Слова классика

- Я в своих презентациях всегда привожу высказывание Томаса Эдисона: «Я бы вложил свои деньги в Солнце и солнечную энергию. Какой источник энергии! Я думаю, нам не следует ждать, когда запасы нефти и угля иссякнут, чтобы осознать это». Представьте, великий изобретатель сказал это в 1931 году. Правда, до исчерпания запасов углеводородов ещё далеко.

Михаэль Гретцель
https://globalenergyprize.org/ru/2017/12/15/mihael-gretcel/

Газовые гидраты - для тушения пожаров

🇷🇺 Ученые из Томского политехнического университета разработали огнетушитель на базе газовых гидратов – соединений из газа в ледяной оболочке, которые называют горючим льдом. Огнетушитель прекращает горение пламени за счет ударной волны, возникающей при взрыве гидратной системы. После этого ледяная оболочка снижает температуру в очаге горения, а инертный газ вытесняет кислород.

👉 Разработка принадлежит сотрудникам лаборатории тепломассопереноса, которые занимаются созданием мультигидратов, состоящих из двух и более газов. Авторы синтезировали гидрат двуокиси углерода, используя поверхностно-активные вещества – лаурилсульфат натрия, огнетушащий состав ОС-5, пенообразователь и полисорбат ТВИН-80. Эти экологически безопасные вещества образуют пену в водных растворах, позволяющую ускорять подавление возгораний. Получившийся состав для гидратного огнетушителя размещался в емкости из PET-пластика объемом 50 и 100 миллилитров.

🔥 Чтобы протестировать разработку, ученые провели серию экспериментов по ликвидации возгораний различных материалов и веществ: древесины, ПВХ-панелей, линолеума, кабельной продукции, масел, спиртов и горючих жидкостей. Авторы размещали «упакованную» гидратную массу (с долей гидрата от 35 до 75 граммов) в очаг возгорания: взрыв гидрата приводил к ударной волне, которая обеспечивала прекращение горения пламени. Ледяная оболочка самого гидрата снижала температуру в очаге пожара, а инертный газ вытеснял кислород из зоны горения.

🎙 «Эксперименты показали, что время срабатывания огнетушителя можно регулировать, варьируя такие параметры, как масса гидрата и объем свободного пространства в огнетушителе, количество добавляемой воды и вид механического воздействия на огнетушитель (удар на сам огнетушитель или его соударение с другими предметами). Например, для увеличения скорости реакции можно добавить к гидрату от 25 до 75 миллилитров воды. В некоторых случаях это позволило в девять раз ускорить срабатывание огнетушителя. А механическое воздействие на огнетушитель снизило время его срабатывания на 20 секунд», – комментирует доцент Никита Шлегель.
https://globalenergyprize.org/ru/2024/06/21/gazovye-gidraty-mozhno-ispolzovat-dlja-tushenija-pozharov-issledovanie-rossijskih-uchenyh/

📈 Несмотря на рост конкуренции со стороны низкоуглеродных источников, общемировая выработка электроэнергии из угля в 2023 г. увеличилась на 1,8%, достигнув 10513 тераватт-часов (ТВтЧ).

🌎 Для сравнения: по данным Energy Institute, в 2023 г. электрогенерация из всех источников в странах Северной Америки – США, Канаде и Мексике – в 2023 г. составила 5482 ТВтЧ.

▪️ Доля угля в мировой структуре электрогенерации в 2023 г. достигла 35%, тогда как доля газа – 23%, а доля всех прочих источников – 42%.

Фосфорсодержащие соединения упростят извлечение лития из природных рассолов

🇷🇺 Алкиловые эфиры салициловой кислоты и их фосфорсодержащие аналоги можно использовать для получения лития из природных рассолов с высоким содержанием натрия и калия. К такому выводу пришли ученые из Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН и ряда профильных институтов Академии наук.

👉 Природные рассолы, содержащие литий, как правило, отличаются высокой концентрацией сторонних веществ, в том числе натрия и калия. Одним из методов извлечения лития из таких рассолов является гелиоконцентрирование с последующим карбонатным осаждением. Природный раствор с концентрацией лития от 20 миллиграммов до 1 грамма на литр в течение нескольких лет выдерживается на солнце, в результате чего вода выпаривается, а концентрация лития увеличивается до 10 граммов на литр. Сначала химическими методами удаляются щелочноземельные металлы – магний и кальций, затем калий. Чтобы отделить литий от натрия, в раствор добавляют карбонат натрия. В ходе реакции обмена образуется осадок – малорастворимый карбонат лития, который и является целевым соединением. Однако из-за длительности цикла этот метод экономически не очень эффективен.

💪 Альтернативой является экстракционное выделение лития, основанное на различном распределении лития, натрия и калия между двумя несмешивающимися жидкостями. Роль «экстракторов» играют сторонние вещества, которые способны селективно извлекать литий из растворов с малым его содержанием, а также большой концентрацией натрия и калия. В 2022 г. ученые из Института физической химии и электрохимии РАН обнаружили, что к числу таких экстракторов относятся алкиловые эфиры салициловой кислоты, а также триоктилфосфиноксид (ТОФО) – белое твердое фосфорсодержащее соединение, которое легко контактирует с ионами металлов. В 2024 г. ученые обнаружили подобные свойства у фосфорсодержащих ортозамещенных фенолов – аналогов алкиловых эфиров, в которых карбонильная группа замещена фосфорильной.

🎙 «Для того, чтобы то или иное вещество хорошо экстрагировало литий, нужно, чтобы комплексное соединение, образовываемое им с литием, было, во-первых, более устойчивым, чем комплексное соединение с другим щелочным металлом, и, во-вторых, хорошо растворялось в органике. Мы провели квантово-химические расчеты и обнаружили, что энергетический выигрыш от образования комплекса у 2-гидроксифенилфосфонатов с литием выше, чем в случае комплекса с натрием или калием. Дальше мы синтезировали необходимые соединения и детально изучили экстракционные системы на их основе. Оказалось, что они в действительности проявляют высокую литий-селективность», – комментирует кандидат химических наук Алексей Бездомников.

👍 Ранее считалось, что 2-гидроксифенилфосфонаты невозможно использовать для извлечения лития, поскольку они образуют нерастворимые комплексные соединения с катионами щелочных металлов. Решить эту проблему удалось за счет сольватирующей добавки, повышающей их растворимость. Ученые использовали в качестве таковой выше упомянутый триоктилфосфиноксид (ТОФО), что стало одной из новаций исследования.
https://globalenergyprize.org/ru/2024/06/21/fosforsoderzhashhie-soedinenija-uprostjat-izvlechenie-litija-iz-prirodnyh-rassolov/

Солнечная панель, установленная в 1992 году, сумела сохранить 79,5% своей первоначальной мощности

Солнечные модули разработаны для длительной работы, их эксплуатационный период составляет от 20 до 40 лет. Тем не менее, со временем их эффективность и способность генерировать электроэнергию будут уменьшаться. Продолжительный эксперименты во Франции продемонстрировали удивительные результаты по долговечности солнечных панелей в реальных условиях.

В 1992 году небольшой солнечный модуль мощностью 1 кВт Phébus 1 был подключен к французской сети HESPUL, организации по возобновляемым источникам энергии в Лионе. Через более чем 30 лет эта же установка до сих пор приносит электроэнергию. После снятия солнечной батареи размером 10 кв. метров специалисты провели испытания в лаборатории, результаты которых были поразительные.

В среднем 79,5% первоначальной мощности модулей сохранялось после 31 года работы. Производители обычно гарантируют лишь 80% производительности в течение 25 лет. Модуль Phébus-1 превзошел эти ожидания, показав снижение всего лишь на 0,66% в год за 31 год его работы.

На 20-летие установки в 2012 году модули все еще вырабатывали 91,7% номинальной мощности. В последние годы темп уменьшения немного ускорился, однако, за 31 год модули произвели 20366 кВтч.

Мировому парку АЭС потребуется масштабное обновление

⚛️ Около 40% мирового парка атомных электростанций (АЭС) в ближайшие годы потребует модернизации. Такой вывод можно сделать на основе данных МАГАТЭ, согласно которым в мире в целом к июню 2024 г. действовало 416 реакторов общей «чистой» мощностью 374,7 гигаватта (ГВт), из них 151,2 ГВт приходилось на 162 реактора со сроком эксплуатации от 37 до 44 лет.

🗓 Большинство реакторов с длительным сроком эксплуатации приходится на Японию, а также страны Европы и Северной Америки, где большинство действующих энергоблоков были введены в строй еще в 1980-е гг. Так, в Японии из 12-ти реакторов, осуществлявших к июню 2024 г. регулярную выработку электроэнергии, 7 были подключены к сети еще до 1988 г.; в США насчитывалось 82 таких реактора (из 94-х), а во Франции – 44 из 56-ти. Неслучайно в Японии в прошлом году Кабинет министров увеличил предельный срок эксплуатации атомных электростанций с 40 до 60 лет с условием, что по достижении 30-летнего срока операторы АЭС должны будут каждые 10 лет получать разрешение на пролонгацию. При этом регуляторы будут учитывать продолжительность работы в автономном режиме, который необходим для проведения инспекций.

🤔 Высокая доля АЭС с длительным сроком эксплуатации также связана с торможением темпов ввода новых энергоблоков. Например, в США в период с 2000 по 2024 гг. было введено в строй лишь три новых реактора: второй энергоблок АЭС «Уоттс-Бар» в штате Теннесси, а также третий и четвертый энергоблоки АЭС «Вогтль» в штате Джорджия. В Японии после 2000 г. было подключено к сети лишь пять реакторов общей «чистой» мощностью 5,2 ГВт, каждый из которых прекратил регуляторную выработку электроэнергии после аварии на АЭС «Фукусима-1».

👉 Речь идет о третьем энергоблоке АЭС «Томари», втором энергоблоке АЭС «Сика», первом энергоблоке АЭС «Хигасидори», пятом энергоблоке АЭС «Хамаока» и третьем энергоблоке АЭС «Онагава». Наконец, во Франции последний из действующих реакторов – второй энергоблок АЭС «Сиво» был подключен к сети еще в декабре 1999 г.

✊ Торможение темпов ввода новых АЭС вызвано ростом конкуренции со стороны других низкоуглеродных источников. По данным Ember, общая мощность ветровых и солнечных генераторов в странах ОЭСР, к числу которых относятся, в основном, развитые экономики Европы, Северной Америки и Восточной Азии, увеличилась с 17 ГВт в 2000 г. до 1060 ГВт в 2023 г., а их доля в структуре электрогенерации – с 0,3% до 17,4% соответственно. Впрочем, масштабный ввод ВИЭ и растущая необходимость в балансировке энергосистем в часы пасмурной и безветренной погоды обеспечили рост инвестиций в строительство АЭС, которые являются никзоуглеродным источником энергии, не зависящим от погодных условий.

💰 По данным МЭА, капзатраты на сооружение атомных реакторов в странах ОЭСР выросли c $20 млрд в 2019 г. до $34 млрд в 2023 г. Сюда относится не только АЭС «Аккую», первая атомная электростанция в истории Турции, но и новые реакторы в США, Франции и Великобритании, которые либо были введены в строй в последние годы (третий и четвертый энергоблоки АЭС «Вогтль»), либо будут подключены к сети в ближайшем будущем (третий энергоблок АЭС «Фламанвиль» в Нижней Нормандии, два новых энергоблока проекта «Хинкли-Пойнт» в графстве Сомерсет).
https://globalenergyprize.org/ru/2024/06/21/mirovomu-parku-ajes-potrebuetsja-masshtabnoe-obnovlenie/

📈 Глобальная мощность систем улавливания, хранения и утилизации углекислого газа (CCUS) в 2023 г. увеличилась на 7%, достигнув 55 млн т в год, следует из данных Energy Institute. Для сравнения: выбросы CO2 от факельного сжигания попутного нефтяного газа (ПНГ) в России в 2023 г. составили 59,4 млн т.

👉 В абсолютном выражении ввод новых мощностей в сфере CCUS в 2023 г. достиг 3,4 млн т в год, из них 2,4 млн т в год приходились на Китай, 0,7 млн т в год – на США, а 0,3 млн т в год – на все прочие страны мира.

Кот-д’Ивуар планирует через 3 года войти в десятку крупнейших производителей нефти

Кот-д'Ивуар ожидает более чем трехкратного увеличения добычи нефти к 2027 году, чему способствуют недавние открытия нефти и газа на морских месторождениях Балейн и Калао в Западной Африке. Крупнейшая в мире страна-производитель какао надеется стать крупным региональным производителем нефти и газа и региональным энергетическим центром.

В нефтяной сектор страны, как ожидается, будет инвестировано более $15 млрд, к 2027 году добыча вырастет примерно до 200 000 баррелей в сутки с 60 000 б\с.

Итальянская Eni заявила, что инвестирует $10 млрд в разработку месторождения Балейн, которая будет проходить в три этапа с 2023 по 2027 год.
Сертифицированные запасы месторождения Балейн, открытого итальянской энергетической группой в 2021 году, оцениваются в 2,5 млрд баррелей нефти и 3,3 трлн кубических футов природного газа.

Группа объявила об открытии Калао в марте, при этом предварительные оценки указывают на потенциальные ресурсы в диапазоне от 1 до 1,5 млрд баррелей нефти.

Экономический рост Кот-д'Ивуара прогнозируется на уровне около 7% в период с 2024 по 2027 год, а страна, как ожидается, останется экономическим центром франкоязычного региона Западной Африки.

⛏ Глобальная добыча кобальта в 2023 г. выросла на 17%, достигнув 196,9 тыс. тонн, из них 139,8 млн т (71%) приходились на Демократическую Республику Конго.

🔋 Кобальт используется в катодных материалах литий-ионных аккумуляторов, в том числе для мобильных устройств. Поэтому спрос и добыча этого металла в ближайшие годы будет расти.

📉 Глобальная добыча природного графита в 2023 г. сократилась на 7%, достигнув 1,67 млн т, следует из данных Energy Institute. Крупнейшим производителем остался Китай, который в 2023 г. обеспечил свыше 70% мирового предложения (1,23 млн т).

👉 Графит – ключевой вид сырья для анода литий-ионных аккумуляторов. Как следствие, несмотря на прошлогоднюю коррекцию, рынок графита переживает бум: с 2017 г. глобальная добыча этого минерала выросла почти на 90%.

Контроль электролита и СО2

🔋 Воздушно-цинковые батареи в основном работают в щелочных средах, таких как КОН и NaOH, что позволяет обеспечить более высокую активность как цинкового, так и воздушного электрода. КОН обычно предпочтительнее NaOH из-за его лучшей ионной проводимости, более высоких коэффициентов диффузии кислорода и более низкой вязкости. Более того, при его реакции с атмосферным CO2 образуются K2CO3 или KHCO3, имеющие более высокую растворимость, чем их натриевые аналоги, что облегчает проблему осаждения карбонатов, являющуюся серьезной проблемой для ВЦБ. Для обеспечения максимальной электропроводности обычно используется 7M или 30% раствор КОН.

🤔 Поскольку воздушно-цинковые батареи представляют собой открытые системы, потеря воды из жидких электролитов является важной причиной ухудшения производительности элементов. Обычно они требуют долива воды. Снизить потерю воды и улучшить производительность элемента может гелеобразование электролита. Более того, щелочные электролиты очень чувствительны к атмосферному CO2, который может вступать в реакцию с образованием карбонатов, что снижает ионную проводимость электролитов. Кристаллизация карбонатов в воздушном электроде также может закупоривать поры и снижать его активность, что представляет собой основную угрозу для работы как щелочных металл-воздушных батарей, так и щелочных топливных элементов.

👉 В последнее время большое внимание привлекают твердотельные электролиты, обладающие как механическими свойствами твердых тел, так и ионной проводимостью жидкостей. Благодаря этой двойственной характеристике воздушно-цинковые батареи с этими электролитами могут работать значительно дольше, чем водные щелочные электролиты, что демонстрирует возможность их применения в портативных и гибких электронных устройствах.
https://www.tg-me.com/globalenergyprize/7080

📈 Глобальная добыча металлов платиновой группы – платины и палладия – в 2023 г. выросла в общей сложности на 1,1%, до 381,5 тыс. тонн.

👉 Одной из сфер применения этих металлов является «новая» энергетика: платина используется в катализаторах для производства водорода, а палладий – при создании светодиодов для смартфонов, ноутбуков и телевизоров.

▪️ Фабрика по обогащению угля. Открытка 1907 года.

☀️ Глобальная доля солнечной генерации в июне 2024 г. составит 8,2%, следует из прогноза Ember. Для сравнения: в июне 2023 г. доля солнечных электростанций в мировой выработке электроэнергии составляла 6,7%, а в июне 2022 г. – 5,4%.

👉 Сказывается ускорение глобальных темпов ввода солнечных панелей – со 199,1 гигаватта (ГВТ) в 2022 г. до 345,5 ГВт в 2023 г., согласно данным IRENA.

Поздравление с Днем компании Генерального директора ПАО «Россети» Андрея Рюмина

Дорогие коллеги!
Поздравляю вас с Днем Компании!

«Россети» играют особую роль в энергетической отрасли и экономике страны в целом. От нашей надежной работы, успешной реализации стратегически важных инфраструктурных проектов во многом зависят благополучие людей и будущее России.

Масштаб задач, которые мы решаем, растет. Компания участвует в расширении Восточного полигона железных дорог, строит энергообъекты для освоения крупнейших месторождений, вводит в эксплуатацию подстанции и линии электропередачи, которые создают условия для развития промышленности, социальной сферы, науки, культуры и спорта в 82 регионах. Все, что мы делаем, будет приносить пользу стране многие десятилетия.

Достижение серьезных результатов возможно, в первую очередь, благодаря слаженной работе нашей многотысячной команды. Инженеры, диспетчеры, электромонтеры, строители, представители десятков других профессий – специалисты высочайшего уровня, которыми Компания по праву гордится.

Благодарю вас за ответственность, преданность общему делу, добросовестный и подчас героический труд. Желаю новых свершений и крепкого здоровья!