Сибирские ученые разработали СВЧ-излучатель для повышения отдачи нефти из скважины

Уникальную электромеханическую систему для нефтедобычи разработали ученые Института нефти и газа Сибирского федерального университета в Красноярске. Многофункциональный прибор «Байкал» предназначен для внутрискважинных работ.

Устройство представляет собой трубу длиной в несколько метров, состоящую из двигателя, усилителя крутящего момента и двух насадок. Первая — со встроенным нагревающим элементом, помогает растворять парафинсодержащие отложения на стенках скважин, вторая — с ультразвуковым устройством, помогает увеличивать отдачу скважины за счет воздействия ультразвуковых волн на нефтепласт.

Излучатель «разжижает» высоковязкую нефть при помощи сверхвысокочастотных волн, как происходит при разогреве еды в обычной микроволновой печи.

В настоящее время для проведения этих работ требуется отдельное и громоздкое оборудование. Тестирование «Байкала» на скважинах показало, что значительно сокращается количество трудозатратных операций при внутрискважинных работах, а уменьшение используемого оборудования, стоящего миллионы рублей, может принести заметный экономический эффект.

В настоящее время рассматривается вопрос производства «Байкала» на мощностях красноярского института.

Тренд: Россия стала крупнейшим поставщиком мазута на рынке Саудовской Аравии

🇷🇺 Россия резко нарастила экспорт мазута в Саудовскую Аравию. Если в первой половине 2022 г. среднесуточный объём поставок составлял 19 тыс. баррелей в сутки (б/с), то в первой половине 2023 г. он достиг 132 тыс. б/с.

👉 При этом доля России в структуре импорта мазута за тот же период увеличилась с 12% до 51%, а в некоторые месяцы она и вовсе превышала 80%.

🇸🇦 Ключевой сферой использования мазута в Саудовской Аравии является электрогенерация: в 2022 г. на долю нефти и нефтепродуктов в этой стране пришлось 32,7% электрогенерации.

Дайджест «Глобальной энергии» за 18 - 23 декабря

👉 Выпуск по ссылке

📌 Сергей Брилёв - о старте приёма заявок на премию «Глобальная энергия - 2024»
📌 Церемония награждения победителей программы «Молодой учёный 4.0» 2023 года. Ключевые моменты
📌 1 января 2024 г. откроется приём заявок на премию «Глобальная энергия»
📌 «Глобальная энергия» наградила победителей программы «Молодой учёный 4.0» 2023 года
📌 Российские учёные превратили графен в уникальный полупроводник
📌 Саудовская Аравия может нарастить мощности по добыче нефти на 1,8 млн баррелей в сутки
📌 Неочищенный биоэтанол можно использовать для получения этилена – исследование
📌 Мозамбик уменьшит энергодефицит за счет ГЭС на 1,5 ГВт

Цитата дня: «Самый дорогой дар природы — веселый, насмешливый и добрый ум» © Василий Ключевский

Факт: Индонезия и Австралия – крупнейшие экспортеры угля

⚡️ Спрос в электроэнергетике продолжает определять динамику глобальной торговли углём.

🧮 Согласно предварительной оценке, глобальный экспорт угля по итогам 2023 г. достиг 1466 млн т, из них 1118 млн т (76%) приходилось на экспорт энергетического угля, 348 млн т (24%) – на экспорт коксующегося угля, который используется в металлургии.

💪 В первую пятёрку экспортёров энергетического угля (включая лигнит) по итогам 2023 г. вошли:
1️⃣ Индонезия, на долю которой пришлось 44% глобального экспорта энергетического угля (494 млн т)
2️⃣ Австралия (18%; 196 млн т)
3️⃣ Россия (15%; 170 млн т)
4️⃣ ЮАР (6%; 69 млн т)
5️⃣ Колумбия (5%; 55 млн т) .

👉 В первую пятёрку экспортёров коксующегося угля в 2023 г. вошли:
1️⃣ Австралия, на долю которой пришлось 44% глобального экспорта коксующегося угля (152 млн т)
2️⃣ Россия (15%; 51 млн т)
3️⃣ Монголия (14%; 48 млн т)
4️⃣ США (13%; 44 млн т)
5️⃣ Канада (8%; 29 млн т).

Ретроспектива: глобальный спрос на электроэнергию с 2000-го года вырос на 90%

📈 Глобальный спрос на электроэнергию в период с 2000-го по 2022 г. увеличился на 90%, следует из данных Ember: если в 2000 г. общемировое потребление электроэнергии составлял 15 108 тераватт-часов (ТВт*Ч), то в 2022 г. – 28 661 ТВт*Ч.

💪 Прирост на 13 553 ТВт*Ч сопоставим с годовым объемом потребления электроэнергии в Азиатско-Тихоокеанском регионе (14 449 ТВт*Ч в 2022 г.).

👉 С 2000 г. было лишь два случая, когда по итогам года глобальный спрос на электроэнергию снижался:

📌 В 2009 г. спрос снизился на 0,7% из-за глобального финансового кризиса;
📌 В 2020 г. спрос снизился на 0,3% из-за пандемии COVID-19, под влиянием которой глобальный ВВП сократился на 3,1%, т.е. сильнее, чем в 2009 г. (минус 1,4%).

👍 Электрификация транспорта; рост доступности электрических сетей в Африке; развитие технологий автономной генерации – эти и другие факторы будут играть на дальнейший прирост глобального спроса на электроэнергию.

Факт: На долю Калифорнии приходится 28% зарядных станций для электромобилей в США

🚙 Калифорния – лидер по темпам развития зарядной инфраструктуры для электромобилей в США.

🇺🇸 Если в США в целом к ноябрю 2023 г. насчитывалось 173 634 зарядные станции, то отдельно в Калифорнии – 48 684 единицы (28%), согласно данным Управления энергетической информации (EIA).

👉 В первую пятёрку штатов по этому показателю также вошли:

• Штат Нью-Йорк, где к ноябрю 2023 г. действовало 10 953 зарядные станции (6% от общего количества в США);
• Флорида: 9 743 зарядные станции (6%);
• Техас: 8 614 зарядные станции (5%);
• Массачусетс: 6 883 зарядные станции (4%).

🧮 Во всех остальных штатах к ноябрю 2023 г. насчитывалось 88 757 зарядных станций, или 51% от общего количества «зарядок» в США.

Ученые Томского политеха научились перерабатывать отходы газодобычи в бензин
#наукаИРТТЭК

Ученые Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета разработали технологию получения автомобильных бензинов из газовых конденсатов, сообщает пресс-служба вуза.

«При наличии большого объема побочных продуктов сегодня существует проблема с их рациональным использованием. Обычно газовые конденсаты либо добавляют в нефть, либо сжигают. Наша технология позволит из многотоннажного побочного продукта получать продукт с высокой добавленной стоимостью», — приведены в сообщении слова доцента отделения химической инженерии ТПУ Марии Киргиной.

Стабильные газовые конденсаты — это легкие и жидкие углеводороды. Они образуются в процессе подготовки природного газа для использования в быту и являются побочным продуктом. В рамках исследования ученые получили из газовых конденсатов компоненты автомобильных бензинов путем переработки газоконденсатных жидкостей на цеолитном катализаторе. Полученные таким образом бензины соответствуют современным стандартам и могут стать альтернативой реализуемому на АЗС автомобильному топливу.

Казанские ученые создали для нефтяных и газовых трубопроводов реагент двойного назначения

Ученые Казанского федерального университета создали уникальный реагент двойного назначения: он одновременно защищает трубопроводы от образования гидратных пробок и не дает развиваться коррозии.

Состав реагента авторы разработки не раскрывают — он защищен промышленной тайной. Известно только, что в нем водорастворимые полиуретаны с гибкой структурой. За счет нее полиуретан как бы «разводит» по сторонам молекулы газа и воды и не дает им соединяться — это называется кинетическим ингибированием. При таком подходе гидраты рано или поздно все равно образуются, но с большой задержкой, которая позволяет потоку сырья без проблем проходить особо сложные участки трубопровода — например, с высокими давлениями и низкой температурой.

Эффект достигается при очень малых концентрациях вещества. Если обычно для препятствия гидратообразованию используют метанол, который нужно залить в газопровод в объеме до тридцати процентов, то в случае с новым соединением хватает меньше одного процента.

В процессе исследований у нового ингибитора обнаружили еще одно свойство: он адсорбируется на поверхности металла, покрывая ее тонкой защитной пленкой. Она ограждает поверхность от контакта с агрессивной средой и не дает развиваться окислительным реакциям, а значит — эффективно защищает трубопровод от коррозии.

Как коммерциализировать самовосстановление❓

🏥 Самовосстановление — это область интеллектуальных покрытий и материалов со значительным рыночным потенциалом, определяемым спросом в различных областях применения. Аналитическая группа n-tech Research прогнозирует, что к 2025 году глобальные доходы от этих материалов превысят $1 млрд. годового дохода. В отчёте экспертов количественно оцениваются рынки самовосстанавливающихся материалов в электронике, строительстве, автомобильной энергетике, медицине, военной и аэрокосмической промышленности. Охватываемые типы материалов включают обратимые полимеры, материалы с памятью формы, сосудистые системы, системы на основе капсул и материалы на биологической основе.

🤔 Несмотря на их огромный потенциал, коммерциализация предложенных самовосстанавливающихся полимеров всё ещё далека от реальности. Поэтому представляет значительный интерес придание свойств самовосстановления некоторым коммерчески доступным полимерам. Некоторые из общих принципов уже используются в коммерческих системах – как внешние, так и внутренние самовосстанавливающиеся полимеры. Капсульный подход был коммерциализирован компанией Autonomic materials, предлагающей решения для термореактивных материалов, покрытий, а также эластомеров.

👍 Самовосстанавливающиеся полимеры с водородными связями предлагают две компании: Arkema и Suprapolix. Другим коммерческим супрамолекулярным полимером является иономер Surlyn. Наиболее распространённым подходом для коммерческих систем являются самовосстанавливающиеся полиуретановые покрытия, в основе которых лежит полимерная сетка с относительно низкой температурой стеклования. Заживление царапины на покрытии возможно при повышенных температурах (например, при нагревании солнечным светом) за счёт оплавления материала. Эти системы были коммерциализированы несколькими компаниями, включая Covestro, Nissan, а также Rühl.
https://t.iss.one/globalenergyprize/5630

Ретроспектива: СУГ обеспечили треть прироста спроса на нефтепродукты в КНР

🇨🇳 Спрос на нефтепродукты в КНР в период с 2013 по 2022 гг. увеличился на 4,3 млн баррелей в сутки (б/с), что сопоставимо с объёмом потребления всех видов нефтепродуктов в России, Казахстане и Белоруссии.

👉 Ровно треть этого прироста (33%) обеспечили сжиженные углеводородные газы (бутан, пропан, пропан-бутановая смесь и пр.), которые используются в качестве сырья для нефтегазохимии – одной из немногих отраслей экономики КНР, где потребление нефтепродуктов не снижалось во время пандемии COVID-19.

💪 Четверть прироста спроса на нефтепродукты в КНР обеспечили автомобильный бензин (15%) и топочный мазут (10%), потребление которых в период с 2013 по 2022 гг. выросло на 1,05 млн б/с.

📈 Потребление всех прочих нефтепродуктов увеличилось на 1,8 млн б/с (42%), в их числе – дизельное топливо, спрос на которое в ближайшие годы будет более устойчивым, чем на бензин, из-за сравнительно низкой электрификации грузового транспорта.

Тренд: Цены на сырьевые товары в 2023 году снизились на 14%

💸 Тренд уходящего года – снижение цен на сырьевых рынках. Подтверждение тому – индекс сырьевых цен Всемирного банка, который охватывает основные виды коммодитис.

👉 Сводный индекс сырьевых цен по итогам ноября 2023 г. снизился на 14% в сравнении с уровнем декабря 2022 г. Однако темпы падения цен в различных сегментах не были одинаковыми:

📌 Наиболее сильное падение было характерно для цен на энергетическое сырье, которые к ноябрю 2023 г. снизились на 19% в сравнении с декабрем 2022 г., что числе из-за нивелирования шоков предложения, таких как запрет на импорт австралийского угля в КНР, который был снят в начале 2023 г.

📌 Цены на минеральные удобрения за тот же период снизились на 16% – сказалось выведение удобрений за периметр санкций.

📌 Чуть более «скромным» было падение цен на сельхозтовары и недрагоценные металлы, которое достигло 1% и 6% соответственно.

📌 Исключением стал лишь сегмент драгоценных металлов, где цены выросли на 9%.

Органические полупроводниковые устройства на бумажной основе для нейроморфной инженерии

📃 Идея «печати» электроники на гибких бумажных и пластиковых подложках не нова. До сих пор печатная гибкая электроника делала первые шаги из исследовательских лабораторий к коммерческому применению. Развитие в течение последних десятилетий электронных и оптоэлектронных устройств, основанных на обрабатываемых в растворе π-сопряжённых органических молекулах и полимерах, возродило интерес к электронике, изготовленной на недорогих гибких пластиковых и бумажных подложках.

👍 Хотя действительно сложно изготавливать электронные устройства, такие как органические диоды или транзисторы, требующие обычно молекулярно-гладких интерфейсов, непосредственно на бумажных подложках, недавно появились обнадёживающие сообщения об электронных устройствах, изготовленных непосредственно на бумажных подложках (для некоторых применений шероховатая и пористая поверхность бумаги даже выгодна). Благодаря использованию массовой печати R2R на протяжении всего производственного процесса и недорогих электронных материалов, экономичная бумажная электроника может войти в повседневную жизнь.

Продолжение следует
https://t.iss.one/globalenergyprize/5644

Факт: Разница в цене между коксующимся и энергетическим углем стала более чем двукратной

🤔 В начале года на угольном рынке можно было наблюдать аномалию: цены на энергетический уголь в Азиатско-Тихоокеанском регионе (АТР) превышали цены на коксующийся более чем на 30%.

👉 Однако с течением времени эта аномалия сошла «на нет».

📌 Средняя цена на энергетический уголь к сентябрю 2023 г. снизилась более чем на 60% в сравнении с уровнем января 2023 г., достигнув $159 за тонну;

📌 Средняя цена на коксующийся уголь за тот же период выросла на 7% (до $333 за тонну), более чем вдвое превысив цены на энергетический уголь в АТР, что является многолетней нормой.

💪 Согласно предварительной оценке, глобальное предложение коксующегося угля по итогам 2023 г. достигнет 1 113 млн т, тогда как энергетического (вместе с лигнитом) – 7 628 млн т. Тем самым, коксующийся уголь – более редкий и менее доступный вид сырья, из-за чего потребителям, как правило, приходится переплачивать за саму возможность поставки.

Не только литий

🔋 Этот элемент, безусловно, играет определяющую роль в производстве батарей. Однако здесь также важны графит, алюминий, медь, кобальт, марганец и никель.

Источник

🏆 Церемония награждения победителей программы «Молодой ученый 4.0» 2023 года. Полная версия

🎥 Смотрите на нашем Youtube-канале

Графен как полупроводник

🇷🇺 Учёные из Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» обеспечили возможность использования графена в качестве полупроводника, задействовав для этой цели дителлурид молибдена — вещество, чья молекула состоит из одного атома молибдена (мягкого пластичного блестящего переходного металла серебристо-белого цвета) и двух атомов теллура (хрупкого редкого полуметалла аналогичного цвета).

👉 Графен – самый известный двумерный материал, который представляет собой один слой атомов углерода, образующих шестиугольную решетку. Графен имеет множество достоинств с точки зрения наноэлектроники: это исключительно высокая подвижность электронов, а также высокая прочность, эластичность и теплопроводность. Однако у графена есть серьёзный недостаток, который мешает его использованию в электронике: в исходном состоянии он не является полупроводником.

🚫 Важнейшее отличие проводников от полупроводников заключается в том, что у последних есть так называемая запрещённая зона, или «энергетическая щель», то есть диапазон значений энергии, которые не могут занимать электроны данного кристаллического вещества. Энергетическая щель разделяет минимальные и максимальные значения энергии электронов кристалла.

🤔 Учёные для создания запрещённой зоны в графене обычно используют один из трёх подходов, каждый из которых не лишён недостатков. Например, химическая модификация (фторирование или наводораживание) зачастую является необратимой: чтобы очистить графен от функциональных групп, нужны высокие температуры и агрессивные среды, которые повреждают его структуру. В свою очередь, механическая деформация или создание двухслойной гетероструктуры (в которой запрещенная зона открывается за счёт межслоевого взаимодействия) слишком слабо воздействуют на запрещённую зону.

🎙 «Согласно нашим предыдущим работам, растяжение графена на 10% (это почти предел, дальше он может порваться) приводит к открытию очень узкой запрещенной зоны в пределах 0,1 эВ. Та же проблема возникает и с гетероструктурами: неудивительно, что слабое ван-дер-ваальсово притяжение между слоями слабо меняет электронную структуру и не может обеспечить широкую запрещенную зону», – комментирует профессор Константин Катин.

👍 Чтобы решить проблему создания запрещённой зоны в графене, исследователи НИЯУ МИФИ скомбинировали два подхода – межслойное взаимодействие и деформацию. Они перебрали многие пары двумерных «партнеров» графена и установили, что лучшее решение – гетероструктура на основе графена и дителлурида молибдена (вещества, чья молекула состоит из одного атома молибдена и двух атомов теллура, как уже отмечалось выше).

«При деформации на 8% в графене открывается щель 0,8 эВ, что позволяет ему на равных конкурировать с классическими полупроводниками. И главное достоинство графена — напряжение можно обратимо прикладывать и убирать, возвращая графен в исходное состояние. Кроме того, деформируя гетероструктуру, можно подстраивать ширину ее запрещенной зоны под необходимое значение. Этим не может похвастаться ни один “обычный” полупроводник!», – приводит НИЯУ МИФИ слова Константина Катина.
https://globalenergyprize.org/ru/2023/12/22/rossijskie-uchenye-prevratili-grafen-v-unikalnyj-poluprovodnik/

Ретроспектива: США превратились из нетто-импортёра в нетто-экспортёра нефти и нефтепродуктов

🇺🇸 США за последние полтора десятилетия превратились в нетто-экспортёра нефти и нефтепродуктов.

🛢 В августе 2008 г., накануне глобального финансового кризиса, импорт нефти и нефтепродуктов в США превышал экспорт на 11,1 млн баррелей в сутки (б/с), что сопоставимо с объёмом потребления всех видов нефтепродуктов в ЕС.

📈 Однако в октябре 2019 г., впервые за несколько десятилетий, экспорт нефти и нефтепродуктов превысил импорт, пусть даже на незначительные 440 тыс. б/с. К сентябрю 2023 г. нетто-экспорт увеличился почти до 1,5 млн б/с.

👉 У этого сдвига были две основные причины:

1️⃣ Сланцевая революция, благодаря которой добыча нефти в США увеличилась с 5,0 млн б/с в августе 2008 г. до 13,2 млн б/с в сентябре 2023 г.

2️⃣ Отмена запрета на экспорт нефти, действовавшего с 1975 по 2015 гг.: экспорт нефти (без нефтепродуктов) увеличился с 490 тыс. б/с в январе 2016 г. до 4,2 млн б/с в сентябре 2023 г.

Графит – лидер по удельному потреблению материалов для литий-ионных аккумуляторов

🔋 Электрификация транспорта и развитие систем хранения энергии привели к взрывному росту спроса на литий, кобальт и графит, который повлёк за собой рост предложения этих материалов.

⛏ Глобальная добыча кобальта в период с 2010 по 2022 гг. увеличилась на 36,8 тыс. т, лития – на 104,0 тыс. т, а природного графита – на 392,7 тыс. т. Тем самым, природный графит был лидером по абсолютному приросту производства среди материалов для «новой» энергетики.

👉 В этом нет случайности: удельное потребление графита в производстве литий-ионных аккумуляторов превышает потребление лития 6-7 раз.

🤔 Отчасти поэтому риски дефицита на рынке графита выше, чем на рынке лития, особенно с учётом ограничений на экспорт природного графита из КНР, которые вступили в силу в декабре 2023 г. (на долю КНР приходится чуть менее 70% глобального производства графита).