Экономика энергетики

 
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ВОДОПОДГОТОВКИ
 
Арсланова А.Р.
1
, к.т.н. Долганова А.Н.
1 
1 
Казанский государственный энергетический университет
На предприятиях водоподготовки РФ при обеззараживании воды с 
помощью гипохлорита натрия, который получают на электролизных станциях из 
поваренной соли в качестве отходов выделяется водород (Н
2
) в количестве около 
27 кг на 1 л активного хлора. При этом возникает проблема по утилизации 
чистого водорода (99%), и для выброса его в атмосферу требуется для 
разбавления почти стократный объем воздуха, на который затрачивается 
электроэнергия для принудительной вентиляции. [1]
Одним из способов утилизации водорода и энергосбережения на 
предприятии, возможно использование его в качестве топливного элемента для 
получения электрической энергии и тепла. В отличие от других генераторов 
электроэнергии, таких как двигатели внутреннего сгорания или турбины, 
работающие на газе, угле, мазуте и пр., топливные элементы не сжигают 
топливо. Это означает отсутствие шумных роторов высокого давления, громкого 
шума при выхлопе, вибрации. 
Топливные элементы вырабатывают электричество путем бесшумной 
электрохимической реакции. На катализаторе анода молекулярный водород 
диссоциирует и теряет электроны. Ионы водорода (протоны) проводятся через 
электролит к катоду, в то время как электроны пропускаются электролитом и 
проходят по внешней электрической цепи, создавая постоянный ток, который 
может быть использован для питания оборудования. На катализаторе катода 
молекула кислорода соединяется с электроном (который подводится из внешних 
коммуникаций) и пришедшим протоном, и образует воду, которая является 
единственным продуктом реакции (в виде пара и/или жидкости).
Ниже приведена соответствующая реакция:
Реакция на аноде: 2H
2
=> 4H+ + 4e
-
Реакция на катоде: O
2
+ 4H+ + 4e
-
=> 2H
2
O 
Общая реакция элемента: 2H
2
+ O
2
=> 2H
2
O. 

---

159 
Топливные элементы высокоэффективны и не производят большого 
количества парниковых газов, таких как углекислый газ, метан и оксид азота. 
Побочным продуктом является вода в виде пара и небольшое количество 
углекислого газа, который в ряде случаев отсутствует вообще, если в качестве 
топлива используется чистый водород (99%). 
Вырабатываемое таким образом электричество можно использовать уже на 
электролиз гипохлорита натрия, что будет явным удешевлением процесса 
водоподготовки, а вырабатываемое топливными ячейками тепло, можно 
использовать для нагрева воды и помещений.
Водородная энергетика в мире развивается, так как является эффективной 
и экологичной. Страны принимают целые программы, направленные на развитие 
водородной энергетики. Например, Индия и ЮАР утвердила план строительства 
водородной экономики к 2020 г., США до 2025 г., Южная Корея имеет 
программу до 2040 г, Исландия к 2050 г. В России водородная энергетика на 
практике не развивается и даже сопутствующий ценный продукт «водород» 
получаемый на станциях
водоподготовки не используется и выбрасывается в 
атмосферу.
Источники: 
1.
Долгова А.Н. Арсланов А.Р. Получение водорода на предприятиях 
водоподготовки // Сборник материалов III Пововолжской научно
-
практической конференции «приборостроение и автоматизированный 
привод в топливно
-
энергетическом комплексе и жилищно
-
коммунальном хозяйстве». 
– 
Казань: КГЭУ, 2017. 
– 
С. 204
-205; 
2.
Kozlovsky V.N., Shakursky M.V., Ermakov V.V., Konakhina N.A., 
Grushkin A.N. COVERT COMMUNICATION DEVICE FOR 
ELECTROTECHNICAL SYSTEMS BASED ON INVARIANT 
TRANSFORM. Reliability, Infocom Technologies and Optimization (Trends 
and Future Directions) 6th International Conference ICRITO. 
2017. С. 238
-
242; 
3.
Ерастов А.Е., Новикова О.В. Инновационное энергосбережение: 
интегральный метод оценки мотивационной среды. Вестник 
Ивановского государственного энергетического университета. 2017. № 
2. С. 75
-86. 

---

160 
УДК: 621.314.212