Ввод накопителей энергии в США продолжает бить рекорды

🇺🇸 Ввод накопителей энергии в США за первые семь месяцев 2024 г. достиг 5 гигаватт (ГВт). В результате их установленная мощность по итогам июля достигла 20,7 ГВт, следует из данных Управления энергетической информации (EIA). Этот показатель включает только крупные проекты (мощностью не менее 1 мегаватт, МВт) и не учитывает накопители, использующиеся в домохозяйствах для балансировки автономных солнечных панелей.

💪 Темпы ввода накопителей на несколько порядков превосходят уровень начала 2010-х. Например, в 2010 г. в США было введено в строй лишь 4 МВт мощности систем хранения энергии. Резкий рост популярности накопителей связан с распространением ВИЭ, использование которых сопряжено с рисками для потребителей в часы безветренной и пасмурной погоды.

🧮 Согласно предварительной оценке Rystad Energy, ввод солнечных панелей в США ускорился с 33 гигаватт (ГВт) в 2017-2020 гг. до 74 ГВт в 2021-2024 гг. Ввод наземных ветровых генераторов несколько замедлился (с 30 ГВт до 21 ГВт соответственно), но все равно существенно превосходит темпы ввода электростанций, не зависящих от погодных условий. Например, третий и четвертый энергоблоки АЭС «Вогтль», подключенные к сети в 2023-2024 гг., стали лишь третьим и четвертым по счету атомными реакторами, введенными в строй в США после 2000 г. При этом в период с 2021 по первую половину 2024 г. в США было закрыто 36,5 ГВт мощности угольных ТЭС.

💸 Бум в области хранения энергии стал возможен благодаря удешевлению технологий. Среднемировая стоимость накопителей снизилась в десять раз в период с 2010 по 2023 г. – с $1400 на киловатт час ёмкости (кВт*ч) до менее чем $140 на кВт*ч, согласно оценке Международного энергетического агентства (МЭА). При этом отрасль стала в значительной мере определять тренды в добыче полезных ископаемых. Глобальные капитальные затраты на добычу металлов для «новой» энергетики – в том числе лития, никеля и кобальта – в 2022 г. увеличились на 30%, а в 2023 г. – еще на 10%, превысив отметку в $50 млрд в год. В свою очередь, мировая добыча природного графита – основного вида сырья для анода литий-ионных аккумуляторов – в период с 2017 по 2023 гг. выросла более чем на 90% (c 886 тыс. до 1668 тыс. т, согласно данным Energy Institute).

👉 Распространение накопителей может стать ключевым трендом в электроэнергетике США во второй половине 2020-х. В 2000-е и первой половине 2010-х таким трендом был переход с угля на газ для выработки электроэнергии, а на рубеже 2010-х и 2020-х – резкий рост развития ВИЭ.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/09/07/vvod-nakopitelej-jenergii-v-ssha-prodolzhaet-bit-rekordy/

🚙 Продажи новых электрокаров в России по итогам первого полугодия 2024 г. достигли 11,2 тыс. единиц, следует из данных агентства «Автостат». Для сравнения: за полный 2022 г. этот показатель составил 3 тыс. единиц, а в 2023 г. – 14,1 тыс. единиц (без учета гибридов).

🤝 Инфографика – из обзора АРВЭ по рынку возобновляемой энергетики России.

👆На графике – сравнительный уровень выбросов от различных типов угольных и газовых электростанций.

👍 Речь идет о субкритических угольных ТЭС, у которых КПД составляет от 33% до 37%, а также сверх- и ультра-сверхкритических электростанциях (с КПД в 37-40% и 44-46% соответственно). Чем выше КПД, тем меньше угля требуется для выработки одного и того же объема электроэнергии и тем ниже – конечный уровень выбросов.

👉 Разница обусловлена условиями работы паровых котлов:

✔️На субкритических угольных ТЭС давление в паровых котлах составляет менее 221 бар (критическое давление воды), а температура – 550 градусов Цельсия.

✔️Тогда как на сверхкритических угольных ТЭС верхним порогом давления и температуры являются значения в 243 бар и 565 градусов Цельсия, а на ультра-сверхкритических – 320 бар и 610 градусов Цельсия соответственно.

🔁 Разница между газовыми турбинами «открытого» и «закрытого» цикла сводится к тому, что в первом случае остатки тепловой энергии, образующиеся при сгорании природного газа, выбрасываются в атмосферу, а во втором – повторно используются для выработки электроэнергии.

💪 Как следствие, газовые турбины «закрытого» цикла позволяют экономить топливо и минимизировать вредные выбросы в атмосферу.

Схема самовосстанавливающихся изоляционных материалов с частично обратимой сшивкой

👉 В развитие темы

💪 Среди крупнейших отраслей промышленности наименьшие издержки на улавливание CO2 характерны для переработки газа, тогда как наибольшие – для производства цемента.

👉 В средней «группе» находятся химия, нефтепереработка, производство водорода и сталелитейная отрасль.

🤝 Источник данных – Rystad Energy

Дата-центры становятся важным драйвером энергоспроса

🇺🇸 Так, в США в период 2018 по 2023 гг. спрос на электроэнергию со стороны дата-центров увеличился почти на 80% – с 73 до 130 тераватт-часов (ТВт*Ч), а по итогам 2024 г. должен достигнуть 141 ТВт*Ч.

👉 Для сравнения: объем электропотребления в Казахстане в 2023 г. достиг 112 ТВт*Ч, согласно данным Ember.

Разработка российских ученых упростит герметизацию нефтегазовых скважин

🇷🇺 Ученые из Пермского научно-исследовательского политехнического университета создали программу для автоматического подбора рецептур тампонажных растворов, использующихся для цементирования скважин. Разработка облегчит нефтесервисным компаниям герметизацию каналов добычи нефти и газа.

👉 Тампонажный раствор – это смесь, предназначенная для заполнения пространства между стенками скважины и обсадными трубами, изолирующими геологические пласты друг от друга. Помимо цемента и воды, тампонажный раствор включает различные добавки, которые влияют на его растекаемость, вязкость и прочность после затвердения. По этим характеристикам нефтяники судят, подходит ли тампонажный раствор для цементирования той или иной скважины. Ошибка в выборе рецептуры может привести к плохой герметизации и загрязнению извлекаемого сырья.

👍 Ученые из Пермского политеха попытались решить эту проблему, разработав программу CEM.Slurry, которая позволяет определять оптимальные концентрации модифицирующих добавок без проведения многочисленных лабораторных исследований. Программа предполагает два режима работы: можно задать либо фиксированные показатели раствора (фильтрация, растекаемость, пластическая вязкость), либо диапазон искомых значений, а на выходе получить данные о том, какие добавки и в какой концентрации необходимо использовать.

🎙 «После нажатия кнопки «Рассчитать» программа выдает процентное содержание каждой модифицирующей добавки с необходимыми технологическими параметрами. Обычно один оценочный неполный лабораторный тест по приготовлению и определению основных свойств таких растворов занимает около одного часа, тогда как наше ПО подбирает оптимальную концентрацию модифицирующих добавок за несколько секунд», – комментирует Вадим Дерендяев, аспирант кафедры нефтегазовых технологий.

❗️ Программа уже готова для коммерческого использования. При этом в ближайшее время авторы планируют усовершенствовать ее за счет математической модели, которая позволит лучше учитывать плотность тампонажных растворов, а также виды модифицирующих добавок и типы вяжущего вещества.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/09/07/razrabotka-rossijskih-uchenyh-uprostit-germetizaciju-neftegazovyh-skvazhin/

👆Доля электромобилей в структуре продаж новых авто в период с 2019 по 2024 гг.

🚙 К апрелю 2024 г. лидером по этому показателю среди крупнейших экономик мира был Китай (36%), за ним следовали Великобритания (22%) и Франция (20%). В первую пятерку также входили США (9%) и Южная Корея (8%).

⛏ Подземный способ остается ключевым для китайской угольной отрасли: в 2023 г. на долю шахт приходилось 77% добычи угля в КНР, тогда как на долю разрезов – лишь 23%, согласно данным Global Energy Monitor.

👉 Открытый способ добычи преобладает лишь в некоторых регионах – в частности, во Внутренней Монголии на севере КНР, а также в Синьцзян-Уйгурском автономном районе на северо-западе страны.

▪️ Осенью 2021 г., на фоне восстановительного роста энергоспроса, Китай столкнулся с дефицитом угля, что подстегнуло развитие угледобычи: мощность угледобывающих проектов, одобренных в КНР в 2022-2023 гг., достигла в общей сложности 130 млн т в год.

👉 Для сравнения: по данным Росстата, добыча угля в РФ в 2023 г. составила 430 млн т.

Умные материалы в электроэнергетике. Заключение

🤔 Традиционные диэлектрики сталкиваются с различными проблемами по выравниванию внутренних электрических полей, обнаружению старения изоляции и устранению электрических повреждений, которые могут решить так называемые умные диэлектрические материалы с автономными функциями. Тем не менее, существует множество препятствий в разработке, производстве и применении умных диэлектриков.

👉 На ранней стадии необходимо улучшить характеристики умных диэлектриков в строго контролируемых и оптимизированных лабораторных условиях. Для этого, например, следует определить самоадаптирующиеся материалы с более высокими нелинейными коэффициентами, разработать стратегию самостоятельной индикации с возможностью более быстрой и точной диагностики, а также исследовать более простые и надежные методы самовосстановления. Для коммерциализации умных диэлектриков также очень важны защита от старения и усталости функциональных добавок, а также их совместимость, токсичность и стоимость. Конечная цель умного диэлектрика — добиться универсальности и гибкости. Функции самоадаптации, индикации и самовосстановления органически интегрированы в один и тот же диэлектрик для автономного управления всем его жизненным циклом.

https://www.tg-me.com/globalenergyprize/7804