1598005413-fed7095c5cc635c55b82ef4e37ea2648 (811209), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Срок окупаемости энергосистемы немного более одного года. В рассмотренных примерах принималось, что происходит полное использование "провальной" энергии для зарядки ЭА, Возможно также частичное использование этой энергии в сочетании с другими устройствами, использующими ночную энергию. В этом случае необходимы анализ и оптимизация систем для нахождения наиболее выгодных вариантов. Экономические преимущества ЭА в перспективе будут все более проявляться вследствие следующих тенденций в нашей социальной жизни и экономике: ужесточения предельно допустимых норм вредных выбросов и уточнения методик экономических оценок ущерба загрязнения окружающей среды; совершенствования ценообразования и, в частности, увеличения цен на топливо; 252 ускорения научно-технического прогресса в области ЭА, которое обеспечит разработку и использование перспективных ЭА. Применению ЭМ также будет способствовать хозяйственный механизм, при котором экономические преимущества, получаемые государством, регионом, городом или отраслью промыш.
ленности от использования ЭМ (замена дефицитного жидкого топлива, выравнивание графика нагрузок в сетях, улучшение экологической обстановки), будут давать выгоды предприяти. ям и автохозяйствам, эксплуатирующим ЭМ. К мерам, способствующим развитию ЭМ, следует отнести регулирование цен на автомобили и электромобилн (дотации на ЭМ в связи с экономией приведенных затрат в энергосистемах и увеличение цен на автомобили из-за экологического ущерба окружающей среде), более низкие тарифы на ночную энергию и энергию, вырабатываемую в выходные дни, и т.д. 4.6.6. Электромобили с ЭЭУ на основе ТЭ. Электромобили могут быть оснащены электрохимическими энергоустановками (ЭЭУ) на основе ТЭ (7; 9; 35; 45, с.
1081-1088; 1153-1155]. В качестве топлива этих ЭЭУ применяются водород, бензин-рафинат (нафта), метанол и др. Воздушно-водородные ЭЭУ имеют ЭХГ на основе ТЭ со щелочным электролитом, систему хранения и подачи водорода, систему очистки и подачи воздуха и другие системы (см. гл. 2). Водород хранится в сжатом виде (в баллонах), криогенном или связанном в интерметаллиды состоя.
ниях (см. гл. 2). По мнению советских специалистов, наиболее приемлемым представляется использование интерметаллидных соединений. При использовании чистого кислорода вместо воздуха ЭЭУ имеет систему хранения и подачи кислорода. Электромобиль на основе ЭЭУ имеет большую дальность пробега без заправки водородом, чем ЭМ на основе ЭА (без подзарядки ЭА — рис.
4.13), требует меньше времени на смену емкостей для хранения водорода (15-20 мин) по сравнению с временем на подзарядку ЭА, Как и ЭМ с ЭА, ЭМ с ЭЭУ является экологически чистым транспортным средством, обеспечивает экономию жидкого топлива, однако ЭМ с ЭЭУ значительно дороже автомобиля (примерно на один порядок). Первый ЭМ с водородно-кислородной ЭЭУ на основе ТЭ с щелочным электролитом номинальной мощностью 32 кВт был создан и испытан фирмами "Юнион Карбайд" и "Лженерал Моторс'* (США) еще в 60-х годах, после чего различными фирмами 253 были испытаны и другие ЭМ с ЭЭУ [7; 9; 42; 86, с. 1201-1220].
В СССР в 70-х годах начались разработки ЭМ на основе водородно-воздушного ТЭ. В 1980 г. прошел успешные дорожные испытания микроэлектробус РАФ-2220, оборудованный комбинированной ЭЭУ, состоящей из воздушно-водородного ЭХГ и буферной батареи никель. цинковых ЭА. Номинальная мощность ЭХГ 10 кВт, напряжение 42 В, ресурс 3000 ч, срок службы 5 лет [35, т. 1, с. 117].
Пробег без заправки водородом составлял 150 км [15]. В настоящее время совместно с венгерскими специалистами разрабатывается электробус на базе "Икаруса-543"..Энергоустановка включает водородно-воздушный ЭХГ и буферную АВ. Мощность ЭХГ 40 кВт, расход водорода 55 г /кВт ч, КПД вЂ” 55О/ [175, с. 2003]. Датско-бельгийская фирма "Блеико*' разрабатывает ЭЭУ на основе воздушно-водородных ТЭ с щелочным электролитом, предназначенные для городских автобусов и грузовиков. В 1986 г. был создан электробус с ЭЭУ мощностью 10 кВт. Испытания городских автобусов планируется начинать с 1989 г.
При производстве мощности 10 МВт в год капитальные затраты на ЭЭУ оцениваются в 800 долл/кВт [31]. В ЭМ на основе ЭЭУ, использующей жидкое топливо [нефтепродукты, метанол), имеются блок переработки топлива (конверсии, очистки топлива и т.д.) и ЭХГ на основе ТЭФКЭ (см. гл.2). Фирма ЮТК (США) создала и испытала несколько ЭМ с ЭЭУ, работающих на нефтепродуктах [9; 12; 42; 86, с.
1202-1220]. Разрабатываются также ЭЭУ для ЭМ с использованием метанола в качестве топлива [95, с. 1179]. Перспектива применения ЭМ с ЭЭУ на основе ТЭ в значительной степени определяется решением задачи снижения стоимости ЭЭУ в 3-5 раз. Потенциальный рынок ЭЭУ для автобусов и грузового транспорта при капитальных затратах на них 800-1000 долл/кВт в странах Западной Европы оценивается примерно в 2-5 тыс, МВт [зц.
В [39, с. 1136-1143] проведено также сравнение дизельных автобусов и железнодорожных локомотивов с электробусами и электролокомотивами с метанольиыми ЭЭУ на основе ТЭ с щелочными и кислотным элеткролитами. При одной заправке топливом дальность пробега электробуса в 1,5-2 раза больше, чем автобуса. Расчетный расход топлива локомотивом был в 1,4-1,5 раза выше, чем электролокомотивом.
254 4.7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ П0 ГЛАВЕ За последние 15 лет достигнуты заметные успехи в развитии ЭА. Созданы малоуходные и герметичные свинцовые ЭА, увеличен ресурс некоторых ЭА в 1,5-2 раза, началось производство никель-водородных и никель-цинковых ЭА, подготовлены к производству серно-натриевые и галогенно-цинковые ЭА. Новые разработанные ЭА дешевле и имеют удельную энергию в 1,5-3 раза выше удельной энергии традиционных ЭА. Предложены и активно изучаются новые ЭА: редокс. ЭА, ЭА с твердыми и неводными электролитами и литиевыми и полимерными электродами, ЭА с расплавленными электролитами. Необходимость решения топливно-энергетических и экологических проблем поставила задачу применения ЭА в энергетике для сглаживания графика нагрузок в энергосетях и аккумулирования возобновляемых видов энергии, а в транспортной энергетике — задачу создания энергоустановок для электромобиля. Как показывает системный технико-экономический анализ, применение ЭА в виде аккумулирующих станций, расположенных недалеко от потребителя,' обеспечивает значительную экономию органического топлива, снижает выброс вредных компонентов в атмосферу и при малом времени (до 1000 ч в году) пиковых нагрузок — приведенные затраты в энергосистеме.
Замена части автомобилей на электромобили приводит к экономии дефицитного жидкого топлива, улучшает экологическую обстановку в городах и при определенных условиях дает экономические выгоды. По мере развития солнечной энергетики и освоения энергии ветра будет возрастать потребность в ЭА. Предстоящее повышение оптовых цен на топливо и сырье существенно повысит экономический' эффект применения аккумуляторов в энергетике и на транспорте.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Возникшая 15-20 лет тому назад электрохимическая энергетика делает первые успешные шаги в области генерации и аккумулирования энергии. Разработаны новые топливные элементы, электролизеры воды и аккумуляторы с улучшенными параметрами. Созданы и испытаны различные энергогеиерирующие и аккумулирующие эиергоустановки мощностью от нескольких киловатт до нескольких мегаватт. Электрохимические энергоустановки имеют высокий КПД который относительно мало зависит от установленной мощ ности и нагрузки.
Модульный характер энергоустановок, и экологическая чистота, высокий КПД и высокая маневренность позволяют устанавливать энергоустановки недалеко от потре бителя энергии для аккумулирования энергии или слежения за нагрузкой, что обеспечивает уменьшение потерь энергии при ее передаче и распределении, снижает расход материалов, в том числе металлов, и капитальные затраты. Появляется возможность создания наряду с централизованными энергосистемами систем с большим числом относительно маломощных локальных энергогенерирующих и аккумулирующих устройств.
Применение электрохимических энергоустановок обеспечивает экономию дефицитного жидкого и газообразного топлива, улучшение экологической обстановки в регионах, и особенно в городах, а в некоторых случаях и экономию приведенных затрат уже при современном уровне цен. В работе показано, что технико-зкономический анализ в электрохимической энергетике должен иметь системный характер, т.е. при анализе должна рассматриваться вся энергосистема, в которой используются электрохимические энергоустановки. Электрохимическая энергетика привлекает внимание ученых всего мира. На международных и национальных конференциях по энергетике, электротехнике, водородной энергетике, электрохимии и источникам тока, проводимых ежегодно, обсуждаются различные аспекты электрохимической энергетики.
В СССР проведены три всесоюзные конференции по электрохимической энергетике. Развитию электрохимической энергетики в перспективе будут способствовать некоторые тенденции в народнохозяйственной и социальной жизни страны: ускоренное развитие машиностроения, ужесточение экологических требований, экономия топливно-энергетических ресурсов, повышение цен на топливо и сырье и т.д. Для широкого применения элеКтрохимических энергоустановок предстоят серьезные научно-исследовательские и опытно- конструкторские работы, указанные в книге, а также принятие ряда организационных, экономических и административных мер, способствующих развитию нового направления в науке технике.
256 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ксчэовнн Н.В. Прямое превращение энергии топлива в электрическую при помощи топливных элементов. Мл Госинти, 1962. 2. Фильппих В. Топливные элементы: Пер. с нем. Мл Мир, 1968. 3. Топливные элементы. Кинетика электродных процессов. Мл Наука, 1968. 4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
