Пермские ученые узнали, как производство энергоустановок влияет на экологию
Для снижения выбросов парниковых газов нужно уменьшать потребление ископаемого топлива, повышать эффективность использования ресурсов и переходить на возобновляемые источники энергии и водородное топливо. Но для получения ожидаемого эффекта от его использования требуется определение углеродного следа самих энергетических установок, которые на нем работают. Ученые Пермского Политеха оценили этот показатель у конструкционных материалов энергоносителей, которые могут использовать водород как топливо. Это позволит понять, как надо изменить их состав для наиболее экологически безопасного производства.
Статистика 2024 года говорит о том, что Россия входит в десятку крупнейших стран-источников выбросов парниковых газов. Они оставляют углеродный след и нагревают Землю, что приводит к изменению климата и опасным последствиям для окружающей среды. По данным РБК наибольший вклад в выбросы парниковых газов в России вносит энергетический сектор (77,9 процента) и промышленность (11,8 процента).
Статья опубликована в журнале Ecology and Industry of Russia. Исследование проведено по государственному заданию при финансовой поддержке Минобрнауки России, проект FSNM-2023-0004 «Водородная энергетика. Материалы и технология хранения, транспортировки и применения водорода и водородсодержащих смесей».
Различные виды производств выбрасывают парниковые газы в атмосферу, увеличивая при этом углеродный след продукции. Чем он выше, тем более негативное влияние оказывается на окружающую среду. Такие газы задерживают тепло в нижних слоях атмосферы и повышают среднюю температуру на Земле. Их избыток может привести к глобальному потеплению.
Поскольку энергетическая промышленность подвержена контролю со стороны человека, количество выбросов можно и нужно сокращать. В настоящее время актуально использование экологически чистой, надежной и экономичной энергии. На сегодняшний день перспективным считается водородное топливо, так как при сжигании не образуются парниковые газы. Плюс ко всему, для его производства могут быть использованы неисчерпаемые ресурсы: вода и энергия солнца.
Несмотря на безопасность водорода для окружающей среды, устройства, которые могут применять его в качестве топлива, имеют свой углеродный след при производстве. Так, газотурбинные установки и твердополимерные топливные элементы (для получения электроэнергии в газовой и нефтяной промышленности, использования в транспорте) состоят из материалов, при изготовлении которых образуются парниковые газы.
Ученые Пермского Политеха оценили негативное воздействие на окружающую среду установок с использованием водорода на примере конкретных энергоносителей. Они провели исследования состава газотурбинной установки (ГТУ) и твердополимерного топливного элемента (ТПТЭ) мощностью 16 МВт и 48 кВт соответственно. Заранее была известна их масса и содержание материалов, источник их энергии при производстве, метод изготовления. Все эти данные внесли в компьютерную программу оценки жизненного цикла продуктов и материалов OpenLCA 1.10.3. Полученные результаты политехники пересчитали в процентные значения.
«По результатам расчетов при создании ГТУ основное воздействие на углеродный след оказывают титановые (50,9 процента) и никелевые (37,6 процента) сплавы. При этом установка более чем на 50 процентов состоит из стали. В ТПТЭ значительный вклад вносят платина (78,1 процента) и углепластики (15,7 процента), наименьшие по содержанию в составе. Это наглядно показывает, что несмотря на меньшее количество определенных материалов, они могут выделять больше парниковых газов, чем те, содержание которых выше.
Если говорить в глобальных масштабах, в идеале для сокращения углеродного следа устройств, использующих водород, эффективно при производстве включение в состав вторичных материалов (например, металлолома). Так на добычу нового сырья не придется тратить топливо, электроэнергию, воду и так далее, а значит – и способствовать выбросу парниковых газов, – комментирует Юлия Мозжегорова, доцент кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Исследование ученых Пермского Политеха демонстрирует, что для снижения углеродного следа энергоустановок помимо применения водородного топлива необходима замена исходных конструкционных материалов при их производстве. Результаты анализа расширяют информационную базу об углеродном следе материалов, используемых в водородной энергетике. В дальнейшем это поможет снизить выбросы парниковых газов при производстве оборудования и устройств.
Telegram 
Дзен 
VK Пяти постов на одну тему достаточно, чтобы сформировать мнение. Новое исследование показало, что убеждения в соцсетях фиксируются быстрее, чем включается критическое мышление.
Ученые РТУ МИРЭА и Сибирского федерального университета создали программный комплекс, который анализирует учебные планы вузов быстрее секунды и находит в них слабые места. Большинство учебных планов содержат скрытые противоречия, дублирования и неочевидные перекосы в подготовке специалистов. Это важно, потому что от качества учебного плана напрямую зависит, какие реальные навыки получат студенты и насколько они будут востребованы работодателями.
Наскальное искусство палеолита — большая редкость для Британии, а рисунки в пещере Бейкон-Хоул, открытые в 1912 году, почти 100 лет считались природным явлением. Международная группа исследователей не только повторно обнаружила эту панель, но и с помощью химического анализа пигмента доказала ее антропогенное происхождение и возраст около 17 тысяч лет, вернув находке статус одного из древнейших памятников символической деятельности человека на Британских островах.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
Изучив данные о скорости изменения температур ледяных спутников пятой и шестой планеты системы, астрономы обнаружили, что она слишком высока для по-настоящему ледяной поверхности. Оказалось, что эти тела покрыты материалом, по своим свойствам резко отличающимся от земного льда.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно