№ 2 (2025)

В работе представлены предложения по развитию энергетики Российской Федерации, в основе которых лежат результаты совместных исследований и разработок Национального исследовательского центра “Курчатовский институт” (НИЦ “Курчатовский институт”) и Объединенного института высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) по оптимальному использованию возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в частности биомассы, с опорой на местные топливно-энергетические ресурсы. Представлен обзор энергоэффективных технологий получения качественного твердого топлива (торрефикация) из отходов биомассы, высококалорийного синтез-газа с минимальным содержанием жидкой фракции, углерод-углеродного материала (пироуглерода) из попутных нефтяных газов и отходов древесины, пример оптимального сочетания нескольких видов ВИЭ с минимизацией резервных мощностей. Внедрение предлагаемых технологий позволит не только снизить уровень выбросов углекислого газа и экологическую нагрузку на планету, но и повысить рентабельность производимой энергии.

С начала эксплуатации Иркутской ГЭС прошло 65 лет, но проблема регулирования уровня оз. Байкал продолжает оставаться актуальной, так как непосредственно касается уникального природного объекта и сохранения его экосистемы, учета интересов прилегающих субъектов Российской Федерации, многочисленных водопотребителей и водопользователей. Данная проблема особенно проявилась в последнее десятилетие, с наступлением экстремально маловодного периода 2014–2017 гг. и последующего за ним многоводного периода 2020–2023 гг., потребовавших внесение изменений в законодательную базу по регулированию уровенного режима озера. Для ее решения возникла необходимость выполнения в 2021–2023 гг. комплексной научно-исследовательской работы, позволившей сформировать научно-обоснованные и практически реализуемые принципы регулирования уровня оз. Байкал в разных условиях водности с учетом современных экологических, социально-экономических и водохозяйственных требований и ограничений. Работа выполнена с участием институтов Сибирского отделения РАН, Министерства науки и высшего образования РФ, Росгидромета и Росрыболовства. В статье анализируется действующее законодательство по управлению водными ресурсами озера Байкал. Отмечается, что предусмотренный постановлением правительства РФ допустимый метровый диапазон регулирования уровня озера может быть выполнен только в годы средней и близкой к ней водности. В многоводные и маловодные годы поддержание данного диапазона и допустимых предельных отметок уровня невозможно. На основе модельных расчетов представлены результаты исследований по определению оптимальных и допустимых (критических) изменений уровней, расходов Иркутской ГЭС и диапазонов регулирования оз. Байкал для разных условий водности. С использованием разработанного диспетчерского графика Иркутской ГЭС предложен порядок регулирования уровенных режимов оз. Байкал с учетом экологических требований и социально-экономических ограничений.

В настоящий момент повышение экологической безопасности на тепловых энергетических станциях является одним из ключевых направлений развития энергетики. В мировой практике активно применяются технологии очистки уходящих газов от оксидов азота, серы и золы. Однако технологии улавливания диоксида углерода до сих пор не нашли широкого применения из-за существенного снижения эффективности производства электроэнергии. В настоящей работе представлены результаты разработки и исследования технологических схем бинарных и тринарных парогазовых установок с минимальными выбросами вредных веществ в атмосферу. В ходе исследований было выявлено, что переход от моноэтаноламиновой очистки уходящих газов к установке паровой конверсии метана обеспечивает прирост КПД нетто тринарной энергетической установки на 1.25% (для парогазовой установки на 1.16%) и сокращение удельных выбросов диоксида углерода в атмосферу в 2.3 раза. Большая эффективность энергоблока с интегрированной установкой паровой конверсии метана по сравнению с моноэтаноламиновой очисткой уходящих газов обусловлена снижением затрат электроэнергии на улавливание углекислого газа на 8,2 МВт.

В работе рассмотрен подход к сужению множества Парето, ориентированный, по мнению авторов, на решение инженерных задач, связанных с проектированием сложных устройств. Авторам представляется, что такой подход имеет ряд преимуществ в сравнении с использованием для сужения множества Парето нечетких логик. Для эффективного использования последних необходима выработка свода правил, удачность которых и определит степень сжатия множества. Для различных устройств наборы этих правил также различны, и сложная задача сужения множества Парето сводится к другой (по нашему мнению, менее сложной) задаче выработки наилучших правил. Рассмотренный в настоящей работе подход, связанный с анализом пар критериев, не требует дополнительных правил, представляется нам менее трудоемким и отвечает цели работы – получению качественного проектного решения в минимальное время.