Экзотические электростанции

В России начались проработки и проектирование сразу нескольких ПЭС гигаваттных мощностей:
Мезенская ПЭС мощностью от 8 до 19,7 гигаватта в Белом море с плотиной протяжённостью 50 километров.
Тугурская ПЭС — 8–12 гигаватт.
Пенжинская ПЭС – более 100 гигаватт.
На сегодня Мезенская ПЭС является самым близким к реализации проектом такой электростанции.

Приливные электростанции являются самим экологически чистым источником электроэнергии, который естественен для экосистемы Земли и не нарушает её природный баланс. Приливы и отливы постоянны на протяжении тысячелетий, поэтому легко прогнозируются на десятки лет вперёд, чуть ли не по минутам. Энергию приливам обеспечивает сложение таких факторов, как гравитация Луны, Солнца и вращение Земли вокруг своей оси.

Реализация проектов Мезенской и Тугурской ПЭС к 2035 году выгодна самой России, так как эти электростанции смогут обеспечить страну в среднем 20 ГВт чистой энергии.

Благодаря этому Россия будет экономить более 31 миллиона тонн условного углеводородного топлива, что снизит выбросы СО2 на 48 миллионов тонн в год. А эти цифры очень хорошо вписываются в государственную стратегию «Долгосрочного развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года».

 

Пенжинская:

Проработка проекта стартовала в 2021 году и опирается на опыт СССР, который ранее планировал возведение двух очередей объекта:

«Северный створ» (ПЭС-1) мощностью 21 ГВт (72 млрд кВт·ч электроэнергии в год) - растянется на 32 км на глубинах до 26 м;
«Южный створ» (ПЭС-2) мощностью 87,4 ГВт (190-230 млрд кВт·ч в год) - растянется на 72 км на глубинах до 67 м.

 

Оба створа будут обеспечивать мощность более 108 ГВт. Это больше, чем запланированная установочная мощность производства «зелёного водорода» во всей Европе к 2050 году.

300 млрд кВт*ч самой экологически чистой электроэнергии в природе способны произвести более 6 миллионов тонн «зелёного водорода». Однако это составляет всего 18% от запланированного экспортного водородного потенциала России к 2050 году.

Сегодня промышленными электролизёрами на производство 1 кг водорода требуется затрать от 48 до 78 кВт*ч электроэнергии (в зависимости от КПД). Если удастся создать промышленные образцы электролизёров с к КПД 99% (сегодня этот показатель составляет от 42 до 68%), то энергозатраты снизятся до величины 33,5 кВт*ч электроэнергии на 1 кг водорода. Тогда Пенжинская ПЭС сможет производить 9 миллионов тонн «зелёного» водорода в год. При стоимости около 3 долларов за 1 кг «зелёного водорода» строительство этого мегапроекта может окупиться за 15 лет.

Учитывая, что проект Пенжинской ПЭС станет одним из крупнейших инженерных сооружений за всю историю человечества, такая окупаемость - весьма неплохая.

Однако вкладываться в этот проект сегодня России не стоит, иначе это будет самой опрометчивой ошибкой.

 

Например, атомные энерготехнологические станции (АЭТС), которые разрабатывает корпорация "Росатом" для производства экологически чистого водорода, при капитальных вложениях в 57,5 млрд. рублей будут иметь производительность 210 тысяч тонн водорода в год на один модуль мощностью 600 МВт.

То есть производство водорода на АЭТС в пересчёте на стоимость проектов будет в 7,7-11,5 раз дешевле, чем на Пенжинской ПЭС. При этом реакторы можно строить где угодно, а затем возводить их по модульному принципу.

 

Глава Сахалинской области Валерий Лимаренко сообщил РБК о планах датской компании Copenhagen Offshore Partners арендовать остров Шумшу. По его информации, инвесторы готовы вложить до $2,5 млрд в производство водорода

Подробнее на РБК:

Датская компания Copenhagen Offshore Partners, которая специализируется на инвестициях в возобновляемые источники энергии, планирует взять в аренду остров Шумшу (относится к Северным Курильским островам) для производства водорода с помощью энергии ветра. Об этом в интервью РБК рассказал губернатор Сахалинской области (в ее состав входят Курилы) Валерий Лимаренко.

По его словам, у инвесторов из Дании есть готовый проект со своими технологиями, и они могут вложить в него от $2 млрд до $2,5 млрд. «Они хотят производить 1,5 ГВт, 120 тыс. т водорода. Они просят в аренду остров Шумшу, поскольку там лучше ветер [для строительства генерации]», — уточнил губернатор.

Подробнее на РБК:

В 2021 году в Европе ветер дул слабее временно? Ученые так не считают. Межправительственная группа экспертов ООН по изменению климата (IPCC) полагает, что из-за изменений климата скорость ветров в Европе снизится еще на 8%—10%.

«После выхода атлантического струйного течения средняя скорость приземного ветра, по прогнозам, уменьшится в районах Средиземного моря к середине века и далее с последующим снижением ветроэнергетического потенциала. Прогнозы также указывают на уменьшение средней скорости ветра в северных широтах. Прогнозируется увеличение суточной и межгодовой изменчивости ветра, что может повлиять на управление электросетью и производство энергии из ветра. Скорость ветра сместится в сторону показателей ниже пороговых значений, препятствующих производству энергии из ветра», — говорится в последнем отчете IPCC. Эксперты отмечают, что на затухание ветров сказываются климатические изменения — рост лесов, урбанизация и локальные изменения ветра.

Ранее ученые заявляли о том, что скорость ветров начала падать еще с 1960-х годов. На суше она снижается каждое десятилетие на 0,5 километра в час.

«Тенденция к снижению скорости ветра может повлиять на выработку электроэнергии в долгосрочной перспективе, а более слабые ветры также могут означать меньшее рассеивание загрязняющих веществ в крупных городах, усугубляя проблемы с качеством воздуха и, следовательно, влияя на здоровье человека», — говорил журналу Евросоюза Horizon в 2017 году климатолог Университета Гетеборга Цезарь Азорин-Молина.


Подробнее: Европе не додует электроэнергии: изменения климата могут испортить энергопереход — EADaily — Европа. Энергетический кризис. Новости Европы. Европа новости. Европа сегодня. Европа новости 20 января 2022. Энергетический кризис в Европе.

каждый поезд и каждый трамвай - электростанция

Техно-порталы и Хабр в частности не раз писали о рекуперации и возможных вариантах промышленного внедрения этого принципа, позволяющего экономить затраты на электроэнергию. Много вопросов было относительно жизненного цикла регенерационных систем, по реальному КПД и по стоимости серийного решения. Любопытные теоретические расчеты, к примеру, ранее приводились тут. Сегодняшние расчеты показывают, что современные рекуперационные системы способны если не превзойти, то как минимум сравняться по потенциалу генерации энергии со всей индустрией возобновляемой энергетики и существенно поменять правила игры на этом рынке.

Рекуперация – изобретение велосипеда? Нет
Технологию стали применять в XX веке. Из школьного курса физики мы знаем, что любой электродвигатель не только потребляет энергию, но и может сам ее произвести. Это происходит во время торможения. Когда с обмотки статора электродвигателя снимается напряжение, он начинает вырабатывать электроэнергию самостоятельно. К примеру, на ж/д транспорте вырабатываемую двигателем энергию передают в общую энергосеть через тяговые подстанции либо через контактную сеть — напрямую другим составам. Именно так поступали в московском метро во времена СССР, когда столичной «подземке» удавалось собирать и повторно использовать до 50% электроэнергии. Да, наше метро умело в ESG-повестку, когда это еще не было трендом.

Момент торможения поезда на станции четко совпадал с отправлением другого — того, что шел в обратную сторону. В итоге энергия от торможения одного поезда становилась топливом для другого. Но в связи с ростом метрополитена Москвы и приоритезацией пассажиропотока над вариантами экономии, рекуперационный баланс был утрачен. Поэтому пока удается собирать только около 10% энергии. Остальное уходит в тормозные резисторы, вырабатывающие тепло, которое необходимо удалять из туннелей метро. Кстати, на удаление этих избытков теряется порядка 53% электроэнергии, расходуемой системой тоннельной вентиляции. Она уступает только потреблению подвижного состава и составляет 0,8–1,2 млн кВт⋅ч в год (расчет-пример по метрополитену Новосибирска). Подобная растрачиваемая в воздух энергия даже получила в отрасли наименование – «энергетические отходы».

 

Смотрите сами: ≈ 50% или 13 468 ТВт∙ч от всей вырабатываемой в мире энергии потребляют электродвигатели, способные до половины этого объема вернуть благодаря рекуперации.

 

Испытания, проведенные российскими разработчиками и производителями рекуперационных систем из компании ТЭЭМП показали, что, к примеру, трамвай может регенерировать порядка 40% энергии, потребляемой при разгоне. Это 142 кВтч в день только с одной единицы транспорта — цифры сопоставимы с ежедневной выработкой солнечного парка в 1000 м².

 

Некий стартап (или, скорее, лохотронщики) заявляет, что научились дёшево бурить скважины до 20км.
Что делает доступной геотермальную энергию в любой точке Земли.

Создана технология для добычи геотермальной энергии с глубины 20 км
Стартап Quaise Energy заявил, что создал технологию, которая позволит проникать в земную кору на беспрецедентную глубину 20 км и получать оттуда в неограниченных количествах геотермальную энергию. Первую станцию мощностью 100 МВт компания намерена построить уже к 2026 году, а полевые испытания технологии проведет в 2024 году.
Считалось, что такая глубина недостижима — рекорд проникновения в земную кору принадлежит Кольской сверхглубокой скважине, где с большими проблемами удалось пробуриться вертикально вниз на 12 262 метра и было это уже более 30 лет назад.

Как сообщает ZD Net, геотермальная энергия обладает большим потенциалом: она выгодно отличается от других источников чистой энергии стабильностью и независимостью от погодных условий, требует меньше площади, чем угольные, ветровые или солнечные станции, не выделяет парниковых газов и потребляет меньше воды, чем большинство традиционных технологий генерации электроэнергии.

Существует несколько вариантов технологий использования горячих источников Земли для вращения турбин и выработки электричества. Либо станции строят над источниками, из которых уже поднимается пар, либо применяют дополнительные методы воздействия вроде разницы давления или температур. Проблема в том, что геотермальные резервуары распределены неравномерно, и кое-где в мире находятся на глубине нескольких километров под землей.

Компания Quaise Energy планирует добраться до нее с помощью микроволновой бурильной установки, способной пробить скважину на 10–20 км. На такой глубине запасы геотермальной энергии неограниченны и доступны практически из любой точки мира.

Стартап, только что привлекший $40 млн инвестиций, так описывает свою инновационную технологию, объединяющую традиционные методы бурения с радикально новым подходом. Сначала все как обычно — чтобы добраться до коренной породы, используется роторное бурение. Затем в дело вступают высокомощное микроволновое излучение, позволяющее пройти до 20 км при температуре породы 500 градусов Цельсия.

Вдобавок, Quaise предлагает использовать существующие электростанции, переоборудовав их под нужды геотермальной энергии — то есть планирует бурить сверхглубокие скважины прямо рядом со станциями. Это позволит снизить расходы и задействовать рабочую силу, занятую сейчас в нефтегазовой отрасли.

Стартап планирует продемонстрировать технологию в лабораторных условиях уже в этом году, в поле — в 2024 году, построит первую станцию на 100 МВт на базе нескольких скважин к 2026 году, а к 2028 переоборудует первую ТЭЦ, работающую на ископаемом топливе, в геотермальную станцию.

Год назад о себе заявил канадский стартап Eavor, который разработал уникальный способ получения энергии из геотермальных источников. Прототип устройства уже создан и проходит испытания в провинции Альберта. Это геотермальная станция с низким теплосодержанием, которая посылает жидкость через герметичную замкнутую систему, которая после запуска работает без расхода дополнительной энергии.