Registration Number
0826U003846, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
11-09-2026
popup.evolution
.
Title
Integration of Electrolytic Hydrogen Production into Power Systems with Renewable Energy Sources
Author
Dmytro V. Tolstov,
popup.head Tetiana R. Bilan
popup.opponent Mykyta V. Vorobiov
popup.opponent Yevhen O. Zaitsev
popup.review Valentyna V. Stanytsina
popup.review Nataliia Y. Maistrenko
popup.rada
Institute of General Energy National Academy of Sciences of Ukraine
Description
У дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-прикладну задачу інтеграції електролізного виробництва водню до електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії шляхом розроблення балансово-оптимізаційної моделі виробничого типу та методичного інструментарію оцінювання техніко-економічних показників виробництва, транспортування, зберігання та використання водню в енергетиці й промисловості України.
Проведено аналіз сучасного стану розвитку водневої енергетики та перспектив використання водню для декарбонізації електроенергетики, металургійної, хімічної та цементної промисловості. Визначено особливості інтеграції електролізерів до електроенергетичних систем з високою часткою відновлюваних джерел енергії та обґрунтовано доцільність використання електролізерів як гнучких споживачів електричної енергії для зменшення небалансів генерації ВДЕ.
Розроблено підсистему виробництва, транспортування та споживання водню в складі балансово-оптимізаційної моделі енергозабезпечення. Запропоновано математичний опис водневої підсистеми, який дозволяє враховувати взаємозв'язки між виробництвом електричної енергії, електролізним виробництвом водню та його використанням у різних секторах економіки в межах єдиної системи енергетичних балансів.
Визначено потреби енергоємних галузей промисловості України у водні та оцінено можливості його використання для декарбонізації виробництва сталі, аміаку, цементу та електричної енергії. Показано, що впровадження водневих технологій створює передумови для зменшення споживання викопних палив, скорочення викидів парникових газів та підвищення енергетичної безпеки держави.
При виконанні роботи уперше розроблено нову модель виробництва, перетворення та споживання водню в структурі енергозабезпечення країни, яка, на відміну від існуючих моделей водневих технологій, враховує взаємозв’язок між потребою у виробництві водню, необхідними обсягами виробництва електричної енергії відновлюваними джерелами та змінами обсягів енергозабезпечення країни іншими енергоносіями, що дозволило визначити доцільні обсяги виробництва електричної енергії для забезпечення системи виробництва водню та відповідні зміни загального енергетичного балансу країни. Запропоновано представлення електроенергії ВДЕ в моделі енергозабезпечення країни у вигляді декількох окремих ресурсних потоків: електроенергії поза балансуючою групою ДП «Гарантований покупець» від СЕС та ВЕС та електроенергії позитивних небалансів – із визначенням їх економічних критеріїв вартості, що дозволило формалізувати ціну електроенергії як внутрішній параметр балансово-оптимізаційної моделі та підвищити точність оцінювання економічної ефективності виробництва водню і мінімізації LCOH. Введено в модель енергозабезпечення країни вузол транспортування водню з урахуванням споживання електричної енергії на процеси транспортування та перетворення, що дало змогу підвищити точність оцінювання сумарних енергетичних витрат у ланцюгу «виробництво – зберігання–транспортування–споживання водню» та їх впливу на баланс електроенергетичної системи. Отримали подальший розвиток підходи до оцінювання техніко-економічної ефективності інтеграції водневих технологій у ринкові механізми електроенергетики, зокрема моделі визначення собівартості водню за умови фінансової беззбитковості реалізації електричної енергії ВДЕ генерації поза балансуючої групи «Гарантованого покупця».
Registration Date
2026-07-22
popup.nrat_date
2026-07-22 / 2026-09-18
