МОДЕЛИРОВАНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СЦЕНАРИЕВ РАЗВИТИЯ АТОМНО-ВОДОРОДНОГО ПРОИЗВОДСТВА В РОССИИ. ЧАСТЬ 1

А. Л. Баланин, Е. А. Андрианова, Е. В. Родионова, П. А. Фомиченко

Аннотация


Актуальность. Применение атомной энергии для производства водорода предусмотрено в стратегических документах Российской Федерации и других стран. Сравнительное исследование сценариев развития атомно-водородного производства позволяет проанализировать его потенциал и выбрать предпочтительные варианты. Цель – отработка методики выбора наиболее предпочтительных сценариев развития атомно-водородного производства. Материал и методы. Проведено моделирование сценариев развития атомно-водородного производства в России до 2050 г. и их сравнительная оценка с учетом различной важности критериев оценки. Методика выбора сценариев основана на методах многокритериального анализа и подразумевает подготовку набора критериев оценки, формирование нескольких наборов весов критериев, расчет агрегированных показателей, поэтапный отсев сценариев, анализ неопределенности значений критериев и чувствительности к ним результатов итоговой выборки сценариев. Результаты и обсуждение. Рассмотрено 30 сценариев, смоделированных на основе комбинаций из двух атомных энергоисточников (электроэнергия АЭС, тепловая энергия от высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР)) и трех методов производства водорода (электролиз воды, пиролиз метана, паровая конверсия метана). Проведена количественная оценка сценариев по 14 критериям. Заключение. Проведенное моделирование сценариев развития атомно-водородного производства позволяет оценивать потенциал производства в энергосистеме, учитывать его структуру, объемы, ресурсные потребности и др. Сравнительная оценка сценариев будет представлена в следующей публикации «Моделирование и сравнительная оценка сценариев развития атомно- водородного производства в России. Часть 2».

Ключевые слова


атомно-водородная энергетика, производство водорода, моделирование сценариев развития, атомно-водородное производство, высокотемпературный газоохлаждаемый реактор (ВТГР), электролиз воды, пиролиз метана, паровая конверсия метана, методика выбора

Литература


IPCC; WMO; UNEP. Sixth Assessment Report (AR6), 2022.

A Prospective Study ‘’Bluebook’’ on Nuclear Energy to Support Low Carbon. Beijing (China): Foreign Languages Press Co., Ltd, 2024.

Weisser D. A guide to life-cycle greenhouse gas (GHG) emissions from electric supply technologies . – Energy, 2007, v. 32, p. 1543–1559. https://doi.org/10.1016/j.energy.2007.01.008

Abousahl S., Carbol P., Farrar B. et al. Technical assessment of nuclear energy with respect to the ‘do no significant harm’ criteria of Regulation (EU) 2020/852 (‘Taxonomy Regulation’). Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2021. https://doi.org/10.2760/665806

Gibon T., Hahn Menacho A., Guiton M. Life cycle assessment of electricity generation options. Technical Report. New York: UNECE, 2021. 98 р. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.24717.67048 Фатеев С.А., Петрунин В.В., Кодочигов Г.Н. и др. Развитие технологий атомно-водородной энергетики в госкорпорации «Росатом». – Атомная энергия, 2022, т. 133, вып. 5–6, с. 243–249. https://elibrary.ru/kzezdv

Timmerberg S., Kaltschmitt M., Finkbeiner M. Hydrogen and hydrogen-derived fuels through methane decomposition of natural gas—GHG emissions and costs. — Energy Convers. Manage.: X, 2020, v. 7, ID 100043. https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2020.100043

Журавлев И.Б., Залужный А.А., Птицын П.Б. Технико-экономические исследования по приоритетному направлению научно-технического развития «Водородная энергетика». М.: ЦАИР, ЧУ «Наука и инновации», 2021. 163 с. https://elibrary.ru/kplwnk

Balanin A., Fomichenko P. Assessing potential of high temperature reactor facilities of Russian design for near-term deployment of hydrogen production. — Int. J. Hydrogen Energy, 2024, v. 52, Prt D, p. 1347–1355. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.10.242

Андрианова Е.А., Давиденко В.Д., Цибульский В.Ф. Программа DESAE для системных исследований перспектив развития ядерной энергетики. — Атомная энергия, 2008, т. 105, № 6, с. 303–306. https://elibrary.ru/ktoimb


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.