Альтернативная энергетика и энергосбережение

Цитата: Поверонов от 13.04.2013 22:54:51
Не знаю обсуждалось ли это здесь ( перечитывать всю ветку нет времени )
Audi нашла неисчерпаемый источник топлива
На мой взгляд подход перспективный. Метан можно вырабатывать где угодно, хоть в Сахаре ( у океана, правда - нужна вода ) от энергии солнца или ветра, а затем сжижать и доставлять потребителю жидкогазовыми танкерами. Далее можно использовать всю имеющуюся инфраструктуру газовой энергетики, включая автомобильные двигатели на автогазе.Конечно, экономически это будет иметь смысл когда выработка метана на природных источниках сравняется со стоимостью добычи ископаемых углеводородов.
Но преимуществами такого подхода является возможность использования всей уже имеющейся энергетической инфраструктуры без ее кардинальной перестройки ( разумеется за счет потребителей ).

PS. Извините. Ссылку исправил.

Понеслась ... по кочкам:)  поехали по порядку
Получение метана из воды (водорода) и углекислого газа безусловно и категорически возможно с технологической точки зрения - как и получения золота (урана, серебра, платины- ненужное зачеркнуть) из морской воды. Вопросы только (1) какой ценой и (2) с какими энергозатратами.

Начну с энергозатрат : термодинамика - дама весьма хитрая и надуть ее еще никому не удавалось. Пор сгорании метана образуется - правильно - вода, углекислый газ и тепло. Значит чтобы метан получить надо эти самые компоненты и сложить - при этом тепла (энергии) придется потратить больше (и значительно больше) чем вернется при сгорании полученного таким образом метана.

Ой, простите , запамятовал я чегой то. Предлагается получать водород для синтеза метана не из метана же (как в основном в промышленности  его и производят), а электролизом воды используя возобновляемые источники энергии. Класс то какой - водород почти бесплатный будет. На нет, не выходит что-то. Солнечная энергия за мегават-час золотая получается, а водород, так вообще платиновый.

Да, еще одна мелочь такая - а как из воды электролизом водород получают? Совершенно верно - пропуская ток через раствор СОЛИ. То есть на выходе имеем водород и хлор. Причем туеву хучу хлора. А его куда девать будем? Такого количества хлора на рынке не надо. Можно конечно им местную фауну  но не камильфо это (зеленые обидятся)

Итак водород все-таки удобнее (и дешевле) получать из метана - чтобы затем из  водорода метан производить. Идеально для расходования денег и создания рабочих мест, но почему не использовать метан напрямую?

Теперь о метане как автомобильном топливе - господа хорошие, автобусы и даже большие грузовики в карьерах иногда ездят на метане а не на дизеле, но пока нет широкой запирав очной инфраструктуры способной заправлять машины метаном ( водородом etc. ) бензин и дизель ( ну и иногда пропан) не будут замещены. А из-за одной фирмы производителя машин  никто целую мировую инфраструктуру создавать не будет.


Так что пока меня что-то не убедили

Цитата: Feral ArtRaz от 14.04.2013 11:21:49
Очередная утопия для недельного поднятия акций Audi/Volksvagen на казино бирже акций и срубления брокерами пары десятков миллионов на взлёте/падении (вроде вдруг производства метана из водорослей в холодном Балтийском море  :D ... всё это уже было).
Щас придёт какой-нибудь Ник939 - Ph(D) (доктор наук) от физфака МГУ и боюсь развалит всю идилию с цифрами энергетики синтеза метана ...

Я вообще то химфак МГУ заканчивал ( диплом был кстати по хранению водорода в виде гидридов интерметаллов - аккурат для автомобилей)

Цитата: Nik939 от 14.04.2013 15:39:31
<skip>
Да, еще одна мелочь такая - а как из воды электролизом водород получают? Совершенно верно - пропуская ток через раствор СОЛИ. То есть на выходе имеем водород и хлор. Причем туеву хучу хлора. А его куда девать будем? Такого количества хлора на рынке не надо. Можно конечно им местную фауну  но не камильфо это (зеленые обидятся)
<skip>

Воду перед электролизом наверное можно и отдисциллировать, если солнечная энергия, скажем в Сахаре, бесплатная.

Цитата: Nik939 от 14.04.2013 15:39:31

Да, еще одна мелочь такая - а как из воды электролизом водород получают? Совершенно верно - пропуская ток через раствор СОЛИ. То есть на выходе имеем водород и хлор. Причем туеву хучу хлора. А его куда девать будем? Такого количества хлора на рынке не надо. Можно конечно им местную фауну  но не камильфо это (зеленые обидятся)

Не надо зелёных дополнительно пугать, они и так всего боятся.

Для получения чистого водорода в промышленности применяют растворы щёлочи - NaOH, KOH. И здесь никаких вредных газов не выделяется, только кислород и водород.

Это  для получения щёлочи электролизом используют хлориды и в качестве побочного получают хлор.

Цитата: Поверонов от 13.04.2013 22:54:51
Не знаю обсуждалось ли это здесь ( перечитывать всю ветку нет времени )
Audi нашла неисчерпаемый источник топлива

Сначала немного удивился. Нет, водород получать электролизом большого ума не надо, но вот чтобы углекислый газ соединить с водородом в электролитической ячейке? Это похлеще Фауста (Гёте), поскольку такую реакцию ещё не открыли ввиду её теоретической невозможности.
Впрочем покопавшись поглубже, нашёл более вменяемое описание, чего они хотят построить - http://www.drive2.ru…4390/#post

…..«Блок электролиза работает на электричестве, полученном из возобновляемых источников. Посредством полимерных электролитических мембран он расщепляет воду (H2O) на водород (H2) и кислород (O2). В будущем водород можно будет использовать в топливных элементах для автомобилей – таких, как Audi Q5 HFC; однако пока такие автомобили не готовы к серийному производству. Следовательно, водород не будет использоваться напрямую в течение первого этапа проекта – вместо этого, после сепарации и сушки, он будет поступать в резервуар-хранилище, а затем – в блок метанизации.

Здесь водороду предстоит вступить в реакцию с диоксидом углерода (CO2) для производства метана (CH4) в ходе так называемого процесса Сабатье, побочным продуктом которого является вода (H2O). Произведённый таким образом синтетический аналог природного метана затем будет поставляться в немецкую сеть распределения и хранения природного топлива, а также на станции, обеспечивающие заправку сжиженным природным газом.
Описанная технология давно зарекомендовала себя в химической промышленности и, по сути, может применяться везде, где есть источники воды, электричества и CO2. В принципе, CO2 также можно получать из атмосферного воздуха, однако для этого требуется задействовать больше ресурсов.»
Да и заводик у них оказывается выглядит совсем по другому: http://autoutro.ru/r…4495.shtml



Вот здесь всё понятно и колонна термосинтеза метана в наличии.

ЗЫ. А обсуждение энергоэффективности этих проектов безссмысленно – чистое пилилово денег.

Цитата: Поверонов от 13.04.2013 22:54:51
Не знаю обсуждалось ли это здесь ( перечитывать всю ветку нет времени )
Audi нашла неисчерпаемый источник топлива
На мой взгляд подход перспективный. Метан можно вырабатывать где угодно, хоть в Сахаре ( у океана, правда - нужна вода ) от энергии солнца или ветра, а затем сжижать и доставлять потребителю жидкогазовыми танкерами. Далее можно использовать всю имеющуюся инфраструктуру газовой энергетики, включая автомобильные двигатели на автогазе.Конечно, экономически это будет иметь смысл когда выработка метана на природных источниках сравняется со стоимостью добычи ископаемых углеводородов.
Но преимуществами такого подхода является возможность использования всей уже имеющейся энергетической инфраструктуры без ее кардинальной перестройки ( разумеется за счет потребителей ).

PS. Извините. Ссылку исправил.

Кхе-кхе...А вам в голову не приходило что метан при преобазовании энергии лищний - лучше уж сразу вместо синтеза и последующего сжигания метана - сразу электричество по лэп постоянного тока посылать

Цитата: Nik939 от 14.04.2013 15:39:31
Понеслась ... по кочкам:)  поехали по порядку
Получение метана из воды (водорода) и углекислого газа безусловно и категорически возможно с технологической точки зрения - как и получения золота (урана, серебра, платины- ненужное зачеркнуть) из морской воды. Вопросы только (1) какой ценой и (2) с какими энергозатратами.

Начну с энергозатрат : термодинамика - дама весьма хитрая и надуть ее еще никому не удавалось. Пор сгорании метана образуется - правильно - вода, углекислый газ и тепло. Значит чтобы метан получить надо эти самые компоненты и сложить - при этом тепла (энергии) придется потратить больше (и значительно больше) чем вернется при сгорании полученного таким образом метана.

Ой, простите , запамятовал я чегой то. Предлагается получать водород для синтеза метана не из метана же (как в основном в промышленности  его и производят), а электролизом воды используя возобновляемые источники энергии. Класс то какой - водород почти бесплатный будет. На нет, не выходит что-то. Солнечная энергия за мегават-час золотая получается, а водород, так вообще платиновый.

Да, еще одна мелочь такая - а как из воды электролизом водород получают? Совершенно верно - пропуская ток через раствор СОЛИ. То есть на выходе имеем водород и хлор. Причем туеву хучу хлора. А его куда девать будем? Такого количества хлора на рынке не надо. Можно конечно им местную фауну  но не камильфо это (зеленые обидятся)

Итак водород все-таки удобнее (и дешевле) получать из метана - чтобы затем из  водорода метан производить. Идеально для расходования денег и создания рабочих мест, но почему не использовать метан напрямую?

Теперь о метане как автомобильном топливе - господа хорошие, автобусы и даже большие грузовики в карьерах иногда ездят на метане а не на дизеле, но пока нет широкой запирав очной инфраструктуры способной заправлять машины метаном ( водородом etc. ) бензин и дизель ( ну и иногда пропан) не будут замещены. А из-за одной фирмы производителя машин  никто целую мировую инфраструктуру создавать не будет.

Не соггласен. Есть пртмеры Пакистана,Ирана, Аргентины где миллионы грузовиков используют метан...Только из-за безголовости нашего правительства у нас не могут запустить программу массового строительства газовых заправок по основным магистралям...Кроме того это позволило бы Газпрому продавть газ на уровне сравнимым с европейскими , и не становиться сейчас раком из-за третьего энергопакета

Цитата
Так что пока меня что-то не убедили

Цитата: Поверонов от 14.04.2013 16:35:07
Воду перед электролизом наверное можно и отдисциллировать, если солнечная энергия, скажем в Сахаре, бесплатная.

Конечно можно - но она после этого станет диэлектриком и начнет весьма посредственно проводить ток...

Цитата: stranger1234 от 14.04.2013 23:36:32
Кхе-кхе...А вам в голову не приходило что метан при преобазовании энергии лищний - лучше уж сразу вместо синтеза и последующего сжигания метана - сразу электричество по лэп постоянного тока посылать

1. Одна из ключевых проблем ветровой и солнечной энергетики - их нестабильность. Проблема не в передаче, а в хранении.
Соответственно, энергию необходимо каким-то образом консервировать в периоды избыточности и затем эти консервы использовать в периоды дефицита - если предположить, что требуется опираться в основном именно на такие источники энергии.
Возможные варианты - это электроаккумуляторы, химические консервы (метан - именно об этом здесь и речь, спирт, водород и т.п.), сжатый воздух, гидроаккумуляторы. Все они на сегодня имеют серьезные минусы в том или ином аспекте, а то и в нескольких, что, собственно, и является одним из главных препятствий (если не самым главным). В частности, преобразование электричество - метан - электричество означает значительные потери в процессе (что негативно влияет на и так не слишком высокий EROEI), а также необходимость значительных капвложений (что в глобальном масштабе может банально оказаться неподъемным)
 2. Дополнительно можно отметить транспортную составляющую: транспорт сегодня в основном работает на углеводородах, а не на электричестве.

Цитата: stranger1234 от 14.04.2013 23:50:44
Конечно можно - но она после этого станет диэлектриком и начнет весьма посредственно проводить ток...

Дополню ссылкой (там же картинки)

http://www.hcei.tsc.…ds/10.html

Государственная премия СССР в области науки и техники 1981 года

Разработка научно-технических основ и создание мощных импульсных электронных ускорителей с водяной изоляцией

До 1960-х годов для изоляции высоковольтных устройств в основном использовалось трансформаторное масло. Однако этот подход перестал удовлетворять новые потребности в создании импульсных генераторов тераваттной мощности. В 1963 г. акад. Г. И. Будкер предложил использовать в качестве высоковольтного изолятора воду. Ее большая диэлектрическая проницаемость обеспечивала значительное увеличение энергозапаса установок, но сравнительно высокая проводимость делала импульсный режим зарядки единственно возможным. Потребовались значительные усилия, чтобы показать, что в субмикросекундном диапазоне электрическая прочность воды увеличивается, вода при пробое не теряет своих свойств и существуют доступные методы снижения ее проводимости.

В 1965-1966 гг. был создан импульсный генератор с водяной изоляцией с мощностью, на два порядка превышавшей мощность существующих масло- и газоизолированных устройств. В 1969 г. был создан первый в мире импульсный ускоритель электронов на энергию 3 МэВ с мощностью 0.4 ТВт.

Последующие исследования были направлены на увеличение мощности импульсных генераторов, уменьшение их габаритов. Важнейшей задачей стало создание сильноточных коммутаторов, обеспечивающих подключение водяных линий к нагрузке. Под руководством д.т.н. Б. М. Ковальчука были разработаны управляемые искровые газовые разрядники на напряжение до 2 МВ и ток до 300 кА, предназначенные для работы в водяной среде и обладающие наносекундной точностью включения.

Мощности современных генераторов на основе накопителей с водяной изоляцией (в ряду которых АНГАРА-5-1 (ТРИНИТИ), МИГ (ИСЭ СО РАН), Z (SNL, США)) лежат в мультитераваттном диапазоне. Они применяются для исследований по инерциальному термоядерному синтезу, исследований вещества в условиях экстремально высоких энерговкладов, генерации сверхмощных импульсов рентгеновского и гамма-излучения.


АВТОРЫ:

В. А. Балакин, старший инженер; К. Ф. Зеленский, с.н.с., к.т.н.; В. М. Лагунов, с.н.с., к.ф.-м.н.; В. М. Федоров, с.н.с., к.ф.-м.н. (Институт ядерной физики СО АН СССР), М. В. Бабыкин, нач. лаборатории, к.ф.-м.н.; Л. И. Рудаков, нач. отдела, д.ф.-м.н.; В. П. Смирнов, нач. отдела, к.ф.-м.н. (Институт атомной энергии им. И. В. Курчатова), О. А. Гусев, зам. директора, к.т.н.; О. П. Печерский, нач. отлела, к.т.н. (НИИ электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова); Б.М. Ковальчук, зав. отделом, д.т.н. (Институт сильноточной электроники СО АН СССР); А. А. Коломенский, зав. лабораторией, д.ф.-м.н.; Б. Н. Яблоков, с.н.с., к.ф.-м.н. (Физический институт им. П. Н. Лебедева АН СССР)

Цитата: stranger1234 от 14.04.2013 23:50:44
Конечно можно - но она после этого станет диэлектриком и начнет весьма посредственно проводить ток...

Электролиз ЧИСТОЙ воды давно освоен с применением мембран с твердым полимерным электролитом (ТПЭ). По ихнему РЕМ.
Десятки фирм продают промышленные электролизеры с ТПЭ разной производительности. См. например,
http://www.h-tec.com/fileadmin/content/sys/Flyer/HTEC_EL30_en_web.pdf

Цитата: москвич от 15.04.2013 16:05:03
Электролиз ЧИСТОЙ воды давно освоен с применением мембран с твердым полимерным электролитом (ТПЭ). По ихнему РЕМ.
Десятки фирм продают промышленные электролизеры с ТПЭ разной производительности. См. например,
http://www.h-tec.com/fileadmin/content/sys/Flyer/HTEC_EL30_en_web.pdf

Документик взял, посмотрим его - на это чудо.
По поводу процесса - там чётко написано - CO2 буду брать высококонцентрированный , то и реакция будет смещена в сторону метана да и дешевле будет в конечном итоге. Если брать из воздуха - надо большие затраты. Водоросли, леса и биомасса повыгоднее в этом плане будет. Ещё огромное (не просто огромное а очень до фига) количество метана лежит на дне океанов в виде газогидратов - но как их оттуда достать - ещё тот вопрос.
Хотя постановка идеи имеет место для возобновляемой (не будем нести пургу про "экологически" чистую энергетику, так как это не так - вся эта альтернативная хрень тем или иным концом бьёт по природе) - такому процессу перепады от скачков генерации энергии не страшны. Да и метан более транспортабельнее (и безопаснее), чем чистый водород - а в смеси метан+ водород очень даже ничего топливо получается.

Цитата: Superwad от 15.04.2013 20:45:02
Документик взял, посмотрим его - на это чудо.
По поводу процесса - там чётко написано - CO2 буду брать высококонцентрированный , то и реакция будет смещена в сторону метана да и дешевле будет в конечном итоге. Если брать из воздуха - надо большие затраты. Водоросли, леса и биомасса повыгоднее в этом плане будет. Ещё огромное (не просто огромное а очень до фига) количество метана лежит на дне океанов в виде газогидратов - но как их оттуда достать - ещё тот вопрос.
Хотя постановка идеи имеет место для возобновляемой (не будем нести пургу про "экологически" чистую энергетику, так как это не так - вся эта альтернативная хрень тем или иным концом бьёт по природе) - такому процессу перепады от скачков генерации энергии не страшны. Да и метан более транспортабельнее (и безопаснее), чем чистый водород - а в смеси метан+ водород очень даже ничего топливо получается.

И вас спрошу а нпрямую транспортировать электроэнергию из сахары без промежуточного синтеза метана- религия не позволяет?  Что -то мне та технология напоминает фильм Кин-дза-дза, где в одном месте делали из воды луц, а в другом месте из луца воду

Сегодня попалась на глаза ссылка на проект Пенжинской ПЭС. Цифра впечатлила. Это вам не солнечные поля в Сахаре.

---

Пе́нжинская прили́вная электроста́нция — проектируемая приливная электростанция в Пенжинской губе, располагающейся в северо-восточной части залива Шелихова Охотского моря. Территориально должна располагаться в Магаданской области и Камчатском крае России.

В зависимости от выбранного проекта может стать крупнейшей гидравлической электростанцией в мире по установленной мощности и по выработке электричества в год.
...
Если считать КПД турбин равным 96%, то соответствующая электрическая мощность составит 115 ГВт, а количество электроэнергии — 1 012 млрд кВт•ч или 3,64·10^18 Дж

Цитата: problemsolver от 15.04.2013 22:53:44
Если считать КПД турбин равным 96%, то соответствующая электрическая мощность составит 115 ГВт, а количество электроэнергии — 1 012 млрд кВт•ч или 3,64·10^18 Дж

Да, интересный проект.
Пару раз до того встречал упоминание, но думал что это вообще где-то в Китае, т.к. каких-то расшифровок не было.
Жаль находится, мягко говоря, не близко. Для таких расстояний и мощностей есть прямой резон конструировать сверхпроводниковую линию, по которой, заодно, и жидкий метан/водород качать можно.

PS: интересно, связано ли то, что проект "всплыл" с построением "энергетической сверхдержавы"™?

PPS: Передача ЖМ-ЖВ особенно хороша тем, что ее можно регулировать в зависимости от солнечных циклов центральных регионов страны, с помощью буферных хранилищ синтезируемых и сжижаемых хладогентов-энергоносителей. В тоже самое время, ЭЭ, генерируемая непосредственно, привязана к лунным циклам. Частично ее можно выдавать сразу в сеть (и на запад и на экспорт в Японию-Корею-Китай), остаток пускать на генерацию ЖМ-ЖК, осуществляя т. о. маневр генерирующими мощностями. При этом, если пики герерации уж совсем не будут совпадать с пиками потребления, то и сжигать синтезированный-гидролизированный [угле]водород можно прямо на месте - это поможет согласовать выдаваемую мощность с потребностями.
И, в отличае от большинства других альтернативных источников, этот отлично прогнозируем.

Цитата: stranger1234 от 15.04.2013 21:33:50
И вас спрошу а нпрямую транспортировать электроэнергию из сахары без промежуточного синтеза метана- религия не позволяет?  Что -то мне та технология напоминает фильм Кин-дза-дза, где в одном месте делали из воды луц, а в другом месте из луца воду

А зачем транспортировать из Сахары ненадёжный источник электроэнергии??? Лучше сделать из электричества топливо и применять для транспорта - это будет более окупаемый проект, так как топливо для транспорта более дорогое, чем электричество для промышленных сетей. Да и для генерации топлива скачки и провалы генерации не критичны. Я исходил из этого.
По поводу электролиза воды - если надо простую установку с минимальными затратами и не сильно важно качество водорода, то можно использовать обычную ячейку с титановыми электродами, в качестве соли использовать, например, сульфат натрия/сульфат калия. Серная кислота очень плохо разлагается при электролизе, поэтому слабо загрязняет водород сернистым газом на выходе. Если надо почище, то тогда да - с твердым электролитом и мембраной, но там используются дорогие металлы (платина /палладий).

Кстати, по поводу ПЭС - есть мнение одного российского учёного, что только приливная электростанция является единственным экологически чистым источником энергии.

Цитата: Superwad от 16.04.2013 19:38:20
Кстати, по поводу ПЭС - есть мнение одного российского учёного, что только приливная электростанция является единственным экологически чистым источником энергии.

Если бы их была хотя бы тысяча по миру )
А то ведь есть отщепенцы, которые считают, что в сильно ледовитом Охотском море будет куча сложностей на первом этапе - получения энергии из воды, а на втором этапе отъём энергии приведет к изменению самой природы моря. Даже не знаю, что и подумать.

Цитата: Superwad от 16.04.2013 19:36:35
А зачем транспортировать из Сахары ненадёжный источник электроэнергии??? Лучше сделать из электричества топливо и применять для транспорта - это будет более окупаемый проект, так как топливо для транспорта более дорогое, чем электричество для промышленных сетей. Да и для генерации топлива скачки и провалы генерации не критичны. Я исходил из этого.
По поводу электролиза воды - если надо простую установку с минимальными затратами и не сильно важно качество водорода, то можно использовать обычную ячейку с титановыми электродами, в качестве соли использовать, например, сульфат натрия/сульфат калия. Серная кислота очень плохо разлагается при электролизе, поэтому слабо загрязняет водород сернистым газом на выходе. Если надо почище, то тогда да - с твердым электролитом и мембраной, но там используются дорогие металлы (платина /палладий).

А вы мне не скажите какой кпд этого преобразования...Так для информации КПД производства синтез-газа из метана, воды и кислорода в лучшем случае 60%, а тут термодинамически запрещенный процесс при нормальных условиях, а после этого еще столь же неэффективный Фишер-Тропш, а еще есть электролиз и концетрация углекислоты из атмосферы ( с 0,04% до 95-99%)...Транспортное топливо говорите...Кхе-кхе...так лучше при таких потерях легковой транспорт действительно перевести на электричество

А водород то как раз нужен чистый, по крайней мерке без существенного содержания серосодержащих веществ, ибо сера  отравляет катализаторы

Цитата: Superwad от 16.04.2013 19:36:35
<skip>
По поводу электролиза воды - если надо простую установку с минимальными затратами и не сильно важно качество водорода, то можно использовать обычную ячейку с титановыми электродами, в качестве соли использовать, например, сульфат натрия/сульфат калия. Серная кислота очень плохо разлагается при электролизе, поэтому слабо загрязняет водород сернистым газом на выходе. Если надо почище, то тогда да - с твердым электролитом и мембраной, но там используются дорогие металлы (платина /палладий).

Сульфаты попадая в топливо, наверное, будут портить двигатели.
А почему не ионизировать воду угольной кислотой, пропуская воздух (с CO₂) через воду. Или CO₂ слишком плохо в воде растворяется ? Тогда можно применять концентрированную угольную кислоту. Она вроде неплохо хранится и транспортируется.
Подвозить ее можно в тех же танкерах. Или использовать какую-нибудь другую из карбоновых кислот. Преимущество карбоновых кислот в данном случае в том, что при их электролизе могут  синтезироваться  только углеводороды, т.е. топливо.