🔋Доминирование Китая в производстве батарей одной картинкой

🇨🇳По прогнозам, в 2027 г. КНР лишь немного подвинется на этом рынке, уступив его часть США и ФРГ. Но продолжит оставаться крупнейшим игроком.

Основные реакции, связанные с производством аммиака, сжиганием топлива и использованием топливных элементов

В развитие темы

Драйвер для ГеоЭС

♨️По данным Global Energy Monitor, общемировая мощность действующих геотермальных станций к январю 2023 г. достигла 11 786 МВт. При этом мощность строящихся станций на данный момент составляет 843 МВт.

👉Одним из драйверов развития этого сектора энергетики в ближайшие годы станет использование технологий нефтегазовой отрасли, в том числе горизонтального бурения и распределённого оптоволоконного зондирования. Последнее позволяет получать информацию о подземных слоях почвы.

🇺🇸Американская Fervo Energy будет применять эти технологии при строительстве геотермальных станций в штатах Юта и Невада. Там гейзеры расположены на глубине более чем 6 км.

Китай - чемпион по строительству газовых электростанций

🇨🇳КНР в ближайшие годы будет абсолютным лидером по темпам прироста спроса на газ в электроэнергетике. По данным Global Energy Monitor, в стране к июлю 2022 г. на стадии строительства находилось 31,8 гигаватта (ГВт) газовых электростанций. Для сравнения: в ЕС мощность строящихся газовых электростанций составляла 9,3 ГВт.

Помимо Китая, высокие темпы ввода новых мощностей будут характерны
🇹🇭для Таиланда, где к июлю 2022 г. на стадии строительства находилось 5,5 ГВт газовых электростанций,
🇰🇷а также для Южной Кореи (5 ГВт),
🇮🇩Индонезии (4,8 ГВт),
🇧🇩Бангладеш (3,1 ГВт),
🇵🇭Филиппин (1,9 ГВт).

Новые реакторы - рекорд с 2016 года

В 2022 г. в мире было введено в строй 14,1 гигаватта (ГВт) атомных реакторов. Это рекордный показатель с 2016 г., когда глобальный прирост мощности АЭС достиг 15,2 ГВт.

🥇Ключевой вклад в прирост внёс Китай, где было введено 3,4 ГВт новых реакторов, в том числе шестой блок АЭС «Фуцин» и шестой блок АЭС «Хунъяньхэ» в провинции Ляонин на северо-востоке страны. По оценке МЭА, инвестиции в строительство АЭС в Китае выросли c $11 млрд в 2021 г. до $13 млрд в 2022 г.

🥈Второе место заняли ОАЭ, где в марте 2022 г. началась коммерческая эксплуатация второго энергоблока АЭС «Барака», а в октябре на той же станции был подключен к сети её третий энергоблок. Мощность каждого из этих двух реакторов составляет 1,4 ГВт.

🥉Третье место - у Финляндии, где в марте был подключён к сети третий энергоблок АЭС «Олкилуото» мощностью 1,7 ГВт. Это не только крупнейший энергоблок в ЕС, но и первый новый реактор в Западной Европе с 1999 г.

Индия ускорила ввод ВИЭ

🇮🇳Страна в 2022 г. ввела в строй 13 956 гигаватт (МВт) ветровых генераторов и 1 847 МВт солнечных панелей. А это выше аналогичных показателей 2021 г. на 17,5% и 26,6% соответственно.

💪Мощность всех типов возобновляемых источников (ВИЭ), за исключением крупных гидроэлектростанций (ГЭС), по итогам прошлого года достигла 120,9 ГВт. Из них на долю солнечных электростанций (СЭС) приходилось 52%, а на долю ветровых – 35% (при доле малых ГЭС и установок на биомассе в 4% и 9%, согласно данным агентства JMK Research).

☀️Наибольший вклад в прирост мощности СЭС – 11,9 ГВт из почти 14 ГВт – внесли наземные электростанции, подключенные к общей сети, ввод которых в сравнении с предшествующим годом ускорился на 47%. Ввод остальных типов СЭС, наоборот, замедлился: в сегменте надомных панелей – до 1,9 ГВт, что ниже прошлогоднего показателя на 42%, а в распределенной генерации – до 700 МВт (минус 50%). Среди регионов лидером по вводу новых СЭС стал северо-западный штат Раджастхан, который подтвердил статус локомотива развития отрасли. По данным Global Energy Monitor, к январю 2023 г. на его долю приходилось 29% мощности действующих в стране солнечных генераторов (мощностью свыше 20 МВт). Регионом-лидером по вводу ВЭС стал соседний с Раджастханом штат Гуджарат, занимающий первое место по доле в общенациональной структуре мощности ветряных генераторов (28% против 14% у штата Тамил-Наду на юге Индии).
https://globalenergyprize.org/ru/2023/01/23/indiya-uskorila-vvod-vie/

Нефтяные амбиции Гайаны

🇬🇾Гайанские плавучие установки для добычи, хранения и отгрузки нефти (Floating Production, Storage and Offloading – FPSO) заработают на полную уже в через четыре года. Итак, первое судно FPSO – Liza Destiny мощностью 140 тыс. б/с – было введено в строй в декабре 2019 г. Второе – Liza Unity мощностью 220 тыс. б/с – в феврале 2022 г. Третье же судно FPSO – Prosperity (220 тыс. б/с) – должно быть введено в эксплуатацию в 2024 г.

💪А к 2027 г. количество работающих плавучих установок должно увеличиться до шести, что позволит увеличить добычу до 1 млн. б/с. Гайана в результате войдёт в тройку крупнейших производителей нефти Южной Америки, куда также будут входить Бразилия, планирующая нарастить добычу с нынешних 3 млн. б/с до 5 млн. б/с за счет освоения подсолевых месторождений Атлантического шельфа, и Венесуэла, которая в ближайшие годы может увеличить добычу с 0,7 млн. б/с до более чем 1 млн. б/с за счёт частичного возвращения на нефтяной рынок.

Пустячок, а приятно: сегодня и по ТВ Бразилии показали мой фильм «Мировой водораздел». Публикую здесь первые кадры эфира, где получилось символичная смычка: сразу за логотипом «Рио» идет надпись «Россия» на Саяно-Шушенской ГЭС. Мой поклон экспертизе «РусГидро», бразильской «Итайпу» и «Глобальной энергии»

Газ против углеродного следа

🌏По оценке Ember, доля угля в структуре выработки в странах Южной и Восточной Азии в 2021 г. составляла 57,3%, а природного газа – 11,1%. Ввод в строй новых газовых электростанций позволит странам региона снизить углеродный след.

🧮Здесь расчёты таковы:
✔️если выбросы парниковых газов при выработке из угля составляют 820 граммов CO2-эквивалента на киловатт-час (кВт/ч),
✔️то при выработке из газа – 490 граммов CO2-эквивалента.
Калькуляция дана согласно оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC).

⚛️Впрочем, абсолютным лидером по этому показателю среди традиционных источников энергии являются атомные электростанции (АЭС), у которых на 1 кВт/ч выработки приходится 12 граммов выбросов (в CO2-эквиваленте). АЭС в этом отношении не уступают наземным ветровым генераторам и надомным солнечным панелям, у которых удельным объем парниковых выбросов составляет 11 граммов и 41 грамм CO2-эквивалента соответственно.
https://t.me/globalenergyprize/3991

Реакция гидрогеназы

👉Обратимая (двунаправленная) гидрогеназа – сложный гетеропентамерный комплекс, состоящий из 2 структурных фрагментов:
✔️гидрогеназы (большая и малая субъединицы: HoxH, HoxY),
✔️диафоразной части (субъединицы Hox U, E, F).
Реакция, катализируемая гидрогеназой имеет следующий вид👆

❗️Направление реакции зависит от окислительно-восстановительного потенциала компонентов, способных взаимодействовать с ферментом. В присутствии H2 и акцепторов электронов, гидрогеназа катализирует поглощение H2, в присутствии донора электронов с низким потенциалом, фермент использует протоны из воды в качестве акцепторов электронов и катализирует выделение Н2. Двунаправленная гидрогеназа цианобактерий кодируется генами HoxEFUYH.

В развитие темы

Композитный материал, позволяющий повысить энергоэффективность используемых в альтернативной энергетике суперконденсаторов, создали ученые СПбГУ @spbuniversity1724 и Омского научного центра СО РАН. Эффекта удалось добиться за счет использования комбинации многослойных нанотрубок и оксида марганца с добавкой тяжелого металла рения. «Полученный композит имел высокие показатели емкости, то есть накапливаемого заряда на единицу массы, это одна из главных характеристик подобных материалов», – рассказал один из авторов разработки, научный сотрудник СПбГУ Петр Корусенко.

Результаты исследования позволят значительно повысить эффективность источников импульсной мощности, которые генерируют большое количество энергии в короткий срок. Суперконденсаторы используются в альтернативной энергетике, транспортных системах, накопителях энергии в домашних хозяйствах и других отраслях науки и техники.

Подробнее – на сайте РАН.

Новый способ поглощения CO2

🇬🇧Компания C-Capture разработала неаминовый растворитель для поглощения углекислого газа, позволяющий повысить энергоэффективность при улавливании CO2. Инновация будет апробирована в ходе проекта XLR8 CCS, который C-Capture реализует с инжиниринговой компанией Wood, производителем цемента Hanson Cement, переработчиком стекла Glass Futures, а также энергогенерирующей Bioenergy Infrastructure Group, специализирующейся на выработке электричества из мусора и биомассы.

👍Ключевым преимуществом разработки должна стать сравнительно низкая энергоёмкость. Если для получения тонны CO2 из растворителя на основе амина требуется до 2,5 гигаджоуля (ГДж) энергии, то при использовании неаминового растворителя (С-Capture не уточняет его состав) – от 1,5 ГДж до 2 ГДж энергии. При этом растворитель C-Capture будет отличаться меньшей коррозийной активностью, что позволит сэкономить на материалах, использующихся для хранения и перегонки растворителя.

👉Процесс поглощения CO2 будет состоять из нескольких этапов. Дымовой газ, образующийся при выработке электроэнергии на газовой или биомассовой электростанции, будет сначала подаваться на установку десульфаризации для очистки от диоксида серы, а затем поступать на колонну абсорбации, внутри которой будет находиться неаминовый растворитель. Углекислый газ из исходного сырья будет впитываться неаминовым растворителем, а остальные компоненты (такие как азот и кислород) будут выбрасываться в атмосферу без сторонних примесей. Растворитель транзитом через теплообменник будет поступать в десорбер, где после нагревания из него будет выделяться углекислый газ; концентрированный CO2 будет поступать на хранение из верхней части десорбера, тогда как из нижней части будет «выпускаться» восстановленный растворитель.

💪Повышению эффективности поглощения CO2 будут содействовать сразу несколько решений в области экономии энергии. Например,
📌нагревание десорбера будет производиться с помощью пара с электростанции,
📌упомянутый выше теплообменник будет использоваться также для охлаждения регенерированного растворителя для последующей обратной закачки в абсорбер и повторного использования,
📌отработанный теплый пар будет направляться в градирни, где перед выпуском в атмосферу он будет остужаться до температуры окружающей среды.
https://globalenergyprize.org/ru/2023/01/24/innovaciya-v-sfere-ccus-neaminovyj-rastvoritel-dlya-pogloshheniya-co2/

▪️Тюменские ученые разработали уникальный способ транспортировки газа с помощью кухонного блендера.

Ученые предлагают перевозить топливо в твердых гранулах. Вещество называется газовый гидрат, на вид похоже на куски льда.

Ингредиенты загружают в обычный кухонный блендер. Там порошок диоксида кремния облепляет каждую молекулу Н2О. На выходе получается странный коктейль, это не что иное, как сухая вода. В реакторе в нее нагнетают газ, замораживают и получают газовый гидрат. Превращение происходит в десятки раз быстрее и эффективнее, чем с использованием жидкой воды.

В виде гранул он может перевозиться в обычном рефрижераторе, как и мороженое. На месте при оттаивании – а тает он буквально на глазах – газ выделяется и поступает к месту использования. Для перевозки СПГ нужно использовать жидкий азот для охлаждения, а для транспортировки газовых гидратов требуются температуры в районе минус 15 – 20 градусов и атмосферное давление.

Аммиак и СО2

⛴Внимание к аммиаку в качестве судового топлива связано с отсутствием выбросов CO2 при его сжигании в качестве топлива в двигательных установках. Однако важно подчеркнуть необходимость учёта всех выбросов в производственном цикле, используемом для получения аммиака. Поскольку в противном случае учёт связанных с ним выбросов CO2 просто перемещаются вверх по потоку к точке производства топлива.

🧮Газообразный азот для аммиака обычно получают из атмосферы с помощью воздухоразделительной установки (ASU), водородный реагент традиционно получают с использованием обычных ископаемых источников. Около 95% мирового производства аммиака зависит от ископаемого топлива, при этом 72% мирового производства аммиака связано с использованием водорода, полученного из природного газа посредством парового риформинга метана (SMR), а для 22% мирового производства аммиака используется водород, полученный при газификации угля (основным производителем метана по данной технологии является Китай).

👉Водород, полученный при риформинге природного газа, часто называют серым водородом, тогда как водород, полученный из угля, называют коричневым или чёрным в зависимости от источника ископаемого.
https://t.me/globalenergyprize/3989

Повышена эффективность суперконденсаторов

🇷🇺Учёные СПбГУ и Омского научного центра Сибирского отделения РАН создали новый композитный материал из нанотрубок, оксида марганца и рения. Он может повысить эффективность суперконденсаторов, использующихся в возобновляемой энергетике.

👉Суперконденсаторы, де-факто, представляют собой устройства для кратковременного хранения энергии. Главным их преимуществом является высокая скорость заряда: если у литий-ионных аккумуляторов она составляет не менее 10 минут, то у суперконденсаторов она варьируется от 1 до 10 секунд. При этом суперконденсаторы способны выдерживать до 1 млн циклов заряда-разряда, тогда как батареи – не более 500. Благодаря быстрой регенерации накопленной энергии суперконденсаторы используются для сглаживания выходной мощности ветряных турбин, которая может сильно варьироваться в зависимости от скорости ветра.

👍Учёные СПбГУ и Омского научного центра СО РАН предложили повысить эффективность суперконденсаторов за счет комбинации многослойных нанотрубок и оксидов переходных металлов. Нанотрубки представляют собой углеродную цилиндрическую структуру, созданную из графена (слоя кристаллической решетки в 300 тыс. раз тоньше листа бумаги) и при этом отличающуюся высокой прочностью и плотностью. Среди двух основных видов нанотрубок – одностенных (имеющих одномерную структуру) и многослойных (состоящих из нескольких концентрически связанных нанотрубок) – последние наиболее пригодны для производства аккумуляторов и суперконденсаторов: как благодаря лучшей проводимости тока, так и химической инертности поверхности, не позволяющей запускать какие-либо реакции.

💪Примером упомянутых оксидов переходных металлов является оксид марганца – порошок тёмно-коричневого цвета, использующийся в аккумуляторных батарейках и отличающийся высокой удельной емкостью и низкой токсичностью. Соответственно, во время эксперимента учёные наносили на поверхность нанотрубок слои оксида марганца, а затем полученный композитный материал подвергался температурной обработке для кристаллизации и формирования наночастиц. Наконец, на последнем этапе добавлялся оксид рения (черно-белые кристаллы, не растворимые в воде), что позволило повысить электрохимические свойства композита.

🎙«Полученный композит имел высокие показатели емкости, то есть накапливаемого заряда на единицу массы, это одна из главных характеристик подобных материалов. Чем больше заряда может накопить композит за короткие сроки и его отдать, тем больше его эффективность», - комментирует Пётр Корусенко, научный сотрудник кафедры электроники твёрдого тела. Результаты исследования помогут повысить эффективность источников импульсной мощности, которые генерируют большое количество энергии в короткий срок. Помимо возобновляемой энергетики, они также используются в транспортных системах и малых накопителях энергии.
https://globalenergyprize.org/ru/2023/01/24/rossijskie-uchenye-povysili-effektivnost-superkondensatorov-dlya-vozobnovlyaemoj-energetiki/

Индия: от угля не отказываются

🇮🇳Ускоренный ввод ветровых и солнечных генераторов позволит Индии снизить углеродный след. По данным Обзора мировой энергетики BP, страна в 2021 г. находилась на третьем месте по доле в глобальной структуре парниковых выбросов (7,5%), уступая по этому показателю только Китаю (31,1%) и США (13,9%). При этом по доле угля в структуре генерации Индия в 2021 г. даже опережала Китай (74% против 61%).

✊Несмотря на намерения довести установленную мощность ВИЭ до 500 ГВт, озвученные в 2021 г. Премьер-министром Нарендра Моди на Конференции ООН по климату, Индия не собирается отказываться от угля в электроэнергетике. К июлю 2022 г. в стране действовало 285 угольных ТЭС общей мощностью 233,1 ГВт, при этом на стадии строительства находилось 23 объекта на 31,3 ГВт.

👉Залогом сохранения интереса к угольной генерации является экономия издержек. По данным МЭА, удельная стоимость выработки из угля в Индии в 2021 г. составляла $60 на мегаватт-час (МВт/Ч), тогда как для атомных электростанций этот показатель составлял $70 на МВт/Ч, а для газовых – $90 на МВт/Ч.
https://t.me/globalenergyprize/3993

Гидрогеназы и О2

💪Поглощающая гидрогеназа – гетеродимерный фермент, состоящий из большой субъединицы, содержащей активный центр (HupL), и малой субъединицы (HupS). Основная функция поглощающей гидрогеназы заключается в энергодающем переносе H2 в пул убихинона/пластохинона.

👉Данный класс гидрогеназ кодируется генами HupSL. По строению активного центра выделяют три основных класса гидрогеназ:
✔️[FeFe] – гидрогеназы,
✔️[NiFe] – гидрогеназы,
✔️Hmd – гидрогеназы.
Для микроводорослей характерно наличие первого типа ферментов. [FeFe] – гидрогеназа имеет уникальный активный центр (H-кластер), активность которого примерно в 100 раз выше, чем у других гидрогеназ. Известно, что фермент, [FeFe] – гидрогеназа микроводорослей, кодируется генами HydA1 и HydA2 и локализуется в хлоропластах.

🤔Особенностью всех типов ферментов, участвующих в процессе выделения водорода, является их высокая чувствительность к кислороду. Более того, известно, что гидрогеназы зелёных микроводорослей необратимо ингибируются под действием кислорода, тогда как [NiFe]-гидрогеназы, характерные для цианобактерий, более устойчивы к О2, а их ингибирование имеет обратимый характер. Таким образом, наличие кислорода в среде инактивирует процесс производства H2. Кроме того, [NiFe]-гидрогеназы синтезируются конститутивно, в то время как экспрессия генов [FeFe]-гидрогеназ требует предварительной темновой адаптации в анаэробных условиях.
https://t.me/globalenergyprize/3997

АЭС лидируют по среднему уровню загрузки электростанций в США

🇺🇸Средняя загрузка атомных электростанций в США по итогам первых 10 месяцев 2022 г. достигла 92,3%, следует из данных EIA. Это наивысший показатель не только среди низкоуглеродных источников, но и всех типов генерации. Для сравнения: средняя загрузка газовых и угольных электростанций составила в этот период 57,3% и 48,2% соответственно, а ветровых и солнечных генераторов – 35,6% и 26,9%.

💪АЭС в период с января по октябрь 2022 г. обеспечили 18% выработки электроэнергии в США. В ближайшие годы эта доля будет увеличиваться благодаря вводу новых атомных реакторов: сейчас на стадии строительства находятся третий и четвертый энергоблоки АЭС «Вогтль» в штате Джорджия общей мощностью 2,5 гигаватта (ГВт), при этом компания NuScale планирует возвести в Национальной лаборатории Айдахо 6 малых модульных реакторов общей мощностью 0,3 ГВт.

Ноу-хау для сталеваров и цементников

👍Данная инновация может найти применение в отраслях, где невозможно избежать выбросов углекислого газа.

👉А таких индустрий много. Это, в том числе,
✔️производство стали,
✔️выпуск цемента.
На них приходится 46% глобальной эмиссии CO2 в промышленности.

🧮По оценке McKinsey, остальные 54% распределены следующим образом:
📌21% - добыча нефти, газа и угля,
📌12% - производство химии,
📌21% - все прочие отрасли реального сектора.

Загрузка редких типов ВИЭ в США достигает 60-70%

💪По данным EIA, возобновляемые источники энергии обеспечили 21% выработки электроэнергии в США по итогам первых 10 месяцев 2022 г. Из них
📌10% пришлось на ветровые генераторы,
📌6% на ГЭС,
📌4% – на солнечные панели,
📌1% – на все прочие типы источников.

👉Сезонность выработки характерна для большинства ВИЭ. Например, для ГЭС наиболее критичен засушливый летний сезон, а для солнечных панелей – зима. В этом отношении исключением являются редкие виды возобновляемой генерации, такие как геотермальные источники, биомассовые установки и станции на древесных отходах, у которых средняя загрузка колеблется от 60% до чуть более 70%.
Гейзеры фонтанируют через постоянные промежутки времени, тогда как установки на биомассовом и древесном сырье работают по тому же принципу, что и станции на ископаемом топливе: их работа зависит от доступности сырья и величины конечного спроса на электроэнергию. Это и обеспечивает надёжность энергоснабжения.