Электричество из виски: технология анаэробного сбраживания нашла новое применение

🇺🇸 Ученые из Университета Кентукки (США) смогли получить электроэнергию из барды – побочного продукта производства бурбона (одного из видов виски, производимого из кукурузы). Результаты исследования опубликованы в Journal of Environmental Management.

👉 Барда, образующаяся в процессе перегонки зерна в этиловый спирт, содержит множество белков, клетчатки, углеводов и микроэлементов. Благодаря этому она используется в качестве сырья для производства кормов для крупного рогатого скота. Однако поголовье скота в штате Кентукки достигло минимума с 1962 г., тогда как производство бурбона должно удвоиться в ближайшие пять лет. Альтернативой может стать применение барды для выработки электроэнергии.

👍 Чтобы получить электричество, ученые из Университета Кентукки использовали технологию анаэробного сбраживания, которая состоит из двух основных этапов. Органическое вещество сначала размещается в бескислородный реактор, где под действием высоких температур разлагается на спирты, жирные кислоты и аммиак. Затем эти компоненты при участии метанобразующих бактерий превращаются в смесь метана и углекислого газа, которую можно использовать для выработки электроэнергии с помощью обычной парогазовой установки. При этом, как выяснили авторы исследования, содержание CH4 и CO2 можно варьировать в зависимости от вида зерна, из которого получается барда (кукуруза, пшеница, ячмень).

💪 Технология анаэробного сбраживания уже достаточно известна в электроэнергетике. Впервые она была опробована на электростанции Enerbio мощностью 1 МВт, введенной в строй в 2012 г. на севере Италии и использующей в качестве сырья кукурузный силос. Эта же технология будет использоваться в городе Касаока на юге Японии, где идет строительство электростанции на 1,2 МВт, которая будет перерабатывать отходы местных животноводческих хозяйств в биогаз для дальнейшего получения электроэнергии. Наконец, самым известным примером является проект испанской Emasesa, которая несколько лет назад построила в Севилье установку для получения электроэнергии из сорта апельсинов, непригодного в пищу.

https://globalenergyprize.com.org/ru/2024/12/14/jelektrichestvo-iz-viski-tehnologija-anajerobnogo-sbrazhivanija-nashla-novoe-primenenie/

📸Фото дня

Гоцатлинская ГЭС. Дагестан.

#фотодня #гоцатлинскаягэс

Китай замедлил ввод новых угольных ТЭС

🇨🇳 Темпы строительства угольных электростанций в Китае замедляются. Если в период с 2011 по 2015 гг. среднегодовой ввод мощности угольных ТЭС в стране составлял 54,2 гигаватта (ГВт), то в 2016-2020 гг. – 42,5 ГВт в год, а в 2021-2023 гг. – 34,4 ГВт в год. По данным Global Energy, за первую половину 2024 г. в КНР было введено в эксплуатацию «лишь» 8,6 ГВт мощности.

👉 Ключевой причиной стал бум возобновляемой энергетики. По данным Международного агентства по ВИЭ (IRENA), среднегодовой ввод мощности ветровых и солнечных электростанций ускорился в КНР с 9,6 ГВт в 2011-2025 гг. до 24,1 ГВт в год в 2016-2020 гг. и 57,3 ГВт в год в 2021-2023 гг. Сказалось резкое удешевление технологий: так, среднемировая стоимость ввода солнечных панелей сократилась в семь раз в период с 2010 по 2023 гг., с $5310 до $758 на киловатт (кВт) мощности. Стоимость ввода наземных ветрогенераторов снизилась за тот же период на 49% (до $1160 на кВт), а морских – на 48%, до $2800 на кВт. Вместе с удельными капзатратами снижалась и нормированная стоимость электроэнергии (levelized cost of electricity, LCOE): для солнечных панелей она сократилась в десять с лишним раз (до $0,044 на кВт*ч), а для наземных и морских ветрогенераторов – на 70% (до $0,033 на кВт*ч) и 63% (до $0,075 на кВт*ч) соответственно.

⚛️ Другим фактором было развитие атомной энергетики. Если в период с 1991 по 2010 гг. в КНР было подключено к сети 13 реакторов общей мощностью 10,9 ГВт, то за все последующие годы – 43 энергоблока на 47,2 ГВт. К сегодняшнему дню Китай является мировым лидером по темпам строительства атомных электростанций (АЭС). По данным МАГАТЭ, к декабрю 2024 г. в мире в целом на стадии строительства находилось 63 энергоблока на 66,1 ГВт «чистой» мощности, из них 29 реакторов на 30,8 ГВт приходилось на Китай. В Индии, занимающей по этому показателю второе место, в активной стадии реализации находились проекты 7 энергоблоков на 5,4 ГВт.

🔹 К усилению межтопливной конкуренции также привел рост предложения газа на китайском рынке. По данным Energy Institute, добыча газа в КНР увеличилась в восемь с половиной раз в период с 2000 по 2023 гг. (с 27,4 млрд до 234,3 млрд куб. м), при этом Китай стал крупнейшим потребителем сжиженного природного газа (СПГ): по итогам прошлого года на долю КНР приходилось 16,5% мирового импорта СПГ (90,3 млрд из 548,7 млрд куб. м). Рост доступности сырья привел к скачку в развитии газовой генерации. Если в период с 2000 по 2010 гг. в стране было введено в строй 30 ГВт мощности газовых ТЭС, то за последующие годы – почти 107 ГВт.

📉 Результатом этих сдвигов стало заметное сокращение доли угольной генерации. Если в 2010 г. на долю угля приходилось 77% выработки электроэнергии в КНР, то в 2023 г. – 61%, а по итогам нынешнего года она опустится ниже 60%. Это не означает отказа Китая от угольной генерации как таковой: по данным Global Energy, КНР обеспечивает три четверти мировой мощности строящихся угольных электростанций. Однако из-за опережающих темпов развития ВИЭ и атомной генерации роль угля в китайской электроэнергетике будет снижаться.

https://globalenergyprize.com.org/ru/2024/12/14/kitaj-zamedlil-vvod-novyh-ugolnyh-tjes/

Перспективные проекты и технологии в нефтегазовом секторе. Искусственный интеллект. Окончание

👉 Продолжаем разговор о роли ИИ в нефтегазе. В свою очередь, данные каротажа скважин обеспечивают более точную информацию о физических свойствах исследуемых пород вдоль скважин. Используемые методы позволяют получать данные о таких параметрах, как электрическое сопротивление, интенсивность гамма-излучения, плотность нейтронов и других, обеспечивая высокую точность измерений. Применение алгоритмов машинного обучения в процессе интерпретации каротажных данных показало высокую эффективность, достигая точности в 92% при существенном ускорении процесса по сравнению с традиционными методами. Эти результаты демонстрируют значительный потенциал применения искусственного интеллекта в оптимизации процессов геологоразведки и создании более точных геологических моделей месторождений.

👍 Также представляется перспективным применение ИИ в задаче анализа перколяционных кластеров. Перколяционная теория позволяет определять структуры, через которые может протекать флюид, тем самым влияя на эффективность добычи. В этом контексте алгоритм Грассбергера, использующий метод массового выбора для генерации кластеров, представляет собой мощный инструмент для анализа перколяционных свойств системы.

💪 Внедрение искусственного интеллекта (ИИ) в эту задачу открывает новые возможности для повышения точности и эффективности моделирования. Использование ИИ, в частности машинного обучения и алгоритмов глубокого обучения, может значительно улучшить предсказание распределения и динамики перколяционных кластеров, а также оптимизировать процессы вторичной добычи нефти. Интеграция данных симуляций с алгоритмами ИИ может обеспечить более точное понимание пространственных и временных масштабов перколяционных процессов, что, в свою очередь, способствует более эффективному управлению ресурсами месторождения.

https://www.group-telegram.com/globalenergyprize.com/8535

💰 Глобальные инвестиции в развитие геотермальной энергетики в последние полтора десятилетия не превышали $2,5 млрд в год, а их доля в структуре капзатрат в развитие мировой энергетики составляла менее 1%.

👆 Сезонная структура выработки электроэнергии в США в 2020-2024 гг. (за исключением Аляски и штата Гавайи).

👍 Угольные и газовые ТЭС по-прежнему играют балансирующую роль в зимний и летний период, несмотря на то что на зиму приходится пик выработки на ветроустановках, а на лето – пик генерации на солнечных панелях.

Как радионуклиды помогают искать пресную воду в солёных морях, получать золото и очищать отработанное ядерное топливо? Об этом нам рассказал кандидат технических наук, заведующий научно-исследовательской лабораторией радиоэкологии и морской радиохимии Севастопольского государственного Университета Николай Бежин. https://nkj.ru/open/52328/

Теплоснабжение может стать новым рынком для малых реакторов

⚛️ Бельгийская Tractebel поможет финской Steady Energy в разработке малого модульного реактора LDR-150 мощностью 50 МВт, который будет использоваться исключительно для теплоснабжения. В нынешнем декабре компании заключили соглашение о предоставлении инжиниринговых услуг. В их планах – довести проект до стадии коммерциализации, которая должна начаться в 2029 г.

👉 Разработка Steady Energy проходит оценку Управления по радиационной и ядерной безопасности Финляндии. Однако спрос существенно опережает предложение: к сегодняшнему дню Steady Energy заключила 15 соглашений на поставку реактора LDR-150, в том числе из-за высокого интереса к снижению выбросов в жилищном секторе и промышленности. По оценке Steady Energy, на долю выработки тепловой энергии приходится около 10% глобальных выбросов парниковых газов.

💪 Уменьшить эту долю можно за счет внедрения атомных реакторов, которые относятся к низкоуглеродным источникам. По данным Международной группы экспертов по изменению климата (IPCC), удельные выбросы АЭС на протяжении всего жизненного цикла (от строительства до вывода из эксплуатации) составляют всего 12 граммов на киловатт-час электроэнергии (кВт*ч) – это в четыре раза ниже аналогичного показателя для солнечных панелей (48 граммов на кВт*ч), в производстве которых используется углеродоемкий кремний. Однако в случае проекта Steady Energy объем выбросов будет еще более низким, поскольку в реакторе LDR-150 не будет турбин для выработки электричества.

👍 В целом, теплоснабжение может стать важной нишей спроса на строительство малых реакторов. В число их заказчиков в ближайшие годы также войдут ИТ-гиганты, которым необходимо снабжать дата-центры в режиме 24/7 и при этом обеспечивать важную для инвесторов экономию выбросов. Согласно прогнозу McKinsey, к 2030 г. для снабжения европейских центров обработки данных потребуется ввести в строй 25 ГВт мощности. Растущий спрос привлекает новых поставщиков: так, стартап Deep Atomic AG недавно объявил о разработке малого реактора мощностью 60 МВт электрической и 180 МВт тепловой энергии, который будет занимать всего 80 кв. м площади.

💰 В конечном счете это должно привести к снижению зависимости атомной энергетики от государственных заказчиков, которые могли обеспечить крупные инвестиции в строительство высокомощных АЭС.

https://globalenergyprize.com.org/ru/2024/12/14/teplosnabzhenie-mozhet-stat-novym-rynkom-dlja-malyh-reaktorov/

💪 Нигерия, Алжир и Ливия – лидеры по протяженности строящихся газопроводов среди стран Африки, а Мозамбик и ЮАР – по протяженности запланированных «ниток».

⚛️ Как и на протяжении предыдущих пяти лет, большинство ремонтов на АЭС в США в нынешнем году происходило весной и осенью, т.е. в периоды снижение энергоспроса. Тогда как на фоне зимнего и летнего пиков энергопотребления операторы АЭС стремились обеспечить максимальную мощность.

👉 Исключение – вынужденные ремонты в случае отказа оборудования, ошибок в эксплуатации или экстремальных погодных условий. За весь 2023 г. на атомных реакторах в США было проведено в общей сложности 55 внеплановых ремонтов, а за неполные одиннадцать месяцев 2024 г. – 39.

🗓 Самым продолжительным в нынешнем году стал внеплановый ремонт на третьем энергоблоке АЭС «Уотерфорд» в штате Луизина, который продолжался в течение 59 дней после пожара на трансформаторах.

🌬 Осенью большое влияние на состояние энергетической инфраструктуры оказал ураган «Хелен». Из-за повреждения линий электропередач оператор АЭС «Хатч» в Джорджии приостановил первый энергоблок, а также снизил загрузку второго до 80% от проектной мощности.

📉 По той же причине произошло резкое сокращение выработки электроэнергии на АЭС «Катоба» в Северной Каролине.

В Эквадоре запустили в эксплуатацию первую турбину ГЭС "Айюрикин" в составе комплекса "Тоачи Пилатон" – она была оборудована специалистами российского "Тяжмаша".

На кадрах – плотина "Тоачи", которая входит в этот комплекс и питает ГЭС.

Модель перколяции узлов. 1 – проводящие ячейки (поры); 0 – непроводящие ячейки (твердая порода)

👉 В развитие темы

🇮🇳 Если в Индии в целом доля солнечной генерации составляет 5-8% (в зависимости от времени года), то в крупнейшем штате Раджастхан она превысила отметку в 30%.

💪 Штат на северо-западе страны является лидером по темпам строительства солнечных электростанций (СЭС). За первые восемь месяцев 2024 г. здесь было введено в строй 5,3 ГВт СЭС, что достаточно для снабжения 6,7 млн домохозяйств.

👉 Для сравнения: в прошлом году в Индии в целом было введено в эксплуатацию 9,7 ГВт мощности СЭС.

Дата-центры – новый драйвер энергоспроса

📈 Согласно прогнозу S&P Global Platts, глобальное потребление электроэнергии центрами обработки данных (ЦОД) к 2030 г. увеличится на 300 тераватт-часов (ТВт*ч) в год.

👉 Для сравнения: общий спрос на электроэнергию в Турции в 2023 г. достиг 324 ТВт*ч.

💪 К 2030 г. доля дата-центров в структуре потребления электроэнергии в Северной Америке достигнет 7%, а в Китае и Европе – 2% и 4% соответственно.