«Электронный нос» поможет при анализе последствий нефтяных разливов

🛢 Наличие нефти в почве можно определять с помощью электронного носа – прибора, который ранее использовался для анализа газовых смесей в различных средах. Благодаря компактности и возможности настройки с помощью искусственного интеллекта прибор может стать альтернативой громоздким газовым спектрометрам, которые пригодны только для лабораторных условий.

👉 «Электронный нос» – технология, позволяющая определить, какие летучие химические вещества содержатся в газовых смесях. Одноименный прибор работает по тому же принципу, что и человеческий нос, анализируя запах целиком. Этим он отличается от тандемных газовых хромато-масс-спектрометров, которые последовательно проверяют каждый содержащийся в смеси компонент. Несмотря на высокую точность, газовые хромато-масс-спектрометры отличаются громоздкостью, из-за чего их можно использовать только в лабораторных условиях. Поэтому в полевых условиях, например, при экологическом мониторинге, может использоваться более компактный (размером с книгу) и мобильный «электронный нос». Однако прибор необходимо предварительно настроить, чтобы он мог легко распознавать искомые вещества.

👍 Ученые из Сколтеха и Евразийского национального университета (Казахстан) предложили использовать «электронный нос» для определения компонентов нефти. С трех различных месторождений нефти в Казахстане авторы взяли девять образцов сырья, в составе которых присутствовали как «легкие», так и «тяжелые» углеводородные фракции. Авторы смоделировали ситуацию нефтяного разлива: образцы добавлялись в почву, а затем выдерживались в газоаналитической установке в течение получаса; на последнем этапе поток воздуха с летучими веществами исследовался «электронным носом».

💪 «Обучение» «электронного носа» происходило с использованием искусственного интеллекта (ИИ): алгоритм анализировал последствия принятия тех или иных решений и «на выходе» давал результат. С помощью ИИ ученые смогли настроить обработку данных, поступающих с восьми датчиков прибора, в результате «электронный нос» стал определять источник происхождения нефти с высокой точностью вне зависимости от ее летучести. Такая настройка оказалась весьма эффективной: прибор мог определять наличие нефти в почве даже спустя 12 часов после завершения эксперимента, когда нефть уже частично выветрилась.

🎙 «Предложенный нами подход можно применять на месторождениях нефти, чтобы определить, насколько продуктивен тот или иной пласт. «‎Электронный нос» по «запаху» летучей фракции нефти в воздухе установит ее химические характеристики. Предполагаю, что с помощью «электронного носа» также можно уточнить район нового месторождения нефти», – комментирует аспирант Сколтеха Валерий Зайцев.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/10/12/jelektronnyj-nos-pomozhet-pri-analize-posledstvij-neftjanyh-razlivov/

Новая технология АСММ одобрена в Южной Корее

🇰🇷 Комиссия по атомной безопасности Южной Кореи одобрила технологию малого модульного реактора SMART100, которая разрабатывалась Корейским институтом атомной энергетики (KAERI) совместно с компанией Korea Hydro & Nuclear Power и саудовской исследовательской организацией KA-CARE, специализирующейся на низкоуглеродной энергетике.

⚛ SMART100 относится к числу легководных реакторов, которые используют обычную воду в качестве теплоносителя и замедлителя нейтронов. Реактор оснащен пассивными системами безопасности, позволяющими останавливать его в экстренных условиях без привлечения внешнего источника энергии. Все компоненты реактора, в том числе парогенератор и тепловые насосы, объединены в один корпус, что снизит риск аварий из-за разрыва труб. Сборка реактора будет осуществляться на заводе-изготовителе, после чего он будет транспортироваться к месту эксплуатации.

👍 Разработка может найти применение в Саудовской Аравии, которая еще в 2019 г. заключила с Южной Кореей меморандум о коммерциализации малых модульных реакторов линейки SMART. В электроэнергетике Саудовской Аравии пока что ключевую роль играют теплоэлектростанции, использующие в качестве сырья углеводороды. По данным Ember, в 2023 г. на долю газа приходилось 62,7% выработки электроэнергии в стране, а на долю нефти и нефтепродуктов – 36%, тогда как доля возобновляемых источников (ВИЭ) составляла лишь 1,3%.

👍 Однако природно-климатические условия страны обеспечивают хорошие возможности для развития низкоуглеродной энергетики. По оценке Международного газового союза, расчетные издержки на производство «зеленого» водорода, осуществляемого с помощью электролиза воды и использования ВИЭ, составляют в Саудовской Аравии $5,1 на килограмм, тогда как в Австралии – $6 на кг, а в Японии – $7,5 на кг.

👉 Атомная энергетика постепенно получает распространение на Ближнем Востоке. Первой страной региона, построившей атомную электростанцию, стали Объединенные Арабские Эмираты (ОАЭ), где в 2024 г. был введен в строй четвертый энергоблок АЭС «Барака». Электростанция будет обеспечивать 25% потребностей станы в электроэнергии, а также ежегодную экономию 22,4 млн т выбросов углекислого газа, что эквивалентно годовому объему эмиссии CO2 со стороны 4,6 млн автомобилей на ДВС. Проект также позволит ОАЭ на четверть выполнить цели по экономии парниковых выбросов, установленные на период до 2030 г.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/10/12/novaja-tehnologija-asmm-odobrena-v-juzhnoj-koree/

Монголия стала крупнейшим поставщиком коксующегося угля на китайский рынок

🇲🇳 Экспорт коксующегося угля из Монголии в Китай увеличился с 14 млн т в 2021 г. до 54 млн т в 2023 г., следует из данных Главного таможенного управления КНР. Доля Монголии в структуре импорта коксующегося угля в КНР за тот же период выросла с 26% до 53%. В результате Монголия стала крупнейшим поставщиком коксующегося угля на китайский рынок, хотя еще в 2020 г. таковым была Австралия. Ключевую роль сыграло упрощение логистики поставок, в частности, ввод в эксплуатацию железнодорожной ветки от угольного месторождения Таван-Толгой на юге Монголии до границы с КНР.

💪 Монголия по итогам прошлого года опередила всех прочих поставщиков коксующегося угля на китайский рынок, в том числе Россию, на долю которой приходилось 26% импорта этого вида сырья в КНР. В свою очередь, по доле в глобальном экспорте коксующегося угля Монголия заняла третье место (14%), уступив по этому показателю только Австралии (44%) и России (15%, согласно оценке Международного энергетического агентства). Крупнейшим импортером коксующегося угля на мировом рынке стал Китай, на долю которого по итогам прошлого года пришлось 54% глобального импорта, вторую и третью строчку заняли Индия (25%) и Япония (20%).

👉 Динамика экспорта коксующегося угля из Монголии, России, Австралии и других стран-поставщиков в ближайшие годы будет зависеть в том числе и от темпов распространения низкоуглеродных технологий в металлургии. Речь идет о так называемых дуговых сталеплавильных установках, в которых используется тепловой эффект электрической дуги, хорошо известный на примере СВЧ-печи. Если наиболее распространенные в металлургии кислородно-конвертерные установки используют в качестве сырья железную руду и коксующийся уголь, то дуговые сталеплавильные печи применяют для этой цели металлолом. По данным Global Energy Monitor, к апрелю 2024 г. на долю дуговых установок приходилась лишь треть мировой мощности действующих сталелитейных предприятий, тогда как в сегменте строящихся объектов – уже свыше 40%.

🏙 Важным фактором спроса на коксующийся уголь будет и урбанизация в Индии. Если в КНР доля городского населения в 2023 г. составляла 65%, то в Индии – 36%. Сокращение этого разрыва будет обеспечивать дополнительный спрос на продукты переработки стали в автомобилестроении, железнодорожном транспорте и строительстве. Это, в свою очередь, повлечет спрос на коксующийся уголь со стороны индийской сталелитейной отрасли, где 70% действующих мощностей приходится на кислородно-конвертерные установки, требующие в среднем 770 кг коксующегося угля для выплавки 1 тонны стали. Согласно прогнозу S&P Global Platts, потребление коксующегося угля в Индии по итогам 2024 г. превысит 100 млн т (около 9% мирового спроса).

https://globalenergyprize.org/ru/2024/10/12/mongolija-stala-krupnejshim-postavshhikom-koksujushhegosja-uglja-na-kitajskij-rynok/

🌊 Роль Красного моря для рынка нефти резко снизилась: если в 2023 году транзит нефти и нефтепродуктов через прилегающий к Красному морю Баб-эль-Мандебский пролив составлял 8,7 млн баррелей в сутки (б/с), то за первые восемь месяцев 2024 года объем транзитных поставок сократился до 4,0 млн б/с.

👉 Транзит нефти и нефтепродуктов через мыс Доброй Надежды на юге Африки за тот же период увеличился в полтора раза – с 6,0 млн б/с до 9,2 млн б/с, согласно данным Vortexa.

🚙 Рынок электромобилей замедляется: если в первой половине 2022 г. продажи легковых электрокаров и подключаемых гибридов в Китае выросли на 117% (год к году), то в первой половине 2023 г. прирост составил 44%, а в первой половине 2024 г. – 9%, согласно данным Sigma Lithium.

👉 Схожее торможение наблюдается в США и Европе, в том числе из-за исчерпания эффекта низкой базы и отмены субсидий.

💪 Китай и Индия остаются локомотивами нефтяного спроса

🛢 Глобальный спрос на нефть по итогам 2024 года увеличится на 1,93 млн баррелей в сутки (б/с), из них 850 тыс. б/с будут приходиться на Индию и Китай, следует из октябрьского прогноза ОПЕК.

📈 В 2025 году спрос на нефть увеличится на 1,64 млн б/с, из них на Индию и Китай будет приходиться 650 тыс. б/с.

Органические солнечные батареи. Фотовольтаика в помещениях (in-door)

🏢 В помещениях – офисах, квартирах, складах, цехах, торговых центрах и т.д. – как правило имеется искусственное и(или) естественное освещение. Характерный уровень интенсивности такого освещения более чем в 100 раз ниже в сравнении с прямым солнечным светом, но, тем не менее, свет в помещении может быть использован для работы СБ, питающих разнообразную электронику с низким энергопотреблением (на уровне ~10 мкВт), например, сенсоры и датчики, гаджеты, видеокамеры, радио идентификационные метки (RFID), а также устройства интернета вещей (IoT). Рынок устройств фотовольтаики, предназначенных для работы в помещениях, показывает ежегодный прирост более 30% и ожидается, что он достигнет 850 млн долл. в 2023 г.

👉 Пока ОСБ еще не вышли на рынок фотовольтаики для помещений, но имеют высокий потенциал. Во-первых, путем выбора материалов активного слоя спектр фоточувствительности ОСБ может быть сравнительно легко подстроен под спектр искусственного освещения, в частности от светодиодов и флуоресцентных ламп, который заметно отличается от спектра солнечного света. В настоящее время продемонстрированы лабораторные образцы различных типов ОСБ с кпд в диапазоне 20–30%, что превышает кпд кремниевых СБ при аналогичных условиях искусственного освещения. Отметим, что предельный кпд ОСБ для работы на искусственном свете может достигать 60%, что существенно выше предела Шокли-Куиссе, рассчитанного для условий прямого солнечного освещения. Во-вторых, условия эксплуатации СБ в помещениях как правило намного менее жесткие, чем при работе на открытом воздухе, что делают менее острыми проблемы стабильности ОСБ. При этом более высокой стабильности ОСБ при работе в помещениях способствует сравнительно низкий уровень освещения, отсутствие перепадов температур, уровня влажности и т.д.

https://www.tg-me.com/globalenergyprize/8036

Минутка ликбеза

🛢 Ряд агентств учитывают в статистике нефтедобычи два показателя:

✔️Собственно добыча нефти;

✔️Добыча нефти, газового конденсата и извлекаемых с нефтью легких углеводородов: этана, который используется в качестве сырья для газохимии, а также пропана и бутана, востребованных в жилищном секторе и автоперевозках.

👉 Например, Саудовская Аравия в 2023 г. в рамках сделки ОПЕК+ сократила добычу нефти на 9%, до 9,5 млн баррелей в сутки (б/с).

📉 Общая добыча нефти, газового конденсата и легких углеводородов по итогам прошлого года снизилась на 8%, до 11,1 млн б/с, согласно данным Управления энергетической информации (EIA).

Гидроэлектростанции обеспечили треть ввода мощности ВИЭ в Африке

🌍 Солнечные и ветровые генераторы по итогам 2023 г. обеспечили 95% глобального ввода мощности ВИЭ, тогда как как доля всех прочих возобновляемых источников электроэнергии, включая гидроэлектростанции, составила лишь 5%. Из общемирового тренда несколько «выбивается» Африка, где ввод ВИЭ был практически равномерно распределен между солнечными, ветровыми и гидроэлектростанциями, согласно данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA).

🌊 Одним из ключевых гидроэнергетических проектов, реализованных в Африке в прошлом году, стал запуск последнего из четырех агрегатов ГЭС «Зунгеру» в Нигерии. Объект расположен на реке Кадуна, являющейся левым притоком Нигера, крупнейшей реки Западной Африки. Инвестиции в проект достигли $10 млрд, из них 75% приходились на инвестиции Китайской национальной корпорации электроинжиниринга (CNEEC), а 25% – на вложения из госбюджета. Объект мощностью 700 МВт вошёл в тройку крупнейших гидроэлектростанций Нигерии, к числу которых также относятся ГЭС «Каинджи» на реке Нигер (760 МВт) и ГЭС «Широро» (600 МВт) на упомянутой реке Кадуна. При этом в стране есть большой потенциал для ввода новых мощностей: по оценке Международной ассоциации гидроэнергетики, в акваториях Нигерии можно разместить до 14 гигаватт (ГВт) гидроэлектростанций, что в пять раз выше текущей мощности всех местных ГЭС.

👉 Еще одним крупным проектом стал запуск гидроэлектростанции Kafue Gorge Lower мощностью 750 МВт, расположенной в 90 километрах от столицы Лусаки. Объект насчитывает пять гидроагрегатов, которые могут вырабатывать 3 тераватт-часа (ТВт*Ч) электроэнергии в год, что эквивалентно 15% годового электропотребления в Замбии. В свою очередь, к числу малых проектов, реализованных в Африке в прошлом году, относится ввод ГЭС «Тиго» мощностью 10 МВт, предназначенной для обеспечения столицы штата Кано на севере Нигерии.

💸 Ряд проектов в регионе пока что находятся на предынвестиционной стадии. Так, Правительство Танзании и Французское агентство развития (AFD) в прошлом году подписали соглашение о строительстве плотинной гидроэлектростанции на реке Кагера, являющейся одной из крупнейших в Восточной Африке. ГЭС мощностью 88 мегаватт (МВт) сможет снабжать от 3 до 4 млн человек. Общая стоимость проекта достигнет $307 млн, из которых $271 млн составят кредиты AFD и Африканского банка развития. В свою очередь, Правительство Мозамбика в 2023 г. выбрало консорциум в составе французских EDF и TotalEnergies и японской Sumitomo Corp. в качестве технологического партнёра при строительстве русловой гидроэлектростанции (ГЭС) Mphanda Nkuwa мощностью 1,5 ГВт. Проект будет реализован в 60 км от города Тете в бассейне реки Замбези, которая является четвертой по протяженности в Африке.

👍 Строительство гидроэлектростанций – один из способов решения проблемы энергодефицита в Африке. По данным Всемирного банка, уровень электрификации в странах к югу от Сахары в 2022 г. составлял 51% (без учета ЮАР), при этом в сельской местности он едва превышал отметку в 30%.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/10/12/afrika-stanovitsja-mirovym-gidrojenergeticheskim-habom/

В США обновлен суточный рекорд по объему газовой генерации

🇺🇸 Минувшим летом в США был установлен новый суточный рекорд по объему газовой генерации. По данным Управления энергетической информации (EIA), 2 августа 2024 г. выработка из газа в стране в целом достигла 7,1 тераватт-часа (ТВт*Ч), что на 6% выше предыдущего рекорда, установленного 28 июля 2023 г. (6,7 ТВт*Ч). Для сравнения: общее потребление электроэнергии на Кипре в 2023 г. составило 5,4 ТВт*Ч.

🔹Газ, де-факто, становится ключевым балансирующим источником электроэнергии в США, в том числе из-за отказа от угольной генерации. По данным Global Energy Monitor, в США в период с 2000 по 2023 гг. было выведено из эксплуатации 160 ГВт угольных ТЭС, тогда как ввод газовых ТЭС за тот же период достиг 418 ГВт. В результате доля угольной генерации в США снизилась с 52% в 2000 г. до 16% в 2023 г., тогда как доля газа выросла с 16% до 42%. В этот же период серьезно замедлились темпы ввода новых атомных реакторов: если с 1980 по 2000 гг. в США был подключен к сети 51 энергоблок общей «чистой» мощностью 58,4 ГВт, то после 2000 г. – лишь три атомных реактора на 3,4 ГВт (второй энергоблок АЭС «Уоттс-Бар» в штате Теннесси, а также третий и четвертый энергоблоки АЭС «Вогтль» в штате Джорджия). В результате доля АЭС в структуре генерации в США снизилась с 20% в 2000 г. до 18% в 2023 г.

👉 Рост доли газовой генерации был связан с высокой доступностью сырья. По оценке Energy Institute, добыча газа в США увеличилась вдвое в период с 2000 по 2023 гг. (с 518,6 млрд до 1035,3 млрд куб. м). Важную роль играло и внедрение новых технологий, повышающих энергоэффективность газовых электростанций. Речь идет об объеме тепловой энергии, необходимом для выработки 1 киловатт-часа (кВт*ч) электричества. Например, установкам классов B, D и E (согласно принятой в США классификации), которые внедрялись в 1990-е гг., для этого требовалось в среднем 8 тыс. британских тепловых единиц (БТЕ) тепловой энергии, тогда как первому поколению установок класса F, получившему распространение в 2000-е гг., – 7,3 тыс. БТЕ. Аналогичный показатель для установок классов H и J, которые стали внедряться в 2010-е гг., составляет 6,7 тыс. БТЕ на 1 кВт*ч.

👍 Вместе с энергоэффективностью менялась и средняя мощность газовых турбин. Мощность установок классов B, D и E составляла от 80 мегаватт (МВт) до 110 МВт, установок класса F первого поколения – от 160 МВт до 190 МВт, а установок классов H и J – от 265 МВт до 340 МВт. Рост средней мощности обеспечивает экономию издержек. По данным EIA, ввод 1 киловатта (кВт) мощности газовых ТЭС в США в 2021 г. обходился в среднем в $920, тогда как для ветровых и солнечных генераторов этот показатель составлял $1428 на кВт и $1561 на кВт соответственно (более поздних данных нет).

https://globalenergyprize.org/ru/2024/10/12/v-ssha-obnovlen-sutochnyj-rekord-po-obemu-gazovoj-generacii/