Специалисты из Томского политехнического и Кузбасского технического университетов разработали инновационную технологию, позволяющую одновременно получать три вида энергии из отходов сельского хозяйства: электричество, тепло и «зеленый» водород. Об этом сообщила пресс-служба Минобрнауки РФ.
Ученые создали систему полигенерации, которая повышает энергетическую эффективность производства водорода до 46% и общую эксергетическую эффективность до 39%. Данная система может стать основой для биоэнергетических установок, особенно в удаленных регионах страны.
Система основана на газификации сельскохозяйственных отходов, таких как буковые опилки, с использованием перегретого водяного пара. Она также показывает гибкость, позволяя использовать различные исходные материалы, включая уголь, шламы и биомассу. Уникальная технология получения водяного пара достигает температуры до 1000 градусов при давлении до 30 бар.
Процесс включает использование двухстадийных газогенераторов. В первой камере происходит частичная газификация исходных материалов, что приводит к образованию горючего газа и твердого остатка, затем из горючего газа получают тепло и электроэнергию. Во второй камере образуется синтез-газ, богатый водородом (более 30%) и угарным газом.
Разработанная система была протестирована с варьированием состава сырья, что позволило изучить ее эффективность в условиях, характерных для разных регионов. Результаты показали, что эксергетическая эффективность парового котла при использовании системы полигенерации увеличилась более чем в три раза — с 17% до 53%. Эффективность по выработке водорода достигла уровня 46%, а эксергия конверсии биомассы в водород — 22%. Оптимальные условия для максимальной выработки водорода были определены как перегретый пар при температуре 960 градусов и давлении 2 бара.
Исследование поддержано федеральной программой Минобрнауки РФ «Приоритет-2030» в рамках национального проекта «Молодежь и дети». Результаты работы опубликованы в журнале International Journal of Hydrogen Energy. Следующим этапом станет масштабирование схемы и её адаптация для угля, а также разработка модели глубокой переработки угля для получения синтетических топлив.
