Специалисты Томского политехнического и Кузбасского технического университетов предложили технологию, позволяющую получать из отходов сельского хозяйства одновременно три вида энергии: электричество, тепло и "зеленый" промышленный водород, сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ.
"Ученые разработали систему полигенерации. Она позволяет из отходов сельского хозяйства вырабатывать одновременно три вида энергии - "зеленый" водород, тепло и электроэнергию. Исследования показали, что такой подход увеличивает энергетическую эффективность схемы получения водорода до 46%, а общую эксергетическую эффективность до 39%. Разработанная система может лечь в основу создания биоэнергетических установок для удаленных районов страны", - отметили в пресс-службе.
Система полигенерации основана на газификации сельскохозяйственных отходов (буковых опилок) с использованием перегретого водяного пара, однако обладает "гибкостью" и может использовать различные исходные материалы, например, уголь, шламы, биомассу. Система базируется на уникальном способе получения водяного пара с температурой до 1 000 градусов при давлении до 30 бар.
Полученный пар с такими параметрами предполагается использовать в двухстадийных газогенераторах. В первой камере генератора происходит частичная газификация исходных материалов с образованием горючего газа (из него в дальнейшем получают тепло и электроэнергию) и твердого остатка. Во второй камере процесс газификации проходит с образованием синтез-газа, богатого водородом (более 30%) и CO.
Разработанную систему протестировали на модели с варьированием состава сырья и свойств в диапазонах, типичных для разных регионов страны и мира. Результаты показали, что эксергетическая эффективность (способность получения полезной работы) парового котла при использовании системы полигенерации выросла более чем в три раза: с 17% при традиционном распределении пара до 53% при новом подходе. Эффективность системы по выработке водорода увеличилась до 46%, а эксергия конверсии биомассы в водород - до 22%. При этом ученые определили оптимальные условия для максимальной выработки водорода: перегретый пар должен быть нагрет до 960 градусов при давлении 2 бар.
Исследование поддержано федеральной программой Минобрнауки РФ "Приоритет-2030" национального проекта "Молодежь и дети". Результаты опубликованы в журнале International Journal of Hydrogen Energy. Следующим этапом исследований станет масштабирование предлагаемой схемы и ее расчет для угля. В планах создание модели глубокой переработки угля с получением синтетических топлив.
По информации https://tass.ru/nauka/26676549
Обозрение "Terra & Comp".
