Американская компания Rondo Energy сообщила, что совместно с таиландской компанией Siam Cement Group кратно расширит мощности завода по производству тепловых батарей. Фактически речь идёт о производстве огнеупорных кирпичей, но на современный лад. Собранные в тепловую аккумулирующую установку «кирпичи» позволяют хранить до 1 МВт·ч энергии на 1 м², чего достаточно даже для сталелитейного производства. Это нужно для отказа от ископаемого топлива.

Источник изображений: Rondo Energy

Сегодня компания Siam Cement Group выпускает для Rondo Energy тепловые аккумуляторы в объёме 2,4 ГВт·ч в год. Анонсированное расширение завода в Таиланде доведёт объём производства тепловых аккумуляторов до 90 ГВт·ч в год, что в 2,5 раза больше, чем выпускает литиевых батарей одна гигафабрика компании Tesla. Судя по этим числам, у молодой компании Rondo Energy, которую одним из первых поддержал миллиардер и филантроп Билл Гейтс, впечатляющий портфель клиентов.

Тепловые батареи Rondo Energy представляют собой наборы из огнеупорных блоков, изготовленных из смеси цемента, кремния, алюминия и железа. Блоки хорошо теплоизолированы и нагреваются энергией от солнечных и ветряных установок до температур выше 1000 °C. Для потребления запасённой тепловой энергии через блоки прогоняется воздух, который нагревается сам и затем нагревает воду в другом контуре. Вода превращается в перегретый пар и тепло передаётся на промышленные установки от сталелитейных и химических до пищевого производства.

Принцип работы тепловых аккумуляторов Rondo Energy

Поскольку тепло передаётся без трансформации в электричество, КПД подобных тепловых аккумуляторов достигает 98 %. Считается, что в мире будущего без вредных выбросов подобные установки будут снабжать теплом все энергоёмкие производства. Судя по масштабу запланированного производства «кирпичей», это будущее наступит скорее раньше, чем позже.

Связанная с минимальным вредом для окружающей среды деятельность человека не означает отказа от высоких технологий — напротив, интеллектуальные системы позволяют оптимизировать потребление энергии. Но производство чипов, лежащих в основе экологически чистых технологий, и само отличается заметным углеродным следом.

Источник изображения: Maxence Pira / unsplash.com

Самая значительная часть выбросов, связанных с электронными устройствами, приходится на потребление ими энергии, а на производство микросхем, установили в 2020 году учёные Гарварда. Завод по производству чипов может потреблять несколько десятков тысяч кубометров воды ежедневно — и каждый кубометр означает более 10 кг углеродных выбросов, приходящихся на транспортировку и очистку.

Спрос на чипы растёт, а значит, производители повышают энергопотребление — по мере наращивания мощностей предприятий увеличивается их углеродный след. Наиболее ярко проблема выражена в Азиатско-Тихоокеанском регионе, традиционно доминирующем в мировой полупроводниковой промышленности, которая только в 2022 году обеспечила здесь выручку в $330 млрд, то есть более половины глобального объёма. Самые передовые производители находятся на Тайване и в Южной Корее — обе страны надеются выйти на нулевые выбросы к 2050 году, но пока это лишь планы. В 2020 году выбросы тайваньской TSMC, составленные из её собственной деятельности и закупаемой энергии, достигли около 10 млн тонн, примерно столько же, сколько генерирует столица страны Тайбэй. Южнокорейская Samsung в 2021 году показала 15,6 млн тонн выбросов.

Реализации планов по снижению выбросов способствуют, в частности, дочерние компании этих предприятий, специализирующиеся на экологически чистых решениях: та же TSMC в рамках этой программы обеспечила себе 9 % энергии из возобновляемых источников. Но для Азии это скорее исключение: почти вся энергия Тайваня и около двух третей энергии Южной Кореи поступают от ископаемых источников. А к 2050 году TSMC, Samsung и SK hynix собираются полностью перейти на возобновляемые источники.

Источник изображения: tsmc.com

Важным сырьём для производства чипов является водород, и важнейшей задачей предприятий является доступ к его получению без образования углекислого газа — в Европе эту задачу уже решила компания Linde, организовавшая поставки на австрийский завод Infineon. Производство «чистого» водорода — это ещё полдела, ведь необходима и транспортная инфраструктура для организации его поставок. Здесь успехов достигло подразделение Samsung C&T, которому удалось наладить полную цепочку от производства водорода из аммиака до доставки готовой продукции на внутренний рынок. Другое подразделение Samsung разрабатывает экологически чистые силовые установки для водного транспорта — в том числе на водородном топливе.

Samsung SDI уже стала одним из крупнейших в мире производителей накопителей энергии, захватив около десятой доли мирового рынка — ещё 6 % приходятся на дочерние компании SK hynix. По мере того как целевые показатели по выбросам начинают пересматриваться на уровне правительств, растёт и рынок систем хранения энергии — к 2030 году он обещает удвоиться и достичь $430 млрд, уверены аналитики. Системы становятся компактнее и легче, а число аккумуляторных элементов в них растёт. Та же Samsung SDI по итогам I квартала доложила о рекордных финансовых результатах — прибыль подразделения превысила $4 млрд.

Азиатским производителям полупроводников приходится сопоставлять вводимые мощности с прогнозируемыми показателями спроса, где одним из факторов сегодня является бум систем искусственного интеллекта, и реагировать на новые нормы в отношении выбросов.

В NASA сообщили, что регулирующий орган ВВС США присвоил проекту экспериментального самолёта со сверхтонкими и длинными крыльями идентификатор X-66A. Это означает, что проект получит своё воплощение в полноценном летающем демонстраторе самолёта. Непосредственно изготовлением самолёта займётся компания Boeing, для чего будет модифицирован самолёт McDonnell Douglas MD-90.

Источник изображения: NASA

США поставили перед собой цель стать углеродно нейтральными к 2050 году. Без декарбонизации авиации этой цели достичь будет сложно. Одним из направлений на этом пути станет разработка рабочей лошадки — среднемагистрального самолёта с пониженным расходом топлива. Предполагается, что переход на тонкие и сверхдлинные крылья с подпорками (Transonic Truss-Braced Wing) обеспечит снижение расхода топлива до 30 %.

В качестве экспериментального образца компания Boeing возьмёт обычный среднемагистральный самолёт McDonnell Douglas MD-90, укоротит фюзеляж, поставит новые крылья с фермами-опорами и новые двигатели. Для этого ещё зимой Boeing подписала контракт с NASA на сумму $425 млн на 7 лет. Всего реализация проекта потребует примерно $725 млн, недостающую часть которых Boeing вложит из своих средств и средств партнёров.

Источник изображения: Boeing

Самолёт X-66A станет первым в истории США проектом, создаваемым специально для достижения климатических целей в авиации, хотя он не единственный и ряд компаний уже занимаются похожими вопросами.

Норвежская круизная компания Hurtigruten Norway из Осло в честь своего 130-летия представила концепцию экологически чистого круизного судна будущего — Sea Zero. Проект должен воплотиться в жизнь к 2030 году и в дальнейшем такими судами будет заменён весь круизный флот компании. Приводить в движение судно будут электрические двигатели и выдвижные паруса, а питать их будут аккумуляторы и солнечные панели на парусах.

Источник изображений: Hurtigruten Norway

Судно Sea Zero аккумулирует в себе все передовые разработки в области хранения и использования электрической энергии, некоторые из которых ещё даже не вышли из лабораторий. Поэтому в следующие два года компания будет исследовать возможности и прорабатывать проект. Например, будет много сделано для изменения проектов пассажирских кают, ведь пассажиры — главные потребители электричества во время путешествия. Кондиционеры, вентиляция, обогрев, развлечения и многое другое — всё это потребует переосмысления для большей экономии энергии. Пассажирам, кстати, самим предложат следить за расходом ресурсов через приложение, что поможет снизить общее потребление.

На сегодня предполагается, что длина судна Sea Zero составит 135 м. На судне будет 270 кают для перевозки 500 пассажиров. Экипаж судна — 99 человек и один искусственный интеллект. ИИ будет управлять как судном в процессе навигации, так и его бортовым оборудованием. Рубка управления больше напоминает кабину современного авиалайнера, а не обычного корабля.

На борту Sea Zero будет аккумулятор ёмкостью не менее 60 МВт·ч. Зарядка будет проходить у пристани. Для подзарядки во время движения по воде предусмотрены солнечные панели на выдвижных парусах. Площадь панелей будет достигать 1 500 м² (площадь парусов — 750 м²). Судно также сможет двигаться на парусах, если это позволит ветер.

Круизные путешествия по морю и рекам остались востребованы даже во время пандемии COVID-19. В текущем году планируются круизы на 301 судне, которые перевезут до 31 млн пассажиров. Все современные суда оборудованы дизельными двигателями и оставляют после себя чудовищный углеродный след. Путешествия на судах типа Sea Zero будет минимально воздействовать на окружающую среду, что особенно важно для поездок по замкнутым водоёмам и рекам. Когда-нибудь так обязательно будет. Осталось этого дождаться.

Грядущие экологические нормы и климатические цели грозят приземлить всю коммерческую авиацию, если до 2050 года не появятся самолёты с нулевым выбросом или с серьёзной экономией топлива. Компания Bombardier намерена решить эти проблемы созданием самолёта Ecojet по типу «смешанное крыло». Благодаря новым обводам воздушное судно будет экономить до 50 % топлива. Масштабные модели Ecojet уже поднялись в воздух.

Рендер Ecojet. Источник изображения: Bombardier

Есть мнение, что увлечение авиаконструкторов схемой «летающее крыло» или его разновидностью «смешанное крыло» объясняется ориентированием на водородное топливо в будущем авиации. В подобных схемах объём фюзеляжа уменьшается, а полезное пространство для груза, экипажа или оборудования появляется в утолщённых крыльях, в которые фюзеляж как бы плавно перетекает.

Масштабная модель Ecojet

Газообразный и сжиженный водород, а также оборудование для его использования в качестве топлива занимают сегодня очень много места, и дополнительное пространство всему этом хозяйству явно потребуется. Поэтому проекты со «смешанным» и «летающим» крылом сегодня можно найти у всех ведущих компаний, конструирующих и производящих самолёты. Британская компания Bombardier не стала исключением и разрабатывает собственный проект перспективного экологически чистого самолёта.

До прошлого года Bombardier проводила лётные испытания прототипа Ecojet, изготовленного в масштабе примерно 7 % от финального размера. В конце 2022 года в небо поднялась модель вдвое большего размера, и она демонстрирует все заложенные в неё конструкторами характеристики. Пронаблюдать воочию за полётами модели можно на видео выше. Других подробностей о проекте компания не распространяет.