Перспективи та проблематика використання водню, як системи акумуляції позабалансної генерації електричної енергії, для нафтогазового та енергетичного секторів України
Article Sidebar
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Main Article Content
Abstract
Відмінність графіків генерації та споживання енергії є однією з основних проблем сучасної енергетики. Особливо гостро ця проблема постає в розрізі зростаючих потужностей вітрових та сонячних електростанцій. Для подолання цього виклику застосовуються системи прямої та непрямої акумуляції різних видів енергії. Одним з найбільш перспективних є напрямок дослідження виробництва водню відомими методами в періоди надлишку електричної генерації з наступним фізичним акумулюванням водневого палива і подальшим виробництвом електричної енергії методами класичних паросилових або газотурбінних циклів в локальних енергогенеруючих установках. В статті систематизовано основні проблеми, пов’язані з використанням водневого палива та потенціали його використання.
Article Details
References
Global Change Data Lab, «Our World in Data,» Global Change Data Lab, 2024. [Онлайновий]. Available: https://ourworldindata.org/. [Дата звернення: 2024].
Gravity Storage GmbH, «Technical Concept,» Gravity Storage GmbH, 2024. [Онлайновий]. Available: https://gravity-storage.com/technical-concept/. [Дата звернення: 2024].
Energy Vault, Inc., «Future-proof your Energe Storage Solutions,» Energy Vault, Inc., 2024. [Онлайновий]. Available: https://www.energyvault.com/solutions. [Дата звернення: 2024].
W. Tong, Z. Lu, J. D. Hunt, H. Zhao, M. Han та G. Zhao, «Energy management system for modular-gravity energy storage plant,» Journal of Energy Storage, т. Part A, № 74, p. 109283, 2023.
Q. Yang, Q. Liu, Q. Fu, K. Yang, M. Zhang та Q. Chen, «Smart microgrid construction in abandoned mines based on gravity energy storage,» Heliyon, т. 11, № 9, p. e21481, 2023.
Emrani, A. Berrada, A. Arechkik та M. Bakhouya, «Improved techno-economic optimization of an off-grid hybrid solar/wind/gravity energy storage system based on performance indicators,» Journal of Energy Storage, № 49, p. 104163, 2022.
H. Li, H. Ma, K. Zhao, S. Zhu, K. Yang, Z. Zeng, Z. Zheng та C. Yang, «Parameter design of the compressed air energy storage salt cavern in highly impure rock salt formations,» Energy, № 286, p. 129520, 2024.
Q. Zhang, M. Ge, P. Wu, F. Wei, S. Xue, B. Wang and X. Ge, "Solar photovoltaic coupled with compressed air energy storage: A novel method for energy saving and high quality sprinkler irrigation," Agricultural Water Management, no. 288, p. 108496, 2023.
R. Tarkowski, L. Lankof, K. Luboń та J. Michalski, «Hydrogen storage capacity of salt caverns and deep aquifers versus demand for hydrogen storage: A case study of Poland,» Applied Energy, № 355, p. 122268, 2024.
L. Zeng, M. Sarmadivaleh, A. Saeedi, Y. Chen, Z. Zhong та Q. Xie, «Storage integrity during underground hydrogen storage in depleted gas reservoirs,» Earth-Science Reviews, № 247, p. 104625, 2023.
M. Saeed та P. Jadhawar, «Optimizing underground hydrogen storage in aquifers: The impact of cushion gas type,» International Journal of Hydrogen Energy, т. Part A, № 52, pp. 1537-1549, 2024.
C. Dodangoda, P. Ranjith and A. Haque, "Exploring hydrogen storage potential in depleted Western Australian hydrocarbon reservoirs: A petrophysical and petrographic analysis," Fuel, vol. Part A, no. 358, p. 129951, 2024.
Jahanbakhsh, A. L. Potapov-Crighton, A. Mosallanezhad, N. T. Kaloorazi та M. M. Maroto-Valer, «Underground hydrogen storage: A UK perspective,» Renewable and Sustainable Energy Reviews, т. Part B, № 189, p. 114001, 2024.
T. Dong та et al., «Enhancement of hydrogen production via optimizing micro-structures of electrolyzer on a microfluidic platform,» Applied Energy, № 356, p. 122376, 2024.
H. Cheng, Y. Xia, Z. Hu та W. Wei, «Optimum pulse electrolysis for efficiency enhancement of hydrogen production by alkaline water electrolyzers,» Applied Energy, № 358, p. 122510, 2024.
J. Kim, S. Abbas, H.-J. Shin, S. B. Rizvi, K. B. Lee та H. Y. Ha, «Strategies for simultaneous improvement of reaction rate and caustic efficiency of brine electrolyzer,» Chemical Engineering Journal, № 476, p. 146706, 2023.
K. Kuterbekov, A. Kabyshev, K. Bekmyrza та M. Kubenova, «Energy, exergy and thermo-economics analyses of hybrid solar, steam turbine and biomass gasification system for hydrogen production by polymer membrane electrolyzer,» International Journal of Thermofluids, p. 100556, 2023.
D. W. Ha, H. W. Noh, Y. M. Seo, T. H. Koo та R. K. Ko, «Development of a condensing-type hydrogen liquefaction system for improving cooling efficiency and long-term storage,» International Journal of Hydrogen Energy, т. Part B, № 49, pp. 1558-1571, 2024.
J. Danebergs та S. Deledda, «Can hydrogen storage in metal hydrides be economically competitive with compressed and liquid hydrogen storage? A techno-economical perspective for the maritime sector,» International Journal of Hydrogen Energy, т. Part D, № 50, pp. 1040-1054, 2024.
C. Drawer, J. Lange and M. Kaltschmitt, "Metal hydrides for hydrogen storage – Identification and evaluation of stationary and transportation applications," Journal of Energy Storage, no. 77, p. 109988, 2024.
J. Zhang, Z. Li, X. Zheng та P. Liu, «Long-term planning and coupling optimization of multi-regional natural gas and hydrogen supply systems: A case study of China,» Computers & Chemical Engineering, p. 108593, 2024.
Granja-DelRío та I. Cabria, «Exploring the hydrogen and methane storage capacities of novel DUT MOFs at room temperature: A Grand Canonical Monte Carlo simulation study,» International Journal of Hydrogen Energy, № 54, pp. 665-677, 2024.
F. M. Nafchi, E. Afshari та . E. Baniasadi, «Numerical simulation and performance analysis of solar hydrogen production using anion exchange membrane electrolyzer and blending with natural gas,» Energy Conversion and Management, № 299, p. 117874, 2024.
W. Zittel та R. Wurster, «Chapter 3: Production of Hydrogen. Part 4: Production from electricity by means of electrolysis,» Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH, 1996.
Office of Energy Efficiency & Renewable Energy, «Technical Targets for Proton Exchange Membrane Electrolysis,» Office of Energy Efficiency & Renewable Energy, 2024. [В Интернете]. Available: https://www.energy.gov/eere/fuelcells/technical-targets-proton-exchange-membrane-electrolysis. [Дата обращения: 2024].
А. В. Борисенко та В. А. Пешко, Основи теплової енергетики: конспект лекцій: навч. посіб. для для здобувачів ступеня бакалавра за спеціальністю 105 Прикладна фізика та наноматеріали, Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021, p. 149.
О. Г. Погосов, Н. В. Чепурна, П. О. Пасічник, Є. О. Кулінко та А. А. Дорошенко, «Сучасні системи тепло- та паропостачання промислових підприємств при застосуванні глибокої утилізації енергетичного потенціалу технологічної пари,» Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання, т. 45, pp. 42-51, 2023.
Pogosov, A. Prijmak, E. Malkin та E. Kulinko, «Analiz poroga ekonomiceskoj celesoobraznosti ekspluatacii TES i puti ich vozmoznoj modernizacii na primere vnedrenia castotnych preobrazovatelej dla pitatel’nych elektronasosov,» Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym, т. 2, № 16, pp. 63-69, 2015.