Новости энергетики

Как специалисты сообщили в статье журнала Nature, они исследовали экосистемное дыхание — так называют совокупное «дыхание» растений, грибов, микроорганизмов и других существ в экосистеме, в результате которых в атмосферу выделяется углекислый газ. Согласно общепринятому мнению, чем выше глобальная температура, тем активнее это дыхание — и тем больше углекислого газа выделяется в атмосферу. Это стимулирует глобальное потепление.

Проанализировав данные с 221 мониторинговой станции, измеряющей концентрацию разных газов между поверхностью Земли и атмосферой, ученые пришли к противоположному выводу. Дыхание экосистем адаптируется к повышению температуры: количество «выдыхаемого» углекислого газа может оставаться стабильным или вовсе снижаться.

Результаты исследования показывают, что благодаря адаптации темпы роста интенсивности дыхания экосистем — скорости обмена газовыми примесями между экосистемой и атмосферой — могут составить на 17,91–31,41% меньше ожидаемых. Значит, отмечают ученые, влияние дыхания на глобальное потепление тоже может быть ниже — такой вывод предполагает пересмотр климатических прогнозов и сценариев развития энергетики.

Новые китайские светодиоды отличаются тем, что вместо полупроводникового прибора в них находятся квантовые стержни из наночастиц. Они окружены специальными транспортными слоями, которые подают ток точно в них. Сами стержни тоже состоят из слоев: ядра и оболочки. Обычно на границах между ними часть электронов «застревает» — из-за этого эффективность светодиода снижается. Чтобы решить проблему, ученые изменили внутреннюю структуру стержней, «растушевав» границу между оболочкой и ядром. Для этого между слоями поместили еще один — градиентный, который объединяет оба материала.

На поверхности каждого квантового стержня есть «волоски» — молекулы, которые не позволяют им слипаться и помогают проводить к ним ток, создавая «мостики» для зарядов. При этом те же молекулы мешают электронам «продираться» сквозь их густую структуру. Из-за этого светодиоды работают менее эффективно и быстрее изнашиваются. Специалисты уменьшили длину молекул и самих стержней, чтобы плотнее их уложить и облегчить маршрут электронов. Так на меньшей площади получилось расположить больше стержней — и яркость светодиода выросла. Также светодиодам добавили новый слой — для улучшения переноса положительных зарядов (дырок).

В результате светодиоды стали втрое ярче, на 24% эффективнее и на 22 тысячи часов долговечнее. Новая конструкция позволила достичь яркого, глубокого зеленого излучения в диапазоне 515–525 нанометров. Технология проходит лабораторные испытания.

Магия сорбции

Девушка держит в руках емкость с темной пахучей жидкостью. Это нефть. Через миг студентка, продолжая красиво улыбаться, выливает ее в пластиковый контейнер с водой. Нефть растекается по поверхности блестящим узором.

— Нефть и нефтепродукты быстро образуют в воде тонкую пленку, — комментирует участница студенческого стартапа свои действия и берет другую емкость, где хранится нечто напоминающее кокосовую стружку. Оно тоже отправляется в воду. — Видите?

Все видят: нефть собирается у «кокосовой стружки». На наших глазах происходит магия сорбции. Тем временем старшекурсница берет обычное бытовое ситечко и вылавливает потемневшую «стружку» из воды.

— Главное, теперь не перепутать и не съесть, — шутит кто-то из зрителей. Если не знать начала эксперимента, выглядит действительно аппетитно.

Девушку зовут Елена Хемова. Она приехала на форум из Саранска, чтобы показать разработку своей команды — нефтесорбент, способный за считаные секунды поглотить нефть и нефтепродукты, в то время как обычные сорбенты справляются за часы. Новый состав еще проще в применении и дешевле, ведь сделан из целлюлозы.

— Наш сорбент можно отжать и использовать повторно, но, если в этом нет необходимости, после очистки он сам распадется на воду и углекислый газ, — рассказывает Елена.

Такой биосорбент пригодится для многоэтапной очистки промышленной воды на нефтеперерабатывающих заводах. «Стружка» сможет впитать до 99% нефти или нефтепродуктов, а затем и ее, и очищенную воду можно будет снова использовать на предприятии.

Нейросеть на подхвате

Форум технологического предпринимательства и науки интересен тем, что здесь без лишних посредников стартапы общаются с представителями нефтегазовой отрасли и рассказывают им о своих проектах. Если диалог сложился и эксперты увидели в решении потенциал, разработчик получает шанс превратить свою идею в технологию, доработав и протестировав на месторождениях, а энергетика аккумулирует и внедряет лучшие инициативы, становясь эффективнее.

Магомед Мержоев шагает по выставке форума с улыбкой: презентация его проекта удалась. Вместе с командой он создал ИИ-модуль для анализа данных о месторождениях и прогнозирования показателей нефтедобычи. Для этого нужно переработать огромный массив информации. Раньше специалисты занимались аналитикой вручную — теперь им помогают нейросети.

— Модуль помогает прогнозировать ожидаемый прирост дебита нефти и жидкости в скважине, исходя из имеющихся данных, — объясняет Магомед. — Берется историческая база данных по конкретным объектам — это огромные таблицы, которые нужно проанализировать. Человек их просто физически не сможет просмотреть — на помощь приходит искусственный интеллект. Он просматривает сотни тысяч строчек, выявляет закономерности и делает выводы на их основе, прогнозирует объем нефти и жидкости после проведения геолого-технических мероприятий с учетом меняющихся условий и факторов, а затем представляет результаты эксперту, который выносит окончательное решение. В итоге экономится время специалистов, и мы получаем эффективный сценарий.

Python ползет к данным

Олег Рахматуллин только поступил на первый курс магистратуры, как ему предложили место в команде разработчиков. Она создает программную платформу на Python для проектирования нефтепромыслов и веб-приложение для визуализации и исследования моделей месторождений. Язык программирования Python — это стандарт для разработчиков, но заниматься проектированием промыслов с его помощью было нельзя: не поддерживаются данные. Молодые люди из Москвы придумали, как конвертировать данные, чтобы состыковать их разные форматы.

— Здорово, что мы оказались здесь! — с воодушевлением говорит Олег. — Мы поговорили с экспертами «Газпром нефти», получили практические советы и теперь планируем запускать пилот.

Все участники форума по-хорошему упертые люди. Например, доцент из Самары Ксения Бабицкая со своей командой: они придумали новый способ, как заставить высоковязкую нефть течь через поры породы в скважину и при этом не нагонять в нее лишнюю воду — она может настолько «разбавить» нефть, что добыча станет нерентабельной. Защитить скважину от воды предлагают новым реагентом. В недрах он превращается в гель, который пропускает нефть, но задерживает воду. Прежде чем найти нужную формулу состава, молодые ученые сделали более 700 неудачных попыток.

— Нам хотелось бы тиражировать и модернизировать технологию под условия конкретных месторождений. Производственный опыт никогда не сравнится с лабораторным. Программа поддержки стартапов INDUSTRIX дает такую возможность — для нас это основная ценность участия в ней, — рассказывает Ксения.

Устойчивое охлаждение

Не все участники форума новички. У Сергея Миськова, например, большой опыт работы в разных компаниях. Он хорошо знает отрасль и, похоже, понимает, что ей нужно. Его стартап называется «Накладной термоэлектрический охлаждающий модуль». Это приспособление, которое помогает усилить работу устройств, охлаждающих грунт в зоне вечной мерзлоты — там, где залегает до 70% запасов нефти и свыше 90% природного газа России. Если бы грунт оттаял, это навредило бы экологии и сделало бы все сооружения на нем неустойчивыми.

— У нас ушло всего полгода от разработки идеи до стендовых испытаний. Возможно, помог опыт, — объясняет Сергей. — Проанализировали большое количество патентов, литературы и смогли быстро создать оптимальный продукт.

Устройство Сергея в среднем в 8,5 раза дешевле аналогов и проще в управлении. Эксперты отрасли заинтересовались проектом и прямо на форуме назначили встречу для уточнений деталей по испытаниям.

— Участники форума — люди с неожиданными идеями и свежим взглядом на решение задач отрасли. Ведь они приходят из разных индустрий, — отмечает начальник департамента по технологическому развитию «Газпром нефти» Богдан Костюк. — Среди проектов молодых специалистов и стартаперов много ярких полезных разработок, которые имеют все шансы стать реальными технологиями в энергетике будущего.

Новая технология «Роснефти» позволяет проводить очистку попутного нефтяного газа прямо в магистральном трубопроводе, по которому ПНГ поступает к месту переработки или утилизации. В трубу под давлением впрыскивается жидкий реагент-нейтрализатор, состав которого не разглашается, он смешивается с потоком газа и нейтрализует сернистые соединения «на лету». Часть реагента оседает на дне магистрали, формируя зоны дополнительной фильтрации.

На Вахитовских месторождениях, где технология уже внедрена, объемы рационально используемого ПНГ выросли в четыре раза — с 20 до 80 тысяч кубометров в сутки. По оценкам компании, разработка позволит отказаться от строительства дорогих стационарных очистных установок на месторождениях и сэкономить около миллиарда рублей за пять лет.

Ранее «Газпром нефть» запустила установку по разделению ПНГ на фракции, которая упростила получение полезных продуктов из смеси углеводородов. Один модуль может извлекать до 5,2 тысячи тонн газового конденсата в год.

Очищенный попутный нефтяной газ применяется как энергоресурс для генераторов непосредственно на месторождениях (заменяя дорогое привозное топливо). На газоперерабатывающих заводах из ПНГ получают сухой газ (аналог природного), газовый бензин, а также компоненты для производства пластмасс и каучуков.

Как сообщает пресс-служба Государственного совета Китайской Народной Республики, речь идет о комплексе из пяти каскадных электростанций — таких, где каждая последующая станция использует воду, сброшенную предыдущей. Комплекс разместится в нижнем течении самой высокогорной реки в мире — Ярлунг-Цангпо (Брахмапутра).

Ранее СМИ со ссылкой на китайскую корпорацию Power Construction Corp of China сообщали, что новый комплекс станет самым большим в мире и будет вырабатывать порядка 300 миллиардов киловатт-часов электроэнергии в год. Для сравнения: Москва, по данным столичной мэрии, в 2024 году потребила 47 миллиардов киловатт-часов.

Инвестиции в проект составят около 1,2 триллиона юаней (13 триллионов рублей).

Напомним: сегодня крупнейшей в мире ГЭС по установленной мощности является принадлежащая Китаю станция «Три ущелья», расположенная на реке Янцзы. В 2005 году космическое агентство NASA сообщало, что когда водохранилище при станции заполнится «до краев», в теории оно может незначительно замедлить вращение планеты и увеличить продолжительность суток на 0,06 микросекунды.

Основным драйвером роста спроса останутся развивающиеся экономики, особенно азиатские. Китай и Индия в 2025 году обеспечат около 1,2 миллиона баррелей общего прироста. Значительное увеличение спроса прогнозируется в транспортном секторе. В 2025 году потребление авиакеросина вырастет на 407 тысяч баррелей в сутки, бензина – на 378 тысяч, дизельного топлива — на 94 тысячи.

В 2026 году положительная динамика сохранится: спрос на авиакеросин и бензин увеличится примерно на 370 тысяч баррелей в сутки по каждому виду топлива, на дизель — порядка 117 тысяч.

Организация стран — экспортеров нефти создана в 1960 году пятью сооснователями: Ираном, Ираком, Кувейтом, Саудовской Аравией и Венесуэлой для защиты их интересов на мировом рынке энергоносителей и регулирования цен на нефть. Позже организация расширилась, а в 2017 году была основана ОПЕК+ — коалиция стран — членов ОПЕК и ряда крупных нефтедобывающих государств во главе с Российской Федерацией.

Чтобы сымитировать критические нагрузки на оборудование и его отдельные детали, обычно используют взрывные устройства и баллистические пушки. Созданная новосибирцами мини-пушка в 100 раз меньше обычных и стреляет значительно быстрее. Длина ее ствола — 40 миллиметров, в качестве снаряда используется двадцатимиллиметровый ударник (небольшое металлическое ядро), которое вылетает в испытуемый образец со скоростью до четырех километров в секунду.

Одновременно с выстрелом на материал направляется синхротронный луч (сверхмощный рентген). С его помощью в режиме реального времени фиксируют все изменения: как материал сжимается под ударной волной, как в нем распространяется тепло и где именно возникают первые микротрещины.

Мини-пушка поможет экспериментаторам, которые проводят исследования, в первую очередь для энергетической отрасли. С помощью этого устройства удобно изучать конструкции, изготовленные аддитивными технологиями (Прим. — 3D-печать.), различные композитные материалы, новые сплавы. Мини-пушка позволит оперативно провести контроль свойств материалов, которые могут меняться из-за изменения технологии изготовления.

Вячеслав Халименчук, научный сотрудник Института гидродинамики СО РАН

Секрет мощности новосибирской разработки в том, что она одноразовая. При детонации мощного взрывчатого вещества за короткий промежуток времени выделяется много энергии, и само компактное орудие приходит в негодность. При этом стоимость изготовления мини-пушки меньше, чем цена выстрела из обычной.

В будущем специалисты планируют увеличить скорость ударника до шести километров в секунду. Эксперименты будут проводить в Новосибирске на территории Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ).