Разработана модель для улучшения энергоснабжения районов Крайнего Севера

Ученые Новосибирского государственного технического университета разработали модель для оптимизации режимов работы энергосистем на базе автономных источников для развития арктических регионов РФ.

По словам доцента кафедры систем электроснабжения предприятий НГТУ, к.т.н. Татьяны Мятеж, в работе рассмотрена возможность использования водорода, получаемого на базе природного газа, в топливных элементах в системах децентрализованного электро- и теплоснабжения. Водородные топливные элементы, по представлениям учёных, являются более экологичной и эффективной альтернативой традиционным генерирующим источникам, в том числе с учётом разнообразия способов получения водорода на основе как органических топлив, так и безуглеродных технологий.

В работе указано, что многие арктические шельфовые месторождения значительно удалены от береговой линии, вследствие чего осложняется передача электроэнергии по ЛЭП, а ВИЭ-генерация недостаточно стабильна по причине климатических особенностей региона. Поэтому для обеспечения надёжного энергоснабжения этих территорий необходимы автономные источники, работа которых не будет зависеть от наличия ресурсной базы или погодных условий.

Учёные разработали оптимизационную модель, основанную на равенстве предельных доходов предельным издержкам. Был проведён сравнительный анализ энергетической эффективности топливных элементов в децентрализованных и централизованных системах энергоснабжения на основе нескольких параметров: суммарного расхода энергоресурсов, сопоставления выбросов СО2, срока окупаемости технологий, после чего рассчитан оптимальный режим работы в условиях конкурентного рынка. Результаты расчёта показывают, что применение водородных технологий на базе топливных элементов позволяет увеличить коэффициент использования мощности на 30% в сравнении с традиционными источниками, а также снизить стоимость 1 МВт энергии с 1 рубля до 50-60 копеек. На основе полученных данных определены условия конкурентоспособности новой технологии по сравнению с централизованными и децентрализованными системами на базе мини-ТЭЦ с газотурбинными или газопоршневыми двигателями.

В пресс-службе НГТУ уточнили, что учёными «впервые применён комплексный подход к оптимизации режимов энергообъекта». Модель улучшает одновременно социально-экономические, технологические и экологические показатели. По словам разработчиков, модель может быть применена для улучшения энергоснабжения севера Красноярского края и регионов Дальнего Востока.