Ну бунд, так бунд
Буду всякую фигню с работ выкладывать:
Буду всякую фигню с работ выкладывать:
По мнению экспертов, для противодействия этому необходимы исследования и разработки, а также точное планирование поставок.
Водород должен постепенно заменить природный газ как часть перехода к энергетике. Его можно получить путем разложения воды на водород и кислород. Процесс называется электролизом.
Если он эксплуатируется с использованием возобновляемых источников энергии, речь идет о зеленом водороде.
Существуют различные формы электролиза, которые работают с химическими элементами, такими как скандий и иридий, которых не хватает.
Согласно исследованию Немецкого агентства по сырьевым материалам (Dera), спрос на скандий в 2040 году может составить около 24 тонн в год, что более чем в два с половиной раза превышает количество, произведенное в 2018 году.
В случае иридия прогноз даже предполагает, что потребность в этом случае будет в пять раз выше и составит 34 тонны.
«Иридий сейчас считается незаменимым», — отметила эксперт dpa Виктория Тремарева из Деры.
Драгоценный металл в основном добывается в Южной Африке и России как побочный продукт платины и палладия.
«Значительное увеличение производства иридия маловероятно», — говорит эксперт: «В случае производственных потерь может произойти резкое повышение цен, что можно наблюдать в 2021 году».
Скандий, с другой стороны, поступает в основном из Китая и России, которая больше не является желательным торговым партнером для Запада.
По словам эксперта, ЕС должен использовать больше возможностей для добычи, например, в Канаде и на Филиппинах.
Однако требуется несколько лет, чтобы подготовить месторождение к добыче и сделать сырье действительно доступным, говорит Кристоф Хильгерс из Института прикладных наук о Земле Технологического института Карлсруэ (KIT).
Рынок инвестирует только тогда, когда спрос является долгосрочным.
Хилгерс говорит, что сейчас рассматривается, насколько серьезны намерения в отношении водорода. Чтобы оценить это, вам нужен глобальный обзор.
«Германия — крупная индустриальная страна. Но вы не просто открываете новые месторождения для одной страны», - напомнил ученый.
Хотя для щелочного электролиза не требуются редкие металлы, говорит Майке Шмидт из Центра исследований солнечной энергии и водорода в Баден-Вюртемберге, но нужен никель от 35 до 50 процентов которого ЕС импортировал из России.
Дефицит грозит ростом цен на сырье и, как следствие, ростом цен на электролизеры, системы для электролиза, и на водород, предупредил Шмидт. Однако исследования и разработки, направленные на сокращение использования критического сырья, должны противодействовать такому сценарию.
Это включает в себя использование меньшего количества иридия в так называемом электролизе полимерных электролитов с мембраной.
«Другие технологии производства водорода, такие как процессы пиролиза, разрабатываются, — говорит Шмидт, — но они смогут лишь в небольшой степени заменить технологию электролиза в будущем крупномасштабном, нейтральном для климата производстве водорода».
Также ведутся исследования по замене иридия, объясняет геолог Дера Тремарева. Кроме того, его легко перерабатывать, и в будущем его можно будет использовать для большего количества компонентов с меньшей нагрузкой.
«Мы предполагаем, что исследовательская деятельность по повышению экономической эффективности электролизеров воды окажет общее положительное влияние на будущий спрос на потенциально критическое сырье».
Клаудия Неринг из Siemens Energy, которая является производителем электролизеров, объясняет: «Для роста водородной экономики важно создать надежные цепочки поставок, а также наладить серийное производство у поставщиков».
Siemens Energy полагается на стратегические закупки и использует, например, широкую глобальную базу поставщиков. Эффективность продуктов постоянно повышается, а использование материалов улучшается. Около 90 процентов сырья может быть использовано повторно.
Однако исследователь Хильгерс ясно дал понять, что переработка также требует высоких температур и большого количества энергии, а добыча металлов оставляет дыры в земле.
Такие аспекты иногда упускаются из виду, когда речь идет об экологически чистых технологиях и возобновляемых источниках энергии.
В журнале Nature Energy учеными из Кембриджского университета рассказали, что им удалось создать «искусственный лист», который использует солнечный свет для превращения воды и углекислого газа в топливо — этанол и пропанол. Искусственный лист, имитирующий фотосинтез, погрузили в насыщенную углекислым газом воду, а затем направили на него свет, чтобы вызвать реакцию и создать топливо. Автор исследования, доктор Мотиар Рахаман пояснил: «В этой работе мы разработали устройство с искусственным листом для производства многоуглеродных спиртов из CO2 и воды с использованием солнечного света в качестве единственного источника энергии. Спиртовые продукты можно извлечь из реакционной среды, а затем использовать в автомобиле». Он считает, что эта технология позволит отказаться от нефти, а автомобили смогут производить необходимое топливо прямо во время движения.
Действительно, водород содержит почти в три раза больше тепловой энергии на единицу веса, чем все известные ископаемые виды топлива, при этом весит он даже в жидком состоянии примерно в 14 раз легче воды. Этот элемент чрезвычайно быстро смешивается с другими газами, особенно с воздухом в атмосфере. Он прекрасно горит в атмосфере, и в процессе образуется дистиллированный водяной пар, который отлично подходит для окружающей среды. А ещё, и это очень важно — запасы водорода на Земле практически не ограничены.
Очень давно в разных странах, в том числе, в СССР, энтузиасты создавали прототипы автомобилей, работающих на воде. Например, в 1970-х годах был представлен прототип «Москвича-412» (на картинке выше), созданный специалистами Харьковского института проблем машиностроения. Он был оснащен миниатюрным водородным реактором с катализаторами на основе оксидов различных металлов. Вода проходила через реактор, где расщеплялась на кислород и водород. Затем водород сжигался в цилиндрах обычного двигателя внутреннего сгорания.
Такая технология создала бы большие проблемы для нефте-газовой промышленности, поэтому ей никогда и нигде не давали зеленый свет. Очевидно, что теперь мы живем в совсем другое время, и мягкое раскрытие является частью его, но эти 50 лет, за которые человечество могло бы освоить безопасные технологии, были потеряны.
Китай идет в авангарде четвёртого энергоперехода в сфере перехода на зеленый водород. Ранее я рассказывал о строительстве в Китае самого крупного в мире завода по производству зеленого Н2.
Часто в комментариях можно увидеть отрицание наступления неизбежной реальности, недостаток образования и неспособность воспринимать реальность, такой какая она есть приводят к печальным последствиям, научно-технический прогресс все больше обходит стороной.
Строительсто завода Н2 в Китае мощность 30 000 в год
Ретрограды и мракобесы не верили в преобладание возобновляемой генерации в энергобалансе стран, развивающих это направление. В саму возможность перехода на электромобили. В возможность возврата первых ступеней ракет. В развитие зеленого водорода.
Напомню, что генерация ВИЭ будет расти по экспоненте и многократно превысит внутренние потребление стран, это делается для нивелирования спадов генерации. Избыточная генерация должна пойти на электролиз Н2, решая тем самым сразу две проблемы, сдерживая цены от падения на биржах до отрицательных величин и снабжая дешёвой энергией электролизеры.
Китайская China Southern Power Grid запустила две электростанции, работающие на Н2 подробностей, как всегда, не много, первая электростанция находится в городе Куньмин, провинции Юньнань на юго-западе Китая, водородная ТЭС может поставлять в сеть 2,3 МВтч в часы пик или недостатка генерации ВИЭ в непрерывном режиме в течение 23 часов.
Н2 электростанция
Вторая электростанция расположена в Гуанчжоу. Хранение водорода осуществляется в твердотельных накопителях, где в пустотах метала при комнатной температуре хранится зеленый Н2 полученный от солнечной энергии. Что позволяет запасать в 20 раз больше Н2 при сопостовимых объемах хранения в сравнении традиционными методами хранения в сосудах под давлением. Открытие нового метода принадлежит американцам. При сжигании Н2 образуется вода которую можно повторно использовать в электролизе.
При этом страна практически не равивает генерацию на ископамом газе. Китай в первом квартале 2023 года снизил импорт ископаемого газа на 3,6%.
Н2 поезд Германия
Как видим никакой фантастики в этом нет, Китай один из первых ввел в эксплуатацию Н2 электростанции для покрытия пикового спроса на электроэнергию. Напомню, что Китай вводит в строй колоссальные мощности солнечной и ветровой генерации в этом году 160 ГВт. Точно такой же стратегии придерживается и страны Европы, например ВИЭ Дании уже достигает 90% в энергобалансе, а в отдельные периоды превышает 110% внутрений спрос.
Ставте лайки оставляйте коментарии
Ваша подписка - необходимая поддержка каналу!
Химики Санкт-Петербургского государственного университета нашли способ получать водород для зеленой энергетики из отходов производства горючего газа ацетилена (C2H2). Для этого к ним добавили металлический порошок и нагрели смесь.
В экспериментах по очереди использовали разные металлы, а затем нагревали смесь, и из нее выделялся водород. Когда настал черед порошкового кальция, он подействовал на отходы производства ацетилена как волшебная пыльца: вместе с водородом выделился особый реагент. Он используется для получения сырья, из которого делают ацетилен, а значит, его можно вернуть в производство и снизить стоимость получения горючего.
По словам авторов, технология готова к внедрению в производство, она не требует дорогостоящих и сложных установок, а процесс идет при легко достижимых температурах 500–700 градусов. Из полутора граммов сырья получается почти пол-литра водорода. Для сравнения: старейший и второй по распространенности способ получения водорода на сегодняшний день — из угля — дает выход в 0,9 литра газа на 500 граммов сырья.
Ацетилен получают из карбида кальция (CaC2) в процессе гидролиза — когда исходное вещество разлагается на части при участии воды, а затем «пересобирается» в новые химические соединения. Карбид кальция при гидролизе распадается на ацетилен (продукт) и карбидный шлам (отходы), состоящий из оксида кальция, воды, карбоната кальция и примесей. Из этого шлама и получили водород, а также нужный для синтеза карбида кальция реагент.
Больше новостей об энергетике на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна улучшили способ изготовления газодиффузионных слоев — мембран, которые разделяют камеры с водородом и кислородом в водородных двигателях. Для этого разработчики использовали фторопласты — полимеры, рецептуру которых разработали в СССР.
Основой для отечественных мембран стала ткань, «сотканная» из углеродного волокна. Структура ткани позволила достичь достаточной степени пористости, чтобы мембрана работала, как нужно. Через нее водород и кислород легко попадают в топливный элемент, а вода и тепло беспрепятственно его покидают. На углеродные волокна напылили слой фторопластов и подвергли нескольким стадиям термообработки, что сделало мембрану водоотталкивающей и устойчивой к воздействию химии.
В институте отметили, что фторопласты помогли вдвое сократить число стадий производства и сделать процесс экономичнее, а мембраны теперь можно изготавливать полностью из российского сырья. Сегодня экспериментальные образцы нового материала проходят испытания.
В двигателях такого рода из водорода получают электрический ток, который питает электромотор. В процессе водород соединяется с кислородом, образуется вода, выделяется тепло. Теплая вода выходит через мембрану и является единственным побочным продуктом работы двигателя.
Транспорт и энергетические установки на водородном топливе пока экзотика: легковые автомобили с гибридными двигателями стоят десятки миллионов рублей, а автобусы и трамваи выпускают в единственном экземпляре. Приехать в крупные города и увидеть водородное чудо по-прежнему можно только на транспорте, использующем традиционное топливо.
Больше новостей об энергетике на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/
Промышленность Германии продолжает развивается, а сталелитейный сектор продолжает переходить на зеленый водород. Немецкий сталелитейный концерн ThyssenKrupp Steel построит самый крупный в мире сталелитейный завод в немецком Дуйсбурге.
Завод будет производить 2,5 миллиона тон стали в год. Стоимость строительства составит 1,8 млрд евро. В настоящее время на долю thyssenkrupp Steel приходится 2,5 процента выбросов CO 2 в Германии, новое производство сократит выбросы CO 2 на 3,5 миллиона тонн. Это соответствует 20 процентам текущих выбросов компании.
Напомню, что автоконцерны Германии Мерседес, БМВ и др. планируют полностью перейти на зеленую сталь начианная с 2025 года. В данный момент в Европе два основных производителя зеленой стали это H2 Green Steel и Salzgitter AG. C начала года промышленость Германии показывает быстрый рост 3,7% в январе и 2% в феврале.
Производство зеленой стали Швеция Hybrit
Напомню что это уже второе крупное производсто зеленой стали ранее о переходе на зеленую сталь обявил транснациональный сталилитейный гигант Liberty Steel.
Страна относительно недавно начала внедрять солнечную генерацию при этом обладая одним из лучших в Европе показателем по солнечной радиации.
Установленная мощность солнечных электростанций не велика 18 ГВт в Германии 69 ГВт. Но солнечная генерация уже оказывает существенное влияние на энергосистему страны. По данным Grupo ASE на испанском оптовом рынке (POOL). Стоимость эл/энергии составила 89,61 евро/МВтч это на 32,14% ниже, чем в феврале и на 68,38% чем в марте 2022 года. На такое масштабное падение повлияли три фактора рост солнечной генерации 108%, снижение цен на газ и падение спроса -4,6%
В падение спроса нет ничего нового, тот же путь проходила и Южная Австралия, где поселки и города с домовладениями, с установлены СЭС объединились в “виртуальные электростанции” в результате чего спрос в сетях жилого сектора упал до ноля.
В часы пиковой генерации СЭС Испании спрос снижался на 10% (с 10:00 до 16:00). В Австралии когда солнечная и ветровая генерация вышла на пиковые значения и стоимость на рынке стала уходить вниз часть возобновляемой генерации отключается а в Германии СЭС были ограничены 70% долей передачи энергии в сеть.
12.04 цена на рынке упала до 1,5 евро за МВч
Как видим, возобновляемая генерация не только экономит семейные бюджеты владельцев домашних солнечных электростанций, но и снижает цены для других потребителей, на что в принцепе неспособна ископаемая генерация.
Производство зеленого Н2 Испания 3000 тонн в год
Но околонулевые цены не всгда полезны для производителей энергии а учитывая то что Испания быстро наращивает ВИЭ объемы не реализованных по прямым договорам будут расти и одним из решений является производство зеленого водорода путем электролиза используя низкие цены. Страна планирует стать одним из Европейских лидеров по производству зеленого Н2 который будет экспортироватся во Францию.
Мой канал на дзене где еще больше интересного.
Взять с собой побольше вкусняшек, запасное колесо и знак аварийной остановки. А что сделать еще — посмотрите в нашем чек-листе. Бонусом — маршруты для отдыха, которые можно проехать даже в плохую погоду.