К 2030 году мощности в гидроэнергетике увеличатся на 17%

За 2021-2030 гг. глобальный объём гидрогенерирующих мощностей увеличится на 17%, или на 229,6 ГВт, следует из прогноза МЭА. Свыше половины этого прироста (128,8 ГВт) придётся на водохранилищные гидроэлектростанции (ГЭС), еще 28% (65,2 ГВт) – на гидроаккумулирующие станции, а 13% (30,7 ГВт) – на речные ГЭС (при двухпроцентной доле ГЭС, не относящихся к определённой категории).

«Гидроэнергетика – забытый гигант чистой электроэнергии, достойный возвращения в климатическую и энергетическую повестку, если цель достижения чистых нулевых выбросов не является пустым звуком», – заявил исполнительный директор МЭА Фатих Бирол.

Ввод новых станций (210,7 ГВт) будет превалировать над расширением уже действующих ГЭС (18,9 ГВт) – такая же пропорция будет характерна для крупных (223,3 ГВт) и малых станций (6,3 ГВт). Тем самым темп ввода малых ГЭС будет оставаться почти на том же уровне, что и в прошлом десятилетии: за 2011-2019 гг., по данным ООН по промышленному развитию, их глобальная установленная мощность выросла с 71 ГВт до 79 ГВт.

Лидером отрасли будет оставаться Китай, на который в ближайшие почти десять лет придется 40% глобального прироста всех видов гидрогенерирующих мощностей. Впрочем, это наглядно видно.

Спрос на конечную энергию в Евросоюзе (2015 г).

Источник: HeatRoadmap

Вместо кремния. Перовскит как рабочая альтернатива

Перовскит – вещество, известное учёным уже более ста лет. Кстати, перовскит, или титанат кальция, впервые найден в виде минерала немецким геологом Густавом Розе в Уральских горах еще в 1839 году и назван в честь графа Льва Алексеевича Перовского, государственного деятеля, героя Отечественной войны 1812 года и коллекционера минералов. Впоследствии значение понятия «перовскит» расширилось, и перовскитом стали называть любое соединение, имеющее структуру этого минерала. Одно из таких соединений оказалось сейчас в центре внимания физиков и химиков, которые увидели в нём альтернативу кремнию в производстве солнечных батарей.

Фотоэлементы на основе перовскита дали новый рывок развития «ячейкам Гретцеля» – замена в них светочувствительных молекул на перовскит позволило всего за 5 лет удвоить КПД таких фотоэлементов. Таким образом, это значение уже превысило КПД у кремниевых аналогов, и перовскитные солнечные ячейки на порядок выгоднее с точки зрения энергоэффективности. Солнечным панелям из кремния требуется около двух лет, чтобы вернуть энергию, потраченную на добычу и очистку минерала, производство и установку батарей. Панели из перовскита окупаются за два-три месяца.

Технология перовскитовых ячеек очень быстро прогрессирует. К тому же, возможность изготовления токогенерирующей плёнки толщиной в несколько микрометров открывает потрясающие новые возможности.

По «Книге о людях, изменивших мир» Ирины Белашевой

Обычно уголь сжигается в виде пыли с частицами размером примерно 100 мкм. Но если в камеру сгорания подавать уголь более тонкого помола – 40 мкм и менее (реально до 6 микрон), да ещё подверженный механоактивации в специальных мельницах-дезинтеграторах, то он горит почти как газ или жидкое топливо. Причём с высокими экологическими показателями.

Возможны разные схемы применения микроугля – для розжига крупных котлов, непосредственного сжигания в газомазутных котельных и даже прямого сжигания в камерах сгорания газовых турбин (при условиях очень малого размера частиц – порядка 6 микрон). Технология применения микроугля вместо более дорогостоящих мазута или газа для воспламенения и розжига котлов, работающих на низкосортных углях, успешно апробирована в 2014 году на Беловской ГРЭС.

«Газпром межрегионгаз» завершил газификацию «Орлёнка»

Газификация Всероссийского детского центра стала результатом строительства соответствующей инфраструктуры в Туапсинском районе Краснодарского края. В декабре 2020 года был введён в строй газопровод высокого давления «Джубга – Новомихайловское», а шесть месяцев спустя к нему была пристроена распределительная ветка: растянувшись на 4,4 км, она сделала возможной подачу газа на котельные лагеря, которые ранее работали только на мазуте и дизеле.

«Завершение проекта в «Орлёнке» даст импульс развитию всероссийского детского центра и прилегающих территорий. Особенно приятно, что участниками этого важного события стали воспитанники «Орлёнка», приехавшие из многих регионов нашей страны, где сегодня идёт масштабная газификация», — заявил гендиректор компании «Газпром межрегионгаз» Сергей Густов.

Газификация «Орленка» – часть программы развития газоснабжения Краснодарского края, на которую «Газпром» в 2021-2025 гг. собирается потратить 4,186 млрд. руб. Компания построит 19 межпоселковых газопроводов общей протяженностью 250 км – это позволит ещё сильнее увеличить уровень газификации, который с 2005 по 2020 год вырос в регионе с 70,1% до 91%.
https://www.youtube.com/watch?v=w410NnpuiQs

«Татнефть» MOL Group занялись новым поколением битума

Российская и венгерская компании приступили на НПЗ «Татнефти» «ТАНЕКО» к строительству установки по производству нового вида асфальта с применением технологий резиномодифицированного битума. Её проектная мощность - 25 тыс. тонн, пуск запланирован на середину 2023 года. Объём капитальных вложений в проект достигнет 1,2 млрд рублей. MOL Group выступает партнёром по проекту и лицензиаром технологии.

Резиномодифицированный битум – новое поколение битума для укладки асфальта, производится путем смешения битума с измельченной резиновой крошкой и специальным модификатором, препятствующим расслоению компонентов. Для производства будет использоваться вторичная резина — переработанные автомобильные шины. По данным компании, установка обеспечит вторичную переработку до 500 тыс. автомобильных шин в год.
https://globalenergyprize.org/ru/2021/07/06/tatneft-i-mol-postroyat-na-taneko-proizvodstvo-rezinomodificirovannogo-bituma/

Россия - между электротранспортом и ДВС

Наша страна нескоро откажется от машин с двигателями внутреннего сгорания, считает Минпромторг. Одновременно прорабатывается вопрос о разработке и запуске в эксплуатацию электрокаров и машин на водородных двигателях.

«Полный отказ если и произойдёт, то очень нескоро. Будем действовать постепенно, вводя не запреты, а требования по определённой квоте на производство более экологически чистых автомобилей», – сказал глава министерства Денис Мантуров. При этом министр считает, что всё больше россиян будут покупать машины на газе: «Я вижу сохранение перспектив по автомобилям на компримированном и сжиженном газе, который ещё долго будет использоваться в нашей стране. Это действительно экологичный транспорт. Кроме того, у нас свой газ и полностью локализована вся инфраструктура».

По словам Мантурова, автобусы и легковые машины на водороде будут выпускаться в РФ с 2024 года, но на первом этапе их производство не будет массовым. Ведомства разработали и внесли в правительство концепцию развития электро- и водородного транспорта, которая предполагает, что к 2024 году в РФ будет выпускаться 28 тысяч электромашин, а к 2030 году – от 10% от общего объёма производства.

Практически все иностранные компании, которые сегодня выпускают в России автомобили с двигателем внутреннего сгорания, прорабатывают возможность локализации здесь электромобилей, добавил Д. Мантуров. Минпромторг рассчитывает на отечественные наработки — Zetta, КАМАЗ, УАЗ. Однако пока легковой электротранспорт остаётся для россиян экзотикой.
https://globalenergyprize.org/ru/2021/07/06/rossiya-budet-razvivat-elektrotransport-no-i-ot-dvigatelej-vnutrennego-sgoraniya-poka-ne-otkazyvaetsya/

Достоинства ГЭС. Почему будет расти сектор?

- ГЭС сочетают масштаб и гибкость, необходимые для быстрой адаптации к изменениям спроса и сглаживания колебаний при поставках электроэнергии из других источников. Благодаря этим преимуществам ГЭС могут выступить в роли стабилизатора для энергосистем тех стран, которые все сильнее опираются на ветряную и солнечную энергию – при условии, что гидроэнергетические проекты будут отвечать принципам устойчивого развития.

Фатих Бирол, исполнительный директор Международного энергетического агентства
https://t.iss.one/globalenergyprize/954

Температурный вопрос

- В Великобритании спрос на конечную энергию для производственных процессов вызывается главным образом потребностью в тепловой энергии (>70% - BEIS, 2016). Эта диаграмма четко устанавливает требования спроса на тепловую энергию для всех производственных процессов и показывает соответственный спрос на технологический нагрев и охлаждение и на отопление и охлаждение зданий в плане температуры рабочего вещества.

Возможной альтернативой является декарбонизация некоторых из этих процессов посредством установки электрических нагревательных элементов, например, с использованием сочетания возобновляемой электроэнергии с тепловыми насосами. Однако такая возможность на практике имеет определённые ограничения в плане высокой капитальной стоимости тепловых насосов, а также в плане того, что тепловые насосы наиболее эффективны для низкотемпературных процессов.

Как показано на этом рисунке, почти три четверти спроса на тепловую энергию представляет собой высокотемпературное технологическое тепло с рабочими температурами, превышающими 100 C. Таким образом, необходимо признать необходимость таких решений, которые на должном уровне решают проблемы высоких температур.

Эндрю Смоллбоун, директор Информационной сети по декарбонизации теплоснабжения и охлаждения, Служба охраны окружающей среды Комиссии по регулированию, Даремский университет
https://t.iss.one/globalenergyprize/950

Год угольщика

Российские угольные компании дождались лучшей конъюнктуры рынка с 2008 года. Цены на энергетику и коксующийся уголь на максимумах с 2008 года: в Европе более 120 долл за тонну энергетики, в Азии от 130 долл. В ответ российские угольные компании нарастили производство на 10%, экспорт более чем на 17%.

Если раньше низкокачественные марки угля сжигались в топках на российских электростанциях, а на экспорт шел в основном высококалорийный уголь, то теперь цены на столько   высоки, что экспортировать выгодно даже бурый уголь. И если восточное направление и так было забито вагонами с углем, то теперь, после нескольких лет стагнации наблюдается бум поставок и на западном.

Для угольных компаний – этот год станет лучшим как минимум за 13 лет.

ВУТ как перспективное ноу-хау

Помимо микроугля другая заманчивая технология базируется на водоугольном топливе (ВУТ), когда в топочной камере уголь сжигается в виде смеси с водой. ВУТ представляет собой вязкую суспензию, которая на 65% состоит из угля, а остальное – из воды с небольшой добавкой пластификатора с целью снижения вязкости и скорости оседания твердых частиц. Суспензия может храниться без расслоения в течение месяца.

«ВУТ был предложен довольно давно, и основная идея состояла в том, чтобы не перевозить уголь по железной дороге, а гнать по трубе на станцию. Нами развита новая концепция и полностью отработана новая технология сжигания, что защищено более чем 20 патентами, включая международные», – ранее рассказывал Сергей Алексеенко, лауреат премии «Глобальная энергия» - 2018.

В 2015 году в Кемерове была построена опытная котельная мощностью 2 МВт, работающая на аналоге водоугольного топлива – жидком кеке, который является побочным продуктом процессов углеобогащения. Сравнительно недавно был подготовлен к пуску котёл мощностью 10 МВт, планируемый в качестве базового источника энергии для малой энергетики.

Приведённые примеры с микроуглём и ВУТ – хороший ответ на вопрос, какой будет энергетика будущего. Она будет разнообразной.

Вице-премьер РФ Александр Новак на совещании президента РФ Владимира Путина с членами правительства представил промежуточные итоги реализации программы газификации.

Собрали для вас ретроспективу и главные новости: https://telegra.ph/Soveshchanie-Vladimira-Putina-s-Pravitelstvom-RF-ot-070721-doklad-Aleksandra-Novaka-o-realizacii-programm-gazifikacii-07-07

Цифровые двойники. Рассказывает учёный

- Одним из современных трендов цифровизации, получивших уже достаточно широкое распространение в мире, являются Цифровые двойники (ЦД) (Digital Twin) и цифровые тени (Digital Shadow). Концепцию цифровых двойников (Digital Twin) относят к числу базовых элементов высокотехнологичной и интеллектуальной системы управления в контексте четвертой промышленной революции. Согласно данным института Гартнера, тенденции развития технологий цифровых двойников находились на пике «завышенных ожиданий» в период 2018-2019 гг., а активное развитие этой технологии прогнозируется в предстоящие 5-10 лет.

Развитие идеи цифрового двойника имеет определённую историю, в формирование которой внесли вклад ряд авторов. Вместе с тем, большинство авторов сходится во мнении, что первоначально концепция ЦД была озвучена Майклом Гривсом на PLM (Product Lifecycle Management) курсе в Мичиганском университете в начале 2002 г. и позднее, в 2003 г. была представлена на конференции по PLM. По сути – это концепция взаимодействия физического объекта/системы в реальном мире с его цифровой копией в виртуальном мире через информационные связи между ними.

В технологическую структуру физического объекта/системы встраиваются датчики для сбора информации об его состоянии в реальном времени. Цифровая модель на основании этой информации уточняется и прогнозирует поведение физического объекта/системы. Суть концепции состоит в том, что каждый объект/систему можно представить в виде физической и виртуальной системы, так что виртуальная система отображает физическую, и наоборот.

Уровень технологий в то время не позволил реализовать в полной мере эту концепцию, интерес к этой тематике возрос в последние годы. По интенсивности исследований в этой области (согласно количеству научных публикаций, содержащихся в базе данных Scopus), РФ занимает 5-е место в мире (после США, Германии, Китая и Соединенного Королевства), а по степени востребованности ЦД-технологии в России – на втором месте.

Валерий Алексеевич Стенников, директор Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения РАН, член-корреспондент РАН

Из второго ежегодного доклада «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»

Планируемые кластеры улавливания промышленного углерода в агломерациях Тиссайд и Хамберсайд (Великобритания)

Они предназначены для объединения нескольких промышленных предприятий и электростанций общей инфраструктурой улавливания, транспортировки и утилизации двуокиси углерода. Целью является снижение стоимости установки систем улавливания углерода в двух подкластерах посредством использования общих хранилищ в Северном море.

В агломерации Тиссайд существуют многочисленные химические и производственные предприятия, нефтеперерабатывающие заводы и другие промышленные площадки, включая крупный завод по производству водорода. В агломерации Хамберсайд находится тепловая электростанция Дракс, водородные, металлургические, химические и цементные заводы. На начальном этапе не все они объединяются в одну сеть, однако планируется, что по мере снижения технологических рисков и роста спроса, число предприятий, включаемых в сеть по улавливанию выбросов диоксида углерода, будет увеличиваться.

«Газпром» - для газификации Курил

«Газпром» в 2023 году планирует приступить к строительству на Сахалине завода компримированного и сжиженного природного газа (КПГ и СПГ) для газификации отдаленных территорий региона, в том числе Курильских островов. Об этом договорились губернатор Сахалинской области Валерий Лимаренко и заместитель председателя правления «Газпрома» Виталий Маркелов.

Новое производство будет перерабатывать сырье проекта «Сахалин-2». С помощью специальных автомобилей и судов продукцию завода начнут доставлять потребителям. Топливо, вновь перешедшее из жидкого в газообразное состояние, пойдёт по трубам на электростанции и котельные в населенных пунктах.

Программа газификации Сахалинской области на 2021-2025 годы предусматривает строительство около 1,2 тыс. км газопроводов, газификацию свыше 35 тыс. домов и более 150 предприятий и котельных. Для удалённых районов предусмотрена автономная газификация за счет сжиженного природного газа. К 2025 году Сахалин планируется полностью газифицировать. В настоящее время уровень газификации равен 40%.
https://globalenergyprize.org/ru/2021/07/07/gazprom-postroit-na-sahaline-zavod-po-proizvodstvu-kpm-i-spg-dlya-gazifikacii-kuril/

🧮«Серый» водород в России стоит доллар за кг, «зелёный» – в 10 раз дороже

Стоимость выпуска «серого» водорода, произведённого из ископаемого топлива без улавливания углекислого газа, составляет в России 1-2 доллара за килограмм, заявил замглавы Минпромторга Михаил Иванов. Цена «зелёного» водорода, получаемого с помощью электролизеров, составляет около 10 долларов, сказал он.

В свою очередь, замглавы Минэнерго Павел Сорокин заявил, что министерство прогнозирует взрывной рост спроса на водород в мире после 2030 года. Сейчас водород практически не фигурирует в мировом энергобалансе, а к 2050 году может составить от 7 до 16%, считают в Минэнерго. «В целом можно ориентироваться к 2050 году на объём рынков примерно 400-500 миллионов тонн», — полагает Павел Сорокин.
https://globalenergyprize.org/ru/2021/07/07/seryj-vodorod-v-rossii-stoit-dollar-za-kg-zelenyj-v-10-raz-dorozhe/

Производство аммиака с применением процесса Габера–Боша

Тему продолжим завтра ➡️

«Россети» начали реконструкцию центра питания южного Кузбасса, где будет внедрено уникальное серверное решение

Подстанция 110 кВ «Бенжереп-2» снабжает электроэнергией потребителей Новокузнецкого района, а также участвует в обеспечении связей с Алтайской энергосистемой.

В ходе реконструкции фактически будет построен новый объект – технологичный, высокоавтоматизированный, надежный. Практически все оборудование заменят на современное, включая цифровые измерительные трансформаторы. Самое главное – на этой площадке энергетики «Россети Сибирь» внедрят результаты НИОКР по разработке единой серверной платформы для подсистем подстанции 35-110 кВ с использованием средств виртуализации.

Новое решение позволит:
📍 Обрабатывать на одной платформе данные из разных источников – начиная от АСУТП (не менее трёх тысяч сигналов), интеллектуальной системы учета электроэнергии, диагностики оборудования, до систем охранно-пожарной сигнализации и видеонаблюдения. Сейчас для этого применяются несколько платформ.
📍 Обеспечить независимость и стабильность вычислительных процессов с помощью средств виртуализации.
📍 Сократить объем и стоимость необходимого оборудования подсистем не менее чем в 2 раза (при тиражировании).

В 2020 году оборудование единой серверной платформы прошло испытания. «Бенжереп-2» стала первой подстанцией России, где начался этап внедрения результатов данной НИОКР.

Цифровой двойник. Концепция

- Она непосредственно опирается на понятие цифровой модели. Цифровая модель, по сути, компьютерная программа, способная с определенной точностью рассчитывать характеристики поведения реального объекта в различных условиях внешней среды – как наблюдаемых, так и гипотетических. Достоинство цифровой модели состоит в том, что она позволяет ставить над объектом/системой виртуальные эксперименты, что особенно важно в ситуациях, когда реальный эксперимент неприемлемо дорог, невозможен или даже опасен. Это в полной мере относится к исследованиям пространственно распределенных, структурно и организационно сложных системам энергетики.

Цифровой двойник относительно цифровой модели является более ёмким информационным инструментом, поскольку включает в себя одну или несколько взаимосвязанных цифровых моделей, а также наборы данных, необходимых для их работы, часто получаемых в режиме времени, близком к реальному, непосредственно с реального объекта энергетики.

Еще более общим является понятие «цифрового образа», который, помимо моделей и данных объекта техники/системы, включает в себя поведенческие и когнитивные модели связанной с ним человеческой деятельности (например, операторов оборудования, административного персонала). Цифровые образы – основа для создания систем поддержки принятия решений нового поколения.

Применительно к энергетике Цифровой двойник – это реальное отображение всех компонентов объекта/системы в жизненном цикле с использованием физических данных, виртуальных данных и данных взаимодействия между ними, то есть ЦД создает виртуальный прототип реального объекта/системы, с помощью которого можно проводить эксперименты и проверять гипотезы, прогнозировать поведение объекта/системы и решать задачи управления его жизненным циклом.

Валерий Алексеевич Стенников, директор Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения РАН, член-корреспондент РАН
https://t.iss.one/globalenergyprize/966

К посту выше 👆

Структурная схема цифрового двойника