Электроэнергия из крыла болида Формулы-1

💨 Неприменимость ветроустановок в быту – миф, который смогли развенчать инженеры из Aeromine Technologies. Им удалось создать безлопастной ветрогенератор, который можно размещать на крышах частных и многоквартирных домов.

👉 Ветротурбина состоит из двух вертикальных стенок, которые по своей форме напоминают заднее крыло болида Формулы-1. Между двумя стенками расположена труба, оснащенная пропеллером.

👍 Такая конструкция обеспечивает зону низкого давления, которая улавливает ветер и приводит в действие пропеллер, делая возможной выработку электроэнергии.

👍 Примеры использования цветных металлов в «новой» энергетике:

✔️ Кобальт, литий и марганец применяются в производстве батарей для электромобилей,

✔️ Медь – в сборке солнечных панелей и строительстве линий электропередач,

✔️ Никель – в создании электролизных установок для получения водорода из воды.

👉 Эти металлы также используются в различных отраслях ВИЭ, в том числе ветровой, солнечной и геотермальной энергетике.

Прогноз потребления энергоресурсов до 2050 года (нефть – красная, газ – фиолетовая, уголь - коричневая)

👉 В развитие темы

💸 Удешевление ВИЭ – один из ключевых трендов последних лет в мировой энергетике.

📉 С 2010 г. среднемировая стоимость ввода мощности солнечных панелей снизилась на 89%, а наземных и морских ветрогенераторов – на 69% и 59% соответственно.

👆 На графике – глобальная структура ввода ВИЭ в зависимости от использования господдержки.

👉 В «отрицательной» зоне отмечены проекты, которые реализовывались с привлечением субсидий, а в положительной – мощности, для ввода которых не требовалась господдержка.

На протяжении последнего десятилетия доля субсидируемых мощностей в ветровой и солнечной генерации постепенно снижалась, однако при этом лидером по доле рентабельных проектов всё равно оставалась гидроэнергетика.

АЭС – «чемпион» среди низкоуглеродных источников энергии по экономии выбросов

⚛ По оценке Европейской экономической комиссии ООН (UNECE), средний объем эмиссии парниковых газов на протяжении всего жизненного цикла АЭС составляет 6,1 грамма CO2-эквивалента на киловатт-час (кВт*ч) выработки электроэнергии.

👉 Для сравнения: предельный объем выбросов для ветроэлектростанций – включая производство ветроустановок и строительство ВЭС – составляет 23 грамма CO2-эквивалента на кВт*ч, а для солнечных панелей – 83 грамма CO2-эквивалента.

🤔 Что касается газовых и угольных ТЭС, то здесь многое зависит от использования технологий улавливания, хранения и утилизации углекислого газа (CCUS): при использовании технологий CCUS предельный объем выбросов составляет 221 (газ) и 470 (уголь) граммов CO2-эквивалента, а без них – 513 и 1095 граммов соответственно.

Перспективные проекты и технологии в нефтегазовом секторе. Искусственный интеллект

💻 В связи с существенным истощением нефтегазоносных пластов нефтегазовый сектор в последнее десятилетие активно переходит к цифровизации и автоматизации всех процессов. Одним из перспективных инструментов для этого является искусственный интеллект (ИИ). Применение искусственного интеллекта в нефтегазовой промышленности стало возможно с развитием методологии построения архитектур нейронных сетей, являющихся математическим ядром любого искусственного интеллекта.

👍 Основное направление применения инструментов цифровизации, основанных на ИИ, которое позволит с минимальными затратами, получить наибольший экономический эффект, это ускорение проведения интерпретации геологоразведочных данных, полученных на этапах геологоразведки и исследования скважин. Развитие инструментов-интерпретаторов в этой отрасли связано с экспоненциальным ростом возможностей искусственного интеллекта и движением отрасли к концепции «Нефтегаз 4.0», основной целью которой является повышение рентабельности добычи, путем снижения издержек.

👉 Так, например, есть варианты использования ИИ для интерпретации геофизических данных, данных анализа керна, каротажных данных. В рамках комплексного геологоразведочного процесса, целью которого является формирование трехмерной геологической модели нефтегазоносного коллектора, применяются ряд высокоспециализированных геофизических и петрофизических методов исследований. Данный комплекс включает в себя сейсморазведочные работы в масштабе пласта, каротажные изыскания скважин и, при необходимости, лабораторный анализ керна, дополненный в определенных случаях цифровым анализом.

💪 В рамках сейсморазведки осуществляется сбор данных с помощью вибраторов и датчиков, фиксирующих отраженные упругие волны от границ геологических слоев. Получаемые временные ряды, в сочетании с пространственными координатами измерительного оборудования, подвергаются обработке с использованием специализированных алгоритмов реконструкции, что приводит к формированию зашумленных трехмерных изображений, отражающих стратиграфическую структуру исследуемых пластов. Важно отметить, что из-за значительных требований к вычислительным ресурсам данный процесс осуществляется в полностью автономном режиме. Современные исследования в области искусственного интеллекта нацелены на существенное ускорение данного этапа. Отмечается потенциал ускорения процесса интерпретации в диапазоне от 10 до 1000 раз. Полученные в результате сейсморазведки трехмерные изображения, или сейсмические кубы, подвергаются тщательному анализу сейсмическими интерпретаторами, которые также участвуют в настройке параметров алгоритмов реконструкции. Существенная часть процесса заключается в сегментации сейсмических кубов с целью выделения ключевых границ между различными геологическими слоями. Важно отметить, что ввиду отсутствия объективных критериев, данный процесс обладает высокой степенью субъективности и зависит от квалификации экспертов. Как следствие, весь процесс, начиная с реконструкции и заканчивая сегментацией, является времязатратным и требует значительного вклада экспертного сообщества. С применением методов глубокого обучения в процессе сейсморазведки наметилась тенденция к существенному ускорению процесса интерпретации данных. Особо следует отметить, что методы искусственного интеллекта вносят значительный вклад в оптимизацию как первичных, так и вторичных сейсморазведочных работ, повышая ценность и эффективность данных исследований.

Окончание следует

https://www.group-telegram.com/globalenergyprize.com/8530

Американский стартап DartSolar представил инновационный багажник с солнечными панелями для электромобилей. Система способна обеспечить до 1 кВт автономной зарядки.

Багажник генерирует 360 Вт в сложенном состоянии во время движения. За 15 секунд конструкция раскладывается, увеличивая мощность до 1000 Вт.

Устройство совместимо с различными моделями электромобилей. В задней части установлен преобразователь, который конвертирует солнечную энергию в переменный ток 120 В для зарядки автомобиля.

Инженеры разработали сверхтонкие солнечные панели толщиной всего 3 мм. Компания поддерживает DIY-подход: владельцам доступны чертежи, инструкции по ремонту и 3D-модели запчастей. При этом багажник сохраняет функциональность обычного - выдерживает нагрузку до 23 кг.

Цена новинки - $2950. При сроке службы 10 лет окупаемость составит 2 года, а общая доходность превысит стоимость в 5 раз.

DartSolar уже работает над следующим поколением багажника с тандемными солнечными элементами. Мощность новой версии достигнет 3000 Вт.

💸 Цена газа на Henry Hub – крупнейшем газовом «узле» Северной Америки – в некоторые торговое дни ноября 2024 г. опускалась до $43 за тыс. куб. м, что является историческим минимумом.

👉 Для сравнения: средняя цена газа на ведущем в Европе хабе TTF по итогам ноября 2024 г. составила почти $500 за тыс. куб. м.

🔹 Если в США объем добычи газа существенно превышает внутренний спрос, то в Европе рынок газа, наоборот, является дефицитным. Отсюда – существенная разница в цене.

👆 География торговли водородом остается достаточно узкой.

👉 В 2023 г. более 60% глобального экспорта H2 приходилось на Бельгию и Канаду, а свыше 60% импорта – на Нидерланды и США.

Слова классика

- Никогда человек хорошо не знает своего предмета, если он ему никого не обучает.

Пётр Капица

Новый тип датчиков упростит детекцию вредных газов

🇷🇺 Ученые из Сколковского института науки и техники спроектировали полупроводниковый сенсор, который может всего за 40 секунд регистрировать наличие в воздухе вредных газов. Устройство, использующее в качестве чувствительного элемента «ткань» из углеродных нанотрубок, способно обнаруживать сероводород, двуокись азота и огнеопасный ацетон с точностью в 90%.

👉 Полупроводниковые сенсоры, отличающиеся дешевизной и низким энергопотреблением, используются в сферах, где нужны частые измерения: так, по концентрации газов в парниках можно определить спелость выращиваемых фруктов и овощей, а по содержанию CO2 в холодильниках – оценивать состояние скоропортящихся продуктов. Другой пример – здравоохранение: пациенты с диабетом первого типа выдыхают воздух с содержанием ацетона, поэтому по его количеству можно понять, когда необходима инъекция инсулина.

🤔 Однако у полупроводниковых сенсоров есть недостаток: из-за чувствительности эти устройства реагируют на присутствие целого ряда веществ, что затрудняет получение информации о содержании конкретного соединения. Повысить избираемость сенсоров можно за счет подражания обонянию человека.

🎙 «Электрическое сопротивление чувствительного материала, в нашем случае — ткани из углеродных нанотрубок, меняется в ответ на присутствие многих газов. Но оно может меняться по-разному в ответ на разные газы в разных концентрациях, и здесь кроется технологическая возможность. Ведь обоняние человека тоже устроено так, что рецепторы в эпителии реагируют на самые разные вещества. Но разные группы рецепторов реагируют на каждый запах по-своему. И по силе активации связанных с ними нейронов мозгу удаётся распознать, с каким запахом имеет дело нос», – комментирует аспирант Константин Заманский.

👃 По тому же принципу можно одновременно использовать несколько полупроводниковых сенсоров, каждый из которых будет реагировать на тот или иной тип газа. Это своего рода «искусственный» нос, который может реагировать на наличие смеси газов в воздухе. Ученые Сколтеха сделали в этом направлении шаг вперед, сумев получить многомерный сигнал от одного и того же сенсора, но при разных температурах.

👍 Авторы создали датчик, в котором чувствительный материал – фрагмент ткани из одностенных углеродных нанотрубок – был подвешен между двумя электродами. Такое решение позволило почти мгновенно нагревать или охлаждать сенсор: за 40 секунд прибор успевает измерить сопротивление при 400 различных температурах в диапазоне от 25 °C до 125 °C. Эти 400 значений представляют паттерн запаха, который можно распознать с точностью в 90% с помощью модели машинного обучения.

💪 Разработка Сколтеха позволяет использовать всего один датчик для фиксации сразу нескольких разных газов. Поэтому результаты исследования позволят удешевить детекцию вредных примесей.

https://globalenergyprize.com.org/ru/2024/12/14/novyj-tip-datchikov-uprostit-detekciju-vrednyh-gazov/