Плюсы тория. Часть 2

Проект, разработанный Flibe Energy, предполагает ещё один, помимо перечисленных, механизм защиты реактора – замерзшую соляную пробку, установленную на дне корпуса. Алгоритм такой:
➡️при отключении питания она быстро тает;
➡️талая топливная соль стекает в резервуар для хранения,
➡️что приводит к прекращению процесса деления.
Это должно позволить предотвратить риск расплавления активной зоны реактора.

➕Другим преимуществом проекта должен будет стать сравнительно высокий уровень экологической безопасности. По оценке Flibe Energy, реакторы на тории и фториде лития будут генерировать в тысячу раз меньше ядерных отходов, чем легководные реакторы, в которых в качестве теплоносителя используется обычная вода.

❗️Кстати, компания реализует свой проект почти одновременно со швейцарским стартапом Transmutex, который к началу 2030-х гг. собирается создать полноценный коммерческий аналог ториевого реактора. Основой для стартапа стали идеи итальянского учёного Карло Руббиа, нобелевского лауреата и обладателя премии «Глобальная энергия», который ещё в 1980-е гг. предлагал использовать ускоритель протонов для создания источника нейтронов высокой интенсивности.

В продолжение темы американских трубопроводов - крупнейшие НПЗ США. Значительная часть этих предприятий сосредоточена в одном штате.

Петротермальные перспективы

🗓Анализ петротермальных ресурсов и потенциальных возможностей их использования в США показал, что на глубинах до 10 км содержится в 130 тысяч раз больше годового потребления энергии этой страны. Даже при низком КПД извлечения в 1,5% её хватит на 2 000 лет, а для усовершенствованных технологий – на 20 000 лет даже без учёта её возобновления. Мало того, предварительные расчёты показывают, что к 2030 г. возможно достичь нормированной себестоимости электроэнергии (LCOE) таких проектов до 6 центов за кВч. То есть этот показатель является одним из самых низких для энергетического сектора.

🇺🇸Подобные оценки привели к тому, что США в 2019 году запустили специальную программу по развитию петротермальной энергетики – «GeoVision: Harnessing the Heat Beneath Our Feet». Согласно программе, уже к 2050 г. производство электроэнергии петростанциями может достичь 60 ГВт. Это составит 3,7% от общей установленной мощности США в 2050 году, а по производству — 8,5% всей выработки электроэнергии в США. По прямому использованию тепла петроэнрегетика может выйти к 2050 году на уровень 320 ГВт вместо текущих 0,1 ГВт.

👉Более подробно тема использования геотермальной и петротермальной энергии раскрыта в новом докладе «Глобальной энергии» «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет».
https://t.iss.one/globalenergyprize/2429

География гидроустановки

Перспективную разработку Turbulent можно использовать как в общей сети, так и в автономном режиме (для обеспечения удаленных территорий). Разработка уже нашла применение в пяти странах:
🇫🇷Во Франции она снабжает электричеством завод по очистке сточных вод.
🇪🇪В Эстонии с её помощью обеспечиваются частные домовладения в городе Отепя.
🇮🇩На острове Бали такая гидроустановка питает кампус для школьников и студентов, изучающих вопросы устойчивого развития.
🇨🇱В Чили она подаёт электроэнергию на одну из птицеводческих ферм.
🇵🇹В Португалии такая установка работает в курортном заповеднике Вале-дас-Лобас.

Семь новых установок общей мощностью чуть более 520 КВт сейчас находятся на стадии строительства:
🇬🇧В Великобритании разработка Turbulent будет использоваться для поставок энергии на электрозаправки города Денвер.
🇨🇬В Конго такая установка вместе с электрическими генераторами будет использоваться на местных предприятиях сельского хозяйства.
🇸🇽На Филиппинах она будет снабжать электроэнергией деревни на острове Манданао.

Н2 как драйвер декарбонизации

Процесс потребления водорода не ограничивается лишь его производством. Ведь также существуют процессы
✔️накопления и хранения,
✔️преобразования в электроэнергию или обратно в воду,
которые довольно затратны.

Между тем, достижение цели декарбонизации возможно за счёт водорода, произведённого по методу электролиза воды на основе генерации ВИЭ. Развитие данного направления входит в число 17 взаимосвязанных целей устойчивого развития (ЦУР) ООН, соответствует её седьмой цели — «Недорогая и экологически чистая энергия».

Из доклада «Чистые технологии для устойчивого будущего Евразии»

Буксиры с нулевыми выбросами

🛥Нидерландские компании Value Maritime и Carbon Collectors проведут совместное исследование проекта по созданию углероднонейтральных буксиров. Они будут оснащены дизельными двигателями с системой улавливания выбросов. Для этого компании планируют использовать разработанную Value Maritime систему Filtree, которая позволяет улавливать серу и углекислый газ из выхлопов морских судов.

Эта система предназначена для малых и средних судов (с мощностью двигателя от 3 до 15 мегаватт). Она состоит из нескольких элементов:
📌компактного газоочистительного корпуса для улавливания парниковых газов;
📌переносного резервуара для закачки, хранения и последующей транспортировки CO2;
📌системы для очистки балластной воды, которую используют грузовые суда для обеспечения устойчивости.
Система Filtree уже нашла опытное применение: за прошедший год она была установлена на судах морских грузоперевозчиков
👉JR Shipbuilding,
👉Wijnne Barend,
👉Boomsma Shipping.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/03/30/buksiry-s-nulevymi-vybrosami/

Гидроустановка для труднодоступных мест

Разработка компании Turbulent будет содействовать развитию малых гидроэлектростанций (ГЭС), изолированных от общей сети. Глобальная установленная мощность таких станций выросла почти втрое в период с 2011 по 2020 гг. А именно с 627 до 1 740 мегаватт, согласно данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии.

Свыше 80% мощности малых изолированных ГЭС приходилось на страны
🌏Азии (1 283 МВт)
🌍и Африки (227 МВт).

Есть государства, где на одного гражданина в среднем приходится около тонны отходов в год. Среди этих стран - США, Монголия, Дания, Молдавия.

Наглядная картинка к актуальной теме обращения с мусором, которые мы неоднократно и регулярно поднимаем.

Топливный коктейль из гудрона и пластика

⛽️Институт нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) разработал технологию вторичной переработки гудрона и полиэтилена для получения топлива. Об этом сообщил президент Российской академии наук Александр Сергеев.

🗣«Была предложена очень интересная идея. В реактор можно одновременно поместить гудрон, у которого в молекулах находится большое количество углерода и меньшее количество водорода, и отходы, скажем, полиэтилена, полипропилена, в которых, наоборот, больше водорода, чем углерода. В реакторе с определённым катализатором получается совершенно замечательный эффект. И те и другие отходы перерабатываются с выходом фактически до 92%. Получается высоко кондиционное топливо», — отметил президент РАН.

По его словам, данная технология позволяет, с одной стороны, получать дешёвое сырье для нефтехимии и нефтепереработки, а другой – эффективно решить проблему утилизации отходов.

🗣«Мы знаем проблему гудронов: у нас очень много в результате производства топлива остаётся тяжёлых фракций, и гудроном завалены все свалки. Есть определённые процедуры – с помощью различных катализаторов из гудрона можно получать продукты, которые опять идут на топливо», — сказал Сергеев.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/03/31/toplivnyj-koktejl-iz-gudrona-i-plastika/

«Процесс природного фотосинтеза изучен достаточно хорошо, но при этом существует масса неисследованных аспектов, представляющих интерес для мировой науки. Что касается искусственного фотосинтеза, то для разработки, проектирования и построения устройств по производству водорода необходимы ещё более углублённые знания оптимальных условий эффективного выделения водорода. При создании таких преобразователей возникают определённые проблемы, касающиеся, прежде всего, иммобилизации фотосинтетических комплексов на подложке, их стабильности и удельной эффективности функционирования»

Сулейман Аллахвердиев, из интервью

Водород по доллару за кило

🇮🇱Компания H2PRO, основанная исследователями Израильского технологического института, разработала технологию, позволяющую снизить стоимость производства «зелёного» водорода путём электролиза воды в три раза. А значит - решающую одну из самых чувствительных проблем этого процесса.

🤔Но помимо дороговизны к издержкам производства «зелёного» водорода относится и сравнительно низкий КПД электролиза, который не превышает 70%. При этом смешение кислорода и водорода, которые вырабатываются при электролизе одновременно, чревато взрывом. Избежать его позволяет использование протонообменных мембран, изолирующих друг от друга элементы, что также отражается на издержках.

❗️Стартап H2PRO предложил решить эту проблему за счёт электролитических реакторов, в которых водород и кислород генерируются на разных стадиях расщепления воды. Это позволяет не только отказаться от использования мембран, но и производить водород под высоким давлением, что в будущем облегчит коммерциализацию новой технологии (она снижает потребность в дорогостоящих компрессорах). По оценке основателей H2PRO, благодаря этой разработке удельная стоимость производства «зеленого» водорода снизится до $1 на кг.

👉Инновация H2PRO должна будет способствовать распространению технологий «зелёного» водорода. По прогнозу МЭА, в период с 2020 по 2025 гг. его производство увеличится с 490 тыс. т до 23,9 млн. т, а к 2030 г. достигнет 79,7 млн. т.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/03/31/vodorod-po-dollaru-za-kilogramm/

«Умные» электропанели для частных домохозяйств

🌞Стартап SPAN, созданный бывшими инженерами Tesla, сообщил о привлечении $90 млн. для производства «умных» электрических панелей, позволяющих оптимизировать работу автономных солнечных генераторов. Суммарный объём средств, привлечённых компанией с момента своего основания в 2019 г., достиг $134 млн.

🏠«Умная» электрическая панель SPAN предназначена для балансировки подачи энергии в частных домах, которые подключены к общей сети, но при этом оборудованы солнечными генераторами и аккумуляторными батареями. Де-факто, она выполняет ту же роль, что и обычный распределительный щит, который позволяет автоматически отключать сеть при внештатной ситуации или резких скачках напряжения. Панель представляет собой металлическую коробку размером 49 на 17 дюймов (124 на 43 сантиметра), внутри которой расположены столбцы пластиковых выключателей. Управление панелью осуществляется с помощью мобильного приложения, которое дает возможность регулировать перетоки между источниками энергии (солнечными генераторами, аккумулятором и сетью) и бытовыми приборами. Тем самым пользователь может оптимизировать энергопотребление и коммунальные расходы в зависимости от погодных условий и личных целей.

💰Компании SPAN удалось удешевить собственную разработку: если стоимость базовой версии панели, представленной в 2019 г., составляла $5 000, то цена на её прошлогодний «апдейт» снизилась до $3 500. Стартап в 2021 г. также представил зарядное устройство для электромобилей стоимостью в $500, которое можно использовать в частном домохозяйстве, интегрировав с электрической панелью.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/03/31/umnye-elektropaneli-dlya-chastnyh-domohozyajstv/

Эксперимент с гудроном начался

Технология получения топлива из гудрона уже проходит экспериментальную отработку на базе нефтехимического завода ТАНЕКО в Татарстане. Мощность пилотной установки составит 50 тыс. тонн в год.

🗣«Эта технология обладает рядом преимуществ – она, например, позволяет проводить процесс при низких давлениях. Для сравнения – аналогичные технологии имеют минимальное давление сто пятьдесят-двести атмосфер. Наши технологии работают при давлении семьдесят-девяносто атмосфер. Там применён совершенно новый принцип катализа – мы назвали его наногетерогенным катализом, или катализом в дисперсной фазе. Частички катализатора там очень небольшие, они сравнимы с частичками тяжёлой нефти. Асфальто-смолистые образования позволяют их легко крекинговать, и они заактивируются», — рассказывал ранее изданию «Научная Россия» директор ИНХС РАН, доктор химических наук Антон Максимов.

Буксиры - драйверы CCUS❓

Использование системы Filtree, о которой мы рассказали вчера, позволяет операторам перевозок решить сразу несколько проблем:

1️⃣минимизировать выбросы углекислого газа, одним из крупнейших источников которых является морской транспорт. По оценке McKinsey, на его долю приходится 11% эмиссии CO2 со стороны всего транспортного сектора (при доле наземного и воздушного транспорта в 75% и 13% соответственно, а всех прочих видов транспорта – в 1%).
2️⃣использовать высокосернистое топливо, соблюдая при этом правила Международной морской организации (IMO), запретившей с 2020 г. эксплуатировать топливо с содержанием серы более чем 0,1%.

❗️Совместный проект Value Maritime и Carbon Collectors поспособствует дальнейшему росту интереса к улавливанию, хранению и транспортировке углекислого газа (CCUS). Глобальные инвестиции в развитие CCUS-технологий выросли со $170 млн. в 2020 г. до $600 млн. в 2021 г. Капиталовложения в хранение энергии за тот же период увеличились с $5,5 млрд. до $7,1 млрд.

⛽️Стоимость бензина в разных странах

На этой неделе
🇭🇰самое дорогое горючее было в Гонконге - почти $3 за литр,
🇻🇪самое дешёвое в Венесуэле - $0,025 🤔

А здесь расценки на топливо в конкретных странах по состоянию на 28 марта.

Слова классика

- Я уверен, что через 15-20, или даже пусть через 50-70 лет, будут найдены способы более чистого производства энергии. Во всяком случае, нет физических запретов на качественное повышение эффективности уже существующих возобновляемых источников энергии или на создание принципиально новых энергетических технологий.

Ашот Саркисов
https://globalenergyprize.org/ru/2019/12/01/ashot-arakelovich-sarkisov-rossiya/

«Зелёный» пока четвёртый

👉Электролиз воды с применением возобновляемых источников энергии является четвёртым по популярности способом получения водорода. А именно, доля «зелёного» водорода в глобальном производстве H2 в 2020 г. составила 0,8%.

Для сравнения:
👉доля ископаемых источников без использования технологий улавливания и хранения CO2 (CCUS) достигла 68,4%,
👉а с применением указанных технологий – 9,2%,
👉доля водорода, получаемого в качестве побочного продукта нефтепереработки, оценивалась в 21%.

Данные Международного энергетического агентства
https://t.iss.one/globalenergyprize/2440

Воплощение концепции

Разработка SPAN является воплощением концепции умных сетей – модернизированных сетей электроснабжения, которые используют информационные технологии для роста эффективности в производстве и потребления энергии.


👉Кстати, одним из пионеров концепции умных сетей является Николаос Хатциаргириу – действительный профессор Национального технического университета Афин, который в 2020 г. стал лауреатом премии «Глобальная энергия». Н.Хатциаргириу участвовал в создании первой в Европе микросети, которая снабжалась от солнечных генераторов и аккумуляторных батарей, установленных на греческом острове Китнос.

Н2: цена вопроса

🟢Удельная стоимость производства «зелёного» водорода колеблется от $2,5 до $6 на кило.
🔵В случае «голубого» водорода (получаемого из газа с использованием CCUS-технологий) этот показатель составляет от $1,5 до $4 на кг (в зависимости от стоимости газа).
⚪️Ещё более низкий диапазон – от $1 до $2,7 на кг – характерен для издержек на выпуск «серого» водорода, сырьём для которого также является газ, но уже без применения оборудования для улавливания CO2.

Оценка KPMG
https://t.iss.one/globalenergyprize/2440

Где хранить СО2 - глубокие водоносные пласты

Это подземные геологические структуры, образованные проницаемой породой, содержащей минерализованную пластовую воду. Чтобы водоносный пласт был пригоден для хранения CO2, он должен отвечать трём основным требованиям:

1️⃣ Достаточная пористость, проницаемость, толщина пласта и структурная форма.
2️⃣Достаточная глубина. В идеале от 800 метров.
3️⃣Непроницаемая покрышка. Барьерная непроницаемая порода должна перекрывать водоносный пласт, чтобы предотвратить вертикальную миграцию CO2, при которой он мог бы высвободиться в атмосферу.
https://t.iss.one/globalenergyprize/1936

🎞Youtube-канал «Глобальной энергии»
Компетентно и увлекательно о важнейшей отрасли. Энергопереход, улавливание СО2, цифровые двойники, плавучие солнечные электростанции и проч.
Подписывайтесь и узнавайте о передовых научных разработках и прорывных решениях!
https://www.youtube.com/channel/UC2kDRR8faOi7eELLnLEEjTg