Объединённая двигателестроительная корпорация Ростеха приступила к проведению лабораторных исследований инновационной энергетической системы, основанной на твердооксидных топливных элементах. Прототип устройства, демонстрирующий мощность в 2,5 киловатта, осуществляет непосредственный перевод энергии топлива в электрическую и тепловую форму, при этом его эффективность превышает отметку в 50 процентов.

Предложенное решение ориентировано на нужды малой энергетики и автономного электроснабжения. В будущем подобные системы могут стать источником электричества и тепла для удалённых населенных пунктов, медицинских учреждений, учебных заведений, центров обработки данных, объектов жилищно-коммунального хозяйства и другой необходимой инфраструктуры.

Твердооксидные топливные элементы, известные также как ТОТЭ, функционируют по иному принципу, чем традиционные генераторные установки. В стандартном генераторе топливо подвергается сгоранию в двигателе, механическая энергия вращает вал, после чего генератор преобразует ее в электричество.

В процессе функционирования топливного элемента химическая энергия, содержащаяся в топливе, преобразуется напрямую в электричество посредством электрохимических реакций. Одновременно с этим выделяется тепловая энергия, которую также можно эффективно использовать.

Согласно информации, предоставленной ОДК, эффективность разработанной установки значительно превышает 50 процентов. В качестве основных продуктов работы образуются вода и углекислый газ, а выбросы угарного газа и оксидов азота оказываются существенно ниже по сравнению с традиционными энергетическими системами.

Предлагаемая система предусматривает когенерацию, то есть одновременное производство как электроэнергии, так и полезного тепла, например, для нагрева воды. Данный режим представляется особенно привлекательным для объектов, нуждающихся в круглосуточном обеспечении как электрической, так и тепловой энергией.

Специалисты ОДК уже создали установку мощностью 2,5 кВт и осуществляют её тестирование в лабораторных условиях. Кроме того, макет разработки был представлен на Московском стартап-саммите, который состоялся 29 и 30 сентября.

Разработка ведется по модульному принципу, что позволяет наращивать общую мощность путем объединения нескольких установок, подобранных в соответствии с потребностями конкретного объекта.

В качестве топлива для установки могут использоваться сжиженный природный газ, пропан, а также газ, извлекаемый при добыче нефти. Это открывает возможность производства электроэнергии непосредственно на нефтепромыслах, используя имеющиеся в наличии ресурсы.

ОДК планирует обеспечить межсервисный интервал новой установки более 8000 часов, а ее расчетный срок службы должен составить 30 лет. На текущий момент эти показатели являются заявленными техническими характеристиками разрабатываемого оборудования.

На последующем этапе предполагается существенное повышение производительности. ОДК рассчитывает завершить работу над установкой на твердооксидных топливных элементах мощностью 20 кВт в начале 2027 года.

Затем корпорация планирует приступить к опытно-промышленным испытаниям, максимально приближенным к реальным условиям эксплуатации. После этого оборудование будет доработать с учетом требований потенциальных заказчиков.

Специалисты изучают различные возможности применения данной технологии. Помимо зданий жилищно-коммунального хозяйства и элементов городской инфраструктуры, подобные системы могут быть применимы в центрах обработки данных и на удаленных площадках, где автономное электроснабжение помогает уменьшить зависимость от централизованных линий электропередач.

Согласно сведениям, предоставленным ОДК, в настоящее время в России не существует аналогов промышленного производства такого оборудования. Таким образом, переход от лабораторной модели с мощностью 2,5 кВт к версии на 20 киловатт и последующие опытно-промышленные испытания определятся как следующий значимый этап развития.