Панели vs. мороз

С влиянием жары на солнечную энергетике разобрались, теперь о холоде. Вот что говорят учёные:

🗣«Низкие температуры благоприятны для солнечных панелей. При них они работают намного эффективнее. Также необходимо учитывать, что все они проходят циклические испытания в диапазоне температур от -40 до +85°C, поэтому сильные морозы не должны быть проблемой. Двухсторонние солнечные панели, позволяющие поглощать отраженный солнечный свет на тыльной стороне, также будут генерировать энергию и нагреваться при покрытии снегом их лицевой стороны. Преимуществом данных панелей заключается в том, что снег, соприкасающийся с панелью, тает в достаточной степени для своего соскальзывания, в результате чего панели «самоочищаются»,- комментирует эксперт «Глобальной энергии», профессор физики в Кларендонской лаборатории Оксфордского университета Генри Снайт.

🗣«Солнечные панели широко используются в северных широтах. Они выдерживают большие колебания температур, характерные также для космоса. Однако они должны иметь надежную оболочку, предотвращающую попадание внутрь воды, которая при замерзании может повредить элементы. Кроме того, существуют определённые типы солнечных панелей, использующие, например, сенсибилизированные красителем солнечные элементы, которые особенно хорошо работают при освещении, значительно ниже наибольшей интенсивности солнечного излучения», — добавляет лауреат премии «Глобальная энергия», завлабораторией фотоники и интерфейсов Швейцарского федерального и технологического института Лозанны Михаэль Гретцель.

Вверху: термографические изображения композитной матрицы из полистирола с микрофибриллярной целлюлозой (S1) и той же самой матрицы, содержащей 70 весовых процентов МФП (S2).
Внизу: график зависимости температуры композитов от времени,
определенной по термографическим изображениям (черный – S1, красный – S2).

Иллюстрация к теме аккумуляторов теплоты фазовых переходов.

Слова классика

- Когда мы начинаем заниматься какими-либо исследованиями, нам очень важно понимать, куда именно они нас ведут и для чего все это делается. Но это, как вы понимаете, очень сложно. Предсказать что-то или предугадать бывает невозможно.

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

Два ключевых метода получения Н2 в сравнении

1️⃣Первый метод — получение водорода из ископаемого сырья, в частности, из природного газа. Этот метод является наиболее распространённым, что обусловлено экономической эффективностью данной технологии. Значимым недостатком метода является неэкологичность — при ужесточении экологического регулирования потребуется применение технологий улавливания углерода CCS. Ещё один недостаток — огромный расход тепловой энергии и затраты на очистку производимого водорода от побочных продуктов.

2️⃣Второй метод — процесс электролиза. Он нуждается в большом объёме чистой воды и электроэнергии. Учитывая природно-ресурсный потенциал стран ЦА, особенно Киргизии и Таджикистана, процесс электролиза воды представляет собой перспективное решение вызовов водно-энергетического комплекса стран.
https://t.iss.one/globalenergyprize/2000

Бензин из СО2

Даляньский институт химической физики (DICP) Китайской академии наук (CAS) и компания Zhuhai Futian Energy Technology Co., Ltd. запустили первую в мире опытно-промышленную установку по производству бензина путем гидрирования СО2. Производственная мощность пилотной установки составила 1 тысяч тонн бензина в год с октановым числом 90, соответствующего китайскому национальному стандарту VI. Она обеспечивает конверсию как углекислого газа, так и водорода на уровне почти 95%.

Идея гидрирования диоксида углерода в бензин была предложена учёными Сан Цзянь, Гэ Цинцзе и Вэй Цзянь из DICP в 2017 году в статье, опубликованной в Nature Communications.

Сама технологическая установка впервые была опробована в промышленном парке Цзоучэн, провинция Шаньдун, в 2020 году. В октябре 2021 года она прошла непрерывную 72-часовую оценку на месте, организованную Китайской федерацией нефтяной и химической промышленности (CPCIF), по результатам которой её эффективность была доказана.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/03/12/kitajskie-uchenye-zapustili-ustanovku-po-proizvodstvu-benzina-iz-so2/

Глобальные инвестиции в «экотех» выросли более чем втрое

PwC: Экотехнологичные компании в 2021 финансовом году привлекли по всему миру $87,5 млрд. инвестиций – в три раза больше, чем годом ранее ($28,5 млрд.).

🥇Наиболее крупным сегментом «экотеха» является транспорт, где в 2021 финансовом году – в период с июля 2020 г. по июнь 2021 г. – объём инвестиций составил $58 млрд. (прирост на 281%). Компании этого сегмента занимаются усовершенствованием аккумуляторов и технологий для электромобилей. Среди них:
✔️Lucid Motors, стартап из Силиконовой долины, осуществляющий разработку люксовых электрокаров, который в прошлом финансовом году привлёк $6,9 млрд;
✔️Northvolt, шведский производитель аккумуляторов, сумевший привлечь $3,4 млрд. на выпуск литий-ионных батарей;
✔️американская Ample (инвестиции на $24,5 млн.), использующая автономную робототехнику и искусственный интеллект для энергообеспечения электромобилей.

🥈Вторым по величине сегментом «экотеха» стало сельское хозяйство и пищевая промышленность: компании этого сектора в 2021 финансовом году привлекли в общей сложности $10,7 млрд., на 132% больше, чем годом ранее. Лидерами подотрасли стали:
✔️американская Bowery Farming, которая привлекла $300 млн. на обустройство вертикальных ферм без использования пестицидов;
✔️Mosa Meat, голландская пищевая технологическая компания, получившая от инвесторов $90 млн. на проекты в области выращивания растительного мяса;
✔️The Protein Brewery, сумевшая найти $26 млн. на производство белков неживотного происхождения для пищевых продуктов.

🥉Тройку крупнейших сегментов замкнула энергетика, где объем инвестиций вырос на 96% (до $8,2 млрд.). Ведущим игроками этого сектора стали:
✔️американская QuantumScape, которая привлекла $780 млн. на проекты в области хранения энергии,
✔️датская Green Hydrogen System, выпускающая электролизеры для производства «зеленого» водорода,
✔️канадская Eavor Technologies, получившая $40 млн. на инновационные решения в строительстве малых геотермальных станций.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/03/12/globalnye-investicii-v-ekoteh-vyrosli-bolee-chem-vtroe/

Метан становится приоритетом

Повышение качества космического мониторинга позволит привлечь больше внимания к проблеме эмиссии метана, которая пока что остаётся менее изученной, чем выбросы CO2.

Если в структуре глобальных выбросов углерода преобладают
📌промышленность (30%),
📌электроэнергетика (30%),
то в случае метана такими отраслями являются
📍сельское хозяйство (38%),
📍мусорная отрасль (23%).

Лидеры по объёму выбросов метана:
🇨🇳Китай,
🇷🇺Россия,
🇮🇳Индия.
На них в общей сложности приходится 34% эмиссии CH4 (2,8 млрд. т из 8,2 млрд. т CO2-эквивалента).

Более ста стран на прошедшей в ноябре конференции по климату в Глазго (COP-26) договорились снизить выбросы метана на 30% к 2030 г. – это должно будет позволить снизить темпы глобального потепления на 0,2 градуса Цельсия к 2050 г.

Рассол лазоревого цвета

На сегодняшний день существуют два способа добычи лития:

1️⃣Первый – рудный способ предполагает извлечение этого металла из пегматитовых минералов, которые состоят из
✔️кварца,
✔️полевого шпата,
✔️слюды
✔️и других кристаллов.
Ранее это был основной источник лития в мире.

2️⃣Второй способ – «рассольный», предполагает выпаривание лития из солончаков в специальных, искусственно созданных, бассейнах размером с футбольное поле. В зависимости от концентрации рассолы переходят от белого до лазурного цвета. После выпаривания на солнце раствор хлорида лития и хлорида магния перевозится в цистернах на перерабатывающий завод, где литий отделяется в виде мелкой белой муки, после чего прессуется в брикеты, которые отправляют заказчикам.
https://t.iss.one/globalenergyprize/2335

Водород в помощь Солнцу

Решить проблему краткосрочных перепадов выработки электричества во время пасмурных, ненастных дней возможно за счёт повсеместного внедрения систем хранения электроэнергии. Однако в Арктике есть еще один природных феномен — полярный день, чередующийся с полярной ночью. В этих условиях ни одна современная аккумуляторная система не справляется. На помощь могут прийти новейшие водородные технологии.

🗣«Проблема, возникающая при широком внедрении солнечных панелей, заключается в отсутствии в энергосистеме дополнительных мощностей, обеспечивающих ее адаптацию к большим колебаниям поступающей в неё электроэнергии из-за значительных суточных и сезонных перепадов производимой солнечной энергии. Одним из способов решения этой проблемы является децентрализованное производство электроэнергии и преобразование её в солнечное топливо. При использовании данного подхода с помощью солнца электричества может быть получен водород, ключевой вектор развития чистой энергии будущего, используемый в дальнейшем для создания электрохимических элементов», — говорит лауреат премии «Глобальная энергия», завлабораторией фотоники и интерфейсов Швейцарского федерального и технологического института Лозанны Михаэль Гретцель.

🗣«Другими словами, солнечные панели будут генерировать много энергии полярным летом и явно не будут производить её полярной зимой. В этом сценарии они должны быть объединены с производством «зелёного» водорода путем электролиза воды, который затем сжигается на обычной (но соответствующим образом адаптированной) газовой электростанции в зимние месяцы или используется для питания топливных элементов», — добавляет эксперт «Глобальной энергии», профессор физики в Кларендонской лаборатории Оксфордского университета Генри Снайт.
https://t.iss.one/globalenergyprize/2336

В Дубае завершается Всемирная выставка ЭКСПО, и мы представляем любопытные примеры инноваций из павильонов тех стран, где, на первый взгляд, ожидаешь чего-то другого.

🇧🇴Сегодня - электротранспорт из БОЛИВИИ!

«Экотех»: большой интерес к СО2 и климату

Более $1 млрд. инвестиций в «экотех» пришлись на
👉улавливание, хранение и транспортировку CO2 ($383 млн.),
👉проекты в области управления изменениями климата ($797 млн.).
Крупнейшими компаниями-представителями этих сегментов стали:
📌Newlight Technologies, которая привлекла $45 млн. на преобразование парниковых газов в термопласты,
📌Tomorrow.io, которая «собрала» $172 млн. инвестиций на поиск новых решений в прогнозировании погоды.
При этом инвестиции в «экотех» привлекали также компании, ведущие бизнес в
обрабатывающей промышленности ($6,9 млрд.),
✔️строительстве ($1,4 млрд.),
✔️жилищном секторе ($1,2 млрд.).
https://t.iss.one/globalenergyprize/2341

Углеродная нейтральность через топливо

Производство жидкого топлива с помощью данной установки может
✔️обеспечить полезную утилизацию СО2 с добавленной стоимостью,
✔️создать производство экологически чистого топлива.

При этом сам процесс гидрирования СО2 является хоть и очень технологически сложным, но не сильно энергоёмким. «Эта технология знаменует собой новый этап промышленного использования CO2 в мире и обеспечивает новую стратегию для достижения цели углеродной нейтральности», — говорит профессор Сан Цзянь.

Солнце и земельный вопрос

Одним из минусов солнечных электростанций, по которому они серьёзно проигрывают, например, АЭС, является необходимость выделение больших незанятых площадей земли. Что это значит?

🌍Если все 100% мировой энергии будет вырабатываться солнечными панелями с КПД модуля в 20%, требуется от 1% до 2% всей земной суши. Это сопоставимо с долей земли, покрытой сегодня дорогами, правда, намного меньше площади, используемой для сельского хозяйства, которая приближается к 50%. Новые технологии создания панелей позволят снизить количество занимаемых площадей.

🗣«Переход ко всё более и более высокой эффективности очень важен для минимизации использования площадей, необходимых для фотоэлектрических систем. С такими технологиями, как тандемные или «трёхпереходные» элементы, в течение следующих двух десятилетий мы ожидаем, что модули будут иметь КПД, близкий к 40%. Это в два раза превышает современный средний КПД модулей и, следовательно, сразу же уменьшит требуемое использование земли вдвое. Кроме того, развертывание трёхосного отслеживания или, возможно, плотно расположенных модульных массивов, ориентированных на восток/запад, ещё больше увеличит плотность энергии и, следовательно, уменьшит требуемую для использования площадь», — комментирует эксперт «Глобальной энергии», профессор физики в Кларендонской лаборатории Оксфордского университета Генри Снайт.
https://t.iss.one/globalenergyprize/2345

❗️🗓Осталось 5 дней до окончания приёма заявок на премию «Глобальная энергия»

Процедура завершится 20 марта. Номинационные представления, поступающие по категориям
🏆«Традиционная энергетика»,
🏆«Нетрадиционная энергетика»,
🏆«Новые способы применения энергии»,
на следующем этапе будут рассматриваться независимыми экспертами, которые оценят их по фиксированному набору критериев, в том числе научной новизне и практической значимости.

Пятнадцать лучших заявок (по три – в каждой категории) попадут в шорт-лист, из которого Международный комитет премии выберет троих лауреатов. Состав шорт-листа будет оглашен в мая 2022 г., а решение Международного комитета – в июле. Торжественная церемония вручения премии состоится в октябре 2022 г.

👉Подать заявку можно здесь

Дёшево, но долго

Увеличение спроса на литий привело к усовершенствованию «рассольного» способа, о котором мы рассказывали ранее.

❗️Теперь рассолы не просто выпариваются. Насыщенные литием рассолы можно «обогащать» при помощи испарителя, требующего достаточно большого объёма электроэнергии. Поэтому всё чаще на солончаках Боливии и Чили используют солнечные электростанции. После достижения нужной концентрации гидроксида лития, его осаждают, добавляя карбонат натрия и гидроксид кальция.

🗓Этот процесс не очень дорогой, но занимает продолжительное время — от 18 до 24 месяцев.

Мировые ресурсы газа нетрадиционных источников

Оценка ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Преимущества добычи H2 на ГЭС

Развитие водородной энергетики возможно в горных районах востока и юго-востока стран Центральной Азии, которые располагают в достаточном объеме необходимыми ресурсами:
✔️огромным нереализованным гидроэнергетическим потенциалом,
✔️недорогой гидроэлектроэнергией,
✔️пресной водой.

🌊На основе модели производства сжатого водорода электролизом воды при использовании энергии ГЭС были произведены сравнительные расчёты. Согласно их результатам, для производства 1 кг водорода расход воды составил 9 кг, электроэнергии — 55 кВт·ч и кислорода — 8 кг. При расходе 100 тонн воды в час для процесса электролиза за сутки с потреблением 14 610 тыс. кВт·ч электроэнергии будет произведено около 267 тонн водорода.

Рассматриваемый метод по стоимостным показателям будет уступать остальным технологиям получения водорода. А ещё в данном случае выбросы CO2 отсутствуют — соответственно, водород, полученный таким способом, относится к зелёному типу.

Солнце и экология

Таким образом, применение новых технологий развития солнечных панелей позволяет
📌решить не только проблему их более дешёвого и эффективного использования,
📌но и улучшить экологические условия на Земле.

🗣«Использование земли, уже предназначенной для строительства зданий, дорог и других техногенных объектов, также является ключевой стратегией минимизации любого негативного воздействия на окружающую среду и землепользование. Кроме того, двойное использование земли для ведения сельского хозяйства и производства электроэнергии в «агроэнергетике» также является прогрессивным средством сведения к минимуму нашего негативного воздействия на планету Земля», — резюмирует эксперт «Глобальной энергии», профессор физики в Кларендонской лаборатории Оксфордского университета Генри Снайт.

⚡️⚡️⚡️Друзья, наш канал достиг первой тысячи подписчиков! ⚡️⚡️⚡️

Мы благодарим вас за то, что разделяете с нами интерес к развитию возобновляемой энергетики и другим процессам, связанным с энергопереходом. Ваша вовлеченность в регулярные опросы и конкурсы, интересные вопросы и экспертные комментарии помогают нам постоянно повышать качество информационных обзоров, делать их интересными для широкой аудитории. Мы и впредь будем прикладывать все усилия, чтобы делиться с вами самой актуальной и эксклюзивной информацией в рамках повестки декарбонизации экономики!

Выражаем благодарность нашим коллегам, которые вместе с нами работают над созданием интересного и важного для понимания отрасли контента ⤵️

✅ Минэнерго России @minenergo_official

✅ РЭА Минэнерго России @rea_minenergo

✅ Сообщество потребителей энергии @npace

✅ Россети @rosseti_official

✅ Системный оператор ЕЭС @so_ups_official

✅ Новости РусГидро @rushydronews

✅ Нефть и капитал @oil_capital

✅ Energy Today @energytodaygroup

✅ Энерго А++ @energoatlas

✅ ТЭК-ТЭК @teckteck

✅ Тeplovichok @teplovichok

✅ СоветБезРынка @SovetBezRynka

✅ Высокое напряжение @riseofelectro

✅ BigpowerNews @Bigpowernews

✅ Переток для своих @pere_tok

✅ Энергетика и промышленность России @eprussia

✅ Энергетическая политика @energypolit

✅ ЭНЕРГОПОЛЕ @energopolee

✅ Новости энергетики @novenergy

✅ Глобальная энергия @globalenergyprize

✅ Солярка @solarka_club

✅ RenEn @RenEnRus

✅ ЭнергоPROсвет @npsr_real

Будьте с нами!

🐟Микрогидроустановка в виде рыбы

Французский стартап BladeRunner Energy создал малую гидроустановку, которая использует энергию естественного потока воды для выработки электричества и при этом не требует строительства плотины.

Гидроагрегат состоит из шести элементов:
1️⃣ротора (вращающейся части электрогенератора), скреплённого
2️⃣стальным тросом
3️⃣с плавающей платформой, на которой установлен
4️⃣статичный генератор,
5️⃣силовая электроника
6️⃣и накопительная батарея.
Главной особенностью гидроагрегата является конструкция ротора, которая была спроектирована с помощью биомимикрии – области инженерии, которая черпает идеи для технических решений из окружающей среды. Ротор внешне напоминает рыбу, с маленькой головой, расширяющимся туловищем и пышным хвостом.

➕Простота конструкции обеспечивает возможность её использования в одиночку. Другим преимуществом является сравнительная дешевизна энергии: удельные капзатраты на строительство такого гидроагрегата составляют $2000 за киловатт (КВт), что сопоставимо с аналогичным показателем для крупных европейских угольных станций, которым доступна экономия на капзатратах за счет эффекта масштаба.

➕Среди других преимуществ – высокий уровень загрузки мощностей: если у солнечных панелей он колеблется от 18% до 30%, то у гидроустановки BladeRunner Energy он составляет от 50% до 90%. В этом же ряду стоят и низкие операционные издержки: если на солнечных панелях удельная приведенная стоимость выработки электроэнергии составляет от $0,16 до $0,28 за киловатт-час (кВт*ч), то у гидроустановки французского стартапа она колеблется от $0,05 до $0,09 за кВт*ч.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/03/15/francuzskij-startap-razrabotal-mikrogidroustanovku-v-vide-ryby/