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 Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
Поставщик элементов окололунной станции попытался сдать клиентам изделия, подвергшиеся коррозии еще до начала его монтажа. Об этом заявил новый глава NASA Джаред Айзекман. Защищая свою позицию, поставщик сообщил, что ранее он поставлял модули с коррозией для МКС, но они все равно до сих пор работают. NASA использует скандал для отказа от алогичного проекта Lunar Gateway, обитаемой космической станции на окололунной орбите.
Ученые, похоже, приблизились к разгадке происхождения пшеницы мягкой — той самой, из которой делают большую часть хлеба и другие мучные изделия. Согласно авторам нового исследования, она, предположительно, появилась 8000 лет назад на территории современной Грузии и Армении.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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