ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАСШТАБОВ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ
Аннотация
В обзоре рассматриваются способы оценки экономической эффективности различных способов получения водорода, включая технологии получения из природного газа (паровая конверсия, автотермический риформинг, комбинированные методы), а также другие методы, предлагаемые в настоящее время. Осуществлен сравнительный анализ литературных данных по изучению экономики и технико-экономических показателей водородных производств на основе современных методов математического моделирования и компьютерной обработки данных. Отмечена перспективность продолжения исследований в этой области, особенно в части разработки технологий маломасштабного производства, при этом в качестве одного из наиболее перспективных в настоящее время видов сырья для получения водорода можно рассматривать природный газ.
Литература
Hydrogen scaling up. A sustainable pathway for the global energy transition. Hydrogen Council. November 2017. URL: https://hydrogencouncil.com/wp-content/uploads/2017/11/Hydrogen-scaling-up-Hydrogen-Council.pdf (дата обращения 12.05.2020).
Staffell I., Scamman D., Valazquez Abad A., Balcombe P., Dodds P.E., Ekins P., Shan N., Ward K.R. Energy Environ. Sci. 2019. V. 12. P. 463 – 491. doi: 10.1039/c8ee01157e.
Hydrogen Council. URL: https://hydrogencouncil.com/en/.
Рынок систем накопления электроэнергии в России: потенциал развития (под редакцией Ю. Удальцова и Д. Холкина). // Роснано, Энерджинет. Москва, 2018, 72 стр. URL: https://www.csr.ru/wp-content/uploads/2018/07/Condenses_system_markets_in-Russia_Internet_M5.pdf (дата обращения 24.06.2020).
России предстоит занять нишу на зарождающемся глобальном рынке энергетического водорода. URL: https://ntinews.ru/news/khronika-rynkov-nti/energynet/rossii-predstoit-zanyat-nishu-na-zarozhdayushchemsya-globalnom-rynke-energeticheskogo-vodoroda.html (дата обращения 12.04.2020).
Renewable hydrogen “already cost competitive”, says new research. March 15, 2019 by Jocelyn Timperley. URL: https://energypost.eu/renewable-hydrogen-already-cost-competitive-says-new-research/ (дата обращения 05.03.2020).
Ashik U.P.M., WanDaud W.M.AS., Abbas H.F. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. V. 44. P. 221–256. doi: 10.1016/j.rser.2014.12.025.
Арутюнов В.С., Крылов О.В. Органическая химия: окислительные превращения метана. Учебное пособие для вузов. 2-е изд., испр. и доп. М.: Издательство Юрайт, 2017, 371 с.
Liu Ge. Hydrogen and Syngas Production and Purification Technologies. Wiley: Blackwell, Oxford, 2010, 533 p.
Holladay J.D., Hu J., King D.L., Wang Y. Catal. Today. 2009. V. 139. P. 244 – 260. doi: 10.1016/j.cattod.2008.08.039.
Besancon B.M., Hasanov V., Imbault-Lastapis R., Benesch R., Barrio M., Mølnvik M.J. Int. J. Hydrog. Energy. 2009. V. 34. P. 2350–2360. doi: 10.1016/J.IJHYDENE.2008.12.071.
Kalamaras C.M., Efstathiou A.M. Hindawi Publishing Corporation. Conference Papers in Energy. 2013, Article ID 690627 Hydrogen Production Technologies: Current State and Future Developments, 9 pages. doi: 10.1155/2013/690627.
LeValley T.L., Richard A.R., Fan M. International Journal of Hydrogen Energy. 2014. V. 39. P. 16983–17000. doi:10.1016/j.ijhydene.2014.08.041
York A.P.E., Xiao T., Green M.L.H. Topics in Catalysis. 2003. V. 22(3). P. 345–358. doi:10.1023/A:1023552709642.
Dinh K.T., Román-Leshkov Y. ACS Catal. 2018. V. 8. P. 8306–8313.
Snyder B.E., Vanelderen P., Bols M.L., Hallaert S.D., Böttger L.H., Ungur L., Pierloot K., Schoonheydt R.A., Sels B.F., Solomon E.I. Nature. 2016. V. 536. P. 317–321.
Sharma S., Ghoshal S.K. Renew. Sust. Energ. Rev. 2015. V. 43. P. 1151–1158. doi: 10.1016/J.RSER.2014.11.093.
Holladay J.D., Hu J., King D.L., Wang Y. Catal. Today. 2009. 139. P. 244–260. doi: 10.1016/j.cattod.2008.08.039.
Wang T.F., Porosoff M.D. & Chen J.G.G. Catal. Today. 2014. V. 233. P. 61–69.
Gokhale A.A., Dumesic J.A. & Mavrikakis M. J. Am. Chem. Soc. 2008. V. 130. P. 1402–1414.
Nikitin A., Ozersky A., Savchenko V., Sedov I., Shmelev V., Arutyunov V. Chemical Engineering Journal. 2019. V. 377. P. 120883. doi: 10.1016/j.cej.2019.01.162.
Диденко Л.П., Семенцова Л.А., Чижов П.Е., Дорофеева Т.В. Нефтехимия. 2019. Т. 59. № 3. С. 271–281. doi: 10.1134/S0028242119030055.
Dorofeenko S.O., Polianczyk E.V. International Journal of Hydrogen Energy. 2019. V. 44. No. 11. P. 30039–30052.]
Макаршин Л.Л., Андреев Д.В., Грибовский А.Г. Ползуновский вестник. 2018. №4. С. 100–105. doi: 10.25712/ASTU.2072-8921.2018.04.020.
Shigarov A.B., Kirillov V.A., AmosovY/.I., Brayko A.S., Avakov V.B., Landgraf I.K., Urusov A.R. International Journal of Hydrogen Energy. 2017. V. 42. No. 10. P. 6713–6726. doi: 10.1016/j.ijhydene.2016.12.057.
Герзелиев И.М., Попов А.Ю., Усачев Н.Я., Хаджиев С.Н. Вестник научно- технического развития. 2012. № 8 (60). С. 12–17.
Dodds P.E. Economics of hydrogen production // Compendium of Hydrogen Energy: Hydrogen Production and Purification. Edit. Velu Subramani , Angelo Basile, T. Nejat. Woodhead Publishing Series in Energy (chapter 3). 2015. P. 63–79. doi: 10.1016/B978-1-78242-361-4.00003-0.
U.S. Department of Energy (DOE). URL: https://www.hydrogen.energy.gov/index.html (дата обращения 09.01.2020).
James B.D., Colella W.G., Jennie M., Morton J.M. Techno-Economic Analysis of Hydrogen Production Pathways. DOE Hydrogen and Fuel Cell Technical Advisory Committee Meeting at NREL Golden, Colorado. October 30th, 2013. URL: https://www.hydrogen.energy.gov/htac_oct13_12_ramsden_james.pdf (дата обращения 09.01.2020)
Saur G., Penev M., Ma Zh., Eichman J. Techno-Economic Analysis of Hydrogen Production. National Renewable Energy Laboratory (NREL). URL: https://www.h2awsm.org/capabilities/techno-economic-analysis-hydrogen-production (дата обращения 09.01.2020)
Ardabili S.F., Najafi B., Shamshirband S., Bidgoli B.M., Deo R.Ch., Chau K. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 2018. V. 12. Issue 1. 438–458. doi: 10.1080/19942060.2018.1452296.
Bamidele V.A., Siti I.M., May A.A., Chin K.Ch. Catalysts. 2019. V. 9. No 9. P. 738. doi: 10.3390/catal9090738.
Gangadharan P., Kanchi K.C., Lou H.H. Chemical Engineering Researcher Design. 2012. V. 90. P. 1956–1968. doi:10.1016/j.cherd.2012.04.008.
Bartels J.R., Pate M.B., Olson N.K. International Journal of Hydrogen Energy. 2010. V. 35. P. 8371–8384. doi:10.1016/j.ijhydene.2010.04.035.
Diglio G., Hanak D.P., Bareschino P., Mancusi E., Pepe F., Montagnaro F., Monovic V. Journal Power Sour. 2017. V. 364. P. 41–51. doi:10.1016/j.jpowsour.2017.08.005.
Boyano A., Morosuk T, Blanco-Marigorta A.M., Tsatsaronis G. Journal Cleaner Products. 2012. V. 20. P. 152–160. doi:10.1016/j.jclepro.2011.07.027.
WangY., ZhangS. Energy Sources, Part B: Economics, Planning, and Policy. 2017. V. 12. P. 1022–1029. doi:10.1080/15567249.2017.1350770.
Kaiwen L., Bin Yu., Tao Z. Energy Sources, Part B: Economics, Planning, and Policy. 2018. V. 13. No. 2. P. 109–115. doi: 10.1080/15567249.2017.1387619.
Mondal K.C., Chandran R. International Journal of Hydrogen Energy. 2014. V. 39. P. 9670–9674. doi:10.1016/j.ijhydene.2014.04.087.
Alhamdani Y.A., Hassim M.H., Ng R.T.L., Hurme M. International Journal of Hydrogen Energy. 2017. V. 42. P. 9342–9351. doi:10.1016/j.ijhydene.2016.07.274.
Matute G., Yusta J.M., Correas L.C. International Journal of Hydrogen Energy. 2019. V. 44. Issue 33. P. 17431–17442.
Cormos A.-M., Szima S., Fogarasi S., Cormos C.-C. Chemical Engineering Transactions. 2018. V. 70. P. 1231–1236. doi: 10.3303/CET1870206.
Salkuyeh Y.K., Saville B.A., MacLean H.L. International Journal of Hydrogen Energy. 2017. V. 42. Issue 30. P. 18894–18909. doi: 10.1016/j.ijhydene.2017.05.219.
Martı´nez-Salazar A.L., Melo-Banda J.A., Coronel-Garcı´a M.A., Garcı´a-Vite P.M., Martı´nez-Salazar I, Domı´nguez-Esquivel J.M. International Journal of Hydrogen Energy. 2019. V. 44. Issue 24. P. 12296–12302. doi: 10.1016/j.ijhydene.2018.11.023.
James B.D., DeSantis D.A., Saur G. DOE-StrategicAnalysis-6231-1, 30 September 2016. URL: https://www.osti.gov/servlets/purl/1346418 (дата обращения 10.02.2020).
Keipi T., Tolvanen H., Konttinen J. Energy Conversion and Management. 2018. V. 159. P. 264–273. doi: 10.1016/j.enconman.2017.12.063.
Tayade P., Sapkal V., Rode C., Sapkal R. International Journal of Advances in Engineering & Technology. 2012. V. 3. Issue 1. P. 436–450.
Bromberg L., Cohn D.R., Rabinovich A. International Journal of Hydrogen Energy. 1997. V. 22. No.1. P. 83–94.
Bromberg L., Cohn D.R, Rabinovich A., O’Brien C., Hochgreb S. Energy and Fuels. 1998. V. 12. No.1. P. 11–18.
Hammer T., Kappes T., Baldauf M. Catalysis Today. 2004. V. 89. No. 1-2. P. 5–14.
Petitpas G., Rolliera J.D., Darmonb A., Gonzalez-Aguilara J., Metkemeijera R., Fulcheri L. Int. J. Hydrogen Ener. 2007. V. 32. P. 2848–2867.
Zhang Y.P., Li Y., Wang Y., Liu C.J., Eliasson B. Fuel. Process. Technol. 2003. V. 83. P. 101–109.
Rutberg P.G., Kuznetsov V.A., Popov V.E., Popov S.D., Surov A.V., Subbotin D.I., Bratsev A.N. Appl. Energy. 2015. V. 148. P. 159–168.
Paulmier T., Fulcheri L. Chemical Engineering Journal. 2005. V. 106. No. 1. P. 59–71.
Mizeraczyk J., Urashima K., Jasinski M., Dors M. International Journal of Plasma Environmental Science & Technology. 2014. V. 8. No.2. Р. 89–97.
Mizeraczyk J., Jasiński M. Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2016. V. 75. P. 24702–24708.
Hydrogen production. Muhammet Kayfeci et al, in Solar Hydrogen Production, 2019. URL: https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/hydrogen-production-cost (дата обращения 21.06.2020).
Dincer I., Acar C. International Journal of Hydrogen Energy. 2015. V. 40. P. 11094–11111. doi:10.1016/j.ijhydene.2014.12.035.
