Газовая Промышленность 8.2022

Научная статья

УДК 621.5.01:620.9
(UDK 621.5.01:620.9)

Для получения доступа к статьям

Авторизуйтесь

ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ (POWER SUPPLY SERVICE AND ENERGY EFFICIENCY)

ИННОВАЦИОННЫЕ СПОСОБЫ НАКОПЛЕНИЯ И СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ СЖАТОГО ГАЗА

(INNOVATIVE WAYS TO ACCUMULATE AND PRESERVE COMPRESSED GAS ENERGY)

В настоящее время в мире из‑за исчерпания традиционных энергетических ресурсов, а также в целях повышения их качества существенное внимание уделяется применению инновационных технологий при разработке и проектировании энергетических систем. Одно из актуальных направлений в данной области – накопление энергии в период непиковых нагрузок для последующего использования при условии, что объем текущего потребления превысит производство. Это позволяет увеличить устойчивость экономики и усилить энергобезопасность страны. В мире существуют различные подходы к решению указанной задачи. К перспективным направлениям относится применение системы накопления и хранения энергии сжатого газа.
В статье анализируются текущие проблемы данного подхода, показаны примеры реализованных проектов, обозначены возможности использования инновационных вариантов накопления и сохранения энергии сжатого газа, отличающиеся от прототипов совокупностью преимущественных признаков, к которым относятся: изотермический характер процесса накопления энергии, стабилизация выходного давления газа, высокая энергоемкость накопителя, экологичность, низкая себестоимость и техническая простота конструкции, определяющие высокую степень надежности и ремонтопригодности. Представлена возможная схема применения накопителя энергии сжатого газа в сочетании с генератором электроэнергии, работающим в изотермическом режиме производства.
Указанные преимущества определяют высокие экономические показатели внедрения инновационных вариантов накопителей энергии сжатого газа в энергетические системы, в том числе и на основе возобновляемых источников.

At present, innovative technologies for power system development and design have been given considerable attention worldwide due to the depletion of conventional energy resources and to improve their quality. One of the current lines of work in this field is accumulating energy during the non-peak period for subsequent use in case the current power demand exceeds generation. This allows for improving the economy’s sustainability and the country’s energy safety. There are various approaches to resolve this throughout the world. Promising directions include using an accumulation-and-preservation system for compressed gas energy.
The article analyzes current issues of the approach, shows some implemented project examples, and sets out the possible use of innovative solutions for accumulating and preserving compressed gas energy. These solutions have a set of advantageous features distinguishing them from prototypes: isothermal nature of the energy accumulation process, stabilized gas outlet pressure, the high power capacity of the energy storage, environmental safety, low cost price, and technical simplicity, resulting in high reliability and serviceability. A possible scheme is presented for using a compressed gas energy storage combined with a power generator working in isothermal generation mode.
The listed advantages determine the high economic indicators of introducing innovative compressed gas energy storages into power systems, including those based on renewable sources.

НАКОПИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ, ЭНЕРГИЯ СЖАТОГО ГАЗА, ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС НАКОПЛЕНИЯ, ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ, ХРАНЕНИЕ ЭНЕРГИИ

ENERGY STORAGE, COMPRESSED AIR ENERGY, ISOTHERMAL ACCUMULATION PROCESS, ENERGY EFFICIENCY, ENERGY STORAGE

Б.В. Журавлев, JB Standard Institute (Санкт-Петербург, Россия), info@jbsi.ru

B.V. Zhuravlev, JB Standard Institute (Saint Petersburg, Russia), info@jbsi.ru

Российская Федерация. Законы. Об электроэнергетике: Федер. закон от 26.03.2003 № 35-ФЗ: послед. ред. // КонсультантПлюс: сайт. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_41502/ (дата обращения: 29.06.2022). Режим доступа: для зарегистрир. пользователей.

Российская Федерация. Законы. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: Федер. закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ: послед. ред. // КонсультантПлюс: сайт. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_93978/ (дата обращения: 29.06.2022). Режим доступа: для зарегистрир. пользователей.

ООО «Газпром ПХГ»: офиц. сайт. URL: https://ugs.gazprom.ru/ (дата обращения: 29.06.2022).

Мухаметова Л.Р., Ахметова И.Г., Стриелковски В. Инновации в области хранения энергии // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2019. Т. 21, № 4. С. 33–40. DOI: 10.30724/1998-9903-2019-21-4-33-40.

DOE Global Energy Storage Database: сайт. URL: https://www.sandia.gov/ess-ssl/gesdb/public/index.html (дата обращения: 29.06.2022).

Российская Федерация. Правительство. План мероприятий «Развитие водородной энергетики в Российской Федерации до 2024 года»: распоряжение Правительства Российской Федерации от 12.10.2020 № 2634-р // Правительство Российской Федерации: офиц. сайт. URL: http://static.government.ru/media/files/7b9bstNfV640nCkkAzCRJ9N8k7uhW8mY.pdf (дата обращения: 29.06.2022).

Патент № 9410559 США, МПК F15B 1/027 (2006.01), F03D 9/02 (2006.01), F04B 41/02 (2006.01), F17B 1/26 (2006.01), H02J 15/00 (2006.01), F17C 1/00 (2006.01). Energy accumulation apparatus: № 20150214815: заявл. 29.01.2014: опубл. 09.08.2016 / VanWalleghem C., Lewis C.; заявитель Hydrostor Inc. // Justia: сайт. URL: https://patents.justia.com/patent/9410559 (дата обращения: 29.06.2022).

Патент № 10859207 США, МПК F17C 1/00 (2006.01), F17C 13/06 (2006.01), B65G 5/00 (2006.01). Hydrostatically compensated compressed gas energy storage system: № 20190346082: заявл. 31.01.2018: опубл. 08.12.2020 / Lewis C., McGillis A., Young D., VanWalleghem C.; заявитель Hydrostor Inc. // Justia: сайт. URL: https://patents.justia.com/patent/10859207 (дата обращения: 29.06.2022).

Патент № 10760739 США, МПК F17C 1/00 (2006.01), F17C 13/06 (2006.01), B65G 5/00 (2006.01). Hydrostatically compensated compressed gas energy storage system: № 20190353302: заявл. 31.07.2019: опубл. 01.09.2020 / Lewis C., McGillis A., Young D., VanWalleghem C.; заявитель Hydrostor Inc. // Justia: сайт. URL: https://patents.justia.com/patent/10760739 (дата обращения: 29.06.2022).

Pimm A.J., Garvey S.D., Jong M. Design and testing of Energy Bags for underwater compressed air energy storage // Energy. 2014. Vol. 66. P. 496–508. DOI: 10.1016/j.energy.2013.12.010.

Журавлев Б.В. Квазиизотермический способ редуцирования давления природного газа с возможностью производства электроэнергии // Газовая промышленность. 2021. № 8 (820). С. 122–129.

Federation Council [Soviet Federatsii]. Federal Law No. 35-FZ dated 26 March 2003 (latest edition). On the power industry. Available from: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_41502/ [Accessed: 29 June 2022]. (Accessible for registered users; in Russian)

Federation Council. Federal Law No. 261-FZ dated 23 November 2009. On energy saving and energy efficiency improvement and modification of separate legal acts of the Russian Federation. Available from: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_93978/ [Accessed: 29 June 2022]. (Accessible for registered users; in Russian)

Gazprom UGS LLC. Homepage. Available from: https://ugs.gazprom.ru/ [Accessed: 29 June 2022]. (In Russian)

Mukhametova LR, Akhmetova IG, Strielkowski W. Innovations in energy storage. Power Engineering: Research, Equipment, Technology [Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Problemy energetiki]. 2019; 21(4): 33–40. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-4-33-40. (In Russian)

Sandia National Laboratories. DOE Global Energy Storage Database. Available from: https://www.sandia.gov/ess-ssl/gesdb/public/index.html [Accessed: 29 June 2022].

The Russian Government. Action plan “Hydrogen Energy Development in the Russian Federation to 2024” approved by the Decree of the Russian Government No. 2634-r dated 12 October 2020. Available from: http://static.government.ru/media/files/7b9bstNfV640nCkkAzCRJ9N8k7uhW8mY.pdf [Accessed: 29 June 2022]. (In Russian)

VanWalleghem C, Lewis C. Energy-accumulation apparatus. US9410559B2 (Patent) 2014.

Lewis C, McGillis A, Young D, VanWalleghem C. Hydrostatically compensated compressed gas energy storage system. US10859207B2 (Patent) 2018.

Lewis C, McGillis A, Young D, VanWalleghem C. Hydrostatically compensated compressed gas energy storage system. US10760739B2 (Patent) 2019.

Pimm AJ, Garvey SD, Jong M. Design and testing of Energy Bags for underwater compressed air energy storage. Energy. 2014; 66: 496–508. https://doi.org/10.1016/j.energy.2013.12.010.

Zhuravlev BV. Quasi-isothermal method for natural gas pressure reduction with an option to generate power energy. Gas Industry [Gazovaya promyshlennost’]. 2021; 820(8): 122–129. (In Russian)

NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57