Анализ схемы производства водорода и электрической энергии при использовании газовых отходов нефтеперерабатывающего производства
Ключевые слова:
водород, водородсодержащий газ, нефтеперерабатывающая промышленность, конверсия углеводородов, парниковые газы, диоксид углерода, производство электроэнергии, экономический анализ, чистый дисконтированный доход, период окупаемости
Аннотация
Проведен анализ стоимости природного газа и водорода, производимого различными способами, с оценкой эмиссии диоксида углерода. Представлена схема производства водорода на базе газовых отходов нефтеперерабатывающих процессов и выполнена оценка себестоимости получения водорода на основании расчетных значений общих затрат. Выполнен экономический анализ проекта реализации представленной схемы при различных стоимостях за выбросы парниковых газов с определением чистого дисконтированного дохода (ЧДД), периода окупаемости проекта, индекса рентабельности (ИР) и индекса доходности (ИД).
Литература
1. Газовый бизнес. 2020. № 4. [Электрон. ресурс] https://gazo.ru/ru/media/publications/zhurnal-gazovyy-biznes-4-2020/ (дата обращения 10.03.24).
2. Отчет ПАО «Газпром» за 2020 г. [Электрон. ресурс] https://www.gazprom.ru/f/posts/57/982072/gazprom-annual-report-2020-ru.pdf (дата обращения 26.02.2024).
3. Экологический отчет ПАО «Газпром» за 2020 г. [Электрон. ресурс] https://www.gazprom.ru/f/posts/57/982072/gazprom-environmental-report-2020-ru.pdf (дата обращения 26.02.2024).
4. Постановление Правительства РФ № 1441 от 18 августа 2022 г. «О ставке платы за превышение квоты выбросов парниковых газов в рамках проведения эксперимента по ограничению выбросов парниковых газов на территории Сахалинской области».
5. Macro Drivers [Электрон. ресурс] https://www.iea.org/reports/global-energy-and-climate-model/macro-drivers (дата обращения 26.02.2024).
6. Водород у ворот [Электрон. ресурс] https://pro-arctic.ru/09/10/2020/resources/41167 (дата обращения 26.02.2024).
7. Кулешов Н.В. и др. Водородная энергетика. М.: Изд-во МЭИ, 2021.
8. Водородные проекты «Газпрома» [Электрон. ресурс] https://www.cdu.ru/tek_russia/issue/2022/1/983/ (дата обращения 28.02.2024).
9. В Италии запустили водородную электростанцию [Электрон. ресурс] https://alternenergy.wordpress.com/2009/08/17 (дата обращения 28.02.2024).
10. Водород энергия для дома, автомобиля и как аккумулятор [Электрон. ресурс] https://www.youtube.com/watch?v=VfJ1JEP37Ko (дата обращения 28.02.2024).
11. Клименко А.В. и др. Сравнение термодинамической эффективности систем энергоснабжения с раздельной и совмещенной генерацией произведенных энергоносителей // Теплофизика и аэромеханика. 2019. № 5. Т. 26. С. 821—832.
12. Клименко А.В. и др. Основы мультигенерации. М.: Изд-во МЭИ, 2019.
13. Петин С.Н. и др. Разработка способа производства водорода на базе газовых отходов конвертерного производства стали // Промышленная энергетика. 2023. № 6. С. 32—42.
14. Попов С.К., Петин С.Н., Бурмакина А.В., Стогов П.А. Энергохимическая аккумуляция высокотемпературных газовых отходов // Теплоэнергетика. 2019. № 2. С. 51—62.
15. Петин С.Н., Кислицын М.А., Голдобин Д.Д., Лугвищук Д.С. Разработка способа производства водорода на базе водородсодержащего газа нефтеперерабатывающих установок // Промышленная энергетика. 2023. № 9. C. 33—43.
16. Пат. № 2816114 РФ. Способ производства низкоуглеродного водорода и электрической энергии / Петин С.Н. и др. // Изобретения. Полезные модели. 2024. № 9.
17. Techno-economic Evaluation of SMR Based Standalone (Merchant) Hydrogen Plant with CCS. Rep. №. 2017-02. [Электрон. ресурс] https://ieaghg.org/exco_docs/2017-02.pdf (дата обращения 05.03.24).
18. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. М.: Экономика, 2000.
19. Рогалев Н.Д. и др. Экономика энергетики. М.: Издат. дом МЭИ, 2011.
20. Хромых Л.Н., Литвин А.Т., Никитин А.В. Применение углекислого газа в процессах повышения нефтеотдачи пластов // Вестник Евразийской науки. 2018. № 5. Т. 10. [Электрон. ресурс] https://esj.today/PDF/06NZVN518.pdf (дата обращения 12.04.2024).
---
Для цитирования: Петин С.Н., Кислицын М.А., Бурмакина А.В., Жихарева В.Р. Анализ схемы производства водорода и электрической энергии при использовании газовых отходов нефтеперерабатывающего производства // Вестник МЭИ. 2024. № 6. С. 92—100. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-6-92-100
---
Работа выполнена в рамках проекта «Водородная энергетика» при поддержке гранта НИУ «МЭИ» на реализацию программы научных исследований «Приоритет 2030: Технологии будущего» в 2022 — 2024 гг.»
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Gazovyy Biznes. 2020;4. [Elektron. Resurs] https://gazo.ru/ru/media/publications/zhurnal-gazovyy-biznes-4-2020/ (Data Obrashcheniya 10.03.24). (in Russian).
2. Otchet PAO «Gazprom» za 2020 g. [Elektron. Resurs] https://www.gazprom.ru/f/posts/57/982072/gazprom-annual-report-2020-ru.pdf (Data Obrashcheniya 26.02.2024). (in Russian).
3. Ekologicheskiy Otchet PAO «Gazprom» za 2020 g. [Elektron. Resurs] https://www.gazprom.ru/f/posts/57/982072/gazprom-environmental-report-2020-ru.pdf (Data Obrashcheniya 26.02.2024). (in Russian).
4. Postanovlenie Pravitel'stva RF № 1441 ot 18 Avgusta 2022 g. «O Stavke Platy za Prevyshenie Kvoty Vybrosov Parnikovykh Gazov v Ramkakh Provedeniya Eksperimenta po Ogranicheniyu Vybrosov Parnikovykh Gazov na Territorii Sakhalinskoy Oblasti».(in Russian).
5. Macro Drivers [Elektron. Resurs] https://www.iea.org/reports/global-energy-and-climate-model/macro-drivers (Data Obrashcheniya 26.02.2024).
6. Vodorod u Vorot [Elektron. Resurs] https://pro-arctic.ru/09/10/2020/resources/41167 (Data Obrashcheniya 26.02.2024). (in Russian).
7. Kuleshov N.V. i dr. Vodorodnaya Energetika. M.: Izd-vo MEI, 2021. (in Russian).
8. Vodorodnye Proekty «Gazproma» [Elektron. Resurs] https://www.cdu.ru/tek_russia/issue/2022/1/983/ (Data Obrashcheniya 28.02.2024). (in Russian).
9. V Italii Zapustili Vodorodnuyu Elektrostantsiyu [Elektron. Resurs] https://alternenergy.wordpress.com/2009/08/17 (Data Obrashcheniya 28.02.2024). (in Russian).
10. Vodorod Energiya dlya Doma, Avtomobilya i kak Akkumulyator [Elektron. Resurs] https://www.youtube.com/watch?v=VfJ1JEP37Ko (Data Obrashcheniya 28.02.2024). (in Russian).
11. Klimenko A.V. i dr. Sravnenie Termodinamicheskoy Effektivnosti Sistem Energosnabzheniya s Razdel'noy i Sovmeshchennoy Generatsiey Proizvedennykh Energonositeley. Teplofizika i Aeromekhanika. 2019;5;26:821—832. (in Russian).
12. Klimenko A.V. i dr. Osnovy Mul'tigeneratsii. M.: Izd-vo MEI, 2019. (in Russian).
13. Petin S.N. i dr. Razrabotka Sposoba Proizvodstva Vodoroda na Baze Gazovykh Otkhodov Konverternogo Proizvodstva Stali. Promyshlennaya Energetika. 2023;6:32—42. (in Russian).
14. Popov S.K., Petin S.N., Burmakina A.V., Stogov P.A. Energokhimicheskaya Akkumulyatsiya Vysokotemperaturnykh Gazovykh Otkhodov. Teploenergetika. 2019;2:51—62. (in Russian).
15. Petin S.N., Kislitsyn M.A., Goldobin D.D., Lugvishchuk D.S. Razrabotka Sposoba Proizvodstva Vodoroda na Baze Vodorodsoderzhashchego Gaza Neftepererabatyvayushchikh Ustanovok. Promyshlennaya Energetika. 2023;9:33—43. (in Russian).
16. Pat. № 2816114 RF. Sposob Proizvodstva Nizkouglerodnogo Vodoroda i Elektricheskoy Energii. Petin S.N. i dr. Izobreteniya. Poleznye Modeli. 2024;9. (in Russian).
17. Techno-economic Evaluation of SMR Based Standalone (Merchant) Hydrogen Plant with CCS. Rep. №. 2017-02. [Elektron. Resurs] https://ieaghg.org/exco_docs/2017-02.pdf (Data Obrashcheniya 05.03.24).
18. Metodicheskie Rekomendatsii po Otsenke Effektivnosti Investitsionnykh Proektov. M.: Ekonomika, 2000. (in Russian).
19. Rogalev N.D. i dr. Ekonomika Energetiki. M.: Izdat. Dom MEI, 2011. (in Russian).
20. Khromykh L.N., Litvin A.T., Nikitin A.V. Primenenie Uglekislogo Gaza v Protsessakh Povysheniya Nefteotdachi Plastov. Vestnik Evraziyskoy Nauki. 2018;5;10. [Elektron. Resurs] https://esj.today/PDF/06NZVN518.pdf (Data Obrashcheniya 12.04.2024). (in Russian)
---
For citation: Petin S.N., Kislitsyn M.A., Burmakina A.V., Zhikhareva V.R. An Analysis of the Hydrogen and Electricity Production Scheme Using Gas Waste from Oil Refineries. 2024;6:92—100. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-6-92-100
---
The work was carried out within the Framework of the Hydrogen Energy Project with the Support of a Grant from the National Research University «MPEI» for the Implementation of the Research Program «Priority 2030: Technologies of the Future» in 2022 — 2024.»
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
2. Отчет ПАО «Газпром» за 2020 г. [Электрон. ресурс] https://www.gazprom.ru/f/posts/57/982072/gazprom-annual-report-2020-ru.pdf (дата обращения 26.02.2024).
3. Экологический отчет ПАО «Газпром» за 2020 г. [Электрон. ресурс] https://www.gazprom.ru/f/posts/57/982072/gazprom-environmental-report-2020-ru.pdf (дата обращения 26.02.2024).
4. Постановление Правительства РФ № 1441 от 18 августа 2022 г. «О ставке платы за превышение квоты выбросов парниковых газов в рамках проведения эксперимента по ограничению выбросов парниковых газов на территории Сахалинской области».
5. Macro Drivers [Электрон. ресурс] https://www.iea.org/reports/global-energy-and-climate-model/macro-drivers (дата обращения 26.02.2024).
6. Водород у ворот [Электрон. ресурс] https://pro-arctic.ru/09/10/2020/resources/41167 (дата обращения 26.02.2024).
7. Кулешов Н.В. и др. Водородная энергетика. М.: Изд-во МЭИ, 2021.
8. Водородные проекты «Газпрома» [Электрон. ресурс] https://www.cdu.ru/tek_russia/issue/2022/1/983/ (дата обращения 28.02.2024).
9. В Италии запустили водородную электростанцию [Электрон. ресурс] https://alternenergy.wordpress.com/2009/08/17 (дата обращения 28.02.2024).
10. Водород энергия для дома, автомобиля и как аккумулятор [Электрон. ресурс] https://www.youtube.com/watch?v=VfJ1JEP37Ko (дата обращения 28.02.2024).
11. Клименко А.В. и др. Сравнение термодинамической эффективности систем энергоснабжения с раздельной и совмещенной генерацией произведенных энергоносителей // Теплофизика и аэромеханика. 2019. № 5. Т. 26. С. 821—832.
12. Клименко А.В. и др. Основы мультигенерации. М.: Изд-во МЭИ, 2019.
13. Петин С.Н. и др. Разработка способа производства водорода на базе газовых отходов конвертерного производства стали // Промышленная энергетика. 2023. № 6. С. 32—42.
14. Попов С.К., Петин С.Н., Бурмакина А.В., Стогов П.А. Энергохимическая аккумуляция высокотемпературных газовых отходов // Теплоэнергетика. 2019. № 2. С. 51—62.
15. Петин С.Н., Кислицын М.А., Голдобин Д.Д., Лугвищук Д.С. Разработка способа производства водорода на базе водородсодержащего газа нефтеперерабатывающих установок // Промышленная энергетика. 2023. № 9. C. 33—43.
16. Пат. № 2816114 РФ. Способ производства низкоуглеродного водорода и электрической энергии / Петин С.Н. и др. // Изобретения. Полезные модели. 2024. № 9.
17. Techno-economic Evaluation of SMR Based Standalone (Merchant) Hydrogen Plant with CCS. Rep. №. 2017-02. [Электрон. ресурс] https://ieaghg.org/exco_docs/2017-02.pdf (дата обращения 05.03.24).
18. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. М.: Экономика, 2000.
19. Рогалев Н.Д. и др. Экономика энергетики. М.: Издат. дом МЭИ, 2011.
20. Хромых Л.Н., Литвин А.Т., Никитин А.В. Применение углекислого газа в процессах повышения нефтеотдачи пластов // Вестник Евразийской науки. 2018. № 5. Т. 10. [Электрон. ресурс] https://esj.today/PDF/06NZVN518.pdf (дата обращения 12.04.2024).
---
Для цитирования: Петин С.Н., Кислицын М.А., Бурмакина А.В., Жихарева В.Р. Анализ схемы производства водорода и электрической энергии при использовании газовых отходов нефтеперерабатывающего производства // Вестник МЭИ. 2024. № 6. С. 92—100. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-6-92-100
---
Работа выполнена в рамках проекта «Водородная энергетика» при поддержке гранта НИУ «МЭИ» на реализацию программы научных исследований «Приоритет 2030: Технологии будущего» в 2022 — 2024 гг.»
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Gazovyy Biznes. 2020;4. [Elektron. Resurs] https://gazo.ru/ru/media/publications/zhurnal-gazovyy-biznes-4-2020/ (Data Obrashcheniya 10.03.24). (in Russian).
2. Otchet PAO «Gazprom» za 2020 g. [Elektron. Resurs] https://www.gazprom.ru/f/posts/57/982072/gazprom-annual-report-2020-ru.pdf (Data Obrashcheniya 26.02.2024). (in Russian).
3. Ekologicheskiy Otchet PAO «Gazprom» za 2020 g. [Elektron. Resurs] https://www.gazprom.ru/f/posts/57/982072/gazprom-environmental-report-2020-ru.pdf (Data Obrashcheniya 26.02.2024). (in Russian).
4. Postanovlenie Pravitel'stva RF № 1441 ot 18 Avgusta 2022 g. «O Stavke Platy za Prevyshenie Kvoty Vybrosov Parnikovykh Gazov v Ramkakh Provedeniya Eksperimenta po Ogranicheniyu Vybrosov Parnikovykh Gazov na Territorii Sakhalinskoy Oblasti».(in Russian).
5. Macro Drivers [Elektron. Resurs] https://www.iea.org/reports/global-energy-and-climate-model/macro-drivers (Data Obrashcheniya 26.02.2024).
6. Vodorod u Vorot [Elektron. Resurs] https://pro-arctic.ru/09/10/2020/resources/41167 (Data Obrashcheniya 26.02.2024). (in Russian).
7. Kuleshov N.V. i dr. Vodorodnaya Energetika. M.: Izd-vo MEI, 2021. (in Russian).
8. Vodorodnye Proekty «Gazproma» [Elektron. Resurs] https://www.cdu.ru/tek_russia/issue/2022/1/983/ (Data Obrashcheniya 28.02.2024). (in Russian).
9. V Italii Zapustili Vodorodnuyu Elektrostantsiyu [Elektron. Resurs] https://alternenergy.wordpress.com/2009/08/17 (Data Obrashcheniya 28.02.2024). (in Russian).
10. Vodorod Energiya dlya Doma, Avtomobilya i kak Akkumulyator [Elektron. Resurs] https://www.youtube.com/watch?v=VfJ1JEP37Ko (Data Obrashcheniya 28.02.2024). (in Russian).
11. Klimenko A.V. i dr. Sravnenie Termodinamicheskoy Effektivnosti Sistem Energosnabzheniya s Razdel'noy i Sovmeshchennoy Generatsiey Proizvedennykh Energonositeley. Teplofizika i Aeromekhanika. 2019;5;26:821—832. (in Russian).
12. Klimenko A.V. i dr. Osnovy Mul'tigeneratsii. M.: Izd-vo MEI, 2019. (in Russian).
13. Petin S.N. i dr. Razrabotka Sposoba Proizvodstva Vodoroda na Baze Gazovykh Otkhodov Konverternogo Proizvodstva Stali. Promyshlennaya Energetika. 2023;6:32—42. (in Russian).
14. Popov S.K., Petin S.N., Burmakina A.V., Stogov P.A. Energokhimicheskaya Akkumulyatsiya Vysokotemperaturnykh Gazovykh Otkhodov. Teploenergetika. 2019;2:51—62. (in Russian).
15. Petin S.N., Kislitsyn M.A., Goldobin D.D., Lugvishchuk D.S. Razrabotka Sposoba Proizvodstva Vodoroda na Baze Vodorodsoderzhashchego Gaza Neftepererabatyvayushchikh Ustanovok. Promyshlennaya Energetika. 2023;9:33—43. (in Russian).
16. Pat. № 2816114 RF. Sposob Proizvodstva Nizkouglerodnogo Vodoroda i Elektricheskoy Energii. Petin S.N. i dr. Izobreteniya. Poleznye Modeli. 2024;9. (in Russian).
17. Techno-economic Evaluation of SMR Based Standalone (Merchant) Hydrogen Plant with CCS. Rep. №. 2017-02. [Elektron. Resurs] https://ieaghg.org/exco_docs/2017-02.pdf (Data Obrashcheniya 05.03.24).
18. Metodicheskie Rekomendatsii po Otsenke Effektivnosti Investitsionnykh Proektov. M.: Ekonomika, 2000. (in Russian).
19. Rogalev N.D. i dr. Ekonomika Energetiki. M.: Izdat. Dom MEI, 2011. (in Russian).
20. Khromykh L.N., Litvin A.T., Nikitin A.V. Primenenie Uglekislogo Gaza v Protsessakh Povysheniya Nefteotdachi Plastov. Vestnik Evraziyskoy Nauki. 2018;5;10. [Elektron. Resurs] https://esj.today/PDF/06NZVN518.pdf (Data Obrashcheniya 12.04.2024). (in Russian)
---
For citation: Petin S.N., Kislitsyn M.A., Burmakina A.V., Zhikhareva V.R. An Analysis of the Hydrogen and Electricity Production Scheme Using Gas Waste from Oil Refineries. 2024;6:92—100. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-6-92-100
---
The work was carried out within the Framework of the Hydrogen Energy Project with the Support of a Grant from the National Research University «MPEI» for the Implementation of the Research Program «Priority 2030: Technologies of the Future» in 2022 — 2024.»
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
Опубликован
2024-09-04
Выпуск
Раздел
Теоретическая и прикладная теплотехника (технические науки) (2.4.6)
