Теги → возобновляемая энергия
Быстрый переход

Немцы приблизились к созданию коммерческой установки по добыче топлива из воздуха

На базе немецкого Технологического института Карлсруэ (KIT) к опытной эксплуатации готовится мобильная установка по добыче синтетического топлива из воздуха. Установка начнёт работать в следующем году с производительностью до 300 литров топлива в сутки. Это последний этап испытаний перед началом коммерческого выпуска установок с производительностью не менее 2000 литров в сутки. Но даром это топливо обходиться не будет.

Источник изображения: Amadeus Bramsiepe, KIT

Источник изображения: Amadeus Bramsiepe, KIT

Новая установка по-прежнему контейнерного типа, что подразумевает мобильность платформы. Её можно привезти и запустить в местах добычи электричества в требуемом масштабе. Основная идея проекта заключается в том, чтобы с пользой использовать пики в возобновляемой энергетике. Если солнечные и ветряные электростанции начинают выдавать в нагрузку больше требуемого, то эти излишки можно превратить в синтетическое топливо, которое удобно хранить, транспортировать и использовать.

До этого момента опытная установка инженеров KIT вырабатывала в сутки 10 литров синтетического топлива. Новая установка увеличит производительность в 20–30 раз и впервые совместит все этапы производства, от фильтрации из воздуха CO2 до слива в баки готового для использования синтетического горючего. Произойдёт это в 2022 году, в течение которого выделенная из KIT компания INERATEC будет заниматься вопросами сертификации, получения разрешения на серийное производство установок и созданием предсерийного образца.

Химические процессы в установке по добыче топлива из воздуха проходят несколько этапов. За счёт ВИЭ в ходе электролиза производится водород (H2). Углерод в форме углекислого газа (CO2) добывают с помощью прямой прокачки воздуха через специальные фильтры и на следующем этапе с использованием реакции обратной конверсии водяного пара (RWGS) в сочетании с H2 преобразуют его в синтез-газ (H2/CO). За счёт точной регулировки соотношения водорода и угарного газа (а новая установка обладает повышенной точностью регулирования процессов), в ходе реакции Фишера — Тропша синтез-газ преобразуется в синтетические углеводороды. Подбором катализатора можно добиться получения дизельного топлива, бензина, керосина и восков, а также сырья для химической промышленности.

Установка по получению из воздуха в сутки 10 литров синтетического топлива. Источник изображения: P2X project/Patrick Langer, KIT

Установка по получению из воздуха в сутки 10 литров синтетического топлива. Источник изображения: P2X project/Patrick Langer, KIT

«С оптимизированным реактором RWGS можно более точно контролировать реакции и значительно улучшить процесс, — заявил д-р Тим Бёлткен (Tim Böltken), один из управляющих директоров INERATEC. — Каждый час можно перерабатывать до 3 кг водорода из электролизеров». «Это соответствует потребляемой мощности в 125 кВт и устанавливает новые стандарты во всём мире», — добавил он.

Самая мощная в мире приливная турбина начала вырабатывать электроэнергию в Шотландии

Три месяца назад у берегов Шотландии началась финальная стадия многолетнего проекта по созданию самой мощной в мире приливной турбины. Похожая на звездолёт 72-метровая 680-тонная конструкция была отправлена из дока к месту службы у северо-восточного побережья Шотландии. На днях турбина начала поставлять электричество по подводному кабелю в электрораспределительную сеть на островах и стала самой мощной в мире плавучей ПЭС.

Заявленная мощность приливной турбины Orbital O2 компании Orbital Marine Power достигает 2 МВт. До этого рекорд принадлежал 1,2-МВт приливной турбине SeaGen, расположенной в водах Ирландии. На создание нового рекордсмена ушло 15 лет проектирования и полтора года на строительство. О полной стоимости проекта не сообщается. Власти выделили компании 3,4 миллиона фунтов стерлингов, что вряд ли покроет бюджет на кофе сотрудникам за всё время проведения работ.

Расчётный срок работы турбины составляет 15 лет с ежедневным обслуживанием около 2000 домохозяйств. Представляется крайне сомнительным, что проект выйдет на самоокупаемость. Другой похожий проект Tidal Lagoon Power — по созданию приливной электростанции в заливе Суонси в Южном Уэльсе с искусственной U-образной дамбой в море — только на стадии проектирования израсходовал 35 миллионов фунтов стерлингов бюджетных и частных средств и был отменён по соображениям чрезмерной дороговизны — он обошёлся бы в сумму свыше 1,3 млрд фунтов стерлингов.

Тем не менее, Великобритания идёт вперёд по переходу на возобновляемые источники энергии. В 2020 году комбинированная энергия ветра, солнца, биоэнергетики и гидроэнергии произвела рекордные 42 % электроэнергии в стране. На ископаемое топливо, преимущественно газ, пришлось 41 % полученного электричества.

В Австралии при испытаниях вспыхнул 13-тонный аккумулятор Tesla Megapack

В Австралии на строящемся объекте для буферного хранения энергии с помощью литиевых батарейных блоков Tesla Megapack, один из них загорелся. Причина возгорания пока не сообщается, пожарные постарались не допустить распространение огня на соседние блоки. Объект должен стать крупнейшим в мире буфером мощностью 300 МВт, а завершение строительства запланировано на конец этого года. Теперь эти сроки могут быть сдвинуты.

Проект 300-МВт буферной батареи Tesla в штате Виктория, Австралия. Источник изображения: Neoen

Проект 300-МВт буферной батареи Tesla в штате Виктория, Австралия. Источник изображения: Neoen

В Австралии компания Илона Маска на спор за сто дней уже построила один объект для буферного хранения энергии (строительные и монтажные работы велись французской компанией Neoen). Мощность этого хранилища в штате Южная Австралия к сегодняшнему дню увеличена со 100 до 150 МВт. Новый контракт с соседним штатом Виктория предполагает запуск 300-МВт хранилища ёмкостью 450 МВт·ч. Строят его также французы из Neoen.

При пожаре на строящемся объекте никто не пострадал. Строители и другой персонал эвакуированы. Пожарные работают с использованием систем автономного дыхания. Постоянно ведётся мониторинг состояния воздуха. Наличие опасных для здоровья человека веществ в воздухе не обнаруживается.

Стоимость проекта по созданию новой буферной батареи в Австралии не разглашается. Известно только, что власти выдали компании Neoen субсидию в размере $118 млн. Запуск батареи в эксплуатацию ожидался в декабре 2021 года — к началу лета в Австралии, когда начинают наблюдаться скачки в выработке и в потреблении электричества.

В Сингапуре запустили мощную плавучую солнечную ферму на водохранилище — она не только добывает энергию, но и бережёт воду

В Сингапуре запустили довольно мощную плавучую солнечную ферму на водохранилище. Помимо доступа к чистой энергетике это решает множество проблем. Панели на воде заметно снижают потери воды от естественного испарения, что важно в сухие периоды, а также работают лучше за счёт постоянного охлаждения, что делает плавучие озёрные солнечные электростанции перспективными для обслуживания объектов водоснабжения.

Источник изображения: Sembcorp Industries

Источник изображения: Sembcorp Industries

У Сингапура мало земли и недостаток энергии. Дошло до того, что в стране ввели мораторий на развёртывание новых центров по обработке данных. ЦОД стали потреблять до 10 % вырабатываемой на острове электроэнергии и власти запретили создавать новые. Но проблема нехватки электричества никуда не делась, и Сингапур поставил перед собой цель развернуть до 2030 года объекты добычи солнечной энергии общей мощностью не менее 2 ГВт. А поскольку земли на это нет, солнечные электростанции начали строить на море и на водохранилищах.

Мы уже сообщали, что в Джохорском проливе между Сингапуром и Малайзией недавно была введена в строй крупнейшая морская плавучая солнечная электростанция мощностью 5 МВт. Теперь на Тенгеском водохранилище в Сингапуре запущена ещё более мощная плавучая солнечная ферма — на 60 МВт. Площадь панелей на этой электростанции составляет 45 га или примерно 45 футбольных полей (122 тыс. солнечных панелей). Панели плавают на островах из утолщённого полиэтилена высокой плотности и заякорены ко дну во избежание дрейфа при сильном ветре.

Раздельное размещение панелей оставляет возможность доступа к солнечному свету озёрных организмов, а дополнительное аэрирование восполняет недостаток контакта поверхности воды с открытым воздухом. Также панели размещены таким образом, чтобы дождевая вода стекала с них максимально быстро. Наконец, осмотром панелей занимаются воздушные дроны, что экономит до 30 % людского труда.

В соседней с Сингапуром Индонезии также разворачивают солнечные фермы на водохранилищах. Недавно между сингапурской компанией Sunseap и компанией с индонезийских островов Батам подписан договор о взаимопонимании на строительство крупнейшей в мире плавучей солнечной фермы на водохранилище. Ферма начнёт строиться в следующем году и будет введена в строй в 2024 году.

Ожидается, что мощность этого объекта составит 2,2 ГВт на площади 1,6 тыс. га. Ферма будет вооружена системой хранения энергии ёмкостью свыше 4000 МВт•ч и обойдётся примерно в $2 млрд. Сингапур рассчитывает импортировать электричество с этой фермы для покрытия дефицита электричества в стране.

В США отменён проект по созданию крупнейшей в стране солнечной электростанции — против туроператоры, экологи и местные жители

В штате Невада затормозили крупнейший в США проект по созданию солнечной электростанции. Солнечная ферма мощностью 850 МВт на севере Лас-Вегаса могла бы закрыть 10 % потребностей штата в дневной коммунальной электроэнергии. Против проекта выступили многочисленные активисты, которые сочли ферму «бельмом на глазу» на фоне популярных туристических пейзажей.

Красным обозначена площадь солнечной фермы, а зелёным — её подключение к энрегосети штата

Красным обозначена площадь солнечной фермы, а зелёным — её подключение к энергосети штата

Протесты местных жителей, экологов и операторов туристических маршрутов по окрестностям Лас-Вегаса заставили партнёров проекта Battle Born Solar Project — калифорнийские компании Arevia Power и Solar Partners VII LLC — отозвать заявки на приобретение земель под солнечную ферму. Электростанцию планировалось построить на вершине одного из холмов в округе на площади 37 км2. Установка могла бы обеспечить энергией 500 тыс. домохозяйств в дневное время и была бы крупнейшей в США.

При выработке электроэнергии Невада в основном полагается на угольные и газовые электростанции, а недостаток покрывает закупкой электричества у других штатов. Солнечная и ветряная энергия для пустынного, жаркого и продуваемого ветрами штата могла бы стать серьёзным подспорьем. Это есть в планах развития Невады: штат рассчитывает к 2030 году 50 % энергии добывать с помощью возобновляемых источников. Сегодня он использует такие ресурсы только для удовлетворения 28 % коммунальных услуг, куда, похоже, не входят промышленные потребители.

В целом местные жители не против декарбонизации, но когда дело касается угрозы личному бизнесу, преимущества прогресса становятся очевидными далеко не всем.

Американский стартап создал железо-воздушную батарею для длительного хранения энергии — она в 10 раз дешевле литиевой

Стартап Form Energy из Массачусетса разработал аккумулятор на основе железа, который способен отдавать энергию в течение 150 часов. Ожидается, что это станет находкой для систем стационарного хранения энергии и краеугольным камнем для повсеместного внедрения возобновляемой энергетики. Аккумулятор «дышит» кислородом, когда разряжается, и «выдыхает» при заряде. Химические реакции простейшие — железо превращается в ржавчину и восстанавливается.

Проект энергетического хранилища  Form Energy. Источник изображения:  Form Energy

Проект энергетического хранилища Form Energy. Источник изображения: Form Energy

Возглавляет компанию Form Energy выходец из Tesla Матео Джарамильо (Mateo Jaramillo). В его представлении аккумуляторы для стационарного хранения энергии, например, рядом с солнечными или ветряными электростанциями, не обязательно должны быть маленькими и ёмкими. Вместо этого можно развернуть большие и не очень ёмкие аккумуляторные системы, но более дешёвые.

Для себя компания выбрала разработку железо-воздушных аккумуляторов, ключевой патент на создание которых они в прошлом году выкупили у одной компании из Аризоны. Аккумуляторы используют восстановительно-окислительную реакцию с использованием железа, когда в присутствии кислорода железо превращается в ржавчину (окисляется) и в ходе химической реакции отдаёт энергию, а в ходе восстановления выделяет кислород и восстанавливает железо из оксида, чем накапливает энергию. Такая батарея «заряжается» в течение нескольких дней, но также способна отдавать энергию от 100 до 150 часов, что необходимо для сглаживания пиков в возобновляемой энергетике.

Принцип работы аккумулятора. Источник изображения:  Form Energy

Принцип работы аккумулятора. Источник изображения: Form Energy

Среди инвесторов Form Energy отметим фонд Breakthrough Energy Ventures, который поддерживается Биллом Гейтсом, Джеффом Безосом и другими. Также стартап финансируется сталелитейным гигантом ArcelorMittal. Более того, ArcelorMittal договорился поставлять железо для батарей Form Energy и, фактически, собирается зарабатывать на этом.

По расчётам Form Energy, первый энергетический комплекс в США на железо-воздушных батареях заработает к 2025 году. В основе батарейных блоков будет лежать ячейка со сторонами примерно 90 см (три фута). Один блок будет сочетать 20 ячеек. Стоимость за 1 кВт⋅ч составит $6 на каждую ячейку и не более $20 за 1 кВт⋅ч для блока в сборе. Это от 4 до 10 раз дешевле, чем в случае литиевых батарей, что имеет экономический смысл. Другое дело — дойдёт ли разработка до практической реализации?

Японцы создали эффективный катализатор для добычи водорода из воды с помощью солнечного света

Добыча «зелёного» водорода с помощью солнечной энергии — это очень неэффективное занятие. Сначала электричество добывается панелями с низким КПД, а затем производится электролиз воды, что ещё сильнее снижает эффективность добычи. Учёные стремятся пропустить этап получения энергии и мечтают сразу превратить воду в водород и кислород, для чего нужны правильные катализаторы. И такие почти научились делать в Японии.

Источник изображения: MASASHI KATO/NAYOGA INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Источник изображения: MASASHI KATO/NAYOGA INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Для расщепления воды на водород и кислород группа японских исследователей создала двухэлектродный фотоэлектрический катализатор с очень большой продолжительностью срока службы. Создаваемые сегодня в лабораториях фотоэлектрохимические катализаторы остаются работоспособными не больше одной недели. Японская разработка расщепляет воду на водород и кислород непрерывно в течение 100 дней, что может считаться рекордом по эффективности. Для автономных необслуживаемых систем в отдалённых районах — это важнейшее свойство.

Впрочем, КПД катализаторов остаётся очень низким — на уровне 0,74 %. Большинство технологий по преобразованию солнечной энергии в «зелёный» водород работают с эффективностью 1–2 %. В Министерстве энергетики США считают, что солнечные установки по добыче «зелёного» водорода выйдут на коммерческий уровень при достижении КПД 5–10 %. Поэтому учёным и промышленности есть к чему стремиться. Но японские катализаторы даже при таком низком КПД остаются рекордсменами по эффективности, поскольку могут работать довольно долго при более простой реализации процесса.

Идея разработки японцев заключается в том, что анод делается полупрозрачным и лежащий ниже катод также использует свет для фотоэлектрохимической реакции. Анод изготавливается из диоксида титана (TiO2) — популярного сырья для производства белой краски, а катод делают из карбида кремния (SiC). Анод реагирует на ультрафиолетовый свет, а катод — на видимый. При этом на электроды подаётся определённое напряжение, чтобы запустить и поддерживать реакцию расщепления. Электроды опускаются в воду (очевидно, они должны быть едва покрыты водой), к ним подводится ток, а всё остальное делает падающий на катализаторы солнечный свет — очень простая схема.

Разработчики говорят, что проблема с низким КПД лежит в плоскости низкой эффективности диоксида титана. На следующем этапе учёные планируют найти замену этому материалу, чтобы к долговечности катализаторов добавить повышенный КПД.

Добавим, это не единственная перспективная разработка для добычи водорода с помощью солнечного света. Совместная работа итальянских и израильских учёных, например, привела к созданию катализаторов из полупроводниковых наностержней с покрытием из платиновых наносфер. КПД нанокатализаторов приблизился к 4 %. В 2019 году бельгийская исследовательская группа из KU Leuven сообщила о прототипе солнечной панели, которая поглощает влагу из воздуха и расщепляет её на водород и кислород с 15-процентной эффективностью. Есть и другие интересные разработки, что в итоге приведёт к желаемому результату — миру, где дышать станет чуточку легче.

В Китае начали строить первый в мире наземный малый модульный атомный реактор

В Китае в южной провинции Хайнань начато строительство первого в мире наземного малого модульного атомного реактора. Мощность реактора Linglong One будет достигать 125 МВт. На все работы должно уйти пять лет. По завершению проекта реакторы Linglong One могут стать коммерческим продуктом для продажи по всему миру. Все составляющие модульных АЭС китайского производства — это было главным требованием для замещения импорта в энергетической сфере.

Источник изображения: Xinhua

Источник изображения: Xinhua

Сегодня малые модульные реакторы в виде плавучих АТЭС эксплуатируются в России. В США также проявляют интерес к небольшим атомным реакторам, которые как «батарейки» хотят полностью собирать на заводе и доставлять заказчику в 12-метровых грузовых контейнерах только на время эксплуатации. Ожидается, что малые атомные электростанции станут буфером для сглаживания циклов производства возобновляемой энергии. Они хорошо адаптируются к малым энергетическим сетям и могут работать по гибкому графику.

Китай, как и США, видит путь к тотальной декарбонизации производства и жизни только с помощью атомной энергетики. Ещё одно требование к китайским атомным электростанциям — это переход на полностью отечественные материалы. В сфере больших атомных реакторов у Поднебесной уже есть чем гордиться — в феврале этого года в эксплуатацию введён 1000-МВт отечественный реактор Hualong One, на 90 % состоящий из оборудования, произведённого в Китае. Внедрение 100-МВт реакторов Linglong One станет расширением возможностей для регионов с меньшим потреблением энергии и как компенсатор провалов в выработке возобновляемой энергетики.

В Китае признают, что эффективность 100-МВт реакторов Linglong One существенно теряется по сравнению с 1000-МВт реакторами. Поэтому проект Linglong One рассматривается сквозь призму коммерческой выгоды. В Китае таковых может быть совсем немного, но успех реализации позволит массово продавать проекты зарубежным клиентам.

Австралия задумала грандиозный проект по производству «зелёного» водорода — крупнее, чем в Казахстане

Западная Австралия намерена принять у себя грандиозный проект по производству экологически чистого топлива, для чего будут развёрнуты солнечные и ветряные фермы общей мощностью 50 ГВт. Это больше, чем обеспечит объявленный недавно проект в Казахстане. Впрочем, оба проекта пока только на бумаге, но каждый из них — это символ эпохи декарбонизации и ступенька к более грандиозным проектам в самом ближайшем будущем.

Энергия солнца и ветра нового австралийского проекта WGEH (Западный хаб зеленой энергии) в своей финальной стадии реализации должна позволить каждый год вырабатывать до 3,5 млн тонн «зелёного» водорода или до 20 тонн аммиака. Аналогичный проект немцев в Казахстане будет несколько меньше — с энергетическими мощностями до 45 ГВт и 3 млн тонн водорода в год. На исполнение каждого из проектов потребуется около 10 лет или больше. Окончательное инвестиционное решение по австралийскому WGEH, например, ожидается в 2028 году.

Проект 50-МВт энергетической установки по добыче водорода с помощью энрегии ветра и солнца. Источник изображения: InterContinental Energy

Проект 50-МВт энергетической установки по добыче водорода с помощью энергии ветра и солнца. Источник изображения: InterContinental Energy

Проект WGEH разрабатывается совместно InterContinental Energy с CWP Global и Mirning People. Компания InterContinental Energy также планировала другой крупный проект в Австралии — AREH (Asian Renewable Energy Hub) — для выработки экологически чистого топлива с использованием 26-МВт мощностей солнца и ветра. Правда, новый министр экологии Австралии закрыл проект AREH под предлогом нанесения неприемлемого вреда окружающей среде. Не исключено, что консерватор может запретить также проект WGEH. Однако пока это самый крупный проект в мире для производства «зелёного» водорода.

Глобальное производство солнечной и ветровой электроэнергии в 2020 году росло рекордными темпами

Согласно ежегодному отчёту BP (British Petroleum), в 2020 году мировые мощности по выработке электричества с помощью энергии ветра и солнца выросли рекордными темпами. При этом потребление нефти испытало сильнейший спад со времён Второй мировой войны. В компании считают, что это хорошие предпосылки удержать мир от глобального потепления.

Морская нефтяная платформа BP. Источник изображения: Reuters

Морская нефтяная платформа BP. Источник изображения: Reuters

В снижении спроса на сырую нефть аналитики BP обвиняют в первую очередь пандемию коронавируса COVID-19. «Да, это было самое большое падение за 75 лет, — сказал Спенсер Дейл (Spencer Dale), главный экономист BP. — Но оно произошло на фоне глобальной пандемии и крупнейшего экономического спада в послевоенной истории. Задача состоит в том, чтобы сократить выбросы, не вызывая серьёзных сбоев и ущерба повседневной жизни и средствам к существованию».

Источник изображения: BP

Источник изображения: BP

Согласно данным BP, в 2020 году общее потребление энергии в мире упало на 4,5 %. Нефть просела сильнее всего — на 9,7 % до примерно 9 млн баррелей в день. Плохая для «зелёных» новость заключается в том, что в этом году, как заявили в Международном энергетическом агентстве, мировой спрос на нефть вырастет на 5,4 млн баррелей в день, что станет одним из самых значительных скачков в истории. Тем самым к концу года потребление нефти вернётся к уровню, который был до пандемии.

Последствия пандемии были с оптимизмом встречены сторонниками возобновляемой энергетики. Влияние карантина на энергетическую отрасль привело к резкому сокращению выбросов углерода — на 6 % по сравнению с годом ранее, что стало самым резким сокращением с 1945 года. Подобное сокращение выбросов, считают в BP, могло бы привести к желанному плану удержать повышение мировой температуры на уровне не выше 1,5 °C по сравнению с доиндустриальным периодом.

Источник изображения: BP

Источник изображения: BP

Возобновляемые источники энергии оказались неподвержены влиянию пандемии. В 2020 году мировая мощность ветровой и солнечной энергии выросла на 238 ГВт, что, например, более чем в пять раз превышает общую мощность возобновляемых источников энергии в Великобритании. Рост был в основном обусловлен Китаем, на который приходилось примерно половину глобального прироста мощностей по производству энергии ветра и солнца, но даже с учетом этого 2020 год был рекордным годом для строительства ветряных и солнечных электростанций.

Возобновляемые источники энергии обошли «ископаемую» энергетику в Европе

Европейское статистическое агентство опубликовало предварительные данные о производстве в 2020 году электроэнергии из разных источников. Выяснилось, что возобновляемые источники энергии в значительной степени оказались защищены от пандемии коронавируса COVID-19 и продолжали расти, тогда как «ископаемая» энергетика скатилась до рекордно низкого уровня.

Источник изображения: Eurostat

Источник изображения: Eurostat

В 2020 году производство электроэнергии из ископаемого топлива продолжало снижаться, достигнув самой низкой точки в 2020 году в объёме 1 022 589 ГВт·ч. C момента начала наблюдений в 1990 году производство увеличилось с 1 226 156 ГВт·ч до пика 1 584 005 ГВт·ч в 2007 году. В 2019 году «ископаемая» энергетика выдала 1 133 402 ГВт·ч и через год провалилась ещё на 9,8 %. Этот провал аналитики объяснили последствиями пандемии коронавируса, который приостановил работу экономики во многих странах мира.

Аналогичная тенденция наблюдалась и для производства электроэнергии на атомных станциях, где предварительные данные за 2020 год показывают самый низкий уровень выработки с 1990 года — 683 183 ГВт·ч  или на 6,3 % ниже, чем в 1990 году. В ЕС атомная энергетика сейчас не считается возобновляемой, хотя в США, например, всё наоборот. Но вскоре это может измениться: в Европе уже начат процесс, чтобы приравнять атомную энергетику к возобновляемой.

Как отмечают аналитики, в последнее десятилетие наблюдался значительный рост производства электроэнергии из возобновляемых источников. По предварительным данным на 2020 год производство электроэнергии из возобновляемых источников энергии впервые превысило производство энергии из ископаемого топлива. Выработка электроэнергии из возобновляемых источников со временем увеличилась с 303 279 ГВт·ч в 1990 году до 979 866 ГВт·ч в 2019 году. Более того, предварительные данные за 2020 год показывают рост показателя до 1 052 582 ГВт·ч, что на 29 994 ГВт·ч выше, чем выработка электроэнергии с использованием ископаемого топлива. Но надо помнить, что в эту категорию генерации в ЕС входят гидроэлектростанции, которые в производство «зелёной» электроэнергии в Европе как раз и вносят основной вклад.

Производство электроэнергии из экзотических источников, например, геотермальных и био, как и из неуказанных источников, составляет лишь очень небольшую долю в общем объеме производства электроэнергии — около 5 200 ГВт·ч за последнее десятилетие и 4 442 ГВт·ч в 2020 году.

Предварительные данные за 2020 год указывают на значительное сокращение внутреннего потребления ископаемого топлива в ЕС. В целом ожидается, что ископаемое топливо в 2020 году, особенно твердое ископаемое топливо, будет на рекордно низком уровне с 1990 года. Быстрое падение потребления нефти и нефтепродуктов и умеренное падение потребления природного газа резко контрастируют с тенденцией предыдущих лет.

Источник изображения: Eurostat

Источник изображения: Eurostat

Предварительные данные за 2020 год показывают, что потребление нефти и нефтепродуктов снизилось на 12,9 % по сравнению с 2019 годом. По сравнению с 2005 годом потребление нефти и нефтепродуктов в 2020 году снизилось на 23,1 %. В 2020 году внутреннее потребление природного газа пострадало в меньшей степени: снижение по сравнению с 2019 годом составило всего 2,6 %. Тем не менее, с 2005 года падение составило 8,9 %.

Потребление бурого и каменного угля также продолжало резко снижаться из-за последствий пандемии в сочетании с последствиями политики выхода из добычи этого ископаемого. По сравнению с 2019 годом в 2020 году произошло значительное падение потребления бурого угля (-20,0 %) и каменного угля (-18,0 %). С 2005 по 2020 год потребление каменного угля сократилось более чем вдвое (-51,2 %), в то время как потребление бурого угля упало на 44,9 % за тот же период.

«Зелёная» доля в американской энергетике за 2020 год выросла до 21 %

По данным Управления энергетической информации США, в 2020 году доля энергии из возобновляемых источников выросла в стране до 21 %. «Зелёный» энергетический сектор — единственный в 2020 году показал рост, тогда как доли угля и нефти снизились. Среди возобновляемых источников энергии продолжает лидировать атомная энергетика, хотя пандемия коронавируса подрезала и этот вид деятельности.

Источник изображения: U.S. Energy Information Administration, Monthly Energy Review

Источник изображения: U.S. Energy Information Administration, Monthly Energy Review

В целом в 2020 году потребление первичной энергии в США составило 93 квадриллиона британских тепловых единиц (1015 БТУ), что на 7 квадрлн БТУ меньше, чем в 2019 году. Нефть, природный газ и уголь составили львиную долю потребления, равную 79 %. При этом начавшаяся пандемия COVID-19 и последовавшие карантинные меры привели к самому большому снижению потребления энергии в истории США.

Сильнее всего в стране сократили потребление нефти, хотя углю тоже досталось. Тем самым в 2020 году потребление энергии ископаемого топлива в США было на самом низком уровне с 1991 года или 73 квадрлн БТУ в год.

Зато по потреблению энергии из возобновляемых источников 2020-й стал годом новых рекордов. В этом секторе с 2019 года потребление выросло с 11,4 до 11,6 квадрлн БТУ. Впрочем, хотя общая доля возобновляемой энергии росла, в транспортном сегменте снизилась доля биотоплива, а в энергетическом — несколько уменьшилась доля атомной. В частности, в 2020 году потребление атомной энергии в США составило 8,2 квадрлн БТУ, что стало самым низким показателем с 2013 года.

U.S. Energy Information Administration, Monthly Energy Review

U.S. Energy Information Administration, Monthly Energy Review

Самым востребованным источником энергии в Соединенных Штатах с 1950 года остаётся нефть, когда она по этому показателю превзошла уголь. Но потребление нефти продолжает оставаться ниже пикового уровня 2005 года и в 2020 году составило 32,2 квадрлн БТУ. Также за год в США снизилось использование природного газа — до 31,5 квадрлн БТУ. Но газ всё равно продолжает оставаться на втором месте по потреблению в США.

Использование угля в США в 2020 году упало до 9,2 квадрлн БТУ, что стало самым низким уровнем за 116 лет. По сравнению с пиком в 2005 году потребление этого ископаемого топлива снизилось более чем наполовину. Поскольку уголь в основном используется в энергетике США, возобновляемые источники понемногу вытесняют его из сектора энергетики.

Американцы предложили хранить энергию в раскалённых графитовых кирпичах

Строительство солнечных и ветряных электростанций теперь дешевле возведения угольных, но обеспечить непрерывный цикл работы станций на возобновляемых источниках всё ещё тяжело. Две американские компании предложили запасать энергию нагревом кирпичей из токопроводящих материалов до тысяч градусов по Цельсию. Ночью и в безветренную погоду раскалённые кирпичи будут участвовать в генерации электричества и это дешевле, чем использовать аккумуляторы.

Источник изображения: ALAMY

Источник изображения: ALAMY

Созданная в 2018 году компания Antora Energy рекомендует использовать кирпичи-теплоаккумуляторы из графита. Собственно, такие графитовые блоки промышленность уже выпускает в огромных объёмах в виде электродов для сталеплавильных и химических предприятий. В этом плане ничего придумывать не нужно. Для накопления энергии через графитовые кирпичи в блоке пропускается лишний электрический ток и они раскаляются до 1500 °C. Секрет кроется в том, как превратить тепло обратно в электричество.

Для выработки электричества из запасённого тепла разработчики Antora Energy предложили термофотоэлектрический способ. Работающие в инфракрасном диапазоне фотодатчики улавливают тепловое излучение от кирпичей и преобразуют его в электричество. Благодаря новым полупроводниковым материалам III – V групп таблицы Менделеева, которые пришли на смену классическим полупроводникам, КПД установки достигает 30 %, что очень и очень хорошо. Использование тепла подобным способом удерживает эффективность на высоком уровне во всём диапазоне температур теплоаккумулятора, тогда как работа паровой турбины в аналогичной схеме была бы всё хуже и хуже по мере остывания блока.

Плотность хранения энергии в графитовых блоках сопоставима с этим показателем для литийионных батарей и составляет несколько сотен киловатт-часов на метр кубический, что в сотни раз выше, чем гидроаккумулирующее или гравитационное накопление. В идеале разработчики стремятся снизить стоимость хранения энергии из возобновляемых источников до уровня ниже стоимости электричества, вырабатываемого электростанциями на природном газе. Эта отметка находится на уровне $10/кВт·ч. Литиевые аккумуляторы при эксплуатации стоят $140/кВт·ч и обещают подешеветь до $20/кВт·ч после 2030 года. Термоаккумулирующие блоки окажутся дешевле в эксплуатации намного раньше. Опытная установка Antora Energy должна быть построена в 2022 году. Деньги на неё выделило государство и частные инвесторы.

Другой аналогичный проект разрабатывает созданная в 2020 году компания Electrified Thermal Solutions. В основу проекта взяты керамические сотовые блоки для теплоизоляции промышленных объектов. Поскольку керамика не проводит ток и её нельзя нагревать таким способом, предложено специальное токопроводящее покрытие. Керамические блоки можно нагревать до 2000 °C и дальше использовать тепло либо для генерации электричества, либо для запуска высокотемпературных промышленных процессов.

Технология Electrified Thermal Solutions ещё требует значительной доработки, но обещает беспрецедентную плотность накопления энергии — до 1 МВт·ч/м3, что превосходит все аналоги. Все эти технологии нужны были ещё вчера, но будет неплохо, если они появятся завтра.

Глава Volkswagen заявил, что в переходе на электромобили нет смысла без отказа от угольной энергетики

Итоги встречи глав стран «Большой семёрки» разочаровали генерального директора Volkswagen Герберта Дисса (Herbert Diess), поскольку он рассчитывал на принятие лидерами конкретного плана по отказу от выработки электроэнергии за счёт тепловых электростанций, использующих уголь. Электромобили имеют смысл только в случае их зарядки от источников возобновляемой энергии, заявил Дисс.

Источник изображения: Volkswagen

Источник изображения: Volkswagen

Концерн Volkswagen не только является одним из крупнейших автопроизводителей в мире, но и претендует на статус лидера в темпах перехода на электротягу. К концу десятилетия компания собирается выпустить не менее 70 моделей электромобилей, а на рынке Европы к этому времени Volkswagen собирается увеличить их долю до 70 % среди продаваемых автомобилей. Глава концерна уже выступал с критикой в адрес немецких властей, которые не торопятся отказываться от использования угольных теплоэлектростанций.

«Этого недостаточно, G7! Разочаровывающий итог. Мы должны отказаться от угля раньше!» — прокомментировал результаты саммита «Большой семёрки» Герберт Дисс в своём Twitter. По его словам, заряжать электромобили электричеством, вырабатываемым угольными электростанциями — это нонсенс. Распространение таких авто имеет смысл только при переходе на возобновляемые источники электроэнергии.

Лидеры стран-участниц саммита G7 подтвердили приверженность идеи скорейшего отказа от финансирования строительства новых теплоэлектростанций, использующих уголь в качестве топлива, но не выработали единого графика полного отказа от эксплуатации таких электростанций. Было лишь сказано, что процесс завершится где-то в следующем десятилетии. Активная электрификация транспорта значительно увеличит потребность в генерирующих мощностях, и ускорять отказ от использования электростанций без достаточного количества более экологичных альтернатив лидеры государств явно не торопятся.

Цены на солнечные панели могут взлететь из-за взрыва на китайском заводе по выпуску сырья для фотоэлементов

На днях на одном из крупных предприятий в Китае по производству поликристаллического кремния возник пожар с последующим взрывом. Обошлось без жертв, но завод остановлен, что увеличило напряжённость на рынке солнечных панелей. Произошло это на фоне дефицита продукции, а это самый верный путь к росту цен на фотоэлементы и панели. Отрасли грозит серьёзный кризис.

Источник изображения: Sebastian Moss

Источник изображения: Sebastian Moss

Как и полупроводниками, производство фотопреобразователей и панелей замерло на период первого года пандемии коронавируса COVID-19. Когда жизнь стала возвращаться в прежнее русло, выяснилось, что запасов продукции нет, вывод производства на полную мощность требует времени, а цепочки поставок нарушены. Возник дефицит, и цены на всё начали расти. Компании по развёртыванию солнечных ферм с подписанными долгосрочными контрактами стали подумывать о банкротстве, а солнечная энергетика на годы вперёд начала терять перспективу.

Нечто подобное произошло в 2006 году, когда поликристаллический кремний стал дефицитной продукцией. Понадобились годы усилий, чтобы восстановить предложение до уровня спроса. Выходом из сложной ситуации может стать уменьшение толщины кремниевых ячеек со 160 мкм сегодня до 100 и даже 40 мкм в будущем. Это уменьшит потребность в сырье для изготовления солнечных панелей, но пока снижение толщины ячеек снижает КПД и увеличивает хрупкость изделий.

Для движения по пути экономии сырья требуются новые исследования. Они ведутся, например, учёными в MIT, но это требует времени, а глобальные погодные процессы, увы, не ждут и ждать не будут. Рост цен на фотоэлементы и солнечные панели — это наиболее вероятный сценарий ближайшего будущего.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Смартфоны Vivo iQOO 8 получат дисплей Samsung E5 AMOLED 34 мин.
Бразильский авиаперевозчик закупит 220 электролётов Lilium на сумму $1 млрд 36 мин.
Спрос на силовые установки электромобилей будет способствовать появлению новых игроков рынка 2 ч.
Hetzner хочет построить дата-центр и солнечную электростанцию в Германии 8 ч.
Новая статья: Обзор планшета Huawei MatePad Pro 12.6 (2021): жизнь есть и после Google 9 ч.
По стопам Apple: магнитный коннектор MagDart на смартфонах Realme будет использоваться не только для зарядки, но и для аксессуаров 11 ч.
Apple полностью переведёт фирменные компьютеры на ARM-процессоры до конца 2022 года, уверен известный аналитик 12 ч.
Google анонсировала фирменный процессор Tensor для смартфонов — он обладает мощными ИИ-возможностями 12 ч.
Colorful представила видеокарту iGame GeForce RTX 3060 Mini L для компактных, но мощных систем 13 ч.
Поклонники потребовали от Samsung спасти серию Galaxy Note, отложив запуск Galaxy S22 13 ч.