Гибрид солнца и воды

🇦🇺Стартап RayGen, специализирующийся на разработках в области электротермического хранения энергии, приступил к вводу гибридной солнечной гидроэлектростанции в австралийском штате Виктория. Ключевой особенностью проекта станет нетрадиционное для солнечных станций использование воды для хранения энергии.

👉Проект реализуется на площади в 30 гектар, где в виде полукруга будут размещены зеркала, которые будут направлять солнечный свет на башню-приемник, оснащённую сверхмощными фотоэлектрическими панелями на основе арсенида галлия – соединения галлия и мышьяка, которое является третьим по популярности материалом-полупроводником, после кремния и германия. Если удельная мощность обычных кремниевых панелей составляет 0,18 киловатт (кВт) на квадратный метр, то для солнечных батарей из арсенида галлия этот показатель равен 750 кВт. Другим преимуществом является более высокая эффективность преобразования солнечной энергии в электричество (32% против у 15-17% у кремниевых аналогов, согласно оценке RayGan).

☀️Башня-приёмник будет иметь 400 солнечных модулей, каждый из которых сможет вырабатывать 2,5 кВт электрической и 5 кВт тепловой энергии. Тепло, извлекаемое из модулей, будет храниться в виде горячей воды в теплоизолированном резервуаре, а электричество будет обеспечивать работу чиллера – холодильного агрегата, который остужает воду до температуры, близкой к температуре замерзания. Холодная вода, хранящаяся в отдельном резервуаре, будет использоваться вместе с горячей для запуска турбины на основе цикла Ренкина, которая будет преобразовывать водяной пар в электричество.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/08/18/gibrid-solnca-i-vody/

Запуск ториевого жидкосолевого реактора одобрен

🇨🇳Шанхайский институт прикладной физики (SINAP) Китайской академии наук получил одобрение Министерства экологии и окружающей среды на запуск экспериментального ториевого реактора на расплаве солей, строительство которого велось с 2018 г. в городском округе Увэй провинции Ганьсу центральной части КНР.

👉Проект SINAP станет первым жидкосолевым реактором с конца 1960-х гг., когда в Ок-Риджской национальной лаборатории США был закрыт реактор, который в качестве топлива использовал фторид урана, растворённый в солях лития, циркония (металла серебристо-белого цвета) и бериллия (щёлочноземельного металла светло-серого цвета). Реактор в городском округе Увэй для этих целей будет использовать также фторид тория – гигроскопичный (т.е. способный впитывать влагу) порошок, который образуется при взаимодействии тория с газообразным фтором.

☢️Реактор мощностью 2 мегаватта (МВт) будет иметь несколько «степеней» защиты. Смесь расплавленных солей будет находиться в активной зоне реактора под низким давлением, что позволит исключить возможность взрыва. Резкое повышение температуры будет приводить к увеличению плотности солевой смеси, что вызовет замедление реакции и падение температуры. Наконец, на дне корпуса реактора будет установлена замёрзшая соляная пробка, которая будет таять при отключении питания: образующаяся талая соль будет стекать в резервуар для хранения, что остановит процесс деления и предотвратит риск расплавления активной зоны реактора.

❗️Если проект окажется успешным, Китай собирается масштабировать технологию для создания реактора мощностью 373 МВт, который сможет обеспечивать тепловой и электрической энергией сотни тысяч домов. Жидкосолевые реакторы могут стать источником низкоуглеродной энергии на севере центральной части Китая – в регионах, расположенных на территории пустыни Гоби, где из-за засушливых условий затруднена эксплуатации легководных реакторов.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/08/18/kitaj-odobril-zapusk-torievogo-zhidkosolevogo-reaktora/

Рождение плёнки PSC

☀️И ещё немного красочных подробностей о вакуумном химическом осаждении. Из его паровой фазы (CVD) летучие прекурсоры, формирующие перовскитную пленку, генерируются, а затем вводятся из основного потока газа в кварцевую камеру в условиях вакуума.

👉Там, в камере, происходят азофазные реакции с образованием промежуточных продуктов, которые затем осаждаются на подложки. Прекурсоры адсорбируются на поверхности подложки, затем происходит диффузия реагентов, образование центров кристаллизации и рост кристаллов, в результате чего формируется плёнка перовскита. Во время формирования плёнки прекурсоры могут либо реагировать, либо разлагаться.

🌪Любые побочные летучие продукты, образующиеся во время реакции, десорбируются и переносятся в основной поток.

Важные металлы для развития ВИЭ и распространения электрокаров

В ветро- и солнечной энергетике серьёзно востребованы медь, кремний, цинк. Электромобили нуждаются в более широкой палитре металлов.

Если мало воды и Солнца❓

👉Разработка Kitekraft относится к категории малых энергетических установок. А они в своём большинстве используют энергию солнца и воды. По данным IRENA, в глобальной структуре мощности электростанций, не подключённых к общей сети, 60% приходится на малые ГЭС и солнечные панели (6,8 из 11,2 ГВт).

💨«Воздушный змей» может стать альтернативой для домохозяйств, расположенных в регионах с низкой доступностью водных ресурсов и малым количеством солнечных дней. При этом разработка поддаётся масштабированию, которая может обеспечить экономию пространства: по оценке Kitekraft, двадцать планеров общей мощностью 100 мегаватт (МВт) будут требовать меньше территории, чем семь ветроустановок мощностью 14 МВт каждая.

Физические сорбенты. Углерод

▪️Так какой сорбент хорош для улавливания СО2? Используемые в PCC-технологиях материалы на основе углерода включают активированный уголь и углеродные наноматериалы, обычно характеризующиеся высокой удельной площадью поверхности и неполярным характером поверхности взаимодействия.

👉Активированный уголь можно получить посредством пиролиза (часто в сочетании со специальной физической или химической обработкой) недорогих прекурсоров углерода, таких как уголь и биомасса, что обеспечивает широкую доступность исходных материалов и лёгкость масштабирования технологий. Для сравнения, синтезируемые углеродные наноматериалы, такие как углеродные нанотрубки, нановолокна или нанолисты, демонстрируют более высокую структурную однородность при более высокой стоимости их изготовления и ограниченных масштабах реализации.

🧽Как правило, CO2 взаимодействует с углеродной поверхностью в основном посредством сил Ван-дер-Ваальса, что приводит к относительно более низкому поглощению углекислого газа в условиях среды, определяемой топочными/выхлопными газами, а в присутствии влаги значение этого показателя снижается ещё больше.

Как сократить время зарядки❓

👉Объясняем рисунок. Зарядные устройства, преобразующие трёхфазное переменное напряжение в необходимое постоянное напряжение, имеют следующие стадии преобразования:
✔️выпрямление переменного/постоянного тока с коррекцией коэффициента мощности (ККМ)
✔️и преобразование постоянного тока для достижения желаемого напряжения батареи.

🔋Гальваническую развязку между сетью и батареей электромобиля можно обеспечить
📌либо с помощью трансформатора линейной частоты, установленного перед преобразователем переменного тока в постоянный, как показано на рисунке (а),
📌либо с помощью высокочастотного трансформатора, установленного внутри преобразователя постоянного тока, как показано на рисунке (b).

❗️Следует отметить, что для обеспечения требуемой мощности можно использовать параллельное подключение нескольких идентичных модулей. Например, нагнетатель Tesla состоит из 12 параллельных модулей для удовлетворения потребности в энергии.

🚙Архитектура на основе твёрдотельного трансформатора (ТТТ), показанная на рисунке (c), состоит из функции выпрямления, понижения напряжения и изоляции, объединённых в одном устройстве. Эта архитектура обеспечивает значительное уменьшение общего размера устройства и общих потерь при преобразовании.

Слова классика

- Есть люди, которые любят саму науку, любят думать, спрашивать у природы, почему и как, таких на контроле держать было не нужно, тогдашние руководители страны это хорошо понимали. Ну и мне повезло, у меня так голова устроена, что я всё время задаю вопросы: а почему, что будет, если?

Владимир Накоряков
https://globalenergyprize.org/ru/2019/12/01/vladimir-nakoryakov-rus/

Дайджест «Глобальной энергии» за 15 - 19 августа.

👉Выпуск по ссылке

📌Первый российской электрогрузомобиль: от проекта до конвейера
📌Китай одобрил запуск ториевого жидкосолевого реактора
📌Молекула-тыква как катализатор для получения водорода – разработка российских учёных
📌Гибрид солнца и воды
📌Электричество из воздушного змея
📌Австралия снизит выбросы за счёт строительства новой ГАЭС
📌Узбекистан построит крупнейший в Центральной Азии ветропарк.

Доводы, к которым человек приходит самостоятельно, обычно убеждают его куда сильнее, чем те, которые пришли в голову другим. (с) Блез Паскаль

Новые способы добычи Н2

💪И снова о молекуле-тыкве. Процесс, в ходе которого кукурбитурил существенно облегчает получение водорода, выглядит следующим образом:
✔️муравьиная кислота активируется с участием основных карбонильных групп кукурбитурил,
✔️атом водорода отрывается от гидроксильной группы молекулы муравьиной кислоты, в которой атомы связаны ковалентной связью,
✔️оставшийся формиат стабилизируется на стенке кукурбитурила,
✔️золото на завершающем этапе реакции превращает формиат в водород и углекислый газ.

🇷🇺Эта инновация российских учёных будет содействовать развитию новых способов получения водорода, которые 📍выходят за рамки
газификации угля,
📍риформинга метана
📍и электролиза воды с использованием возобновляемых источников энергии.
Среди альтернативных способов наибольшее коммерческое применение получили разработки в области получения водорода из твёрдых веществ – пористого кремниевого материала и борогидрида натрия, которые при реакции с водой генерируют H2.

Узбекистан построит крупнейший в ЦА ветропарк

🇺🇿🇸🇦Саудовская ACWA Power подписала рамочное соглашение с правительством Узбекистана о строительстве наземной ветроэнергетической станции (ВЭС) мощностью 1,5 гигаватт (ГВт) в Каракалпакии. Проект стоимостью $2,4 млрд. будет реализован к 2026 г. и станет крупнейшим ветропарком в Центральной Азии.

💨Ветропарк после ввода в строй сможет обеспечивать электроэнергией 1,65 млн. домохозяйств, что сопоставимо с численностью населения Каракалпакии (1,99 млн. человек). Проект позволит ежегодно экономить 2,4 млн. т выбросов углекислого газа, т.е. 2% от эмиссии CO2 со стороны узбекистанского энергетического сектора (112 млн. т). Наземная ВЭС также позволит Узбекистану сделать шаг к обеспечению 30% потребностей в электроэнергии за счёт возобновляемых источников (ВИЭ), чего страна собирается достичь к 2030 г. По данным Ember, доля ВИЭ в структуре выработки в Узбекистане в 2020 г. составила 12% (более поздних оценок нет).

💪Единственным производителем ветровой энергии в Центральной Азии является Казахстан, где установленная мощность ветрогенераторов в период с 2014 по 2021 гг. выросла более чем в двадцать раз (с 0,05 ГВт), но не превысила отметки в 1,2 ГВт. Проект ACWA Power в случае успешной реализации выведет Узбекистан в ведущего оператора ВЭС в регионе.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/08/18/uzbekistan-postroit-krupnejshij-v-centralnoj-azii-vetropark/

Третий тип утилизации

🔋Возвращаясь к предыдущему, надо сказать, что разделение компонентов аккумулятора очень сложное и вряд ли будет автоматизировано в ближайшем будущем. Поскольку целью извлечения компонентов является получение активного материала, то во избежание загрязнения необходимы особый химический тип и даже специальное разделение токоприемников из Cu и Al. Соответственно, затраты, связанные с такой прямой утилизацией, в настоящее время считаются высокими.

👉Существует также третий тип «технологии» утилизации. Для сетевого накопителя энергии предъявляются более низкие требования по плотности энергии, но при этом чрезвычайно важна стоимость аккумулятора. Повторное использование/восстановление старых аккумуляторных элементов от электромобилей с их последующей перепродажей по значительно более низкой цене в качестве сетевых накопителей энергии также является возможным способом утилизации. Очевидно, что этот тип утилизации («вторая жизнь») по сути не является утилизацией материалов и может рассматриваться как средство увеличения срока службы аккумулятора.

🌿В конечном итоге характеристики аккумулятора станут недостаточными даже для его использования в качестве сетевого накопителя энергии, и он будет классифицирован как отказавший и отправлен на утилизацию. Тем не менее, этот тип утилизации значительно снижает нагрузку на окружающую среду, создаваемую отходами литий-ионных аккумуляторов.

❗️Открыт приём заявок на международный конкурс для журналистов «Энергия пера»

⚡️Ассоциация «Глобальная энергия» 22 августа 2022 г. начинает приём заявок на конкурс «Энергия пера», который призван повысить интерес медиа к главным вопросам современной энергетической отрасли: трансформации мирового энергобаланса, развитию новых технологий, а также изменению климата.

🏆Победители Конкурса будут определяться в следующих номинациях:
📌«Лучшая статья об энергетике в федеральной прессе»;
📌«Лучшая статья об энергетике в региональной прессе»;
📌«Лучшая статья об энергетике от информационного агентства»;
📌«Лучший телеграм-канал, блог об энергетике»;
📌«Лучший сюжет об энергетике на телевидении»;
📌«Лучшая пресс-служба в энергетической отрасли»;
📌«Лучший материал об энергетике из стран БРИКС и ШОС».

🗓Конкурсный отбор будет осуществляться среди работ, опубликованных в СМИ (в том числе в соавторстве) не раньше 1 января 2021 г. К числу конкурсных работ относятся:
✔️статьи, которые были опубликованы в Интернете и печатных изданиях;
✔️авторские материалы-исследования;
аналитические обзоры;
✔️интервью;
✔️телевизионные репортажи, в том числе размещённые в Интернете;
✔️специальные репортажи и проекты информационных агентств;
✔️записи подкастов.

📝Жюри будут оценивать работы по следующим критериям: уникальность работы, актуальность, точность представленных сведений и фактов, содержательная глубина материала.

⏱Конкурсные работы, выполненные как на русском, так и иностранных языках, должны быть поданы до 15 сентября 2022 г. (включительно).

📫Заявки принимаются на электронный адрес [email protected]

👉👉👉Правила подачи заявок, общие положения конкурса, порядок и условия его проведения можно узнать здесь

Разложение метана

👍Получение водорода разложением метана — эффективный способ без выделения углекислого газа в атмосферу. Уже разрабатывается несколько инновационных каталитических технологий, поскольку принципиальным преимуществом этого метода является получение чистого водорода с одновременным производством широкого спектра уникальных углеродных материалов:
✔️углеродные нановолокна (УНВ),
✔️углеродные нанотрубки (УНТ),
✔️графен, 💪
✔️различные сорта аморфного углерода
✔️и др.

Исследована возможность получения водорода и второго полезного продукта — графена путем пиролиза метана в электродуговой плазме. К преимуществам метода относится возможность использования в качестве сырья СBM без его предварительной очистки. Метод допускает присутствие небольших примесей азота и углекислого газа, которые в плазме эффективно превращаются в активные радикальные частицы, которые, в свою очередь, оказывают некоторый каталитический эффект в конверсии CBM.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3216

У ВИЭ не будет плохой погоды

👍Проект RayGen продолжит череду новаций в области хранения энергии, которые способны купировать ключевую слабость возобновляемых источников. А именно – сильную зависимость ВИЭ от погодных условий.

👉По оценке Rystad Energy, лидером по средней загрузке среди австралийских солнечных станций в 2021 г. стала СЭС Merredin в штате Западная Австралия, у которой этот показатель составил 29,6%, а среди ветроустановок – станция Badgingarra неподалеку от города Перт на берегу Индийского океана (46,7%). Инновация позволит обеспечивать потребителей возобновляемой энергией в часы высокого спроса, вне зависимости от продолжительности солнечного света.

Геологоразведка без бурения

🇷🇺Учёные Уфимского государственного нефтяного технологического университета (УГНТУ) презентовали собственное решение в области технологий геохимической съёмки. Так называемый метод пассивной адсорбции может позволить осуществлять разведку месторождений нефти и газа без поискового бурения.

🎙«Мы представили метод пассивной адсорбции как комплексную технологию — от подготовки оригинальных модуль-сорберов, проведения съемки, хромато-масс-исследований, математической обработки и до оценки залегания нефти и газа по полученным ареалам на карте», – комментирует Альбина Бадикова, руководитель проекта, завкафедрой физической и органической химии УГНТУ.

👉Применение этого метода на практике будет состоять из нескольких этапов. Экспериментальные модуль-сорберы будут размещаться в почве на 10-14 дней. Затем трубки из сорберов будут исследоваться на хромото-масс-спектрометре для идентификации необходимых углеводородов. Полученные результаты будут обрабатываться с помощью программ математической статистики, после чего электронная карта будет автоматически генерировать возможные участки залегания нефти и газа.

💰Метод пассивной адсорбции, позволяющий экономить на использовании техники при геологоразведке на отдалённых территориях, может получить особое распространение в условиях растущей экономии в сегменте upstream. Глобальные инвестиции в разведку и добычу нефти снизились с $592 млрд. в 2015 г. до $421 млрд. в 2021 г., а на разведку и добычу газа – с $351 млрд. до $252 млрд., согласно МЭА.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/08/22/geologorazvedka-bez-bureniya/

(a) Схема испарителя с двумя источниками для вакуумного осаждения плёнок перовскита.
(b) Осевое и внеосевое изготовление тонких пленок методом PLD.
(c) Схема изготовления тонкой плёнки перовскита (т.е. MAPbI3) методом CVD.

В развитие темы

Что не так с сорбентами❓

☀️Для решения возникающих при улавливании СО2 проблем возможно внедрение в материал различных особых функциональных групп. Сделать это можно посредством изменения химического состава прекурсоров или химической активации углеродных поверхностей, что повышает связывающую способность материала посредством увеличения энергии связи.

🤔Кроме того, несмотря на то, что углеродные материалы обладают высокой термической и химической устойчивостью, многие из них демонстрируют низкую механическую прочность, что приводит к постепенному снижению их функциональности в череде циклических технологических процессов.

👉С другой стороны, сорбенты на базе углерода характеризуются существенно высокими значениями поглощения CO2 при более высоком давлении этого газа (≥ 1 бар). В таких случаях сорбенты больше подходят для хранения поглощённого CO2, чем для его улавливания.