Масштабирование технологии позволит полностью исключить дизельную генерацию в труднодоступных объектах, снизив углеродный след в атмосфере. Результаты работы опубликованы в журнале «Энергетическая политика».
Климат меняется: рост концентрации парниковых газов в атмосфере влияет на среднюю температуру по всей планете и представляет серьезную угрозу для экосистем. Только в 2024 году глобальные выбросы углекислого газа достигли 41,6 млрд тонн, при этом значительная часть приходится на сжигание ископаемого топлива.
В России, где подавляющее большинство удаленных объектов зависит от дизельных генераторов, эта проблема стоит особенно остро. Например, на Сахалине активно работают тысячи вышек сотовой связи, чтобы обеспечить интернетом населенные пункты с численностью до 500 человек. При этом энергоснабжение только одной вышки требует нескольких тонн дизельного топлива в год, при сжигании которого образуется большое количество парниковых газов. К тому же его поставка затруднена из-за удаленности и погодных условий.
Чтобы сократить углеродный след и при этом обеспечить связью население в отдаленных регионах, ученые МФТИ совместно с партнерами разработали инновационную систему водородного электроснабжения на базе возобновляемых источников и водородной системы хранения энергии. Она позволяет частично, а в дальнейшем и полностью заменить традиционное дизельное топливо на комбинацию солнечных панелей, ветрогенераторов и водород за счет использования водородных топливных элементов.
«Водород планируется вырабатывать из солнечной энергии на электролизерах, которые стоят в Южно-Сахалинске на площадке СКБ САМИ. Рядом с вышкой сотовой связи планируется установить контейнерное решение по выработке электроэнергии из водорода, который будет доставляться один-два раза в год из Южно-Сахалинска в системе хранения водорода контейнерного типа в сжатом состоянии под давлением 350 бар. Водород должен позволить сократить (а в дальнейшем — обнулить) использование дизельного топлива. Предлагаемое решение после отработки на Сахалине можно тиражировать на другие изолированные вышки сотовой связи. В настоящий момент общее число работающих на дизельном топливе вышек сотовой связи в
России превышает 25 000 штук, на части из них водородные системы хранения энергии могут быть оправданным решением»,— рассказал Владислав Карасевич, директор по научной работе инжинирингового центра автономной энергетики МФТИ.
Первая установка начала работу в сентябре 2024 года в поселке Озерки (Южно-Сахалинск). Ученые МФТИ уже получили первые результаты.
«Благодаря новой системе углеродные выбросы сократились на 0,83–1,42 тонны CO₂ в год в зависимости от режима работы. Следующим этапом станет модернизация установки для полного перехода с дизельной генерации на альтернативные источники энергии — теперь уже на вышке связи в поселке Огоньки»,— пояснил Юрий Васильев, генеральный директор Инжинирингового центра автономной энергетики МФТИ.
Сахалинский эксперимент — первый шаг к использованию водородных решений для декарбонизации телеком-инфраструктуры в рамках Сахалинского полигона. В будущем ученые планируют применить их для энергоснабжения поселков, объектов МЧС и даже транспорта.