Передача энергии сверхвысокого напряжения

- Во многих странах существует проблема неравномерного распределения энергии и нагрузки. Центры энергоснабжения и нагрузки зачастую находятся очень далеко друг от друга. Следовательно, для обеспечения оптимального распределения энергии по всему миру необходимо разработать технологию её передачи на большие расстояния.

В последние 10 лет энергосети активно развивались. Напряжение в линиях электропередач постепенно увеличивалось и прошло две стадии: высокого напряжения (ВН) и сверхвысокого напряжения (СВН). В настоящее время мы перешли к стадии ультравысокого напряжения (УВН). По мере своего развития, УВН может сыграть значительную роль в рациональном формировании энергоструктуры и оптимизации распределения.

Технология УВН подразделяется на технологию передачи энергии переменного тока и технологию передачи энергии постоянного тока. Согласно определению Международной электротехнической комиссии, УВН переменного тока относится к линиям электропередачи переменного тока с уровнем напряжения 1000 кВ и выше. УВН постоянного тока обычно относится к линиям электропередачи постоянного тока с уровнем напряжения ± 800 кВ и выше. В разных странах данные технологии начали изучать в конце 1960-х годов. Советский Союз построил линию электропередачи УВН переменного тока на 1150 кВ в 1985 году. Япония в начале 1990-х годов также построила двухцепную линию электропередачи переменного тока на 1000 кВ, выполненную на одних и тех же опорах, но обе линии не были введены в эксплуатацию на уровне УВН.

Джинлян Хэ, глава научно-исследовательского института техники высокого напряжения, Университет Цинхуа

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

Газ в Игре: первая потребительница и статусные гости

https://t.iss.one/gasification_news/400?single

Химический состав сухого воздуха

Углекислый газ относится к парниковым газам (Н2О, СО2, СН4, N2O и О3), которые, хотя и составляют небольшую часть в составе атмосферы, играют существенную роль в тепловом балансе Земли и формировании парникового эффекта.

В последнее столетие наблюдается непрерывное увеличение концентрации CO2, которая на март 2021 года, по данным обсерватории Маун-Лоа на Гавайях (США), составляет 418 частей на миллион. Это существенно выше средней концентрации СO2 в доиндустриальную эпоху – 277 частей на миллион. При удвоении массы атмосферного углекислого газа в реальной атмосфере, которое при современной скорости роста произойдёт примерно через 120 лет, ожидается рост глобальной температуры на 2.0 ± 0.3 К.

Биотопливо - проблемы с масштабом

Чтобы внедрять перспективное биотопливо в больших масштабах, его производство должно стать массовым. В мире ежегодно производится около 30 миллиардов галлонов этанола и потребляется примерно 920 миллиардов галлонов разных видов транспортного топлива, большинство из которых основано на нефти.

Чтобы полностью заменить нефтяное топливо на биотопливо, нам нужно будет построить и ввести в действие современные предприятия по производству биотоплива, выпускающие в 30 раз больше этанола, чем производится в настоящее время. (В США на биотопливо приходится 5% от общего количества потребляемого топлива; необходимо будет построить объекты с объёмом производства биотоплива в 20 раз больше, чем в настоящее время).

Такое повышение масштабов производства на основе биологических процессов вызовет множество проблем. Во-первых, нам нужно будет отвести значительную часть пахотных земель под выращивание биомассы, которая станет субстратом для этого биотоплива (что нереалистично). Второй серьёзной проблемой является разработка оборудования для сбора и транспортировки биомассы на централизованные объекты и строительство таких объектов. Привезённые туда ферментируемые сахара необходимо будет извлекать из биомассы и ферментировать (в очень больших ёмкостях) до получения усовершенствованного топлива.

Наконец, топливо нужно будет доставлять на заправочные станции. Поскольку биотопливо будет производиться вдали от густонаселённых районов, а использоваться в основном внутри таких районов, большая часть нашей существующей инфраструктуры для производства и распределения топлива на нефтяной основе может оказаться бесполезной.
https://t.iss.one/globalenergyprize/1134

Переработка нефтесодержащих отходов

- В настоящее время, проблема накопления НСО является приоритетной для нефтегазовой отрасли. Это связано с тем, что ежегодно увеличиваются объёмы образования отходов, а также остаются не переработанными исторические объекты накопленного экологического вреда. Из так называемых «законов экологии» Барри Коммонера мы знаем, что «всё должно куда-то деваться» и «ничто не даётся даром», поэтому вопросы эффективного обезвреживания НСО и ликвидации объектов их накопления в условиях борьбы за чистую и безопасную окружающую среду выступают сегодня на первый план.

На предприятиях нефтегазового комплекса, накоплено несколько большое количество НСО, которые образуются при бурении, подготовке нефти, зачистке танкеров и резервуаров, ремонтных работах, разливах нефти, очистке сточных вод. Работы по ликвидации объектов накопленного экологического вреда проводятся не в полной мере, требуют особого внимания, а также проведение ранжирования по классам НСО.

Классифицировать НСО достаточно сложно, так как каждый из них обладает уникальным составом и отличается по своим реологическим и физико-химическим характеристикам, поэтому существующий классификатор не полностью отражает информацию о их свойствах.

Продолжение темы следует 

Станислав Васильевич Мещеряков,профессор, заведующий кафедрой промышленной экологии РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина

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

Угольная генерация в ФРГ отвоёвывает позиции у ВИЭ

По итогам первых семи месяцев 2021 года доля угля в суммарной выработке электроэнергии составила в Германии 26,1%, почти на 7 процентных пункта превзойдя уровень января-июля 2020 года (19,3%).

Доля ветровых станций за тот же период снизилась с 27,8% до 21,3%, а доля солнечных – с 10,9% до 10,5%. В меньшей степени снизились доли газовой (с 15,3% до 15,1%) и гидрогенерации (с 3,2% до 3%). Отчасти схожие сдвиги произошли и во всех 27 странах ЕС.

Прирост выработки угля во многом связан со сравнительно холодными зимними и весенними месяцами, на которые также пришлось восстановление в немецкой промышленности. Это не могло не отразиться на газовом спросе: если по итогам февраля 2020 европейские подземные хранилища газа (ПХГ) были заполнены на 60,3%, то ровно год спустя – лишь на 36,7%.

Риск дефицита газа подстегнул угольную генерацию и, как следствие, конечный спрос: по итогам 2021 года потребление угля в ЕС вырастет на 4%, прогнозировало Международное энергетическое агентство (МЭА).
https://globalenergyprize.org/ru/2021/08/10/v-2021-godu-ugolnaya-generaciya-v-germanii-postepenno-otvoevyvaet-pozicii-u-vie/

Водородная концепция России. Перспективы

Правительство утвердило концепцию развития водородной энергетики страны, предполагающую создание высокотехнологичной экспортно-ориентированной отрасли с объёмом экспорта до 50 млн. тонн водорода к 2050 году.

Потенциал мирового рынка
Согласно документу, текущий глобальный спрос на водород составляет около 116 млн. тонн в год, из которых на чистый водород приходится 74 млн. тонн. Еще около 42 млн. тонн используется в смеси с другими газами в качестве сырья или топлива при производстве тепловой и электрической энергии.

Более 95% мирового потребления водорода приходится на нефтепереработку и химическую промышленность, которые сами же его и производят. В структуре мирового производства чистого водорода 75% приходится на природный газ, почти весь остальной объем (23%) — на уголь. Доля производства электролизом в настоящее время составляет лишь 2%.

В настоящее время глобальный рынок водорода как энергоносителя отсутствует. Развитие технологий и масштабирование водородной энергетики в будущем смогут сформировать достаточно крупный рынок. Российская концепция исходит из того, что в будущем мировой рынок крупнотоннажного водорода будет развиваться подобно рынку нефти и СПГ с перевозками от центров производства к центрам потребления.
https://globalenergyprize.org/ru/2021/08/11/vodorodnaya-koncepciya-rossii/

Водородная концепция России. Состояние индустрии

Сначала о плюсах
Концепция исходит из того, что в России производство водорода и водородных технологий будет ориентировано в первую очередь на экспорт. Потенциальные объемы экспорта водорода могут составить до 0,2 млн. тонн в 2024 году до 2—12 млн. тонн в 2035 году и 15—50 млн. тонн в 2050 году в зависимости от темпов развития мировой низкоуглеродной экономики и роста спроса на водород на мировом рынке.

Россия обладает рядом преимуществ для развития водородной энергетики. Среди них:
1️⃣ большой объем запасов газа и угля, а также значительный потенциал АЭС, ветряных и солнечных станций для производства дешевого низкоуглеродного водорода;
2️⃣ наличие недозагруженных генерирующих мощностей,
3️⃣ развитая нефтепереработка и химическая промышленность, где применяются технологии паровой конверсии метана и электролиза;
4️⃣ развитая научно-техническая база;
5️⃣ выгодное географическое положение, которое дает возможность экспортировать водород в крупнейшие прогнозируемые центры его потребления в Европе и Азиатско-Тихоокеанском регионе.
https://t.iss.one/globalenergyprize/1146

Стабильность - не сильная сторона ВИЭ

В Германии на выработке из возобновляемых источников энергии негативно отразились погодные условия. К примеру, минувшей весной, по данным DWD, продолжительность солнечных дней в стране была на 4% ниже, чем в среднем за период 1991-2020 гг.

И это тоже во многом объясняет, почему в ФРГ на фоне роста суммарной выработки электроэнергии (на 4,5% по итогам января-июля 2021 года) произошёл структурный сдвиг в пользу угольных станций.
https://t.iss.one/globalenergyprize/1145

Польза СО2. Процесс Сабатье

В последнее время вызывает интерес способ вовлечения и утилизации CO2 в сочетании с синтезом веществ – энергоэффективных носителей для хранения и транспортировки возобновляемой электроэнергии.

Данный процесс проводится при температуре 250–400 С и повышенном давлении с использованием катализаторов на основе Ni, Rh или Ru, обеспечивающих 100% конверсию СО2. Фирмой Audi в 2013 году запущен завод Power-to-Gas (PtG) в Верльте (север Германии) по производству синтетического природного газа из СО2 и H2. Завод включает в себя установку электролиза мощностью 6 МВт на возобновляемых источниках энергии для производства водорода и установку метанирования. Масштаб утилизации углекислого газа пока небольшой и составляет 2800 тонн Сo2 ежегодно.

Весьма перспективным будет процесс с использованием СО2 в синтезе С2-С4-углеводородов – модифицированный процесс синтеза Фишера-Тропша, который включает реакцию, обратную реакции конверсии СО водяным паром и последующее гидрирование СО с образованием углеводородов. Комбинирование данного процесса с реакцией олигомеризации открывает возможность утилизации СО2 и получения углеводородов бензиновой фракции, содержащей смесь изопарафинов, ароматических и нафтеновых углеводородов состава С5-С11.
https://t.iss.one/globalenergyprize/1115

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

Как в подземных слоях устроено залегание нефти и газа

📌 Высококачественные резервуары существуют на глубине от 7 000 до 8 000 метров, хотя в научном сообществе доминировало представление, что они не могут быть расположены на глубине более чем в 5 000 метров;
📌 В глубоких карбонатных породах нефть и газ часто находятся близко к исходной породе, которая сильно неоднородна и при этом плохо перемещается на большие расстояния;
📌 Зоны разломов зачастую легко образуют крупномасштабные карбонатные резервуары;
📌 Условия сохранения глубоких резервуаров природного газа (особенно тех, что были сформированы на ранней стадии) имеют решающее значение – это связано с тем, что природный газ не может быть потерян в результате диффузии;
📌 Существует связь между породой-источником, контролирующей распределение углеводородов, и зоной наклона, контролирующей их накопление.

Из увлекательного интервью с директором Института энергетики Пекинского университета Чжицзюнь Цзинем.

ОЛАДЕ и «Глобальная энергия» сотрудничают в целях поддержки продвижения и укрепления энергетического развития в Латинской Америке

Латиноамериканская энергетическая организация (ОЛАДЕ) и Ассоциация по развитию международных исследований и проектов в области энергетики «Глобальная энергия» подписали соглашение о совместном сотрудничестве и развитии скоординированной деятельности по продвижению и усилению развития энергетики в рамках экологической безопасности и энергоэффективности.

Некоторые из областей, которым в соглашении уделяется приоритетное внимание:
📌 Интеграция и сотрудничество
📌 Информация и статистика
📌 Образование и подготовка
📌 Исследования и проекты
📌 Возобновляемые источники энергии
📌 Углеводороды
📌 Электричество
📌 Ископаемый уголь
📌 Критически важные минералы
📌 Литий
📌 Ядерная энергия
📌 Гидроэнергетика
📌 Энергия и окружающая среда
📌 Поглощение CO2
📌 Энергетическое планирование
📌 Энергетическая политика
📌 Энергоэффективность
📌 Устойчивое развитие энергетики
📌 Переход на другие виды энергии
📌 Прочие дополнительные или связанные области.

Другие детали соглашения - по ссылке.
https://globalenergyprize.org/ru/2021/08/13/olade-i-globalnaya-energiya-sotrudnichajut-v-celyah-podderzhki-prodvizheniya-i-ukrepleniya-energeticheskogo-razvitiya-v-latinskoj-amerike/

Водородная концепция России. Состояние индустрии

Теперь о минусах
Существует ряд системных ограничений, сдерживающих развитие водородной энергетики в нашей стране. Это
1️⃣ высокая стоимость низкоуглеродного водорода по сравнению с традиционными энергоносителями;
2️⃣ отсутствие технологий улавливания, хранения, транспортировки и использования СО2;
3️⃣ отсутствие транспортной инфраструктуры;
4️⃣ отсутствие в настоящее время широкого спроса на водород как энергоноситель;
5️⃣ не проработанная нормативная база, в том числе в области безопасности;
6️⃣ более высокая стоимость капитала для реализации проектов по сравнению с ключевыми странами-конкурентами;
7️⃣ ограниченность программ государственной поддержки и низкий уровень инвестиций в исследования и разработки в области водородных технологий;
8️⃣ несовершенство национальной системы стандартизации и сертификации водородной энергетики;
9️⃣ высокая степень неопределённости в отношении перспектив развития водородной энергетики в мире.
https://t.iss.one/globalenergyprize/1148

Основные направления переработки СО2 путём его гидрирования для получения метана, углеводородов, оксигенатов и синтез-газа.

Сейчас в химической промышленности низшие углеводороды получают из невозобновляемых природных ресурсов – через дегидрирование лёгких алканов или крекинга нефти. Переработка CO2 путем гидрирования открывает возможность производства этих ценных соединений из возобновляемого сырья, что снижает зависимость общества от ископаемых видов топлива.