Чистые технологии для нефтегаза: инновации для устранения разливов

🤔 Одной из болезненных «точек» нефтяной отрасли являются разливы нефти и нефтепродуктов. Их последствия во многом зависят от скорости устранения топлива с поверхности земли или воды, и здесь «очень кстати» новации последних лет.

👉 Сюда, в частности, относятся:

✔️ Композитный аэрогель на основе тефлона и графена, который отличается низкой плотностью (8 граммов на литр) и «супергидрофобностью». Благодаря сочетанию этих качеств он способен абсорбировать нефть, бензин, керосин и мазут, не впитывая воду и долго оставаясь на ее поверхности. Один грамм аэрогеля способен впитывать до 60 граммов нефти, при этом после очистки с помощью органических растворителей такой сорбент может использоваться повторно.

✔️Мобильные лазерные комплексы, использование которых сводится к «выжиганию» нефти и нефтепродуктов с помощью лазера, действующего на расстоянии до 300 метров.

👍 Впрочем, не менее важно не только устранить, но и предотвратить нефтяной разлив, для чего используются сенсорные системы двух основных видов:

📌 «Удлинители», закрепляющиеся вдоль трубы и передающие сигнал в случае утечки с помощью Интернет вещей,
📌 Стационарные датчики, которые устанавливаются под наиболее важными участками нефтепроводов для оповещений о протечках.

АССОЦИАЦИЯ "ГЛОБАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ" ИНН: 7703394947. erid:2SDnjcps9dV

Суперконденсаторы. Конструкция устройства. Окончание

👉 Помимо совместимости каждого компонента, необходимо также обратить внимание на соответствие электрохимических процессов электродов. Из-за различий в механизмах накопления заряда и различных ограничений, вытекающих из электрохимических принципов, отдельные электроды часто не могут достичь оптимальных характеристик.

1️⃣ Конструктивно электроды в устройствах обычно не обладают избыточной емкостью, поэтому они не могут демонстрировать такие же идеальные электрохимические процессы, как в полуэлементе.

2️⃣ Механизмы накопления заряда на катоде и аноде не могут быть полностью идентичными. Даже в симметричных конденсаторах с двойным электрическим слоем с одинаковыми катодом и анодом существуют различные типы протекания адсорбции ионов в процессе накопления заряда, что приводит к различным характеристикам. Необходимо преодолеть влияние различий в электрохимических процессах, чтобы добиться максимальных характеристик одновременно катода и анода с точки зрения емкости, кинетики и срока службы.

👍 В этой связи для анализа процесса автоматического согласования, влияющего на нулевой потенциал, используемый в качестве параметра, определяющего емкость электродов в суперконденсаторах, может быть использована теория связи и согласования. Анализ процесса автоматического согласования, влияющего на нулевой потенциал, проводится для определения взаимосвязи между электрохимическими процессами в электродах. Далее, в процессе проектированию системы, проведения оптимизации параметров, а также использования других подходов, можно добиться максимальных характеристик устройства, заключающихся в получении высоких показателей энергии, мощности и длительного срока службы.

❗️Что касается функционализации суперконденсаторов, то существуют различные конструкции, отвечающие различным требованиям. Например, для удовлетворения потребностей перспективных электронных систем в хранении и управлении энергией, особенно в условиях ограниченного пространства или в сценариях с высокой эффективностью и надежностью, для них могут быть использованы микро-суперконденсаторы, позволяющие сделать данные электронные устройства более портативными. Для применений, в которых присутствуют деформации изгиба и растяжения, могут быть использованы гибкие суперконденсаторы, гибкость которых обеспечивается конструкцией устройства или подложки. Что касается безопасности, то в последние годы все больше исследований посвящено использованию твердотельных или гелевых электролитов для создания твердотельных или квази-твердотельных суперконденсаторов. Данная конструкция позволяет избежать риска утечки электролита и теплового пробоя.

➡️ По сути, по мере перехода от стадии разработки концепции суперконденсаторов к их реальному применению, конструкция устройства приобретает все большее значение. Идеальная конструкция устройства требует всестороннего рассмотрения всех аспектов. Более того, достижению значительных успехов в разработке суперконденсаторов, а также широкому и успешному использование технологии их создания в значительной степени будут способствовать повышение уровня понимания механизмов накопления заряда, а также поиск более инновационных стратегий по их совершенствования.

https://t.iss.one/globalenergyprize/8358

Новое видео на наших ресурсах!

🚙 Мингао Оуян – об автомобилях на новых источниках энергии

✔️Какие альтернативы ДВС уже получили широкое распространение?
✔️От чего зависит эффективность батарей электромобилей?
✔️В чем заключается суть новых разработок в области электрического транспорта?

🎙 Об этом – в интервью лауреата премии «Глобальная энергия».

📺 Видео доступно на YouTube и Rutube

Российские ученые нашли новый метод получения материалов для атомной энергетики и хранения энергии

🇷🇺 Ученые из Сколковского института науки и техники и Томского политехнического университета использовали метод плазмодинамического синтеза для получения двух материалов в форме нанопорошков и покрытий. Речь идет о карбиде – соединении титана, циркония, ниобия, гафния и тантала с углеродом – и карбонитриде, твердом растворе, образованном карбидами и нитридами переходных металлов. Р

👉 Высокоэнтропийными называют соединения, в состав которых входят не менее пяти различных элементов. К таким соединениям относятся карбид и карбонитрид, синтезированный учеными Сколтеха и Томского политеха из титана, циркония, ниобия, гафния и тантала. По мнению ученых, благодаря своим механическим свойствам и температурной стабильности карбид является одним из наиболее подходящих материалов для изготовления ультравысокотемпературных керамических элементов. Однако синтез карбида очень трудоемок. Как правило, он требует тщательной подготовки исходного сырья и осуществляется в течение длительного времени при сверхвысоких температурах (около 2200-2300°C).

👍 На первом этапе исследования ученые смоделировали различные структуры карбонитридов с различной концентрацией азота и углерода, а также изучили их термодинамическую стабильность при разных температурах. Авторы пришли к выводу, что большое количество азота может привести к механическим повреждениям решетчатой структуры материала, что негативно скажется на его стабильности. Затем ученые получили карбид и карбонитрид с помощью метода плазмодинаимечского синтеза, при котором высокоскоростная струя плазмы дугового разряда используется в качестве среды для реакций плазохимического синтеза.

🎙 «В работе речь идёт об использовании уникальной научной установки — коаксиального магнитоплазменного ускорителя. За время импульса менее 1 миллисекунды происходит формирование высокоскоростной плазменной струи, в которой достигаются повышенные температура, давление и скорость кристаллизации, необходимые для получения уникальных наноматериалов. Совместно с коллегами из Сколтеха, на основе методов компьютерного дизайна материалов, нам удалось экспериментально совместить Ti, Zr, Nb, Hf, Ta, C и N в единую структуру», – комментирует кандидат технических наук Дмитрий Никитин.

💪 Исследование показало, что метод плазмодинамического синтеза не требует специальной подготовки сырья и отличается универсальностью, обеспечивая синтез самых разных классов материалов: карбидов, нитридов, оксидов, углеродных наноструктур и композитов на их основе. С помощью этого метода можно не только получать высокоэнтропийный карбид, но и дозированно вводить азот в его кристаллическую решетку, синтезируя структуры, близкие к карбонитриду.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/11/21/rossijskie-uchenye-nashli-novyj-metod-poluchenija-materialov-dlja-atomnoj-jenergetiki-i-hranenija-jenergii/

🌄Фото дня

🌫Сегодня в объективе - загадочно-туманная Владивостокская ТЭЦ-2.

Автор фото - В.Савватеева.

#фотодня #владивостокскаятэц2

Российские нефтяники и ученые приоткрыли секреты древних льдов Гыдана

🇷🇺 Российские компании давно научились добывать углеводороды с больших глубин, извлекать их из сложных пластов. "Легкие" запасы нефти и газа Западной Сибири истощаются, добыча уходит все севернее, в Заполярье.

👍 Исследования арктических грунтов, выполненные группой ученых по инициативе «Мессояханефтегаза», поменяли представления об истории формирования вечной мерзлоты Гыданского полуострова в ЯНАО. В последние годы в научном мире преобладала гипотеза, что полуостров в холодные эпохи четвертичного периода (современного этапа истории Земли, который начался 2,5 млн лет назад) находился под мощным ледяным щитом, но детальное исследование образцов мессояхского керна доказало: 300 тысяч лет назад современный Гыдан был дном моря. Результаты проведенных исследований дают основания для корректировки представлений о генезисе арктических территорий России.

Погружение в Гыдан
👉 Восточно-Мессояхское месторождение расположено в южной части Гыданского полуострова Ямало-Ненецкого автономного округа. Этот край долгие десятилетия не осваивался из-за экстремальных природных условий и полного отсутствия инфраструктуры вблизи нефтеносных участков. Гыдан — территория сплошного распространения вечной мерзлоты. Добывать здесь нефть — значит прорабатывать все опции, связанные со строительством и бурением на «ледяных» грунтах чувствительной арктической тундры.

📚 Информация о мерзлоте Гыдана базируется преимущественно на данных геологической съемки 70-х годов XX века. Они были получены при изучении береговых отложений рек и инженерных скважин глубиной всего 10-15 метров, поэтому о строении мерзлых толщ полуострова до недавнего времени фактически ничего не было известно. До начала разработки Мессояхской группы месторождений нефтяники вообще не имели опыта добычи на гыданской мерзлоте. Чтобы выбрать эффективный подход к освоению трудноизвлекаемых запасов территории, потребовалось полноценное научное исследование мерзлых толщ. Материалом для геологического анализа стал керн со стометровой глубины — вечная мерзлота в нетронутом состоянии.

Продолжение следует

📜 Источник – Интерфакс

АССОЦИАЦИЯ «ГЛОБАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ» ИНН: 7703394947. erid:2SDnjenzrUj

Российские нефтяники и ученые приоткрыли секреты древних льдов Гыдана. Продолжение

Бурение и открытия
👉 Две из пяти исследовательских скважин на Мессояхе были пробурены через вершину бугров пучения — холмистых участков гыданской тундры, где мерзлота под давлением выдавливает породу на поверхность. «И сразу попали «в десятку»: одна из скважин обнаружила ледяное ядро в основании бугра, вторая на глубине 70 метров вскрыла минерализованную линзу воды. Таким образом были получены данные о наличии в мерзлых толщах Гыдана горизонта с линзами рассолов, насыщенных газами. Что дала нам эта находка? В первую очередь, высокую прогнозируемость рисков, связанных с выходом газа при строительстве скважин. На основании полученных результатов были внесены изменения в регламент бурения по температурным параметрам бурового раствора и специальному оборудованию для глушения», — сказала кандидат геолого-минералогических наук, эксперт по геотехническому мониторингу «Мессояханефтегаза» Анна Курчатова.

👍 Помимо данных прикладного характера ученые-геокриологи получили подтверждение теории об отсутствии покровного оледенения на южном Гыдане. Раньше, согласно ледниковой гипотезе, считалось, что в промежутке от 170 до 230 тысяч лет назад территория Гыданского полуострова находилась под мощным ледяным щитом, аналогичным гренландскому. Но современные исследования доказали — на месте Гыдана сначала было холодное море, подобное Карскому, а при его отступлении началось глубокое промерзание грунтов. Мерзлота полуострова совсем молодая по сравнению с историей Земли — ей всего около 300 тысяч лет. Определение возраста грунтов стало одним из фундаментальных научных выводов, сделанных исследователями Гыдана.

🎙 «Сопоставляя результаты исследования так называемых параметрических скважин, которые специально бурят для изучения геологического строения пластов и разрезов мерзлых толщ, можно уверенно говорить, что формирование гыданской мерзлоты в холодные климатические эпохи сопровождалось неотектоническими подвижками, обусловленными глобальными геологическими событиями и перестройкой недр. Это, в свою очередь, определило вертикальную миграцию углеводородов и способствовало формированию верхнего продуктивного «этажа» современных арктических месторождений», — резюмирует Курчатова.

👍 Любая глубокая скважина с отбором ненарушенного мерзлого керна — редчайший объект исследований, а Мессояха дала ученым обширный набор артефактов из глубины веков. Осмыслением полученных сведений занимались представители Института нефтегазовой геологии и геофизики, МГУ, Тюменского научного центра СО РАН.

🤝 Для расшифровки информации ученые применили расширенный комплекс методов: как классических (по микрофауне и пыльце растений), так и новых, например, оптически стимулированной люминесценции — возраст отложений определяли по времени, когда минерал в последний раз находился на свету. Использовали ученые и метод реплик, позволяющий анализировать даже такие неустойчивые компоненты как лед, газовые включения и бактерии. В итоге исследователи составили подробную летопись надсеноманского комплекса отложений Гыдана. Такое детальное изучение недр полуострова выполнено впервые.

🗓 В 2023 году результаты исследования обсуждались отраслевыми экспертами. «Ледниковая теория образования холодных толщ Западной Сибири и Арктики уже более полувека противостоит маринной теории. Апологеты ледниковой версии периодически изменяют направление движения ледников, то они шли с Урала, то с Таймыра, то с акватории арктических морей. Но выполненные исследования подтверждают именно маринную теорию. Хотя и не ставят точку в геологической летописи российского Крайнего Севера. Геология тем и замечательна, что, постоянно расширяя наши представления о планете Земля, никогда не дает окончательного ответа на вопрос: «Как именно это было?» Необходимы новые факты и доказательства. Геологическое прошлое может быть таким же непредсказуемым, как история человечества», — говорит Курчатова.

Окончание следует

📜 Источник – Интерфакс

АССОЦИАЦИЯ «ГЛОБАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ» ИНН: 7703394947. erid:2SDnjenzrUj

Российские нефтяники и ученые приоткрыли секреты древних льдов Гыдана. Окончание

Мессояха и мерзлота
📌 Первоочередной задачей для нефтяников в организации научных изысканий было сокращение перечня возможных рисков при работе на вечной мерзлоте. Минерализованные линзы и ячейки газонасыщения, обнаруженные в результате работы с мерзлым керном Гыдана, позволили сделать выводы о высокой вероятности газопроявлений при бурении скважин. Изначально риски связывали исключительно с болотным газом, сейчас пришло понимание, что это результат вертикальной миграции газа из продуктивных горизонтов. Подземные льды и мерзлые толщи не являются непроницаемой средой. Вечная мерзлота дышит, в ней существуют каналы, по которым газ поднимается наверх.

👍 Детальная характеристика мерзлых грунтов, их льдистость и распределение температуры по разрезу помогли выполнить прогнозные расчеты для минимизации риска растепления тундры вокруг ствола эксплуатационной скважины, говорит директор по вводу новых мощностей «Мессояханефтегаза» Сергей Овчинников.

🎙 «С той же целью мы обеспечиваем максимальную скорость бурения первой секции скважин с помощью инновационных цифровых и автоматизированных систем. На следующем этапе верхний интервал скважины перекрывается теплоизолирующими обсадными трубами — термокейсами. Конструкция с заполнением межтрубного пространства теплоизолирующим материалом — пенополиуретаном — обеспечивает удержание температуры внутри колонны в приустьевой зоне», — рассказывает он.

💪 Для защиты мерзлых грунтов на Восточно-Мессояхском месторождении применяют и системы температурной стабилизации грунтов в основании всех ключевых объектов, включая нефтепровод, по которому нефть Мессояхи идет в магистраль Заполярье-Пурпе. По 100-километровой трассе напорного нефтепровода установлены более 5,5 тысяч термостабилизаторов — трубчатых систем, по которым циркулирует хладагент — жидкость, способная переходить в газ при низких температурах. Это охлаждает грунты, помогает предотвратить тепловое воздействие на тундру и избежать деформации конструкций.

📜 Источник – Интерфакс

АССОЦИАЦИЯ «ГЛОБАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ» ИНН: 7703394947. erid:2SDnjenzrUj

Факторы, подлежащие учету при разработке суперконденсаторных устройств

👉 В развитие темы

Слова классика

- Я принадлежу к числу людей, которые думают, что наука — это великая красота. Учёный у себя в лаборатории не просто техник: это ребёнок лицом к лицу с явлениями природы, действующими на него как волшебная сказка. Мы должны суметь рассказать другим об этих чувствах.

Мария Склодовская-Кюри

Самые интересные новости телеграм-каналов. Выбор «Глобальной энергии»

Традиционная энергетика

📌Сырьевая игла: Азия начала конкуренцию с Европой за СПГ
📌Нефть и Капитал: Индия, Китай и США не присоединились к отказу от расширения угольной генерации
📌Высокое напряжение: Как на США повлияют ограничения на поставки обогащенного урана из России

Нетрадиционная энергетика

📌Декарбонизация в Азии: Китайская Hyperview планирует запустить свои водородные автобусы в Саудовской Аравии
📌Системный оператор ЕЭС: Бразилия задумалась о гибкости энергосистемы
📌Зелёная Повестка | Электромобили: Как выглядит российский рынок новых электромобилей

Новые способы применения энергии

📌Энергополе: Рост спроса на электроэнергию в США на фоне развития ЦОДов и ИИ приведет к увеличению затрат на выработку электричества
📌Мир Робототехники: Беспилотные грузовики начнут движение по ЦКАД уже в следующем году
📌ВИЭ и электротранспорт: Сверхглубокий гидроразрыв пласта для получения безграничной геотермальной энергии

Новость «Глобальной энергии»

📌 Лауреат «Глобальной энергии» Мингао Оуян – об автомобилях на новых источниках энергии

Казахстан и Узбекистан планируют начать экспорт электроэнергии в Европу

🤝 Президенты Азербайджана, Казахстана и Узбекистана заключили соглашение о стратегическом партнерстве в области развития и передачи «чистой» энергии. Документ был подписан в рамках Конференции ООН по вопросам изменения климата, которая проходит в Баку (COP29). В планах трех стран – масштабный ввод ВИЭ для экспорта электроэнергии в Европу транзитом через Грузию с использованием подводных кабельных систем, которые будут проходить по дну Каспийского и Чёрного морей.

⛏ В электроэнергетике трех стран доминируют ископаемые виды топлива. В Азербайджане и Узбекистане ключевую роль играет природный газ, на долю которого в прошлом году приходилось 89% и 94% выработки электроэнергии соответственно. В Казахстане основным источником является уголь, обеспечивший в 2023 г. 57% электрогенерации, еще 29% приходилось на газ. Сказывается высокая доступность природных ресурсов: Азербайджан и Узбекистан еще в советское время были крупными производителями углеводородов, а Казахстан, являвшийся до распада СССР значимым поставщиком угля, в последние десятилетия наращивал добычу нефти и газа за счет освоения Прикаспийской нефтегазоносной провинции.

👉 При этом страны региона развивают низкоуглеродную энергетику. Так, Узбекистан за последние два года ввел в эксплуатацию 2,5 гигаватта (ГВт) ветровых и солнечных генераторов (мощность всех прочих электростанций составляет 18 ГВт). Согласно планам национального регулятора, к 2030 г. установленная мощность ветровых и солнечных установок должна достигнуть 27 ГВт, а их доля в структуре выработки электроэнергии – 40%. Вдобавок, в мае 2024 г. Узбекистан подписал с «Росатомом» соглашение на строительство атомной электростанции малой мощности (АСММ): проект на 330 МВт будет реализован в Джизакской области в центральной части страны.

⚛ Планы по развитию «атома» есть и у Казахстана, где в минувшем октябре на общенациональном референдуме была одобрена идея строительства крупной АЭС в Алматинской области на юге страны. Поставщиками технологий для проекта могут стать «Росатом», китайская CNNC, французская EDF и южнокорейская KHNP – все четыре компании вошли в шорт-лист Минэнерго республики. При этом в Казахстане есть большие возможности для развития ветроэнергетики: по оценке Ember, технический потенциал выработки электроэнергии с помощью наземных ветроустановок на территории страны составляет 929 тераватт-часов (ТВт*ч) в год. Для сравнения: общее потребление электроэнергии в Казахстане в 2023 г. достигло 112 ТВт*ч.

☀️ В свою очередь, по оценке Минэнерго Азербайджана, в стране можно разместить до 23 ГВт мощности солнечных панелей. Однако основной потенциал ВИЭ в республике связан с развитием прибрежной ветроэнергетики. Согласно подсчетам Всемирного банка, в Каспийском море можно установить до 845 ГВт надводных ветроустановок, из них 509 ГВт будут приходиться на прибрежную зону. Оба показателя превосходят мощность морских электростанций, действовавших по всему миру к концу 2023 г. (73 ГВт).

❗️Реализация соглашений, подписанных в рамках COP29, потребует объединения энергосистем трех стран. Электроэнергия будет вырабатываться в Узбекистане, Казахстане и азербайджанской акватории Каспийского моря, а затем экспортироваться в Турцию и страны ЕС.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/11/22/azerbajdzhan-kazahstan-i-uzbekistan-planirujut-nachat-jeksport-jelektrojenergii-v-evropu/

Управление свечением оксида графена облегчит его применение в электронике – исследование

🇷🇺 Восстановление оксида графена протекает по фотохимическому пути, когда под действием света избирательно рвутся химические связи между углеродом и кислородом. Такой вывод сделали ученые из Томского политехнического университета по итогам исследования, результаты которого опубликованы в журнале Nature Communications.

🤔 Восстановленный оксид графена используется в датчиках, биосенсорах и накопителях энергии. Для его получения используется обработка оксида графена, которая позволяет восстанавливать материал строго по заданному рисунку. Однако вплоть до недавнего времени ученые не могли до конца понять механику этого процесса. Согласно одной из гипотез, материал поглощает свет и нагревается, в результате чего кислородсодержащие группы удаляются. По другой версии, свет напрямую избирательно разрывает химические связи между углеродом и кислородом. Третья гипотеза объединяет первые две – «фототермическую» и «фотохимическую».

👉 Чтобы понять, какая из трех гипотез ближе к истине, ученые из Томского политеха провели исследование совместно с коллегами из Горного университета Леобена (Австрия), Северо-западного политехнического университета (Китай) и Сычуаньского университета (Китай). Авторы использовали в экспериментах стеклянные подложки, покрытые ультратонкой пленкой из оксида графена, а также лазеры разной мощности и разных цветов (синий, зеленый, красный). В ходе лазерной обработки ученые отслеживали, как меняется температура оксида.

❗️ Оказалось, что после облучения лазером оксид графена некоторое время светится красным светом. Однако затем его свечение быстро падает, не коррелируя со степенью нагрева. Так, под действием красного лазера материал нагревался в разы сильнее, чем под действием синего, тогда как свечение, сопровождающее восстановление, в обоих образцах было одинаковым. По мнению ученых, это говорит в пользу «фотохимической» гипотезы, согласно которой свет избирательно разрывает связи между кислородом и углеродом, что ведет к восстановлению оксида графена.

👍 Результаты исследования позволят управлять свойствами оксида графена без существенного нагрева. В частности, это даст возможность обрабатывать материал с помощью фотолитографии для дальнейшего применения в микроэлектронике.

🎙 «Элегантность нашей стратегии управления свечением оксида графена заключается в ее тонкости — тщательно выбирая мощность лазера, мы можем записывать данные на пленке оксида графена, которые не видны под оптическим микроскопом. Но гораздо важнее фундаментальное понимание механизмов, определяющих этот процесс. Такое понимание позволит предсказать поведение материала в различных условиях для разработки инновационных технологий», – комментирует Евгений Шеремет, PhD, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политехнического университета.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/11/22/upravlenie-svecheniem-oksida-grafena-oblegchit-ego-primenenie-v-jelektronike-issledovanie/