В Петербурге создали систему производства чистой воды, тепла и топлива
В Петербурге создали систему производства чистой воды, тепла и топлива
Одновременно получать пресную воду, электроэнергию и экологичное топливо — водород — с низкой себестоимостью позволит комплекс, спроектированный учеными https://ria.ru/organization_Sankt-Peterburgskijj_politekhnicheskijj_universitet_Petra_Velikogo/ в составе научного коллектива. Устройство может работать автономно, а эффективность получения водорода не зависит от погодных условий — в отличие от большинства современных систем. Результаты исследования https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2516-1083/ae7f66 в журнале Progress in Energy.
Ключевая сложность в переходе человечества на «зеленую» энергетику — высокая стоимость топлива и нестабильность процессов его получения, рассказали ученые Санкт‑Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ). Наиболее перспективной альтернативой нефти и природному газу исследователи считают водород (H₂), который можно получать из воды под воздействием электроэнергии.
«Большинство современных проектов по производству чистого водорода завязаны на возобновляемые источники энергии — солнце и ветер. Но они нестабильны: пасмурно — нет водорода. Кроме того, электролиз — процесс получения водорода из воды — требует огромного количества именно пресной воды, что создает серьезную трудность в регионах, где и так не хватает питьевой воды», — объяснила одна из авторов исследования, доцент Высшей школы атомной и тепловой энергетики Екатерина Соколова.
Ученые СПбПУ предложили сделать производство водорода более независимым от внешних условий и уменьшить потребность во «внешних» ресурсах. В основе нового проекта производства — малый модульный реактор на сверхкритическом диоксиде углерода (CO₂). Для комплекса ученые просчитали два сценария работы: полностью автономный (когда завод сам себя обеспечивает водой) и рыночный (когда опресненная вода продается как отдельный ценный продукт).
«Основной принцип, заложенный в нашу систему, — это сохранение тепла. Представьте себе, что вы сначала вскипятили чайник, потом этим же теплом обогрели комнату, а потом еще и высушили белье. Так же и тепло от ядерного реактора сначала тратится на выработку электроэнергии, остатки — на получение водорода из чистой воды. По желанию оставшиеся излишки тепла можно потратить на кипячение для опреснения морской воды», — рассказала Соколова.
Согласно разработанной модели, система не требует огромных территорий (реактор компактный), не зависит от внешних источников воды (сама опресняет) и дает стабильную, предсказуемую цену на водород и электроэнергию на десятилетия вперед. По предварительным оценкам, она может составить от 2, 93 доллара США за килограмм — сейчас она https://hydrogencouncil.com/en/ порядка 6 долларов за килограмм.
«Используемый в нашей модели реактор пока находится на стадии концептуальной разработки (так называемый уровень технологической готовности 3–4), а когда он будет готов к коммерческому строительству, мы сможем сразу перейти к проектированию системы производства водорода для конкретного региона страны‑заказчика комплекса», — добавила Соколова.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (проект № 25‑79‑10229).
