Renewable Energy Model). Результаты. Построены графики зависимости стоимости электроэнергии и водорода от климатических условий (средней многолетней скорости ветра и годового прихода солнечной радиации). Проведён анализ полученных результатов. Показано, что при хороших климатических условиях (V≥6 м/с, Q≥1400 кВтч/м2/год) и оптимистических значениях технико-экономических показателей стоимость водорода составляет 2,8–3,4 $/кг. В системе автономного электроснабжения за счёт использования «избыточной» электроэнергии возобновляемых источников энергии, работающих в стохастическом режиме, затраты на производство водорода минимальны