Оценка технико-экономической целесообразности внедрения водородных топливных элементов для декарбонизации карьерного транспорта Кольского полуострова

И.А. Рождественская, А.М. Беляев, К.Е. Лукичев, А.В. Зубенко, А.М. Лаффах
Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №1/ 2026 стр. 122-129

Резюме: Декарбонизация горнодобывающей промышленности Кольского полуострова требует радикального пересмотра энергетического обеспечения карьерного транспорта. Традиционные дизельные силовые установки карьерных самосвалов генерируют до 70–80% совокупных выбросов парниковых газов горных предприятий региона, что составляет порядка 280–320 тыс. т CO2-эквивалента ежегодно. Водородные топливные элементы в составе гибридных силовых установок представляют технологически состоятельную альтернативу традиционному дизельному приводу, обеспечивая эксплуатационные параметры при нулевых прямых выбросах. Целью исследования является оценка технико-экономической целесообразности внедрения водородных топливных элементов для карьерных самосвалов горнодобывающих предприятий Кольского полуострова с учетом климатических, инфраструктурных и производственных факторов региона. В ходе исследования проведен сравнительный анализ энергоэффективности гибридных водородно-батарейных силовых установок относительно дизельных аналогов, выполнено моделирование эксплуатационных режимов для типовых циклов карьерной транспортировки, рассчитаны экологические и экономические эффекты декарбонизации транспортных парков. Результаты показывают, что гибридная водородно-батарейная силовая установка мощностью 2 МВт обеспечивает на 81–88% более высокий КПД трансмиссии по сравнению с дизель-электрическим приводом при идентичной грузоподъемности 290–320 т. Переход одного 290-тонного карьерного самосвала на водородные топливные элементы позволяет элиминировать 2700–2920 т CO2-эквивалента в год, что эквивалентно выведению из эксплуатации 650–700 легковых автомобилей. Экономическая эффективность достигается при стоимости зеленого водорода 5,79–6,85 долл/кг с учетом снижения затрат на техническое обслуживание на 35–40% относительно дизельных установок. Специфика арктических условий Кольского полуострова требует адаптации систем термостатирования топливных элементов для обеспечения работоспособности при температурах до –40°C и разработки распределенной инфраструктуры производства и хранения водорода на базе возобновляемых источников энергии. Внедрение водородных технологий в карьерный транспорт Кольского полуострова создает синергетический эффект декарбонизации горной промышленности, снижения локальной эмиссии загрязняющих веществ и формирования регионального водородного кластера с потенциалом экспорта технологических решений.

Ключевые слова: водородные топливные элементы, декарбонизация горнодобычи, карьерные самосвалы, Кольский полуостров, гибридные силовые установки, зеленый водород, энергоэффективность

Для цитирования: Рождественская И.А., Беляев А.М., Лукичев К.Е., Зубенко А.В., Лаффах А.М. Оценка технико-экономической целесообразности внедрения водородных топливных элементов для декарбонизации карьерного транспорта Кольского полуострова. Горная промышленность. 2026;(1):122–129. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-1-122-129

Информация о статье

Поступила в редакцию: 11.10.2025

Поступила после рецензирования: 16.12.2025

Принята к публикации: 16.01.2025

Информация об авторах

Рождественская Ирина Андреевна – доктор экономических наук, профессор кафедры государственного и муниципального управления, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Беляев Александр Матвеевич – доктор социологических наук, профессор кафедры государственного и муниципального управления, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Лукичев Константин Евгеньевич – кандидат юридических наук, доцент кафедры государственного и муниципального управления, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Зубенко Андрей Вячеславович – кандидат экономических наук, доцент кафедры государственного и муниципального управления, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Лаффах Адам Майерович – ассистент кафедры государственного и муниципального управления, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. Norgate T., Haque N. Energy and greenhouse gas impacts of mining and mineral processing operations. Journal of Cleaner Production. 2010;18(3):266–274. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2009.09.020

2. Шедько Ю.Н., Харченко К.В., Зуденкова С.А., Москвитина Е.И., Бабаян Л.К. Синергетический подход к управлению карьерами с применением больших данных и интеллектуальных систем предиктивной аналитики. Горная промышленность. 2025;(1):154–160. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-1-154-160

3. Bethoux O. Hydrogen fuel cell road vehicles and their infrastructure: an option towards an environmentally friendly energy transition. Energies. 2020;13(22):6132. https://doi.org/10.3390/en13226132

4. Красюкова Н.Л., Харченко К.В., Сагина О.А., Москвитина Е.И., Бабаян Л.К. Автоматизированное геологоразведочное картирование с помощью сверточных нейронных структур и рой-ориентированных методов сбора данных. Горная промышленность. 2025;(2):184–191. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-2-184-191

5. Dincer I., Acar C. Review and evaluation of hydrogen production methods for better sustainability. International Journal of Hydrogen Energy. 2015;40(34):11094–11111. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.12.035

6. Харченко К.В., Зубец А.Ж., Разумова Е.В., Москвитина Е.И., Воронова Е.И. Интеграция распределённых облачных вычислений для повышения эффективности угольной добычи и мониторинга горных процессов. Горная промышленность. 2025;(2):82–90. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-2-82-90

7. Grigoriev S.A., Fateev V.N., Bessarabov D.G., Millet P. Current status, research trends, and challenges in water electrolysis science and technology. International Journal of Hydrogen Energy. 2020;45(49):26036–26058. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.03.109

8. Панина О.В., Завалько Н.А., Еремин С.Г., Харченко К.В., Зуденкова С.А. Разработка нейронных сетей для анализа вибрационных сигналов горного оборудования и предупреждения аварийных ситуаций. Горная промышленность. 2025;(2):97–104. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-2-97-104

9. Sovacool B.K., Ali S.H., Bazilian M., Radley B., Nemery B., Okatz J., Mulvaney D. Sustainable minerals and metals for a lowcarbon future. Science. 2020;367(6473):30–33. https://doi.org/10.1126/science.aaz6003

10. Cunanan C, Tran M-K, Lee Y, Kwok S, Leung V, Fowler M. A review of heavy-duty vehicle powertrain technologies: diesel engine vehicles, battery electric vehicles, and hydrogen fuel cell electric vehicles. Clean Technologies. 2021;3(2):474–489. https://doi.org/10.3390/cleantechnol3020028

11. Панина О.В., Попадюк Н.К., Еремин С.Г., Токмурзин Т.М., Разумова Е.В. Применение технологий BigData для оптимизации производственных процессов в горнодобывающей промышленности России: анализ внедрения и эффективности. Горная промышленность. 2024;(6):178–185. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-6-178-185

12. Панина О.В., Беляев А.М., Завалько Н.А., Еремин С.Г., Сагина О.А. Применение методов глубокого машинного обучения для структурного анализа рудных тел и прогнозирования оптимальных зон добычи. Горная промышленность. 2025;(1):177–183. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-1-177-183

13. Ellingsen L.A.-W., Majeau-Bettez G., Singh B., Srivastava A.K., Valøen L.O., Strømman A.H. Life cycle assessment of a lithiumion battery vehicle pack. Journal of Industrial Ecology. 2014;18(1):113–124. https://doi.org/10.1111/jiec.12072

14. Moradi R., Groth K.M. Hydrogen storage and delivery: Review of the state of the art technologies and risk and reliability analysis. International Journal of Hydrogen Energy. 2019;44(23):12254–12269. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.03.041

15. Teichmann D., Arlt W., Wasserscheid P. Liquid Organic Hydrogen Carriers as an efficient vector for the transport and storage of renewable energy. International Journal of Hydrogen Energy. 2012;37(23):18118–18132. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2012.08.066

16. Aminudin M.A., Kamarudin S.K., Lim B.H., Majilan E.H., Masdar M.S., Shaari N. An overview: Current progress on hydrogen fuel cell vehicles. International Journal of Hydrogen Energy. 2023;48(11):4371–4388. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.10.156

17. Griffiths S., Sovacool B.K., Kim J., Bazilian M., Uratani J.M. Industrial decarbonization via hydrogen: A critical and systematic review of developments, socio-technical systems and policy options. Energy Research & Social Science. 2021;80:102208. https://doi.org/10.1016/j.erss.2021.102208

18. Parkinson B., Balcombe P., Speirs J.F., Hawkes A.D., Hellgardt K. Levelized cost of CO2 mitigation from hydrogen production routes. Energy & Environmental Science. 2019;12(1):19–40. https://doi.org/10.1039/C8EE02079E

19. Перская В.В. Экологизация индустриализации как новый этап развития мировой экономики. Экономика. Налоги. Право. 2025;18(2):19–30. https://doi.org/10.26794/1999-849X-2025-18-2-19-30

20. Прудникова А.А. Международная повестка декарбонизации экономики: взгляд и ответ России. Экономика. Налоги. Право. 2025;18(2):129–137. https://doi.org/10.26794/1999-849X-2025-18-2-129-137