💰 Глобальные инвестиции в строительство систем улавливания, хранения и утилизации углекислого газа (CCUS) на теплоэлектростанциях выросли более чем втрое в период с 2019 по 2023 гг. – с $210 млн до $682 млн соответственно. Однако по итогам прошлого года на их долю пришлось менее 0,1% инвестиций в развитие мировой энергетики.

👉 Коммерциализация технологий CCUS пока что находится примерно на том же уровне, что и технологии сжижения природного газа (СПГ) в 1960-е гг., когда начиналось строительство первых специализированных судов для морских перевозок СПГ.

Принципиальная схема автономной энергетической системы на основе интеграции с ВЦБ

👉 В развитие темы

📈 Из-за масштабного ввода ВИЭ и необходимости балансировки энергосистем в часы безветренной и пасмурной погоды накопление энергии стало одной из быстрорастущих отраслей энергетики, в том числе в США: если за первые пять месяцев 2022 г. в Штатах было введено в эксплуатацию 1,3 гигаватта (ГВт) накопителей энергии, а за аналогичный период 2023 г. – 0,9 ГВт, то за январь-май 2024 г. – 5,0 ГВт.

💪 По данным Управления энергетической информации (EIA), установленная мощность накопителей в США по итогам мая 2024 г. достигла 20,7 ГВт.

💪 Природный газ доминирует в энергобалансе России: по данным Минэнерго, в 2022 г. на долю газа приходилось 55% первичного потребления энергии в РФ, на долю нефти – 21%, а угля и «атома» – 11% и 7% соответственно (при доле ВИЭ в 6%, включая гидроэнергетику).

👉 Газ будет сохранять свое доминирующее положение в ближайшие четверть века: к 2050 г. на его долю будет приходиться 54% первичного потребления энергии в РФ, на долю нефти – 19%, а на долю угля и атома – 10% и 7% соответственно (при доле ВИЭ в 10%), согласно прогнозу «Яков и Партнеры».

Инвестиции в CCUS в электроэнергетике выросли втрое

💰 Глобальные инвестиции в строительство систем улавливания, утилизации и хранения CO2 (СCUS) в электроэнергетике увеличились более чем втрое в период с 2019 по 2023 гг., с $210 млн до $682 млн (в ценах 2023 года) соответственно, согласно экспертным оценкам. Ключевую роль в этом приросте сыграл Китай, где инвестиции в CCUS по итогам прошлого года достигли $560 млн.

👉Статистика инвестиций включает только теплоэлектростанции, где использование систем CCUS может обеспечить снижение выбросов от сжигания угля и газа. Согласно медианной оценке IPCC, средние выбросы парниковых газов на угольных ТЭС составляют 820 граммов CO2-эквивалента на киловатт-час (кВтч) электроэнергии, а на газовых ТЭС – 490 граммов CO2-эквивалента, что кратно выше аналогичного показателя для атомных реакторов (12 граммов CO2-эквивалента). Уменьшить выбросы можно за счет использования моноэтаноламина – бесцветной жидкости с легким аммиачным запахом, хорошо адсорбирующей углекислый газ, который затем извлекается из жидкости методом «осушки». Альтернативой является применение металлорганических каркасов (MOF) – кристаллических пористых материалов из ионов металлов, связанных между собой органическими молекулами. Поры MOF могут «впитывать» сторонние вещества, а при изменении температуры и давления – высвобождать их.

🤔 Технологии CCUS отличаются высокой капиталоемкостью. Если средняя стоимость ввода парогазовых установок комбинированного цикла – наиболее распространенного типа газовых ТЭС – составляет в США не более $1330 на кВт мощности, то при использовании систем CCS (без утилизации углекислого газа), позволяющих адсорбировать до 90% эмиссии углекислого газа, этот показатель увеличивается до более чем $3000 на кВт. Схожий прирост затрат характерен и для угольной генерации. По оценке EIA, удельные капзатраты «ультрасверхкритических» угольных ТЭС, отличающихся наибольшей эффективностью сжигания угля, составляют чуть более $4500 на кВт мощности, тогда как при использовании систем CCS этот показатель превышает $7100 на кВт, что сопоставимо со средними капзатратами на строительство атомных реакторов.

🤔 Высокие капзатраты сдерживают коммерциализацию технологий CCUS. По оценке МЭА, на долю улавливания, утилизации и хранения CO2 в 2023 г. пришлось лишь 0,02% глобальных инвестиций в развитие мировой энергетики. Проблемой остается и ограниченность рынков сбыта. Наиболее эффективным методом утилизации углекислого газа является обратная закачка в пласт, позволяющая повысить нефтеотдачу. Этот метод, как правило, используют нефтяные компании, которые не закупают для этой цели углекислый газ у сторонних поставщиков. Альтернативой является производство газированных напитков и использование CO2 для охлаждения реакторов. Однако рынок этих технологических решений остается достаточно узким.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/06/13/investicii-v-ispolzovanie-ccus-v-jelektrojenergetike-vyrosli-vtroe/

💰 Глобальные инвестиции в развитие ВИЭ выросли более чем вдвое в период с 2015 по 2023 гг. – c $343 млрд до $735 млрд (в ценах 2023 г.), а их доля в структуре капзатрат на развитие мировой энергетики – с 14% до 25% соответственно.

👉 Для сравнения: глобальные инвестиции в добычу, переработку, транспортировку и хранение нефти и газа по итогам 2023 г. достигли в общей сложности $840 млрд, а их доля в мировой структуре капзатрат – 28%.

Минутка ликбеза

🛢 Динамику мировой добычи нефти можно отобразить в двух показателях:

1️⃣ Первый отражает добычу нефти, газового конденсата и всех прочих жидких углеводородов, которые используются, в том числе, для производства сжиженных углеводородных газов (СУГ) – пропана, бутана и пропан-бутана.

2️⃣ Второй показатель отражает добычу только нефти, без газового конденсата и прочих жидких углеводордов.

👉 Мировая добыча нефти в мае 2024 г. составляла 76,3 млн баррелей в сутки (б/с), а добыча газового конденсата и всех прочих жидких углеводородов – 25,9 млн б/с, согласно данным Управления энергетической информации (EIA).

🇷🇺 Для сравнения: добыча нефти в России в мае 2024 г. составляла 9,2 млн б/с, а с учетом газового конденсата и прочих жидких углеводородов – 10,4 млн б/с.

📈 Глобальный импорт СПГ в 2023 г. увеличился на 2,1%, а в абсолютном выражении – на 8 млн т (до 401 млн т), следует из данных Международной группы импортеров сжиженного природного газа (GIIGNL).

💪 Наибольший прирост импорта в 2023 г. был характерен для Китая (+7,2 млн т), Германии (+5,0 млн т) и Нидерландов (+4,5 млн т), а наибольшее сокращение – для Японии (-7,0 млн т), Великобритании (-4,3 млн т) и Франции (-3,1 млн т).

Проблемы с химическими процессами воздушно-цинковых элементов

🔋 Воздушно-цинковая батарея состоит в основном из 4 основных компонентов:
📌 пористого цинкового анода,
📌 пористого кислородного катода с катализатором,
📌 сильнощелочного электролита,
📌 и ячеистого сепаратора.

👉 Кислород поступает через газодиффузионный электрод и каталитически восстанавливается на слое катализатора путём переноса электронов из цепи. Эти электроны поступают от анода элемента, где металлический цинк окисляется до состояния Zn2+. Кислород реагирует с водой, восстанавливаясь до ионов OH. Они затем переносятся через растворэлектролита к цинковому аноду, где вступают в реакцию с металлическим цинком с образованием цинката. Затем ион цинката подвергается разложению до ZnO в растворе.

🤔 Как видно, в ходе трёхэтапного цикла не регенерируется только диффундирующий из атмосферы O2. Теоретический потенциал для полного процесса составляет 1,65 В. Но из-за низкой кинетики реакции обычно наблюдается большая поляризация.

🎥 Новое видео на нашем канале❗️

👍 Петербургский международный экономический форум – ключевое событие в деловой жизни России, и прошедший ПМЭФ-2024 не стал исключением.

💪 В рамках ПМЭФ-2024 ассоциация «Глобальная энергия»:

📌 Провела три тематические сессии:
✔️ «Будущее рынка нефти и газа: перспективы глобального спроса и планы производителей»
✔️ «Россия — Латинская Америка»
✔️ «Вода дороже золота»

📌 Подписала соглашение о сотрудничестве с Ассициацией развития возобновляемой энергетики (АРВЭ);

📌 Представила доклад «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет», который вызвал неподдельный интерес у президента Боливии Луиса Арсе.

👉 Подробности – в нашем видео

Слова классика

- Если говорить языком теплофизики, в чём главное преимущество водорода? При сжигании любого органического топлива работает термодинамика обратимых процессов, где максимальный теоретический КПД, определяемый как разница верхней температуры пара минус температура окружающей среды, делённая на нижнюю температуру, для комбинированного цикла газ-пар составляет 55 процентов максимум. А при использовании водородных топливных элементов работает совсем другая термодинамика - необратимых процессов, тут уж КПД может достигать 95 процентов.

Владимир Накоряков
https://globalenergyprize.org/ru/2019/12/01/vladimir-nakoryakov-rus/

Бензин из пластика

🇷🇺 Учёные из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) создали установку, использующую воду в состоянии флюида для получения нефтепродуктов из отработанных пластмасс. Новация может стать альтернативой дроблению, компостированию и сжиганию пластика.

👉 Вода в обычном состоянии не обладает достаточными свойствами для разложения пластика. Чтобы снять это ограничение, авторы исследования поместили воду в замкнутую систему, нагрели до 373 градусов Цельсия и сжали под давлением свыше 217 атмосфер. В таких условиях вещество достигло критической точки и перешло в состояние флюида, одновременно оставаясь жидкостью и газом. Это позволило не только разрушать самые сложные химические цепочки промышленных отходов, но и не давать им склеиваться обратно, создавая еще более сложные отходы. В результате вода в ходе эксперимента стала эффективным и и при этом экологически чистым растворителем.

🎙 Новый подход не требует предварительной сортировки и очистки сырья и позволяет получать «на выходе» готовый товар. «Существующие технологии переработки пластика, например, за счет горения, позволяют получать очищенные вторичные гранулы, в то время как результат нашего решения – исходный нефтепродукт, который может быть использован для производства топлива. Предлагаемое решение разделяет сложные отходы на простые составляющие, для них не требуется отдельный рынок сбыта, как в случае со вторичным сырьем. На выходе получаются различные виды топлива: бензин, керосин, дизель, суммарно до 85% от общего объема исходного сырья», – комментирует научный руководитель проекта Олег Иванов.

👍 Нефтепродукты – далеко не единственный вид сырья, который можно получить путем переработки пластика. Еще одним таким продуктом является водород: для этого пластиковые отходы измельчаются и размещаются в специальную термическую камеру, где под действием высоких температур мелкие кусочки превращаются в вязкий сплав, который затем испаряется в синтез-газ, являющийся смесью метана, водорода и окиси углерода. После осушки синтез-газ можно использовать для выработки электроэнергии, а также производства водорода с помощью паровой конверсии. Такое решение предложила компания Powerhouse Energy.
https://globalenergyprize.org/ru/2024/06/14/benzin-iz-plastika-novyj-sposob-utilizacii-promyshlennyh-othodov/

Китай совершил прорыв в разведке сланцевого газа

Компания Sinopec пробурила в провинции Сычуань скважину на глубину 6666 метров в слоях кембрийского периода. Объем газа, добываемого за сутки, здесь превысил 3 млн куб. м.

Еще одну скважину компания пробурила на глубину 5850 м, ежедневная добыча газа на этом объекте составила 826 тысяч куб. м.

В Sinopec отметили, что удалось получить рекордный объем сланцевого газа из слоев кембрийского периода. Это имеет большое значение для увеличения добычи этого вида топлива в Китае.

В октябре 2022 года корпорация впервые провела успешную разведку сланцевого газа в породах кембрийского периода. Китай стал третьей страной мира после США и Канады, которая ведет коммерческую разработку этого вида топлива.

@geonrgru | YouTube | @chinesepanorama

💪 Лидерами по приросту экспорта сжиженного природного газа (СПГ) в 2023 г. стали США (+8,9 млн т), Алжир (2,9 млн т) и Мозамбик (+2,6 млн т), а по его сокращению – Нигерия (-1,5 млн т) и Египет (-3,4 млн т), согласно данным Международной группы импортеров СПГ (GIIGNL).

Металлорганические полимеры упростят получение гелия

🇷🇺 Учёные из Института катализа Сибирского отделения (СО) РАН провели скрининг более 10 тыс. вариантов металлорганических координационных полимеров, которые используются для получения гелия из природного газа. Исследование позволило определить материалы, которые будут наиболее эффективны для мембранного разделения газа на азот, метан и гелий.

👉 Гелий – второй по распространённости газ во Вселенной после водорода, его массовая доля составляет 24–25%. Однако концентрация этого газа в атмосфере Земли очень мала – не более 0,0005%. Поэтому основным источником промышленного получения гелия является природный газ, для переработки которого используются криогенный, адсорбционный и мембранный методы. Криогенный способ сводится к разделению газа на компоненты – азот, метан, этан, пропан, бутан и гелий – при экстремально низких температурах. В свою очередь, адсорбционный способ предполагает фильтрацию гелий-содержащей газовой смеси через колонку с адсорбентом, в результате чего последний «впитывает» примеси (в том числе гелий), а на выходе получается «чистый» газ. Наконец, при мембранном разделении газа используются мембраны, которые либо задерживают примеси (азот и метан) и пропускают только гелий, либо пропускают примеси, оставляя гелий на входе.

👍 Перспективными материалами для получения гелия являются металлорганические координационные полимеры (МОКП). Они представляют собой пористые материалы, состоящие из металлических кластеров, соединенных между собой органическими структурными единицами. Комбинирование МОКП позволяет получать различные кристаллические структуры, в пористом пространстве которых происходит разделение газа. Таких комбинаций — десятки миллионов. Ученые из Института катализа СО РАН провели скрининг десяти тысяч вариантов соединений, чтобы определить, какие параметры влияют на эффективность МОКП.

🎙 «По результатам скрининга нам удалось выделить шесть структурных дескрипторов, которые влияют на эффективность материала в процессе как адсорбционного, так и мембранного газоразделения гелий-содержащих смесей. Это лимитирующий размер пор, наибольший диаметр полости, доступная площадь поверхности, доступный объём пор, плотность и пористость. И если наша структура попадает в этот диапазон, то можно ожидать, что она будет крайне эффективна для выделения гелия», – комментирует научный сотрудник отдела материаловедения и функциональных материалов Иван Гренёв.

💪 Большинство международных исследований посвящены поиску мембранных материалов, селективных по гелию, однако при этом на втором плане остаётся обратный процесс – селективность по азоту и метану, когда мембрана пропускает их, задерживая нужный газ. Исследование Института катализа СО РАН продемонстрировало, что металлорганические полимеры, которые одновременно являются селективными по метану и азоту, более перспективны, чем материалы, селективные по гелию.
https://globalenergyprize.org/ru/2024/06/14/metallorganicheskie-polimery-uprostjat-poluchenie-gelija/