Бенчмаркінг ефективності акумулювання та зберігання водню як моторного палива

Автор(и)

  • Сергій Валерійович Бойченко Національний авіаційний університет
  • Наталія Григорівна Калмикова Національний авіаційний університет

DOI:

https://doi.org/10.18372/2310-5461.48.15093

Ключові слова:

SNW-аналіз, бенчмаркінг, моторне паливо, паливна комірка, техносфера

Анотація

Розвиток водневої енергетики та необхідність пошуку нових ефективних енергоносіїв й розробки на їх основі екологічно безпечних альтернативних палив зумовлена двома основними чинниками: швидке вичерпання запасів нафти на Землі; погіршення екологічної ситуації в багатьох країнах, насамперед у розвинутих. Загальною метою роботи є комплексний ситуативний аналіз (SNW-аналіз, бенчмаркінг) світового досвіду використання водню як моторного палива, що включає виявлення кращих технологій, тенденцій, особливостей використання, дослідження переваг та недоліків технологій акумулювання та зберігання водню, що впливають на стан водневої галузі та шляхів досягнення стратегічних цілей водневих технологій у майбутньому. Адже відомо, що водень як екологічно чисте моторне паливо забезпечений високотехнологічними способами акумулювання та зберігання, значно мінімізує обсяг емісії шкідливих речовин і дозволяє суттєво поліпшити стан техносфери. З наведених даних ми дійшли висновку, що найкращою технологією зберігання водню як моторного палива є стиснутий газоподібний водень. Тому що, існуючі моделі баків вироблених з вуглепластикового волокна легкі та надійні, а збереженого в них водню достатньо для 400—500 км пробігу автомобіля. Розробка нових матеріалів надасть змогу зберігати водень за більш високого тиску. Найкращою технологією акумулювання водню як моторного палива є – паливні елементи (паливні комірки). Суттєвою перевагою паливних елементів є безшумність роботи і відсутність шкідливих викидів під час роботи. Найбільш ефективним видається використання паливних елементів саме в автомобілі. Найкращою особливістю є те, що застосування паливних елементів передбачає використання хімічної енергії палива, перетвореної в електрику, минаючи процеси горіння.

Біографії авторів

Сергій Валерійович Бойченко, Національний авіаційний університет

Доктор технічних наук, професор

Наталія Григорівна Калмикова, Національний авіаційний університет

Аспірант 2 року навчання. Асистент кафедри хімії і хімічної технології

Посилання

Бойченко С. В. Раціональне використання вуглеводневих палив: монографія. Київ: НАУ, 2001.216 с.

Lejda Kazimierz, Siedlecka Sylwia. Hydrogen as an Ecological Energy Source for Automotive Applications. URL: Logistyka, Logistyka - nauka, 2014, nr 6, CD 1, P. 190-200. (data access 03.11.2020)

Гуцаленко О. В., Василенко Т. С. Перспективи застосування водню як альтернативного джерела енергії. Збірник наукових праць Вінницького національного аграрного університету. 2014. № 1 (84). С. 193-200. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/znpvnutn_2014_1_31. (data access 29.10.2020)

Милаева И. И. Особенности двигателей внутреннего сгорания при работе на водороде. Таврический государственный агротехнологический университет. 2012. URL: http://elar.tsatu.edu.ua/bitstream/123456789/2832/1/8.pdf. (data access 08.07.2020)

Андріїшин М. П., Марчук Я. С., Бойченко С. В. та ін. Газ природний, палива та оливи: монографія. Одеса: Астропринт, 2010. 232 с.

Інтернет ресурс: zakon.rada.gov.ua «Про затвердження Технічного регламенту щодо вимог до автомобільних бензинів, дизельного, суднових та котельних палив». (дата зверенення 08.07.2020)

Соловей В. В., Внукова Н. В., Гриценко А. В., Каніло П. М. Вплив енерго-екологічних факторів на конкурентноздатність водню як моторного палива (в транспортних енергоустановках). Энергосберегающие технологии и оборудование. 2014. DOI: 10.15587/1729-4061.2014.27657

Скорохода В. В., Солоніна Ю.М. Водень в альтернативній енергетиці та новітніх технологіях: монографія. Київ: «КІМ». 2015. 294 с. URL:http://www.materials.kiev.ua/Hydrogen/mono2.pdf

(data access 30.10.2020)

Мітков Б. В., Мітков В. Б., Шульга О. В. Альтернативні палива для транспортних засобів. Науковий вісник ТДАТУ. Випуск 1. Том 3. URL: http://nauka.tsatu.edu.ua/e-journals-tdatu/pdf1t3/11MBVAFV.pdf

(data access 03.11.2020)

Обзор методов хранения водорода. Институт проблем материаловедения НАН Украины. URL: http://shp.by.ru/sci/fullerene/rorums/ ichms/2003/. (data access 03.11.2020)

Miller A. I. Launching hydrogen - Nuclear Engineering International. 2005. v. 50. No 612. p. 16–19

Пономарев-Степной Н. Н. и др. Атомный энерготехнологический комплекс с высокотемпературными газоохлаждаемыми реакторами для масштабного экологически чистого производства водорода из воды и природного газа. Газовая промышленность. №11. 2018. URL:https://neftegas.info/gasindustry/-11-2018/atomnyy-energotekhnologicheskiy-kompleks-s-vysokotemperaturnymi-gazookhlazhdaemymi-reaktorami-dlya-m/ (data access 30.10.2020)

Lejda K. Wodór w aplikacjach do środków napędu w transporcie drogowym. Wydawnictwo KORAW, Rzeszów. 2013

Хом’як Й. Шевчук В, Мідзян В. Дослідження роботи автомобільного двигуна на водневому паливі. Львівський національний аграрний університет. URL: http://base.dnsgb.com.ua/files/journal/Visnyk-Lvivskogo-Nats-agrar-univer/Agroing/2009/files/09hyvwhf.pdf (data access 07.07.2020)

Інтернет ресурс: URL: https://sites.google.com/site/yakavoska/articles/stirling (data access 07.07.2020)

Roland Berger. Fuel Cells and Hydrogen for Green Energy in European Cities and Regions. A Study for the Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking. October 2018. URL: https://www.fch.europa.eu/sites/default/files/180515_FCH2JU_BCs%20Regions%20Cities_Stakeholder%20Communication%20Package_English_OUT%20%28ID%203520090%29.pdf (data access 30.10.2020)

Hydrogen and Fuel Cells Technology Roadmap / IEA. 2015. URL: http://www.g20ys.org/upload/auto/1888e90ef287bf674665cd8b97fffcc45164b928.pdf (data access 03.11.2020)

Шляхта О. М. SWOT – аналіз як інструмент стратегічного менеджменту підприємства. Економічний простір. № 68. 2012. С. 301 – 309

Анісімова О. М., Шикова Л. В. SWOT – аналіз підприємства як метод забезпечення розробки ефективної стратегії управління. Проблеми і перспективи розвитку підприємництва. №1 (1). 2011. С. 24 – 30

Фатеев В. Н., Алексеева О. К., Коробцев С. В., Серегина Е. А., Фатеева Т. В. Проблемы аккумулирования и хранения водорода. Chemical Problems. № 4 (16). 2018. С. 453-483.

DOI: https://doi.org/10.32737/2221-8688-2018-4-453-483

Todorovic R., Hydrogen Storage Technologies for Transportation Application, Journal of Undergraduate Research. 2015. vol.5. no.1, pp. 56-59

Reub M., Grube T., Robinius M., Preuster P., Wasserscheid P., Stolten D. Seasonal storage and alternative carriers: A flexible hydrogen supply chain model. Applied Energy. 2017. vol. 200, pp. 290-302. DOI: 10.1016/j.apenergy.2017.05.050

Blending Hydrogen into Natural Gas Pipeline Networks: A Review of Key Issues. Technical Report. National Renewable Energy Laboratory. March. 2013. DOI: 10.2172/1068610

Lishuai Xie, Jinshan Li, Tiebang Zhang. Microstructure and hydrogen storage properties of Mg-Ni-Ce alloys with a long-period ordered phase. J. Power Sources. 2017, vol. 338, pp. 91-102. URL: https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-power-sources/vol/338/suppl/C (data access 30.10.2020)

Hydrogen in a low-carbon economy / UK Committee on Climate Change, November 2018. URL: https://www.ammoniaenergy.org/articles/committee-on-climate-change-sees-role-for-ammonia-enabling-hydrogen-for-a-low-carbon-economy (data access 30.10.2020)

Morten B. L. et al. Complex hydrides for hydrogen storage – new perspectives. Materials Today. 2014, vol. 17, pp. 122-128 DOI: 10.1016/j.mattod.2014.02.013

Grube T., Hohlein. B. Costs of Making Hydrogen Available in Supply Systems Based on Renewables. Hydrogen and Fuel Cells. Springer. 2016. DOI: 10.1007/978-3-662-44972-1_13 (data access 30.10.2020)

##submission.downloads##

Номер

Розділ

Екологія, хімічна технологія, біотехнології, біоінженерія