Гибридный накопитель

🇮🇪Ирландия приступила к сооружению аккумуляторной системы хранения энергии ёмкостью 170 мегаватт-часов (МВт*Ч), что сопоставимо с двухдневным энергопотреблением страны. Стоимость проекта, получившего название Shannonbridge B, составит 130 млн. евро.

👉Система хранения энергии была спроектирована ирландской электроэнергетической Lumcloon Energy в партнёрстве с корейской Hanwha Energy, специализирующейся на комбинированной генерации. Главной особенностью проекта станет применение аккумуляторов в сочетании с синхронным компенсатором – электродвигателем на холостом ходу, который будет участвовать в преобразовании накопленной энергии в электричество, придавая энергосистеме необходимую инерцию.

👍Являясь изобретением эпохи ранней электрификации, синхронные компенсаторы обрели новую жизнь в условиях перехода на возобновляемую генерацию, использование которой сопряжено с рисками колебания напряжения и скачками реактивной мощности. Например, в Германии синхронные компенсаторы обеспечивают стабильность частоты тока и устойчивость к коротким замыканиям при передаче электроэнергии с ветрогенераторов в Северном море в сеть.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/14/gibridnyj-nakopitel-sistema-hraneniya-energii-s-sinhronnym-kompensatorom/

ЭМГ vs. ТЭНГ

Сравнение механизмов работы
(а) электромагнитного генератора (ЭМГ), основанного на законе электромагнитной индукции Фарадея,
и (b) трибоэлектрического наногенератора (ТЭНГ), основанного на одновременном использовании эффектов трибоэлектризации и электростатической индукции.
Для ЭМГ характерен высокий ток, но низкое напряжение. ТЭНГ имеет высокое выходное напряжение, но низкий ток. И ЭМГ, и ТЭНГ могут применяться в дополнение друг к другу.

В развитие темы

Современные методы и технологии повышения безопасности и эффективности углеводородной энергетики
Из нового доклада «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»

👉Основными задачами развития энергетической отрасли являются повышение безопасности и эффективности уже существующих технологий, а также развитие и внедрение новых. Так, энергетический переход и четвёртая промышленная революция уже являются реальностью. Рассмотрим перспективные технологии хранения и использования водорода наравне с проектом «умного газопровода» с точки зрения целесообразности их внедрения, преимуществ и недостатков.

❗️Водород представляет собой особый универсальный вид энергоресурса, так как находит применение в различных технологических процессах как в качестве исходного сырья, так и в качестве самостоятельного экологически чистого вида топлива. При сгорании водорода с целью получения топлива из него выделяется исключительно вода, что делает такую энергетику наиболее выигрышной с точки зрения решения экологических проблем планеты. Именно поэтому инвестирование денежных средств в развитие этой отрасли является целесообразным.

Продолжение следует 

Авторы:
Денис Дмитриевич Голдобин, младший научный сотрудник Лаборатории водородных технологий Корпоративного научно-технического центра экологической безопасности и энергоэффективности ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
Василий Николаевич Зеликов, младший научный сотрудник Лаборатории научно-методического и нормативного обеспечения проектирования газопроводов
Корпоративного научно-технического центра управления техническим состоянием и целостностью производственных объектов ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
Юлия Владимировна Сочнева, инженер-химик 1 категории Инженерно-технического центра ООО «Газпром трансгаз Саратов»

Польза биомассы

🇲🇼Энергетика Малави имеет интересную специфику: после воды и Солнца значительную долю в генерации занимает биомасса. Именно биоэнергетические установки являются в этой республике третьим по значимости источником выработки. Их общая мощность в стране составляет 12 МВт. Кстати, такие типы генераторов можно использовать в автономном режиме, без подключения к общей сети.

🍃Хороший пример этого - установки на биотопливе из плодов кротона – засухоустойчивого дерева, произрастающего в странах Восточной Африки, к числу которых относится и Малави. Горючее из плодов кротона получают методом прессования: из орехов под высоким давлением выжимается масло, которое можно использовать в качестве сырья для электрогенераторов. Коммерциализацией этой технологии занимается кенийская компания EcoFix.

Водородная энергетика: физика и экономика против экологии

❗️Водород станет эффективным энергетическим источником только в случае, если в качестве сырья для его производства будет использоваться вода и крайне дешёвая энергия, а не ископаемые углеводороды. Такое мнение высказал исполнительный вице-президент «НьюТек Сервисез», профессор РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина Валерий Бессель на «Международном газовом форуме» в Санкт-Петербурге.

🎙«Водород будет совершенно нормальным возобновляемым источником энергии, когда в качестве сырья для его получения будет использоваться не исчерпаемое органическое топливо, а вода, которой у нас на Земле почти 5 трлн. куб. метров. Причём при сжигании водорода мы будем получать водяной пар, который будет конденсироваться и снова будет скапливаться в водоёмах. При этом никогда получение энергии из водорода не будет эффективнее, чем её получение из углеводородов хотя бы потому, что в органическом топливе за все время существования органической жизни скапливалась энергия Солнца», – отметил учёный.

💰По его словам, производство водорода из ископаемых ресурсов является дорогим и значительно менее эффективным, чем прямое получение энергии из углеводородов. Так, стоимость производства
📌«зелёного» водорода (ВИЭ + электролиз воды) достигает $5,4 на 1 кг,
📌«жёлтого» водорода (АЭС + электролиз воды) – $4,4 на 1 кг,
📌«голубого» водорода (метан + паровой риформинг метана + улавливание СО2) – $1,5 на 1 кг,
📌«коричневого» водорода (уголь+ газификация угля) – $1,5 на 1 кг,
📌«серого» водорода (метан + паровой риформинг метана) – $0,9 на 1 кг.

🎙«Теперь вопрос, а надо ли нам из метана получать водород, ведь для того, чтобы получить 1 кг водорода надо использовать 4 кг метана. Если мы сжигаем 4 кг метана, мы получаем 200 мегаджоулей энергии, а сжигая 1 кг водорода мы получаем 120 мега джоулей энергии. Если принять к сведению, что Россия в 2021 году экспортировала 194 млрд. кубометров газа и предположить, что процесс преобразования газа в водород будет 100%, чего не бывает никогда, то мы можем из этого газа получить только 34,8 млрд. кубометров водорода», – сказал Бессель.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/14/vodorodnaya-energetika-fizika-i-ekonomika-protiv-ekologii/

❗️Успейте до 22 сентября❗️

«Глобальная энергия» продлила приём заявок на конкурс «Энергия пера»👆

(a) DFT-оптимизированная конфигурация связывания CO2 в Mg2(dobdc).
(b) Визуализация CO2 в кристаллической структуре NbOFFIVE-1-Ni (C – серым цветом; N – синим цветом; O – красным цветом; F – зелёным цветом; Nb - синие многогранники).

В развитие темы

Допуск и смещение

🚙Очень распространённой проблемой в индуктивных системах БПЭ является поперечное смещение между первичной и вторичной катушками, которое измеряется относительно центров обеих катушек. Смещение снижает коэффициент сопряжения между двумя катушками, а, следовательно, и эффективность передачи энергии.

🤔В настоящее время активно исследуется возможность создания системы БПЭ, устойчивой к смещению. Некоторые идеи, предложенные в этой области, включают в себя
📌новые схемы компенсации, такие как топология LCL-компенсации,
📌новые формы катушек, такие как DDQ-катушки,
📌и системы механического выравнивания, регулирующие
положение первичной обмотки, вторичной обмотки или иногда самого автомобиля.
С точки зрения защищённости от паразитных электромагнитных полей, круглые и прямоугольные катушки работают лучше, в то время как в отношении допуска смещения катушки лучшие характеристики показывают DD и DDQ.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3355

Перовскит - игры с температурой

☀️Одним из наиболее эффективных способов формирования более совершенных кристаллов является регулировка температуры. Для гибридных перовскитов было предложено несколько технологий синтеза - от двухстадийных процессов до прямой кристаллизации.

👍Достоинством перовскитов является то, что их осаждение из своих прекурсоров с получением тонкой пленки может быть выполнено с помощью основанных на растворах процессах, но при этом довольно трудно осуществлять контроль над формированием центров кристаллизациии и самой кристаллизацией плёнки, подготовленной из насыщенного раствора, путем испарения растворителя.

👉На процедуру кристаллизации влияет ряд параметров, таких как насыщение атмосферы кислородом и влажность, что может привести к изменению размеров кристаллов и химического состава поверхности. Химические и физические свойства можно регулировать на атомном уровне с помощью реактивов и термического отжига. Наиболее популярной процедурой для инициирования кристаллизации перовскитной плёнки является термический отжиг при 100°C в течение 10 мин.

❗️Было показано, что процесс микроволнового облучения может привести к более быстрой и менее энергозатратной кристаллизации перовскитного материала. Однако длительное воздействие микроволнового облучения приводит к противоположному результату.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3361

Электрокар на солнечных батареях

🇳🇱Стартап Lightyear привлек 81 млн. евро для разработки электромобиля Lightyear 2, который будет питаться от солнечных батарей. Проект станет обновлённой версией электромобиля Lightyear 0, серийное производство которого должно начаться осенью нынешнего года.

☀️Главной особенностью Lightyear 0 является использование солнечных панелей общей площадью 5 кв. м, встроенных в крышу. Электромобиль, оснащённый аккумуляторными батареями, может заряжаться как от энергии солнца, так и от обычной розетки: ночной подзарядки достаточно для прохождения 300 км. Запас хода по шоссе при скорости 110 км/ч составляет 560 км (при условии полной подзарядки). При этом Lightyear 0 может развивать максимальную скорость в 160 км/ч, разгоняясь до 100 км/ч за 10 секунд. Благодаря сравнительно высокому дорожному просвету (183 мм) авто можно использовать не только в городе, но и для поездок в сельской местности.

💰Несмотря на достаточно высокую стоимость Lightyear 0 (250 тыс. евро), компания успела продать 150 авто ещё до их схода с конвейера. Покупателей привлекает меньшая зависимость от электрозаправок, нежели при использовании обычного электромобиля. Воспользоваться этим преимуществом смогут и покупатели Lightyear 2, цена которого должна будет составить «всего» 30 тыс. евро. Компания уже получила предзаказы на поставку 10 тыс. этих авто для каршеринговых и лизинговых платформ MyWheels и LeasePlan.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/15/elektrokar-na-solnechnyh-batareyah/

КНР - четыре новых атомных реактора

🇨🇳Государственный совет Китая 14 сентября одобрил строительство четырёх новых атомных энергоблоков: ✔️два из них будут введены в строй в рамках первого этапа сооружения АЭС Ляньцзян в провинции Гуандун на юге страны,
✔️а остальные два станут частью второй фазы возведения АЭС Чжанчжоу в провинции Фуцзянь на юго-востоке КНР.

👉Оба проекта будут оснащены водо-водяными ядерными реакторами, которые используют обычную воду в качестве замедлителя нейтронов и теплоносителя. АЭС Ляньцзян будет использовать реакторы CAP 1000, которые являются аналогами американского двухконтурного реактора AP 1000, рассчитанного на 60 лет эксплуатации. В свою очередь, технологической основной для второй фазы АЭС Чжанчжоу станут реакторы «Хуалун-1», которые уже нашли применение за пределами КНР. Реакторы этого типа установлены на втором и третьем энергоблоках пакистанской АЭС «Карачи», которые были введены в строй в 2021-2022 гг.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/15/kitaj-odobril-stroitelstvo-chetyreh-novyh-atomnyh-reaktorov/

Альтернатива шельфу

🇺🇸Стартап T-Omega создал прототип ветротурбины, которая может вырабатывать электроэнергию не только в прибрежной зоне, но и в открытом море. Экспериментальная установка двухметровой высоты мощностью 10 мегаватт (МВт) и масштабом 1:60 в соотношении с будущим коммерческим аналогом прошла успешные испытания на устойчивость в волновом резервуаре в Университете Глазго.

👉Главной особенностью разработки является необычное расположение несущих конструкций: ветрогенератор имеет не одну, а четыре башни, которые размещены полностью над водой. Две пары «ножек» смонтированы в форме пирамиды, на вершине которой закреплены лопасти. Пирамида удерживается на плаву благодаря квадратной форме основания, а также использованию балласта, который при выводе ветрогенератора в море будет сбрасываться на дно. Ветротурбина будет вращаться вокруг своей оси и, тем самым, будет всегда обращена против ветра, причём без помощи каких-либо датчиков, двигателей и поворотных механизмов.

💪Ключевым преимуществом конструкции является высокая сопротивляемость к штормовой погоде: прототип в ходе испытаний в волновом резервуаре сохранял устойчивость к волнам с эквивалентной полномасштабной высотой от 18 до 30 метров. По оценке Omega-T, конструкция ветрогенератора будет на 20% легче и на 30% дешевле обычных прибрежных ветрогенераторов. Экономия будет достигаться, в том числе, за счет более низких затрат на сталь: если в башнях стандартных «оффшорных» ветрогенераторов толщина стального слоя составляет 3 дюйма (7,6 сантиметра), то у коммерческого аналога установки T-Omega она не будет превышать 0,5 дюйма (1,3 сантиметра).

👍Инновация может дать толчок к развитию морской ветроэнергетики. Общемировая мощность всех типов энергоустановок, работающих в открытом море, к концу 2021 г. составляла 524 мегаватта (МВт), тогда как для прибрежных ветрогенераторов этот показатель достиг 55,7 гигаватт (ГВт), согласно данным IRENA.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/15/alternativa-shelfu-vetroturbina-dlya-otkrytogo-morya/

Как производить водород там, где мало воды❓

🏜Перспективная инновация двух университетов в случае масштабирования поможет расширить географию проектов в области «зелёного» водорода. А они пока что реализуются преимущественно в странах с обилием водных ресурсов.

👉Единственной страной к югу от Сахары, собирающейся стать крупным производителем водорода, является Намибия. Там площадкой для сооружения электролизных мощностей на 3 ГВт должен будет стать Национальный парк Цау-Хаеб, расположенный на побережье Атлантического океана.

Lightyear как тренд

🚙Успешная коммерциализация Lightyear 0 и Lightyear 2 внесёт вклад в бум электромобилей. По данным МЭА, глобальный
✔️парк электрокаров на аккумуляторных батареях в период с 2017 по 2021 гг. увеличился с 1,9 млн. до 11 млн. единиц,
✔️а парк подзаряжаемых «гибридов» – с 1,2 млн. до 5,2 млн. единиц.

👉В целом, лидером отрасли является Китай. На его долю в 2021 г. пришлось 56% парка электрокаров на аккумуляторах и 31% «гибридов».

Нет предела совершенству риформинга

💪Процесс получения водорода методом парового риформинга метана успешно внедрён в производство. Однако, несмотря на это, ведутся дальнейшие работы по оптимизации характеристик катализатора и процесса в целом.

👉К передовым способам улучшения характеристик процесса паровой конверсии метана также можно отнести
📌его сопряжение с адсорбцией СО2,
📌использование микрореакторных установок
📌или технологии химического циклирования с применением сложных оксидных материалов в качестве носителей кислорода вместо молекулярного кислорода из газовой фазы: LaFe1-xCoxO3, Ce-Fe-Zr-O/MgO [83], Fe2O3/Al2O3 c добавками Ce и Ca [84], SrFeO3-δ .
В работе в качестве доступного и эффективного носителя кислорода предложен модифицированный никелем и железом кальцит.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3357

Слова классика

- Нам нужно думать о будущих сценариях, при которых станет сложно использовать углеродные источники топлива. В своё время русские разработчики создали первый в мире космический спутник. И сейчас тоже нужны люди, способные по-новому взглянуть на вещи и создавать новые решения.

Торстейн Инги Сигфуссон
https://globalenergyprize.org/ru/2019/12/01/torstejn-ingi-sigfusson-is/

Как собирать жар Земли❓

♨️Примерно 60% потока тепла, которое выходит из поверхности земли на континентах, образуется в результате радиоактивного распада указанных четырёх элементов. Фоновый тепловой поток, формирующийся за счёт запасённого тепла в ядре Земли, равен 40 мВт/м2. Средний тепловой поток для всей планеты составляет 87 мВт/м2. По сравнению со средним по поверхности Земли потоком энергии от солнечного излучения (341 Вт/м2), это очень малая величина. Но для всей поверхности Земли этот тепловой поток эквивалентен общей тепловой мощности более 4,4 ×1013 Вт.

👉Для сравнения, общая средняя мощность, потребляемая всей деятельностью человека, составляет приблизительно 1,8 × 1013 Вт. Более важно заметить, что в геотермальной энергетике энергия собирается не с поверхности Земли, а из объёмных подземных резервуаров, что намного эффективнее в технологическом плане. В земной коре преобладающим механизмом переноса тепла является теплопроводность.

Водород не подходит на роль топлива❓

🤔Эффективность водородной энергетики на современном этапе остаётся сомнительной. И это даже при использовании таких источников дешёвой энергии, как гидроэнергия и атомная энергия.

🎙«Если мы загрузим все наши ГЭС на 100%, чего делать опасно, у нас получится избыток электроэнергии избыток 236,5 млрд. кВт. С помощью этой энергии мы можем получить лишь от 4,3 до 6,5 млн. тонн водорода. Если все 9 АЭС в России загрузить, мы получим 0,8-1,2 млн. тонн водорода. Итого, что мы получаем, 35 млн тонн водорода из метана, и порядка 7 млн. тонн «жёлтого» и «зелёного» водорода. Всё, 42 млн. тонн – и у России больше ресурсов для его производства нет», – комментирует профессор РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина Валерий Бессель.

👉Даже прямое использование водорода в качестве топлива остаётся сомнительным. «У водорода удельная массовая теплота сгорания самая высокая, но если говорить об удельной объемной теплоте сгорания, то мы увидим, что у водорода она самая низкая, даже жидкий водород, на сжижение которого вы затратите колоссальное количество энергии, имеет теплоту сгорания меньше, чем сжатый метан», – отмечает эксперт.

🧮«И до какой же степени надо будет любить водород, чтобы, залив в бак, проехать на нем 840 км, если на сжижаемом метане вы проедете 2080 км. А на жидком углеводородном топливе - вообще 34 тыс. км условно», – сравнивает учёный.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3367

Дайджест «Глобальной энергии» за 12 - 17 сентября.

👉Выпуск по ссылке

❗️Приём заявок на конкурс «Энергия пера» продлён до 22 сентября
📌Водородная энергетика: физика и экономика против экологии
📌Гибридный накопитель: система хранения энергии с синхронным компенсатором
📌Альтернатива шельфу: ветротурбина для открытого моря
📌Электрокар на солнечных батареях
📌Китай одобрил строительство четырех новых атомных реакторов
📌Малави удвоит мощность гидроэлектростанций за счет новой ГЭС.

Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением (c) М. В. Ломоносов