Альтернативная энергетика и энергосбережение

Цитата: Superwad от 14.10.2021 11:57:17тут ученые с инженерами/конструкторами и экономистами уже подсчитали всё до копейки, и учли все производственные факторы - дешевле чем 1,5 $/кг не получится никаким способом. А это дорого, увы. Никакие ПЭС эту ситуацию не спасут.
Другое дело, когда дойдёт до исчерпания ресурсов - тогда может и получится что-то из этого, а пока...

Это если решать проблему в лоб. Себестоимость жидкого аммиака в России около 20 000 руб/тн. С учётом низкой стоимости электроэнергии можно предположить, что энергетический эквивалент 1 л бензина вполне может стОить не более 1 доллара, т.е. цифра не становится шокирующей. С учётом относительной безопасности аммиака по сравнению с водородом, более высокой плотности по основному веществу, отсутствия особых требований к материалам тары и условиям хранения при общем росте цен на углеводороды в виде нефти и газа процесс может стать вполне конкурентным.

Цитата: polpol от 16.10.2021 00:42:29Все расчёты основаны на существующих материалах для ёмкостей хранения и перевозки водорода.
Надо искать новые материалы.

Сделать теплопроводность менее чем у вакуума невозможно. А в крупных хранилищах - менее чем у газа при атмосферном давлении без конвекции. 

Цитата: Пенсионэр от 16.10.2021 12:24:26Это если решать проблему в лоб. Себестоимость жидкого аммиака в России около 20 000 руб/тн. С учётом низкой стоимости электроэнергии можно предположить, что энергетический эквивалент 1 л бензина вполне может стОить не более 1 доллара, т.е. цифра не становится шокирующей. С учётом относительной безопасности аммиака по сравнению с водородом, более высокой плотности по основному веществу, отсутствия особых требований к материалам тары и условиям хранения при общем росте цен на углеводороды в виде нефти и газа процесс может стать вполне конкурентным.

Вдохните полной грудью... И куча вопросов отпадет. Например, что в 17 граммах моля "вещества" только 3 составляют "топливо" - 14 грамм - балласт из азота. 

Цитата: ILPetr от 16.10.2021 19:20:30Вдохните полной грудью... И куча вопросов отпадет. Например, что в 17 граммах моля "вещества" только 3 составляют "топливо" - 14 грамм - балласт из азота.

Ну как бы да. Но согласитесь в плане хранения и транспортировки аммиак выглядит намного приятнее чистого водорода. 

Цитата: Thor от 16.10.2021 19:44:22Ну как бы да. Но согласитесь в плане хранения и транспортировки аммиак выглядит намного приятнее чистого водорода.

Очень спорное утверждение, если вспомнить о токсичности аммиака.

Цитата: basilevs от 16.10.2021 20:06:33Очень спорное утверждение, если вспомнить о токсичности аммиака.

Ну вопросы его транспортировки в целом вполне себе решены. Тот же аммиакопровод Тольятти-Одесса построили и вполне успешно эксплуатировали. Да и морем, по автодорогам и ж/д его вполне успешно возят причем в товарных количествах.

Цитата: Thor от 16.10.2021 21:02:35Ну вопросы его транспортировки в целом вполне себе решены. Тот же аммиакопровод Тольятти-Одесса построили и вполне успешно эксплуатировали. Да и морем, по автодорогам и ж/д его вполне успешно возят причем в товарных количествах.

Основной вопрос - сколько тратится энергии на получение аммиака. Какой КПД?
Выбор аммиак логичен, однако почему-то о нем не трубят так как о водороде.

Цитата: Прокруст от 16.10.2021 21:13:43Основной вопрос - сколько тратится энергии на получение аммиака. Какой КПД?
Выбор аммиак логичен, однако почему-то о нем не трубят так как о водороде.

внаверное уже писал несколько раз в среднм по миру тратится 1000 кубов природного газа  на тонну аииака (в лучших суперсовременных установках 800 кубов в худших 1200)... потом пошли всякие ньанесы чем запитывать компрессоры (можно от паровой турбины, можно от газовой турбины, можно от сетевого электричества), как рекуперацию тепла синтеза использлвать , какой технологический процесс... аммиак всегда рассматривался как одтн из носителей водородной энегетики - но процесс синтнтеза капиталоемкий.. КПд считается из этих данных и справочных данных по теплоте сгорания метана и аммиака - в среднем 56.7% ,  лучщем варианте 70.8%... при пиролизе (для использования в топливных ячейках) еще часть энергии пойдет на разложение аммиака на водород и  азот

Цитата: ILPetr от 16.10.2021 19:20:30Вдохните полной грудью... И куча вопросов отпадет. Например, что в 17 граммах моля "вещества" только 3 составляют "топливо" - 14 грамм - балласт из азота.

и то верно... но плотность в 600 раз выше (в жидком состоянии - а в жидкое состояние несолжно переводится даже при 25 градусах), и сыррье для производства на каждом шагу буквально (даже карбонаты надо еще побегать поискать - если метанол производить, да и процесс разложения карбонатов энергоемкий 4Гдж/т как минимум, да и экологические проблемы - локальное защелачивание- хотя с длительным временм известка таки  поглотит углекислоту)

Цитата: ILPetr от 16.10.2021 19:19:18
Сделать теплопроводность менее чем у вакуума невозможно. А в крупных хранилищах - менее чем у газа при атмосферном давлении без конвекции.

тогда бы мы вами не рахговаривали, ибо луна было бы полным побобием луны (по температурк) - ан нет париковый эфект сущестыует, стало быть механизмы теплопереноса в гетрогенных средах  не такие трвиальные ... да и теплопроводности в вакууме вообще нет, а тзлучательный теплоперенос есть

Цитата: Thor от 16.10.2021 19:44:22Ну как бы да. Но согласитесь в плане хранения и транспортировки аммиак выглядит намного приятнее чистого водорода.

как помежуточный аккумулятор и носитель ну да выгляжит... а вот для последней мили , хрен его знает, и хрен его знает как траспортное топливо для сухопутных перевозок ... хотя плюс в том что аммиак как метанн и водород будут уходить вверх, а не стелится по земле как пропан), и пределы загорания - взрываемостти высокие, и водой легко ловится

Цитата: ILPetr от 16.10.2021 19:20:30Вдохните полной грудью... И куча вопросов отпадет. Например, что в 17 граммах моля "вещества" только 3 составляют "топливо" - 14 грамм - балласт из азота.

Видимо, или невнимательно читаете, или физхимия не Ваш любимый конёк. В 1 л жидкого аммиака содержится водорода больше, чем в 1 л жидкого водорода. И говорили мы о способах транспортировки, хранения и необходимых материалах. Предложите свой вариант, если этот не нравится.


Сейчас только пришла в голову мысль - чем больше энергии в топливе - тем более надо извращаться, чтобы её из него добыть.
Дрова -  ничего не стОят
Уголь - надо рыть шахту
Газ - надо сверлить землю
Водород - нужны доп ухищрения
Ядерная энергетика - ещё сложнее
Термояд - пока не осилен, хотя в теории просто

Цитата: Thor от 16.10.2021 19:44:22Ну как бы да. Но согласитесь в плане хранения и транспортировки аммиак выглядит намного приятнее чистого водорода.

Вы Федеральный закон от 21.07.1997 N 116-ФЗ (ред. от 11.06.2021) "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" почитайте, а потом Постановление Госгортехнадзора РФ № 62 от 05.06.2003 "Правила безопасности для наземных складов жидкого аммиака. ПБ 09-579-03".  
Аммиак - это всегда опасно, требует специальных мер при изготовлении оборудования, строительстве и эксплуатации. И, мягко говоря, не гарантируется успех. 

Цитата: GrinF от 16.10.2021 22:55:39внаверное уже писал несколько раз в среднм по миру тратится 1000 кубов природного газа  на тонну аииака (в лучших суперсовременных установках 800 кубов в худших 1200)...

Это не то. Проще природный газ использовать напрямую. Извращения в головах комиссаров ЕС меня не волнуют.
Я имел ввиду КПД получения аммиака из воды, воздуха и электричества от ветряков или сол-панелек. КПД сжигания аммиака опустим, с этим все ясно.

Цитата: Прокруст от 17.10.2021 12:13:36Это не то. Проще природный газ использовать напрямую. Извращения в головах комиссаров ЕС меня не волнуют.
Я имел ввиду КПД получения аммиака из воды, воздуха и электричества от ветряков или сол-панелек. КПД сжигания аммиака опустим, с этим все ясно.

КПД современного низкотемпературного щелочного атмосферного электролизера 60%. Потом обязательно нужно комприрование от атмосферного давления до 200 бар и нагрев до 400 градусов.. отдельная ещё песня производство азота - там нужна криогенная установка, а потом тоже комприрование до 200 бар.. реакция образования аммиака экзотермическая : куда девать избыточно тепло? Если при современном производстве его можно использовать для производства пара для паровой конверсии метана (так получают водород)...то при получении электролизом водорода видно только использование паровых компресоров для рекуперации тепла.- утилизация низкая процентов 30. Короче мне думаю что КПД будет выше 50 скорее 40 - на уровне старых советских заводов. Итог цепной КПД ну процентов 25

Цитата: GrinF от 17.10.2021 13:28:29КПД современного низкотемпературного щелочного атмосферного электролизера 60%. Потом обязательно нужно комприрование от атмосферного давления до 200 бар и нагрев до 400 градусов.. отдельная ещё песня производство азота - там нужна криогенная установка, а потом тоже комприрование до 200 бар.. реакция образования аммиака экзотермическая : куда девать избыточно тепло? Если при современном производстве его можно использовать для производства пара для паровой конверсии метана (так получают водород)...то при получении электролизом водорода видно только использование паровых компресоров для рекуперации тепла.- утилизация низкая процентов 30. Короче мне думаю что КПД будет выше 50 скорее 40 - на уровне старых советских заводов. Итог цепной КПД ну процентов 25

Давайте логически продолжим. Если принять КПД электролиза 60 %, при синтезе аммиака можно иметь пар 400 градусов (по разным источникам температуру синтеза держат до 500 градусов, тогда дельта Т вполне себе). Если наша условная Пенжинская ПЭС даёт 15 ГВТ, вполне реально получать минимум 1.5 ГВт электроэнергии от отходящего пара реакции синтеза (считать лениво). Тепло же с конденсаторов на отопление посёлка, завода, оранжереи, обогрев  ото льда узлов генераторов ПЭС и т.д. Т.е. общий КПД будет выше.
Тут проблема одна, на которую сходу мне не видно ответа - генерация ПЭС прерывистая, опять нужны какие-то накопители.

Цитата: Пенсионэр от 17.10.2021 17:50:36Давайте логически продолжим. Если принять КПД электролиза 60 %, при синтезе аммиака можно иметь пар 400 градусов (по разным источникам температуру синтеза держат до 500 градусов, тогда дельта Т вполне себе). Если наша условная Пенжинская ПЭС даёт 15 ГВТ, вполне реально получать минимум 1.5 ГВт электроэнергии от отходящего пара реакции синтеза (считать лениво). Тепло же с конденсаторов на отопление посёлка, завода, оранжереи, обогрев  ото льда узлов генераторов ПЭС и т.д. Т.е. общий КПД будет выше.
Тут проблема одна, на которую сходу мне не видно ответа - генерация ПЭС прерывистая, опять нужны какие-то накопители.

Звыняй камерад не п адресу - мне мало интересны  фантазии о Пежинской ГЭС. 

Цитата: Thor от 16.10.2021 21:02:35Ну вопросы его транспортировки в целом вполне себе решены. Тот же аммиакопровод Тольятти-Одесса построили и вполне успешно эксплуатировали. Да и морем, по автодорогам и ж/д его вполне успешно возят причем в товарных количествах.

Допустим, имеем перевозку цистерны с аммиаком и с жидким водородом к заправке в черте города. Ёмкость по какой то причине получает повреждение и происходит большая утечка.

В случае бака с жидким водородом он испарится и улетучится без последствий. Максимум - приключится локальный пожар.

А вот в случае с утечкой даже тонны аммиака в жилой застройке - последствия будут куда печальнее.

Кстати, об аммиакопроводе - аварии на нём бывали. Например, 21 июня 2015 года просто повезло, что ветра не было, и что прорвало в чистом поле. А при использовании в качестве топлива - неизбежно попадание многих тысяч тонн аммиака в буквальном смысле слова на улицы городов.


PS: О, тут же новость в тему.
https://tass.ru/proisshestviya/12689071

ЦитатаРазгерметизация цистерны газовоза произошла при ДТП в Сочи, есть угроза взрыва

А еслит бы это был бы не пропан, а аммиак?

Цитата: basilevs от 18.10.2021 00:01:14Допустим, имеем перевозку цистерны с аммиаком и с жидким водородом к заправке в черте города. Ёмкость по какой то причине получает повреждение и происходит большая утечка.

Аммиак вверх поднимается  (как и метан и водород) ибо масса его 17(у метана 16) , а у воздуха 29... Тем кто рядом стоял - не повезло в жизни .. в целом ущерб ограниченный... Пропан вон по дорогам возят и нисего - а он взрывается шо пипец
 

И еще десятки подобных роликов... Ишо это остановило использование пропана в качестве моторного топлива 

Цитата

В случае бака с жидким водородом он испарится и улетучится без последствий. Максимум - приключится локальный пожар.

А вот в случае с утечкой даже тонны аммиака в жилой застройке - последствия будут куда печальнее.

Кстати, об аммиакопроводе - аварии на нём бывали. Например, 21 июня 2015 года просто повезло, что ветра не было, и что прорвало в чистом поле. А при использовании в качестве топлива - неизбежно попадание многих тысяч тонн аммиака в буквальном смысле слова на улицы городов.

Были и на амииакопроводе аварии - несколько за 40 лет эксплуатации 

Цитата: GrinF от 16.10.2021 23:13:50как помежуточный аккумулятор и носитель ну да выгляжит... а вот для последней мили , хрен его знает, и хрен его знает как траспортное топливо для сухопутных перевозок ... хотя плюс в том что аммиак как метанн и водород будут уходить вверх, а не стелится по земле как пропан), и пределы загорания - взрываемостти высокие, и водой легко ловится

По поводу синтеза аммиака.
Есть низкого, среднего и высокого давления. Наш ГродноАзот работает по японской технологии на среднем давлении (50-60 атм), высокого- 80-100 атм. (Это мои данные, когда я учился в 1990-1995 гг). Может что и поменялось с того времени, но 200 атм - это очень дорого и капиталоёмко.
Для производства шло два вида азота - от жидкого разделения воздуха и паровоздушной конверсии пара с метаном. Последний самый дешевый вариант получения водорода.
При криогенном разделении воздуха (хотя в последнее время появились молекулярные сита(мембраны), правда как сделать их для сепарации воздуха, ещё вопрос, то побочным продуктом может быть углекислота для синтеза углеводородов, а чистый азот - для аммиака.
С другой стороны были эксперименты (правда,чем закончилось - не знаю) по прямому получению углеводородов и разложению воды на кислород и водород типа искусственный лист.
С третьей стороны - в Европе стартовали исследования по использованию аммиака (проектированию содовых моторов) в морских кораблях.
Тут ролик появился у Лексуса - они спроектировали концепткар на водороде, вот только ТЭ видимо, очень дорогое удовольствие - на специално разработанном для сжигания чистом водороде. Так что электромобили ещё ДВС может потеснить. А, если ещё и доведут до конца мотор с безраспредвальной системой работы клапанов с изменяемым сжатием, которые могут жрать практически любое топливо и с высокой эффективностью (Мазда вообще достала из чулана роторный двигатель Ванкеля для гибридов, тот жрёт всё что хочешь, правда есть проблема с ресурсом)...
Так что аммиак как моторное топливо имеет место быть, но... Наши туркменские товарищи господа, чтобы не угробить народ, просто заказали и построили завод по производству обычного синтетического топлива из метана. А ведь можно было бы и на прямую в баки...
Да и заливать в малогабаритную технику аммиак - это дело такое дряное...
Больше поверю в синтетическое топливо, чем в чемоданы батареек....