Топливные элементы для поставки электроэнергии и мощности

В штате Коннектикут (США) состоялся конкурсный отбор проектов в области «чистой и возобновляемой энергии». В результате были отобраны проекты общим объемом 253,6 МВт, в том числе 200 МВт офшорных ветровых электростанций. Морская ветроэнергетика — это новая отрасль для США, где пока действует лишь один «демонстрационный» объект на 30 МВт. Но сегодня речь пойдёт не о ней. Наше внимание привлекла другая часть конкурса, а именно выбор в качестве поставщиков электроэнергии и мощности экзотических, по нашим меркам, устройств — топливных элементов.

Топливные элементы (fuel cells) – это электрохимические устройства, вырабатывающие электроэнергию и тепло в результате химической реакции. В отличие от обычной батарейки, химические вещества не содержатся внутри устройства, а подаются извне. Этими веществами обычно являются водород и кислород. Простейшую схему топливного элемента можно посмотреть здесь.

В штате будут построены 4 электростанции, работающие на топливных элементах суммарной мощностью 52 МВт, что практически удвоит установленную мощность данных объектов генерации в Коннектикуте. Для сравнения в Калифорнии сегодня установлено примерно 210 МВт топливных элементов, в штате Нью-Йорк — примерно 20 МВт.

Как сказано в информационном сообщении Департамента энергии и защиты окружающей среды (Department of Energy and Environmental Protection — DEEP), мощность крупнейшего объекта производства компании Doosan составит 19,98 МВт. Он будет поставлять не только электроэнергию, но и тепло для находящихся поблизости предприятий. В результате общая эффективность устройства составит 78%.

Средняя цена киловатт-часа электроэнергии, поставляемой топливными элементами, составит 11,6 центов, в 2011-2012 годах она равнялась 15,6 центов.

Что является первичным источником энергии для данных объектов? В официальном сообщении не указано, но по нашим данным — это природный газ.

Почему в таком случае не поставить газовую электростанцию, которая могла бы выдавать электроэнергию дешевле? Все дело в выбросах. Топливные элементы входят в перечень технологий, которые могут использоваться в рамках квот на чистую энергию (Renewable Portfolio Standard), установленных в штате. Поскольку процесс выработки энергии не связан со сжиганием топлива (природный газ преобразуется в водород путём реформинга, а на основе последнего в топливном элементе вырабатывается электроэнергия и тепло), выбросы в процессе практически равны нулю.

Доля ВИЭ и чистых технологий в выработке электроэнергии в штате Коннектикут должна, в соответствии с законодательством, достичь 40% к 2030 году.