💪 Электроэнергетика, промышленность и жилищный сектор остаются крупнейшими потребителями природного газа: по итогам 2024 г. на их долю будет приходиться в общей сложности 75,8% глобального спроса, согласно прогнозу Rystad Energy.

👉 Доля всех прочих секторов – в том числе транспорта и сферы услуг – по итогам нынешнего года составит 24,2%.

🚗 В 2022 г., под влиянием роста цен, расходы автовладельцев и домохозяйств в США на закупку автомобильного топлива, газа, электрической и тепловой энергии увеличились на 22%, превысив в общей сложности $1,7 трлн.

💸 Однако в реальном выражении расходы все равно были ниже показателей 2008 и 2011 гг., когда цены на мировых рынках находились на многолетних максимумах – как из-за скачка энергоспроса в Восточной Азии, так и восстановительного роста после завершения первого этапа глобального финансового кризиса.

Водород и монооксид углерода могут упростить получение углеродных нанотрубок

🇷🇺 Использование газообразного водорода и монооксида углерода может кратно повысить эффективность производства одностенных углеродных нанотрубок – материала для изготовления солнечных батарей, светодиодов и детекторов токсичных газов. Такой вывод сделали ученые из Сколковского института науки и технологий (Сколтех).

🤔 Исходным материалом для производства углеродных нанотрубок является графен – плоская сеть из атомов углерода, имеющая геометрию пчелиных сот. С точки зрения структуры, углеродная нанотрубка представляет собой лист графена, свернутый в бесшовный полый цилиндр. Однослойные и многослойные нанотрубки производятся в виде порошка, волокон и тонких пленок. Они различаются по длине, диаметру и хиральности, то есть степени «смещения» сотового рисунка. Эти параметры влияют на свойства углеродных нанотрубок. Например, от хиральности зависит электропроводность, имеющая особое значение для прозрачных электронных и оптических устройств (лазеров, светодиодов, солнечных элементов).

👉 Основной технологией для производства тонкопленочных одностенных углеродных нанотрубок является химическое осаждение из газовой фазы (CVD) – процесса, который используется для получения высокочистых твердых материалов. Одной из вариаций химического осаждения из газовой фазы является аэрозольный CVD, который позволяет получить нанотрубку в один этап: в высокотемпературный реактор подается поток из газообразного углеродного сырья (углеводородов, монооксида углерода, этанола) и предшественника катализатора, в частности, ферроцена – предшественника наночастиц железа. Под воздействием высокой температуры предшественник катализатора распадается на каталитические наночастицы, в результате чего происходит разложение источника углерода. Углерод осаждается на поверхности частиц, после этого начинают формироваться нанотрубки, которые после фильтрации образуют двумерную сетку – тонкую пленку однослойных углеродных нанотрубок.

👍 Для ускорения роста нанотрубок исследователи, как правило, вводят в CVD-реактор углекислый газ, воду и соединения серы, которые, в том числе, обеспечивают повышение каталитической активности. Ученые Сколтеха попробовали использовать в качестве ускорителя водород. «В предыдущих работах было установлено, что ввод водорода в среду монооксида углерода может запустить дополнительную реакцию, в результате которой параллельно с реакцией Будуара [диспропорционирование монооксида углерода в углекислый газ: CO + CO → C + CO2 — гидрогенизация CO: CO + H2 → C + Н2О] образуется углерод. Мы пришли к выводу, что такое решение может сработать и в нашем случае», – цитирует Сколтех выпускника аспирантуры Илью Новикова.

👍 Авторы обнаружили, что при концентрации водорода в 10% производительность синтеза одностенных углеродных нанотрубок выросла в 15 раз без какого-либо ухудшения их свойств как прозрачного проводника. «Изучив технологии выращивания нанотрубок методами оптической спектроскопии и электронной микроскопии, а также детально исследовав термодинамику процесса, мы пришли к выводу, что такой замечательный результат удалось получить благодаря гидрогенизации монооксида углерода», – приводит Сколтех слова Альберта Насибулина, руководителя Лаборатории наноматериалов.

🤝 Ученые также исследовали различные температурные режимы синтеза нанотрубок. Выяснилось, что при сравнительно низкой температуре водород обеспечивает значительное повышение каталитической активности, увеличивая количество трубок на выходе. В свою очередь, при высокой температуре водород ускоряет рост нанотрубок, позволяя получать длинные нанотрубки с высокой проводимостью пленки.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/08/30/vodorod-i-monooksid-ugleroda-mogut-uprostit-poluchenie-uglerodnyh-nanotrubok-issledovanie/

Кольская сверхглубокая и другие самые длинные скважины России

В 1990 году советские инженеры закончили бурение самой длинной и самой глубокой скважины в мире — Кольской. С тех пор за ней сохранилось лишь одно звание — сверхглубокой, ведь благодаря развитию энергетики подземные скважины стали значительно длиннее.

🚙 Для рынка электромобилей характерна выраженная сезонность: минимум продаж, как правило, приходится на первые месяцы года, а максимум – на последние.

🇨🇳 Это хорошо заметно по динамике продаж электромобилей в Китае в 2019-2024 гг. (на графике): несмотря на разницу в объемах продаж (в том числе на экспорт), их максимальный внутригодовой уровень всякий раз фиксировался в декабре.

👉 Одной из причин является удешевление действующей линейки электромобилей, которое можно проследить даже на полугодовой «дистанции»: например, в США средний чек на покупку электромобиля снизился почти на 2% в период января по июнь 2024 г. (с $57 405 до $56 371 транзакцию).

Визуализация электрического триинга материалов с функцией индикации

📌 a - чистый PDMS в качестве контрольного образца.
📌 b - PDMS/1.
📌 c - спектр ЭПР до и после электрического триинга.
📌 d - РЭМ-ЭРС анализ триинга в PDMS/1.
📌 e и f - элементный анализ деградированной в результате триинга области в образце с индикацией.
📌 g и h - анализ цветовой разницы окрашенных областей.
📌 i и j - количественная корреляция между током частичного разряда/утечки и средней цветовой разницей.

👉 В развитие темы

Окончание следует

Приглашаем на вебинар, посвященный Премии-2024

📍 5 сентября, в 11.30 (мск) приглашаем принять участие в вебинаре, посвященном X Международной премии «Малая энергетика – большие достижения».

❓ Какие цели ставит Премия этого года? Какие компании приглашаются к участию? Что в целом происходит в отрасли малой энергетики в России? И какие передовые проекты реализуются в стране и за рубежом?

Об этом и многом другом расскажут организаторы и члены Международного экспертного совета Премии:

🔺 Максим Загорнов, президент Ассоциации малой энергетики, председатель подкомитета по малой генерации «Деловой России»;

🔺 Сергей Алексеенко, научный руководитель Института теплофизики СО РАН, лауреат премии «Глобальная энергия», профессор, доктор физико-математических наук;

🔺 Самуэль Мао, директор Научно-исследовательского института устойчивой энергетики ASPIRE, сопредседатель Климатической сети университетов ОАЭ, профессор практики Университета Халифа (ОАЭ 🇦🇪);

🔺 Павел Илюшин, руководитель Центра «Интеллектуальные электроэнергетические системы и распределенная энергетика» ФГБУН «Институт энергетических исследований РАН», доктор технических наук;

🔺 Борис Марцинкевич, главный редактор аналитического онлайн-издания «Геоэнергетика ИНФО».

❗️ Мероприятие пройдет на платформе Яндекс.Телемост

🗓 5 сентября
⏰ 11:30 – 12:30 (мск)
🔗 Ссылка на подключение: https://telemost.yandex.ru/j/27526129851522

#Премия2024

🌏 Большинство строящихся в мире газовых турбин приходится на производственные мощности, расположенные в странах Азии. В первую тройку регионов также входят Северная Америка и Африка, тогда как Европа занимает лишь четвертое место.

👉 Косвенно это свидетельствует о перспективах потребления газа в электроэнергетике: основной прирост спроса в ближайшие годы будет сосредоточен в странах Южной и Восточной Азии, где газ является альтернативой углю, который по-прежнему доминирует в региональной структуре электрогенерации.

Китай к 2040 году может утроить установленную мощность АЭС

🇨🇳 Установленная мощность атомных электростанций (АЭС) в Китае может увеличиться втрое в период до 2040 г., следует из данных Global Energy Monitor. Если к сегодняшнему дню в стране действует 56 энергоблоков общей «чистой» мощностью 54,2 гигаватта (ГВт), то в ближайшие полтора десятилетия может быть введено в строй еще 119 ГВт за счет строящихся и запланированных реакторов (в том числе проектов на предынвестиционной стадии).

🇨🇳 Китай к августу 2024 г. занимал третье место по установленной мощности АЭС, уступая по этому показателю только США и Франции (54,2 ГВт против 61,4 ГВт и 97 ГВт соответственно, согласно данным МАГАТЭ). Однако при этом роль атомной энергетики в трех странах существенно различается. Так, во Франции в 2023 г. АЭС являлись ключевым источником электроснабжения, обеспечивая 65% общенациональной выработки. Энергосистема Франции сильно зависит от ситуации с ремонтами на АЭС. Например, в 2022 г. страна впервые за несколько десятилетий стала нетто-импортером электроэнергии из-за внеплановых ремонтов на энергоблоках.

👉 В свою очередь, в США АЭС являются крупнейшим источником низкоуглеродной энергии: доля атомных реакторов в структуре выработки электроэнергии в 2023 г. составила 18%, тогда как доля гидроэлектростанций – 6%, а общая доля ветровых и солнечных генераторов – 16%. Однако при этом в последние десятилетия темпы ввода новых реакторов существенно замедлились. После 2000 г. в США было введено в эксплуатацию лишь три реактора: второй энергоблок АЭС «Уоттс-Бар» на 1,2 ГВт в штате Теннеси, а также третий и четвертый энергоблоки АЭС «Вогтль» общей мощностью 2,2 ГВт в штате Джорджия. Новые проекты в атомной энергетике США реализуются, в основном, «с прицелом» на новые технологии. Например, компания TerraPower планирует построить в штате Вайоминг реактор мощностью 345 мегаватт (МВт), в котором в качестве теплоносителя вместо воды будет использоваться жидкометаллический натрий. Такое решение позволит увеличивать мощность реактора до 500 МВт в часы пиковой нагрузки.

⚛️ Доля АЭС в структуре выработки электроэнергии в Китае в 2023 г. составила 5%. Большинство действующих атомных реакторов используется в прибрежных урбанизированных районах на юге и востоке страны. Среди прочего сказывается запрет на строительство АЭС в удаленных от побережья районах, который был установлен после аварии на японской АЭС «Фукусима-1» – регуляторы сочли его целесообразным из-за необходимости доступа к воде на случай возможных ЧП на атомных реакторах. Строящиеся реакторы также расположены в прибрежных районах КНР: ввод 27 энергоблоков общей мощностью 28,5 ГВт позволит Китаю выйти на второе общемировое место по установленной мощности АЭС.

❗️ Однако при этом на реализацию запланированных, но еще не находящихся в инвестиционной стадии проектов будет влиять распространение технологий хранения энергии. По данным Energy Institute, установленная мощность накопителей в электроэнергетике КНР в 2023 г. увеличилась втрое, достигнув 27,1 ГВт (против 7,8 ГВт в 2022 г.). Дальнейшее внедрение накопителей позволит хеджировать риски энергоснабжения в часы безветренной и пасмурной погоды без использования любых других низкоуглеродных источников энергии.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/08/30/kitaj-k-2040-godu-mozhet-utroit-ustanovlennuju-moshhnost-ajes/

💪 Мощность заводов по производству сжиженного природного газа (СПГ) в Северной Америке увеличится более чем вдвое к 2028 году – с нынешних 320 млн до 680 млн куб. м в сутки, согласно пронозу Управления энергетической информации (EIA).

👉 Три четверти прироста мощностей обеспечат США, а остальную четверть – Канада и Мексика.

Хлорофилл не всегда определяет способность растений поглощать углекислый газ

🇷🇺 Разница в содержании хлорофилла далеко не всегда влияет на способность растений поглощать углекислый газ и выделять кислород. Такой вывод сделали ученые из Южного федерального университета по итогам исследования, проведенного с использованием драцены душистой – вечнозеленого кустарника, который внешне напоминает пальму.

🤔На листьях тропических растений часто можно встретить светло-зеленые полосы или пятна – это зоны, в которых содержание хлорофилла (пигмента, отвечающего за фотосинтез) составляет менее 15% от нормы. Под фотосинтезом принято понимать процесс, при котором растения синтезируют органические вещества, обеспечивая свое питание за счет энергии света. В ходе фотосинтеза растения поглощают из воздуха углекислый газ и выделяют водород. Долгое время считалось, что из-за низкого содержания хлорофилла фотосинтез должен плохо идти в обесцвеченных частях листьев. Однако недавно проведенные исследования показали, что в ряде случаев разницы в интенсивности поглощения CO2 практически нет.

👉 С чем связано отсутствие такой разницы? Пытаясь ответить на этот вопрос, ученые из Южного федерального университета и Российского научно-исследовательского института комплексного использования и охраны водных ресурсов изучили, как протекает фотосинтез в зеленых и обесцвеченных частях листьев драцены душистой (Dracaena fragrans). Листья этого растения имеют в центре темно-зеленый окрас, а по краям – светло-зеленый. Для эксперимента биологи отрезали кусочки листьев разной расцветки и измерили в них количество хлорофилла. Оказалось, что в светло-зеленых частях хлорофилла в 7,5 раза меньше, чем в темно-зеленых.

👍 Затем исследователи оценили, насколько активно темно-зеленые и светло-зеленые кусочки листьев поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Для этого образцы размещались в проточной камере, через которую пропускался воздух, а на выходе измерялась концентрация углекислого газа чувствительными к нему сенсорами. Выделение кислорода отслеживалось с помощью метода фурье-фотоакустической спектроскопии, который позволяет отслеживать эмиссию O2 при фотосинтезе вне зависимости от поглощения этого газа при фотодыхании.

💪 Эксперименты показали, что темно-зеленые и светло-зеленые части листьев поглощают углекислый газ и выделяют кислород с одинаковой интенсивностью. В этой связи авторы предположили, что в темно-зеленых секторах большое количество пигмента «занято» так называемым аноксигенным фотосинтезом — процессом, в ходе которого не выделяется кислород и не улавливается углекислый газ. Химические реакции аноксигенного фотосинтеза позволяют растениям лишь запасать дополнительную энергию в виде химических связей молекулы АТФ — универсального источника энергии в клетке. Поэтому светло-зеленые части листа, несмотря на потерю большей части пигмента, сохраняют высокий уровень обычного (оксигенного) фотосинтеза, тогда как аноксигенный фотосинтез у них снижен.

🎙 «Ранее ученые задумывались о том, зачем тропическим растениям светло-зеленые полосы и пятна на листьях. Наши наблюдения заставляют поставить вопрос по-другому: зачем нужен избыток пигмента в темно-зеленых областях, если и в светлых частях листа «обычный» фотосинтез идет с высокой эффективностью? Кроме того, полученные результаты дают основания пересмотреть школьные учебники в части определения фотосинтеза», – цитирует Российский научный фонд руководителя исследования, кандидата биологических наук Владимира Лысенко.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/08/30/hlorofill-ne-vsegda-opredeljaet-sposobnost-rastenij-pogloshhat-uglekislyj-gaz/