👆 Глобальная карта запланированных проектов по производству «голубого» и «зеленого» водорода.

👉 Треугольниками отмечены проекты по паровому риформингу метана, которые будут использоваться с использованием технологий улавливания, хранения и утилизации CO2 (ССUS), а квадратиками – проекты по электролизу воды, которые:

✔️Были заявлены недавно (красный цвет);
✔️Находятся на стадии ТЭО (желтый цвет) или строительства мощностей (голубой цвет);
✔️Уже осуществляют производство водорода.

👍 Крупные проекты по производству «зеленого» водорода запланированы не только в таких традиционных для низкоуглеродной энергетики центрах развития, как Китай, США и Европа, но и в прибрежных регионах Африки, где высокое количество ясных дней сочетается с близостью к портовой инфраструктуре, важной для экспортных поставок.

👆 Газ и уголь остаются важнейшими балансирующими источниками электроэнергии в США.

👉 Во время шторма Heather, пришедшегося на середину января 2024 г., общая выработка электроэнергии в США выросла на 2 тераватт-часа в сутки, что сопоставимо с годовым объемом электропотребления в Люксембурге. Почти весь прирост пришелся на газовые и угольные ТЭС.

Сертифицированные значения кпд лучших исследовательских образцов ОСБ

👉 В развитие темы

🚙 Транспорт на электрической «тяге» будет оставаться ключевым драйвером литиевого спроса: если в 2022 г. на долю электромобилей приходилось 62% глобального потребления лития, то в 2030 г. эта доля достигнет 82%, согласно данным Международного агентства по ВИЭ (IRENA).

Китай наращивает сланцевую добычу природного газа

🇨🇳 Добыча природного газа из сланцевых пород в Китае в период с 2013 по 2023 гг. выросла с 20 млн куб. м в 2013 г. до 25,7 млрд куб. м в 2023 г., следует из подсчетов Управления энергетической информации (EIA) на основе данных Sinopec и S&P Global Commodity Insights. Доля сланцевой добычи в структуре предложения природного газа в КНР по итогам прошлого года достигла 11%.

💪 Основным регионом сланцевой газодобычи является нефтегазоносный бассейн Сычуань, расположенный в одноименной провинции в центральной части КНР. Освоение этого бассейна было одним из драйверов развития китайской газовой отрасли. По данным Energy Institute, добыча газа в КНР в период с 2013 по 2023 гг. увеличилась более чем на 90%, а в абсолютном выражении – на 112 млрд куб. м в год, что сопоставимо с годовым потреблением газа в Канаде.

📈 Правда, темпы прироста импорта газа в КНР были еще более высокими. Так, импорт сжиженного природного газа (СПГ) в период с 2013 по 2023 гг. увеличился на 72,7 млрд куб. м в год, а поставки трубопроводного газа – на 35 млрд куб. м в год. Доля СПГ в структуре импорта газа в КНР по итогам прошлого года составила 39% (61,3 млрд куб. м), а доля трубопроводных поставок – 61% (97,8 млрд куб. м). Опережающий рост импорта был связан со стремительным ростом спроса в электроэнергетике и жилищном секторе. По данным Global Energy Monitor, в Китае в 2013-2023 гг. было введено в строй 96 гигаватт (ГВт) мощности газовых ТЭС, в результате выработка электроэнергии из газа в КНР в этот период росла в среднем на 9,9% в год.

👉 Потребление газа в жилищном секторе и сфере услуг увеличилось в два с половиной раза в период с 2014 по 2023 гг. – с 37 млрд куб. м в год до 95 млрд куб. м в год (значения округлены), согласно данным EIA. Рост спроса был связан, в том числе, с урбанизацией: если в 2014 г. на долю городов приходилось 54% населения КНР, то в 2023 г. – 65%. В последние годы одним из факторов роста спроса стало производство азотных удобрений, сырьем для которых является газ: в период с 2018 по 2022 гг. их выпуск в КНР увеличился на 11% (до 38,2 млн т, согласно данным Statista).

👍 В ближайшей перспективе на динамику импорта и потребления газа в КНР будет влиять рост поставок по газопроводу «Сила Сибири», объем которых должен будет достигнуть 38 млрд куб. м в год (против 21,3 млрд куб. м в 2023 г., согласно данным Energy Institute). Важным фактором будет и развитие газовой генерации: по данным Global Energy Monitor, к августу 2024 г. в КНР шло строительство 48 ГВт мощности газовых ТЭС (в дополнение к 139 ГВт действующих электростанций). В свою очередь, сдерживающую роль для спроса будет играть строительство ветровых и солнечных генераторов, по вводу которых Китай является безоговорочным лидером.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/10/05/kitaj-narashhivaet-slancevuju-dobychu-prirodnogo-gaza/

🧮 Если в 2019 г. в мире насчитывалось лишь чуть более 20 тыс. автомобилей на водородных топливных элементах, то в 2023 г. – уже почти 90 тыс. единиц.

🇰🇷 Страной-лидером по внедрению водородного транспорта является Южная Корея, в первую четверку также входят Китай, США и Япония.

Органические солнечные батареи. Стабильность

🤔 Стабильность выступает одним из наиболее узких мест ОСБ, именно она и определяет срок их службы, который обычно определяется как интервал времени, в течение которого КПД уменьшилось до 80% от исходного, T80. Органические материалы в целом склонны к деградации под действием различных факторов, в частности света, особенно УФ-диапазона, повышенной температуры, атмосферных влаги и кислорода. Поэтому для практического использования ОСБ необходимо их герметизировать для защиты от воздействия окружающей атмосферы и как правило УФ-излучения. Кроме того, срок службы ОСБ также существенно зависит от стабильности вспомогательных слоев и электродов, а также интерфейсов между активным слоем, вспомогательными слоями и электродами.

👉 Деградационные процессы в ОСБ очень разнообразны, они могут происходить как при освещении, так и в темновом режиме. Более того, они протекают по-разному в различных режимах работы СБ, в частности в режимах короткого замыкания и холостого хода, а также в точке максимальной мощности. Последняя очевидно наиболее близка к эксплуатационному режиму СБ. Процессы деградации включают в себя, в частности, нестабильность морфологии донорно-акцепторного композита, фото и термодеградацию интерфейсов и слоев, причем некоторые из них могут быть обратимы. Например, в темное время суток может происходить частичное восстановление кпд СБ, которое уменьшилось во время дневного освещения.

👍 Вместе с тем, среди органических полупроводников есть весьма стабильные, на основе которых могут быть выполнены ОСБ с приемлемыми значениями кпд. Так, недавно были приготовлены высокостабильные образцы ОСБ, приготовленные как из паровой фазы («сухие»), так из раствора («мокрые»), которые потом подвергали ускоренному старению, т.е. освещали светом с интенсивностью, намного превышающей естественную солнечную. «Сухие» образцы с исходным кпд 6,7%, где в качестве донора использовали полициклический углеводород, а в качестве акцептора – фуллерен С70, подвергали непрерывному светодиодному освещению повышенной интенсивности, отвечающему интенсивности до 37 «солнц», в течении 68 дней. Путем экстраполяции полученных данных на стандартные условия солнечного освещения авторы пришли к выводу, что срок службы ОСБ в терминах Т80 при качественной герметизации и в условиях естественного солнечного освещения по оптимистическим оценкам достигает 27 000 лет (!), а по наиболее консервативной оценке составляет около 120 лет. Герметизированные «мокрые» образцы с исходным кпд около 10% на основе полимерного донора и нефуллереннового акцептора испытывали аналогичным образом. В результате экстраполяции на естественные условия солнечного освещения был предсказан их срок службы T80=30 лет в условиях естественного солнечного освещения. Таким образом, при надлежащей герметизации ОСБ могут быть использованы во многих практических применениях.

https://www.tg-me.com/globalenergyprize/8003

♻️ С 2019 г. в России было введено в строй 254 объекта по обращению с отходами, в результате доля сортируемых отходов увеличилась до 52%, а доля перерабатываемых – до 12%, заявил на пленарной сессии Российского экологического форума Денис Буцаев, генеральный директор ППК «Российский экологический оператор» (РЭО). Модератором мероприятия выступил Сергей Брилёв, президент ассоциации «Глобальная энергия».

🎙 «Утилизация значительно отстает по темпам создания инфраструктуры от сортировки», – признал Буцаев. По его словам, сказывается разница в источниках финансирования: в сортировке работы осуществляются за счет коммунальных тарифов на вывоз мусора, которые отличаются высокой собираемостью, тогда как ввод новых объектов по утилизации отходов увязан с внедрением механизма расширенной ответственности производителя (РОП), обязывающего производителя утилизировать упаковку после всего цикла ее использования.

💸 Производители, которые не осуществляют утилизацию упаковки, должны уплачивать экосбор, однако поступления по экосбору долгое время не превышали аналогичные поступления в Белоруссии, несмотря на кратную разницу в объемах образования отходов. По словам Буцаева, эту проблему должны решить изменения в правилах экологической отчетности и процедурах уплаты экосбора, которые вступят в силу в 2025 г. «Это обеспечит возврат инвестиций на строительство мощностей по утилизации отходов», – подчеркнул Буцаев.

👍 К инструментам развития отрасли относятся и «зеленые» облигации», первый выпуск которых РЭО осуществило в апреле 2024 г. «С помощью «зеленых облигаций» мы получаем объемы финансирования, десятикратно превышающие те деньги, которые заложены в бюджете. А бюджетные деньги мы тратим только на субсидирование процентной ставки, таким образом делая кредиты для участников нашей отрасли доступными», – отметил Буцаев.

🇷🇺 Россия может стать экспортером технологий переработки вторичного сырья, заявил на пленарной сессии Российского экологического форума Сергей Катырин, президент Торгово-промышленной палаты. Модератором мероприятия выступил президент ассоциации «Глобальная энергия» Сергей Брилёв.

👍 По словам Катырина, на форуме «Россия – Исламский мир», который проходил в нынешнем году в Казани, одна из компаний представляла технологию производства удобрений из органических отходов, и ей заинтересовалась половина из присутствовавшей аудитории. «Второй пример – технология «РусГидро» по очистке и бережливому использованию воды, которая получила большой интерес во время бизнес-миссии Торгово-промышленной палаты в Индию и Непал», – отметил Катырин.

🎙 Технологии переработки вторсырья будут находить всё больший спрос и в самой России. «К 2030 г. мы придем к тому, что каждая компания, какой бы она ни была, будь это производитель тракторов или торта, еще на этапе планирования новых мощностей будет задумываться о том, как перерабатывать продукцию, чтобы затем пустить ее во вторичный оборот», – предположил Катырин.

👉 По его словам, будущее отрасли будет в значительной мере зависеть от развития правовой базы: всё большая доля проектов нормативных актов, поступающих в ТПП на оценку регулирующего воздействия, прямо либо косвенно связана с экологией. При этом образовательные программы ТПП всё чаще переориентируются на экологическую тематику. «Мы стараемся продвигать эту тему и на международных площадках, в том числе на Восточном экономическом форуме и грядущем Деловом форуме БРИКС», – резюмировал Катырин.

Издержки ветроэнергетики продолжают снижаться

💰 Удельные капзатраты на строительство наземных ветроэлектростанций (ВЭС) снизились почти вдвое за прошедшие десять с лишним лет. Если в 2010 г. ввод 1 киловатта (кВт) мощности составлял $2272, то в 2023 г. – $1160 на кВт, согласно данным Международного агентства по ВИЭ (IRENA). Нормированная стоимость выработки электроэнергии на наземных ветроустановках за тот же период снизилась более чем втрое, с $0,111 до $0,033 на киловатт-час (в постоянных ценах).

👉 Сокращение удельных капзатрат во многом связано с распространением турбин высокой мощности, обеспечивающих экономию за счет масштаба. Если в 2010 г. максимальная мощность ветроустановок, находящихся в эксплуатации, составляла 5 мегаватт (МВт), то в 2023 г. – 10 МВт, согласно данным Global Wind Energy Council. При этом в морской ветроэнергетике предельная мощность используемых ветроустановок по итогам 2023 г. достигла 18 МВт. Энергоустановки высокой мощности оснащены лопастями большого диаметра, позволяющими эффективнее вырабатывать электроэнергию в часы маловетреной погоды. Максимальный диаметр лопастей наземных ветроустановок в период с 2010 по 2023 гг. увеличился со 126 до 220 метров, благодаря чему среднемировая загрузка ветроустановок выросла с 27% до 36%.

💨 В ближайшие годы технологические тренды в отрасли будет задавать морская ветроэнергетика, которая остается достаточно капиталоемкой. Например, в 2023 г. среднемировая стоимость ввода морских ветроустановок была более чем вдвое выше, чем наземных ($2800 на кВт против $1160 на кВт), при этом на долю морских ВЭС приходилось лишь 7% глобальной мощности ветроэлектростанций (73 ГВт из 1017 ГВт). Повышению коммерческой привлекательности морских ВЭС будет способствовать внедрение установок, пригодных для эксплуатации на большой глубине. Речь идет об установках пирамидальной формы, оснащенных четырьмя смыкающимися башнями, расположенными полностью над водой. Благодаря возможности вращения вокруг своей оси такая конструкция обеспечивает сопротивляемость к штормовой погоде.

♻️ Еще одним трендом отрасли становится поиск решений, обеспечивающих экологически безопасную утилизацию отработанных лопастей. Так, измельченные лопасти уже используются для производства полимерных волокон, которые можно добавлять в жидкий бетон для повышения прочности плит и настилов. Другим примером является производство рубленого стекловолокна, с помощью которого можно выпускать сетки для асфальтовых покрытий, позволяющих снижать толщину последних без потери ударостойкости.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/10/05/izderzhki-vetrojenergetiki-prodolzhajut-snizhatsja/

Метан-водородная плазма может определять спектр свечения алмазных композитов – исследование

🇷🇺 Ионы европия в условиях смеси из метана и водорода, разогретой до нескольких тысяч градусов, начинают присоединять электроны, что приводит к изменению спектра свечения. К такому выводу пришли ученые из Института общей физики РАН и Физического института РАН. Результаты исследования, опубликованные в журнале Dalton Transactions, позволят повысить эффективность детекторов рентгеновского излучения.

👉 Рентгеновское излучение используется не только в медицине, но и при изучении строения кристаллов и химического состава различных веществ и отдельных молекул. Для этих целей ученые используют излучение, в сотни тысяч раз превышающее мощность обычных рентгеновских аппаратов. Наряду с невидимостью рентгеновских лучей для человеческого глаза, это затрудняет их направление на нужную для ученых мишень.

👍 Визуализировать рентгеновский материал ранее удалось ученым из Института общей физики РАН, создавшим для этой цели композит, основой которого был алмаз со «встроенными» в него наночастицами фторида европия и фторида стронция. Чтобы поместить наночастицы в алмазную «оболочку», авторы поочередно синтезировали слои алмаза и европий-содержащего вещества, а затем повторно провели ту же операцию со слоями алмаза. Эксперимент происходил в СВЧ-плазме, то есть смеси метана и водорода, нагретой до нескольких тысяч градусов. Когда на получившийся материал попадали рентгеновские лучи, наночастицы начинали светиться, позволяя определить рентгеновское излучение. При этом спектр свечения «упакованных» в алмаз наночастиц отличался от исходного вещества.

💪 В новом исследовании, проведенном совместно с коллегами из Физического института РАН, ученые из Института общей физики РАН попытались выяснить, почему свечение европия меняется при его внедрении в алмаз СВЧ-методом. Для этого авторы сымитировали условия синтеза в СВЧ-плазме, нагревая порошки до температуры от 600 до 900 градусов Цельсия, а затем удерживая их в этом состоянии в течение различных промежутков времени (от пяти минут до трех часов).

❗️ Оказалось, что свечение наночастиц меняется из-за протекания химической реакции между наночастицами и водородом плазмы. В ходе реакции образуются гидриды европия и стронция, что отражается на оптических свойствах всего материала. Авторы также выяснили, что, варьируя температуру и длительность обработки наночастиц, можно тонко «настраивать» их свечение: например, обеспечивать узкий или широкий спектр излучения (т.е. на одной или нескольких длинах волн).

🎙 «Полученные нами результаты позволят точно настраивать спектр свечения уже существующих композитов, а значит, повысить их эффективность. Кроме того, зная, какие изменения происходят с наночастицами в СВЧ-плазме, мы сможем существенно расширить спектр веществ, пригодных для внедрения в алмаз. В свою очередь, это может привести к улучшению производительности и безопасности научных и медицинских рентгеновских систем», – комментирует кандидат физико-математических наук Артем Мартьянов.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/10/05/metan-vodorodnaja-plazma-mozhet-opredeljat-spektr-svechenija-almaznyh-kompozitov-issledovanie/

Органические солнечные батареи. Стоимость

💰 Стоимость производства ОСБ для них выступает одним из ключевых факторов, определяющих возможности их коммерциализации. Поскольку масштабного производства ОСБ пока нет, весьма сложно спрогнозировать стоимость будущей технологии ОСБ.

🧮 Оценки показывают, что 60-80% стоимости модулей ОСБ составляет производство материалов (синтез и очистка) для них, а именно, компонентов активного слоя, а также материалов вспомогательных слоев, электродов, подложек и герметизации. Наиболее дорогим является синтез и очистка материалов активных слоев ОСБ, поскольку требуется многостадийный синтез, требующий соответствующих прекурсоров, затрат растворителей и многократных операций по очистке. Поэтому наибольшее внимание в ближайшие годы будет уделяться разработке более дешевых в производстве материалов активного слоя. При этом стоимость самой технологии производства ОСБ – «мокрой» или «сухой» — не является пока ключевым фактором. Хотя стоимость «мокрой» технологии может быть намного ниже, чем «сухой» при больших масштабах производства, поскольку для нанесения пленок можно адаптировать имеющиеся рулонные машины, разработанные для полиграфической и полимерной промышленности.

👉 Традиционным аргументом против «сухой» технологии служит то, что она требует вакуума и повышенных температур, что влечет за собой увеличение затрат энергии на производство и соответственно рост себестоимости ОСБ. Также «сухую» технологию сложнее совместить с рулонной. С другой стороны, «сухая» технология десятилетиями отработана в микроэлектронике и успешно применяется для производства органических светодиодов и экранов на их основе. При этом «сухая» технология позволяет намного лучше контролировать чистоту материалов и параметры слоев многослойной структуры ОСБ. Поэтому в настоящее время нет консенсуса, какая технология будет предпочтительной.

❗️ Тем не менее, оценки показывают, что стоимость органического электричества вполне может быть ниже кремниевого.

https://www.tg-me.com/globalenergyprize/8011