Сегодня 26 мая 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → энергетика
Быстрый переход

Калифорния больше месяца обходится одной только возобновляемой энергией и ещё продаёт излишки

Из Калифорнии сообщают, что последние 45 суток штат ежедневно живёт с превышением выработки электрической энергии из возобновляемых источников над спросом. Излишки либо оседают в аккумуляторах, либо экспортируются в другие штаты. «Это не аномалия, — заявляют аналитики. — Это новая реальность!»

 Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Баланс потребляемой и вырабатываемой штатом электроэнергии отслеживает профессор гражданского строительства и охраны окружающей среды Стэнфордского университета Марк З. Джейкобсон (Mark Z. Jacobson). Он докладывает о состоянии энергосети Калифорнии в сети X (бывшая Twitter). В последнем обновлении от 21 мая 2024 года Джейкобсон сообщил, что в течение 45 дней подряд (69 из 75 дней подряд) предложение солнечной энергии #WindWaterSolar в Калифорнии каждый день частично превышало спрос. 20 мая это продолжалось в течение 7,58 часов, достигнув максимума в 135,4 % от спроса.

Как следует из хештега, учитываются показатели выработки солнечной, ветряной и гидроэнергетики. Благодаря обильным дождям в штате в последние месяцы гидроэнергетика бьёт все рекорды. Поэтому аналитики призывают не спешить праздновать победу в сфере энергетики с нулевым выбросом. Впереди частые в этом штате периоды засухи, а одни только солнце и ветер возможный дефицит в электричестве не покроют.

Джейкобсон отмечает, что предложение превышает спрос «на 0,25-6 часов в день», и это важный факт. Непрерывность заключается не в том, что возобновляемые источники энергии обеспечивают работу сети в течение всего дня, а в том, что это происходит ежедневно, чего раньше никогда не достигалось. Иначе говоря, в вечернее и ночное время штат закрывает вопрос со спросом либо гидроэнергетикой, либо поставкой из аккумуляторных хранилищ. В дневное время происходит запасание энергии в хранилищах, а также продажа излишков в соседние штаты.

Отметим, что в Калифорнии находится крупнейшее в мире сетевое хранилище энергии на аккумуляторных батареях (оно было запущено в эксплуатацию в январе 2024 года), а это означает, что эти батареи теперь весь день наполняются избыточной солнечной энергией и отдают её в сеть в вечернее и ночное время. Подобные проекты будут множиться в штате. Также в Калифорнии будут создаваться новые солнечные и ветряные электростанции. Существует рекомендация начать 26 новых «зелёных» проектов в штате общей стоимостью $6,1 млрд. В основном это должны быть ветряные электростанции в прибрежных водах.

Ранее Калифорния приняла закон, который обязывает к 2045 году обеспечить 100-% переход на выработку электричества с нулевым выбросом. По мнению Джейкобсона, Калифорния полностью перейдёт на возобновляемые источники энергии и аккумуляторы в режиме 24/7 ещё раньше — к 2035 году.

США больше не будут покупать уран в России, но есть исключения

В понедельник 13 мая 2024 года президент США Джозеф Байден (Joseph Biden) подписал закон, который запрещает импортировать в США обогащённый уран из России. Сделано это, чтобы ускорить добычу урана на территории США с созданием всех необходимых цепочек поставок. На эти цели из бюджета будет направлено $2,7 млрд — сумма, ранее утверждённая Конгрессом. Россия поставляет в США до 25 % низкообогащённого урана и почти весь высокообогащённый.

 Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Во вчерашнем сообщении Белого дома, который цитирует агентство Интерфакс, сказано следующее: «В понедельник, 13 мая 2024 года, президент подписал (...) "Закон о запрете импорта российского урана", который запрещает импорт необлученного низкообогащенного урана, произведенного в Российской Федерации или российским предприятием».

По данным Министерства торговли США, поставки «Росатома» закрывают до 25 % потребностей страны в этом виде топлива для АЭС. Что касается урана, обогащённого до 20 % и более (высокообогащённого), то альтернатив российскому топливу практически нет. Потребность в топливе HALEU или металлическом высокопробном низкообогащённом урановом топливе пока не очень большая, в отличие от обычного низкообогащённого урана, который регулярно требуется почти сотне реакторов в США на АЭС и в научных учреждениях. Но без топлива HALEU никакие реакторы новых поколений работать не будут. Возможно поэтому высокообогащённый уран выведен из под санкций.

Что касается низкообогащённого урана, то в США с 2020 года остановлена всякая его добыча. В последние месяцы возобновлена работа трёх шахт в Аризоне и Юте. Только стране нужны сотни таких рудников и это проблема. Множество шахт и мест захоронений отходов находятся на землях индейцев. В прошлом они сильно пострадали от последствий, связанных с загрязнением вод и облучением. Поэтому сегодня общественность настроена крайне насторожено к попыткам властей и бизнеса возобновить добычу.

Сторонники ядерной энергетики уверены, что современные технологии помогут создать защищённые и безопасные техпроцессы по разработке урановых шахт, а законодатели на всех уровнях работают, чтобы процесс, наконец-то, пошёл. В частности, разрешена работа рудника, находящегося в районе национального мемориального парка недалеко от Большого Каньона. Местные власти пытаются добиться разрешения открыть там множество новых разработок, хотя сотни старых шахт ещё не очищены от радиации и загрязнений.

«Будущее чистой энергетики нашей страны не будет зависеть от российского импорта, — заявила министр энергетики Дженнифер Гранхолм (Jennifer Granholm). — Мы инвестируем в создание безопасной цепочки поставок ядерного топлива здесь, в Соединённых Штатах».

«Росатом» считает закон о запрете импорта российского обогащённого урана «дискриминационным и нерыночным», как сообщило в своём телеграмм-канале РИА Новости со ссылкой на госкорпорацию. По факту США продолжат покупать у России урановое топливо. По крайней мере, для перспективных реакторов. Но будут делать всё возможное, чтобы рано или поздно уйти от такой зависимости.

В Германии бывшие АЭС начали использовать под аккумуляторные хранилища энергии

Немецкое коммунальное предприятие Westfalen Weser сообщило о планах построить аккумуляторное хранилище энергии мощностью 120 МВт и ёмкостью 280 МВт·ч. Местом для создания хранилища выбрана бывшая атомная электростанция в Вюргассене в земле Северный Рейн-Вестфалия. Ранее для этих целей использовались в основном бывшие угольные электростанции. Об использование АЭС как площадки для размещения массивов аккумуляторов заявлено впервые.

 Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Бывшие электростанции — угольные, атомные или другие — это практически идеальное место для создания аккумуляторных хранилищ энергии. Для этого есть уже созданная инфраструктура, подведены ЛЭП, имеются все основные лицензии. Уникальным для Германии стало сочетание таких факторов, как массовая остановка и вывод из эксплуатации АЭС в совокупности с развёртыванием электростанций на возобновляемой энергии. И было бы странно не воспользоваться открывающимися возможностями.

Атомная электростанция в Вюргассене мощностью 1912 МВт была остановлена в 1994 году. Её коммерческая эксплуатация стартовала в 1975 году. Реактору было всего 19 лет, когда его заглушили. Он не проработал и половины положенного срока. Топливные сборки и другое радиоактивное оборудование давно демонтированы. Землю под аккумуляторный проект компания Westfalen Weser получила от местных органов самоуправления на этой неделе.

Завершение строительства запланировано на вторую половину 2026 года, а общий объем инвестиций составит около €92 млн ($99,6 млн). «Мы инвестируем в накопление энергии, чтобы обеспечить безопасное и эффективное электроснабжение, поскольку производство энергии из возобновляемых источников продолжает расти», — сказал Юрген Нох (Jürgen Noch), управляющий директор муниципального предприятия.

Согласно представлениям компании, спрос на возобновляемую энергию, а также системы её хранения и распределения будет неуклонно расти. В частности, ожидается, что ёмкость аккумуляторных батарей в регионе Оствестфален-Липпе увеличится более чем в 12 раз и составит около 1 ГВт·ч, поскольку страна продолжает наращивать аккумуляторный парк.

Недавний анализ Института солнечной энергетики Фраунгофера показывает, что установленная база аккумуляторных батарей почти удвоилась в прошлом году, увеличившись с 4,4 ГВт / 6,5 ГВт·ч к концу 2022 года до 7,6 ГВт / 11,2 ГВт·ч к концу 2023 года. Институт заявил, что потребности в хранении энергии в Германии возрастут к 2030 году до более чем 130 ГВт·ч.

Ещё одна крупномасштабная система хранения планируется на площадке бывшей атомной электростанции в немецкой земле Шлезвиг-Гольштейн. PreussenElektra и её материнская компания E.ON намерены в конечном итоге разработать хранилище на 800 МВт / 1600 МВт·ч, что сделает его крупнейшим в Европе хранилищем энергии на аккумуляторных батареях. Заявка на создание хранилища на АЭС в Брокдорфе была подана в 2017 году. Электростанция прекратила работу 31 декабря 2021 года.

Первую «натриевую» АЭС Билла Гейтса начнут строить в июне даже без разрешения властей

Руководство основанной Биллом Гейтсом (Bill Gates) компании TerraPower сообщило, что перспективную АЭС на расплаве солей натрия начнут строить в июне даже в том случае, если разрешение от регулятора не успеют получить. Станция будет строиться рядом с угольной электростанцией Naughton вблизи города Кеммерер в штате Вайоминг, США. Ещё до постройки реактора необходимы значительные инфраструктурные изменения на площадке, а технически лицензия на такие работы не нужна.

 Источник изображения: TerraPower

Источник изображения: TerraPower

Исполнительный директор TerraPower Крис Левеск (Chris Levesque), сообщил Financial Times, что компания в этом месяце подаст заявку на получение разрешения регулирующих органов США на строительство своего реактора, который охлаждается не водой, а расплавом солей натрия. Подача заявки ожидалась в середине 2023 года, но затем была перенесена, как и сдвинут на два года график ввода объекта в строй. Для TerraPower и других разработчиков инновационных атомных реакторов барьером стало то, что основным поставщиком HALEU-топлива для них была и остаётся Россия.

И всё же, лёд определённо тронулся. По крайней мере, для АЭС TerraPower. Эта компания уже подвергается критике со стороны конкурентов за слишком большую поддержку со стороны федерального бюджета. Так, из бюджета США на строительство объекта будет выделено минимум $2 млрд. Но разве могло быть по-другому, если один из твоих организаторов Билл Гейтс, а партнёр проекта, который будет его эксплуатировать, Уоррен Баффет?

Реактор TerraPower в какой-то мере можно считать малым модульным реактором. Для США важно в этой сфере догнать Россию и Китай, где уже есть работающие объекты, подпадающие под эту категорию. Впереди делёж рынка АЭС в Африке и не только, поэтому проекты перспективных малых реакторов будут конкурировать наиболее остро. В таких обстоятельствах поддержка федеральных властей должна только приветствоваться.

Мощность реактора TerraPower составит 345 МВтэ. Соль натрия будет разогреваться почти до 900 °C, что даст возможность лучше использовать тепло, чем при охлаждении водой. Такой высокий нагрев, кстати, позволит создать буферную зону ёмкостью 500 МВтэ на случай экстренного производства энергии. К тому же, соль не способна создать достаточно энергии для взрыва в случае аварии, что делает солевые реакторы намного безопаснее, а экономия на средствах обеспечения безопасности сделает строительство подобных АЭС в два раза дешевле, чем АЭС с водяным охлаждением.

Если заявленные сроки будут соблюдены, то ввод АЭС на расплаве солей натрия в строй состоится в 2030 году или чуть позже. Это на два года позже первоначальных планов, но такие проекты могут задерживаться и на дольше.

К сожалению, компания не озвучила ожидаемую стоимость электричества, вырабатываемого «натриевым» реактором. Другой перспективный проект малого ядерного реактора компании NuScale в ноябре прошлого года был внезапно свёрнут в США по причине повышения проектной стоимости производимой им энергии на 50 %. Поэтому проекты NuScale будут продвигать в Эстонии, Польше, Румынии, Болгарии и на Украине. Но это уже другая история.

Бурный рост ИИ споткнётся о дефицит электроэнергии, предсказал Илон Маск

В конце прошлого месяца во время выступления на конференции Bosch ConnectedWorld глава Tesla и SpaceX Илон Маск (Elon Musk) заявил, что уже в следующем году сдерживающим развитие систем искусственного интеллекта станет глобальный дефицит электроэнергии. Система электроснабжения перестанет поспевать за бурным ростом количества центров обработки данных.

 Источник изображения: Nvidia

Источник изображения: Nvidia

По данным Boston Consulting Group, на которые ссылается Barron’s, центры обработки данных к 2030 году будут потреблять 7,5 % всей электроэнергии, доступной на территории США. Строящиеся для систем ИИ центры обработки данных могут потреблять сотни мегаватт электроэнергии на один объект. Как считают аналитики, с 2022 по 2030 годы энергопотребление ЦОД на территории США увеличится с 126 до 390 тераватт в час, такого количества электроэнергии хватило бы для обеспечения 40 млн американских домохозяйств.

По оценкам 650 Group, объёмы поставок серверных систем для нужд ИИ за период с прошлого до 2028 года увеличатся в шесть раз до 6 млн штук. По прогнозам Gartner, среднее энергопотребление одного ускорителя вычислений в их составе вырастет с нынешних 650 до 1000 Вт. Другими словами, энергопотребление будет расти не только за счёт увеличения количества серверов, но и в удельном выражении. Попытки оптимизировать энергозатраты за счёт внедрения искусственного интеллекта в сферу контроля за энергопотреблением позволят несколько сдержать эту тенденцию, но не решат проблему полностью. Переход на жидкостное охлаждение серверных систем будет неизбежен в большинстве случаев. Операционные расходы на содержание центра обработки данных можно сократить на величину более 40 %, отказавшись от традиционного воздушного охлаждения в пользу жидкостного, как утверждает Super Micro.

Проблема усугубляется неравномерным развитием региональных сетей энергоснабжения. Кроме того, не везде существует возможность эффективно передавать генерируемую электроэнергию к месту расположения крупных потребителей. Эксперты утверждают, что в США генерируется достаточно электроэнергии для развития систем искусственного интеллекта, но существует проблема с сетями распределения.

Впервые в истории спутник передал солнечную энергию из космоса на Землю

Учёные продолжают искать чистые и устойчивые источники энергии. Одним из перспективных направлений в этой деятельности считается разработка технологий, которые позволят улавливать солнечную энергию непосредственно в космосе, а затем передавать её на Землю. Определённых успехов в этом добились учёные из Калифорнийского технологического института (Caltech), которым удалось собрать энергию с помощью орбитального спутника и передать её на Землю.

 Источник изображения: Mmdi/Getty Images

Источник изображения: Mmdi/Getty Images

Речь идёт о миссии Space Solar Power Demonstration (SSPD-1), которая реализуется силами команды учёных Space Solar Power Project (SSPP) из Caltech в сотрудничестве с Indie Semiconductor Inc., Лабораторией реактивного движения (JPL) NASA, Amazon Web Services и стартапом GuRu Wireless, являющимся одним из подразделений Caltech. Совместная деятельность привела к тому, что учёным удалось собрать немного энергии на орбите Земли, а затем передать её на поверхность нашей планеты, что можно считать серьёзным достижением. Подробная информация о проделанной работе была изложена в статье исследователей, которую опубликовали в arXiv.

На Земле люди научились использовать солнечный свет для получения энергии, но даже самые передовые технологии имеют свои недостатки. К примеру, в пасмурный дождливый день мощность солнечной батареи может упасть на 25 %, к тому же они не могут вырабатывать энергию в тёмное время суток. В это же время размещённые на орбите солнечные панели могут непрерывно генерировать энергию, если они ориентированы таким образом, чтобы на них всегда попадал солнечный свет. Учёным остаётся разработать надёжный способ передачи энергии с орбиты на Землю, где она могла бы использоваться для питания предприятий, домов и многого другого.

 Аппарат MAPLE / Источник изображения: Ayling Et Al/ArXiv

Аппарат MAPLE / Источник изображения: Ayling Et Al/ArXiv

Эксперимент учёных стал возможен благодаря устройству Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment (MAPLE), с помощью которого и осуществлялась передача энергии из космоса на Землю. Оно выполнено в виде небольшого спутника CubeSat размера 6U и способно принимать солнечную энергию, собранную с помощью фотоэлектрических элементов. Затем MAPLE задействовал выпрямляющие антенные решётки для преобразования солнечной энергии в радиочастотную. После этого синтезировался луч радиочастотной энергии, который и был передан на Землю. Аппаратура для приёма и преобразования сигнала в постоянный ток, а также для слежения за MAPLE располагается на крыше лаборатории Мура в Caltech.

Реализация миссии началась 3 января 2023 года, когда исследовательский аппарат с помощью ракеты-носителя SpaceX Falcon 9 был доставлен на низкую околоземную орбиту. Ровно через два месяца учёные начали экспериментировать с MAPLE и в результате миссия была признана успешной. В дальнейшем исследователи планируют создать созвездие спутников типа SPPD-1, которая сможет передавать на Землю энергию для снабжения 10 тыс. домохозяйств. Однако до этого ещё далеко, поскольку на данный момент MAPLE улавливает в космосе от 175 до 251 мВт за раз, а до наземной станции дошёл только 1 мВт энергии.

Благодаря нефтяникам геотермальные электростанции с горизонтальными стволами будут строиться быстрее и дешевле

После ввода в эксплуатацию первой в мире геотермальной электростанции с горизонтальными стволами, которую в ноябре 2023 года запустила компания Google, подрядчик проекта компания Fervo Energy принялась бурить скважины для коммунального предприятия в штате Юта. Благодаря новым технологиям и передовому оборудованию нефтяников, проходка горизонтальных стволов стала на 70 % быстрее и на 50 % дешевле, что может сильно подтолкнуть развитие новой отрасли.

 На новом проекте. Источник изображения: Fervo Energy

На новом проекте. Источник изображения: Fervo Energy

По словам Fervo Energy, горизонтальная скважина для проекта Cape Station в южной части штата Юта пробурена за 21 день. Благодаря этому стоимость работ снизилась с $9,4 млн, которые заплатила компания Google за проект в штате Невада, до $4,8 млн. Работы выполнены не только быстрее, но также существенно дешевле. Помог в этом не только полученный на проекте Google опыт, но также закупленное у нефтяников самое передовое на сегодня оборудование для бурения и охлаждения рабочих скважин в процессе бурения.

Более того, скважина на новом проекте пробурена ещё на 640 м глубже, чем в проекте Google, а там она была создана на глубине более 2 км. Трансляция опыта на другие проекты обещает получить доступ к чистой геотермальной электроэнергии в местах, где нет традиционных геотермальных источников. Согласно проектам Fervo Energy, она закачивает на глубину холодную воду с поверхности и обратно поднимает уже нагретую до более чем 200 ℃. Эта вода нагревает водный контур в электростанции и полученным паром вращает турбину. Затем вода в первом контуре охлаждается и снова идёт под землю, и так до бесконечности.

В проекте Google мощность геотермальной электростанции составила 3,5 МВт. Проект в штате Юта при выходе на полную мощность в 2028 году позволит вырабатывать круглосуточно и круглогодично 400 МВт электроэнергии. Ускорение проведения буровых работ и снижение их стоимости сделает такую энергию несколько дешевле и обещает стать более привлекательной для дальнейшего тиражирования.

В Дании запустили приливную электростанцию в виде гигантского воздушного змея

В минувшую пятницу в Дании к одной из местных электросетей подключили необычную приливную электростанцию. Она выглядит как воздушный змей, только «парит» она в подводных течениях. Восходящие потоки воздуха и воды ускоряют движение «змея», и он всегда летает быстрее встречных потоков, что позволит вырабатывать достаточную мощность даже в условиях слабых приливов.

 Источник изображений: Minesto

Источник изображений: Minesto

Манёвренную приливную электростанцию Dragon 12 спроектировала и построила компания Minesto. «Дракон 12» способен вырабатывать 1,2 МВт электричества. Его вес достигает 28 т, а размах «крыльев» — 12 м. Внешне он похож на военный беспилотник из будущего, что, впрочем, обусловлено банальными законами гидродинамики. Электростанция крепится ко дну на длинном тросе и это даёт ей возможность перемещаться в воде с относительной свободой. Установленная на борту электроника следит за безопасностью движения, предотвращая рискованные манёвры.

Согласно расчётам Minesto, для первой сотни установок нормированная стоимость вырабатываемой ими электроэнергии составит $108 за 1 МВт·ч. После этого нормированная стоимость снизится до $54 за 1 МВт·ч. Пару лет назад Министерство энергетики США сделало заключение, что морские электростанции с якорным (мёртвым) креплением ко дну, включая приливные, в среднем будут вырабатывать электроэнергию стоимостью $89 за МВт·ч. Нетрудно увидеть, что в таком случае у проекта «морских змеев» Minesto хорошие перспективы.

Первая из электростанций Dragon 12 установлена в проливе в районе Фарерских островов, где течения всегда сильные. Её подключили к электросети одного из островов, где проживает 55 тыс. человек.

Бурение скважин в вулканах поднимет геотермальную энергетику на новый уровень

В 2008 году учёные предприняли попытку бурения скважины к карману с магмой под вулканом Крафла в Исландии. Камера с магмой оказалась ближе ожидаемого, поэтому она вскрылась и разрушила скважину. Но главное, что катастрофы в виде спровоцированного бурением извержения не произошло, что доказало возможность контролируемого доступа к магме и позволило надеяться на приручение в будущем энергии вулкана.

 Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

С учётом полученного опыта учёные предпримут ещё ряд попыток подобраться как можно ближе к магматическим камерам под Крафлой. Следующее бурение запланировано на 2026 год. Проектом занимается специально созданная для этого организация Krafla Magma Testband (KMT).

«Возможность проникнуть в кору и взять пробы магмы дала бы нам огромные знания, — заявляют исследователи. — Мы надеемся, что сможем провести хотя бы прямое измерение температуры, чего никогда раньше не делалось».

Проект очень амбициозен. Предстоит разработать жаропрочные инструменты и измерительную аппаратуру, чтобы добраться до нужной глубины и контролировать условия вблизи карманов с магмой и внутри них. При этом следует понимать, что обнаружение магматических карманов и определение глубины их залегания — это нетривиальная задача. Как правило, учёные бурят почти вслепую, надеясь, что соседство с вулканом с большой вероятностью позволит рано или поздно добраться до камеры с магмой.

 Пример площадки для добычи энергии от тепла магмы. Источник изображения: Krafla Magma Testband

Пример площадки для добычи энергии от тепла магмы. Источник изображения: Krafla Magma Testband

В случае удачи проект привнесёт много нового в наши знания о вулканах и причинах извержений. Но учёные ожидают от работ также практической ценности. В 2028 году будет предпринято ещё одно бурение на склонах Крафлы, но уже с прицелом на геотермальные технологии. С помощью перегретой воды под высоким давлением, разогреваемой магмой в кармане или вблизи камеры, планируется запустить вырабатывающую электрический ток турбину. По мнению исследователей, такие мощные источники энергии как вулканы следует постепенно приручить, чтобы получить доступ к их неограниченной чистой энергии.

Китайские учёные смогли ускорить добычу урана из морской воды

Больше и быстрее всех атомные электростанции строит Китай. При этом он остаётся зависимым от иностранных поставок урана. Своя руда довольно низкого качества и даже её запасы ограничены. Теоретически уран можно добывать из морской воды, где его в 1000 раз больше, чем в недрах. Тормозит процесс низкая концентрация урана в воде, поэтому без прорыва на этом направлении дела не будет.

 Источник изображения: Weibo/CPNN

Источник изображения: Weibo/CPNN

Группа учёных из Северо-Восточного педагогического университета в Чанчуне в провинции Цзилинь опубликовала работу, в которой сообщила о разработке и апробации нового метода извлечения урана из морской воды. По словам исследователей, предложенная технология в три раза быстрее извлекает сырьё из воды, чем альтернативные методы. Насколько это сложная задача можно понять, если представить, что нам надо добыть 1 г поваренной соли из 300 тыс. литров пресной воды.

Традиционно уран и другие элементы извлекаются из морской воды с помощью ряда физико-химических процессов и реакций. Новый подход предлагает электрохимическую реакцию. Необходимо было только разработать электрод, который мог бы улавливать ионы урана, связывать их и накапливать для дальнейшего использования.

В итоге команда представила электрод с полимерным покрытием. За основу были взяты так называемые пористые ароматические каркасы. Также исследователи подобрали режимы работы электрохимического процесса, чтобы проходящий через электроды и жидкость ток время от времени менял направление и силу. Это было необходимо для того, чтобы ионы других металлов в морской воде, а их там очень много и разных, не забивали электроды и не тормозили процесс связывания урана.

«Извлечение урана электродами PAF (PAF-E) показывает более высокое поглощение и более быструю кинетику по сравнению с физико-химической адсорбцией», — сообщают авторы работы.

 Источник изображения: Zhu Guangshan

Источник изображения: Zhu Guangshan

В ходе испытаний, проведенных на воде из Бохайского залива, команда использовала электрод для извлечения 12,6 мг урана на 1 г материала. Процесс продолжался в течение 24 дней. Причём на момент измерения насыщения ещё не было. Процесс может быть масштабирован с получением приемлемого результата в промышленных масштабах.

ИИ против бюрократии: Microsoft уберёт людей с пути строительства малых ядерных реакторов

Малые модульные реакторы должны спасти мир от глобального потепления или замедлить его. Дело это новое и многообещающее. Строительство и запуск ММР (SMR) будут проходить быстрее и обходиться дешевле традиционных АЭС. Значительным препятствием в распространении ММР представляется бюрократия. Процессы согласования и лицензирования очень и очень длительные. Microsoft намерена ускорить их с помощью искусственного интеллекта.

 Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Сообщается, что компания шесть месяцев ведёт обучение генеративного ИИ вопросам ядерного регулирования и выдачи лицензий в сфере продвижения малых модульных реакторов. Эта деятельность стала частью сотрудничества с Terra Praxis — некоммерческой организацией, которая стремится превратить площадки старых угольных электростанций в базы для развёртывания современных SMR.

Компания Microsoft надеется, что обученная модель сможет ускорить длительный и дорогостоящий процесс согласования в сфере строительства и эксплуатации таких объектов. В противном случае ядерные разработки в области малых модульных реакторов в США рискуют затормозиться, и это разрушит множество планов от экологических до климатических.

«То, что мы здесь делаем — это обучаем [большую языковую модель] на очень специфических высокоструктурированных документах для создания другого высокоструктурированного документа, почти идентичного предыдущим документам», — сказал The Wall Street Journal Эрик Ингерсолл (Eric Ingersoll), директор-основатель и генеральный директор Terra Praxis.

Можно не сомневаться, что бюрократы по вопросам ядерного регулирования — это штучный товар. Подобная работа требует знаний и возлагает ответственность. США, как и другим развитым странам, срочно необходим океан энергии. Его может предоставить только атомная энергетика. Атомные электростанции должны расти быстрее чем грибы после дождя. Лучше всего с этим справятся малые модульные реакторы с чем экономика, промышленность, здравоохранение и прочее ещё не имели дела. На человеческий фактор во всём этом полагаться нельзя. Нет специалистов и, главное, нет времени. Китай и другие геополитические факторы давят так, что хвататься приходится за всё.

На прошедшей в начале декабря Конференции ООН по изменению климата 2023 года — 28-й конференции участников Рамочной конвенции ООН по изменению климата — было принято решение утроить мощности АЭС к 2050 году. В то же время первый проект создания в США малого модульного реактора NuScale был отменён по причине дороговизны. Искусственный интеллект Microsoft будет искать возможности создания таких проектов и обеспечивать им инженерно-правовую базу. Это необходимо, в первую очередь, самой компании, поскольку без моря электрической энергии её сервера и ИИ не будут расширяться.

Что же, ИИ хотят предоставить возможность самому обеспечивать себя бесконечными источниками энергии. Люди названы препятствием на этом пути. И хотя всё не так однозначно, задуматься есть над чем.

Половину электричества Китай теперь получает из возобновляемых источников

Портал «Глобальная энергия» сообщил, что доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в структуре мощности китайской электроэнергетики достигла 49,9 %. В абсолютных цифрах показатель установленных мощностей ВИЭ в Китае превысил 1,4 ТВт (тераватт). Причём лидируют солнечные панели и концентраторы, которые впервые обогнали показатели ГЭС.

 Источник изображения: Appolinary Kalashnikova/unsplash.com

Источник изображения: Appolinary Kalashnikova/unsplash.com

Согласно обнародованной Национальным энергетическим управлением КНР статистике, на конец 2023 года общая мощность солнечных панелей и концентраторов достигла 536 ГВт. Вклад гидроэлектростанций в энергетику Поднебесной составил 420 ГВт. На третьем месте разместилась ветроэнергетика с установленной мощностью 404 ГВт. Вклад биомассы в ВИЭ Китая составил 44 ГВт.

В период с января 2023 года по октябрь в работу введено 190 ГВт генерирующих мощностей на основе возобновляемых источников. Это на 90,8 % выше, чем за аналогичный отрезок прошлого года. Лидером предсказуемо стала солнечная энергетика (142 ГВт). За ней идут ветроэнергетика (37,3 ГВт), гидроэлектростанции (8,4 ГВт) и установки на биомассе (2,3 ГВт). Всё это вместе составило 76,4 % в общей структуре электрогенерации в Китае, включая ввод в строй новых АЭС, а также угольных и газовых электростанций.

Добиться столь впечатляющих успехов Китаю помогло наличие собственной сырьевой и производственной базы. По данным Геологической службы США, на долю Китая в 2022 году приходилось 68 % глобального производства кремния, 14 % добычи серебра и 9 % добычи меди — основных материалов, которые используются в солнечной и другой энергетике. Немаловажно также, что Китай в 2022 году занял 30 % в глобальной добыче лития и 65 % графита, которые используются в производстве литийионных аккумуляторов. Остальным странам приходится мириться с этим и создавать Китаю проблемы в виде санкций и налоговых барьеров, чтобы выглядеть на его фоне не так бледно.

В Китае заработала первая в мире АЭС четвёртого поколения

Китайские СМИ сообщают, что в стране в коммерческую эксплуатацию введена первая в мире АЭС четвёртого поколения — «Шидаовань» на территории восточной провинции Шаньдун. АЭС оперирует двумя высокотемпературными газоохлаждаемыми реакторами с галечным слоем (HTR-PM). Тепловая мощность каждого из них — 250 МВт(т). Оба они крутят одну газовую турбину мощностью 211 МВт(э). Запуск станции открывает дорогу более мощному проекту на 650 МВт(э).

 Источник изображения: Weibo/CPNN

АЭС «Шидаовань». Источник изображения: Weibo/CPNN

Всего утверждено шесть различных типов реакторов, которые смогут называться реакторами четвёртого поколения. Всех их объединяет одно — работа на значительно повышенных температурах носителей. Это может быть разогретый газ (гелий), как в случае АЭС «Шидаовань» или свинец, или расплавы солей, а также реакторы на быстрых нейтронах. Но кроме Китая пока никто не ввёл подобные реакторы в коммерческую эксплуатацию. Повышенные температуры теплоносителей, отметим, необходимы для более простого производства водорода с помощью АЭС. Второй за Китаем по этому пути последует Россия, которая строит реактор на быстрых нейтронах.

Также реактор «Шидаовань» интересен своим модульным подходом. В перспективе площадка обзаведётся ещё 18 реакторами. Шесть следующих будут приводить в действие одну 650-МВт(э) турбину, но проект ещё находится в разработке. Собственно, на ввод в коммерческую эксплуатацию первых двух турбин понадобилось около года. Они были готовы и прошли испытание ещё в октябре 2022 года.

Топливом для таких реакторов служат 60-мм шарики из графита, внутри которых находится обогащённый до 8,5 % уран-235. Шарики лежат в реакторах, как галька на пляже, сквозь слой которой продувается нагретый до 250 °C гелий. В каждом реакторе около 245 тыс. таких шариков. На выходе гелий нагревается до 750 °C, а на входе в турбину температура понижается до 567 °C.

Топливные шарики без разрушения выдерживают температуры до 1620 °C, что делает их безопасными даже в случае аварий. Интересно, что пионерами в области высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов были британцы. Однако к сегодняшнему дню их опыт и кадры были в значительной степени утрачены.

В США заработала первая в мире геотермальная электростанция с горизонтальными стволами — она питает дата-центр Google

Google сообщила, что в её центр обработки данных в Неваде начала подаваться электрическая энергия с первой в своём роде электростанции. Электричество вырабатывает нагретая до почти 200 ℃ вода, поднятая с глубины свыше 2 км. Чтобы обеспечить непрерывную работу электростанции с номинальной мощностью 3,5 МВт потребовалось пробурить горизонтальные скважины. Уникальный проект позволит создавать подобные установки во многих уголках Земли.

 Источник изображения: Google

Источник изображения: Google

Проект реализован благодаря двухлетнему сотрудничеству Google и стартапа Fervo Energy. Опыт, необходимый для создания электростанции был перенят у нефтяников, для которых горизонтальная проходка не в новинку. Горизонтальный ствол длиною 990 м с помещённой внутрь обсадной трубой диаметром 17,78 см позволил создать постоянный и равномерный поток нагретой до 191 ℃ воды со скоростью 63 л/с. Обычный вертикальный канал был бы достаточен для обеспечения объектов теплом, чем практически сегодня и занимается геотермальная индустрия. До реализации проекта Google и Fervo о выработке электрической энергии из геотермальных источников никто всерьёз не думал.

Google показала, что проект рабочий и его можно тиражировать. Ранее компания Fervo заявляла, что в случае успеха намерена построить в штате Юта на порядок или даже более масштабную геотермальную электростанцию. Этот проект предусматривает обеспечение чистой энергией четверть жителей штата или около 300 тыс. домохозяйств.

 Схема булрения скважин в проекте. Источник изображения: Fervo Energy.

Схема бурения скважин в проекте. Источник изображения: Fervo Energy.

Вдоль горизонтального канала с трубой проложены оптоволоконные кабели, которые служат датчиками потока, измеряют температуру и динамику прохода воды. Слежение за параметрами скважины ведётся в непрерывном круглосуточном режиме. Энергия от выработки также подаётся в стабильном режиме 24/7 в любое время года вне зависимости от погоды. Она может стать весомым дополнением к солнечной и ветровой энергетике, сглаживая пики потребления и прерывистый характер этих возобновляемых источников.

Создан мобильный аккумулятор на 400 кВт·ч с подзарядкой воздушным змеем

Созданный на базе Делфтского технологического университета стартап Kitepower Hawk предлагает мобильные аккумуляторы с подзарядкой от воздушных змеев. Система поставляется в стандартном транспортном контейнере и содержит литиевые аккумуляторы ёмкостью 400 кВт·ч. Установка обещает найти применение в отдалённых районах, на островах и как временное решение на месте проведения работ. О цене не сообщается, но заказать уже можно.

 Источник изображений: Kitepower Hawk

Источник изображений: Kitepower Hawk

Площадь воздушного змея Kitepower Hawk, или, скорее, парашюта типа крыло составляет 40–60 м2. Трос компании Dyneema одним концом намотан на вал генератора, а вторым прикреплён к специальной нагрузке, которую поднимает змей. Блок полезной нагрузки управляет полётом змея и контролирует угол подъёма, тангаж и рысканье. Система позволяет управлять полётом автоматически днём и ночью в широком диапазоне силы ветра, как на низких, так и на больших высотах. Как утверждают разработчики, Kitepower Hawk добывает энергию из силы ветра намного эффективнее обычных ветрогенераторов.

В процессе подъёма на высоту змей создаёт электрическую мощность до 40 кВт. На его подтягивание до уровня земли уходит до 10 кВт энергии. Тем самым в процессе работы 80 % времени уходит на режим заряда, заявляют в компании. Выдаваемая контейнером пиковая мощность достигает 330 кВт. Когда аккумуляторы модуля разряжаются, воздушный змей снаряжается к полёту и заряжает аккумуляторы.

«Система является идеальным решением для небольших предприятий в сельском хозяйстве и строительстве, которые ищут устойчивый способ получения электроэнергии, — говорит генеральный директор компании Йоханнес Пешель (Johannes Peschel). — Система проста в установке, может работать днём и ночью и отличается высокой эффективностью».


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥