Сокращаться надо энергичнее❓

〽️Ещё один европейский тренд – снижение углеродного следа. С 2019 г. выбросы со стороны электроэнергетики Старого Света сокращались в среднем на 2,5% в год, достигнув в 2021 г. 700 млн. т эквивалента CO2.

🤷‍♂️Однако этого недостаточно, чтобы обеспечить углеродную нейтральность в отрасли к 2035 г. Такую цель для развитых стран видит МЭА в контексте удержания глобального потепления в границах 1,5 градуса Цельсия в сравнении с доиндустриальной эпохой.

Литий пригодится

Драйвером мирового спроса на литий, добычей которого озаботился «Газпром», является рост популярности электромобилей. В период с 2019 по 2021 гг. их глобальные продажи выросли втрое
👉с 2,27 млн.
👉до 6,75 млн. единиц в год.

При этом рынок поделён так:
🥇доля электромобилей на аккумуляторах - 70% мировых продаж в 2021.
🥈Подзаряжаемые гибриды – 30%.

В отличие от производства электромобилей мировая добыча лития за тот же период выросла лишь на 16% –
👉с 86 тыс.
👉до 100 тыс. т.

Возросшие риски дефицита привели к росту цен: по данным USGS, средняя стоимость карбоната лития (сырья для производства аккумуляторов) выросла в США
👉с $8 тыс. за тонну в 2020 г.
👉до $17 тыс. за тонну в 2021 г.

Супермаховик

Один из типов маховика, по сравнению с обычными маховиками отличается
👉большей безопасностью,
👉энергоёмкостью,
👉долговечностью.

Ступица супермаховика наматывается современными гибкими и прочными материалами, такими как
📌углеродный композит,
📌пластичная графеновая лента.

Ступица раскручивается с помощью мотора-генератора при подключении к энергосети, а при торможении отдаёт энергию мотору-генератору. Эффективность технологии очень высокая, так как нет потерь из-за преобразования в тепловую энергию.
https://t.iss.one/globalenergyprize/2157

🌊ГЭС стали самым популярным видом ВИЭ в 2021

Общемировая выработка на гидроэлектростанциях в прошлом году выросла на 1,2% до 4 414 тераватт-часов (ТВт*Ч). Таким образом, энергетический пьедестал выглядит так:

🥇Угольные электростанции - 35%
🥈Газовые электростанции - 23%
🥉ГЭС - 16%
4️⃣Атомные реакторы - 10%
5️⃣Ветроустановки - 7%
6️⃣Солнечные панели (4%).

Тем самым ГЭС остались самым распространённым видом возобновляемой генерации.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/02/09/gidroelektrostancii-v-2021-godu-stali-samym-populyarnym-vidom-vie/

Где добывают H2

Выработка энергии из водорода в основном осуществляется:

📌 на газотурбинных установках, работающих на смеси Hythane;
📌 на газотурбинных установках, работающих на водороде;
📌 на газотурбинных установках, работающих на аммиаке;
📌 сжиганием водорода или смеси Hythane в котельных установках;
📌 с использованием твёрдополимерных (Proton Exchange Membrane Fuel Cell — PEMFC) или твёрдооксидных (Solid Oxide Fuel Cell — SOFC) топливных элементов;
📌 в высокотемпературных топливных элементах, работающих на аммиаке (ShipFC);
📌 в прямых метанольных топливных элементах (Direct Methanol Fuel Cell — DMFC).
https://t.iss.one/globalenergyprize/2171

Ряд европейских стран зависит от российского газа более чем наполовину, а некоторые и вовсе полностью. И, кажется, такая ситуация кажется им вполне комфортной.

Игры без СО2. Транспорт

Минимизации выбросов на Олимпиаде будет способствовать и использование экологически чистого транспорта. На его долю придётся 85,8% от общего числа авто, которое будет задействовано в ходе Олимпиады. По крайней мере, такое заявление делали в Оргкомитете Игр.

Для обслуживания Олимпиады будет использовано
🚙370 электрокаров
🚙и 816 авто на водородных топливных элементах.

Это даст возможность за время проведения соревнований сократить 11 тыс. т выбросов CO2, что эквивалентно годовому объёму секвестрации углерода с помощью лесных насаждений общей площадью в 30 тыс. квадратных км.

Энергия опреснения

💦Вторая перспективная область применения гибридных материалов связана с опреснением морской воды с использованием солнечной энергии. Наибольший интерес здесь представляет разработка технологии, имитирующей естественный процесс, который происходит в природе в мангровых зарослях. Там капиллярные и осмотические силы вызывают подъём соленой воды от корневой системы к развитой внешней поверхности листьев, а корректировка концентрации соли происходит за счёт диффузии ионов в обратном направлении.

🔥Но испарение чистой воды может происходить также за счёт интенсивного нагрева искусственной поверхности. С этой целью были разработаны гибридные материалы с развитой пористостью и высокой механической прочностью, обеспечивающие эффективный капиллярный подъём воды за счёт специальной структуры материалов на основе гидрофобных термопластичных полимеров и наноцеллюлозы. Одновременно происходит преобразование солнечной энергии в тепловую за счёт синтеза в процессе погружного культивирования пигмента меланина, выделенного из аскомицетов (так называемых сумчатых грибов). Производительность лабораторной установки составляла от 1,5 до 2,0 л на 1 м2 поверхности в час.

Полученная таким образом пресная вода может быть использована
✔️для дальнейшего накопления энергии
✔️либо в виде водорода, добываемого путём электролиза.
Следует помнить, что при смешивании 1 м3 пресной воды с морской водой выделяется до 0,75 кВт∙ч «голубой» энергии.

Водород

Это перспективное направление энергетики, что обусловлено широким применением Н2. Так, водород
👉можно использовать в качестве топлива,
👉можно накапливать и хранить длительное время,
👉транспортировать до конечного потребителя,
👉а после водород может быть преобразован в электроэнергию или в воду.

♾Большая часть произведённого водорода используется для повышения качества удобрений, нефтепродуктов и стали — в процессах гидроочистки, гидрообессеривания, гидрокрекинга, регенерации катализаторов. Продукция, произведённая с использованием водорода, отличается не только повышенным качеством, но и низким выбросом углекислого газа или полным его отсутствием.

⛔️Основным стоп-фактором развития водородной энергетики выступает высокая себестоимость получения водорода. На данный момент она намного выше себестоимости ископаемого топлива. По мере постепенного развития технологии и появления эффективных технологических решений себестоимость получения водорода будет снижаться, что должно позволить водородной энергетике конкурировать с ископаемым топливом.
https://t.iss.one/globalenergyprize/2177

🚎Повсеместный перевод общественного транспорта на электрическую тягу в России набирает обороты. Сегодня в Уфе запустили первый электробус. О том, как электротранспорт может работать в условиях холодных российских зим, рассказал член Международного комитета «Глобальной энергии» Рашид Язами в сюжете «Вести-Башкортостан» на канале «Россия 1».

КНР: сохранится ли «окно возможностей» для российского сырья?

🇨🇳В последнее десятилетие мы наблюдаем активное развитие газовой отрасли Китая. Причём как с точки зрения увеличения внутреннего потребления природного газа, так и развития собственной добычи, в первую очередь, сланцевого газа, и увеличения импорта трубопроводного газа и СПГ. Природный газ вообще рассматривается в КНР как важный элемент государственной энергетической политики, ориентированной на достижение целей углеродной нейтральности страны к 2060 году.

🇷🇺По мнению экспертов, Китай с большой вероятностью будет наращивать экспорт российского природного газа в обозримой перспективе.

👉Подробности по ссылке

Дорожное полотно для зарядки электромобилей

🇮🇱🇺🇸Израильский стартап Electreon выиграл тендер на укладку в американском Детройте одной мили дорожного полотна, которое сможет автоматически подзаряжать электромобили. Проект при участии Ford Motor будет реализован в 2023 г. в районе Корктаун, расположенном неподалеку от исторического центра Детройта.

🚙Зарядка будет осуществляться с помощью специальных катушек, которые встраиваются в дорожное покрытие и передают магнитные частоты на зарядную площадку, расположенную на днище электромобиля. Тем самым электромобиль сможет подзаряжаться всякий раз, проезжая по этому полотну. При этом катушки никак не будут реагировать на автомобили с двигателями внутреннего сгорания, не нанося им тем самым никого вреда.

🤳Кстати, принцип действия во многом схож с тем, который в своё время использовали разработчики беспроводных зарядных систем для мобильных телефонов (на небольшом расстоянии электромагнитное излучение способно передавать ток без проводов).
https://globalenergyprize.org/ru/2022/02/10/izrailskij-startap-razrabotal-dorozhnoe-polotno-dlya-zaryadki-elektromobilej/

Рекорд в сфере термоядерного синтеза❗️

⏱Специалистам ассоциации EUROfusion, объединяющей учёных-атомщиков из Великобритании и Евросоюза, удалось запустить и удерживать в течение 5 секунд реакцию управляемого термоядерного синтеза. Это позволило обновить рекорд по объёму энергии, выделяемой при реакции. В ходе эксперимента он достиг 59 мегаджоулей, что почти втрое превышает предыдущий рекорд, установленный в 1997 г. (22 мегаджоуля).

🔥Площадкой для эксперимента стал Объединенный европейский токамак (Joint European Torus) – тороидальная камера, расположенная на территории Центра термоядерной энергии Калхэма в британском Оксфорде. Внутри токамака поддерживается температура в 150 млн. градусов Цельсия, что в десять раз выше температуры солнечного ядра. Это позволяет в земных условиях воссоздать реакцию термоядерного синтеза, которая лежит в основе образования звезд.

💪Эксперимент дал сравнительно небольшое количество энергии: её объёма хватит для того, чтобы 60 раз вскипятить электрический чайник. Однако для участников эксперимента было важнее то, что принципы и использованная в нем топливная смесь (дейтерия-трития) подтверждают правильность проектных решений для запуска ещё большего термоядерного реактора, который сейчас строится во Франции. По расчётам, 1 грамм дейтерия-трития должен будет давать столько же энергии, сколько 8 тонн нефти.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/02/10/evropejskie-uchenye-ustanovili-rekord-v-sfere-termoyadernogo-sinteza/

Революционная мембрана. Детали

Принципом работы мембранных систем является разница в скорости проникновения компонентов газа через материал мембраны:
🔛Основной поток газа проходит мембрану байпасом практически без потерь давления. 🔙Целевые компоненты проходят через мембрану со значительными потерями давления.

В данном случае потоком низкого давления является гелиевый концентрат, содержащий до 40% мольн. гелия в своем составе. В соответствии с разработанной технологией, доля гелиевого концентрата от объёма сырьевого газа не превышает 2% При этом наличие примесей в виде углеводородов не оказывают негативного влияния на данный процесс. Гелиевый концентрат, выделенный с использованием 2-х ступенчатой схемы мембранного газоразделения, компримируется и направляется на закачку.

🏁Подготовленный газ, содержащий не более 0,05% мольн. гелия, смешивается с байпасным газом (не прошедшим через установку) и поступает на Амурский ГПЗ.

❗️Важным направлением в развитии процессов декарбонизации экономики является связывание метана и CO2 в виде твёрдых газогидратов. Основными компонентами как природных (попутный нефтяной газ, рудный газ), так и техногенных (топочные газы) газовых смесей, вносящих вклад в парниковый эффект, являются углекислый газ (CO2) и метан (CH4). Эти газы, как и другие компоненты указанных смесей (азот, этан, пропан, сероводород), способны образовывать газовые гидраты.

Эта особенность позволяет рассматривать газовые гидраты как надёжную основу для разработки технологии разделения газовых смесей, а также их удаления. Кстати, ёмкость гидрата метана достигает 160 объёмов газа при нормальных условиях на один объём гидрата, что делает эти соединения перспективными для хранения и утилизации парниковых газов.

👆На рисунке - применение природных материалов целлюлозы и галлуазитовых наноглиняных трубок в качестве среды для синтеза гидратов парниковых газов.

Слова классика

- Самая главная проблема или, вернее сказать, задача, которая стоит перед учёными-энергетиками, – это создание стабильных и безопасных источников энергии. Необходимо сделать так, чтобы эти источники были доступны широкому слою населения.

Акира Ёсино
https://globalenergyprize.org/ru/2019/12/01/akira-josino-yaponiya/

Накопители на основе водорода - идеал❓

🔋Большинство накопителей энергии, используемых в промышленных масштабах, позволяют покрывать только пиковые потребности в течение суток. Это обусловлено коротким сроком хранения энергии — например, литий-ионные аккумуляторы работают до четырёх часов, гидроаккумуляторы около 12 часов.

🤔Часто этого недостаточно. Так, для решения проблемы дефицита электроэнергии в осенне-зимний период и профицита в весенне-летний в некоторых странах Центральной Азии, в частности, в Киргизии и Таджикистане, системы накопления энергии (СНЭ) должны располагать возможностями хранения энергии не менее года.

❗️Водород может храниться в криогенном и жидком состояниях, а также в форме сжатого газа длительное время (по некоторым оценкам, до 10 лет), что является весомым преимуществом по сравнению с остальными типами СНЭ. Водород как накопитель имеет преимущества в виде длительного хранения без потерь в энергетической емкости в отличие от электрохимических аккумуляторов.
https://t.iss.one/globalenergyprize/2183

Мистер востребованность

Водород активно используется не только как источник энергии, но и как ценное химическое сырье в различных отраслях народного хозяйства, в том числе в нефтепереработке, особенно в гидрогенизационных процессах.

Неудивительно, что потребление водорода в мире постоянно растёт — с 1975 по 2018 г. оно увеличилось в четыре раза — с 18,5 млн. тонн до 73,9 млн. тонн. Причём опережающими темпами росло потребление водорода в нефтепереработке — почти в 5,9 раза, что объясняется устойчивым ростом потребления нефтепродуктов в мире.

Факторы роста лития

🔋Глобальные продажи литий-ионных аккумуляторов в период с 2021 по 2025 гг. увеличатся более чем вдвое (с $46,5 млрд. до $104,9 млрд). Это следует из прогноза агентства Mordor Intelligence.

🚙Помимо электромобилей, драйверами роста станут
✔️электрические приборы,
✔️промышленные изделия.
Их доля в мировых продажах составляла 24,7% и 11,3% соответственно (против 54,8% у электромобилей и 9,2% у всех прочих сегментов).