16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/351/9069439.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 19 (351) октябрь 2018 года

Лидерство в области топливных элементов

Мировая энергетика К. т. н. Александр МОГИЛЕНКО

Республика Корея (Южная Корея) – самая густонаселенная страна среди крупнейших экономик мира: более 50 млн человек живут здесь на площади чуть более 100 тыс. кв. км.

Потребление электроэнергии в киловатт-часах на душу населения является здесь самым высоким в Азии, близко к США и намного превышает показатели Франции и Германии.

Сегодня 85 % корейцев подключены к интернету, а 88 % имеют смартфон – это самый высокий уровень проникновения в мире.

В экономическом плане Южная Корея совершенно не похожа ни на одно другое государство. Преимущественно аграрная экономика до середины прошлого века продемонстрировала колоссальный рост в последние десятилетия. Сегодня страна стала экономической сверхдержавой, не в последнюю очередь благодаря лидерству в сферах электроники и полупроводников.

В настоящее время Южная Корея претендует и на мировое лидерство по использованию топливных элементов для выработки электроэнергии. Генерирующие компании установили почти 300 МВт мощностей топливных элементов, в том числе крупнейшие парки топливных элементов в мире.

Развитие данного сектора началось в Корее благодаря введению стандарта возобновляемой энергетики (Renewable Portfolio Standard, RPS). Данный стандарт требует от всех государственных и независимых производителей электроэнергии, располагающих более чем 500 МВт генерирующих мощностей, увеличения доли энергии, получаемой за счет возобновляемых и «новых» технологий (включая топливные элементы и аккумуляторные батареи), с 2 % в начале текущего десятилетия до 10 % к 2023 г.

Основная ответственность за реализацию RPS легла на 6 генерирующих компаний страны. Например, KOEN (больше известная как Korea Southeast Power Company) недавно построила трехэтажный парк топливных элементов «Power Tower» в Бунданге, в 25 км к юго-востоку от Сеула. Парк претендует на звание самой энергоемкой энергоустановки в мире. Здесь впервые в стране применены твердооксидные топливные элементы (Solid Oxide Fuel Cell, SOFC) мощностью 8,35 МВт. Генерирующая компания KOEN считается одной из самых прогрессивных корейских энергокомпаний, развивающей также робототехнику, системы искусственного интеллекта и другие новые технологии.

Парк топливных элементов KOEN «Power Tower» генерирует 1,34 кВт на квадратный фут, или 1 МВт на 73 кв. м, что является великолепным показателем.

Чтобы понять, почему выбор пал именно на сферу топливных элементов, надо учесть ряд важных обстоятельств.
В настоящее время газовые и угольные электростанции остаются основными источниками электроэнергии в Южной Корее, обеспечивая почти две трети всей выработки. Оставшуюся треть вырабатывают атомные электростанции. Но два относительно недавних события ускорили кардинальный пересмотр энергетической стратегии.

В конце 2012 г. произошло несколько инцидентов с фальсифицированными компонентами на АЭС, что вызвало значительные антиатомные настроения в стране. Эти настроения в существенной степени уже присутствовали после катастрофы на АЭС «Фукусима» в соседней Японии в 2011 г. Неудивительно, что Национальный энергетический план, обнародованный в 2014‑м, снизил целевые показатели по атомным мощностям.

Одновременно с этим южнокорейское экономическое чудо принесло стране новую, нежелательную награду: Южная Корея стала одним из десяти крупнейших загрязнителей атмосферы в мире. Поэтому в Национальном плане также поощряются меры по сокращению выбросов парниковых газов и импорта ископаемого топлива путем развития более эффективного управления потреблением, мер по повышению энергоэффективности и использования возобновляемых и «новых» энергетических технологий.

План президента Мун Чжэ Ина стал известен как план «30‑20»; в соответствии с ним Республика Корея будет стремиться увеличить объем электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых и новых источников, до 20 % к 2030 г. Граждане страны положительно относятся к таким устремлениям: по данным опроса, проведенного Обществом новой и возобновляемой энергетики, более 86 % респондентов высказались за расширение использования возобновляемых источников.

При этом страна расположена в чрезвычайно холмистой и горной местности, и лишь около 30 % ее территории считается низменностью. Это обстоятельство накладывает объективные ограничения на развитие солнечной и ветряной энергетики, но дает импульс по расширению использования топливных элементов и систем аккумулирования.

Развитая инфраструктура газоснабжения также способствует реализации проектов в области топливных элементов.

Все основные типы стационарных топливных элементов позволяют вырабатывать электроэнергию (а иногда и тепло) от электрохимической реакции между природным газом либо водородом и кислородом без сжигания. При эффективности примерно в 60 % эти системы являются энергоемкими и, как правило, имеют более низкий уровень выбросов парниковых газов по сравнению с традиционными системами, использующими ископаемое топливо.

Твердооксидные топливные элементы, подобные тем, которые установлены в Бунданге, как правило, работают при более высоких температурах, чем другие топливные элементы, но также имеют преимущество в достижении наибольшей эффективности (до 65 %).

Еще один парк топливных элементов, Gyeonggi Green Energy Fuel Cell Park компании POSCO Energy в городе Хвасунг, использует топливно-карбонатные топливные элементы (Molten Carbonate Fuel Cells, MCFC). Элементы MCFC обладают достаточно высокой эффективностью и могут работать на различных видах топлива, включая метан или природный газ.

Парк топливных элементов мощностью 31 МВт, построенный компанией Korea Hydro & Nuclear Power для электроснабжения 71,5 тыс. домов в Пусане – втором по величине городе страны, использует фосфорнокислые топливные элементы (Phosphoric Acid Fuel Cells, PAFC), изготовленные предприятием Doosan. Как и MCFC, элементы PAFC могут вырабатывать как электрическую, так и тепловую энергию. Но их эффективность при производстве электроэнергии ниже по сравнению с другими типами элементов.
Сочетание капитальных затрат, операционной эффективности и ожидаемого срока эксплуатации топливных элементов, по всей вероятности, выявит победителей и проигравших на южнокорейском рынке топливных элементов.

В стране, не имеющей внутренней добычи газа, где 100 % топлива импортируется в виде СПГ танкерами, эффективное использование топлива, безусловно, имеет значение. Однако в последнее время наиболее важным фактором, определяющим успех или неудачу проекта, стал ожидаемый срок эксплуатации топливных элементов.

Например, в феврале 2018 г. корейская деловая газета DK Ilbo сообщила, что из 21 единицы топливных элементов POSCO, поставляемых для проекта Gyeonggi Geen Energy, менее чем за два года одна треть прекратила работу и потребовала замены. В результате преждевременной замены элементов компания POSCO зафиксировала убыток в размере 235,7 млрд корейских вон.

Вскоре после того, как появились новости об убытках, POSCO объявила, что она прекратит свои отношения с производителем топливных элементов MCFC в США и полностью выйдет из данного сектора энергетики в течение 2018 г.

Несмотря на данное обстоятельство, энтузиазм в отношении топливных элементов в стране не ослабевает. Несколько отечественных и международных предприятий продолжают развивать рынок.

Усилия этих предприятий поддержит обнародованный в декабре 2017 г. Восьмой базовый план долгосрочных поставок и потребления электроэнергии (8th Basic Plan for Long-term Electricity Supply and Demand) Министерства торговли, промышленности и экономики Республики Корея, который предусматривает расширение использования топливных элементов с сегодняшнего уровня 300 МВт до примерно 800 МВт к 2022 г.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 19 (351) октябрь 2018 года: