ЛВА - конструкция элемента

🔋 К ключевым вопросам проектирования элементов литий-воздушных аккумуляторов (ЛВА) относится несколько аспектов. Вот они:

1️⃣ Проблема массопереноса катодов при высокой нагрузке. Катод — это место реакции ЛВА, который для обеспечения максимально высокой плотности энергии элемента должен иметь максимально возможную нагрузку. При этом увеличение толщины активного слоя катода влияет на перенос кислорода и миграцию Li+, а для неоднородных катодов становится очевидной проблема неравномерного локального распределения тока.

2️⃣ Стабильность литиевого анода. Трудно избежать роста дендритов. Более того, в полуоткрытой системе ЛВА на металлический литий оказывает также влияние проникновение молекул примесей из окружающей среды, что приводит как к росту дендритов, так и к коррозии.

3️⃣ Стабильность электролита. Количество электролита, который является неактивным компонентом, должно быть минимальным, однако при длительной эксплуатации ЛВА электролит будет реагировать с металлическим литием, а также теряться из-за улетучивания. Таким образом,снижение отношения E/C является важной, но сложной задачей.
https://yangx.top/globalenergyprize/4878

Где добывают кобальт❓

Здесь несомненный лидер - Демократическая Республика Конго, производящая свыше 73% мировых объёмов металла. На второй месте - Индонезия - менее 5%. Россия - на шестом месте.

Источник

Производство электричества из ПГ

🔥 Как правило, такие технологии предполагают сжигание углеводородов попутного нефтяного газа и не обеспечивают существенного снижения эмиссии парниковых газов по сравнению с сжиганием. С точки зрения декарбонизации, снижение возможно при замене угольных электро- и теплостанций, дизельных установок, для которых эмиссия существенно больше.

👍 Самым существенным преимуществом является низкая цена самого попутного нефтяного газа по сравнению с альтернативными топливами, которые надо было бы завозить на месторождение с низкой доступностью транспортной инфраструктуры (в частности, дизельное топливо для дизельгенераторов), относительная зрелость технологии и наличие простого в использовании оборудования.

💰 Капитальные затраты здесь сравнительно невысоки. Как правило, для производства электричества используются газовые микротурбины сравнительно небольшой мощности, требующие компримирования газа лишь в 3-4 бар и низкую теплоту сгорания газа (не менее 24 MДж/нм3 ) мощность от 5 МВт. КПД таких турбин как правило составляет около 30%. При добавлении паровой турбины, использующей дополнительное тепло сгорающих газов, обеспечивают достижение КПД около 50%.

👉 Альтернативой газовым турбинам могут быть двигатели внутреннего сгорания на газовом топливе (мощность до 30 МВт, КПД 40-50%), генерирующие системы на основе цикла Ранкина с органическим теплоносителем, генераторы Стирлинга, термоэлектрические генераторы. Кроме того, в ряде случаев имеет смысл использование топливных элементов на метане, а для генерации тепла — специальных горелочных устройств.
https://yangx.top/globalenergyprize/4880

Услуги балансировки ВиЭС для энергосети Германии

В развитие темы

Цикл Брайтона в деталях

👉 Применение насоса для сжатия рабочей среды является более энергоэффективным, чем использование компрессора.

🕰 В цикле Брайтона конденсация рабочего тела происходит c использованием ацетона для растворения диоксида углерода. После сжатия в компрессоре диоксид углерода охлаждается и растворяется в ацетоне. После этого рабочая смесь сжимается насосом, далее диоксид углерода сепарируется, подогревается в регенераторе и нагревается в нагревателе. Затем сверхкритический диоксид углерода расширяется в турбине и охлаждается в регенераторе.

💪 Результаты исследований свидетельствуют о том, что КПД цикла при температуре на входе в турбину 1400°С составляет 56%.

❗️Конкурс «Энергия пера» - отличный шанс получить широкое признание для журналистов, блогеров и сотрудников информагентств, освещающих события в ТЭК.

🎥 Смотрите вдохновляющий проморолик и присылайте свои заявки!

👉 Подробности здесь

«Росатом» собирается работать с Африкой по полной

🇷🇺 «Росатом» готов поставлять африканским странам самый широкий спектр современных реакторов. Об этом заявил глава госкорпорации Алексей Лихачев на саммите «Россия-Африка», который проходит в Санкт-Петербурге.

🎙 По его словам, энергопотребление в Африке будет только расти, а мощности действующих электростанций уже не хватает. «Африка идёт к тому, чтобы доля выросла от пятой части населения к третей. Но если смотреть на электрогенерацию, то в прошлом году в мире было выработано примерно 30 трлн КВт*ч, а в Африке меньше одного трлн. Такая диспропорция не может долго сохраняться», — отметил А. Лихачев.

👍 В ближайшие десятилетия будет идти активное строительство новых мощностей электрогенерации, чтобы улучшить качество жизни людей. Это даёт потенциал роста и уверенность в то, что атомные технологии также будут востребованы Африкой, добавил он.

⚛️ «Несмотря на то, что мир живет в эпоху политической и экономической турбулентности, разрушены многие связи, цепочки поставок, отсутствует не только доверие, но даже взаимопонимание между разного рода государствами. Мы видим, как лихорадит сырьевые рынки, что сказывается на ценовых параметрах. Но можно сказать, что атомная энергетика остаётся островом относительной стабильности в связи с долговременным характером наших технологий, а также высокого уровня доверия, который сегодня есть между атомными игроками в мире», — подчеркнул глава «Росатома», назвав сообщество «атомной семьей».

👉 Глава «Росатома» добавил, что компания готова предложить Африке широкий типовой ряд решений различного уровня: от мощных блоков 1200 МгВт до малых модульных реакторов с шагом 50-100 МВт в наземном, мобильном или плавучем исполнении, что учтет все разнообразие запросов континента. Также госкорпорация предлагает различные формы сотрудничества: от EPC-контракта до различных форм совладения вплоть до возможности производить энергию на плавучих станциях и продавать ее с берега в адрес той или иной страны.
https://globalenergyprize.org/ru/2023/07/27/rosatom-gotov-postavljat-afrikanskim-stranam-vsju-linejku-sovremennyh-reaktorov/

Мощность энергетических проектов российских компаний в Африке может достигнуть 3,7 ГВт

Как сообщил на саммите "Россия-Африка" президент РФ Владимир Путин, в различной степени проработки сейчас находится более 30 перспективных энергетических проектов с российским участием в 16 государствах Африки.

«Общая мощность прорабатываемых нами электроэнергетических проектов составляет порядка 3,7 гигаватт. Широкий спектр услуг африканским партнёрам предлагает наша компания «РусГидро» – от проектирования и поставок оборудования до модернизации и строительства новых объектов генерации «под ключ». «Газпром», «Роснефть», «Лукойл», «Зарубежнефть» – это наши компании, которые занимаются освоением нефтегазовых месторождений в Алжире, Египте, Камеруне, Нигерии, Республике Конго», - отметил президент.

По словам В.Путина, за последние два года увеличился в 2,6 раза экспорт в Африку российской сырой нефти, нефтепродуктов, сжиженного природного газа.

Новый способ обследования дна для нефтепроводов

🇷🇺 Учёные из Геологического института РАН, Мурманского морского биологического института РАН и Института океанологии им. Ширшова РАН предложили определять возраст борозд, образовавшихся на морском дне под воздействием айсбергов, по уровню радиоактивности изотопов свинца и цезия в донных отложениях. Зная время полураспада, специалисты могут определить возраст отложений, в которых он находиться. Методику можно использовать для определения зон, где дрейфующие куски льда продолжают «вспахивать» морское дно и где опасно размещать нефте- и газопроводы.

👉 Новая методика была апробирована в несколько этапов. Авторы с помощью грунтовой трубки отобрали пробы со дна крупной ледяной борозды, расположенной недалеко от берега Карского моря на глубине от 28 до 32 метров. Грунтовая трубка позволила ученым получить образцы отложений разной глубины залегания (от молодых поверхностных до старых, более глубоких). Это дало возможность проследить, как в борозде слой за слоем накапливались отложения. Затем исследователи проанализировали радиоактивность изотопа свинца-210 в слоях разной глубины залегания, измерив рентгеновское и гамма-излучение от образцов, и провели математические расчеты, чтобы определить возраст каждого из слоев. В результате выяснилось, что отложения, лежащие на глубине 15 сантиметров под современным слоем борозды, образовались в 2000-е гг., а на глубине 43 метра – в начале XX века.

👍 Учёные также использовали изотоп цезия-137, чтобы определить правильность определения временных интервалов, поскольку его высокие уровни указывают на периоды испытаний ядерного оружия (ЯО). Пик радиоактивности цезия-137 был обнаружен в слое 30-32 сантиметров и был связан с проведением испытания ЯО в 1963 г. Возраст же самых старых слоев, с которых началось осадконакопление в борозде сразу после ее образования, составил немногим более двухсот лет. Учёные тем самым пришли к выводу, что борозда образовалась около 1810 г., то есть во время Малого ледникового периода, который закончился в Арктике на рубеже XIX-XX веков.

🎙 «Предложенный подход позволил определить возраст крупнейшей борозды ледового выпахивания среди известных на шельфе Карского моря в районе Байдарацкой губы. Его можно использовать для обследования участков дна, на которых планируется прокладка трубопроводов, а также установка нефте- и газодобывающих станций. Поскольку из-за потепления климата в северных морях все чаще наблюдается активное разрушение ледников и дрейф отдельных айсбергов, эта методика даст дополнительную информацию для оценки безопасности хозяйственной деятельности в различных районах Арктики», — комментирует Осип Кокин, кандидат географических наук, младший научный сотрудник Геологического института РАН.
https://globalenergyprize.org/ru/2023/07/27/rossijskie-uchenye-predlozhili-novyj-sposob-obsledovanija-morskogo-dna-dlja-prokladki-nefteprovodov/

В 1992 году использование энергии ветра в Африке было равно нулю, 0%.
В 2022 году 7,6% энергия ветра в энергобалансе страны.
Для иллюстрации Канарские острова (Испания) на 26 июля 2023 года 22% доля ветра в энергобалансе.

В Африке сейчас «атомная лихорадка». Страны одна за другой заявляют о стремлении развивать ядерную энергетику, российский «Росатом» предлагает им такие проекты. Пример Европы, которая отказалась от атомной энергетики, слишком показателен.

Но кроме атомной энергетики, Россия может строить солнечные и ветровые станции, как инвестор, поставляя зелёную энергию странам континента.

Эти СЭС могут строиться из панелей, производимых в России, а ветропарки - на ветрогенераторах, производство которых должно начаться в нашей стране.

У нас огромный опыт строительства ГЭС различной мощности и этот опыт может использоваться также на инвестиционных началах.

Торговля СПГ достигла нового максимума

📈 Объём глобальной торговли сжиженным природным газом (СПГ) в 2022 г. увеличился на 5%, достигнув 1,45 млрд куб. метров в сутки (куб м./сут.), что является новым историческим максимумом. Ключевыми драйверами стали ввод новых мощностей по сжижению газа в США и рост спроса в Европе.

🇺🇸 Экспорт СПГ из США в 2022 г. увеличился на 16% (на 39 млн куб. м/сут.), достигнув 286 млн куб. м/сут. Благодаря запуску проекта Calcasieu Pass LNG мощностью 36 млн куб. м/сут. США в первой половине 2022 г. стали крупнейшим по величине экспортером СПГ. Однако во второй половине года страна утратила этот статус из-за пожара на заводе Freeport LNG мощностью 56 млн куб. м/сут, закрывшегося на ремонт на 8 месяцев.

👉 Вынужденный простой обернулся отменой танкерных отгрузок СПГ. Поэтому статус крупнейших стран-экспортеров СПГ сохранили за собой Катар и Австралия, поставки которых по итогам прошлого года достигли 294 млн куб. м./сут. и 291 млн куб. м/сут. соответственно.

🤔 Россия, Малайзия, Норвегия, Тринидад и Тобаго, Оман и Экваториальная Гвинея увеличили экспорт в общей сложности на 36 млн куб. м/сут., в то время как Алжир и Нигерия сократили его на 14 млн куб. м/сут. – сказалось падение добычи природного газа, который является сырьем для производства СПГ. По данным Energy Institute, добыча газа в Алжире в 2022 г. снизилась на 2,9% (до 270 млн куб. м/сут.), а в Нигерии – на 10,6% (до 110 млн куб. м./сут.).

💪 Страны ЕС и Великобритания по итогам прошлого года увеличили импорт СПГ на 73% (на 176 млн куб. м/сут.); основной прирост пришёлся на Францию, Великобританию, Испанию, Нидерланды и Бельгию, которые нарастили импорт на 151 млн куб. м/сут. Переориентация поставщиков СПГ на европейский рынок привела к снижению доступности газа для других регионов-потребителей: импорт СПГ в Азии сократился на 9% (на 90 млн куб. м/сут.), а в Латинской Америке – на 34% (на 22 млн куб. м/сут.). Впрочем, такая динамика была вызвана и другими факторами: например, Китай в 2022 г. нарастил поставки трубопроводного газа из России, а Бразилия заместила часть потребностей в газе за счет увеличения выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях.
https://globalenergyprize.org/ru/2023/07/27/globalnaja-torgovlja-spg-dostigla-novogo-istoricheskogo-maksimuma/

Какие страны больше всех зависят от угля

Хотя Китай и потребляет угля как половина всей планеты, в относительных числах больше всего от твердого топлива зависит Южная Африка со своими морально устаревшими ТЭС.

Нюансы кондиционирования

🇺🇸 Энергозатраты на кондиционирование офисных зданий сильно варьируются в зависимости от климата, говорится в исследовании Управления энергетической информации (EIA) Минэнерго США. Если в северных штатах США (Монтана, Северная Дакота) на охлаждение одного квадратного метра площади выходит в среднем 0,7 тыс. британских тепловых единиц (БТЕ) энергозатрат, то в южных штатах (Техас, Луизиана, Флорида) – 4,3 тыс. БТЕ.

👉 Авторы исследования сгруппировали все штаты США в пять климатических групп. Помимо двух упомянутых категорий, исследование охватывало штаты с «прохладным» климатом (Небраска, Айова), где удельные энергозатраты на кондиционирование помещений составляют 1,1 тыс. БТЕ на квадратный метр. В свою очередь, для штатов с мягким смешанным климатом (Кентукки, Вирджиния, Огайо) этот показатель составил 1,9 тыс. БТЕ на квадратный метр, а в штатах с теплым климатом (Джорджия, Алабама, Южная Каролина) – 2,6 тыс. БТЕ на квадратный метр.

🌡 Разница в климате также влияет на саму потребность в кондиционировании. Если в северных штатах США кондиционирование всех помещений осуществлялось только в 25% зданий, попавших в выборку исследования, то в южных штатах доля таких зданий составила 52%. Впрочем, вне зависимости от климата, большинство попавших в выборку зданий (98%) осуществляли кондиционирование с помощью электроэнергии. Меньшей популярностью пользовалось централизованное водоснабжение, которое можно использовать для понижения температуры.

🎚 Свыше половины компаний-владельцев обследованных зданий (55%) заявили об использовании модульных кондиционеров, которые также находят применение в быту. Другим распространённым типом установок является встроенный «климат-контроль»: в южных штатах о его использовании заявили 66% участников выборки, а в северных штатах – 48%.

⚡️ В целом, кондиционирование остаётся одним из основных драйверов энергоспроса. По данным EIA, в период с июня по август 2022 гг. выработка электроэнергии в США достигла 1217 тераватт-часов (ТВт*Ч), превысив уровень трех предшествующих месяцев (март-май 2022 г.) на 25% (970 ТВт*Ч), а трех последующих (сентябрь-ноябрь 2022 г.) – на 23% (988 ТВт*Ч).

https://globalenergyprize.org/ru/2023/07/27/kondicionirovanie-zdanij-v-zharkom-klimate-trebuet-v-6-raz-bolshe-jenergozatrat-chem-v-holodnom-issledovanie/

Слова классика

- Сегодня молодежи доступна любая информация. Но многим кажется, что для них уже не осталось крупных изобретений или открытий. Однако это не так. Мы ещё очень многого не понимаем об устройстве жизни и природы, и множество открытий еще только предстоит совершить. Мой совет молодежи таков: будьте любопытными и используйте свою энергию для формирования навыков, уверенности в себе и знаний, необходимых для совершения крупных открытий и создания прорывных изобретений, которые станут ключевыми в этом столетии. Мы еще очень многого не знаем. Инвестируйте в свое будущее с помощью обучения. Представьте себя в 35 лет и подумайте, над чем вы могли бы работать.

Акира Ёсино
https://globalenergyprize.org/ru/2019/12/01/akira-josino-yaponiya/

Самые интересные новости телеграм-каналов. Выбор «Глобальной энергии»

Традиционная энергетика
📌 Сырьевая игла: СМП загружен нефтяными танкерами, следующими в Китай
📌 Energy & Finance: Япония и Индия снимают ограничения на строительство новых атомных реакторов
📌 Нефтегазовая вертикаль: Petrobras получил рекордную за 5 лет добычу на месторождении Бузиос

Нетрадиционная энергетика
📌 Нефть и Капитал: Ветряки мигрируют на Восток
📌 Высокое напряжение: Норвегия прекращает стимулировать покупку электрокаров
📌 Экология | Энергетика | ESG: В Калифорнии каналы накроют солнечными панелями

Новые способы применения энергии
📌 Gas & Money: В России стали меньше майнить
📌 ШЭР: Посмотрите, какие крутые граффити углем на траве рисует французский художник Saype (видео)
📌 Суровый технарь: В Китае начали применять высокоточный лазер, который способен уничтожить сорняки (видео)

Новость «Глобальной энергии»
📌 Российские учёные предложили новый способ обследования морского дна для прокладки нефтепроводов

Дайджест «Глобальной энергии» за 24 - 29 июля.

👉 Выпуск по ссылке

📌 Российские учёные предложили новый способ обследования морского дна для прокладки нефтепроводов
📌 Глобальная торговля СПГ достигла нового исторического максимума
📌 «Росатом» готов поставлять африканским странам всю линейку современных реакторов
📌 Угольные рынки возвращаются к докризисной норме
📌 Протонные батареи: альтернатива литий-ионным аккумуляторам
📌Кондиционирование зданий в жарком климате требует в 6 раз больше энергозатрат, чем в холодном – исследование
📌 Восстановление спроса на нефтепродукты привело к росту загрузки китайских НПЗ
📌 Аляска может стать площадкой для строительства 1 800 ГАЭС

Цитата дня
«Имей мужество пользоваться собственным умом». © Иммануил Кант

Альтернатива ЛИА

🇦🇺 Мельбурнский королевский технологический институт (RMIT) и производитель автомобильных компонентов Eldor Corp. планируют коммерциализировать аккумуляторы, в основе которых лежат химические реакции с протонным обменом. Разработка, которая будет поэтапно масштабирована до уровня ватт, киловатт и мегаватт, может стать альтернативой литий-ионным аккумуляторам (ЛИА).

🔋 Новый аккумулятор использует в качестве накопительного электрода углеродный материал, который гораздо легче подвергается переработке, чем литийсодержащие аккумуляторы. Помимо углеродного электрода, в аккумуляторе используется так называемая обратимая протон-обменная мембрана (PEM). Соответственно, во время зарядки протоны (ионы водорода), извлекаемые из PEM, объединяются с электронами углеродного электрода. В результате происходит накопление электрического заряда, как и в обычном аккумуляторе. Тогда как при разряде протоны соединяются с кислородом, освобождая электроны, которые создают электрический ток.

💪 Эксперименты показали, что протонная батарея с активной площадью внутренней поверхности всего 5,5 квадратных сантиметров способна хранить столько же энергии на единицу массы, что и литий-ионные аккумуляторы. Масштабирование технологии позволит использовать новый вид батарей в быту, промышленности, электроэнергетике и на транспорте.
https://globalenergyprize.org/ru/2023/07/28/protonnye-batarei-alternativa-litij-ionnym-akkumuljatoram/

Угольные рынки возвращаются к норме

📈 Рынок энергетического угля постепенно возвращается к докризисной норме, при которой развивающиеся страны наращивают использование угля в электроэнергетике, тогда как развитые – сокращают. По данным Ember, выработка электроэнергии из угля в Китае по итогам первой половины 2023 г. возросла на 8% в сравнении с аналогичным периодом прошлого года, тогда как в ЕС – сократилась на 23%. В результате доля угольных ТЭС в структуре электрогенерации КНР выросла с 62% до 63%, а в ЕС – снизилась с 16% до 13%.

🇺🇸 Помимо ЕС, угольную генерацию сокращают и Соединённые Штаты. Согласно EIA, угольные ТЭС в США по итогам первых пяти месяцев 2023 г. уменьшили выработку электроэнергии на 29% в годовом выражении, а их доля в общей структуре электрогенерации снизилась с 20% до 15%. Сказываются консервация инфраструктуры угольных ТЭС. По данным Global Energy Monitor, в США в 2022 г. было выведено из эксплуатации 34 угольных энергоблока общей мощностью 13,5 гигаватта (ГВт). В свою очередь, в странах ЕС общая мощность угольных ТЭС в прошлом году снизилась на 2,2 ГВт, из них 600 мегаватт (МВт) приходилось на Францию, 552 МВт – на Германию, 300 МВт – на Грецию, а 733 МВт – на Испанию.

🇨🇳 Несколько иная ситуация характерна для Китая, который в 2022 г. обеспечил 59% глобального ввода мощности новых угольных ТЭС (26,8 ГВт из 45,5 ГВт). Правда, темпы строительства новых угольных электростанций в КНР замедляются: если в 2015 г. в стране было введено в эксплуатацию 66 ГВт мощности новых угольных ТЭС, в 2019 г. – 48,9 ГВт, то в 2022 г. – 26,8 ГВт. Ключевой причиной сокращения является усиление межтопливной конкуренции. По оценке Global Energy Monitor, на долю КНР в 2022 г. пришлось 26% глобального ввода газовых ТЭС (8 ГВт из 30,6 ГВт) и 24% ввода мощности атомных электростанций (3,4 ГВт из 14,1 ГВт).

👉 При этом в сегменте возобновляемой энергетики роль Китая является еще более высокой. По оценке IRENA, на долю КНР в 2022 г. приходилось 46% глобального прироста мощности ветровых и солнечных генераторов (123 ГВт из 266 ГВт). Поэтому темпы прироста угольной генерации в КНР в ближайшие годы, по всей видимости, будут замедляться.
https://globalenergyprize.org/ru/2023/07/27/ugolnye-rynki-vozvrashhajutsja-k-dokrizisnoj-norme/

Аляска создана для ГАЭС❓

🇺🇸 Ландшафт штата Аляска позволяет разместить около 1 800 новых гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Такой вывод сделали исследователи из Аргоннской лаборатории и Национальной лаборатории возобновляемой энергетики (NREL) США.

💪 По данным EIA, Аляска занимает четвёртое место среди штатов США по запасам и добыче нефти, а по запасам и добыче природного газа – третье и четвертое место соответственно. Благодаря высокой доступности сырья традиционные источники играют определяющую роль в местной электроэнергетике. Например, в 2022 г. на долю природного газа приходилось 42% электрогенерации штата, а на долю нефтепродуктов – 14% (по этому показателю Аляска уступает только штатам Гавайи и Нью-Йорк). Высокой остаётся и доля угольной генерации (12%), в том числе благодаря развитию новой инфраструктуры. Аляска является единственным штатом США, где после 2014 г. была построена угольная ТЭС.

👉 Основным потребителем электроэнергии является коммерческий сектор, на долю которого в 2022 г. приходилось 43% спроса; тогда как доля промышленности и жилищного сектора составила 23% и 34% соответственно. При этом к централизованной сети штата подключены лишь три четверти населения. Остальные жители вынуждены использовать дорогостоящие автономные источники: по оценке EIA, цены на электроэнергию в сельской местности в 4-6 раз превышают цены в городах.

💡Учёные из Аргоннской лаборатории и Национальной лаборатории возобновляемой энергетики предлагают решить эту проблему за счёт строительства ГАЭС. В отличие от обычных гидроэлектростанций, ГАЭС состоят из двух резервуаров с перепадом высоты: в ночные часы низкого спроса вода перекачивается из нижнего резервуара в верхний, откуда вода сбрасывается утром и вечером, когда потребление электроэнергии увеличивается.
https://globalenergyprize.org/ru/2023/07/28/aljaska-mozhet-stat-ploshhadkoj-dlja-stroitelstva-1-800-gajes/