Год угольщика

Российские угольные компании дождались лучшей конъюнктуры рынка с 2008 года. Цены на энергетику и коксующийся уголь на максимумах с 2008 года: в Европе более 120 долл за тонну энергетики, в Азии от 130 долл. В ответ российские угольные компании нарастили производство на 10%, экспорт более чем на 17%.

Если раньше низкокачественные марки угля сжигались в топках на российских электростанциях, а на экспорт шел в основном высококалорийный уголь, то теперь цены на столько   высоки, что экспортировать выгодно даже бурый уголь. И если восточное направление и так было забито вагонами с углем, то теперь, после нескольких лет стагнации наблюдается бум поставок и на западном.

Для угольных компаний – этот год станет лучшим как минимум за 13 лет.

ВУТ как перспективное ноу-хау

Помимо микроугля другая заманчивая технология базируется на водоугольном топливе (ВУТ), когда в топочной камере уголь сжигается в виде смеси с водой. ВУТ представляет собой вязкую суспензию, которая на 65% состоит из угля, а остальное – из воды с небольшой добавкой пластификатора с целью снижения вязкости и скорости оседания твердых частиц. Суспензия может храниться без расслоения в течение месяца.

«ВУТ был предложен довольно давно, и основная идея состояла в том, чтобы не перевозить уголь по железной дороге, а гнать по трубе на станцию. Нами развита новая концепция и полностью отработана новая технология сжигания, что защищено более чем 20 патентами, включая международные», – ранее рассказывал Сергей Алексеенко, лауреат премии «Глобальная энергия» - 2018.

В 2015 году в Кемерове была построена опытная котельная мощностью 2 МВт, работающая на аналоге водоугольного топлива – жидком кеке, который является побочным продуктом процессов углеобогащения. Сравнительно недавно был подготовлен к пуску котёл мощностью 10 МВт, планируемый в качестве базового источника энергии для малой энергетики.

Приведённые примеры с микроуглём и ВУТ – хороший ответ на вопрос, какой будет энергетика будущего. Она будет разнообразной.

Вице-премьер РФ Александр Новак на совещании президента РФ Владимира Путина с членами правительства представил промежуточные итоги реализации программы газификации.

Собрали для вас ретроспективу и главные новости: https://telegra.ph/Soveshchanie-Vladimira-Putina-s-Pravitelstvom-RF-ot-070721-doklad-Aleksandra-Novaka-o-realizacii-programm-gazifikacii-07-07

Цифровые двойники. Рассказывает учёный

- Одним из современных трендов цифровизации, получивших уже достаточно широкое распространение в мире, являются Цифровые двойники (ЦД) (Digital Twin) и цифровые тени (Digital Shadow). Концепцию цифровых двойников (Digital Twin) относят к числу базовых элементов высокотехнологичной и интеллектуальной системы управления в контексте четвертой промышленной революции. Согласно данным института Гартнера, тенденции развития технологий цифровых двойников находились на пике «завышенных ожиданий» в период 2018-2019 гг., а активное развитие этой технологии прогнозируется в предстоящие 5-10 лет.

Развитие идеи цифрового двойника имеет определённую историю, в формирование которой внесли вклад ряд авторов. Вместе с тем, большинство авторов сходится во мнении, что первоначально концепция ЦД была озвучена Майклом Гривсом на PLM (Product Lifecycle Management) курсе в Мичиганском университете в начале 2002 г. и позднее, в 2003 г. была представлена на конференции по PLM. По сути – это концепция взаимодействия физического объекта/системы в реальном мире с его цифровой копией в виртуальном мире через информационные связи между ними.

В технологическую структуру физического объекта/системы встраиваются датчики для сбора информации об его состоянии в реальном времени. Цифровая модель на основании этой информации уточняется и прогнозирует поведение физического объекта/системы. Суть концепции состоит в том, что каждый объект/систему можно представить в виде физической и виртуальной системы, так что виртуальная система отображает физическую, и наоборот.

Уровень технологий в то время не позволил реализовать в полной мере эту концепцию, интерес к этой тематике возрос в последние годы. По интенсивности исследований в этой области (согласно количеству научных публикаций, содержащихся в базе данных Scopus), РФ занимает 5-е место в мире (после США, Германии, Китая и Соединенного Королевства), а по степени востребованности ЦД-технологии в России – на втором месте.

Валерий Алексеевич Стенников, директор Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения РАН, член-корреспондент РАН

Из второго ежегодного доклада «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»

Планируемые кластеры улавливания промышленного углерода в агломерациях Тиссайд и Хамберсайд (Великобритания)

Они предназначены для объединения нескольких промышленных предприятий и электростанций общей инфраструктурой улавливания, транспортировки и утилизации двуокиси углерода. Целью является снижение стоимости установки систем улавливания углерода в двух подкластерах посредством использования общих хранилищ в Северном море.

В агломерации Тиссайд существуют многочисленные химические и производственные предприятия, нефтеперерабатывающие заводы и другие промышленные площадки, включая крупный завод по производству водорода. В агломерации Хамберсайд находится тепловая электростанция Дракс, водородные, металлургические, химические и цементные заводы. На начальном этапе не все они объединяются в одну сеть, однако планируется, что по мере снижения технологических рисков и роста спроса, число предприятий, включаемых в сеть по улавливанию выбросов диоксида углерода, будет увеличиваться.

«Газпром» - для газификации Курил

«Газпром» в 2023 году планирует приступить к строительству на Сахалине завода компримированного и сжиженного природного газа (КПГ и СПГ) для газификации отдаленных территорий региона, в том числе Курильских островов. Об этом договорились губернатор Сахалинской области Валерий Лимаренко и заместитель председателя правления «Газпрома» Виталий Маркелов.

Новое производство будет перерабатывать сырье проекта «Сахалин-2». С помощью специальных автомобилей и судов продукцию завода начнут доставлять потребителям. Топливо, вновь перешедшее из жидкого в газообразное состояние, пойдёт по трубам на электростанции и котельные в населенных пунктах.

Программа газификации Сахалинской области на 2021-2025 годы предусматривает строительство около 1,2 тыс. км газопроводов, газификацию свыше 35 тыс. домов и более 150 предприятий и котельных. Для удалённых районов предусмотрена автономная газификация за счет сжиженного природного газа. К 2025 году Сахалин планируется полностью газифицировать. В настоящее время уровень газификации равен 40%.
https://globalenergyprize.org/ru/2021/07/07/gazprom-postroit-na-sahaline-zavod-po-proizvodstvu-kpm-i-spg-dlya-gazifikacii-kuril/

🧮«Серый» водород в России стоит доллар за кг, «зелёный» – в 10 раз дороже

Стоимость выпуска «серого» водорода, произведённого из ископаемого топлива без улавливания углекислого газа, составляет в России 1-2 доллара за килограмм, заявил замглавы Минпромторга Михаил Иванов. Цена «зелёного» водорода, получаемого с помощью электролизеров, составляет около 10 долларов, сказал он.

В свою очередь, замглавы Минэнерго Павел Сорокин заявил, что министерство прогнозирует взрывной рост спроса на водород в мире после 2030 года. Сейчас водород практически не фигурирует в мировом энергобалансе, а к 2050 году может составить от 7 до 16%, считают в Минэнерго. «В целом можно ориентироваться к 2050 году на объём рынков примерно 400-500 миллионов тонн», — полагает Павел Сорокин.
https://globalenergyprize.org/ru/2021/07/07/seryj-vodorod-v-rossii-stoit-dollar-za-kg-zelenyj-v-10-raz-dorozhe/

Производство аммиака с применением процесса Габера–Боша

Тему продолжим завтра ➡️

«Россети» начали реконструкцию центра питания южного Кузбасса, где будет внедрено уникальное серверное решение

Подстанция 110 кВ «Бенжереп-2» снабжает электроэнергией потребителей Новокузнецкого района, а также участвует в обеспечении связей с Алтайской энергосистемой.

В ходе реконструкции фактически будет построен новый объект – технологичный, высокоавтоматизированный, надежный. Практически все оборудование заменят на современное, включая цифровые измерительные трансформаторы. Самое главное – на этой площадке энергетики «Россети Сибирь» внедрят результаты НИОКР по разработке единой серверной платформы для подсистем подстанции 35-110 кВ с использованием средств виртуализации.

Новое решение позволит:
📍 Обрабатывать на одной платформе данные из разных источников – начиная от АСУТП (не менее трёх тысяч сигналов), интеллектуальной системы учета электроэнергии, диагностики оборудования, до систем охранно-пожарной сигнализации и видеонаблюдения. Сейчас для этого применяются несколько платформ.
📍 Обеспечить независимость и стабильность вычислительных процессов с помощью средств виртуализации.
📍 Сократить объем и стоимость необходимого оборудования подсистем не менее чем в 2 раза (при тиражировании).

В 2020 году оборудование единой серверной платформы прошло испытания. «Бенжереп-2» стала первой подстанцией России, где начался этап внедрения результатов данной НИОКР.

Цифровой двойник. Концепция

- Она непосредственно опирается на понятие цифровой модели. Цифровая модель, по сути, компьютерная программа, способная с определенной точностью рассчитывать характеристики поведения реального объекта в различных условиях внешней среды – как наблюдаемых, так и гипотетических. Достоинство цифровой модели состоит в том, что она позволяет ставить над объектом/системой виртуальные эксперименты, что особенно важно в ситуациях, когда реальный эксперимент неприемлемо дорог, невозможен или даже опасен. Это в полной мере относится к исследованиям пространственно распределенных, структурно и организационно сложных системам энергетики.

Цифровой двойник относительно цифровой модели является более ёмким информационным инструментом, поскольку включает в себя одну или несколько взаимосвязанных цифровых моделей, а также наборы данных, необходимых для их работы, часто получаемых в режиме времени, близком к реальному, непосредственно с реального объекта энергетики.

Еще более общим является понятие «цифрового образа», который, помимо моделей и данных объекта техники/системы, включает в себя поведенческие и когнитивные модели связанной с ним человеческой деятельности (например, операторов оборудования, административного персонала). Цифровые образы – основа для создания систем поддержки принятия решений нового поколения.

Применительно к энергетике Цифровой двойник – это реальное отображение всех компонентов объекта/системы в жизненном цикле с использованием физических данных, виртуальных данных и данных взаимодействия между ними, то есть ЦД создает виртуальный прототип реального объекта/системы, с помощью которого можно проводить эксперименты и проверять гипотезы, прогнозировать поведение объекта/системы и решать задачи управления его жизненным циклом.

Валерий Алексеевич Стенников, директор Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения РАН, член-корреспондент РАН
https://yangx.top/globalenergyprize/966

К посту выше 👆

Структурная схема цифрового двойника

По итогам 2021 цена газа на Henry Hub вырастет почти на 60%

С начала июля фьючерс на природный газ с привязкой к Henry Hub, ключевому хабу Северной Америки, ни разу не опускался ниже отметки $3,5 за миллион британских тепловых единиц (БТЕ), следует из данных Чикагской товарной биржи. Это самый высокий ценовой уровень с декабря 2018 года, не считая короткого февральского скачка из-за холодов в Техасе.

Цены на Henry Hub растут и в споте: по итогам 2021 года их средний двенадцатимесячный уровень ($3,22 за миллион БТЕ) превысит значения 2020 года почти на 60% ($2,03 за миллион БТЕ) – таков прогноз Управление энергетической информации Минэнерго США (EIA).

📈Росту цен содействует посткризисное восстановление газового спроса: по итогам 2021 года, по прогнозу EIA, потребление газа в американской промышленности увеличится на 1,2%, а в жилищном и коммерческом секторах – на 5,1% и 7,3% соответственно.

🛢Тот же эффект возымело и отставание от прошлогоднего графика заполнения подземных хранилищ (ПХГ): к концу июня в американских ПХГ находилось 2,56 трлн куб. футов газа – на 17% меньше, чем год назад, и на 5%, чем в среднем за 2016-2020 гг.

💵Наконец, сказывается и рост экспорта: по итогам 2021 года суммарный экспорт трубопроводного и сжиженного природного газа увеличится на 27%, до 18,3 млрд куб. футов в сутки, следует из прогноза EIA.
https://globalenergyprize.org/ru/2021/07/08/po-itogam-2021-goda-srednyaya-cena-gaza-na-henry-hub-vyrastet-pochti-na-60/

ЕС - налог на углеродное авиатопливо

Евросоюз может ввести новый сбор - на углеродное авиатопливо для регулярных пассажирских перевозок. По мнению властей, действующая политика, не предполагающая такого налога, не соответствует нынешней климатической ситуации и намерениям сократить вредные выбросы. Налогом не будут облагаться авиакомпании, использующие экологически чистое топливо, в том числе водород и биотопливо.

По данным Reuters, ЕК может 14 июля предложить ввести такой налог для авиакомпаний в пределах ЕС. Действовать он начнет с 2023 года, постепенно повышаясь до 2033 года. Между тем, эксперты предупреждают, что подобный налог может привести к росту стоимости билетов. Более экологичное топливо стоит значительно дороже, чем традиционный авиакеросин, поэтому сейчас на него приходится лишь около 1% потребления авиатоплива в регионе.

https://globalenergyprize.org/ru/2021/07/08/es-mozhet-vvesti-nalog-na-uglerodnoe-aviatoplivo/

Аммиак – симбиоз с водородом

- Производство большого количества обезуглероженного водорода даёт возможность заняться другими производственными процессами, сопровождающимися обильным выделением двуокиси углерода, которые могут использовать «голубой водород» непосредственно как химическое сырье (а не топливо для сжигания).

Отличным примером является аммиак, который обычно производится с использованием процесса Габера–Боша. В этом процессе водород соединяется с азотом (полученным из окружающего воздуха) при высокой температуре и под высоким давлением с участием железного катализатора, в результате чего получается аммиак. Сам по себе аммиак является сырьём для различных производственных процессов, включая производство удобрений, газообразных холодильных агентов, очистку воды, производство пластмасс, взрывчатых веществ, тканей, пестицидов, красителей и других химических веществ.

В настоящее время основным потребителем аммиака является производство удобрений для сельского хозяйства. Непосредственное объединение производства удобрений с сетями улавливания диоксида углерода позволяет снизить выбросы СО2 на 77,5% без ухудшения или изменения качества конечного продукта. В сельском хозяйстве, помимо выбросов двуокиси углерода, серьёзную проблему представляют выбросы парниковых газов; таким образом, при распространении энергосбережения по всей цепочке снабжения в показателях выброса парниковых газов на тонну продукции за весь жизненный цикл, выбросы от производства риса и пшеницы могут быть сокращены, соответственно, на 4,6–7,3% и 16,0–17,3%.

Эндрю Смоллбоун, директор Информационной сети по декарбонизации теплоснабжения и охлаждения, Служба охраны окружающей среды Комиссии по регулированию, Даремский университет

Слова классика

- Очень важно, чтобы люди разговаривали. Однако, когда вы становитесь старше, делать это становится всё труднее, потому что многие ваши коллеги и друзья уходят. Это часть жизни, и вы не можете уйти от неё. Но это заставляет вас понять, какой большой ценностью была возможность обращаться за советом к своим друзьям и коллегам, пока они еще были живы. Так что успейте говорить с ними, пока еще есть время.

Джеффри Хьюитт
https://globalenergyprize.org/ru/2019/12/01/dzheffri-hjuitt-velikobritaniya/

Продолжение темы: ЦД в энергетике

В отрасли наибольшее распространение получили три определяющих типа цифровых двойников:

1️⃣Двойник-прототип (Digital Twin Prototype, DTP). Это виртуальный аналог реально существую щего объекта/системы. Он содержит информацию, которая описывает определённый объект и систему в целом на всех стадиях – начиная от требований, предъявляемых к производству и технологическим процессам при эксплуатации, заканчивая требованиями к утилизации элемента.

2️⃣Двойник-экземпляр (Digital Twin Instance, DTI). Содержит в себе информацию по описанию элемента (оборудования), то есть данные о материалах, комплектующих, информацию от системы мониторинга оборудования.

3️⃣Агрегированный двойник (Digital Twin Aggregate, DTA). Объединяет прототип и экземпляр, то есть собирает всю доступную информацию об оборудовании, объекте или системе.

https://yangx.top/globalenergyprize/973

Аммиак в ДВС

Ещё одной возможностью применения аммиака является использование его в качестве транспортного топлива, или, в более широком смысле, как энергоносителя для водорода. Аммиак переносит водород, связанный с азотом, и, как углеводород, может храниться и транспортироваться в жидкой форме. Его энергоемкость выше, чем у ионнолитиевых батарей и даже у сжатого водорода.

Кроме того, в двигателе внутреннего сгорания, даже в дизельном, аммиак сгорает без образования двуокиси углерода, вследствие чего он представляет интерес для секторов транспорта, которому требуется большая мощность и способность покрывать большие расстояния, таких как морской и грузовой транспорт. С помощью интеграции производства аммиака в кластер по извлечению диоксида углерода можно снизить его выбросы двуокиси углерода из аммиака, извлечённого из природного газа, на 68,4%.
https://yangx.top/globalenergyprize/977

💰Как ЕС будет взимать углеродный сбор?

14 июля Евросоюз разъяснит порядок действия трансграничного углеродного корректирующего механизма (Carbon Border Adjustment Mechanism, CBAM). Упрощённо говоря - углеродного сбора, который будут уплачивать поставщики сырья и промышленной продукции из стран, не входящих в состав ЕС.

Документы, проясняющие механизмы углеродного налогообложения, будут представлены Еврокомиссией в ближайшую среду. Однако издание Euractiv уже опубликовало их черновой вариант, позволяющий сделать первые выводы о том, как будет взиматься углеродный сбор.

📌 Механизм CBAM пока что не затронет ключевые статьи российского сырьевого экспорта – нефть, газ, уголь, нефтехимию и нефтепродукты. Его действие будет распространено лишь на производителей стали, алюминия, удобрений, электроэнергии и цемента. Правда, Еврокомиссия оставила за собой право расширить этот список в дальнейшем. «Постепенно все отрасли производства и все промышленные предприятия будут вовлечены в процессы декарбонизации», – полагает Анатолий Золотухин, руководитель Института арктических нефтегазовых технологий РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. По его мнению, «важно будет соблюсти принцип справедливости, при котором углеродный сбор будет пропорционален энергоемкости производства».

📌 Фактически являясь продолжением Европейской системы торговли углеродными единицами (EU ETS), механизм CBAM не будет распространен на те страны, которые являются ее участниками, но не входят в состав ЕС – Исландию, Лихтенштейн, Норвегию и Швейцарию. Открытым остаётся статус Великобритании: учитывая выход из состава ЕС, пока не ясно, будет ли ее собственная система торговли углеродными единицами интегрирована с EU ETS. «Механизм CBAM призван не только стимулировать страны-производителей модифицировать производство путем снижения углеродоёмкости своей продукции, но и не допустить потери конкурентоспособности европейских производителей из-за широкомасштабного климатического регулирования в ЕС и его отсутствия за рубежом», – констатирует Анатолий Золотухин.

📌 В ЕС будет создан регулятор, который станет сертифицировать поставщиков «углеродоёмкой» продукции: ежегодно к 31 мая производители будут предоставлять ему данные об объеме поставок стали, алюминия, удобрений, электроэнергии и цемента в ЕС за предшествующий год и количестве сопряженных с этим выбросов CO2.

📌 На каждую тонну выбросов CO2 компания-поставщик должна будет приобрести сертификат CBAM, стоимость которого будет привязана к цене углерода на бирже EU ETS – с июля 2020 года по июль 2021-го она выросла вдвое, c $28 до $57 за тонну.

📌 Компаниям, которые будут предоставлять недостоверные данные по выбросам CO2, будет грозить штраф, пропорциональный трехкратной закупке необходимого количества сертификатов.

📌 Черновая конфигурация CBAM не предполагает каких-либо льгот для развивающихся стран – это грозит для них потерей конкурентоспособности, заключает Анатолий Золотухин.

В 2019 году, по подсчётам лондонского Центра европейских реформ, на долю России приходилось чуть более $8 млрд. европейского импорта стали, алюминия, удобрений, цемента и электроэнергии, тогда как на долю Турции – чуть более $5 млрд., а на долю Китая – менее $4 млрд.
https://globalenergyprize.org/ru/2021/07/09/kak-es-budet-vzimat-uglerodnyj-sbor/

Youtube-канал «Глобальной энергии»
Компетентно и увлекательно о важнейшей отрасли. Энергопереход, улавливание СО2, цифровые двойники, плавучие солнечные электростанции и проч.
Подписывайтесь и узнавайте о передовых научных разработках и прорывных решениях!
https://www.youtube.com/channel/UC2kDRR8faOi7eELLnLEEjTg