probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2021-23-2-93-103probener-1783Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGВозможности развития водородной энергетики в Мурманской областиOpportunities for the development of hydrogen energy in the Murmansk regionЧелтыбашевА. А.CheltybashevA. A.

Челтыбашев Александр Анатольевич,  канд. пед. наук

Мурманск

Aleksandr A. Cheltybashev

Murmansk

cheltybashevaa@mstu.edu.ruКараченцеваЯ. М.KarachentsevaIa. M.

Караченцева Яна Марсильевна, старший преподаватель

Мурманск

Iana M. Karachentseva

Murmansk

Мурманский государственный технический университетРоссияMurmansk State Technical UniversityRussian Federation20212005202123293103Copyright © Челтыбашев А.А., Караченцева Я.М., 20212021Челтыбашев А.А., Караченцева Я.М.Cheltybashev A.A., Karachentseva I.M.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/1783

ЦЕЛЬ. Провести анализ перспектив развития водородной энергетики на территории Мурманской области. Рассмотреть возможности реализации проектов для отработки технологии получения «зеленого» водорода для промышленного использования. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялся метод анализа литературных источников в области водородной энергетики, а также метод обобщения полученной информации. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, изучена мировая тенденция по переходу к «зеленой» энергетике. Рассмотрены виды водорода по способам его получения. Выявлен наиболее экологичный и эффективный способ производства промышленного водорода, рассмотрены возможные источники его получения. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В результате анализа перспектив развития водородной энергетики в Мурманской области выявлены предпосылки для получения «зеленого» водорода в промышленных масштабах. Перечислены возможные источники для его производства. В статье приведен пример реализации проекта по созданию на территории Мурманской области международной научной исследовательской станции, для функционирования которой планируется использовать водородные топливные элементы.

THE PURPOSE. To analyze the perspectives for the development of hydrogen energy in the Murmansk region. To consider the possibility of implementing projects for producing "green" hydrogen for industrial using. METHODS. The method of analysis of literature sources in the field of hydrogen energy was used, as well as the method of generalizing the information obtained. RESULTS. The article describes the relevance of the topic, studies the global trend towards the transition to "green" energy. The methods of producing hydrogen are considered. The most environmentally friendly and efficient method for the production of industrial hydrogen has been identified, and possible sources of its production have been considered. CONCLUSION. As a result of the analysis of the prospects for the development of hydrogen energy in the Murmansk region, the prerequisites for the production of "green" hydrogen on an industrial scale are revealed. Possible sources for its production are listed. The article provides an example of the implementation of a project to create an international scientific research station on the territory of the Murmansk region, where hydrogen fuel cells will be used.

«Зеленый» водородветровая станциябезуглеродные технологииводородная энергетикаводородные топливные элементы"Green" hydrogenwind stationcarbon-free technologieshydrogen energyhydrogen fuel cellsReferencesTiwari G.N., Mishra R.K. Advanced renewable energy sources. RSC Publishing, Cambridge, 2012. 562 p.Tiwari GN, Mishra RK. Advanced renewable energy sources. RSC Publishing, Cambridge, 2012. 562 p.Antropov A.P., Ragutkin A.V., Yashtulov N.A. Micropower composite nanomaterials based on porous silicon for renewable energy sources // Int. J. Electrical, Computer, Energetic, Electronic and Communication Engineering. 2016. V. 10. № 12. pp. 1346–1349.Antropov AP, Ragutkin AV, Yashtulov NA. Micropower composite nanomaterials based on porous silicon for renewable energy sources. Int. J. Electrical, Computer, Energetic, Electronic and Communication Engineering. 2016;10(12):1346-1349.Bagotsky V.S., Skundin A.M., Volfkovich Yu. M. Electrochemical Power Sources: Batteries, Fuel Cells, and Supercapacitors. John Wiley & Sons, 2015. 400 p.Bagotsky VS, Skundin AM, Volfkovich YuM. Electrochemical Power Sources: Batteries, Fuel Cells, and Supercapacitors. John Wiley & Sons, 2015. 400 p.Basu S. Recent trends in fuel science and technology. New York: Anamaya Publ.; New Delhi, India, 2007. 375 p.Basu S. Recent trends in fuel science and technology. New York: Anamaya Publ.; New Delhi, India, 2007. 375 p.Cheng X., Shi Z., Glass N., et al. A review of PEM hydrogen fuel cell contamination: Impacts, mechanisms, and mitigation // J. Power Sources. 2007. V. 165. № 2. pp. 739–756.Cheng X, Shi Z, Glass N, et al. A review of PEM hydrogen fuel cell contamination: Impacts, mechanisms, and mitigation. J. Power Sources. 2007. V. 165. № 2. P. 739-756.Gandia L.M., Arzamedi G. Renewable hydrogen technologies: Production, purification, storage, applications and safety. Elsevier, 2013. 472 p.Gandia L.M., Arzamedi G. Renewable hydrogen technologies: Production, purification, storage, applications and safety. Elsevier. 2013. 472 p.Ghenciu A.F. Review of fuel processing catalysts for hydrogen production in PEM fuel cell systems // Current opinion in solid state and materials science. 2002. V. 6. № 5. pp. 389–399.Ghenciu AF. Review of fuel processing catalysts for hydrogen production in PEM fuel cell systems. Current opinion in solid state and materials science. 2002;6(5):389-399.Ghenciu A.F. Review of fuel processing catalysts for hydrogen production in PEM fuel cell systems // Current opinion in solid state and materials science. 2002. V. 6. № 5. pp. 389–399.Ghenciu AF. Review of fuel processing catalysts for hydrogen production in PEM fuel cell systems. Current opinion in solid state and materials science. 2002;6(5):389-399.Global Storage Market to Double Six Times by 2030. Bloomberg New Energy Finance. 2017. URL: https://cleantechnica.com/2017/11/21/global-energy-storage-market-double-six-times-2030-bnef/Global Storage Market to Double Six Times by 2030. Bloomberg New Energy Finance. 2017. Available at URL: https://cleantechnica.com/2017/11/21/global-energy-storage-marketdouble-six-times-2030-bnef/Hartnig C., Roth C. Polymer electrolyte membrane and direct methanol fuel cell technology. Vol. 2: In-situ characterization techniques for low temperature fuel cells. Woodhead Publ. Ltd., 2012. V. 2. 516 p.Hartnig C, Roth C. Polymer electrolyte membrane and direct methanol fuel cell technology. In-situ characterization techniques for low temperature fuel cells. Woodhead Publ. Ltd., 2012;2:516.Hydrogen Council Update: Council Priorities & Hydrogen Cost Report Presented By Traci Kraus, Hydrogen Council Member& Director of Government Relationsat Cummins https://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/05-Kraus-H2%20Council%20Update.pdfHydrogen Council Update: Council Priorities & Hydrogen Cost Report Presented By Traci Kraus. Hydrogen Council Member& Director of Government Relationsat Cummins Available at https://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/05-Kraus-H2%20Council%20Update.pdfLeung D.Y.C., Xuan J. Micro & Nano-Engineering of Fuel Cells. CRC Press, 2015. 338 p.Leung DYC, Xuan J. Micro & Nano-Engineering of Fuel Cells. CRC Press, 2015. 338 p.Liam Stoker. Storage secures 3.2GW of Capacity Market contracts in auction success. 2016. URL: https://www.energy-storage.news/news/storage-projects-secure-3.2gw-in-ukscapacity-marketLiam Stoker. Storage secures 3.2GW of Capacity Market contracts in auction success. 2016. Available at URL: https://www.energy-storage.news/news/storage-projects-secure-3.2gwin-uks-capacity-marketMisak S., Prokop L. Green energy and technology. Operation characteristics of renewable energy sources (1 ed.). Springer Int. Publ. Switzerland. 2017. 235 p.Misak S, Prokop L. Green energy and technology. Operation characteristics of renewable energy sources (1 ed.). Springer Int. Publ. Switzerland. 2017. 235 p.Popel' O.S., Tarasenko A.B. Гибридные накопители электрической энергии: их особенности и применение (Обзор) // Теплоэнергетика. 2018. № 5. С. 27–44.Popel' OS, Tarasenko AB. Gibridnye nakopiteli elektricheskoj energii: ih osobennosti i primenenie (Obzor). Teploenergetika. 2018;5:27–44.Rabis A., Paramaconi R., Schmidt T.J. Electrocatalysis for polymer electrolyte fuel cells: Recent achievements and future challenges // ACS Catal. 2012. V. 2. № 5. Р. 864–890.Rabis A, Paramaconi R, Schmidt TJ. Electrocatalysis for polymer electrolyte fuel cells: Recent achievements and future challenges. ACS Catal. 2012;2(5):864-890.Savard C., Яковлева Э.В. Развитие технологий накопления электрической энергии // Молодой ученый. 2017. № 50. С. 76–82.Savard C, YAkovleva EV. Razvitie tekhnologij nakopleniya elektricheskoj energii. Molodoj uchenyj. 2017;50:76-82.Stolten D., Emonts B. Fuel cell science and engineering: materials, processes, systems and technology. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, 2012. 1268 p.Stolten D, Emonts B. Fuel cell science and engineering: materials, processes, systems and technology. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, 2012. 1268 p.The Next Five Years in Energy Storage According to 500 Energy Professionals. GTM Research. 2015. 15 p. URL: https://ru.scribd.com/document/396777482/The-Next-Five-Years-in-Energy-Storage-According-to-500-Energy-ProfessionalsThe Next Five Years in Energy Storage According to 500 Energy Professionals. GTM Research. 2015. 15 p. Available at URL: https://ru.scribd.com/document/396777482/The-Next-Five-Years-in-Energy-Storage-According-to-500-Energy-ProfessionalsTiwari J.N., Tiwari R.N., Singh G., Kim K.S. Recent progress in the development of anode and cathode catalysts for direct methanol fuel cells (review) // Nano Energy. 2013. V. 2. pp. 553–578Tiwari JN, Tiwari RN, Singh G, et al. Recent progress in the development of anode and cathode catalysts for direct methanol fuel cells (review). Nano Energy. 2013;2:553-578.Vielstich W., Lamm A. Handbook of Fuel Cells: Fundamentals, Technology, Applications. Wiley, 2003. 3826 p.Vielstich W, Lamm A. Handbook of Fuel Cells: Fundamentals, Technology, Applications. Wiley, 2003. 3826 p.Vielstich W., Yokokawa H., Gasteiger H.A. Handbook of fuels: Fundamentals, technology and applications. Vol. 6. John Wiley & Sons: New York, 2009. 728 p.Vielstich W, Yokokawa H, Gasteiger HA. Handbook of fuels: Fundamentals, technology and applications. John Wiley & Sons: New York, 2009;6:728 p.Zhang J. PEM fuel cell electrocatalysts and catalyst layers. Fundamentals and applications. Springer Science & Business Media, 2008. – 1137 p.Zhang J. PEM fuel cell electrocatalysts and catalyst layers. Fundamentals and applications. Springer Science & Business Media, 2008. 1137 p.Альтернативные источники энергии / Режим доступа: http://www.planetseed.com/ru/relatedarticle/altiernativnyie-istochniki-enierghii-toplivnyieeliemientyAl'ternativnye istochniki energii . Available at http://www.planetseed.com/ru/relatedarticle/altiernativnyie-istochniki-enierghii-toplivnyieeliemienty.Багоцкий В.С., Скундин А.М. Химические источники тока. М: Энергоиздат, 1981. 360 с.Bagockij VS, Skundin A.M. Himicheskie istochniki toka. M: Energoizdat, 1981. 360 s.Водородная энергетика и синергия отраслей / Режим доступа https://energynet.ru/con2020#!/tab/256431881-3Vodorodnaya energetika i sinergiya otraslej. Available at https://energynet.ru/con2020#!/tab/256431881-3.Водородная энергетика России / Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Водородная_энергетикаVodorodnaya energetika Rossii. Available at: http://ru.wikipedia.org/wiki/Vodorodnaya_energetika.Воропай Н.И., Стенников В.А., Барахтенко Е.А. Интегрированные энергетические системы: вызовы, тенденции, идеология // Проблемы прогнозирования. 2017. № 5. С. 39-49.Voropaj NI, Stennikov VA, Barahtenko EA. Integrirovannye energeticheskie sistemy: vyzovy, tendencii, ideologiya. Problemy prognozirovaniya. 2017;5:39–49.Да Роза А. Возобновляемые источники энергии. Физико-технические основы: Пер. с англ. под редакцией С.П. Малышенко, О.С. Попеля. Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект»; М.: Издательский дом МЭИ; 2010. 704 с.Da Roza A. Vozobnovlyaemye istochniki energii. Fiziko-tekhnicheskie osnovy: uchebnoe posobie. Per. s angl. pod redakciej S.P. Malyshenko, O.S. Popelya. Dolgoprudnyj: Izdatel'skij dom «Intellekt»; M.: Izdatel'skij dom MEI; 2010. 704 p.Ерзнкян Б.А., Арутюнян С.М. ТЭК России на пороге четвертой промышленной революции // Экономический анализ: теория и практика. 2018. № 5. С. 836–855.Erznkyan BA, Arutyunyan SM. TEK Rossii na poroge chetvertoj promyshlennoj revolyucii. Ekonomicheskij analiz: teoriya i praktika. 2018;5:836–855.Жемлиханов Т. Аккумуляторные батареи. Российские внешнеторговые потоки // Электротехнический рынок. 2015. № 2 (62). C. 28–30.ZHemlihanov T. Akkumulyatornye batarei. Rossijskie vneshnetorgovye potoki. Elektrotekhnicheskij rynok. 2015;2(62):28–30.Иваницкая Е.В., «Международная арктическая станция на безуглеродной энергетике» https://www.safety.ru/novosti/mezhdunarodnaya-arkticheskaya-stanciya-nabezuglerodnoy-energetike (дата обращения: 01.03.2021 г.)Ivanickaya EV. Mezhdunarodnaya arkticheskaya stanciya na bezuglerodnoj energetike Available at https://www.safety.ru/novosti/mezhdunarodnaya-arkticheskaya-stanciya-nabezuglerodnoy-energetike. Accessed to: 01.03.2021 g.)Коровин Н.В., Скундин А.М. Химические источники тока. М.: Издательство МЭИ, 2003. 740 с.Korovin NV, Skundin AM. Himicheskie istochniki toka. M.: Izdatel'stvo MEI, 2003. 740 p.Мазуренко С.Н. Водородные технологии в энергетике. Доступно по: http://www.chem.msu.ru/rus/jvho/2008-6/78.pdfMazurenko SN. Vodorodnye tekhnologii v energetike.: Available at http://www.chem.msu.ru/rus/jvho/2008-6/78.pdf.Майорова Т.В. Трансформация Экономики: низкоуглеродный путь развития // Экономика и политика. 2017. № 1. С. 58–62.Majorova TV. Transformaciya Ekonomiki: nizkouglerodnyj put' razvitiya. Ekonomika i politika. 2017;1:58-62.Мастепанов А.М. Энергетический переход: к чему готовиться мировому нефтегазу // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом. Научноэкономический журнал. 2019, № 10 (178). С. 5–14.Mastepanov AM. Energeticheskij perekhod: k chemu gotovit'sya mirovomu neftegazu. Problemy ekonomiki i upravleniya neftegazovym kompleksom. Nauchno-ekonomicheskij zhurnal. 2019;10 (178):5-14.Международная Арктическая станция «Снежинка». https://arctic-mipt.com/(дата обращения: 17.03.2021 г.)Mezhdunarodnaya Arkticheskaya stanciya «Snezhinka». Available at https://arcticmipt.com/(data obrashcheniya: 17.03.2021 g.)На водороде в будущее https://expert.ru/expert/2020/51/na-vodorode-v-budushchee/Na vodorode v budushchee. Available at https://expert.ru/expert/2020/51/na-vodorodev-budushchee/Новые энергетические технологии. Исследование № 2. Ассоциация НП «Совет рынка», 2017. 150 с. URL: https://www.np-sr.ru/sites/default/files/sr_pages/SR_0V055968/i2_novye_energeticheskie_tehnologii.pdfNovye energeticheskie tekhnologii. Issledovanie № 2. Associaciya NP «Sovet rynka», 2017. 150 s. Available at URL: https://www.npsr.ru/sites/default/files/sr_pages/SR_0V055968/i2_novye_energeticheskie_tehnologii.pdfПетрушенко Ю.Я., Марченко Г.Н., Юдина Н.А., Ахметова И.Г., Водородная энергетика как альтернатива углеводородному и иным энергообогащенным видам сырья // Энергетика Татарстана. 2007. № 4 (8). С. 49-61.Petrushenko YUYA, Marchenko GN, YUdina NA, et al. Vodorodnaya energetika kak al'ternativa uglevodorodnomu i inym energoobogashchennym vidam syr'ya. Energetika Tatarstana. 2007;4 (8):49-61.Петрушенко Ю.Я., Сулейманов Н.М., Матухин В.Л., и др. На пути к водородной энергетике // Энергетика Татарстана. 2007. № 1 (5). С. 14-23.Petrushenko YUYA, Sulejmanov NM. Matuhin VL, et al. Na puti k vodorodnoj energetike. Energetika Tatarstana. 2007;1(5):14-23.Подгорный Ю.В., Лавров П.П., Воротилов К.А., и др. Влияние изменения спонтанной поляризации на вольт-амперные характеристики сегнетоэлектрических тонких пленок // Физика твердого тела. 2015. Т. 57. № 3. С. 465–468.Podgornyj YUV, Lavrov PP, Vorotilov K.A., et al. Vliyanie izmeneniya spontannoj polyarizacii na vol't-ampernye harakteristiki segnetoelektricheskih tonkih plenok. Fizika tverdogo tela. 2015;57(3):465-468.Макарова А.А., Григорьева Л.М., Митровой Т.А. Прогноз развития энергетики мира и России 2016. ИНЭИ РАН–АЦ при Правительстве РФ. М., 2016.Makarova AA, Grigor'eva LM, Mitrovoj TA. Prognoz razvitiya energetiki mira i Rossii 2016. INEI RAN–AC pri Pravitel'stve RF. M., 2016.Сигов А.С., Матюхин В.Ф., Мельников В.М. Космические солнечные лазерные электростанции для энергоснабжения северных регионов России // Энергетическая политика. 2016. № 4. С. 65–73.Sigov AS, Matyuhin VF, Mel'nikov VM. Kosmicheskie solnechnye lazernye elektrostancii dlya energosnabzheniya severnyh regionov Rossii. Energeticheskaya politika. 2016;4:65-73.Синяк Ю.В., Моделирование стоимости водородного топлива в условиях его централизованного производства. Материалы семинара лаборатории ВЭТО ИВТРАН. Москва, 2017.Sinyak YUV, Modelirovanie stoimosti vodorodnogo topliva v usloviyah ego centralizovannogo proizvodstva. Materialy seminara laboratorii VETO IVTRAN. Moskva,2017.Тарасевич М.Р., Кузов А.В. Топливные элементы прямого окисления спиртов // Альтернативная энергетика и экология. 2010. Т. 87. № 7. С. 86–108.Tarasevich MR, Kuzov AV. Toplivnye elementy pryamogo okisleniya spirtov // Al'ternativnaya energetika i ekologiya. 2010;87(70:86-108.Топливный элемент. Википедия / Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Топливный_элемент.Toplivnyj element. Vikipediya. http://ru.wikipedia.org/wiki/Toplivnyj_element.Экспертно-аналитический доклад «Новая технологическая революция: Вызовы и возможности для России». ЦСР. 2017. URL: https://strategy.csr.ru/user/pages/researches/novaya-tehnologicheskaya-revolutsiya-2017-10-13.pdf.Ekspertno-analiticheskij doklad. Novaya tekhnologicheskaya revolyuciya: Vyzovy i vozmozhnosti dlya Rossii. CSR. 2017. URL: https://strategy.csr.ru/user/pages/researches/novayatehnologicheskaya-revolutsiya-2017-10-13.pdfЯштулов Н.А., Лебедева М.В., Флид В.Р. Нанокомпозиты на основе палладия – высокоэффективные катализаторы для химических источников тока // Известия РАН. Сер. химическая. 2015. Т. 64. № 1. С. 24–28.YAshtulov NA, Lebedeva MV, Flid VR. Nanokompozity na osnove palladiya – vysokoeffektivnye katalizatory dlya himicheskih istochnikov toka. Izvestiya RAN. Ser. himicheskaya. 2015;64(1):24-028.Яштулов Н.А., Патрикеев Л.Н., Зенченко В.О., и др. Формирование и каталитические свойства материалов на основе пористого кремния с наночастицами платины // Российские нанотехнологии. 2015. Т. 10. № 11-12. С. 91-96.YAshtulov NA, Patrikeev LN, Zenchenko VO, et al. Formirovanie i kataliticheskie svojstva materialov na osnove poristogo kremniya s nanochasticami platiny. Rossijskie nanotekhnologii. 2015;10:11-12:91-96.

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