ТОТЭ

(Твердооксидные топливные элементы)

 

Главную тему нового номера журнала «ЭнергоЭксперт» завершает статья о ТОТЭ и энергоустановках на их основе.

Для тех, кто заинтересуется «эффективной технологией генерации электрической и тепловой энергии» отсылаю к публикациям «Что такое твердооксидный топливный элемент?» и «Генераторы на основе ТОТЭ удешевляют энергоснабжение удаленных районов в 4 раза».

        В данной же публикации авторы прежде всего обращают внимание на преимущества энергоустановок на ТОТЭ и рассказывают о тех работах, которые выполнены в Институте физики твердого тела, г. Черноголовка.

        Кстати, впервые ТОТЭ были испытаны в 1965 году в Институте электрохимии Уральского научного центра [1].

        Прочитав данную статью, я поинтересовался, где же сейчас можно купить подобную установку?

Поисковик привёл меня на сайт НПО «Центротех» Росатома, где готовы продать готовую установку на базе ТОТЭ мощностью до 2 кВт или разработать по заказу установку мощностью до 5 кВт.

        Предлагает для продажи и установки на основе ТОТЭ с номинальной мощностью 250 или 500 Вт.

 

 

        Как показано на рисунке, заимствованным мною из каталога НПО «Центротех», кпд установок мощностью 250 и 500 Вт небольшой. В рекламной листовке сообщают, что часть вырабатываемой энергии необходимо затратить на собственные нужды. Вырабатывая всего 250 Вт, установка имеет значительные габариты (2000х2100х800) и массу (1500 кг). По некоторым источникам, продажная цена 1 кВт установленной мощности генераторов на ТОТЭ на сегодня составляет около $3000.

        Удельная мощность такого генератора составляет 0,25/1500 = 0,00017 кВт/кг.

        В рецензируемой статье описан «расширитель пробега» автомобиля, использующий электроустановку на ТОТЭ.

Так как информация о мощности и массе такой установки на ТОТЭ, использованной в автомобиле, в статье отсутствует, то оценить её удельную мощность оказалось невозможным.

        Во время поиска информации об этом автомобиле, я наткнулся на такой интересный текст:

        «При этом зарядка (аккумулятора) стоит существенно дешевле, чем заправка бензинового или дизельного аналога,— батарея LEAF имеет емкость 24 кВт•ч, то есть даже по самому дорогому тарифу в Москве и с учетом потерь ее заправка обходится менее чем в 200 руб. А если заряжаться ночью, когда действует минимальный тариф, равный рублю, то цена одной зарядки уложится в 50 руб.».

        Найти бензиновый или дизельный генератор мощностью 250 Вт мне не удалось. Поэтому приведу массогабаритные характеристики бензинового генератора мощностью 4 кВт

 

 

        Удельная мощность такого изделия составляет 4,0/82 = 0,5 кВт/кг. Объявленная цена – порядка 100000 рублей (примерно $1380 по курсу на 07.10.2010).

Учитывая небольшую удельную мощность источников электроэнергии на ТОТЭ, при оценке предполагаемого снижения выбросов двуокиси углерода при их эксплуатации, следует учитывать выбросы двуокиси углерода, произведенные при изготовлении значительного большего количества конструкционных и других материалов.

        Понятно, что с такими показателями установка на ТОТЭ пока не может полноценно конкурировать с традиционными источниками энергии. Российский изготовитель таких установок считает, что они незаменимы на удаленных газифицированных объектах, не имеющих централизованного электроснабжения.

        Вряд ли сегодня есть основания полагать, что в ближайшем будущем такие источники электроэнергии будут если не дешевле, то хотя бы не дороже углеводородных источников электроэнергии.

Надежд на широкое применение их в домашних хозяйствах, даже удаленных от цивилизации, не очень много. Заявленные планы внедрения таких установок в Японии, о которых я прочел в интернете, мне не кажутся оптимистичными.

        Сказанное мною не означает, что работы по ТОТЭ следует немедленно прекратить. Просто объявленная борьба с угрозой изменения климата, может повернуться совсем в неожиданную сторону. Один из таких поворотов описан в [2].

       

Литература

1 История развития твердооксидных топливных элементов

2 В. Мараховский. Мир подходит к критической черте. Россия тоже

____

Другие обзоры журнала «ЭнергоЭксперт» № 3 за 2021 год

Первый обзор нового номера журнала «ЭнергоЭксперт» №3 2021

Распределенная генерация и водородная энергетика

Цвета водорода

Водород и будущее энергетики

 

 

 

Примечание.

Об удельной мощности блоков питания для цифровых устройств РЗА можно прочесть в моей статье «Характеристики выходных цепей комбинированных блоков питания
(часть 1)»(журнал «Вести в электроэнергетике» , №2, 2009)

Реакция выдающегося специалиста на необходимость введения такой характеристики приведена здесь.