Анализ технологий совместного производства электроэнергии и синтетического жидкого топлива из газа подземной газификации угля
Ключевые слова:
метанол, подземная газификация угля, производство электроэнергии, математическое моделирование, синтетические жидкие топлива
Аннотация
Актуальность исследования обусловлена ростом интереса к технологиям подземной газификации угля (ПзГУ), что подтверждается истощением мировых запасов нефти и газа, наличием значительного количества угольных месторождений в различных странах мира, растущим спросом на энергию, а также угрозой глобального изменения климата. Интерес к ПзГУ в последние годы резко возрос. В отличие от всех основных программ ХХ в. он стимулируется частным капиталом в ответ на рекордно высокие цены на нефть и энергоносители, кроме того возобновлено изучение ПзГУ: более 30 испытаний проходят или планируются в Австралии, Китае, Индии, Южной Африке, Новой Зеландии, Канаде и США.
Цель работы — разработка конкурентоспособных технологий производства на основе газа ПзГУ электроэнергии и синтетических жидких топлив.
Представлено исследование перспективного направления использования газа ПзГУ для комбинированного производства синтетического жидкого топлива (метанола) и электроэнергии. Разработана подробная математическая модель установки. Для создания математической модели использован созданный в институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН (ИСЭМ) эффективный в вычислительном плане программно-вычислительный комплекс (система машинного построения программ — СМПП). На основе модели выполнена технико-экономическая оптимизация схем и параметров, что позволило оценить условия конкурентоспособности предлагаемого способа переработки угля. Изучена чувствительность экономических показателей установки к изменениям внешних условий.
На основании анализа стоимости дизельного топлива в восточных регионах России сделан вывод о том, что в настоящее время метанол, производимый на энерготехнологической установке, конкурентоспособен поставляемому дорогому дизельному топливу, и внедрение таких систем экономически целесообразно.
Литература
1. Guangjian L., Zheng L., Minghua W., Wei-Dou N. Energy Savings by Co-production: a Methanol/Electricity Case Study // Appl. Energy. 2010. V. 87. Pp. 2854—2859.
2. What is Methanol, Its Uses, Energies [Электрон. ресурс] www.methanol.org (дата обращения 27.12.2021).
3. Moellenbruck F., Kempken T., Dierks M., Oeljeklaus G., Goerner K. Cogeneration of Power and Methanol Based on a Conventional Power Plant in Germany // J. Energy Storage. 2018. V. 19. Pp. 393—401.
4. Basile A., Dalena F. Methanol: Science and Engineering. N.-Y.: Elsevier, 2017.
5. Yang Sh., Xiao Zh., Deng Ch., Liu Zh., Zhou H., Ren J., Zhou T. Techno-economic Analysis of Coal-to-liquid Processes with Different Gasifier Alternatives // J. Cleaner Production. 2020. V. 253. P. 120006.
6. Lv L., Zhu L., Li H., Li B. Methanol-power Production Using Coal and Methane as Materials Integrated with a Two-level Adjustment System // J. Taiwan Institute of Chem. Eng. 2019. V. 97. Pp. 346—355.
7. Kler A.M., Tyurina E.A., Mednikov A.S. A Plant for Methanol and Electricity Production: Technical-Economic Analysis // Energy. 2018. V. 165. Pp. 890—899.
8. Кондырев Б.И., Белов А.В., Маннанголов Д.Ш. Развитие технологии подземной газификации угля. Перспективы освоения угольных месторождений Дальнего Востока // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 1. C. 297—300.
9. Кондырев Б.И., Белов А.В., Ларионов М.В. Становление и развитие технологии подземной газификации угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2003. № 4. C. 233—234.
10. Кондырев Б.И., Нисковский А.Ю. Основные направления совершенствования подземной газификации угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000. № 5. C. 127—128.
11. Рубан А.Д. Подземная газификация угля новый этап технологического и инвестиционного развития // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 2. C. 288—300.
12. Жуков Е.М., Кропотов Ю.И., Лугинин И.А., Чижик Ю.И. Перспективы применения подземной газификации в старопромышленных районах Кузбасса // Молодой ученый. 2016. № 2(106). С. 146—148.
13. Waheed Bhuttoa A., Bazmibc A.A., Zahedib G. Underground Coal Gasification: from Fundamentals to Applications. Progress in Energy and Combustion // Sci. 2013. V. 39. Pp. 189—214.
14. Клер А.М., Тюрина Э.А. Оптимизационные исследования энергетических установок и комплексов. Новосибирск: Гео, 2016.
15. Tyurina E.A., Mednikov A.S. Energy Efficiency Analyses of Combined-cycle Plant // Advances in Energy Research. 2015. V. 3. Pp. 195—203.
16. Кондырев Б.И., Белов А.В., Николайчук Н.А., Звонарёв М.И., Гребенюк И.В. Состояние и перспективы развития подземной газификации угля на Дальнем Востоке России // Вологдинские чтения. 2012. № 80. С. 213—215.
17. Кондырев Б.И., Белов А.В., Иванов А.Н. Новые технические решения в технологии подземной газификации как фактор актуализации ее применения на угольных месторождениях дальнего Востока // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2005. № S3. C. 177—188.
18. Энергетическая стратегия России на период до 2035 года [Электрон ресурс] www.minenergo.gov.ru/node/1026 (дата обращения 27.12.2021).
19. Крейнин Е.В. Технико-экономические перспективы подземной газификации угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 5. С. 347—352.
20. Зоря А.Ю., Крейнин Е.В. От подземной газификации угольных пластов к синтезу углеводородных топлив // Газохимия. 2009. № 1(5). С. 18—20.
21. Васючков Ю.Ф., Мельник В.В., Абрамкин Н.И., Савин И.И. Газовое углеводородное топливо из угля — будущая основа тепловой энергетики // Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2017. № 4. С. 131—140.
22. Caineng Z., Yanpeng C., Lingfeng K., Fenjin S., Shanshan C., Zhen D. Underground Coal Gasification and its Strategic Significance to the Development of Natural Gas Industry in China // Petroleum Exploration and Development. 2019. V. 46. Pp. 205—215.
23. Jun X., Lin X., Xiangming H., Weimin Ch., Weitao L., Zhigang W. Technical Application of Safety and Cleaner Production Technology by Underground Coal Gasification in China // J. Cleaner Production. 2020. V. 250. Pp. 119487—119501.
24. Perkins G. Underground Coal Gasification — Pt. I: Field Demonstrations and Process Performance // Progress in Energy and Combustion Sci. 2018. V. 67. Pp. 158—187.
25. Perkins G. Underground Coal Gasification — Pt. II: Fundamental Phenomena and Modeling // Progress in Energy and Combustion Sci. 2018. V. 67. Pp. 234—274.
26. Faqiang S. e. a. Monitoring and Evaluation of Simulated Underground Coal Gasification in an Ex-situ Experimental Artificial Coal Seam System // Appl. Energy. 2018. V. 223. Pp. 82—92.
27. Крейнин Е.В. Подземная газификация углей: основы теории и практики, инновации. М.: ООО «Корина-офсет», 2010.
28. Клер А.М. Эффективные методы схемно-параметрической оптимизации сложных теплоэнергетических установок: разработка и применение. Новосибирск: Гео, 2018.
29. Клер А.М., Деканова Н.П., Тюрина Э.А. Теплосиловые системы: Оптимизационные исследования. Новосибирск: Наука, 2005.
30. Kler A.M., Zharkov P.V., Epishkin N.O. An Effective Approach to Optimizing the Parameters of Complex Thermal Power Plants // Thermophysics and Aeromechanics. 2016. V. 23. Pp. 289—296.
31. Kler A.M., Tyurina E.A. Production of Products of Deep Coal Processing: Modeling of Technologies, Comparison of Efficiency // Burning and Plasma Chem. 2007. V. 4. Pp. 276—281.
32. Berezina L.A. e. a. An in SITU IR Spectroscopic Study of Methanol Conversion on an SNM-1 Catalyst // Kinetics and Catalysis. 2009. V. 50. Pp. 775—783.
33. Rozovskii A.Ya., Lin G.I. Fundamentals of Methanol Synthesis and Decomposition // Topics in Catalysis. 2003. V. 22. Pp. 137—150.
34. Розовский А.Я., Лин Г.И. Теоретические основы процесса синтеза метанола. М.: Химия, 1990.
35. Крейнин Е.В., Стрельцов С.Г., Сушенцова Б.Ю. Анализ и перспективы современных проектов подземной газификации углей в мире // Уголь. 2011. № 1. С. 40—43.
36. Гридин С.В., Вертела С.А. Анализ перспектив и методов использования газогенераторного газа с целью разработки энергоэффективных решений по экономии энергоресурсов // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. 2013. № 8(114). С. 31—40.
37. Mao Fei. Underground Coal Gasification (UCG): a New Trend of Supply-side Economics of Fossil Fuels // Natural Gas Industry B. 2016. V. 3. Pp. 312—322.
38. Regional Energy Commission of the Sakhalin Region [Электрон. ресурс] www.rec.admsakhalin.ru/tarfy/ (дата обращения 27.12.2021).
39. Far Eastern Energy Company Branch of Khabarovskenergosbyt. [Электрон. ресурс] www.dvec.ru/khabsbyt/private_clients/tariffs/ (дата обращения 27.12.2021).
40. Far Eastern Energy Company Branch of Dalenergosbyt [Электрон. ресурс] www.dvec.ru/dalsbyt/private_clients/tariffs/ (дата обращения 27.12.2021).
41. Federal State Statistics Service [Электрон. ресурс] www.gks.ru/folder/10705 (дата обращения 27.12.2021).
---
Для цитирования: Тюрина Э.А., Медников А.С., Елсуков П.Ю., Жарков П.В., Зубова Е.В. Анализ технологий совместного производства электроэнергии и синтетического жидкого топлива из газа подземной газификации угля // Вестник МЭИ. 2022. № 3. С. 23—34. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-3-23-34.
---
Исследования выполнены в рамках государственного задания (№ ФВЭУ-2021-0005) Программы фундаментальных исследований Российской Федерации на 2021–2030 гг. и программы Иркутского национального исследовательского технического университета по направлению магистратуры 13.04.01 «Теплоэнергетика и теплотехника»
#
1. Guangjian L., Zheng L., Minghua W., Wei-Dou N. Energy Savings by Co-production: a Methanol/Electricity Case Study. Appl. Energy. 2010;87:2854—2859.
2. What is Methanol, its Uses, Energies [Elektron. Resurs] www.methanol.org (Data Obrashcheniya 27.12.2021).
3. Moellenbruck F., Kempken T., Dierks M., Oeljeklaus G., Goerner K. Cogeneration of Power and Methanol Based on a Conventional Power Plant in Germany. J. Energy Storage. 2018;19:393—401.
4. Basile A., Dalena F. Methanol: Science and Engineering. N.-Y.: Elsevier, 2017.
5. Yang Sh., Xiao Zh., Deng Ch., Liu Zh., Zhou H., Ren J., Zhou T. Techno-economic Analysis of Coal-to-liquid Processes with Different Gasifier Alternatives. J. Cleaner Production. 2020;253:120006.
6. Lv L., Zhu L., Li H., Li B. Methanol-power Production Using Coal and Methane as Materials Integrated with a Two-level Adjustment System. J. Taiwan Institute of Chem. Eng. 2019;97:346—355.
7. Kler A.M., Tyurina E.A., Mednikov A.S. A Plant for Methanol and Electricity Production: Technical-Economic Analysis. Energy. 2018;165:890—899.
8. Kondyrev B.I., Belov A.V., Mannangolov D.Sh. Razvitie Tekhnologii Podzemnoy Gazifikatsii Uglya. Perspektivy Osvoeniya Ugol'nykh Mestorozhdeniy Dal'nego Vostoka. Gornyy Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2007;1:297—300. (in Russian).
9. Kondyrev B.I., Belov A.V., Larionov M.V. Stanovlenie i Razvitie Tekhnologii Podzemnoy Gazifikatsii Uglya. Gornyy Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2003;4:233—234. (in Russian).
10. Kondyrev B.I., Niskovskiy A.Yu. Osnovnye Napravleniya Sovershenstvovaniya Podzemnoy Gazifikatsii Uglya. Gornyy Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2000;5:127—128. (in Russian).
11. Ruban A.D. Podzemnaya Gazifikatsiya Uglya Novyy Etap Tekhnologicheskogo i Investitsionnogo Razvitiya. Gornyy Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2007;2:288—300. (in Russian).
12. Zhukov E.M., Kropotov Yu.I., Luginin I.A., Chizhik Yu.I. Perspektivy Primeneniya Podzemnoy Gazifikatsii v Staropromyshlennykh Rayonakh Kuzbassa. Molodoy Uchenyy. 2016;2(106):146—148. (in Russian).
13. Waheed Bhuttoa A., Bazmibc A.A., Zahedib G. Underground Coal Gasification: from Fundamentals to Applications. Progress in Energy and Combustion. Sci. 2013;39:189—214.
14. Kler A.M., Tyurina E.A. Optimizatsionnye Issledovaniya Energeticheskikh Ustanovok i Kompleksov. Novosibirsk: Geo, 2016. (in Russian).
15. Tyurina E.A., Mednikov A.S. Energy Efficiency Analyses of Combined-cycle Plant. Advances in Energy Research. 2015;3:195—203.
16. Kondyrev B.I., Belov A.V., Nikolaychuk N.A., Zvonarev M.I., Grebenyuk I.V. Sostoyanie i Perspektivy Razvitiya Podzemnoy Gazifikatsii Uglya na Dal'nem Vostoke Rossii. Vologdinskie Chteniya. 2012;80:213—215. (in Russian).
17. Kondyrev B.I., Belov A.V., Ivanov A.N. Novye Tekhnicheskie Resheniya v Tekhnologii Podzemnoy Gazifikatsii kak Faktor Aktualizatsii ee Primeneniya na Ugol'nykh Mestorozhdeniyakh Dal'nego Vostoka. Gornyy Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2005;S3:177—188. (in Russian).
18. Energeticheskaya Strategiya Rossii na Period do 2035 Goda [Elektron Resurs] www.minenergo.gov.ru/node/1026 (Data Obrashcheniya 27.12.2021). (in Russian).
19. Kreynin E.V. Tekhniko-ekonomicheskie Perspektivy Podzemnoy Gazifikatsii Uglya. Gornyy Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2009;5:347—352. (in Russian).
20. Zorya A.Yu., Kreynin E.V. Ot Podzemnoy Gazifikatsii Ugol'nykh Plastov k Sintezu Uglevodorodnykh Topliv. Gazokhimiya. 2009;1(5):18—20. (in Russian).
21. Vasyuchkov Yu.F., Mel'nik V.V., Abramkin N.I., Savin I.I. Gazovoe Uglevodorodnoe Toplivo iz Uglya — Budushchaya Osnova Teplovoy Energetiki. Izvestiya TulGU. Nauki o Zemle. 2017;4:131—140. (in Russian).
22. Caineng Z., Yanpeng C., Lingfeng K., Fenjin S., Shanshan C., Zhen D. Underground Coal Gasification and its Strategic Significance to the Development of Natural Gas Industry in China. Petroleum Exploration and Development. 2019;46:205—215.
23. Jun X., Lin X., Xiangming H., Weimin Ch., Weitao L., Zhigang W. Technical Application of Safety and Cleaner Production Technology by Underground Coal Gasification in China. J. Cleaner Production. 2020;250:119487—119501.
24. Perkins G. Underground Coal Gasification — Pt. I: Field Demonstrations and Process Performance. Progress in Energy and Combustion Sci. 2018;67:158—187.
25. Perkins G. Underground Coal Gasification — Pt. II: Fundamental Phenomena and Modeling. Progress in Energy and Combustion Sci. 2018;67:234—274.
26. Faqiang S. e. a. Monitoring and Evaluation of Simulated Underground Coal Gasification in an Ex-situ Experimental Artificial Coal Seam System. Appl. Energy. 2018;223:82—92.
27. Kreynin E.V. Podzemnaya Gazifikatsiya Ugley: Osnovy Teorii i Praktiki, Innovatsii. M.: OOO «Korina-ofset», 2010. (in Russian).
28. Kler A.M. Effektivnye Metody Skhemno-parametricheskoy Optimizatsii Slozhnykh Teploenergeticheskikh Ustanovok: Razrabotka i Primenenie. Novosibirsk: Geo, 2018. (in Russian).
29. Kler A.M., Dekanova N.P., Tyurina E.A. Teplosilovye Sistemy: Optimizatsionnye Issledovaniya. Novosibirsk: Nauka, 2005. (in Russian).
30. Kler A.M., Zharkov P.V., Epishkin N.O. An Effective Approach to Optimizing the Parameters of Complex Thermal Power Plants. Thermophysics and Aeromechanics. 2016;23:289—296.
31. Kler A.M., Tyurina E.A. Production of Products of Deep Coal Processing: Modeling of Technologies, Comparison of Efficiency. Burning and Plasma Chem. 2007;4:276—281.
32. Berezina L.A. e. a. An in SITU IR Spectroscopic Study of Methanol Conversion on an SNM-1 Catalyst. Kinetics and Catalysis. 2009;50:775—783.
33. Rozovskii A.Ya., Lin G.I. Fundamentals of Methanol Synthesis and Decomposition. Topics in Catalysis. 2003;22:137—150.
34. Rozovskiy A.Ya., Lin G.I. Teoreticheskie Osnovy Protsessa Sinteza Metanola. M.: Khimiya, 1990. (in Russian).
35. Kreynin E.V., Strel'tsov S.G., Sushentsova B.Yu. Analiz i Perspektivy Sovremennykh Proektov Podzemnoy Gazifikatsii Ugley v Mire. Ugol'. 2011;1:40—43. (in Russian).
36. Gridin S.V., Vertela S.A. Analiz Perspektiv i Metodov Ispol'zovaniya Gazogeneratornogo Gaza s Tsel'yu Razrabotki Energoeffektivnykh Resheniy po Ekonomii Energoresursov. Energosberezhenie. Energetika. Energoaudit. 2013;8(114):31—40. (in Russian).
37. Mao Fei. Underground Coal Gasification (UCG): a New Trend of Supply-side Economics of Fossil Fuels. Natural Gas Industry B. 2016;3:312—322.
38. Regional Energy Commission of the Sakhalin Region [Elektron. Resurs] www.rec.admsakhalin.ru/tarfy/ (Data Obrashcheniya 27.12.2021). (in Russian).
39. Far Eastern Energy Company Branch of Khabarovskenergosbyt. [Elektron. Resurs] www.dvec.ru/khabsbyt/private_clients/tariffs/ (Data Obrashcheniya 27.12.2021). (in Russian).
40. Far Eastern Energy Company Branch of Dalenergosbyt [Elektron. Resurs] www.dvec.ru/dalsbyt/private_clients/tariffs/ (Data Obrashcheniya 27.12.2021). (in Russian).
41. Federal State Statistics Service [Elektron. Resurs] www.gks.ru/folder/10705 (Data Obrashcheniya 27.12.2021). (in Russian).
---
For citation: Tyurina E.A., Mednikov A.S., Elsukov P.Yu., Zharkov P.V., Zubova E.V. An Analysis of Technologies for Electricity and Synthetic Liquid Fuel Co-production from the Gas of Underground Coal Gasification. Bulletin of MPEI. 2022;3:23—34. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2022-3-23-34.
---
The research was carried out under the State Assignment Project (No. FWEU-2021-0005) of the Fundamental Research Program of Russian Federation 2021–2030 and the program of the Irkutsk National Research Technical University in the direction of master's degree 13.04.01 «Heat Power Engineering and Heat Engineering»
2. What is Methanol, Its Uses, Energies [Электрон. ресурс] www.methanol.org (дата обращения 27.12.2021).
3. Moellenbruck F., Kempken T., Dierks M., Oeljeklaus G., Goerner K. Cogeneration of Power and Methanol Based on a Conventional Power Plant in Germany // J. Energy Storage. 2018. V. 19. Pp. 393—401.
4. Basile A., Dalena F. Methanol: Science and Engineering. N.-Y.: Elsevier, 2017.
5. Yang Sh., Xiao Zh., Deng Ch., Liu Zh., Zhou H., Ren J., Zhou T. Techno-economic Analysis of Coal-to-liquid Processes with Different Gasifier Alternatives // J. Cleaner Production. 2020. V. 253. P. 120006.
6. Lv L., Zhu L., Li H., Li B. Methanol-power Production Using Coal and Methane as Materials Integrated with a Two-level Adjustment System // J. Taiwan Institute of Chem. Eng. 2019. V. 97. Pp. 346—355.
7. Kler A.M., Tyurina E.A., Mednikov A.S. A Plant for Methanol and Electricity Production: Technical-Economic Analysis // Energy. 2018. V. 165. Pp. 890—899.
8. Кондырев Б.И., Белов А.В., Маннанголов Д.Ш. Развитие технологии подземной газификации угля. Перспективы освоения угольных месторождений Дальнего Востока // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 1. C. 297—300.
9. Кондырев Б.И., Белов А.В., Ларионов М.В. Становление и развитие технологии подземной газификации угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2003. № 4. C. 233—234.
10. Кондырев Б.И., Нисковский А.Ю. Основные направления совершенствования подземной газификации угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000. № 5. C. 127—128.
11. Рубан А.Д. Подземная газификация угля новый этап технологического и инвестиционного развития // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 2. C. 288—300.
12. Жуков Е.М., Кропотов Ю.И., Лугинин И.А., Чижик Ю.И. Перспективы применения подземной газификации в старопромышленных районах Кузбасса // Молодой ученый. 2016. № 2(106). С. 146—148.
13. Waheed Bhuttoa A., Bazmibc A.A., Zahedib G. Underground Coal Gasification: from Fundamentals to Applications. Progress in Energy and Combustion // Sci. 2013. V. 39. Pp. 189—214.
14. Клер А.М., Тюрина Э.А. Оптимизационные исследования энергетических установок и комплексов. Новосибирск: Гео, 2016.
15. Tyurina E.A., Mednikov A.S. Energy Efficiency Analyses of Combined-cycle Plant // Advances in Energy Research. 2015. V. 3. Pp. 195—203.
16. Кондырев Б.И., Белов А.В., Николайчук Н.А., Звонарёв М.И., Гребенюк И.В. Состояние и перспективы развития подземной газификации угля на Дальнем Востоке России // Вологдинские чтения. 2012. № 80. С. 213—215.
17. Кондырев Б.И., Белов А.В., Иванов А.Н. Новые технические решения в технологии подземной газификации как фактор актуализации ее применения на угольных месторождениях дальнего Востока // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2005. № S3. C. 177—188.
18. Энергетическая стратегия России на период до 2035 года [Электрон ресурс] www.minenergo.gov.ru/node/1026 (дата обращения 27.12.2021).
19. Крейнин Е.В. Технико-экономические перспективы подземной газификации угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 5. С. 347—352.
20. Зоря А.Ю., Крейнин Е.В. От подземной газификации угольных пластов к синтезу углеводородных топлив // Газохимия. 2009. № 1(5). С. 18—20.
21. Васючков Ю.Ф., Мельник В.В., Абрамкин Н.И., Савин И.И. Газовое углеводородное топливо из угля — будущая основа тепловой энергетики // Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2017. № 4. С. 131—140.
22. Caineng Z., Yanpeng C., Lingfeng K., Fenjin S., Shanshan C., Zhen D. Underground Coal Gasification and its Strategic Significance to the Development of Natural Gas Industry in China // Petroleum Exploration and Development. 2019. V. 46. Pp. 205—215.
23. Jun X., Lin X., Xiangming H., Weimin Ch., Weitao L., Zhigang W. Technical Application of Safety and Cleaner Production Technology by Underground Coal Gasification in China // J. Cleaner Production. 2020. V. 250. Pp. 119487—119501.
24. Perkins G. Underground Coal Gasification — Pt. I: Field Demonstrations and Process Performance // Progress in Energy and Combustion Sci. 2018. V. 67. Pp. 158—187.
25. Perkins G. Underground Coal Gasification — Pt. II: Fundamental Phenomena and Modeling // Progress in Energy and Combustion Sci. 2018. V. 67. Pp. 234—274.
26. Faqiang S. e. a. Monitoring and Evaluation of Simulated Underground Coal Gasification in an Ex-situ Experimental Artificial Coal Seam System // Appl. Energy. 2018. V. 223. Pp. 82—92.
27. Крейнин Е.В. Подземная газификация углей: основы теории и практики, инновации. М.: ООО «Корина-офсет», 2010.
28. Клер А.М. Эффективные методы схемно-параметрической оптимизации сложных теплоэнергетических установок: разработка и применение. Новосибирск: Гео, 2018.
29. Клер А.М., Деканова Н.П., Тюрина Э.А. Теплосиловые системы: Оптимизационные исследования. Новосибирск: Наука, 2005.
30. Kler A.M., Zharkov P.V., Epishkin N.O. An Effective Approach to Optimizing the Parameters of Complex Thermal Power Plants // Thermophysics and Aeromechanics. 2016. V. 23. Pp. 289—296.
31. Kler A.M., Tyurina E.A. Production of Products of Deep Coal Processing: Modeling of Technologies, Comparison of Efficiency // Burning and Plasma Chem. 2007. V. 4. Pp. 276—281.
32. Berezina L.A. e. a. An in SITU IR Spectroscopic Study of Methanol Conversion on an SNM-1 Catalyst // Kinetics and Catalysis. 2009. V. 50. Pp. 775—783.
33. Rozovskii A.Ya., Lin G.I. Fundamentals of Methanol Synthesis and Decomposition // Topics in Catalysis. 2003. V. 22. Pp. 137—150.
34. Розовский А.Я., Лин Г.И. Теоретические основы процесса синтеза метанола. М.: Химия, 1990.
35. Крейнин Е.В., Стрельцов С.Г., Сушенцова Б.Ю. Анализ и перспективы современных проектов подземной газификации углей в мире // Уголь. 2011. № 1. С. 40—43.
36. Гридин С.В., Вертела С.А. Анализ перспектив и методов использования газогенераторного газа с целью разработки энергоэффективных решений по экономии энергоресурсов // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. 2013. № 8(114). С. 31—40.
37. Mao Fei. Underground Coal Gasification (UCG): a New Trend of Supply-side Economics of Fossil Fuels // Natural Gas Industry B. 2016. V. 3. Pp. 312—322.
38. Regional Energy Commission of the Sakhalin Region [Электрон. ресурс] www.rec.admsakhalin.ru/tarfy/ (дата обращения 27.12.2021).
39. Far Eastern Energy Company Branch of Khabarovskenergosbyt. [Электрон. ресурс] www.dvec.ru/khabsbyt/private_clients/tariffs/ (дата обращения 27.12.2021).
40. Far Eastern Energy Company Branch of Dalenergosbyt [Электрон. ресурс] www.dvec.ru/dalsbyt/private_clients/tariffs/ (дата обращения 27.12.2021).
41. Federal State Statistics Service [Электрон. ресурс] www.gks.ru/folder/10705 (дата обращения 27.12.2021).
---
Для цитирования: Тюрина Э.А., Медников А.С., Елсуков П.Ю., Жарков П.В., Зубова Е.В. Анализ технологий совместного производства электроэнергии и синтетического жидкого топлива из газа подземной газификации угля // Вестник МЭИ. 2022. № 3. С. 23—34. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-3-23-34.
---
Исследования выполнены в рамках государственного задания (№ ФВЭУ-2021-0005) Программы фундаментальных исследований Российской Федерации на 2021–2030 гг. и программы Иркутского национального исследовательского технического университета по направлению магистратуры 13.04.01 «Теплоэнергетика и теплотехника»
#
1. Guangjian L., Zheng L., Minghua W., Wei-Dou N. Energy Savings by Co-production: a Methanol/Electricity Case Study. Appl. Energy. 2010;87:2854—2859.
2. What is Methanol, its Uses, Energies [Elektron. Resurs] www.methanol.org (Data Obrashcheniya 27.12.2021).
3. Moellenbruck F., Kempken T., Dierks M., Oeljeklaus G., Goerner K. Cogeneration of Power and Methanol Based on a Conventional Power Plant in Germany. J. Energy Storage. 2018;19:393—401.
4. Basile A., Dalena F. Methanol: Science and Engineering. N.-Y.: Elsevier, 2017.
5. Yang Sh., Xiao Zh., Deng Ch., Liu Zh., Zhou H., Ren J., Zhou T. Techno-economic Analysis of Coal-to-liquid Processes with Different Gasifier Alternatives. J. Cleaner Production. 2020;253:120006.
6. Lv L., Zhu L., Li H., Li B. Methanol-power Production Using Coal and Methane as Materials Integrated with a Two-level Adjustment System. J. Taiwan Institute of Chem. Eng. 2019;97:346—355.
7. Kler A.M., Tyurina E.A., Mednikov A.S. A Plant for Methanol and Electricity Production: Technical-Economic Analysis. Energy. 2018;165:890—899.
8. Kondyrev B.I., Belov A.V., Mannangolov D.Sh. Razvitie Tekhnologii Podzemnoy Gazifikatsii Uglya. Perspektivy Osvoeniya Ugol'nykh Mestorozhdeniy Dal'nego Vostoka. Gornyy Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2007;1:297—300. (in Russian).
9. Kondyrev B.I., Belov A.V., Larionov M.V. Stanovlenie i Razvitie Tekhnologii Podzemnoy Gazifikatsii Uglya. Gornyy Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2003;4:233—234. (in Russian).
10. Kondyrev B.I., Niskovskiy A.Yu. Osnovnye Napravleniya Sovershenstvovaniya Podzemnoy Gazifikatsii Uglya. Gornyy Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2000;5:127—128. (in Russian).
11. Ruban A.D. Podzemnaya Gazifikatsiya Uglya Novyy Etap Tekhnologicheskogo i Investitsionnogo Razvitiya. Gornyy Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2007;2:288—300. (in Russian).
12. Zhukov E.M., Kropotov Yu.I., Luginin I.A., Chizhik Yu.I. Perspektivy Primeneniya Podzemnoy Gazifikatsii v Staropromyshlennykh Rayonakh Kuzbassa. Molodoy Uchenyy. 2016;2(106):146—148. (in Russian).
13. Waheed Bhuttoa A., Bazmibc A.A., Zahedib G. Underground Coal Gasification: from Fundamentals to Applications. Progress in Energy and Combustion. Sci. 2013;39:189—214.
14. Kler A.M., Tyurina E.A. Optimizatsionnye Issledovaniya Energeticheskikh Ustanovok i Kompleksov. Novosibirsk: Geo, 2016. (in Russian).
15. Tyurina E.A., Mednikov A.S. Energy Efficiency Analyses of Combined-cycle Plant. Advances in Energy Research. 2015;3:195—203.
16. Kondyrev B.I., Belov A.V., Nikolaychuk N.A., Zvonarev M.I., Grebenyuk I.V. Sostoyanie i Perspektivy Razvitiya Podzemnoy Gazifikatsii Uglya na Dal'nem Vostoke Rossii. Vologdinskie Chteniya. 2012;80:213—215. (in Russian).
17. Kondyrev B.I., Belov A.V., Ivanov A.N. Novye Tekhnicheskie Resheniya v Tekhnologii Podzemnoy Gazifikatsii kak Faktor Aktualizatsii ee Primeneniya na Ugol'nykh Mestorozhdeniyakh Dal'nego Vostoka. Gornyy Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2005;S3:177—188. (in Russian).
18. Energeticheskaya Strategiya Rossii na Period do 2035 Goda [Elektron Resurs] www.minenergo.gov.ru/node/1026 (Data Obrashcheniya 27.12.2021). (in Russian).
19. Kreynin E.V. Tekhniko-ekonomicheskie Perspektivy Podzemnoy Gazifikatsii Uglya. Gornyy Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2009;5:347—352. (in Russian).
20. Zorya A.Yu., Kreynin E.V. Ot Podzemnoy Gazifikatsii Ugol'nykh Plastov k Sintezu Uglevodorodnykh Topliv. Gazokhimiya. 2009;1(5):18—20. (in Russian).
21. Vasyuchkov Yu.F., Mel'nik V.V., Abramkin N.I., Savin I.I. Gazovoe Uglevodorodnoe Toplivo iz Uglya — Budushchaya Osnova Teplovoy Energetiki. Izvestiya TulGU. Nauki o Zemle. 2017;4:131—140. (in Russian).
22. Caineng Z., Yanpeng C., Lingfeng K., Fenjin S., Shanshan C., Zhen D. Underground Coal Gasification and its Strategic Significance to the Development of Natural Gas Industry in China. Petroleum Exploration and Development. 2019;46:205—215.
23. Jun X., Lin X., Xiangming H., Weimin Ch., Weitao L., Zhigang W. Technical Application of Safety and Cleaner Production Technology by Underground Coal Gasification in China. J. Cleaner Production. 2020;250:119487—119501.
24. Perkins G. Underground Coal Gasification — Pt. I: Field Demonstrations and Process Performance. Progress in Energy and Combustion Sci. 2018;67:158—187.
25. Perkins G. Underground Coal Gasification — Pt. II: Fundamental Phenomena and Modeling. Progress in Energy and Combustion Sci. 2018;67:234—274.
26. Faqiang S. e. a. Monitoring and Evaluation of Simulated Underground Coal Gasification in an Ex-situ Experimental Artificial Coal Seam System. Appl. Energy. 2018;223:82—92.
27. Kreynin E.V. Podzemnaya Gazifikatsiya Ugley: Osnovy Teorii i Praktiki, Innovatsii. M.: OOO «Korina-ofset», 2010. (in Russian).
28. Kler A.M. Effektivnye Metody Skhemno-parametricheskoy Optimizatsii Slozhnykh Teploenergeticheskikh Ustanovok: Razrabotka i Primenenie. Novosibirsk: Geo, 2018. (in Russian).
29. Kler A.M., Dekanova N.P., Tyurina E.A. Teplosilovye Sistemy: Optimizatsionnye Issledovaniya. Novosibirsk: Nauka, 2005. (in Russian).
30. Kler A.M., Zharkov P.V., Epishkin N.O. An Effective Approach to Optimizing the Parameters of Complex Thermal Power Plants. Thermophysics and Aeromechanics. 2016;23:289—296.
31. Kler A.M., Tyurina E.A. Production of Products of Deep Coal Processing: Modeling of Technologies, Comparison of Efficiency. Burning and Plasma Chem. 2007;4:276—281.
32. Berezina L.A. e. a. An in SITU IR Spectroscopic Study of Methanol Conversion on an SNM-1 Catalyst. Kinetics and Catalysis. 2009;50:775—783.
33. Rozovskii A.Ya., Lin G.I. Fundamentals of Methanol Synthesis and Decomposition. Topics in Catalysis. 2003;22:137—150.
34. Rozovskiy A.Ya., Lin G.I. Teoreticheskie Osnovy Protsessa Sinteza Metanola. M.: Khimiya, 1990. (in Russian).
35. Kreynin E.V., Strel'tsov S.G., Sushentsova B.Yu. Analiz i Perspektivy Sovremennykh Proektov Podzemnoy Gazifikatsii Ugley v Mire. Ugol'. 2011;1:40—43. (in Russian).
36. Gridin S.V., Vertela S.A. Analiz Perspektiv i Metodov Ispol'zovaniya Gazogeneratornogo Gaza s Tsel'yu Razrabotki Energoeffektivnykh Resheniy po Ekonomii Energoresursov. Energosberezhenie. Energetika. Energoaudit. 2013;8(114):31—40. (in Russian).
37. Mao Fei. Underground Coal Gasification (UCG): a New Trend of Supply-side Economics of Fossil Fuels. Natural Gas Industry B. 2016;3:312—322.
38. Regional Energy Commission of the Sakhalin Region [Elektron. Resurs] www.rec.admsakhalin.ru/tarfy/ (Data Obrashcheniya 27.12.2021). (in Russian).
39. Far Eastern Energy Company Branch of Khabarovskenergosbyt. [Elektron. Resurs] www.dvec.ru/khabsbyt/private_clients/tariffs/ (Data Obrashcheniya 27.12.2021). (in Russian).
40. Far Eastern Energy Company Branch of Dalenergosbyt [Elektron. Resurs] www.dvec.ru/dalsbyt/private_clients/tariffs/ (Data Obrashcheniya 27.12.2021). (in Russian).
41. Federal State Statistics Service [Elektron. Resurs] www.gks.ru/folder/10705 (Data Obrashcheniya 27.12.2021). (in Russian).
---
For citation: Tyurina E.A., Mednikov A.S., Elsukov P.Yu., Zharkov P.V., Zubova E.V. An Analysis of Technologies for Electricity and Synthetic Liquid Fuel Co-production from the Gas of Underground Coal Gasification. Bulletin of MPEI. 2022;3:23—34. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2022-3-23-34.
---
The research was carried out under the State Assignment Project (No. FWEU-2021-0005) of the Fundamental Research Program of Russian Federation 2021–2030 and the program of the Irkutsk National Research Technical University in the direction of master's degree 13.04.01 «Heat Power Engineering and Heat Engineering»
Опубликован
2021-12-02
Выпуск
Раздел
Промышленная теплоэнергетика (05.14.04)
