#энергетика

В научно-популярной литературе за водородом закрепилась слава основы экономики будущего. Хотя в промышленности его активно используют едва ли не больше века. Он незаменим в нефтехимии, производстве удобрений и синтетического топлива, а также в энергетике. Но не в качестве энергоносителя — эту роль водороду пока только обещают. Naked Science рассказывает, насколько важное, хоть и не слишком заметное, место занимает в жизни каждого землянина легчайший газ и какое у него будущее.

Что такое накопитель энергии? Чем отличается аккумулятор от батареи? В чем настоящее чудо электричества? Вся эволюция человечества тесно связана с нашим умением добывать энергию в разных формах. Но настоящая революция произошла, когда появились технологии преобразования тепла, давления и работы в электричество. Благодаря этому мы научились транспортировать энергию и запасать ее. Дальнейший рост эффективности энергосистем невозможен без накопителей. Naked Science решил разобраться во всех деталях.

Китай планирует побить собственный рекорд, построив до 2025 года новую самую большую ветряную электростанцию в мире, которая сможет обеспечивать энергией более 13 миллионов домов.

Ученые подведомственного Минобрнауки России Института физической химии и электрохимии имени А. Н. Фрумкина РАН экспериментально показали, что специальная процедура создания механически и химически стойких покрытий с иерархической шероховатостью позволяет сохранять функциональные свойства супергидрофобных и скользких покрытий с пропиткой даже в условиях длительной выдержки в высокоинтенсивном коронном разряде, сопровождающемся повышенной концентрацией озона, интенсивным ультрафиолетовым излучением и бомбардировкой поверхности ускоренными ионами. Полученные результаты — существенный шаг в решении задачи создания новых материалов для повышения отказоустойчивости и энергоэффективности электроэнергетики.

Ученые Южного федерального университета открыли новые пути для получения высокоэффективных катализаторов для топливных элементов, которые будут безопасно применяться в промышленности. Выяснилось, что состав биметаллических наночастиц существенно влияет на функциональные характеристики электрокатализаторов.

Во Всемирной метеорологической организации считают, что украинский конфликт, вызвавший энергетический кризис в западных странах, ускорит их «зеленый» переход.

Старший преподаватель Сколтеха Елена Грязина расскажет, как новые технологии влияют на паттерны потребления электрической энергии.

Исследования коллектива лаборатории «Наноструктурные материалы для электрохимической энергетики» Химического факультета ЮФУ направлены на разработку нового «зеленого» метода синтеза высокоэффективных катализаторов для топливных элементов без использования агрессивных химических реагентов и отсутствия отходов в процессе производства.

Могут ли солнечные панели, расположенные вдоль сельскохозяйственных угодий удовлетворить энергетические потребности электромобилей? Вполне. Такой вывод сделала группа исследователей из Орегонского государственного университета.

Трехэтажные 3D-принтеры General Electric будут производить бетонное основание турбин на месте строительства объекта, чтобы значительно сократить дорогостоящую транспортировку сборных железобетонных оснований. Новая технология будет доведена до ума на новом заводе в Бергене, штат Нью-Йорк. 

Компания Илона Маска активно возводит огромные резервные хранилища энергии – Megapack. Последний проект Megapack, состоящий из 360 МВт-ч емкости для хранения энергии, которая способна обеспечить энергией 60 000 домов.

Новая концепция зеленой энергетики предлагает получать водород в Австралии, где солнечное электричество почти ничего не стоит, делать из него аммиак и миллионами тонн поставлять в Европу — на замену российскому газу. Сам водород по техническим причинам перевозить бессмысленно, но аммиак можно экспортировать на тысячи километров, причем не очень дорого. Соглашение между ЕС и австралийцами уже подписано, однако остаются вопросы. Реализуема она технически или перед нами еще одно «водородное шоссе в никуда», как во времена Буша-младшего?

Европейские страны срочно строят терминалы для американского сжиженного газа и планируют уходить от «восточной сырьевой зависимости». В среднесрочной перспективе ЕС может добиться в этом успеха. Однако возможно, что Россия при этом мало что потеряет: похоже, Москва давно готовилась к этому шагу Запада.

В конце прошлого года в Nature вышла статья, авторы которой попробовали выяснить: способны ли СЭС и ВЭС полностью обеспечить планету электроэнергией. Исследователи пришли к неожиданным выводам: солнечная энергия не сможет стать главной на планете ни в какой перспективе. Теоретически основную роль в добыче энергии могли бы взять на себя ветряки. Однако из мини-расследования Naked Science ясно, что на самом деле — не могут. Почему же углеводороды все еще способны на то, что не под силам более «продвинутым» источникам энергии?

В 2020 году ветряки в ЕС выработали столько же электричества, сколько угольные станции. Однако главные их достижения в последние годы не в количестве, а в качестве: меняется сам облик ветровой турбины. Существующие ветряки оснащают более длинными лопастями, а высота самых крупных превысила четверть километра. Между тем все это в истории уже было: именно так развивалась ветроэнергетика в СССР 1930-х. В 1937 году предполагалось строительство ветряка, чья мощность была бы рекордной даже сегодня. Разумен ли новый виток гигантомании в эоловой энергетике или речь идет просто о моде?

Пока Германия закрывает свои последние реакторы, КНР планирует ввести 150 новых атомных энергоблоков в ближайшие 15 лет. И часть из них будет вырабатывать совсем не электричество, а нечто, многократно более востребованное нашей цивилизацией: тепло. На отопление человечество тратит намного больше энергии, чем на электроэнергетику, а отапливаться от солнечных батарей и ветряков не выйдет наверняка. Несколько процентов от выработки электроэнергетики и сегодня уходят на отопление — но более 90% нужды в тепле покрывает не она, а обособленная от нее теплоэнергетика, в виде котельных в жилых кварталах и газовых котлов в отдельно стоящих домах. Заменить эти источники одной электроэнергией невозможно: от нее тепло будет выходить в несколько раз дороже.

Это случилось из-за стечения обстоятельств – в том числе европейских усилий по борьбе с глобальным потеплением. Пока остается неясным, окажется ли такая ситуация устойчивой.

Никакого роста цен на электроэнергию и отопления не будет достаточно, чтобы западный мир изменил траекторию своего развития. Помешать этому может либо наука (если к ней пожелают обратиться, конечно), либо цивилизационная катастрофа.

Холдинг РКС завершил работы над проектом космической электростанции. Согласно концепции, передавать энергию на Землю и космическим аппаратам будут при помощи лазерного луча.