Преимущества, проблемы и тенденции развития морской ветроэнергетики

В развитие темы

Заместитель Председателя Правительства России Александр Новак принял участие в сессии «Энергетика 2.0» Гайдаровского форума.

По прогнозу вице-премьера, доля углеводородов в мировом энергопотреблении сократится с текущих 85% до примерно 70% к 2040–2050 годам. При этом Россия, являясь лидером на этом рынке, уже имеет один из самых чистых энергобалансов в мире.

💬 «Доля угля и нефти в энергобалансе России составляет всего 34%, в среднем по миру этот показатель – свыше 50%. У нас большая доля атомной энергетики, Президент поставил задачу увеличить её с 20 до 25% в энергобалансе. Это самая чистая, по сути, энергия», — подчеркнул Александр Новак.

Россия — активный участник всех глобальных процессов, связанных с разработкой новых источников энергии и снижением углеродной эмиссии в существующих отраслях энергетики. Это направление будет всесторонне обсуждаться в рамках сессий на Мировом энергетическом конгрессе в Санкт-Петербурге.

@roscongress
#МЭК #ГайдаровскийФорум #Энергетика

Стёкла против углеродного следа

В прошлом году компания Ubiquitous Energy, разрабатывающая проект массового выпуска стёкол с интегрированными солнечными фотоэлементами, опробовала технологию прозрачных солнечных панелей. Это было сделано
✔️на площадке японского производителя стекла Nippon Sheet Glass Co.,
✔️в кампусе MSU,
✔️в одном из офисных зданий города Боулдер, Колорадо.

Масштабирование разработки позволит снизить углеродный след в жилищном и офисном секторе, на который приходится 40% глобальных выбросов.
https://yangx.top/globalenergyprize/2041

Как танкеры стали нефтехранилищами

Хранение нефти на танкерах стало особенно востребованным во II квартале 2020 г., когда на фоне глобального локдауна нефтяной спрос вернулся к уровню 2006 г. (85,3 млн. б/с).

Резкий спад потребления привёл к формированию отрицательных цен – феномену, который до этого можно было наблюдать в США на региональных рынках газа, где производители периодически готовы платить потребителям за саму возможность поставки сырья.

Инвесторов отпугивали риски нехватки мощностей хранилищ на ключевом в США терминале в Кушинге, которые к тому моменту были заполнены более чем на 70%. Наземные мощности для хранения нефти продолжали пополняться в течение последующие двух месяцев: коммерческие запасы нефти в США в середине июня 2020 г. достигли исторического максимума в 540 млн. баррелей.

Поэтому производители и инвесторы стали чаще прибегать к использованию танкеров для хранения нефти: среди прочего, это позволяло им переждать период низких цен, чтобы после восстановления рынка продать сырьё по более высокой стоимости.

Гарант порядка: почему уголь остается стабилизатором энергосистемы ЕС.

Тенденция
Европа по итогам 2021 г. увеличила суммарный морской импорт угля на 21% (до 121,2 млн т). Расширением спроса воспользовались российские производители: морской импорт из России вырос на 16% (до 44,8 млн т), следует из данных Refinitiv.
Рост импорта напрямую связан со скачком энергоспроса, произошедшем на фоне постковидного восстановления экономики: если в 2020 г. ВВП стран Еврозоны снизился на 6,3%, то в 2021 г. – вырос на 5%, согласно предварительной оценке Международного валютного фонда. При этом потребление электроэнергии в 27 странах ЕС за первые десять месяцев 2021 г. выросло на 4,2%, до 2 154 тераватт-часов, по данным исследовательского центра Ember (более поздних данных нет).
Обеспечение роста энергоспроса затруднил дефицит газа, на долю которого в ЕС приходится чуть менее 20% выработки электроэнергии. Большую часть года азиатские цены на газ были выше европейских, из-за чего за первые девять месяцев 2021 г. Европа снизила импорт СПГ на 17% в годовом выражении (до 77,9 млрд куб. м в регазифицированном виде). В IV квартале, на фоне беспрецедентного роста цен, Европа нарастила импорт СПГ на 36% (до 33 млрд куб. м), однако по году в целом все равно было зафиксировано снижение (на 6%, до 110,8 млрд куб. м).
Из-за дефицита газа выработка электроэнергии на газовых станциях в ЕС по итогам первых десяти месяцев 2021 г. снизилась в годовом выражении на 7% (до 381 тераватт-часа). Неблагоприятным 2021 г. был и для ветровой генерации, зависимой от погодных условий: выработка на ветряках за январь-октябрь снизилась на 5% (до 297 тераватт-часов). Это не могло не подхлестнуть угольную генерацию, объем которой за тот же период вырос в ЕС на 22% (до 320 тераватт-часов).

Прогноз ИРТТЭК:
• Прошедший год продемонстрировал, что уголь по-прежнему играет в ЕС роль стабилизатора энергосистемы. Правда, его возможности ограничены принудительным выводом угольных станций: если в 2015 г. доля угольной генерации составляла в ЕС 25%, то по итогам первых десяти месяцев 2021 г. она достигла лишь 15%, согласно данным Ember.
• Вывод угольной генерации вынудил Еврокомиссию в начале января включить атомные станции (АЭС) в зеленую таксономию – перечень отраслей энергетики, которые способствуют устойчивому развитию. Несмотря на протесты Германии, закрывшей в конце 2021 г. три из шести собственных АЭС, это решение может быть принято Советом ЕС благодаря поддержке Франции, у которой на долю АЭС приходится 70% выработки.
• Продолжится ли рост угольного импорта в 2022 г., будет во многом зависеть от динамики закачки газа в подземные хранилища (ПХК): к 1 октября 2021 г., т.е. к началу сезона холодов, европейские ПХГ были заполнены лишь на 75% (против 95% годом ранее, по данным Gas Infrastructure Europe).
• Другой важный фактор – загрузка ветровых станций (ВЭС): так, в Великобритании загрузка наземных ВЭС снизилась с 32,6% в I квартале 2021 г. до 17,2% во II квартале и 13,2% в III квартале, а загрузка прибрежных ВЭС – с 49,9% до 26,9% и 25,6% соответственно. Если загрузка ВЭС в других европейских странах будет находиться на столь же низком уровне, то импорт угля в Европе может вернуться к уровню 2019 г. (145,7 млн т), увеличившись тем самым более чем на 10% в сравнении с 2021 г.

СО2 в ПХГ - борьба с коррозией. Проблема кислорода

Добавление в смесь неуглеводородных газов (N2+CO2) кислорода (О2) резко меняет скорость коррозии металла. При наличии О2 в смеси неуглеводородных газов во влагонасыщенной среде она возрастает на порядок и при постоянной концентрации О2 (2% об.), изменяя концентрацию N2 и СО2, составляет 0,021–0,055 мм/год. При этом чем выше во влагонасыщенной среде концентрация СО2 в смеси с N2 и О2, тем выше скорость коррозии металла.

В отсутствии СО увеличение скорости коррозии с повышением концентрации СО2 можно объяснить быстрой диффузией О2 к поверхности металла как более агрессивного газа, особенно в присутствии воды. Последующее увеличение концентрации СО2, вероятно, способствует разрыхлению оксидной плёнки и лучшему проникновению агрессивных газов к поверхности металла и его дальнейшему окислению.
https://yangx.top/globalenergyprize/2043

Океан для СО2

Перспективным вариантом хранения СО2 является его закачка после улавливания непосредственно в глубинную часть океана (на глубины более 1 тыс. м), где большая его часть будет изолирована от атмосферы в течение столетий. Это может быть достигнуто посредством транспортировки СО2 по трубопроводам или судами к месту хранения в океане, где он закачивается в водяной столб океана или на морское дно.

Хранение в океане ещё не применялось и не демонстрировалось на экспериментальном уровне и до сих пор находится на этапе исследований. Тем не менее проведены эксперименты на местах небольшого масштаба, и в течение 25 лет проводились
✔️теоретические,
✔️лабораторные
✔️модельные исследования целевого хранения СО2 в океане.
https://yangx.top/globalenergyprize/1958

Классы танкеров - от малышей GP до гигантов ULCC

Суда дедвейтом от 160 тыс. тонн предназначены для перевозки сырой нефти, самые маленькие классы - для нефтепродуктов.

В развитие темы

💨Ветроэнергетика - цифры и тренды

За последние десятилетия глобальная установленная мощность ветроэнергетики резко выросла —
👉с 7,5 ГВт в 1997 г.
👉до примерно 564 ГВт к 2018 г.
👉После этого мощность ветровой генерации увеличилась на 10% в 2019 г. с вводом в эксплуатацию новых мощностей на 58,4 ГВт.
👉В 2020 г. были установлены новые мощности ВЭС на 111 ГВт.

При этом глобальная установленная мощность морской ветроэнергетики увеличилась до 34,4 ГВт и достигла показателя около 5% от общей мощности ВЭС. Согласно прогнозам, общая установленная мощность морской ветроэнергетики достигнет 228 ГВт в 2030 г. и около 1 тыс. ГВт в 2050 г., что составит почти 17% от общей глобальной установленной мощности ветровой энергии в 2050 г.

Рынок офшорной энергетики рос и продолжает расти быстрыми темпами. Совокупные темпы годового прироста (CAGR) на мировом рынке офшорной ветроэнергетики составят 14,21% в 2020–2024 гг., в то время как для рынка ветроэнергетики в целом этот показатель составит 7,9% в 2020–2025 гг.

Для сравнения: CAGR на мировом рынке автомобильной промышленности составит 2,78% к 2024 г.
https://yangx.top/globalenergyprize/2045

В чём состоит ценность водорода для энергетики❓

Отвечает Сулейман Аллахвердиев, обладатель премии «Глобальная энергия»-2021, завлабораторией управляемого фотобиосинтеза Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН:

– Лучшим решением энергетической проблемы станет водородная энергетика. Молекулярный водород признан топливом будущего, поскольку он представляет собой не содержащее углерода самое экологически чистое топливо. Это позволит экономить до 7,5 триллиона долларов в год, которые планета ежегодно тратит на восстановление повреждений экологии вследствие использования традиционных видов топлива. Молекула воды состоит из двух атомов вдорода и атома кислорода. Как один из основных компонентов в структуре молекулы воды, водород – это широко распространённый, имеющийся на нашей планете в избытке возобновляемый источник энергии, не дающий при сгорании никаких загрязнений окружающей среды, выделяющий при сжигании большое количество энергии на единицу веса и который может быть легко преобразован в электричество с помощью топливных ячеек.
https://yangx.top/globalenergyprize/2044

❗️Как рост ставок центральных банков может остудить нефтяной рынок

ОПЕК в свежем ежемесячном обзоре по рынку нефти уделила особое внимание монетарным факторам роста нефтяных цен.

Одним из драйверов удорожания Brent стало смягчение монетарной политики в развитых странах. Так, Федеральная резервная система (ФРС) США в марте 2020 г. в два шага снизила ставку по федеральным фондам (с диапазона с 1,5-1,75% до 0-0,25%). Тогда же ФРС запустила программу количественного смягчения – выкупа ценных бумаг на открытом рынке с целью поддержки экономики.

Аналогичные меры предприняли Банк Англии и Европейский центральный банк, и это не могло не поддержать нефтяной рынок. Рост ставок и запуск программ количественного смягчения повышают привлекательность сырьевых активов – этот эффект можно было наблюдать еще в 2008-2009 гг., когда цены на нефть быстро отскочили от кризисных минимумов и лишь за год с небольшим выросли с $30 до более чем $80 за баррель.

Столь же стремительным было восстановление нефтяного рынка и во время коронакризиса: если в марте 2020 г. средняя цена Brent составляла $23 за баррель, то в декабре 2020 г. – $50, а в декабре 2021 г. – $74. Однако при этом политика низких ставок обернулась ростом инфляции: в США 12-месячный прирост цен ускорился с 1,4% в январе 2021 г. до 5,4% в июле и 7% в декабре. Аналогичный рост цен характерен для Великобритании и стран Еврозоны (см. график).

В этой связи ФРС США в ноябре 2021 г. объявила о начале сворачивания количественного смягчения. При этом, согласно ожиданиям инвесторов, ФРС в 2022 г. может повысить ключевую ставку от четырех до семи раз, что способно серьёзно остудить рынок. В последний раз на такие меры ФРС шла в 2014-2015 гг., сначала приступив к ограничению программы выкупа активов, а затем впервые за девять лет повысив ставку. В результате средняя цена Brent снизились с $99 за баррель в 2014 г. до $52 в 2015 г. и $44 в 2016 г.
https://ibb.co/fHKcXSc

Если убрать эмоции, то для многих стран отказ от угля сегодня означает отказ от собственной экономики и расширение энергетического кризиса.

Вспомним несколько цифр: рост спроса на электроэнергию в прошлом году вызвал увеличение потребления угля на 9% по сравнению с предыдущим годом. По данным МЭА, угольные электростанции в США и ЕС произвели на 20% больше электроэнергии, а добыча угля в Китае достигла рекордного уровня в 4,07 млрд тонн, что на 4,7% больше, чем в предыдущем году.

https://yangx.top/oil_capital/6551

СО2 в ПХГ - что делать с коррозией❓

Противоположная описанной ранее картина наблюдается при добавлении монооксида углерода, СО, в смеси неуглеводородных газов, содержащих
📌азот,
📌диоксид углерода,
📌кислород.

В присутствии в смеси СО, при постоянной концентрации О2 (2% об.) и СО (0,5% об.), с увеличением концентрации диоксида углерода СО2 в смеси наблюдается снижение скорости глубинной коррозии металла за счет образования более устойчивой сплошной оксидной пленки на поверхности металла. И в этом большую роль играют парциальные давления (соотношение концентраций в смеси) СО2 и СО при определенных термобарических условиях.

Устойчивость металла к агрессивным компонентам (О2, СО2, Н2О) будет зависеть от
✔️свойств образующихся пленок (сплошные или нет, тонкие или толстые),
✔️механизма и скорости их роста,
✔️влияния различных факторов при определенных термобарических условиях.

При отсутствии сплошного плотного слоя или достаточно пористого слоя плёнки окисляющий газ свободно проникает через неё к поверхности металла, адсорбируется и вступает с металлом в химическую реакцию. Лимитирующей стадией роста толщины пленки является диффузия кислорода к поверхности металла

Ввод прибрежных ВЭС вырос в 2021 почти втрое

Глобальный прирост установленной мощности прибрежных ветроэлектростанций (ВЭС) ускорился почти втрое. Если в 2020 г. он составил 6,3 гигаватт (ГВт), то в 2021 г. – 17,3 ГВт. Основной вклад в этот прирост внёс Китай🇨🇳, увеличивший мощности на 14,7 ГВт. Остальные 2,6 ГВт почти полностью пришлись на
🇳🇱Нидерланды,
🇩🇰Данию,
🇻🇳Вьетнам.

Ключевым драйвером ввода мощностей стало действие зелёных тарифов (feed-in-tariffs), которые гарантируют поставщикам чистой энергии не только возможность подключения к сети, а но также покупку всей произведённой электроэнергии по фиксированной цене, позволяющей со временем «отбить» капзатраты.

Действие зелёных тарифов в Китае было прекращено лишь с января 2022 г., во многом поэтому на долю КНР пришлось семь из десяти крупнейших в мире прибрежных ВЭС, введённых в строй в 2021 г. Во Вьетнаме🇻🇳 зелёные тарифы действовали до ноября 2021 г., благодаря чему его доля в общемировом приросте мощности составила 4% -
🇨🇳против 85% у Китая,
🇳🇱7% у Нидерландов,
🇩🇰3% у Дании
и 1% у всех прочих производителей.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/01/19/vvod-pribrezhnyh-ves-vyros-v-2021-godu-pochti-vtroe/

Доля мирного атома

В каких странах ядерная энергетика занимает наиболее заметное место. Что интересно, в лидирующих по этому показателю США сектор приносит 52% безуглеродной энергии.

Америка склонна считать атомную энергию «зеленой»

Две трети штатов США убеждены, что атомная энергетика в той или иной форме будет необходима для достижения национальных климатических целей – построения декарбонизированной энергосистемы к 2035 году и чистых нулевых выбросов углерода к 2050 году. Об этом свидетельствует недавний опрос агентства Associated Press.

Министр энергетики Дженнифер Грэнхолм в интервью Associated Press также назвала «мирный атом» в перечне видов энергии с нулевой эмиссией парниковых газов, наряду с гидроэнергетикой, геотермальной, ветряной и солнечной энергией. Администрация США включила ядерную энергетику в потенциальный список получателей налоговых льгот в рамках инфраструктурного законопроекта Джо Байдена, который, впрочем, пока не преодолел разногласия в Сенате.

Одной из причин затягивания его принятия является позиция сенатора-демократа от Западной Виргинии Джо Манчина, который добивается налоговых льгот для атомных электростанций на десять лет вместо шести лет, как предложено в законопроекте Байдена.

Сколько СО2 поглощает Мировой океан❓

Океаны покрывают более 70% поверхности Земли, а их средняя глубина составляет 3800 м. Поскольку двуокись углерода может растворяться в воде, происходят естественные обмены СО2 между атмосферой и водой на уровне поверхности океана, которые продолжаются до достижения равновесия.В случае повышения атмосферной концентрации СО2 дополнительный СО2 постепенно поглощается океаном.

Таким образом, океанами было поглощено около 500 ГтСО2 (140 ГтС) из общего количества нтропогенных выбросов в 1300 ГтСО2 (350 ГтС), попавших в атмосферу за последние 200 лет.

Из-за повышения атмосферных концентраций СО2 в результате деятельности человека по сравнению с доиндустриальными уровнями океаны поглощают в настоящее время СО2 в объёме около 7 ГтСО2∙год-1 (2 ГтС∙год-1).
https://yangx.top/globalenergyprize/2051

Гибридные материалы для альтернативной энергетики

Системный подход к решению проблемы устойчивого экономического развития требует разработки принципиально новых функциональных материалов для альтернативной энергетики, способных обеспечить плавный и бескризисный переход к безуглеродной экономике.

Особый интерес представляют гибридные материалы, состоящие из природных и синтетических компонентов. Такие материалы незаменимы при разработке:
📌высокоэффективных систем хранения и транспортировки компонентов парниковых газов (метана, углекислого газа),
📌солнечных батарей,
📌химических источников тока,
📌гидрофобных и супергидрофобных покрытий,
📌пьезо- и термоэлектрических генераторов,
📌теплоаккумулирующих устройств,
📌фотокатализаторов для получения водорода из воды,
📌новых катализаторов для улучшения переработки углеродсодержащего сырья
♾и др.
Из доклада «Чистые технологии для устойчивого будущего Евразии»

Гелий до востребования

В эпоху всеобщего увлечения водородом разного цвета, «Газпром» представил широкому кругу специалистов уникальную установку по извлечению гелия и производству гелиевого концентрата. И мы о ней уже писали. Эта разработка может стать одной из самых успешных технологий на газовом рынке, которая позволит России в будущем стать лидером по производству гелия.

Хроника
Первая экспериментальная мембранная установка по извлечению гелия была построена в 2013 году и проходила испытания на Ковыктинском газоконденсатном месторождении. Испытания были признаны успешными, и в марте 2020 года на Чаяндинском месторождении была введена в эксплуатацию уже первая промышленная мембранная установка. Она включает де ступени газоразделения и состоит из шести технологических линий, производительность каждой из которых достигает 5,32 млрд. кубометров природного газа в год. Вывод мембранной установки на полную мощность ожидается в 2024 г.

Задача
Установка мембранного выделения гелиевого концентрата является по-настоящему прорывной отечественной инновационной технологией, не имеющей аналогов в мировой практике. Успешное применение на Чаяндинском месторождении позволит масштабировать и расширить сферу ее применения на других месторождениях «Газпрома».

Сверхзадача
Но основная цель мембранной установки – превратить Россию в лидера по производству гелия именно тогда, когда «солнечный» газ будет наиболее востребованным.

В чём преимущества и уникальные особенности гелия? Оставайтесь с нами - расскажем.

«Глобальная энергия» приняла участие в тематической неделе Росатома на «Экспо-2020»

Основной темой мероприятия стали преимущества малых модульных реакторов, в том числе для обеспечения стабильной низкоуглеродной энергией промышленных предприятий и отдалённых регионов. Свою первую наземную АСММ Росатом собирается построить к 2028 г. в Якутии. Основу проекта составит реактор РИТМ-200н, который был спроектирован с учётом опыта эксплуатации малых реакторов на судах российского атомного ледокольного флота. В общей сложности к сегодняшнему дню построено шесть реакторов серии РИТМ, которые используются на атомных ледоколах проектов 10510 «Лидер» и 22220 «Арктика».

«АСММ – это получение равных энергетических возможностей для людей по всему миру, даже в самых удалённых его уголках. Мне кажется, что цель дать доступ к энергии каждому, особенно в мире, где такого доступа по-прежнему нет у почти миллиарда человек – это хорошая цель», — сказал Алексей Лихачёв в ходе мероприятия.

«Малые модульные реакторы – одно из прорывных решений для энергетики будущего. АСММ обладают всеми преимуществами крупных АЭС: отсутствие выбросов и устойчивость загрузки мощностей, не зависящей от погодных условий. При этом АСММ можно использовать на территориях, которые не интегрированы в единую энергосистему. АСММ могут получить самое широкое применение в условиях энергоперехода», – отметил Сергей Брилёв, президент ассоциации «Глобальная энергия».
https://globalenergyprize.org/ru/2022/01/20/globalnaya-energiya-prinyala-uchastie-v-tematicheskoj-nedele-rosatoma-na-ekspo-2020/