3DNews Технологии и рынок IT. Новости окружающая среда Нанотехнологии позволят добывать бесплат… Самое интересное в обзорах 19.05.2021 [11:19], Геннадий Детинич Новая наука спинтроника об эффектах, связанных с переносом спина заряжённых частиц, позволяет создавать не только перспективную магниторезистивную память, но также обещает прорыв в выработке электричества из «мусорного» радиочастотного излучения. Сегодня в городах пространство перенасыщено всевозможными частотами, энергия которых в подавляющем большинстве рассеивается без пользы. Добыть из неё электричество — заманчивая цель. Чип, который добывает электричество из «воздуха». Источник изображения: NUS Исследователи из Национального университета Сингапура (NUS) и японского Университета Тохоку (TU) создали на кристалле массив из 50 так называемых спин-трансферных осцилляторов (генераторов). В этих материалах под воздействием внешнего магнитного поля — радиочастотного излучения — возникают автоколебания с генерацией спин поляризованного тока. Последовательное или параллельное соединение нескольких десятков таких генераторов позволяет получить достаточно большой ток, чтобы зарядить конденсатор и запитать простенькую электронику. Созданный учёными чип по добыче электричества из излучения частотой 2,4 ГГц — это один из самых распространённых несущих сигналов Wi-Fi — за пять секунд заряжал конденсатор в схеме и затем около минуты держал зажжённым светодиод с напряжением питания 1,6 В. В теории, и учёные будут этого добиваться в опытах, можно создать рабочую схему с зарядкой аккумулятора от сигнала Wi-Fi с последующим автономным питанием простейших устройств Интернета вещей. Источник изображения: Nature Communications Для создания рабочей схемы из массива добывающих осцилляторов исследователям пришлось решить массу проблем, включая синхронизацию осцилляторов и компенсацию их воздействия друг на друга. Эффекты с переносом спина настолько тонкие, что физика процессов включает возникновение и взаимное влияние магнитных вихрей в материалах в отдельных осцилляторах. Поэтому синхронизация включает как временные, так и пространственные факторы. Проще говоря, на выработку электричества влияет даже геометрия размещения генераторов на кристалле, как и существенно отличаются режимы генерации при последовательном и при параллельном включении осцилляторов. Подробно об исследовании можно прочесть в статье в Nature Communications. Статья свободно доступна по ссылке. Источник: Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER. Материалы по теме Постоянный URL: https://3dnews. Рубрики: Новости Hardware, сенсоры и сенсорные системы, блоки питания, адаптеры, источники питания, на острие науки, окружающая среда, Теги: возобновляемая энергия, wi-fi, интернет вещей ← В прошлое В будущее → |
ru/1039925/nanotehnologii-pomogut-dobivat-besplatnoe-elektrichestvo-iz-signalov-wifiЭлектричество только для богатых, или чем опасен мировой энергопереход
В чем причины газового кризиса в Европе? Не является ли он предтечей глобального энергетического кризиса во всем мире?
Константин Симонов: С одной стороны, происходящее в Европе вроде бы легко объяснимо. Цепь совпавших факторов: рекордный отбор газа из хранилищ сначала из-за холодной зимы, а потом из-за жаркого лета, падение выработки ветровой генерации из-за той же погоды.
Понадобилось больше газа. Европа давно вела политику отказа от долгосрочных контрактов на его поставки, закупая дополнительные объемы через биржу. Но именно в этом году свободного газа на бирже не оказалось, СПГ еще в начале года ушел в Азию из-за более высоких цен. Явный просчет европейских политиков, сделавших ставку на капризные возобновляемые источники энергии (ВИЭ) и биржевую торговлю газом. Результат мы видим — бешеные цены на газ и электричество и рост потребления угля, с точки зрения европейцев ресурса крайне грязного.
С другой стороны, судя по поведению высших чиновников Евросоюза, своей вины они в создавшемся положении не видят. Наоборот, уже неоднократно прозвучали уверения в правильности выбранного курса, глобальные цели которого заключаются в скорейшем отказе от использования углеводородов как энергетического сырья и переходу к ВИЭ. Европа готова отказаться от дешевой и доступной энергии в пользу дорогой. Именно поэтому я считаю, что в энергетический кризис в Европе серьезный вклад внесли сами европейские регуляторы.
Они вообще не провели расследования действий спекулянтов, про «Северный поток-2» я вообще молчу. А почему? Да потому что дорогие углеводороды полностью вписываются в их картину мира. И ладно бы если ЕС сам жил по своим фантазиям. Но Брюссель хочет заставить пойти по этому пути весь мир. Последствия такого перехода не просчитаны, о них даже не хотят слышать. И если эти цели признают в США, Китае, Индии и России, кризис может стать общемировым. Но рано или поздно отрезвление наступит.
И каковы последствия?
Константин Симонов: Глобальный рост цен на все товары и услуги, квоты на потребление, поскольку ВИЭ просто не смогут обеспечивать растущее население земли достаточным количеством энергии, галопирующая инфляция и, как следствие, рост имущественного расслоения общества и социальной напряженности. О «чистой энергии» хорошо рассуждать, сидя в вегетарианском кафе, попивая смузи, просматривая ленту новостей в телефоне. Но расскажите о ней почти миллиарду человек, которые, по данным Всемирного банка, не имеют постоянного доступа к энергии.
Если мир пойдет по пути, обозначенному ЕС, энергия вообще станет роскошью. Уже сейчас многие ранее обыденные вещи приобретают статус люксовых. В первую очередь, это пока касается продуктов питания, туризма и сферы услуг, но процесс уже запущен. Это принципиальнейший разворот — если раньше человечество искало возможность найти источник дешевой энергии, то теперь ему предлагают перейти на потребление энергии дорогой. Называя это энергопереходом.
В результате кто больше пострадает, самые бедные страны или, наоборот, поумерят аппетиты богатые?
Константин Симонов: Здесь скорее нужно говорить о том, что увеличится расслоение в обществе как бедных, так и богатых стран. Так называемый средний класс будет исчезать. Но, конечно, сильнее это отразится на экономике стран третьего мира. Им ведь сейчас предлагают перейти на дорогие источники энергии. Развивающие страны отвечают, что им и на старые денег не хватает — и им тут же предлагают взять «зеленые» кредиты.
Нет проблем, на Западе много лишних денег, которые придется отдавать с процентами. Я бы назвал это «зеленым неоколониализмом». Очень напоминает историю с кредитами на структурные реформы, которые раздавались в 1990-е годы получившим независимость республикам бывшего Советского Союза и странам Восточной Европы.
Но и в богатой Европе расслоение общества усилится. Первый звонок уже был — это движение желтых жилетов. По иронии судьбы в нем приняли активное участие представители «зеленых» движений, хотя рост цен на топливо, против которого они выступали, был вызван именно зеленой повесткой правительства. По нашим оценкам, налоги, собираемые с производителей электроэнергии для промышленности, в ЕС выросли за последние 10 лет более чем на 80%. В топливном сегменте ситуация еще хуже.
Но если мир перейдет на зеленые рельсы, то, по идее, традиционные источники энергии должны дешеветь?
Константин Симонов: Как раз наоборот. Прорывных технологических решений в области ВИЭ мы не видим.
Зато наблюдаем рост цен на сырье, необходимое для производства солнечных батарей и ветряков. При этом вводится фактический запрет на инвестиции в нефтегазовые проекты. А ведь добыча нефти, газа и угля требует постоянных вложений в геологоразведку, создание инфраструктуры, освоение месторождений, вложений в научно-технические разработки и прочее. В итоге все это может привести к росту цен на углеводороды. Дорогими станут все энергоресурсы, и традиционные источники, и альтернативная энергия. Потому что их будет не хватать на всех. Но, повторю, европейские регуляторы только рады этому — они понимают, что только дорогие углеводороды делают экономически осмысленными их прожекты вроде массового распространения дорогущего «зеленого водорода».
Тогда возникает вопрос, зачем это нужно Европе, и только ли дело в экологии?
Константин Симонов: Конечно же, нет. Европа, как и США, давно видит, что центр экономического развития смещается в сторону таких стран, как Китай или Индия.
Это началось еще в 1990-х годах, когда в Азию стали переноситься производственные мощности. Вместе с этим Европа стала утрачивать статус технологического лидерства. Теперь Европа пытается затормозить экономическое развитие Китая и других стран Азии, объявляя их экономику несовременной и климатически опасной. А заодно ЕС пытается создать спрос на новые зеленые технологии, центром генерации которых Брюссель и видит себя.
Неужели в Индии или Китае это не понимают?
Константин Симонов: Думаю, понимают, хотя может еще пока и не до конца осознают масштабность проблемы. Несомненно, интересы экономического развития этих стран столкнутся с целями климатической повестки всерьез. Ведь им, по сути, предлагают затормозить свой экономический рост ради достижения достаточно спорных целей. А что такое экономический рост? Это ведь не только сила государства и его вес на международной арене. Это — благосостояние людей, их уклад жизни, ее продолжительность, блага цивилизации и прочее.
Не отсюда ли возник поворот в сторону водородной энергетики? Она может быть альтернативой развития ВИЭ?
Константин Симонов: Это не альтернатива, а как раз дополнение. Энергия водорода всегда вторична. Чтобы ее получить, необходимо электричество и сырье — газ, уголь, вода. В результате энергия из водорода всегда будет дороже потраченных на ее производство ресурсов. Это история, подходящая для очень богатого, обеспеченного всем мира. Мы пока далеки от этого. Стоит учесть, что Европу, например, интересует только зеленый водород — полученный методом электролиза с помощью электричества, выработанного на ВИЭ. Оно изначально дорогое, а водородная энергия будет еще дороже. Как сделать так, чтобы эта энергия могла конкурировать с полученной из углеводородов? Только одним способом — повысить налоги на выработку энергии из нефти, газа и угля. Сейчас это и делается, в том числе за счет увеличения сборов за выбросы CO2, которые уже достигли 100 долларов за тонну.
Но и этого оказывается мало, по-видимому, они вырастут до 200 долларов. Только так можно сделать «зеленый» водород хоть как-то экономически конкурентоспособным. Но это приведет только к еще большему росту цен на энергию. Реальной альтернативой развитию ВИЭ может стать атомная энергетика и инновации в традиционной энергетике. Уже сейчас Китай строит чистые угольные электростанции. Их энергия дороже грязных, но не настолько, как ВИЭ или водород. Что уж говорить о перспективах газа, который изначально значительно чище угля.
Последний вопрос тогда. Достигнет ли Европа поставленных целей по декарбонизации экономики?
Константин Симонов: Думаю, нет, как они не достигли целей программы на 2020 год. Как провалили они цели, которые ставили в рамках Киотского протокола. Мы, кстати, его выполнили. Все как-то забыли, что изначально ВИЭ задумывались как источники самой дешевой энергии. Идея была простой. Солнце, ветер — они есть почти всегда, и вроде как из них можно получать чуть ли не бесплатное электричество.
Но оказалось, что есть серьезные технические проблемы — энергию не научились хранить в промышленном масштабе, зависимость от погоды привела к непредсказуемости и хрупкости системы. Все эти проблемы обещают решить уже лет тридцать как, но воз и ныне там. А без этого приходится иметь резервы на традиционных источниках. Но Евросоюз пока гнет свою линию, которую пока можно охарактеризовать как «пусть умрет цивилизация, но своих целей мы достигнем».
Исследование «100% чистая электроэнергия к 2035 году» | Энергетический анализ
Исследование NREL показывает, что к 2035 году существует несколько путей к 100% чистому электричеству. это принесет значительные выгоды, превышающие дополнительные затраты на энергосистему.
Для исследования, финансируемого Управлением энергоэффективности Министерства энергетики США.
и возобновляемая энергия, развертывание технологий, смоделированное NREL, затраты, преимущества и проблемы.
обезуглерожить энергетический сектор США к 2035 году, оценив ряд будущих сценариев
к 2035 году добиться нулевой энергосистемы.
Точный набор технологий и стоимость будут определяться исследованиями и разработками, среди прочих факторов, в течение следующего десятилетия. Результаты опубликованы в документе «Изучение вариантов со стороны предложения для достижения 100% чистого электричества к 2035 году» .
Сценарный подход
Чтобы изучить, что потребуется для достижения нулевого энергоснабжения США к 2035 году, NREL использовали десятилетия исследований систем с высокой возобновляемой энергией, от исследования будущего возобновляемой электроэнергии до исследования будущего хранения, исследования 100% возобновляемой энергии в Лос-Анджелесе, исследования будущего электрификации и многого другого.
NREL использовала свою общедоступную флагманскую модель расширения мощностей региональной системы развертывания энергии для изучения сценариев со стороны предложения, представляющих ряд возможных
пути к энергосистеме с нулевым потреблением энергии к 2035 году — от наиболее оптимистичной до наименее оптимистичной доступности
и стоимость технологий.
Сценарии применяют углеродное ограничение к:
- Достижению 100% чистой электроэнергии к 2035 г. в условиях ускоренной электрификации спроса
- Сократить в масштабах всей экономики выбросы, связанные с энергетикой, на 62% в 2035 г. по сравнению с уровнями 2005 г. — a ступенькой к декарбонизации всей экономики к 2050 году.
Для каждого сценария NREL смоделировал вариант с наименьшими затратами для обеспечения безопасности и надежности мощность в любое время года.
Ключевые выводы
Развертывание технологий должно быстро расширяться
Во всех смоделированных сценариях новые экологически чистые энергетические технологии внедряются с беспрецедентной скоростью.
масштаб и скорость для достижения 100% чистого электричества к 2035 году. Согласно модели, ветровая и солнечная
энергия обеспечит 60–80% выработки в структуре производства электроэнергии с наименьшими затратами в 2035 году, и
к 2035 году общая генерирующая мощность вырастет примерно в три раза по сравнению с уровнем 2020 года, включая
комбинированные 2 тераватта ветра и солнца.
Для достижения этих уровней потребуется быстрый и устойчивый рост установок мощности солнечной и ветровой генерации. Если есть проблемы с размещением и землей использовать, чтобы иметь возможность развернуть эту новую генерирующую мощность и связанную с ней передачу, ядерная мощность помогает компенсировать разницу и более чем вдвое превышает сегодняшнюю установленную мощности к 2035 году.
По четырем сценариям 5–8 гигаватт новых гидроэлектростанций и 3–5 гигаватт новых Геотермальные мощности также будут развернуты к 2035 году. Суточная емкость (мощность от 2 до 12 часов) также увеличивается во всех сценариях: к 2035 году будет развернуто 120–350 гигаватт, чтобы обеспечить спрос на электроэнергию удовлетворяется в любое время года.
Сезонное хранение становится важным, когда чистая электроэнергия составляет около 80–95 %
генерация, и существует многодневное или сезонное несоответствие переменных возобновляемых источников энергии.
и спрос. По всем сценариям сезонная мощность в 2035 году колеблется в пределах 100–680 гигаватт.
Необходимы значительные дополнительные исследования для понимания производства и поставок цепочка, связанная с беспрецедентным развертыванием, предусмотренным в сценариях.
Загрузить инфографикуЗначительная дополнительная пропускная способность
Во всех сценариях во многих местах также добавляется значительная пропускная способность, в основном для доставки энергии из регионов, богатых ветром, в основные центры нагрузки на востоке США. Состояния. Согласно модели, общая мощность передачи в 2035 году составит от одного до почти трех раз превышает сегодняшнюю мощность, что потребует от 1400 до 10 100 миль нового линий высокой пропускной способности в год, при условии, что новое строительство начнется в 2026 году.
Польза декарбонизации для климата и здоровья компенсирует затраты
NREL находит во всех смоделированных сценариях пользу для здоровья и климата, связанную с
меньшее количество выбросов компенсирует затраты энергосистемы на получение 100% чистого электричества.
Декарбонизация энергосистемы к 2035 году может составить от 330 до 740 миллиардов долларов США дополнительно затраты энергосистемы в зависимости от ограничений на новую передачу и другую инфраструктуру разработка. Тем не менее, наблюдается значительное сокращение использования нефти на транспорте. природного газа в зданиях и промышленности к 2035 г. В результате до 130 000 преждевременных смертей можно избежать к 2035 г., что может сэкономить от 39 долл.от 0 до 400 миллиардов долларов в предотвращении затрат на смертность.
При учете стоимости предотвращения ущерба от наводнений, засухи, лесных пожаров и ураганов из-за изменения климата, Соединенные Штаты могут сэкономить более 1,2 трлн долларов США — общая чистая выгода для общества составляет от 920 млрд долларов США. до 1,2 трлн долларов.
Необходимые действия для достижения 100% чистого электричества
Для перехода на 100% чистое электричество энергосистеме США потребуется более
снижение затрат на технологии.
- Значительное ускорение электрификации и повышение эффективности спроса
- Новая энергетическая инфраструктура быстро устанавливается по всей стране
- Расширенное производство чистых технологий и цепочка поставок
- Непрерывные исследования, разработки, демонстрации и внедрение новых технологий На рынок.
Невыполнение любого из ключевых действий может увеличить сложность реализации сценарии, изложенные в исследовании.
Учебные ресурсы
- Полный отчет
- Вспомогательные материалы
Полный отчет
Загрузить технический отчет, Изучение вариантов со стороны предложения для достижения 100% чистого электричества к 2035 году .
Вспомогательные материалы
Загрузите инфографику с обзором отчета и краткую сводку из 1 слайда или краткую сводку из 10 слайдов.
Контакт
Entergy, штат Арканзас, правительство США, подписало первый меморандум о взаимопонимании, направленный на обеспечение круглосуточного безуглеродного электричества
Центр новостей > Entergy, штат Арканзас, правительство США подписало первый меморандум о взаимопонимании, направленный на обеспечение круглосуточного безуглеродного электричества
Для немедленного выпуска
15.11.2022
Entergy Arkansas позволит своим клиентам из государственного и частного секторов использовать региональные ядерные и возобновляемые источники энергии, включая солнечную, гидро- или ветровую энергию, в соответствии с меморандумом о взаимопонимании с Управлением общих служб США. На фото фотоэлектрические панели Searcy Solar, объекта мощностью 100 МВт, принадлежащего Entergy Arkansas.
Entergy Arkansas позволит своим клиентам из государственного и частного секторов использовать региональные ядерные и возобновляемые источники энергии, включая солнечную, гидро- или ветровую энергию, в соответствии с меморандумом о взаимопонимании с Управлением общих служб США. На фото фотоэлектрические панели Searcy Solar, объекта мощностью 100 МВт, принадлежащего Entergy Arkansas.
Меморандум о взаимопониманиипоможет федеральным агентствам в Арканзасе достичь цели по обеспечению 100% CFE к 30 г.
Сегодня на конференции Организации Объединенных Наций по изменению климата 2022 года администрация Байдена-Харриса объявила о первом Меморандуме о взаимопонимании (МОВ) федерального правительства с коммунальным предприятием, направленном на достижение 100-процентного отсутствия выбросов углерода (CFE), не менее 50 процентов электроэнергии. который будет предоставляться круглосуточно и без выходных в соответствии с требованиями Исполнительного указа 14057.
Меморандум о взаимопонимании между Администрацией общих служб США (GSA) и Entergy Arkansas поможет федеральным агентствам в Арканзасе достичь целей исполнительного указа президента Байдена, в котором ставится цель получать 100% электроэнергии федерального правительства из источников, не загрязняющих углерод, путем 2030 г.
, в том числе 50 процентов CFE 24/7, что означает доставку в тот же регион сети, что и потребляющие объекты.
«Этот Меморандум о взаимопонимании знаменует собой исторический шаг вперед и демонстрирует, как федеральное правительство участвует в инициативах по стимулированию спроса на электроэнергию, не загрязняющую окружающую среду, — когда и где она нужна людям», — сказал администратор GSA Робин Карнахан. «GSA надеется на сотрудничество с нашими партнерскими агентствами и коммунальными предприятиями по всей стране, чтобы воспроизвести эту модель меморандума о взаимопонимании, помогая продвигать местные чистые источники энергии и катализировать накопление энергии в масштабах коммунальных предприятий, а также создавать более устойчивую сеть».
В соответствии с меморандумом о взаимопонимании компания Entergy Arkansas, один из 10 крупнейших поставщиков электроэнергии федеральному правительству, разрешит своим клиентам из государственного и частного секторов использовать региональные ядерные и возобновляемые источники энергии, включая солнечную, гидроэнергию или ветер.
Новая программа является одним из первых в мире тарифов на электроэнергию, который поддерживает круглосуточное согласование CFE с потребностями потребителей в электроэнергии, сочетая как существующую, так и новую выработку электроэнергии CFE. Ожидается, что после полной разработки и утверждения клиенты Entergy Arkansas как в государственном, так и в частном секторе получат конкурентоспособный по цене и надежный вариант CFE, который соответствует их потреблению электроэнергии в любое время дня.
Эндрю Мэйок, главный сотрудник федерального правительства по устойчивому развитию в Белом доме, добавил: «Сегодняшний Меморандум о взаимопонимании показывает, как инновационная, ориентированная на клиента экологически чистая энергия может помочь федеральным агентствам в Арканзасе экономически эффективно достичь целей чистой энергии, поставленных в Федеральном плане президента Байдена в области устойчивого развития. Основываясь на существующем производстве ядерной энергии с новыми безуглеродными возобновляемыми ресурсами, этот подход помогает достичь нулевых выбросов при сохранении низких затрат для потребителей.
Мы надеемся, что это партнерство между GSA и Entergy Arkansas послужит образцом для других федеральных агентств и поставщиков в ускорении перехода на экологически чистую энергию».
В качестве основного агентства, которое закупает электроэнергию для федерального правительства, GSA работает с агентствами-партнерами над определением вариантов закупок энергии и разработкой стратегий для достижения 100% CFE.
О компании Entergy Arkansas
Entergy Arkansas обеспечивает электроэнергией около 728 000 клиентов в 63 округах. Entergy Arkansas является дочерней компанией Entergy Corporation (NYSE: ETR), интегрированной энергетической компании, занимающейся производством, передачей и розничным распределением электроэнергии. Entergy поставляет электроэнергию 3 миллионам потребителей коммунальных услуг через свои операционные компании в Арканзасе, Луизиане, Миссисипи и Техасе. Entergy владеет и управляет одним из самых экологически чистых крупномасштабных электростанций в США с примерно 24 000 МВт электроэнергии, включая 5 000 МВт атомной энергии.