Слова классика

- Освещение - это один из секторов, по крайней мере, в США, в котором энергоэффективные технологии входят очень медленно. Причина в том, что потребители недостаточно знают, как сильно они смогут сэкономить, используя компактные люминесцентные и светодиодные технологии. Эта экономия многократно компенсирует их высокую первоначальную стоимость по сравнению с лампами накаливания.

Джаянт Балига
https://globalenergyprize.org/ru/2019/12/01/dzhayant-baliga-ssha/

Ячейки Гретцеля приносят выгоду

💪Перспективная разработка уже получила применение в сегменте беспроводных закрытых наушников: 💰При этом компания планирует поставлять свою технологию для производителей бытовой электроники (портативные колонки, электронные книги) и устройств «Интернета вещей» (трекеры, датчики и пульты дистанционного управления).

Инновация Exeger уже внесла значительный вклад в коммерциализацию ячеек Гретцеля, которые, в отличие от кремниевых фотоэлектрических панелей, позволяют использовать солнечную энергию для снабжения малых бытовых устройств. Дальнейшее распространение технологии будет во многом зависеть от удешевления сенсибилизатора, придающего фоточувствительность элементам, используемым в ячейке.

👉Обычно эту роль выполняют соединения на основе рутения – дорогостоящего металла серебристого цвета, относящегося к платиновой группе. Учёные из Московского института электронной техники (НИУ МИЭТ) и институтов РАН в нынешнем году предложили использовать в качестве альтернативы более дешёвые безметалльные красители, которые при этом отличаются высокой степенью поглощения солнечного света.

Дайджест "Глобальной энергии" за 17-21 октября.

👉Выпуск по ссылке

📌"Практика открытий. Новые технологии, изменившие взгляд на отрасли ТЭК".
📌Мембранные технологии для Н2 и СО2 
📌Ячейки Гретцеля для беспроводных устройств
📌Ветряные турбины для крыш частных домов
📌Полная зарядка за 10 минут: новая технология для аккумуляторных электромобилей
📌Черепица для автономного энергоснабжения
📌Мьянма построит ГЭС на 152 МВт.

«Единственная причина для существования времени — чтобы все не случилось одновременно». © Альберт Эйнштейн

В чём хороши мембраны

👉Комбинированная технология может применяться при выделении из природного газа азота и инертных компонентов. А речь здесь о таких средах, как ксенон и криптон, получаемых при переработке природного газа.

👍Опыт использования установки на Чаяндинском месторождении показал, что мембранная подготовка газа позволяет снизить содержание водорода более чем в шесть раз, а диоксида углерода — практически в два раза. Это дополнительно снижает затраты при последующей криогенной переработке на Амурском ГПЗ. При этом в составе подготовленного газа сохраняются легкие углеводороды С2 — С4.

💪Вообще, 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.

Азы фотосинтеза

☀️Естественным природным процессом преобразования солнечной энергии в другие виды энергии является природный фотосинтез. Фотосинтезирующие организмы научились конвертировать энергию солнечного света в энергию полезных им химических соединений около 3,5 млрд. лет назад.

💪В настоящее время несомненным является тот факт, что процесс фотосинтеза – это один из самых важных процессов на нашей планете. Стоит отметить, что нефть, газ и уголь также появились благодаря способности фотосинтезирующих организмов захватывать солнечную энергию и использовать её для создания органических молекул. Преобразование и накопление энергии на планете осуществляют именно фотосинтезирующие растения, а органические соединения, которые синтезируются ими в процессе природного фотосинтеза, являются первичными продуктами накопления солнечной энергии. Известно, что в процессе природного фотосинтеза энергия квантов поглощенного света превращается в химическую энергию с эффективностью около 100%, то есть квантовый выход первичных реакций разделения заряда в ходе фотосинтеза близок к 1.

👉Необходимо отдельно остановиться на одной из крайне важных эволюционных возможностей живой природы нашей планеты, а именно, на процессе окисления воды за счёт энергии поглощённого солнечного света, сопровождающийся выделением молекулярного кислорода в оксигенном фотосинтезе. Именно фотоокисление воды оксигенными фототрофами привело к появлению в атмосфере значительного количества молекулярного кислорода, что вызвало формирование защитного озонового слоя, а также вывело биоэнергетику почти всего живого на планете на абсолютно новый уровень аэробного метаболизма. В результате почти все живые организмы получили способность сжигать органическое топливо со значительной степенью эффективности. Фотосинтетический аппарат представляет собой эффективный и слаженно работающий механизм, который является крайне перспективным объектом для моделирования процессов преобразования энергии, а компоненты фотосинтетического аппарата весьма перспективны для их использования в составе солнечных ячеек.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3552

Полезная крыша

🏠Эта инновация ориентирована на тех покупателей, которые предпочитают обеспечить потребности в электроэнергии за счёт автономных источников, но при этом хотят сохранить привычный фасад собственного дома.

🌡Благодаря упомянутому высокому диапазону температур технология может использоваться в холодных регионах с высоким количеством ясных дней. В частности, в Забайкалье, где солнечная погода сохраняется в течение более чем 270 суток в году.

👉Наконец, разработка сделает ещё более популярным применение фотоэлектрических панелей, изолированных от общей сети. Их глобальная установленная мощность в период с 2011 по 2020 гг. выросла в семь с лишним раз (с 716 до 4 865 мегаватт), согласно IRENA.

(a) Кристаллическая структура перовскитов. Структурные диаграммы n-i-p мезоскопических, n-i-p планарных PSC со слоями TCO-ETL и p-i-n инвертированных PSC (вверху). Подвижность электронов и зонная структура различных материалов с электронной проводимостью (внизу).
(b) Схематическая диаграмма энергетических уровней компонентов, используемых в PSC, включая наиболее эффективные перовскитные поглотители света и наиболее эффективные HTL с указанием их уровней HOMO

В развитие темы

Создание «умного газопровода»
Как сделать это при помощи волоконно-оптических систем мониторинга❓

🧠В современном мире ко многим инновационным продуктам часто добавляют приставку «умный» (умный дом, умный телефон). Как правило, в таких случаях подразумевают, что «умный» продукт будет выполнять некоторые функции, которые ранее человек осуществлял самостоятельно или с помощью дополнительных устройств. Эта терминология находит применение и в области магистрального транспорта газа.

👉Одним из направлений создания «умного газопровода» является реализация системы удалённого непрерывного мониторинга его технического состояния в режиме реального времени. Основная цель «умного газопровода» с применением волоконно-оптических систем мониторинга (ВОСМ) – повышение безопасности транспорта газа и предотвращение возникновения аварийных ситуаций.

👍Выделим основные задачи, которые решает «умный газопровод»:
📌оценка прочности и устойчивости газопровода;
📌анализ влияния накопленных повреждений на несущую способность и ресурс участка МГ;
📌контроль утечек и доступа к охранной зоне;
📌разработка рекомендаций по предупреждению и минимизации последствий внезапных отказов.

Продолжение следует 

https://t.iss.one/globalenergyprize/3530

Жар Земли для ЖКХ

♨️Геотермальное тепло широко используется в системах теплоснабжения как напрямую, так и с помощью тепловых насосов. Отметим, что для замкнутых циркуляционных систем возможна циркуляция теплоносителя даже с отключенными насосами (эффект остаточного дебита), что существенно повышает эффективность геотермальных установок.

👉В 2015 году установленная мощность геотермального теплоснабжения в мире составила 70,3 ГВт (из них на долю геотермальных тепловых насосов приходится 50 ГВт, а на прямое отопление — 7,5 ГВт), а выработка тепловой энергии достигла 163 ТВт ч/год (тепловые насосы – 90,1 ТВт ч/год, прямое отопление – 24,5 ТВт ч/год). В числе лидирующих стран:
🇨🇳Китай (установленная мощность 17,9 ГВт, выработка тепла 48,4 ТВт ч/год),
🇺🇸США (17,4 и 21,1),
🇸🇪Швеция (5,6 и 14,4).

💪Наибольший вклад в экономику геотермальное теплоснабжение вносит в таких странах как Исландия, Япония, Швеция, Швейцария, Тунис, Турция, США. В Исландии геотермальным теплом отапливается более 90% зданий, а в Швеции 20% зданий отапливается геотермальными тепловыми насосами. Наибольшее число тепловых насосов установлено в США – 2 млн в 2020 (28 млн. – в планах к 2050 г.).

🤔Одна из основных проблем использования термальных вод – их высокая минерализация, которая достигает 200 г/л, и даже 700 г/л. Главными в природных водах являются 6 ионов, к которым относятся 3 аниона — хлор Cl-, сульфат SO42-, гидрокарбонат HCO3- и 3 катиона — натрий Na+, кальций Ca2+ и магний Mg2+. В результате имеют место интенсивные процессы загрязнения и коррозии оборудования. Однако, рассолы разных месторождений могут содержать ценные химические вещества (литий, рубидий, цезий, бром, калий и другие), которые можно извлекать в промышленных масштабах. Особенно это касается редкоземельных элементов.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3550

Сила четвёртой стихии

🌊Энергия океана рассматривается как важный возобновляемый и чистый источник энергии, оцениваемый в более, чем 75 ТВт (1 тераватт = 1012 Вт) по всему миру. Крупномасштабное коммерческое применение энергии океана, если оно возможно, приведёт к огромным изменениям в структуре мировой энергетики, политическом балансе, развитии экономики и общества.

👉Обычно считается, что энергия океана может иметь пять конкретных форм, т.е.
✔️энергия приливов и отливов,
✔️энергия волн,
✔️энергия океанических течений,
✔️энергия градиента температуры,
✔️энергия градиента солёности,
среди которых энергия волн океана, относящаяся к кинетической и потенциальной энергии волн на поверхности океана, имеет преимущества относительно других форм энергии в части высокой плотности энергии и широкого распространения.

🤔Глобальная энергия волн вокруг береговых линий по всему миру оценивается примерно в 2-3 ТВт. Таким образом, энергия волн является одним из ключевых направлений развития океанической энергетики. Однако она редко используется из-за отсутствия экономичных технологий сбора энергии.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3551

Улавливание СО2 из воздуха

🚛Основная доля антропогенных выбросов углекислого газа приходится на распределённые источники, такие как жилищно-коммунальное хозяйство и транспорт, а также некоторые точечные источники, не подлежащие модернизации или пока не оснащенные оборудованием для улавливания CO2 после сжигания топлива.

❗️Поэтому улавливание углекислого газа непосредственно из атмосферного воздуха имеет первостепенное значение и играет ключевую роль в достижении отрицательных выбросов. Вместе с тем, стоимость такого улавливания CO2 всё ещё остаётся достаточно высокой, в сравнении с экономическим спросом на подобные технологии к настоящему времени.

🤔Основная проблема возникает из-за низкой концентрации исходного углекислого газа (~0.04% в атмосферном воздухе), что требует сильного взаимодействия, такого как физическая адсорбция с большой температурой сорбции или же высокоселективная хемосорбция, для эффективного захвата молекул CO2. Обычно это связано с высоким энергопотреблением в циклических процессах улавливания диоксида углерода, что составляет основную часть затрат на единицу улавливаемого газа.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3558

Схема солнечной ячейки на основе компонентов фотосинтетического аппарата

👉Возможная и перспективная альтернатива фотоэлементам на основе полупроводников в солнечной энергетике – это создание и усовершенствование солнечных ячеек на основе компонентов фотосинтетического аппарата. Благодаря высокой эффективности фотоиндуцированного разделения заряда, которое осуществляется в фотосинтетических реакционных центрах, они обоснованно могут рассматриваться в качестве возможных кандидатов на роль фотосенсибилизатора в солнечных ячейках. Именно искусственные фотосистемы, созданные на основе и «по образу и подобию» природного фотосинтеза представляют сегодня значительный интерес для ученых всего мира в качестве фотокатализаторов в гибридных системах производства молекулярного водорода.

В развитие темы

Какие молекулы хороши для перовскита❓

☀️Кроме того, в качестве HTL в перовскитных элементах (PSC) были успешно применены материалы на основе спиро-циклопентадитиофена (Spiro-CPDT), замещённые триариламином без легирующих примесей. Более того, материалы на основе сопряжённого фрагмента тиено[3,2-b]тиофена в качестве центрального элемента также продемонстрировали возможность применения в качестве HTM без легирующих примесей.

👉Аналогичным образом, в качестве HTL в PSC были применены без использования добавок или легирующих примесей молекулы со звездообразной структурой, включающие производные карбазола или триазина. Это позволило обеспечить характеристики, сравнимые с теми, что были получены для устройств, использующих Spiro-OMeTAD.

👍Данные молекулы демонстрируют
✔️высокую подвижность дырок,
✔️требуемый уровень энергии высшей занятой молекулярной орбитали (HOMO)
✔️и хорошие плёнкообразующие свойства при нанесении поверх перовскитного поглотителя (свойства, очень полезные для получения требуемых характеристик устройства).

Петротермальная энергия. История вопроса

♨️Вне сомнений, наибольшие перспективы в развитии будущей геотермальной энергетики связаны с освоением петротермальной энергии — глубинного тепла, которое сосредоточено в сухих породах на технически доступных глубинах от 3 до 10 км.

🗓По-видимому, впервые идея извлечения геотермальной энергии твердых горячих пород была высказана К.Э. Циолковским в 1897 г. и более подробно описана в 1914 г. Он рассматривал нагревание воды за счёт теплообмена с породами, имеющими на глубине более 4 км температуру 120°C, и ее циркуляцию в 2 отвесных каналах. Примерно к тому же времени относится и разработка проекта “Проникновение к адскому жару недр” (Нell Fire Exploration Project), который был инициирован в 1904 г. знаменитым английским инженером, изобретателем паровой турбины Чарлзом Парсонсом. Планировалось построить зигзагообразную шахту глубиной 19 км к высокотемпературным горизонтам недр.

👉Первая технологическая схема геотермальной циркуляционной системы была предложена академиком В.А. Обручевым в 1920 г. в его повести “Тепловая шахта”. Первая геотермальная циркуляционная система (ГЦС), извлекающая тепло из пластов с естественной проницаемостью, была построена в Париже в 1963 г. К 1985 г. 64 ГЦС общей тепловой мощностью 450 МВт обеспечивали теплом 154 тыс. квартир.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3570

Углекислотный (сухой) риформинг метана

👆Это эндотермический процесс (формула 5), осуществляемый в присутствии катализаторов при температуре 900–1000°С. Существенным его преимуществом является то, что происходит одновременная утилизация двух основных парниковых газов — СО2 и СH4. Однако процесс требует подвода тепла; возможно осложнение высокой скоростью образования углеродистых отложений и дезактивацией катализатора. Данная технология, в отличие от парового риформинга и парциального окисления метана, пока не применяется в промышленных масштабах.

👉Поскольку в этом процессе в большей степени, чем в остальных процессах риформинга, протекают побочные реакции образования углеродистых отложений ( формулы 6–9), для снижения скорости дезактивации разрабатываются усовершенствованные по составу и структуре катализаторы.

В развитие темы

Четыре области применения ТЭНГ и дорожная карта развития технологий ТЭНГ

В развитие темы

Первый в мире летающий электрокар

🇺🇸Будущее за окном: калифорнийский стартап Alef Aeronautics запустил предварительные продажи летающего электрокара, серийное производство которого начнется в IV квартале 2025 г. Стоимость модели, получившей название Alef A, составит $300 тыс.

🚙Транспорт будет оснащён четырьмя электродвигателями, а также застекленной двухместной кабиной, полностью изолированной от внешнего кузова. Верхняя часть кузова выполнена в виде лёгкой трехмерной сетки, которая будет позволять воздуху беспрепятственно проходить через авто. При этом под сетчатой обшивкой будет расположено восемь пропеллеров для вертикального взлета и посадки, диаметр каждого из которых составит 61 см. Модель после подъёма вверх будет поворачиваться на 90 градусов вокруг своей оси для горизонтального движения по воздуху, а боковые панели автомобиля начнут выполнять роль выпуклых аэродинамических крыльев. Запас хода автомобиля составит 322 км на земле и 177 км в воздухе.

🤔Недостатком электрокара является сравнительно небольшая грузоподъёмность: по оценке Alef Aeronautics, модель Alef A сможет «брать на борт» 90,7 кг, включая вес багажа и пассажира. Однако этот минус может быть преодолён в следующем проекте компании – четырёхместном седане Alef Z, который будет представлен в 2035 г. Его стоимость составит «всего» $35 тыс., а запас хода – 352 км на земле и 480 км в воздухе.

🎙«Электрокар Alef – это современное решение для городской и сельской местности в XXI веке, самый быстрый и удобный транспорт из когда-либо созданных для перемещения из пункта отправления в конечный пункт назначения. Позволяя потребителям выбирать между режимом вождения по земле и полета, летающий автомобиль Alef обеспечивает оптимальный путь в зависимости от дорожных условий, погоды и инфраструктуры», – комментирует главный исполнительный директор компании Джим Духовны.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/10/25/budushhee-za-oknom-pervyj-v-mire-letajushhij-elektrokar/

Непал построит ГЭС на 171 МВт

🇳🇵Компания Sagarmatha Hydropower планирует построить гидроэлектростанцию на 171 мегаватт в районе Солукхумбу, что на востоке Непала. Проект станет шестой по счёту ГЭС в бассейне высокогорной реки Дудх-Коси, которая является одним из крупнейших гидроэнергетических хабов Непала.

🌊Новая ГЭС будет относиться к категории русловых гидроэлектростанций, ключевым преимуществом которых является низкий уровень выбросов на протяжении всего жизненного цикла производства электроэнергии. Такие ГЭС не требуют организации искусственных водохранилищ, которые в первые годы эксплуатации являются эмитентами парниковых газов из-за разложения органических веществ, ранее находившихся на суше. ГЭС стоимостью 30,8 млрд. непальских рупий (около $230 млн.) будет способна генерировать 984 гигаватт-часа (ГВт*Ч) электроэнергии, что эквивалентно трети выработки в Непале из всех типов источников в 2021 г. (3,1 тераватт-часа, согласно Ember).

⚡️ГЭС будет подключена к подстанции Ная Химти с помощью высоковольтной линии передач протяженностью 63 км. Тем самым проект приблизит Непал к полной электрификации: в городах Непала в 2020 г. к общей сети было подключено 94% домохозяйств, а в селах – 89%.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/10/25/nepal-postroit-ges-na-171-mvt/

Затраты на проекты солнечной энергетики будут расти в течение следующих пяти-семи лет, заявил Пэдди Падманатан, главный исполнительный директор саудовской ACWA Power.

«Технологии, снижающие затраты, будут развиваться медленнее, чем растут инфляция и процентные ставки».

Риски для трубы

⚠️Необходимость данного диагностирования в полной мере относится к потенциально опасным участкам, находящимся в зонах с характерными природными особенностями.

👉А из последних можно выделить такие тяжёлые, как:
✔️вечномерзлые грунты;
✔️сейсмическая активность более 8 баллов;
✔️активные тектонические разломы;
✔️оползневые участки;
✔️карсты;
✔️неоднородный рельеф со значительным перепадом высот, в том числе в зоне речных переходов.

👆Эти особенности способны порождать дополнительные нагрузки и воздействия на газопровод.

В России начались продажи первого отечественного электромобиля

Речь идёт о седане Evolute i-Pro. Модель уже находится у официальных дилеров, сообщает компания «Моторинвест».

Машины выпускают на заводе в Липецкой области. Электромобиль имеет запас хода в 420 км, мощность двигателя 150 лошадиных сил. Начальная цена 2 млн 990 тысяч рублей. С учётом программы субсидий машину можно будет купить за 2 млн 65 тысяч рублей.

https://govoritmoskva.ru/news/337894/