CC BY
30
Филатова Анастасия Сергеевна, студент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
POSITION AND PROSPECTS OF NON-TRADITIONAL RENEWABLE ENERGY IN RUSSIA
A.S.Filatova
The question of the current state of the NRTI in Russia and the prospects for its development in our country are considered. The current situation of renewable energy sources has been assessed.
Key words: NIEE, RES, geothermal energy, energy supply, energy supply.
Filatova Anastasia Sergeevna, student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 620.92
СОЗДАНИЕ ЗАПАСОВ ЭНЕРГИИ ПУТЁМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ГАЗ МЕТАН
В.Ю. Карницкий, В.С. Ушников
Рассмотрен удобный, эффективный и экономичный способ аккумулирования электроэнергии.
Ключевые слова: электроэнергия, метан, аккумулирование электроэнергии, возобновляемые источники энергии, тепловые электростанции.
В настоящее время всё больше имеют распространение возобновляемые источники электроэнергии. Но по-прежнему не решена проблема с накоплением электроэнергии, которая генерируется в процессе работы ветряных и солнечных электростанций. Выработка электроэнергии с помощью ВИЭ зависит от природных условий, а именно от времени суток и от силы ветра. Когда такой энергии много, возникает потребность в накоплении вырабатываемой электроэнергии. При этом аккумуляторов, которые способны экономично и эффективно запасать большие объёмы электроэнергии, на данный момент в мире не существует.
Похожая проблема существует у тепловых электростанций (ТЭС). Работа всех ТЭС в мире распределяется крайне неравномерно в течение суток. Это обуславливается различным суточным графиком нагрузки, где энергопотребление зависит от времени суток. Неравномерность работы основных агрегатов ТЭС приводит к повышенному износу основного оборудования. Для продления сроков службы желательно иметь постоянную нагрузку, но это невозможно, так как система электроснабжения безынерционна.
Известия ТулГУ. Технические науки. 2017. Вып. 12. Ч. 1
Проблему накопления энергии предлагается решить путём преобразования электрической энергии в газ метан СН4. Схема преобразования электроэнергии изображена на рисунке.
ВаэоЗнобляемые источники энергии
ТеплоВые электростанции
Схема преобразования электроэнергии в газ
Процесс получения с помощью электроэнергии синтетического газа состоит из двух этапов и происходит по химическим реакциям, которые приведены в формулах (1) и (2).
2Н20 ^ 2Н2 + 02; (1)
С02 + 4Н2 -> СН4 + 2Н20 (2)
На первом этапе происходит процесс электролиза: под воздействием электрического тока вода разлагается на кислород и водород. На втором этапе полученный водород смешивают с диоксидом углерода и, используя реакцию Сабатье, смесь газов при повышенном давлении и температуре в присутствии никелевого катализатора или катализатора на основе рутения с оксидом алюминия, он преобразуется в синтетический метан.
В мире существует технологии использования водорода в качестве топлива, но хранение большого количества водорода взрывоопасно, т.к. при контакте с кислородом из окружающей среды он превращается в «гремучую смесь», для воспламенения которой достаточно статического электричества или одной десятой части энергии, необходимой для воспламенения паров бензина. Поэтому полученный водород применяется для получения синтетического метана, который можно безопасно хранить достаточно долгое время и при необходимости применять в тех же ТЭС, а также в бытовом хозяйстве и в качестве топлива для автомобилей с метановыми двигателями.
Коэффициент полезного действия данного метода не очень высокий, но так как для осуществления процесса будет использоваться избыток электроэнергии, то данное предложение будет эффективным, а из-за ограниченности запасов природного газа, оно ещё и актуально.
218
Себестоимость электроэнергии, полученной из синтетического газа, высока, но при развитии этой технологии, процесс преобразования электроэнергии в метан станет выгоднее и экономичнее.
Список литературы
1 Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции: учебник для вузов. 3 е изд., перераб. М.: Изд. МЭИ, 2004. 424 с.
2 Материалы с сайта ПЕРЕТОК.ру. Технологии будущего: производство газа из электроэнергии. [Электронный ресурс]. URL: http://peretok.ru/articles/innovations/7438 (дата обращения: 10.11.2017).
3 Материалы сайта pro-gas.ru. Технология Power-to-Gas: в Германии хотят производить газ из ветра [Электронный ресурс]. URL: http://www. pro-gas.ru/tehn/news publish/889.htm (дата обращения: 10.11.2017).
Карницкий Валерий Юльевич, канд. техн. наук, доц., eiests@tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Ушников Владислав Сергеевич, студент, vladik. ushnikov@,mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
CREATION OF ENERGY RESERVES BY CONVERTING ELECTRICITY
TO METHANE GAS
V.Y. Karnitsky, V.S. Ushnikov
A convenient, efficient and economical way of accumulating electricity is considered.
Key words: electricity, methane, accumulation of electricity, renewable energy, thermal power plant.
Karnitsky Valery Yulyevich, candidate of technical sciences, docent, eiestsatsu. tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Ushnikov Vladislav Sergeevich, student, vladik. ushnikov@,mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
