Почему электрификация мирового автопрома не может быть воплощена в металл, несмотря на оптимистичные планы адептов ESG? Ресурсный дефицит.

Типичная ежегодная потребность в легковых автомобилях 90-100 млн авто во всем мире. 10 лет назад в мире производилось 120 тыс электрических авто в год, первый миллион разменяли в 2017 году, второй миллион взяли в 2018, третий миллион электрических авто произвели в 2020, а в 2021 уже 6.6 млн авто, что составляет немногим выше 8% от всех произведенных авто, но менее 7% от потенциального спроса.

Казалось бы, темпы экспансии невероятные и нет препятствий для замещения ДВС?

Многие аналитические агентства и в первую очередь сами автоконцерны ставят таргеты в 30 млн электрических авто к 2030 году. Диапазон оценок весьма волатильный и меняется достаточно часто.

Но что такое 30 млн электрических авто?

▪️Это почти 1 млн тонн лития при текущем мировом производстве 500 тыс, а литий используется не только в автопроме. Можно ли удвоить производство лития за 8 лет? Вопрос риторический.

▪️Потребуется около 900 тыс тонн никеля при мировом производстве 2.7 млн, что составляет треть мирового производства никеля.

▪️Свыше 100 тыс тонн кобальта, что составляет около 60% мирового производства кобальта.

▪️Необходимо практически утроение производства графита, свыше 15% дополнительных мировых мощностей по алюминию и меди.

Все это без учета расходов на инфраструктуру по заряжению «электричек». Поэтому экстраполяция трендов без просчета ресурсной обеспеченности неизбежно приведет к провалу прогноза.

В мире нет потенциала по увеличению добычи сырья под подобную экспансию электрокаров.

Фареры - на пути к безуглеродной электроэнергетике

🇫🇴Компания SEV, оператор электроэнергетических систем Фарерских островов, привлекла 250 млн. датских крон ($33,6 млн.) от Инвестиционного банка стран Северной Европы для строительства гидроаккумулирующей электростанции (ГАЭС) Mýruverkið II. Проект общей стоимостью 1,3 млрд. датских крон ($175 млн.) должен быть реализован к 2027-2028 гг.

👉ГАЭС будет оборудована искусственным горным туннелем, по которому вода будет стекать из верхнего резервуара (Мирарнар) в нижний (Хейгадалур), приводя в действие восемь гидроагрегатов общей мощностью в 70 мегаватт (МВт) в часы повышенного энергоспроса. Ночью ГАЭС будет работать в так называемом «насосном» режиме, используя электроэнергии близлежащих ветрогенераторов для закачки воды из нижнего резервуара в верхний.

🗓Проект приблизит Фарерские острова к достижению цели нулевого баланса выбросов в электроэнергетике, которую регион наметил на 2030 г. По данным Ember, доля ископаемых источников в структуре фактической выработки электроэнергии в 2030 г. составила в регионе 60%, остальные 40% были распределены между гидроэлектростанциями (26%) и ветрогенераторами (14%). При этом общая мощность всех трёх типов станций достигла 170 МВт: из них 110 МВт приходилось на ископаемые источники, а 40 МВт и 20 МВт – на ГЭС и ветроустановки. Проект SEV тем самым позволит почти вдвое увеличить установленную мощность станций, использующих энергию воды.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/08/30/farerskie-ostrova-postroyat-gaes-na-puti-k-bezuglerodnoj-elektroenergetike/

Equinor создала крупнейший в мире “нефтяной” плавучий ветропарк

"Запуск таких мегапроектов позволит Equinor увеличить поставки чистой энергии на европейский рынок", – заявил вице-президент компании по ВИЭ Пол Эйтерхейм

Ветропарк Hywind Tampen включает одиннадцать плавучих турбин мощностью 8 МВт каждая. Первые семь будут запущены в этом году, а еще четыре – весной следующего

Ветроэнергетический комплекс обошелся в 5 млрд крон (550 млн долларов). Он будет состоять из турбин общей мощностью 88 МВт, которые подадут электроэнергию на пять платформ нефтяных месторождений Snorre и Gullfaks

Hywind Tampen стал первым в своем роде и самым крупным проектом плавучей ветроэнергетики в мире. Правда, технология пока не приносит прибыли без государственных субсидий, и данный ветропарк получил путевку в жизнь только после того, как правительство согласилось предоставить проекту 2,3 млрд крон в дополнение к инвестициям отраслевого фонда

#норвегия #ветропарк #энергетика

Геотермальные станции нового поколения

🇺🇸Компания Fervo Energy привлекла $138 млн. для строительства геотермальных электростанций нового поколения в штатах Юта и Невада. Отличительной частью проекта станет использование технологий нефтегазовой отрасли, таких как горизонтальное бурение или распределённое оптоволоконное зондирование, позволяющее получать информацию о подземных слоях почвы.

👉Обустройство геотермальной станции нового типа будет состоять из нескольких этапов:
✔️Сначала к месторасположению подземного гейзера, обнаруженного за счёт волоконной оптики, будут разбуриваться две скважины, одна из которых будет служить для закачки холодной воды, а вторая – для поднятия наверх нагретой жидкости.
✔️Горячая вода будет подаваться на паровой генератор электроэнергии.
✔️Использованная, охлаждённая и очищенная вода затем вновь будет закачиваться под землю, где будет нагреваться в гейзере.

💪Инновация в случае коммерческого внедрения может внести вклад в решение проблемы бесперебойной подачи возобновляемой энергии. В 2021 г. в США
📌загрузка геотермальных станций достигла 71%,
📌тогда как для ветрогенераторов этот показатель составил 35%,
📌а для и солнечных панелей 25%.
Интеграция этих трёх источников может снизить риски энергосбоев в часы повышенного спроса.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/08/31/geotermalnye-stancii-novogo-pokoleniya/

Сложности транспортировки и сортировки

🔋Помимо используемой технологии утилизации, одним из основных факторов, влияющих на затраты при утилизации, являются транспортные расходы по доставке использованных аккумуляторов от пункта их приёма до объекта по переработке. Транспортировка на большие расстояния связана с очень высокими затратами из-за высоких требований безопасности при перевозке литий-ионных аккумуляторов.

🤔Сортировка аккумуляторов также является важной проблемой, требующей больших затрат. Помощь в разработке более дешёвых и масштабируемых процессов прямой утилизации может оказать стандартизация аккумуляторных систем. Например, простая идентификационная бирка аккумулятора, содержащая список материалов и протокол утилизации, может быть использована для оказания помощи переработчикам отходов в реализации процесса автоматической сортировки аккумуляторов.

👆Это позволяет центрам по утилизации принимать от потребителей аккумуляторы, изготовленные с использованием различных технологий. К счастью, хотя химический состав батарей весьма разнообразен, основными используемыми в них материалами являются
📌литий,
📌никель,
📌марганец,
📌алюминий и кобальт (в различных пропорциях),
📌а также фосфат лития-железа.

Соотношение H2/CO в синтез-газе, полученном в различных процессах риформинга метана, и его основное применение

В развитие темы

❗️Определены победители программы «Молодой учёный 4.0.» 2022 года

🎉В День знаний 1 сентября Ассоциация «Глобальная энергия» подвела итоги образовательной программы «Молодой учёный 4.0», которая проводится совместно с ПАО «Газпром».

👏Победителями стали:
🏆Марс Закирьянов, начальник службы по управлению техническим состоянием и целостностью газотранспортной системы (ГТС) ООО «Газпром трансгаз Уфа»;
🏆Станислав Калюжный, ведущий инженер центральной химико-аналитической лаборатории ООО «Газпром трансгаз Краснодар»;
🏆Никита Коньков, заместитель директора инженерно-технического центра (ИТЦ) ООО «Газпром трансгаз Томск».

🎙«Программа «Молодой учёный 4.0» помогает исследователям в обретении навыков, позволяющих распространять содержание их идей и разработок как в академическом сообществе, так и в реальном секторе и бизнес-среде. В будущем это пригодится им в продвижении по карьерной лестнице, увеличит узнаваемость и цитируемость, позволит претендовать на соискание престижных наград», — отметил президент ассоциации «Глобальная энергия» Сергей Брилёв.

💪Каждый из трёх победителей получит наставника из числа ведущих специалистов отрасли. Также они смогут опубликовать совместную главу в следующем ежегодном докладе ассоциации «Глобальная энергия» «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет».

🗓Церемония награждения победителей пройдёт в канун празднования Дня энергетика в г. Санкт- Петербурге
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/01/globalnaya-energiya-opredelila-pobeditelej-programmy-molodoj-uchenyj-4-0-2022-goda/

Сорбенты для хранения

🧽Как правило, CO2 взаимодействует с углеродной поверхностью в основном посредством сил Ван-дер-Ваальса. Это приводит к относительно более низкому поглощению углекислого газа в условиях среды, определяемой топочными/выхлопными газами, а в присутствии влаги значение этого показателя снижается ещё больше.

🤔Для решения возникающих проблем возможно внедрение в материал различных особых функциональных групп посредством изменения химического состава прекурсоров или химической активации углеродных поверхностей, что повышает связывающую способность материала посредством увеличения энергии связи. Кроме того, несмотря на то, что углеродные материалы обладают высокой термической и химической устойчивостью, многие из них демонстрируют низкую механическую прочность, что приводит к постепенному снижению их функциональности в череде циклических технологических процессов.

👉С другой стороны, сорбенты на базе углерода характеризуются существенно высокими значениями поглощения CO2 при более высоком давлении этого газа (≥ 1 бар). В таких случаях сорбенты больше подходят для хранения поглощенного CO2, чем для его улавливания.

Отливаем в перовските

☀️Аналогичным методом осаждения перовскита является горячее литьё. При нём смесь органических и неорганических растворителей сначала нагревается при 70°C, а затем осаждается на уже нагретую подложку при 180°C. Затем подложка помещается в центрифугу и отжигается на горячей плите, что приводит к образованию кристаллитов миллиметрового размера.

👉Капельное литьё — еще один метод осаждения перовскитных плёнок с использованием растворов. Основными преимуществами этого метода являются
✔️его низкая стоимость
✔️и простота выполнения.

При этом методе раствор перовскита, содержащий органические и неорганические молекулы, наносится на подложку с помощью пипетки. Затем подложка н♨️агревается на горячей плите, чтобы растворитель испарился, в результате чего формируется пленка. При этом толщина, морфология и оптоэлектронные свойства перовскитной пленки сильно зависят от концентрации и вязкости раствора, а также скорости испарения растворителя на подложке, поскольку вращение не применяется.

Как повысить КПД❓

🚙Блок-схема, описывающая основные электрические каскады, задействованные в традиционной системе БПЭ с индуктивной связью, включая систему заземления и систему транспортного средства, изображена на этом рисунке. А теперь некоторые к нему пояснения👇

⚡️Начиная от системы заземления, энергия из сети сначала преобразуется из переменного тока в постоянный при помощи выпрямителя (обычно применяется двухполупериодный выпрямитель). Затем постоянное напряжение подаётся на высокочастотный инвертор, генерируя переменное напряжение с частотами в пределах принятых стандартов.

👉Высокочастотный сигнал проходит через схему компенсации реактивной мощности, а затем поступает в первичную катушку для генерации высокочастотного изменяющегося во времени магнитного поля. Поле индуцирует напряжение во вторичной катушке, расположенной в транспортном средстве, которое затем выпрямляется и в конечном итоге подаётся на аккумулятор транспортного средства. Для повышения эффективности передачи энергии часто дополнительно применяют преобразователь постоянного тока.

🧮Компенсационные блоки на первичной и вторичной сторонах часто состоят из конденсаторов, соединенных последовательно или параллельно. Их значения выбираются таким образом, чтобы получить резонанс, сводящий к минимуму номинальную мощность цепей силовой электроники в вольт-амперах и повышающий КПД передачи энергии.

Человек как электростанция: трибоэлектрические наногенераторы
Из нового доклада «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»

👉Исходя из законов термодинамики, электрическая энергия, вырабатываемая с использованием ископаемого топлива, в конечном итоге будет рассеиваться в окружающей среде. По крайней мере, частично - в виде тепла, ветра и других видов механической энергии.

📉Хотя общее количество энергии может сохраняться, доля полезной электрической энергии довольно низкая. Энергия преобразуется из энергоёмкого и высококачественного ископаемого топлива в электроэнергию, которая передаётся по кабелям в миллионы домов и в конечном итоге рассеивается в окружающей среде, превращаясь в низкокачественную и не пригодную для повторного использования энергию, такую как тепло и механические турбулентности. Другими словами, энергия преобразуется в низкокачественные источники энергии, высокоэнтропийную энергию.

🤔Высокоэнтропийная энергия может присутствовать в форме тепла, ветра, океанских волн, деятельности человека и т.д. Хотя общее количество такой энергии огромно, её нельзя эффективно использовать повторно, что также является следствием законов термодинамики. Поэтому для эффективного сбора такой высокоэнтропийной энергии необходима революционная технология. Простое использование «зелёных» и возобновляемых источников энергии может не обеспечить устойчивого развития мира из-за их нестабильности и прерывистости.

❗️В будущем необходимо совместное применение энергосетей, основанных, главным образом, на использовании ископаемого топлива, и микросетей, в которых доминирует возобновляемая/распределённая энергия.

Продолжение следует 

Автор: Чжун Линь Ван, заведующий кафедрой Хайтауэр по материаловедению и инженерии, Технологический институт Джорджии

Крупнейший в КНР проект по улавливанию CO2

🇨🇳Китайская Sinopec ввела в эксплуатацию крупнейший в стране комплекс по улавливанию, утилизации и хранению углекислого газа (CCUS). Проект, получивший название Qilu-Shengli, будет ежегодно «перехватывать» 1 млн. т CO2, что сопоставимо с высадкой 9 млн. деревьев.

👉Углекислый газ будет улавливаться на производственной площадке нефтехимической «дочки» Sinopec (Sinopec Qilu Petrochemical Company), а затем транспортироваться на месторождения нефтедобывающей Sinopec Shengli Oilfield. Закачка CO2 в пласт для повышения нефтеотдачи позволит в ближайшие 15 лет увеличить добычу на 3 млн. т в сравнении с исходным планом.

🎙 «Развитие технологий CCUS может способствовать эффективному использованию ископаемого топлива и ускорить трансформацию традиционных отраслей энергетики с характерным для них высоким содержанием выбросов, что имеет большое значение для достижения Китаем углеродной нейтральности», – комментирует Лин Боцян, директор Китайского центра экономических исследований в области энергетики Сямэньского университета (провинция Фуцзянь на юго-востоке КНР).
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/01/krupnejshij-v-kitae-proekt-po-ulavlivaniju-co2/

Преимущества микросетей и заинтересованные стороны

В развитие темы

Пять трендов в угольной генерации

▪️Глобальный ввод угольных электростанций более чем на 20% опережал вывод отработанных генерирующих мощностей в первой половине 2022 г. Общая мощность станций, подключённых к сети в период с января по июнь нынешнего года, достигла 13,8 гигаватт (ГВт), тогда как для законсервированных станций этот показатель составил 11,4 ГВт. Но какие тенденции определят развитие сектора?

1️⃣Китай и Индия – лидеры отрасли
Почти 90% ввода мощности (12,2 ГВт из 13,8 ГВт) пришлось на страны Азии, в том числе на Китай (7,5 ГВт), Индию (1,8 ГВт), две крупнейшие развивающиеся экономики мира. Остальные 10% пришлись на Пакистан (660 МВт) и страны Африки (850 МВт), при этом в Северной Америке и Европе не было введено в строй ни одной станции на угле.

👉Несколько иная география характерна для вывода угольных электростанций: из 11,4 ГВт мощности, законсервированных за первую половину 2022 г., 8,1 ГВт пришлись на США и Канаду, а остальные 3,3 ГВт – на страны Азии (876 ГВт), а также Австралию (500 МВт), Францию (600 МВт), Бразилию (136 МВт) и Объединенные Арабские Эмираты (1,2 ГВт).

Продолжение следует 

https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/01/pyat-trendov-v-ugolnoj-generacii/

Блок-схема основных компонентов в традиционной системе БПЭ

В развитие темы

❗️Официальное сообщение: первая в мире ледостойкая платформа «Северный полюс» вышла в рейс.

👉Ранее мы неоднократно писали про интереснейшее судно:
📌Директор Арктического и антарктического НИИ Александр Макаров о платформе: «Российская наука всерьёз и надолго возвращается в Арктику».
📌Как устроена ЛСП и в чём её уникальность: благодаря особой форме корпуса может безопасно дрейфовать вместе с ледяным массивом.
📌Основные технические характеристики судна: 15 лабораторий, водоизмещение - 10,4 тыс. тонн, прочность корпуса — Arc8, срок службы — не менее 25 лет и т.д.

Слова классика

— Более мощного окислителя, чем фтор, просто не существует. Это вещество, вообще говоря, является идеальным окислителем. Фторводородное топливо превосходит, к примеру, кислородно-водородное по удельному импульсу, соответственно, двигатель на таком горючем дает максимальную тягу. Но обслуживание фторового хозяйства — совершенно же дикое по обеспечению безопасности, невозможное по сложности и требованию квалификации и дисциплинированности персонала дело.

Валерий Костюк
https://t.iss.one/globalenergyprize/1709

Дайджест «Глобальной энергии» за 29 августа - 2 сентября.

👉Выпуск по ссылке

📌«Глобальная энергия» определила победителей программы «Молодой учёный 4.0.» 2022 года
📌Валерий Бессель - об актуальности зелёной повестки и наступающем энергопереходе
📌Первый в мире поезд на топливных элементах
📌Крупнейший в Китае проект по улавливанию CO2
📌Пять трендов в угольной генерации
📌Ветротурбины для большой глубины
📌Геотермальные станции нового поколения.

Есть два вида истины — тривиальная, которую отрицать нелепо, и глубокая, для которой обратное утверждение — тоже глубокая истина. (с) Нильс Бор

Ветротурбины для большой глубины

🇳🇴Норвежская компания World Wide Wind разработала плавучую ветряную турбину с вертикальной осью, которую можно использовать для выработки электроэнергии на глубоководных морских участках. Главной особенностью проекта является наличие двух «наборов» лопастей, которые должны вращаться в противоположных направлениях.

👉Большинство современных ветроустановок имеют горизонтальную ось:
✔️в такой конструкции ведущий вал ротора (вращающейся части турбогенератора) расположен горизонтально относительно земли,
✔️а тяжёлые компоненты турбины (лопасти, трансмиссии, редукторы) закреплены на вершине башни.
Мощность горизонтальных ветротурбин сильно зависит от длины лопастей, из-за чего их практически невозможно использовать на больших глубинах вдали от берега. Специалисты из World Wind Wind в качестве альтернативы предложили применять ветроустановки с вертикальной осью, для которых характерен более низкий центр тяжести, поскольку их тяжелые компоненты (за исключением лопастей) расположены ближе к основанию.

❗️Разработка World Wind Wind отличаются простотой дизайна: верхняя турбина подсоединена к ротору, расположенному в основании ветроустановки, а нижняя – к статору ветрогенератора. Как уже было отмечено выше, лопасти будут вращаться в разные стороны, благодаря чему установка сможет улавливать энергию ветра с любого направления. Конструкция при погружении в воду будет принимать наклон примерно в 60 градусов, но при этом оставаться устойчивой.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/01/vetroturbiny-dlya-bolshoj-glubiny/

Аккумуляторы получат паспорта❓

🔋По мере всё более широкого распространения электрификации транспортного сектора одной из основных проблем в данной отрасли станет производство литий-ионных аккумуляторов и последующее образование отходов от использованных аккумуляторов. Соответственно, утилизация литий-ионных аккумуляторов будет приобретать всё большее значение для решения проблемы с увеличением отходов от использованных аккумуляторов.

❗️Несмотря на наличие современных методов утилизации компонентов аккумуляторов, масштабируемость используемых в них процессов с точки зрения воздействия на окружающую среду и производственные затраты неясна. Чрезвычайно полезным методом для облегчения последующих процессов утилизации может быть стандартизация аккумуляторных блоков. Например, введение паспорта аккумулятора может оказать помощь не только в указании состава аккумулятора и предоставлении рекомендаций по утилизации, но также и в отслеживании состояния аккумулятора путем определения его полного срока службы.

👉Такие системы идентификации аккумуляторов чрезвычайно важны,
1️⃣во-первых, для определения того, подходит ли аккумулятор для вторичного использования (например, в качестве сетевых накопителей энергии),
2️⃣а во-вторых, для обеспечения автоматической сортировки на предприятии по переработке на основе его состава и процесса разборки.
Кроме того, рост стоимости сырья может дать некоторую свободу действий для прямой утилизации.

💸Поскольку добыча переходных металлов и лития в конечном итоге прекратится, их рыночная цена будет расти. Это может стать более сильным стимулом для промышленности вкладывать больше средств в переработку литий-ионных аккумуляторов.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3291