В России разработали сверхчувствительный датчик СО2

🇷🇺Учёные Балтийского федерального университета (БФУ) им. Иммануила Канта и Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) создали прототип оптического датчика углекислого газа. После доработки его можно будет использовать для определения концентрации CO2 на карбоновых полигонах.

👉Для прототипа использовался математический алгоритм на основе неглубоких нейронных сетей. Такой подход позволил кратно увеличить соотношение сигнал/шум (signal-to-noise ratio – SNR), отражающее влияние внешних факторов на достоверность датчика (чем выше показатель SNR, тем в меньшей степени искажены данные).

🎙«Уникальность разработки заключается в использовании энергоэффективных и долговечных полупроводниковых структур. Благодаря использованию в качестве чувствительного элемента инфракрасного устройства оптопары с микролинзой нам удалось достичь рекордных показателей по длительности срока службы, минимальному энергопотреблению и компактности. Аналогов таких энергоэффективных датчиков газа в мире нет», - комментирует Александр Семенча, директор Высшей школы физики и технологий материалов Института машиностроения, материалов и транспорта СПбПУ.

🌡Исследователи БФУ им. Канта и СПбПУ сейчас проводят температурные испытания и отладку прототипа, на базе которого концу 2022 г. будет создан полноценный коммерческий аналог. Индустриальным партнёром станет российская компания «Микросенсор Технолоджи», которая специализируется на производстве портативных сенсоров. «Сегодня мы уже начинаем процесс по патентованию программного обеспечения нашего прибора, также соответствующая научная статья находится на рецензии в журнале», – отмечает Максим Дёмин, проректор по научной работе БФУ им. Канта.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/07/07/rossijskie-uchenye-razrabotali-sverhchuvstvitelnyj-datchik-uglekislogo-gaza/

Индия удвоила мощность плавучих СЭС на юге

🇮🇳Электроэнергетическая компания NTPC завершила ввод в эксплуатацию плавающей солнечной электростанции (СЭС) мощностью 100 мегаватт (МВт) в штате Телангана на юге страны. Проект на протяжении своего жизненного цикла сэкономит 4,4 млн. т CO2, что сопоставимо с годовыми выбросами Египта, пятого по величине производителя нефти в Африке, от сжигания на факелах попутного нефтяного газа (4,7 млн. т CO2).

💦NTPC ранее запустила в эксплуатацию плавающие СЭС в двух других южных штатах страны – Керала (мощностью 92 МВт) и Андхра-Прадеш (25 МВт). Благодаря проекту в штате Телангана, реализованному за 4,23 индийских рупий ($53,5 тыс.), мощность плавающих СЭС на юге страны увеличилась со 117 МВт до 217 МВт. Общая площадь новой СЭС, расположенной на поверхности водохранилища в городе Рамагундам, составила 600 акров (243 гекатара): частичное закрытие поверхности водоёма от действия прямых солнечных лучей позволит снизить объёмы испарения на 70% и, тем самым, сэкономить 2 млрд. литров воды в год, что эквивалентно годовому водопотреблению 10 тыс. индийских домохозяйств.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/07/07/indiya-udvoila-moshhnost-plavuchih-ses-na-juge-strany/

Монголия выпустила первый электромобиль собственного производства под названием MOZO Hero
Под капотом новинки находится электродвигатель мощностью всего 44 л.с. Емкость аккумулятора – 28,2 кВтч. Это позволяет без подзарядки проехать «зеленому транспорту» 305 км. Максимальная скорость электромобиля достигает 102 км/ч.

Тренды на мировых энергетических рынках. Номер третий

3️⃣Южная Америка – новый флагман развития ВИЭ
Одним из «сюрпризов» обзора BP стало глобальное лидерство Центральной и Южной Америки по темпам наращивания возобновляемых генерирующих мощностей. В 2021 г. в регионе установленная мощность
💨ветрогенераторов выросла на 23% (до 31,8 ГВт),
☀️а солнечных панелей – на 47% (до 22,8 ГВт),
опередив аналогичные показатели прироста для АТР (16% и 18% соответственно) и мира в целом (13% и 19%). Безусловно, одной из причин стал эффект низкой базы:
✔️доля региона в глобальной мощности ветрогенераторов даже по итогам 2021 г. составила лишь 4% (против 48% у АТР),
✔️а в структуре фотоэлектрических мощностей – 3% (у АТР – 60%).
Однако в ближайшие годы эта доля будет стремительно расти.

🇧🇷Например, Бразилия ближайшей осенью проведёт тендер на строительство первой в стране прибрежной ветроэлектростанции (ВЭС). По оценке министра природных ресурсов Марсело Фрейре, природно-климатические условия позволяют страны ввести в строй 700 ГВт прибрежных ВЭС, что в четыре раза превышает установленную мощность всех действующих в Бразилии электростанций.
https://t.iss.one/globalenergyprize/2968

Китайская ставка на ветер

💨Китай остаётся мировым лидером по темпам ввода ветрогенераторов. Согласно IRENA, доля КНР составила:
✔️в глобальном приросте установленной мощности наземных ветровых станций в 2021 г. - 41% (29,5 ГВт из 71,8 ГВт),
✔️а прибрежных ветровых генераторов – 82% (17,4 ГВт из 21,3 ГВт), .

📈Объём ветровой генерации в 2021 г. в Китае увеличился на 72% (до 645 ТВт*Ч), а её доля в структуре выработки электроэнергии – с 6,4% до 7,6%, следует из подсчётов исследовательского центра Ember. При этом в ближайшие годы оба этих показателя достигнут ещё более высоких значений. Такой вывод можно сделать, исходя из того, что к началу 2022 г. на Китай приходилось 19% глобальной мощности ветрогенераторов, находящихся на стадии строительства (180 ГВт из 929 ГВт, согласно оценке Global Energy Monitor).
https://t.iss.one/globalenergyprize/2966

Слова классика

- Мы уже давно получили термоядерную энергетику и давно ею пользуемся. Все виды энергии, которые люди используют: ветер, реки, даже те же углеводороды — все они имеют основой термояд. Если бы не горела в недрах Солнца термоядерная реакция синтеза, у нас бы ничего этого не было. Так что основа всей энергетики на Земле — это термояд.

Владимир Фортов
https://globalenergyprize.org/ru/2019/12/01/vladimir-fortov-rus/

Ренессанс атома: почему выработка на АЭС оказалась рекордной за более чем 20 лет.

Тенденция:
Одной из тенденций, зафиксированных в недавно вышедшем Обзоре мировой энергетики BP, стал сильный прирост генерации на атомных электростанциях (АЭС): выработка на АЭС по миру в целом увеличилась в 2021 г. на 4,2%, до 2 800 тераватт-часов (ТВт*Ч), что стало рекордом за более чем двадцать лет. 
• Рекордный прирост отчасти был связан с эффектом низкой статистической базы кризисного 2020 г., когда глобальный объем выработки на АЭС снизился на 3,7%. Бурный рост энергоспроса, последовавший вслед за снятием ковид-ограничений, совпал с региональным энергодефицитом. Пример тому – Европейский Союз, где из-за дефицита газа выработка на газовых станциях в 2021 г. снизилась на 2% (до 548 ТВт*Ч), а прирост выработки из ВИЭ (без учета ГЭС) замедлился c 8% до 3%. Снизить энергодефицит удалось за счет АЭС, выработка на которых выросла в ЕС на 7% (до 732 ТВт*Ч). 
• В Азии, где выработка на АЭС увеличилась в 2021 г. на 9% (до 714 ТВт*Ч), важную роль сыграл ввод новых атомных энергоблоков. Например, Китай подключил к сети три блока общей мощностью 2,4 ГВт (SHIDAO BAY-1, HONGYANHE-5, TIANWAN-6), а Индия и Пакистан – по одному блоку на 0,7 ГВт (KAKRAPAR-3) и 1,1 ГВт (KANUPP-2) соответственно. То же самое относится и к Ближнему Востоку, где объем атомной генерации вырос на внушительные 78% (до 14 ТВт*Ч): сказался ввод в строй энергоблока BARAKAH-2 (1,4 ГВт) в Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ), а также полная загрузка блока BARAKAH-1, подключенного к сети в августе 2020 г. 
• Тот же фактор был одним из драйвером роста выработки в СНГ (на 5%, до ТВт*Ч): первый блок Белорусской АЭС, подключенный к сети в ноябре 2020 г., вырабатывал электричество в течение 5 255 часов (против 509 часов в 2020 г.), благодаря чему в 2021 г. объем выработки увеличился в 16 раз (до 5,4 ТВт*Ч) в сравнении с показателем 2020 г. 

Прогноз ИРТТЭК:
• Прирост мощностей АЭС продолжился и в 2022 г. Так, Финляндия в минувшем марте подключила к общей сети третий блок АЭС «Олкилуото» мощностью 1,7 ГВт. При этом по миру в целом на стадии строительства находится еще 53 энергоблока общей мощностью 54,4 ГВт, в том числе 16 блоков (на 16,2 ГВт) в Китае и 8 блоков (на 6 ГВт) – в Индии. Для сравнения: сегодня в мире насчитывается 440 действующих энергоблоков общей мощностью 394,3 ГВт. 
• Ближайшее десятилетие станет периодом роста интереса к атомной энергетике в развитых странах. Это уже видно по статистике капиталовложений: например, в Европе инвестиции в строительство АЭС в период с 2015 по 2021 гг. выросли с $7 млрд в 2015 г. до $15 млрд в 2021 г., согласно данным Международного энергетического агентства (МЭА). Ключевым драйвером служит рост спроса на низкоуглеродную энергию, которую невозможно обеспечить только за счет ВИЭ в силу их зависимости от погодных условий: так, в Соединенных Штатах в 2021 г. АЭС существенно превзошли солнечные панели и ветрогенераторы по средней загрузке мощностей (92,7% против 24,6% и 34,6%, согласно оценке Управления энергетической информации Минэнерго США). 
• Наиболее перспективной нишей для развитых стран являются малые модульные реакторы, разработкой и проектированием которых уже занимаются американская NuScale Power и британская Rolls Royce SMR, «дочка» известного автопроизводителя. Однако для обретения должной конкурентоспособности им необходимо добиться удешевления капитальных издержек: например, в США удельные расходы на строительство атомных реакторов – $5 000 на киловатт (кВт) мощности – кратно превосходят аналогичный показатель для газовых станций ($1 000 на кВт), а также наземных ветрогенераторов ($1 390 на КВт) и солнечных панелей ($1 100 на кВт, согласно оценке МЭА). 

Дайджест «Глобальной энергии» за 4 - 8 июля.

👉Выпуск по ссылке
📌Сергей Брилёв - о церемонии объявления лауреатов премии «Глобальная энергия – 2022»
📌Рон Шу-Йен Хуэй - о решении глобальной проблемы электронных отходов
📌Россия и к 2050 году сохранит свое место в тройке лидеров по экспорту угля
📌Семь трендов на мировых энергетических рынках
📌Китай ввёл крупнейший ветропарк в своей истории
📌Индия удвоила мощность плавучих СЭС на юге страны
📌Самолёт на топливных элементах
📌Российские ученые разработали сверхчувствительный датчик углекислого газа
📌Извлекаемые запасы нефти снизились на 9% — Rystad Energy

Кто всерьёз занимался научной работой, понимает, что над вратами храма науки начертаны слова: «Вы должны иметь веру». Без неё не сможет обойтись ни один учёный. (c) Макс Планк

Извлекаемые запасы нефти снизились на 9%

🛢Как следует из данных Rystad Energy, общемировые извлекаемые запасы нефти по итогам 2021 г. снизились на 9%, до 1 572 млрд. баррелей. Сокращение на 153 млрд. баррелей связано с переводом 30 млрд. баррелей в категорию добычных активов и сокращением объёмов неразведанных ресурсов, в том числе из-за ограничений на геологоразведку на федеральных землях в США.

🎙«Хотя снижение доступности нефти – позитивная новость для окружающей среды, оно несёт риски дальнейшей дестабилизации и без того нестабильного энергетического ландшафта. Обилие ресурсов – залог энергетической безопасности. Любые действия по ограничению предложения быстро обернутся ростом издержек на добычу во всём мире, в том числе среди крупных производителей, таких как США», – комментирует глава отдела аналитики Rystad Energy Пер Магнус Нильсен.

💰Глобальные инвестиции в нефтедобычу начали сокращаться еще до пандемии COVID-19: их объём снизился
👉с $526 млрд в 2018 г.
👉до $491 млрд. в 2019 г.,
👉а в кризисном 2020 г. и вовсе достиг $352 млрд.
Последующее оживление нефтяного рынка способствовало восстановлению инвестиций:
👉в 2021 г. они выросли до $421 млрд.,
👉а в 2022 г., по прогнозу МЭА, их объём достигнет $446 млрд., но всё равно не вернется к доковидному уровню.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/07/07/izvlekaemye-zapasy-nefti-snizilis-na-9-rystad-energy/

Полёты без СО2❓

🛩Как и модернизация Beechcraft 1900D, проекты самолётов SA-1 и SA-2 должны будут внести вклад в декарбонизацию воздушного транспорта. По оценке McKinsey, на долю воздушных перевозок приходится 13% глобальных выбросов CO2 со стороны транспортного сектора, тогда как на долю наземных и морских перевозок – 75% и 11% соответственно (при доле всех прочих подсекторов в 1%).

👉Снижению углеродного следа в авиаперевозках в ближайшие годы будут содействовать и другие проекты, реализуемые на территории Австралии. Например, компания Aviation H2 планирует к середине 2023 г. совершить тестовый полёт на воздушном судне с двигателем на аммиаке. Горючее, получаемое из синтеза водорода и атмосферного азота, станет альтернативой топливным элементам, внедрение которых сопряжено с отказом от турбовентиляторных двигателей и дорогостоящей заменой систем хранения авиакеросина.

Атомная энергетика - текущее состояние

👉По данным МАГАТЭ, на октябрь 2021 года в мире эксплуатировалось 442 энергетических энергоблока общей мощностью примерно 393,5 ГВт. На рынке производства электроэнергии в среднем по миру она имеет более 10% и опережает по объёму произведённой энергии ветряные и солнечные электрические станции вместе взятые.

🤔Однако подавляющее большинство современных АЭС оснащены реакторами на тепловых нейтронах, в которых используется в качестве топлива диоксид урана, обогащённый по изотопу U-235 до 5%. Данная технология позволяет в качестве энергетических запасов использовать не более одного процента урана, т.к. в природном уране содержание изотопа U-235 составляет 0,71%. По расчётам специалистов объединённой урановой группы ЯЭА/МАГАТЭ, разведанных запасов урана при существующих мощностях и темпах роста мощности атомной энергетики, хватит на 130-150 лет.

💰Общий объём разведанных запасов урана, который можно добыть по цене не выше $260 за килограмм, сегодня оценивается экспертами в диапазоне 10 миллионов тонн. В этом количестве масса изотопа урана 235 составляет примерно 70 тысяч тонн. Дополнительно в мире хранится 1,6 миллионов тонн отвального урана, как продукта обогатительного производства.
https://t.iss.one/globalenergyprize/2963

Ноу-хау для карбоновых полигонов

🇷🇺Датчик, разработанный российскими учёными, может получить применение на карбоновых полигонах. Целью создания последних является мониторинг поглощения углекислого газа.

👉Первый подобный полигон был открыт в августе 2021 г. в Тюменской области. Занимая площадь 2,32 га, он охватывает
✔️леса,
✔️озёра,
✔️болота
✔️и искусственные экосистемы.
Измерения концентрации CO2, которые осуществляются на полигоне специалистами Тюменского государственного университета, должны будут помочь выявить древесные культуры, наиболее подходящие для выращивания лесных плантаций, поглощающих углекислый газ.

(a) Типовая архитектура устройства мезоскопических перовскитных солнечных элементов.
(b) Схема работы перовскитных солнечных элементов.
(c) Стандартная планарная (n-i-p) конфигурация PSC со сбором электронов на проводящей подложке,
(d) Инвертированная планарная (p-i-n) архитектура со сбором дырок на подложке FTO.

В развитие темы