Интернациональная группа исследователей, представляющих Россию, а также арабские и африканские государства, разработала метод повышения эффективности получения электроэнергии из биомассы. Дополнительным преимуществом технологии становится возможность хранения водорода в циклах регазификации СПГ. Результаты работы опубликованы в «Международном журнале по водородной энергетике».
В состав авторского коллектива от Южно-Уральского государственного университета вошел профессор Евгений Соломин, доктор технических наук с кафедры электрических станций и сетей Политехнического института ЮУрГУ.
В основе исследования лежит понятие «эксергия» — максимальный объем энергии, который можно извлечь из термодинамической системы с пользой. Проведенный эксергетический анализ показал, какие потери при работе газогенератора неизбежны, а какие возникают из-за несовершенства технологий. Традиционно при превращении древесины, отходов сельского хозяйства в горючий газ значительная доля энергии расходуется впустую.
Авторы предложили соединить цикл газогенератора с процессом регазификации сжиженного природного газа. При переводе СПГ из жидкого состояния в газообразное обычно теряется криогенная (холодовая) энергия. Оказалось, что ее часть можно перенаправить на улучшение паротурбинного цикла газогенератора. При этом действует эффект масштабирования: с ростом температуры и объема биомассы на входе эффективность повышается до определенного предела.
Оставшуюся часть криогенной энергии предлагается передавать электролизеру — установке для расщепления воды на кислород и водород. Последний может использоваться как топливо. Расчеты показали, что энергетическая эффективность такой системы достигает 19,8%, то есть почти пятая часть заложенной в биомассе энергии преобразуется в полезную работу по выработке электричества и водорода. Эти показатели могут быть улучшены при дальнейших исследованиях.
Ранее ученые нашли необычный способ использовать древесину — ее превратили в материал, способный запасать солнечную энергию.
