Энергетика на тысячи лет

❗️Для масштабного развития атомной энергетики нужны быстрые реакторы, которые позволяют вовлекать в топливный цикл весь уран и весь плутоний. В таких реакторах можно реализовать многократный замкнутый уран-плутониевый топливный рецикл. Топливо быстрых реакторов, работающих в замкнутом ядерном топливном цикле, обязательно включает уран и плутоний. При эксплуатации быстрого реактора изотоп урана 238 эффективно превращается в изотопы плутония, деление которых обеспечивает практически всю выделяемую энергию. При этом масса изотопов плутония в отработавшем ядерном топливе превышает массу этих изотопов в свежем ядерном топливе.

👉Плутоний в быстром реакторе выступает катализатором цепочки ядерных реакций, в результате которых изотоп урана 238 превращается не только в осколки деления, но и в плутоний. Если переработать отработавшую ТВС быстрого реактора, то для производства новой ТВС понадобится только обеднённый (содержащий до 99,8%изотопа U-238) уран – побочный продукт обогащения урана, которого к настоящему времени накоплено уже миллионы тонн. Поэтому топливная база ядерной энергетики на основе ядерных реакторов на быстрых нейтронах с замкнутым ядерным топливным циклом позволяет говорить о масштабной ядерной энергетике на тысячи лет развития человечества.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3030

Редкий и не самый дорогой

🇨🇳Уникальность проекта SCIPIG заключается в использовании технологий улавливания, утилизации и хранения CO2 (CCUS) при производстве водорода из ископаемого топлива. Доля этого метода в структуре глобального предложения водорода в 2020 г. составила 0,7%. Наибольшей же популярностью пользовался «серый» (59%) и «бурый» (19%) водород, производство которых осуществляется из газа и угля без применения технологий CCUS. Доля всех прочих источников получения водорода составила 21,6%.

💸По оценке Bloomberg New Energy Finance, удельные издержки производства «голубого» водорода варьируются от $2,1 до $2,4 на кг в зависимости от стоимости природного газа. Аналогичный показатель
✔️для «серого» водорода составляет от $1,5 до $1,8 на кг,
✔️а для «зелёного», получаемого методом электролиза с использованием возобновляемых источников энергии, — от $3,3 до $6,5 на кг.

Литий vs. водород

🚙Что лучше - электрокар на батарее или авто на топливном элементе? Пока выигрывает первый:
📌по популярности у производителей,
📌пробегу,
📌доступности заправок.

❓Но если эти проблемы будут решены...🤔

ЮАР увеличит мощность СЭС на 10%

🇿🇦Норвежская Scatec, специализирующаяся на технологиях возобновляемой энергетики (ВИЭ), приступила к строительству трёх солнечных станций общей мощностью 540 мегаватт (МВт). Они будут расположены в крупнейшей в ЮАР Северо-Капской провинции.

⚡️Проект стоимостью $960 млн. оснастят системой хранения энергии мощностью 225 МВт и ёмкостью 1 140 мегаватт-часов (МВт*Ч), что сопоставимо с двухдневным потреблением электроэнергии в ЮАР. Четверть мощности (250 МВт из 540 МВт) будет поставляться в город Кенхардт, расположенный в 120 км от Апингтона, наиболее густонаселённого города Северо-Капской провинции.

👉По данным Всемирного банка, 12% домохозяйств в ЮАР не имеют доступа к электроэнергии; при этом в сельской местности, где проживает почти треть граждан страны, этот показатель составляет 25%. Проект направлен на увеличение доступности электроэнергии в стране.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/07/20/juar-uvelichit-moshhnost-ses-na-10-za-schet-treh-stancij-v-severo-kapskoj-provincii/

Электокар - с СДПМ лучше

🚙Электрические машины и приводы преобразуют электрическую энергию, хранящуюся в батарее, в механическую энергию и наоборот. Важнейшими аспектами электродвигателя, приводящего в движение электромобиль, являются
📌более высокая мощность и крутящий момент,
📌регулируемый диапазон скорости,
📌более высокая эффективность,
📌высокая надёжность,
📌доступность.

👉Раньше для электромобилей выбирали приводы с двигателем постоянного тока (DC), но из-за своей низкой эффективности и ненадёжности они морально устарели. В наши дни широко используются индукционные двигатели и синхронные двигатели с постоянным магнитом (СДПМ) благодаря удобству в управлении и конструкции силовой электроники.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3052

Возобновляемая энергетика в странах ЕС.

Метан, у нас проблемы

🤔Отдельной проблемой метана угольных пластов является газовыделения на территориях, выведенных из эксплуатации шахт, и прилегающих к ним районов, что приводит к опасным для населения концентрациям метана (AMM). Примерами могут служить шахты Приморского края, где из-за отсутствия полного затопления давно выведенных из эксплуатации шахт остаётся нестабильная ситуация с выбросами метана на поверхность.

👉Отмечено, что пассивная дегазация через дегазационные скважины недостаточна, требуется принудительная дегазация выработанного пространства шахт. При этом концентрация метана на поле шахт может достигать ~35%, а в выбросах дегазационных скважин – до 75%.

🧮Согласно нормативным документам, запрещается использовать добываемый при дегазации метан с содержанием ниже
✔️25% на факельных установках,
✔️30% – в качестве топлива для котельных установок,
✔️25% – на газомоторных установках,
✔️50% – для бытовых нужд.

Как удешевить PSC❓

☀️Перовскитные солнечные элементы (PSC) с инвертированной p-i-n структурой имеют реверсивную последовательность ETL и HTL по сравнению со стандартной n-i-p структурой. В этих устройствах ETL и HTL расположены в одном ряду. Также в них нижний HTL представляет собой
✔️либо органический полупроводник p-типа,
✔️либо оксид переходного металла p-типа, такой как оксиды вольфрама, никеля и меди (WOx, NiOx, CuOx).
Последний обеспечивает достаточный рост эффективности, но при этом, что более важно, нестабилен к воздействию окружающего воздуха.

💸Примечательно, что все эти архитектуры устройств используют в качестве верхних электродов золото (Au) или серебро (Ag). В качестве альтернативы для электродов может быть использован такой доступный проводящий материал, как углеродные композиты на основе смеси сажи и графита, которые также химически устойчивы к окислению/реакциям и действуют в виде защитных барьеров, препятствующие проникновению влаги в перовскитный поглотитель. Кроме того, они могут быть напечатаны с использованием групповой или рулонной технологии, что предоставляет возможность создания полностью печатаемых устройств большой площади, удобно встраиваемых в подложки различных систем.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3054

🌊«Мировой водораздел» - документальный фильм президента Ассоциации «Глобальная энергия» Сергея Брилёва.

Большое международное расследование в трёх частях света - от Саяно-Шушенской до бразильской Итайпу и ОАЭ❗️
Какой вклад вносят ГЭС в достижение углеродной нейтральности❓
Есть ли связь между глубиной водохранилища и метаном❓
Можно ли пить воду у ГЭС и выращивать в ней рыбу❓

🔜Смотрите в эти выходные на «России-24».

❗️Есть новый катализатор для утилизации ПНГ

🇷🇺Сотрудники Института катализа СО РАН при поддержке Российского научного фонда разработали родиевый катализатор для процесса низкотемпературной паровой конверсии попутного нефтяного газа. Результаты исследования опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.

👉Попутный нефтяной газ обладает чрезмерно высокой теплотой сгорания и низкой детонационной стойкостью, кроме того, состав входящих в него газов может меняться даже в рамках одного месторождения. Для решения этих проблем Институт катализа СО РАН разработал специальный процесс низкотемпературной паровой конверсии ПНГ, но применял при этом неблагородные никелевые катализаторы. Сейчас учёные предлагают заменить никель на более активный и стабильный родий. «Другим преимуществом родиевых катализаторов является то, что их можно использовать без предварительной обработки в восстановительной среде», — комментирует сотрудник Института катализа СО РАН Сергей Усков.

♨️Исследователи обнаружили, что в ходе реакции за счёт взаимодействия пропана с водородом образуется смесь этана и метана. Это позволяет получать из ПНГ газовые смеси с умеренной теплотой сгорания и высокой детонационной стойкостью. Получаемый газ можно эффективно использовать в качестве топлива для получения электроэнергии, которую затем можно применять для нужд нефтепромысла или поставлять в газопроводы.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/07/21/rossijskie-uchenye-razrabotali-novyj-katalizator-dlya-nizkotemperaturnoj-utilizacii-png/

Система хранения энергии для СЭС на воде

🇵🇹Португальская электроэнергетическая EDP завершила монтаж плавучих фотоэлектрических панелей мощностью 5 МВт на крупнейшем в Европе водохранилище Алкева, которое является частью одноимённой гидроэлектростанции. Солнечная станция, занимающая 0,02% площади водохранилища (4 гектара), будет ежегодно производить 7,5 гигаватт-часов (ГВт*Ч) электроэнергии, что сопоставимо с суточным энергопотреблением в Люксембурге.

⚡️Понтоны, поддерживающие на плаву фотоэлектрические панели, были изготовлены из переработанного пластика и пробковых композитов, что позволило снизить экологический след при реализации проекта. Комплекс стоимостью 6 млн. евро также будет оборудован системой хранения энергии мощностью 1 МВт и ёмкостью 2 МВт*Ч электроэнергии. Как и ГЭС Алкева, плавучая СЭС и аккумуляторные батареи будут подключены к общей сети.

🎙«Ставка на гибридизацию в виде комбинирования энергии воды, солнца и ветра, а также использования систем хранения, является рациональной стратегией роста, в которую продолжит инвестировать EDP. Это позволяет нам производить более дешевую энергию, оптимизируя ресурсы и снижая воздействие на окружающую среду», – говорит главный исполнительный директор EDP Мигель Стилвелл д’Андраде.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/07/21/sistema-hraneniya-energii-dlya-ses-na-vodohranilishhe/

Египет приступил к строительству своей первой АЭС

🇪🇬Министр электричества и возобновляемой энергетики Египта Мохаммедом Шакер и гендиректор госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачёв дали старт заливке бетона под первый энергоблок атомной электростанции «Эль-Дабаа». Первую в Египте АЭС возведут в 300 км от Каира на берегу Средиземного моря.

👉Станция будет состоять из четырёх энергоблоков мощностью 1,2 гигаватт каждый. Блоки будут оснащены водо-водяными реакторами ВВЭР-1200 поколения 3+. Четыре реактора этого поколения уже работают в России (по два – на Нововоронежской и Ленинградской АЭС), ещё один реактор установлен на Белорусской АЭС, которая была подключена к сети в ноябре 2020 г.

🎙«Начало строительства первого энергоблока АЭС «Эль-Дабаа» означает вступление Египта в мировой атомный клуб. Росатом построит в Арабской Республике Египет самые современные энергоблоки по проекту ВВЭР-1200. У нас уже накоплен опыт сооружения и эксплуатации АЭС с такими реакторами как в России, так и за рубежом. Строительство атомной электростанции позволит Египту выйти на новый уровень развития технологий, промышленности и образования», — комментирует Алексей Лихачёв.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/07/21/egipet-pristupil-k-stroitelstvu-svoej-pervoj-aes/

Энергоэффективность потенциальных видов судового топлива, получаемых с использованием ВИЭ

В развитие темы

Уран - есть нюансы

❗️Анализ ископаемых ресурсов планеты показывает, что, если опираться только на ресурсный потенциал изотопа урана 235 и развивать атомную энергетику на основе тепловых ядерных реакторов, то доля урана составляет не более 6% от других ископаемых ресурсов (угля, нефти, природного газа). Однако, если рассматривать атомную энергетику на основе ядерных реакторов на быстрых
нейтронах, то её сырьевой потенциал составит более 85%.

☢️Кроме ограниченности ресурсной базы у атомной энергетики с ядерными реакторами на тепловых нейтронах, функционирующей в открытом топливном цикле, есть ещё один существенный недостаток – необходимость захоронения накопленного отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Объёмы ОЯТ непрерывно растут и в настоящий момент составляют около трёхсот тысяч тонн.

👉В настоящее время в мире эксплуатируются только два энергетических быстрых реактора БН-600 и БН-800. Они входят в состав Белоярской АЭС, расположенной недалеко от Екатеринбурга. Для разворачивания масштабного замкнутого цикла с неограниченной ресурсной базой этого, конечно же, недостаточно. Это понимают не только в России, но и в Китае, в Индии, в Корее, в США и в других странах, где идёт разработка своих собственных моделей реакторов на быстрых нейтронах.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3056

🧑‍🔬 Исследователи нанотехнологий из австралийского Института пограничных материалов при Университете Дикина утверждают, что совершили большой прорыв в области разделения и хранения газа. Благодаря предложенной технологии водород возможно будет хранить в порошкообразном состоянии. От традиционных метод отличается почти на порядок меньшим энергопотреблением и абсолютной безопасностью транспортировки.

В механохимическом методе, предложенном профессором Ченом, в качестве поглотителя водорода используется порошок нитрида бора. Порошок нитрида бора вместе со стальными шариками вводится в мельницу-камеру, наполненную водородом. Далее мельница приводится во вращение и в результате соударения шариков друг с другом и частицами порошка происходит особая механохимическая реакция поглощения водорода.

⚗️ Для высвобождения газообразного водорода из порошка достаточно нагревания его под вакуумом. Важно отметить, что нитрид бора является недорогим материалом и может использоваться в нескольких циклах «поглощения - высвобождения» H2.

Слова классика

- Тривиальнейшая вещь: электрический выключатель. Включаешь – между контактами возникает небольшая электрическая дуга. Впрочем, ещё проще может быть… ну, скажем, дождь. Или морская волна. Явления настолько привычные, что и не задумываешься, как это функционирует. Но если задуматься, то окажется, что их объединяет одно важное обстоятельство: очень долго никто не мог разгадать их механизмов. Например, у нас нет теории дождя. С неба капает, капли падают, а теории этого процесса нет!.. Словом, есть вещи, к которым все привыкли, но которые при внимательном исследовании могут навести на уникальные тайны природы – и, соответственно, уникальные открытия. Если удастся ту тайну раскрыть. Так и с электрической дугой. Все ею пользовались, но вот её механизма разгадать не мог никто.

Геннадий Месяц
https://globalenergyprize.org/ru/2019/12/01/gennadij-mesyac-rus/

Дайджест «Глобальной энергии» за 18 - 22 июля.

👉Выпуск по ссылке

📌«Мировой водораздел» – анонс документального фильма президента Ассоциации «Глобальная энергия» Сергея Брилёва
📌«Глобальная энергия» и «Газпром» запустили новый поток программы «Молодой учёный 4.0»
📌Египет приступил к строительству своей первой АЭС
📌Российские ученые разработали новый катализатор для низкотемпературной утилизации ПНГ
📌Индустриальный парк в Шанхае введет в строй мощности по «голубому» водороду
📌Система хранения энергии для СЭС на водохранилище
📌Улавливание CO2 с помощью мембранной сепарации газов

Ничто не мешает человеку завтра стать умнее, чем он был вчера. (c) Пётр Капица

❗️Сегодня премьера: «Мировой водораздел» - документальный фильм президента Ассоциации «Глобальная энергия» Сергея Брилёва.

👉После 19:00 на «России-24».

Португалия - фокус на Солнце

🇵🇹В целом, проект EDP упрочит доминирование возобновляемых источников в португальской электроэнергетике. По данным Ember, на долю ВИЭ в 2021 г. пришлось 63% выработки электроэнергии в стране, в том числе
✔️27% – на ветрогенераторы,
✔️23% – на ГЭС,
✔️5% – на солнечные станции,
при доле других ВИЭ в 8%, а угля, газа и прочих ископаемых источников – в 27%.

👉При этом, в частности, солнечная энергетика лидирует по темпам ввода генерирующих мощностей. В период с 2012 по 2021 гг. в Португалии были введено
☀️1 563 МВт новых СЭС,
🌊тогда как для ГЭС этот показатель составил 1 529 МВт,
💨а для ветрогенераторов – 836 МВт.

Утилизацией ПНГ дело не ограничится❓

🇷🇺Работа по данному проекту будет завершена в 2023 году. Полученные в ходе работы результаты в перспективе могут использоваться в технологии эффективной утилизации попутных нефтяных газов.

👉Кстати, родиевый катализатор проявляет высокую активность в течение длительного времени, не зауглероживается и позволяет получать топливный газ с необходимыми характеристиками в диапазоне низких температур (300–400 °С). Одна из ключевых особенностей родиевых катализаторов — генерирование этана в небольших количествах, которого достаточно для регулирования топливных характеристик получаемого газа. Кроме того, учёные установили, что присутствие паров воды в реакционной смеси усиливает эффект накопления этана при более высоких температурах. Исследователи связывают это с тем, что реакция превращения этана в метан подавляется в присутствии паров воды.

🎙«С фундаментальной точки зрения нам интересна сама возможность селективного получения этана из пропана. Поэтому мы намерены разобраться, как протекает реакция и каким образом можно управлять этим процессом. На этом и будет сфокусирована дальнейшая работа по проекту», — отмечает сотрудник Института катализа СО РАН Сергей Усков.