ЭХГ для стационарной энергетики
С ‘1967 г. фирма «Пратт энд Уитни» при финансовом участии 36 газовых компаний США, Канады и Японии ведет работы по программе [1.8] ТАРЖЕТ (начальные буквы слов, означающих в переводе «Объединение для ускорения исследований по преобразованию энергии газа»).
Разработана стационарная ЭУ мощностью 12,5 кВт, состоящая из реактора паровой конверсии природного газа, водородно-воздушного ЭХГ с фосфорнокислым электролитом и инвертора. Рабочая температура ЭХГ 120—130°С, давление газов близко к атмосферному, КПД ЭУ — около 35%.
Установка предназначена для энергоснабжения небольших промышленных предприятий, складов, сельскохозяйственных ферм и других потребителей, для которых подвод энергии от электрических сетей невозможен или невыгоден.
Согласно расчетам применение в условиях США таких установок будет экономически оправдано при начальной стоимости 150— 250 долл, за 1 кВт и ресурсе более 5 лет.
В последние годы 63 такие ЭУ проходили длительные испытания в различных пунктах США, Канады и Японии.
Общая сумма ассигнований на программу ТАРЖЕТ — около 60 млн. долл., более 30 млн. долл, уже израсходовано.
В 1971 г. было положено начало новой программе под шифром FCG-1, которая выполняется фирмой «Юнайтед текнолоджиз» при поддержке «Эдисон электрик инститьют» и десяти электроэнергетических компаний. Цель программы — создание электростанции мощностью 26 МВт. При этом используется та же схема, что и в программе ТАРЖЕТ: получение водорода путем паровой конверсии углеводородного топлива, использование этого газа в ЭХГ с фосфорнокислым электролитом, преобразование генерируемого постоянного тока в переменный. Ожидаемый КПД установки — 38—41% в диапазоне нагрузок 50—100%- Для установки разработай модуль мощностью 16 кВт, начало поставки оборудования было намечено на 1978 г. Стоимость 1 кВт к 1980 г. намечалось довести до 150— 200 долл., ресурс — до 40 000 ч. В настоящее время строится опытно-демонстрационная ЭУ мощностью 1000 кВт.
Вторая программа, выполняемая «Юнайтед текнолоджиз» и «Эдисон электрик инститьют», RP-114 посвящена анализу перспективных направлений в разработке высокотемпературного ЭХГ с расплавленным электролитом без применения дорогих катализаторов. На макетах достигнут ресурс 4000 ч, который к 1985 г. планируется увеличить до 40 000 ч при удельной стоимости ЭХГ 210 долл, на 1 кВт.
Установки типа упомянутой (мощностью 26 МВт) могут использоваться как базовые электростанции в местах, куда затруднена прокладка линий электропередачи. Они также могут служить для покрытия пиковых нагрузок и в качестве резервных.
Анализ применительно к энергоснабжению города на 110 тыс. жителей показал, что подобная ЭУ прч наличии теплофикации может иметь высокий общий КПД.
При осуществлении дальнего трубопроводного транспорта водорода и сети его распределения может быть наиболее широко реализован принцип децентрализованного производства электроэнергии вблизи от мест ее потребления.
Приведенные данные заставляют всерьез считаться с возможностью применения ЭХГ уже в ближайшие десятилетия.