probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2020-22-6-79-91probener-1614Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGПерспективы развития водородной энергетики в ТатарстанеProspects for the development of hydrogen power engineering in TatarstanФилимоноваА. А.FilimonovaA. A.

Филимонова Антонина Андреевна – канд. мед. наук, доцент кафедры «Химия и водородная энергетика»

г. Казань

Antonina A. Filimonova

Kazan

ЧичировА. А.ChichirovA. A.

Чичиров Андрей Александрович – д-р химич. наук, профессор, заведующий кафедрой «Химия и водородная энергетика»

г. Казань

Andrey A. Chichirov

Kazan

aachichirova@mail.ruЧичироваН. Д.ChichirovaN. D.

Чичирова Наталия Дмитриевна - д-р химич. наук, профессор, заведующий кафедрой «Тепловые электрические станции»

г. Казань

Natalya D. Chichirova

Kazan

ФилимоновА. Г.FilimonovA. G.

г. Казань

Kazan

ПеченкинА. В.PechenkinA. V.

Печенкин Александр Вадимович – аспирант кафедры «Химия и водородная энергетика»

г. Казань

Alexander V. Pechenkin

Kazan

Казанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation2020250320212267991Copyright © Филимонова А.А., Чичиров А.А., Чичирова Н.Д., Филимонов А.Г., Печенкин А.В., 20212021Филимонова А.А., Чичиров А.А., Чичирова Н.Д., Филимонов А.Г., Печенкин А.В.Filimonova A.A., Chichirov A.A., Chichirova N.D., Filimonov A.G., Pechenkin A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/1614

ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблемы и пути развития водородной энергетики в России и в Республике Татарстан. Проанализировать основные возможности для производства, транспортировки, использования водорода на предприятиях Татарстана. Провести расчет экономической эффективности производства «зеленого» водорода электролизом на ТЭС с ПГУ в Татарстане. МЕТОДЫ. Основаны на анализе литературных данных и проведении математических расчетов. РЕЗУЛЬТАТЫ. «Зеленый» водород является многообещающим решением для декарбонизированной энергетической системы, и 2020 год ознаменовался «взрывным» вниманием к его использованию во всем мире. Татарстан, как один из ведущих экономически развитых регионов России мог бы принять участие в производстве «зеленого» водорода, конструировании электрохимического оборудования для его получения, разработке технологий использования топливных элементов, научных исследованиях и подготовке высококвалифицированных специалистов в области водородной энергетики. По проведенным расчетам производство наиболее экологически чистого водорода на ТЭС с ПГУ в Татарстане в настоящее время обойдется в среднем 2 евро за килограмм, что значительно ниже существующей рыночной стоимости. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Татарстан может стать конкурентоспособным регионом по производству и дистрибьюции «зеленого» водорода. Основными направлениями деятельности должны быть получение чистого водорода, промышленное производство грузового транспорта на топливных элементах, производство электролизеров мегаваттного класса, утилизация водородсодержащих нефтяных газов на ТЭС в газовых турбинах или комбинированных циклах с топливными элементами.

PURPOSE. Consider the problems and ways of developing hydrogen energy in Russia and in the Republic of Tatarstan. Analyze the main opportunities for the production, transportation, use of hydrogen at the enterprises of Tatarstan. Calculate the economic efficiency of the production of "green" hydrogen by electrolysis at TPP with CCGT in Tatarstan. METHODS. Based on the analysis of literature data and mathematical calculations. RESULTS. Green hydrogen is a promising solution for a decarbonized energy system, and 2020 saw an explosive focus on its use around the world. Tatarstan, as one of the leading economically developed regions of Russia, could take part in the production of "green" hydrogen, the design of electrochemical equipment for its production, the development of technologies for the use of fuel cells, scientific research and training of highly qualified specialists in the field of hydrogen energy. According to the calculations, the production of the most environmentally friendly hydrogen at TPPs with CCGT in Tatarstan will currently cost an average of 2 euros per kilogram, which is significantly lower than the existing market value. CONCLUSION. Tatarstan can become a competitive region for the production and distribution of "green" hydrogen. The main areas of activity should be the production of pure hydrogen, the industrial production of freight transport on fuel cells, the production of megawatt-class electrolysers, the utilization of hydrogen-containing petroleum gases at TPPs in gas turbines or combined cycles with fuel cells.

водородная энергетика«зеленый» водородпроизводствоочисткахранениетранспортировкаиспользование водородаhydrogen energy«green» hydrogenproductionpurificationstoragetransportationuse of hydrogenReferencesФилимонова А.А., Чичиров А.А., Чичирова Н.Д и др. Современные направления развития водородных энергетических технологий // Надежность и безопасность энергетики. 2019. Т.12.№2. С. 89-96.Filimonova AA, Chichirov AA, Chichirova ND, et al. Modern directions of development of hydrogen energy technologies. Reliability and safety of energy. 2019;12(2):89-96.Информационно-аналитическое издание Инфраструктурного центра EnergyNetНТИ / EnergyTransition (hydrogen) №39 декабрь 2020 г.Information and analytical edition of the Infrastructure Center EnergyNet NTI. Energy Transition (hydrogen) №39 December 2020Информационно-аналитическое издание Инфраструктурного центра EnergyNetНТИ / EnergyTransition (hydrogen) №40 декабрь 2020 г.Information and analytical edition of the Infrastructure Center EnergyNet NTI. Energy Transition (hydrogen) №40 December 2020FraileD., Lanoix J.C., Maio P., et al. Overview of the Market Segmentation for Hydrogen Across Potential Customer Groups, Based on Key Application Areas. Europ ean Commission, 2015.Available online: http://www.certifhy.eu/images/D1_2_Overview_of_the_market_segmentation_Final_22_June_lowres.pdfFraileD, Lanoix JC, Maio P, et al. Overview of the Market Segmentation for Hydrogen Across Potential Customer Groups, Based on Key Application Areas. European Commission, 2015. Availableonline: http://www.certifhy.eu/images/D1_2_Overview_of_the_market_segmentation_Final_22_June_low-res.pdfDincer I. Green methods for hydrogen production // Int. J. Hydrogen Energy. 2012. 37. Р. 19541971.Dincer I. Green methods for hydrogen production. Int. J. Hydrogen Energy. 2012;3:1954–1971.IRENA. Green Hydrogen Cost Reduction: Scaling up Electrolysers to Meet the 1.5⁰C Climate Goal / International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi.2020.IRENA. Green Hydrogen Cost Reduction: Scaling up Electrolysers to Meet the 1.5⁰C Climate Goal. International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi. 2020.International Energy Agency. The Future of Hydrogen, Seizing Today’s Opportunities/ International Energy Agency: Paris, France. 2019.International Energy Agency. The Future of Hydrogen, Seizing Today’s Opportunities International Energy Agency: Paris, France. 2019.Mazza A., Bompard E., Chicco G. Applications of power to gas technologies in emerging electrical systems // Renew. Sustain. Energy Rev. 2018. № 92. Р. 794–806.Mazza A, Bompard E, Chicco G. Applications of power to gas technologies in emerging electrical systems. Renew. Sustain. Energy Rev. 2018;92:794–806.Kaushal A., Van Hertem D., Hertem D. An overview of ancillary services and HVDC systems in European context // Energies. 2019. №12. Р. 3481.Kaushal A, Van Hertem D, Hertem D. An overview of ancillary services and HVDC systems in European context. Energies. 2019;12:3481.Jovan D.J., Dolanc G. Can Green Hydrogen Production Be Economically Viable under Current Market Conditions // Energies. 2020. №13. Р. 6599. https://doi.org/10.3390/en13246599Jovan DJ, Dolanc G. Can Green Hydrogen Production Be Economically Viable under Current Market Conditions. Energies. 2020;13:6599. https://doi.org/10.3390/en13246599.Филимонова А.А., Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., и др. Современные возможности подготовки ультрачистой воды для питания высокопроизводительных котельных установок // Труды академэнерго.2020. № 3. С. 56-66.Filimonova AA, Chichirova ND, Chichirov A.A., et al. Modern possibilities for the preparation of ultrapure water for power supply of high-performance boiler plants. Trudy Akadenergo. 2020;3:56-66.Филимонов А.Г., Филимонова А.А., Чичирова Н.Д., и др. Особенности перехода Казани на АИТП при реализации комплексной программы повышения эффективности системы теплоснабжения // Вестник КГЭУ. 2019. Т. 11. № 2 (42). С. 127-137.Filimonov AG, Filimonova AA, Chichirova ND, et al. Features of Kazan's transition to AITP in the implementation of a comprehensive program to improve the efficiency of the heat supply system. Bulletin of KGEU. 2019;11(2):(42):127-137.Lewandowska-Bernat A., Desideri U. Opportunities of power-to-gas technology in different energy systems architectures // Appl. Energy. 2018. № 228. Р. 57–67.Lewandowska-Bernat A, Desideri U. Opportunities of power-to-gas technology in different energy systems architectures. Appl. Energy. 2018;228:57-67.Schiebahn S., Grube T., Robinius M., et al. Power to gas: Technological overview, systems analysis and economic assessment for a case study in Germany // Int. J. Hydrogen Energy. 2015. № 40. Р. 4285–4294.Schiebahn S, Grube T, Robinius M, et al. Power to gas: Technological overview, systems analysis and economic assessment for a case study in Germany. Int. J. Hydrogen Energy. 2015;40:4285–4294.Van Leeuwen C., Mulder M. Power-to-gas in electricity markets dominated by renewables // Appl. Energy. 2018. №232. Р. 258–272.Van Leeuwen C, Mulder M. Power-to-gas in electricity markets dominated by renewable. Appl. Energy. 2018;232:258–272.Fischer D., Kaufmann F., Selinger-Lutz O., et al. Power-to-gas in a smart city context - Influence of network restrictions and possible solutions using on-site storage and model predictive controls // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. №43. Р. 9483–9494.Fischer D, Kaufmann F, Selinger-Lutz O, et al. Power-to-gas in a smart city context - Influence of network restrictions and possible solutions using on-site storage and model predictive controls. Int. J. Hydrogen Energy. 2018;43:9483–9494.Chen Z., Zhang Y., Ji T., et al. Coordinated optimal dispatch and market equilibrium of integrated electric power and natural gas networks with P2G embedded // J. Mod. Power Syst. CleanEnergy. 2018. №6. Р. 495–508.Chen Z, Zhang Y, Ji T, et al. Coordinated optimal dispatch and market equilibrium of integrated electric power and natural gas networks with P2G embedded. Mod. PowerSyst. Clean Energy. 2018;6:495–508.INFOMINE Research Group.Обзор рынка водорода и оборудования для его производства в России, 3 издание Москва апрель, 2018http://www.infomine.ru/research/14/248INFOMINE Research Group. 2018. Avaialable at: http://www.infomine.ru/research/14/248/.NELHydrogen. Containerized Atmospheric Alkaline Electrolyser. Availableonline: https://nelhydrogen.com/product/atmospheric-alkaline-electrolyser-a-series/NELHydrogen. Containerized Atmospheric Alkaline Electrolyser. Available at: https://nelhydrogen.com/product/atmospheric-alkaline-electrolyser-a-series/.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.