Implementation of Renewable Energy and Nuclear-Hydrogen Plants in Local Power Systems (on the Example of the Republic of Sakha (Yakutia))

E. P. Volkov; Волков Э. П.; V. A. Stennikov; Стенников В. А.; S. V. Podkovalnikov; Подковальников С. В.; L. Yu. Chudinova; Чудинова Л. Ю.; I. L. Trofimov; Трофимов И. Л.; L. N. Trofimov; Трофимов Л. Н.

doi:10.31857/S0002331023040076

Implementation of Renewable Energy and Nuclear-Hydrogen Plants in Local Power Systems (on the Example of the Republic of Sakha (Yakutia))

Authors: Volkov E.P.¹, Stennikov V.A.², Podkovalnikov S.V.², Chudinova L.Y.², Trofimov I.L.², Trofimov L.N.²
Affiliations:
1. Joint Institute for High Temperatures of Russian Academy of Sciences
2. Melentiev Energy Systems Institute of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences
Issue: No 4 (2023)
Pages: 3-20
Section: Articles
URL: https://rjsvd.com/0002-3310/article/view/660203
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002331023040076
EDN: https://elibrary.ru/YLKMXI
ID: 660203

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

The ORIRES model of expansion and operation of electric power systems is modified to factor in electrolysis hydrogen plants as electricity consumers with variable demand, which improve operating conditions of the electric power systems and produce hydrogen. The modified model is used in optimization calculations of the implementation of nuclear-hydrogen plants and renewable energy sources in the local power systems of Yakutia (Western, Central, and Southern) in the context of their expansion up to 2035. The calculations showed the technical and economic feasibility of these plants in local power systems of Yakutia, and the performance capabilities of these systems themselves. The scope of implementation of renewable and nuclear-hydrogen plants into the power systems of Yakutia was identified, their daily and seasonal load was calculated, and the conditions for such an implementation and the necessary levels of incentives to ensure it were determined.

Keywords

nuclear-hydrogen plants, renewable energy sources, local power systems, implementation, optimization studies

References

Воропай Н.И., Подковальников С.В., Труфанов В.В. и др. Обоснование развития электроэнергетических систем. Методология, модели, их использование. Отв. ред. Н.И. Воропай. Новосибирск: Наука, 2015. 448 с.
Podkovalnikov S., Chudinova L., Trofimov I., Trofimov L. Structural and Operating Features of the Creation of an Interstate Electric Power Interconnection in North-East Asia with Large-Scale Penetration of Renewables // Energies, 2022. V. 15. № 10. 3647.
Приказ Минэнерго России от 28.02.2022 № 146 “Об утверждении схемы и программы развития Единой энергетической системы России на 2022–2028 годы”. 257. URL: https://minenergo.gov.ru/system/download-pdf/22853/182128 (дата обращения 06.10.2022).
Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики на период до 2020 г. с учетом перспективы до 2030 г. (корректировка 2010 г.). Одобрена 3 июня 2010 г. на заседании президиума Правительства РФ.
Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2035 г. Одобрена распоряжением Правительства РФ от 09 июня 2017 г. № 1209. 277 с. URL: http://static.government.ru/ m-edia/files/zzvuuhfq2f3OJIK 8AzKVsXrGIbW8ENGp.pdf (Дата обращения 01.12.2020).
Постановление Правительства Республики Саха (Якутия) от 23 ноября 2016 г. N 422 “О долгосрочном прогнозе социально-экономического развития Республики Саха (Якутия) на период до 2035 года”.
Постановление Правительства Республики Саха (Якутия) “О внесении изменений в постановление Правительства Республики Саха (Якутия) от 23 ноября 2016 г. № 422. “О долгосрочном прогнозе социально-экономического развития Республики Саха (Якутия) на период до 2035 г.” от 27.01.2020 № 6.
Бюджетный прогноз Республики Саха (Якутия) на долгосрочный период, утвержденный распоряжением Правительства Республики Саха (Якутия) от 03.03.2017 № 266 р. URL: https://base.garant.ru/48161086/ (Дата обращения 01.10.2022).
Указ главы Республики Саха (Якутия) 29 апреля 2022 г. № 2424 “О схеме и программе развития электроэнергетики Республики Саха (Якутия) на 2022–2026 годы”. 227. URL: http://publication.pravo.gov.ru/File/GetFile/1400202205040007?type=pdf (дата обращения 06.10.2022).
Годовой отчет ПАО “Якутскэнерго” по результатам работы за 2021 г. 135 с. https://yakutskenergo. ru/shareholders_and_investors/open_ information/Year-reports.php (дата обращения 06.10.2022).
Технико-экономические показатели. ДГК, 2022. URL: https://www.dvgk.ru/page/37 (Дата обращения 01.12.2020).
Форма раскрытия информации об используемом топливе на электрических станциях с указанием поставщиков и характеристик топлива. Якутскэнерго. URL: https://yakutskenergo.ru/ opening_information/ (Дата обращения 01.12.2020).
Веселов Ф.В., Ерохина И.В., Новикова Т.В., Хоршев А.А. Перспективы использования угля в российской теплоэнергетике // Мат-лы конф. “УгольЭко-2016”, М., сентябрь, 2016. 15 с. URL: https://www.eriras.ru /files/270916-veselov-ugolnaya_generatsiya_perspektivy-fin.pdf (дата обращения 21.03.2022).
Заключение о проведении публичного технологического и ценового аудита инвестиционного проекта “Строительство Якутской ГРЭС-2 (2-я очередь)” / Русгидро, ОО “ЭФ-ТЭК”, М., 2019. 53. URL: http://www.rushydro.ru/upload/iblock/708/Zakl-TTsA-final-22.04.2019.pdf. (дата обращения 31.05.2022).
Заключение о проведении публичного технологического и ценового аудита инвестиционного проекта “Строительство Якутской ГРЭС-2 (2-я очередь)” / Русгидро, АО “Институт Гидропроект”, М., 2021. 25. URL: http://www.rushydro.ru/upload/iblock/708/Zakl-TTsA-final-22.04.2019.pdf. (дата обращения 31.05.2022).
Заключение о проведении публичного технологического и ценового аудита инвестиционного проекта “Расширение Партизанской ГРЭС” / Русгидро, ОО “ЭФ-ТЭК”, М., 2019. 53. URL: http://www.rushydro.ru /upload/iblock/dfb/Otchet-TTsA—02.08.2021_Vh-14047.NK_ 02_08_2021 ver1.PDF. (дата обращения 31.05.2022).
Сборник “Укрупненные стоимостные показатели линий электропередачи и подстанций напряжением 35–1150 кВ” 324 тм - т1 для электросетевых объектов ОАО “ФСК ЕЭС”. СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ ОАО “ФСК ЕЭС” СТО 56947007- 29.240.124-2012.
Renewable Power Generation Costs in 2021 [Электронный ресурс]. URL: https://irena.org/-/ media/Files/IRENA/Agency/Publication/2022/Jul/IRENA_Renewable_Power_Generation_Costs_ 2021.pdf (Дата обращения 30.09.2022).
Small module reactors (SMR) – New product offer of SC “Rosatom” [Электронный ресурс]. URL: https://aebrus.ru/upload/iblock/214/presentation-sergey-egorov-_-small-module-reactors-_ smr_-_-new-product-offer-of-sc-rosatom.pdf (дата обращения 30.09.2022).
SMR Techno-Economic Assessment. Project 3: SMRs Emerging Technology. Assessment of Emerging SMR Technologies. Summary Report [Электронный ресурс]. URL For The Department of Energy and Climate Change https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/ system/uploads/attachment_data/file/665274/TEA_Project_3_-_Assessment_of_Emerging_SMR_ Technologies.pdf (дата обращения 30.09.2022).
Адамов Е.О. Состояние разработок АСММ в мире и России, приоритеты и перспективы их создания / (Росатом) Руководитель РГ по отбору предложений для реализации АСММ по приказу № 1/358-П от 13.04.2015. URL: http://innov-rosatom.ru/events/grouparctic/ 5e334977fec5bf72d7dedcb904 a914c0.pdf (дата обращения 31.05.2022).
Белобородов С.С., Гашо Е.Г., Ненашев А.В. Возобновляемые источники энергии и водород в энергосистемах: проблемы и преимущества. Спб.: Наукоемкие технологии, 2021. 151 с. URL: https://publishing. intelgr.com/archive/VIE-i-vodorod-v-energosisteme.pdf.
Lazard’s levelized cost of hydrogen analysis – Version 2.0. Oct 28 2021. – URL: https://www. lazard.com/media/451922/lazards-levelized-cost-of-hydrogen-analysis-version-20-vf.pdf (дата обращения 31.05.2022).
Future of Hydrogen, Report prepared by the IEA for the G20 / International Energy Agency, June 2019. URL: https://iea.blob.core.windows.net/assets/9e3a3493-b9a6-4b7d-b499-7ca48e357561/ The_Future_of_Hydrogen.pdf (дата обращения 13.10.2022).
Веселов Ф., Соляник А. Экономика производства водорода с учетом экспорта и российского рынка // Энергетическая политика. 2022. № 4 (170). С. 58–67. URL: https://www.eriras.ru/ files/ekonomika_vodoroda_ energopolitika_2022.pdf (дата обращения 31.05.2022).
Возобновляемая энергия. Гидроэлектростанции России. Справочник. М.И. Дворецкая, А.П. Жданова, О.Г. Лушников, И В. Слива / под общей ред. к.т.н., проф. В.В. Берлина. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2018. 224 с. URL: http://www.rushydro.ru/upload/iblock/ 284/Vozobnovlyaemaya-energiya.-Gidroelektrostantsii-Rossii.pdf(дата обращения 29.09.2022).
Индикаторы работы ОЭС. М: СО ЕЭС. URL: https://www.so-ups.ru/functioning/ups/oes-east/ oes-east-indicators/(дата обращения 06.10.2022).
Информационный обзор “Единая энергетическая система России: промежуточные итоги”. М: СО ЕЭС. URL: hhttps://www.so-ups.ru/functioning/tech-disc/tech-disc2021/ (дата обращения 06.10.2022).