Analysis of the possibilities of creating an autonomous energy supply system for metallurgical production using hydrogen technology and using the physical heat of metallurgical equipment

Abstract

Генерація ресурсів енергії автономної системи енергозабезпечення, їх раціональне за витратами та ефективне за результатами використання, сприяє забезпеченню сталого розвитку підприємства. В умовах її адаптованості до особливостей металургійного виробництва використання її потенціалу, незалежно від зовнішніх енергопостачальників, дозволить знизити собівартість продукції, мінімізувати втрати енергії та шкідливі викиди. Загалом - підвищити енергоефективність технологічних процесів і конкурентоспроможність металургійної галузі. Мета дослідження. Встановлення можливості реалізації в замкнутій, автономній та самодостатній системі енергозабезпечення, що адаптована до умов металургійного виробництва, інтеграції корисних енергетичних властивостей вихідного потенціалу електролізного водню та вторинного потенціалу фізичної теплоти, що є часткою енергії теплового балансу металургійних процесів, яка втрачається. Серед перспективних шляхів і ефективних способів забезпечення металургійних підприємств енергоресурсами, в умовах їх сучасного розвитку, стають: використання відновлюваних джерел електроенергії, інтеграція водневих технологій, залучення в основні процеси вторинних енергетичних ресурсів, застосування локальних енергокомплексів на основі більш повного використання потенціалу їх корисних властивостей. За результатами дослідження, реалізація замкнутої системи енергозабезпечення, як теплової інтеграції складових потенціалу водню, визначено, що вона може бути корисною в разі використання залишкової фізичної теплоти металургійного виробництва, що втрачається, в якості додаткового джерела електроенергії виробництва електролізного водню, але не як електрично самодостатній замкнутий  цикл. Застосування в комплексі з металургійними процесами/агрегатами, де є значний потенціал для генерації залишкової фізичної теплоти газів та шлаків, є обмеженим, але важливим для зниження питомих витрат енергоресурсів на виробництво електролізного водню. Показано, що в замкнутій автономній системі забезпечення енергоресурсами при регенерації корисних властивостей потенціалу електролізного водню можуть виникати як позитивні так і негативні, за впливом на систему, ефекти синергії. Синергія в замкненій автономній системі енергозабезпечення може бути критично важливим фактором - джерелом додаткової ефективності, але лише за умови ефективного використання складових системи та грамотного технологічного контролю за ним.