|
Раскоксовка двигателя Лавр, Эдиал или ацетон с керосином? — Сделай Сам на YaProfi.
NetГлавная » Техсоветы
На чтение 4 мин. Просмотров 3.2k. Опубликовано
- Выкручиваем свечи.
- Заливаем в каждый цилиндр по 100 грамм смеси.
- Для более-менее равномерного распределения этой смеси в цилиндрах желательно выставить цилиндры в линию. Провернуть коленчатный вал на 90 градусов от ВМТ.
- Закручиваем свечи.
- Оставляет покиснуть на ночь.
- Выкручиваем свечи и накрываем чистой ветошью свечные колодцы.
- Крутим двиг стартером. Это для того, чтобы остатки чистящей смеси вылетело через свечные колодцы. Как правило, вся жидкость проходит и попадает в картер.
- Закручиваем свечи и заводим. Выбираем не оживленный участок дороги, потому как будет много дыма. Проехать 10-15 км.
- Слить старое масло. Промыть двигатель. Залить новое.
Ну и как же без автохимии.
Давайте глянем, какие средства для раскоксовки двигателя предлагают нам господа капиталисты.
Начну с российского производителя.
Раскоксовка двигателя с помощью LAVR-ML202. Я бы взял вариант с промывкой двигателя.
Раскоксовка JET100 ULTRA .
Раскоксовка ЭДИАЛ.
Я слоняюсь опробовать раскоксовочное средство «Лавр». Попробую его найти в Симферополе. Если куплю — с меня мануал по его использованию и результаты. Бояться на мой взгляд здесь нечего. Хуже точно не станет. А вот помочь спасти двиг пожет вполне.
P.S. Ну что, хотите знать мои результаты. С удовольствием поделюсь! Воспользовался я средством JET100 ULTRA.
Вот такой порядок действий:
- Немного прогрел двигатель.
- Открутил свечи и залил средство поровну в каждый цилиндр.
- Закрутил свечи и оставил киснуть на пару часов.
- Выкрутил свечи зажигания и покрутил немного двигатель. Перед этим накрыл свечные колодцы тряпкой.
- Снова закрутил свечи.
- Завел двигатель и дал поработать примерно 15-20 минул. Сильно не крутил. До 2500 оборотов. Немного белого дыма из выхлопной.
- Слил масло, сменил маслянный фильтр и залил новое.
Но на этом все не закончилось! Читаем до конца. Важно!
По дороге в Симферополь заметил, что начала моргать лампочка давления масла. Остановился, проверил уровень масла. Все в порядке. Подождал, проехал еще несколько киллометров. Снова мигает. Причем на холостых она начинает непрерывно светить. С горем пополам с остановками доехал. Решил поменять фильтр и залить другое масло. Все повторяется. Снимаю маслянный поддон. И что я вижу? Краска на внутренней поверхности поддона вся отслоилась и ее куски забили сетку маслоприемника. Пришлось до конца средством для снятия старой краски убрать ее полностью. Собираю все обратно. Тестовый заезд и все. Лампа мне больше не подмигивает. Так, что имейте в виду, что все эти раскоксовки жуткая химия, которая отъедает не только отложения на поршневых кольцах. А поддон любят красить практически все японцы.
Может ли экологичное авиационное топливо помочь нам обезуглерожить авиацию?
Артикул
Сюда входит
Устойчивость авиации
© Аэропорт Осло
Наряду с будущими гибридными, электрическими или водородными самолетами, Устойчивое авиационное топливо (SAF) представляет собой одно из наиболее многообещающих решений для авиации, поскольку этот сектор стремится трансформироваться в более устойчивое будущее.
SAF, по оценкам, производит на 80% меньше выбросов углерода, чем обычный керосин, и может значительно сократить выбросы, если поглощение и производство SAF возрастут. Тем не менее, прежде чем это станет реальностью, необходимо преодолеть ряд препятствий, таких как убедительное экономическое обоснование и появление поддерживающей политической основы. Одним из способов начать революцию SAF, как утверждает недавний аналитический документ Евроконтроля о плюсах и минусах налогообложения авиации, может стать ограждение налогообложения для поддержки мер по обезуглероживанию авиации, включая SAF.
Узнайте больше в нашем обзоре.
В январе 2021 года KLM выполнила первый коммерческий пассажирский рейс из амстердамского аэропорта Схипхол в Мадрид, используя смесь из 500 литров экологичного синтетического керосина.
«Обновление флота в значительной степени способствовало сокращению выбросов CO 2 , но масштабирование производства и использование устойчивого авиационного топлива будет иметь наибольшее значение для текущего поколения самолетов. Вот почему мы объединились с различными партнеры некоторое время назад, чтобы стимулировать разработку устойчивого синтетического керосина.
Этот первый полет на синтетическом керосине показывает, что это возможно на практике и что мы можем двигаться вперед. »
SAF — более чистая замена ископаемому топливу для реактивных двигателей. Они делятся на две категории: биотопливо или синтетическое топливо. Биотопливо производится из биомассы (например, растений и изделий из дерева) или отходов (например, отработанных масел и отходов). Последние более устойчивы и решают этические проблемы конкуренции в рамках пищевой цепи местного населения (например, сельскохозяйственных культур). Синтетическое топливо, также называемое электротопливом, топливом или преобразованием энергии в жидкость (PtL), производится из двух основных ингредиентов: двуокиси углерода и воды, но требует большого количества электроэнергии. Синтетическое топливо может быть безуглеродным, если в процессе производства используется возобновляемая электроэнергия, а CO 2 снято с воздуха. Уже сегодня SAF совместимы с существующими самолетами и могут смешиваться с керосином до 50%, используя существующие двигатели и существующую цепочку поставок топлива в аэропорту. Они строго соответствуют спецификациям топлива благодаря сертификации. SAF также улучшают качество воздуха, поскольку они сокращают прямые выбросы: твердых частиц до 90% и серы до 100% по сравнению с обычным реактивным топливом. Это делает SAF активом для решения проблем, связанных с не CO 2 9Выбросы 0026.
«На самом деле все очень просто, и Avinor ясно уже более десяти лет: мы должны значительно сократить выбросы углерода в нашей отрасли в ближайшие годы. SAF — это готовое решение, которое будет работать с современным оборудованием. Но цены должны снизиться, а производство должно быть увеличено».
Инициативы SAF сейчас распространяются по всей Европе.
Например, SAF впервые стал доступен в Швейцарии в 2020 году, когда аэропорт Цюриха выступил с инициативой предоставить его для бизнес-джетов во время ежегодного собрания Всемирного экономического форума в Давосе. Lufthansa Cargo и логистическая компания DB Schenker осуществили свой первый CO 2 — нейтральные грузовые рейсы из Франкфурта в Шанхай и обратно в ноябре 2020 года. Компании также объявили о своем намерении предложить CO 2 — нейтральные грузовые авиаперевозки в качестве регулярного продукта для судоходной отрасли, начиная с летнего расписания рейсов 2021 года.На глобальном уровне Международная организация гражданской авиации (ИКАО) поддерживает SAF в качестве наиболее приоритетного варианта сокращения выбросов CO 2 к 2035 году. Она также установила дополнительную экономическую меру — Схема компенсации и сокращения выбросов углерода для международной авиации ( CORSIA), с помощью которого авиакомпании могут покупать углеродные кредиты для компенсации собственного выброса CO 9.
В Европе Европейский союз год назад согласился стремиться к климатической нейтральности к 2050 году. Европейская комиссия предложила более жесткие цели в области климата на 2030 год и начала обширный обзор всей политики ЕС, от энергетики до транспорта и сельского хозяйства – амбициозная повестка дня. известный как Европейский зеленый курс. Ожидается, что в рамках этой повестки дня Европейская комиссия примет так называемое предложение «ReFuelEU Aviation», которое направлено на увеличение предложения и спроса на экологичное авиационное топливо в ЕС, а также собирается внести поправки в Директиву о возобновляемых источниках энергии (RED). ) в том же направлении в 2021 году. В настоящее время обсуждаются несколько вариантов политики, устанавливающих обязательства по минимальному обеспечению SAF (или минимальному сокращению выбросов CO2). Обязательства могут быть возложены на поставщиков, на авиакомпании или на обе стороны.
В 2021 году Европейская комиссия также планирует пересмотреть Директиву ЕС о европейской торговой схеме (ETS) (юридически обязательный механизм ограничения выбросов для отрасли, включая авиацию), чтобы привести ее в соответствие с инициативой ReFuelEU Aviation.
Защита окружающей среды — это вызов и возможность для европейской авиации.
Подпишитесь на наш брифинг по устойчивому развитию
Читайте больше наших статей и подписывайтесь, чтобы получать уведомления о будущих выпусках!
Подпишитесь здесь!
Последние новости
Разработки в области устойчивого развития авиации со всего мира
Интервью с Рейниром Сигурдссоном о том, как Borealis Alliance меняет способы полетов авиакомпаний
Интервью с Жереми Коссадом о том, как AURA AERO стремится разрушить региональную авиацию, какой она является сегодня.
Устойчивое авиационное топливо (SAF) в Европе: ЕВРОКОНТРОЛЬ и ECAC сотрудничают на карте SAF
Последние новости о работе ЕВРОКОНТРОЛЯ в области устойчивого развития
ЕВРОКОНТРОЛЬ проводит мероприятие высокого уровня для первой Генеральной ассамблеи Альянса за авиацию с нулевым уровнем выбросов (AZEA)
Посмотреть все
Поиск
Следующие 100 лет – Университет Рокфеллера – Программа для окружающей человека среды
Джесси Х. Аусубель
Симпозиум Фонда Геологии
Джексон Школа геоссенции, У. Техас
Остин, Техас
25 апреля 2003 г.
Введение
около 7503
. развел костер в пещере на юге Франции близ Марселя. От таких ранних пожаров примерно до 1800 года энергоснабжение мало изменилось. Система опиралась на углерод, как мескитовый гриль.Самый важный и удивительный факт, выявленный в результате исследований в области энергетики за последние два десятилетия, заключается в том, что за последние 200 лет мир постепенно пошел по пути обезуглероживания, уменьшая относительную зависимость от углерода [Рисунок 1]. Думайте об обезуглероживании как о изменении во времени соотношения тонн углерода в энергоснабжении к общему энергоснабжению, например, тонны углерода на тонну нефтяного эквивалента, охватывающего все энергоресурсы.
Альтернативный вариант гидро углерод. И водород, и углерод сгорают с выделением тепла, поэтому мы можем рассматривать обезуглероживание как соотношение водорода и углерода в нашей чашке энергетического чили. Когда энергетическая система полагалась на сено и древесину, она больше всего зависела от углерода. Древесина состоит из большого количества целлюлозы и небольшого количества лигнина. Нагретая целлюлоза оставляет древесный уголь, почти чистый углерод. Лигнин представляет собой углеводород со сложной бензольной структурой. Древесина эффективно сжигает около десяти углеродов на каждый атом водорода. Уголь приближается к паритету с одним или двумя C на H, в зависимости от разновидности [Рисунок 2]. Масла еще легче, например, с двумя H на C, в керосине или реактивном топливе. Молекула метана, типичного природного газа, представляет собой углеродную отделку CH 4 .
Таким образом, обратной декарбонизации является господство водорода [Рисунок 3]. Подумайте о водороде и углероде, конкурирующих за рыночную нишу, как это было с лошадьми и автомобилями или аудиокассетами и компакт-дисками, за исключением того, что конкуренция H/C длится более 300 лет. В 1800 году углерод занимал 90% рынка. В 1935 году элементы связали. Если бизнес пойдет своим чередом, водород займет 90% рынка примерно к 2100 году.
Потому что углерод превращается в сажу или опасный парниковый газ CO 2 , а водород при сгорании становится только водой, углерод оказывается плохим элементом, черной шляпой, а водород хорошим, белой шляпой. Так что декарбонизация — это не только факт, но и счастливый факт.
Позвольте мне объяснить процесс обезуглероживания. Ни Томас Джефферсон, ни королева Виктория не издавали указов. Почему это происходит? Движущей силой эволюции энергосистемы является возрастающая пространственная плотность потребления энергии на уровне конечного потребителя.
Примерно к 1800 году в Англии и других ранних очагах промышленности высокая плотность населения и медленный, но неуклонный рост потребления энергии на душу населения увеличили плотность потребления энергии. Британский опыт показывает, что при увеличении энергопотребления на единицу площади преимущество получают источники энергии с более высоким эффектом масштаба.
Древесина и сено, распространенные источники энергии в начале 19-го века, громоздки и неудобны для транспортировки и хранения. Подумайте о том, что получится, если каждой жительнице многоэтажки нужно будет держать как деревянную верёвку на полу для обогрева, так и кучу сена в гараже для внедорожника. Подумайте о розничной продаже этих товаров в дорогой недвижимости Далласа или Нью-Йорка. Продажа топливной древесины в городах сейчас, конечно, ограничивается декоративными бревнами, дающими эмоциональное тепло. Биомасса постепенно теряла конкуренцию с углем, чтобы питать Лондон и другие размножающиеся и концентрирующиеся популяции, даже когда древесина была в изобилии.
Уголь долгое время был на вершине энергетической кучи. Он господствовал, несмотря на разрушительное воздействие на легкие и жизни горняков, городской воздух и землю, из которой он исходил; но около 1900 г. стали очевидными преимущества энергетической системы жидкостей, а не твердых тел. На уединении своих рельсов локомотив мог бы тянуть угольный вагон такого же размера, чтобы заправлять его. Однако автомобили, работающие на угле, никогда не пользовались особой популярностью. Вес и объем топлива были серьезными проблемами, особенно для сильно распределенной транспортной системы. У нефти была более высокая плотность энергии, чем у угля, и преимущество в том, что она текла по трубопроводам в резервуары. Системы трубок и канистр могут подавать тщательно регулируемые количества топлива от двигателя легкового автомобиля до трубопровода Аляски. Легко понять, почему нефть победила уголь к 1950 как ведущий в мире источник энергии.
Тем не менее, несмотря на множество улучшений от устья скважины до бензонасоса, распределение нефти по-прежнему затруднено. По сути, масло хранится в системе металлических банок всех размеров. Одной из известных банок была Exxon Valdez. Передача между банками несовершенна, что выявляет фундаментальный момент. Наиболее предпочтительной конфигурацией для очень плотного пространственного потребления энергии является сеть, которая может подпитываться и отбираться непрерывно с переменной скоростью. Есть две успешные сети, газ и электричество.
Природный газ распределяется по незаметной, вездесущей и эффективной системе труб. Его капилляры достигают кухни. Он обеспечивает превосходную иерархию хранения, оставаясь безопасным в геологических формациях незадолго до использования. Природный газ может быть легко и высоко очищен, что позволяет полностью сгорать.
Электричество, которое должно производиться из первичных источников энергии, таких как уголь и газ, одновременно является их заменой (например, при отоплении помещений) и уникальным способом питания устройств, которые существуют только потому, что электричество стало широко доступным. Электричество является еще более чистым энергоносителем, чем природный газ, и его можно включать и выключать без особых усилий и с большим эффектом. Электричество, однако, по-прежнему страдает от недостатка: его нельзя эффективно хранить, о чем свидетельствуют сегодняшние скудные батареи. Электрические потери также происходят при передаче; при существующей инфраструктуре расстояние 100 км является нормальным для передачи, а около 1000 км является экономическим пределом . Кроме того, из-за ограниченного хранения электроэнергия не годится для рассредоточенного использования, например, для автомобилей.
Тем не менее, доля первичной энергии, используемой для производства электроэнергии, за последние 75 лет неуклонно росла во всех странах и в настоящее время приближается к 40%. Интернет-экономика требует дальнейшей электрификации с идеальной надежностью. Таким образом, основная энергетическая игра на ближайшие 30-50 лет заключается в расширении и безупречной эксплуатации газоэлектрической системы.
Вопреки тому, во что многие верят, стабильная динамика энергетической системы позволяет делать надежные прогнозы. Декарбонизация по существу определяет будущее энергоснабжения.
Во всем мире нам суждено использовать примерно на 50-80 миллиардов тонн угля больше. Это примерно треть того, что люди добывали за всю нашу предыдущую историю, и около 30 лет при нынешнем уровне производства, так что у всех участников угольной промышленности есть поколение или около того, чтобы перестроиться. Мы должны выжать максимум электричества из черных камней с минимальными осадками гадостей, но уголь не является нашей главной заботой, потому что его использование все равно исчезнет. На самом деле угольным компаниям лучше сконцентрироваться на добыче метана из угольных пластов и поглощении CO 2 там, оставаясь в бизнесе без добычи угля. Использование CO 2 для вытеснения метана (CH 4 ), адсорбированного в угольных пластах, обеспечивает выгодную сделку. Прокладка тоннелей, как мы увидим, имеет огромное значение для будущего человеческого благополучия, поэтому угольная промышленность также обладает ценным умением продавать.
Если для угля сумерки, то для нефти полдень, которая уже потеряла позиции на энергетических рынках, кроме транспортных. Во всем мире водители и другие лица будут потреблять почти на 300 миллиардов тонн больше нефти, прежде чем весь автопарк будет работать на H 9.0025 2 отделено от метана или воды. Это количество почти вдвое превышает количество нефти, добытой до сих пор, и примерно 50 лет добычи в настоящее время, поэтому нефтяные компании могут какое-то время вести дела в обычном режиме. Но попадание под капот автомобиля топливных элементов или других двигателей, работающих на H 2 , обрекает нефть на десятилетия, необходимые для оборота автопарка, и создает огромную нишу для простых способов получения необходимого водородного топлива.
Для газа сейчас утро, и следующие десятилетия принесут огромный рост, соответствующий растущим оценкам базы ресурсов газа, которые более чем удвоились за последние 20 лет. Проповедуя о наступлении Метанового Века 20 лет назад, я чувствовал себя смелым пророком, но сейчас это пророчество подобно призыву к восходу солнца. Между его использованием в качестве топлива для турбин для производства электроэнергии и топливных элементов для транспорта газ будет доминировать в первичной энергетике в течение следующих пяти или шести десятилетий. Я ожидаю, что метан будет обеспечивать около 70% первичной энергии вскоре после 2030 года и достигнет пика абсолютного потребления примерно в 30 x 10 9 в 2060 году.0196 12 м 3 , десятикратное годовое использование.
С помощью топливных элементов мы будем использовать газ на транспорте, а также для производства электроэнергии. Топливные элементы, по сути батареи непрерывного действия, могут питаться водородом, извлеченным из метана. Заменив двигатель внутреннего сгорания, они увеличат автомобильную эффективность и сократят выбросы загрязняющих веществ. Древесина и уголь затуманили и почернели города, а нефть подарила нам коричневые облака смога; метан может завершить очистку неба Хьюстона и других городов мира от миллиарда автомобилей. Правительствам необходимо будет упростить строительство газопроводов и доступ к ним. Необходимо также уделять внимание безопасности и экологическим аспектам использования газа, поскольку трубопроводы и резервуары могут трагически взорваться. Нефтепереработчикам необходимо сместить акцент на преобразование метана в водород и CO 2 .
Очень большие ZEPP
Теперь позвольте мне представить первую из двух идей размером с Техас. Моя первая электростанция с нулевым уровнем выбросов или ZEPP, очень больших ZEPP. Выбросы, вызывающие озабоченность, — это, конечно же, углерод, которого опасаются из-за изменения климата. Хотя простая замена угля или нефти метаном снижает выбросы CO 2 от трети до половины, пиковое использование будет соответствовать 2–3-кратному сегодняшнему выбросу углерода для утилизации в год. Даже в 2020 году нам, возможно, уже потребуется утилизировать углерод только из природного газа, равный половине сегодняшних выбросов от всего топлива, а позже метан вызовет около 75% общего количества CO 9 .0025 2 выбросы. Таким образом, предотвращение изменения климата должно быть сосредоточено на метане. Можем ли мы найти технологию, совместимую с эволюцией энергетической системы, чтобы экономично и удобно утилизировать углерод от производства киловатт? Практическим средством утилизации углерода от производства электроэнергии в соответствии с будущим контекстом является очень большая ZEPP. Позвольте мне попытаться навсегда оставить ZEPP в вашей памяти.
Основная идея ZEPP – это газовая электростанция, работающая при очень высоких температурах и давлениях, чтобы мы могли отводить CO 2 в виде жидкости и изолировать его под землей в пористых образованиях, подобных тем, в которых содержится нефть.
Критерий для ZEPP работает в масштабе Техаса. Одной из причин является информационная экономика. Даже при повышении эффективности информационная экономика требует огромного количества электроэнергии. Обратите внимание на недавний быстрый рост спроса на общежитие колледжа. Чипы вполне могут пойти на 1000 объектов на душу населения или 10 триллионов объектов, если Китай и Индия войдут в игру.
Большое общее потребление энергии означает большие индивидуальные ZEPP, потому что размер электростанций растет даже быстрее, чем потребление, хотя и рывками. Растения растут, потому что большие — это дешево, если технологии справляются. Хотя последняя волна строительства электростанций достигла мощности около 1,5 гигаватт (ГВт), рост потребления электроэнергии в течение следующих 50 лет может обоснованно увеличить размер электростанций примерно до 5 ГВт. Для справки, мой город, Нью-Йорк, в пиковый летний день потребляет более 12 ГВт.
Большой размер позволяет контролировать выбросы. Хотя один большой завод выделяет не больше, чем многие маленькие заводы, выбросы одного из них собрать легче. Общество не может замкнуть углеродный цикл, если нам нужно собирать выбросы миллионов микротурбин.
Большие ZEPP означают передачу огромной механической энергии от все более и более крупных генераторов через большую стальную ось со скоростью до 3000 оборотов в минуту (об/мин). Способом обойти пределы механической передачи энергии может быть сокращение машины. Начните с очень высокого давления CO 2 газовая турбина, в которой топливо сжигается кислородом. Необходимое давление колеблется от 40 до 1000 атмосфер, при котором CO 2 будет рециркулировать в жидком виде. Жидкие продукты сгорания будут стравливаться.
К счастью для передачи механической энергии, высокое давление сжимает машины революционным образом и позволяет турбине вращаться очень быстро. Затем генератор мог бы также вращаться очень быстро, работая на высокой частоте, с соответствующей силовой электроникой для замедления вырабатываемой электроэнергии до 60 циклов.
Предполагаемая нами высокая температура в 1500 градусов по Цельсию, вероятно, потребует использования новой керамики, которую сейчас разрабатывают для авиации. Проблемы коррозии под напряжением и растрескивания возникнут при высоких температурах и давлениях и должны быть решены. Силовая электроника для замедления циклов переменного тока также вызывает большие вопросы. То, что мы представляем себе, выходит за рамки современного искусства, но силовая электроника все еще молода, а значит дорога и ненадежна, и мы думаем о 2020 году и далее.
Кислород, необходимый для ZEPP мощностью 5 ГВт, также превышает существующую мощность, но может быть получен путем криосепарации. Кроме того, криогенная установка может принести дополнительные преимущества. Сверхпроводники хорошо сочетаются с криогенной установкой поблизости. Сверхпроводящие генераторы — отличная идея. Уже сегодня компании продают небольшие двигатели, обмотанные высокотемпературным сверхпроводящим проводом, которые вдвое меньше по размеру и весу по сравнению с обычным двигателем, построенным с медными катушками, а также вдвое уменьшают электрические потери. Коллеги из Tokyo Electric Power подсчитали, что общий КПД электростанции ZEPP может составить 70%, что намного выше сегодняшних 50-55% пиковой производительности.
Поскольку ZEPP, работающий на природном газе, передает огромную мощность за 60 циклов, следующим шагом будет улавливание углеродных отходов. При высоком давлении отработанный углерод, конечно же, уже представляет собой жидкий диоксид углерода, и поэтому с ним легко обращаться. Возможность хранения CO 2 объединит доступ к клиентам и топливу при определении местоположения завода. Поскольку большая часть природного газа проходит через несколько крупных трубопроводов, эти трубопроводы являются логичным местом для установки ZEPP. Лучший способ изолировать выбросы — это подземные пещеры, откуда поступали уголь, нефть и газ. В небольших масштабах CO 2 уже выгодно помогает третичному извлечению нефти. Задача масштабная. Текущий годовой объем CO 2 из всех источников составляет около 15 км 3 . Конечно, естественные геологические ловушки лишь изредка содержат углеводороды, поэтому можно распространить хранилище на ловушки, в которых отсутствуют нефть и газ, которые обычно находят разведчики. Водоносные горизонты в силикатных пластах можно использовать для перемещения отходов CO 2 в силикаты, где «выветривание» приведет к образованию карбонатов и кремнезема, что компенсирует миллионы лет.
Короче говоря, концепция ZEPP — это сверхкомпактная, сверхмощная, сверхбыстрая турбина: диаметром 1-2 м, потенциально 10 ГВт или вдвое больше ожидаемого максимального потребления, 30 000 об/мин, вырабатывающая электроэнергию за 60 циклов плюс CO 2 , которая может быть изолированный. ZEPP размером с локомотив или даже автомобиль, подключенные к газопроводам, могут заменить парк выделяющих углерод антиквариата, который сейчас загромождает наш ландшафт.
Я предлагаю начать внедрение ZEPP в 2020 году, а к 2050 году создать парк из 500 ZEPP мощностью 5 ГВт. Это не кажется невозможным достижением для мира, который построил сегодняшний мировой парк из примерно 430 атомных электростанций примерно за 30 лет. ZEPPs вместе с другим поколением атомных электростанций в различных конфигурациях могут остановить CO 2 увеличение в атмосфере около 2050 г. н.э. в диапазоне 450-500 частей на миллион, примерно на четверть больше, чем сегодня, без ущерба для потребления энергии.
ZEPP заслуживают десятки миллиардов долларов на исследования и разработки, потому что заводы сформируют прибыльную отрасль, которая принесет гораздо больше пользы тем, кто сможет использовать опыт для их проектирования, строительства и эксплуатации. Они предлагают лучший шанс для безопасного использования огромного богатства углеводородов в Америке и ее оффшорных исключительных экономических зонах. Исследования ZEPP могли бы занять легионы академических исследователей и восстановить подлинную миссию национальных лабораторий Министерства энергетики, работающих над разработками совместно с частными компаниями. ZEPP нужны чемпионы, и я надеюсь, что Техасский университет будет одним из них. Геологический фонд и другие подразделения Юта должны подстегнуть воображение геологов, чтобы обнаружить метан и разработать герметичный CO 9.0025 2 отрасли секвестрации и нефтехимии, чтобы сделать более эффективные процессы, подходящие для заводов на два порядка больше, чем существующие заводы по производству удобрений. Подобно гигантским реактивным самолетам, которые перевозят большую часть пассажиро-километров, компактные сверхмощные ZEPP могут стать рабочими лошадками энергетической системы в середине следующего века.
The Continental SuperGrid
Тем не менее, история энергетики не закончится на природном газе. Завершение декарбонизации в конечном итоге зависит от производства и использования чистого водорода, уже популярного в качестве ракетного топлива и в других высокоэффективных рыночных нишах. С точки зрения окружающей среды водород является нематериальным материалом; его сгорание дает только водяной пар и энергию. Водород, конечно же, должен в конечном итоге появиться в результате расщепления воды, а не в результате приготовления источника углеводородов. Энергия для производства водорода также должна быть безуглеродной. Согласно исторической тенденции декарбонизации, крупномасштабное производство безуглеродного водорода должно начаться примерно в 2020 году9.0003
Среди альтернатив, включая солнечные и фотогальванические пути, ядерная энергия лучше всего соответствует контексту. Я достаточно взрослый, чтобы меня впечатлили школьные учебники 1960-х годов, в которых утверждалось, что расщепление и слияние атомов — это гигантский шаг, сродни освоению огня и началу ведения сельского хозяйства. Мы должны продолжать мирно применять революционные уравнения Альберта Эйнштейна. Кажется разумным, что понимание того, как использовать ядерную энергию, и ее принятие займет столетие и более. Тем не менее, деление — надуманный и экстравагантный способ кипячения воды, если пар требуется только примерно половину дня для производства электричества.
Особый потенциал ядерной энергии заключается в том, что она является обильным источником электроэнергии для электролиза и высокотемпературного тепла для расщепления воды, пока города спят. Атомные станции могли бы производить H 2 каждую ночь в масштабе, необходимом для удовлетворения потребностей миллиардов потребителей. Ветряные мельницы и другие солнечные технологии не могут питать современных людей миллиардами. Реакторы, производящие водород, могут располагаться вдали от населенных пунктов и поставлять основной продукт потребителям.
Позвольте мне представить вторую идею техасского масштаба: континентальную суперсеть для доставки электроэнергии и водорода по единому энергопроводу. В частности, SuperGrid будет использовать высокопроизводительный сверхпроводящий кабель для передачи электроэнергии, охлаждаемый жидким водородом, производимым современными атомными электростанциями. SuperGrid будет служить как системой распределения, так и системой хранения водорода, причем водород в конечном итоге будет использоваться в транспортных средствах и генераторах на топливных элементах или обновленных двигателях внутреннего сгорания.
Под континентальным я подразумеваю от побережья до побережья, то есть всю Северную Америку, образуя единый интегрированный рынок электроэнергии. Континентальные суперсети, конечно, должны процветать на других континентах, но как американец я надеюсь, что Северная Америка построит первой и будет доминировать на рынке этих систем, которые, грубо говоря, могут стоить 1 триллион долларов или 10 миллиардов долларов в год в течение 100 лет. Континентальный масштаб обеспечивает гораздо большую эффективность системы электроснабжения, сглаживая кривую нагрузки на электроэнергию, которая по-прежнему следует за солнцем. Сверхпроводимость решает проблему потерь в линиях электропередач. Под большой мощностью я подразумеваю 40-80 гигаватт (ГВт).
Основная конструкция заключается в том, что жидкий водород должен прокачиваться через центр вакуумной энергетической трубы как для охлаждения окружающего сверхпроводящего кабеля, так и для использования в качестве межгосударственного трубопровода для водородно-электрической энергетики [Рисунок 4]. Кабель будет передавать постоянный ток и может выглядеть либо как позвоночник, либо как кольцо, приближающееся ко многим крупным городам Северной Америки. Преобразователи электроэнергии будут подключать SuperGrid постоянного тока в различных точках к существующим высоковольтным подстанциям передачи переменного тока.
Первоначально около сорока 100-километровых участков объединенного кабеля/трубопровода могут быть соединены атомными электростанциями мощностью в несколько ГВт, поставляющими в SuperGrid как электроэнергию, так и водород. Высокотемпературные реакторы с газовым охлаждением обещают особенно высокоэффективный и масштабируемый путь к комбинированному производству электроэнергии и водорода. Атомная энергетика подходит для SuperGrid из-за низкой стоимости топлива/кВтч и эксплуатационной надежности при постоянном уровне мощности. Емкость хранения водорода SuperGrid в сочетании с топливными элементами может позволить электрическим сетям перейти к системе доставки, больше похожей на нефть и газ, вдали от существующего дорогостоящего мгновенного согласования спроса и предложения.
В целях безопасности и эстетики давайте поместим всю систему, включая кабели и электростанции, под землю. Я упоминал ранее, что у туннелирования есть будущее, даже если у добычи угля его нет. Решение о строительстве под землей в решающей степени определяет стоимость SuperGrid. Но преимущества включают в себя меньшую уязвимость к нападениям со стороны человека или другой природы, общественное признание за счет уменьшения споров о праве проезда, уменьшение заторов на поверхности, а также реальное и предполагаемое снижение подверженности реальным или гипотетическим авариям и радиоактивным осадкам.
Еще более развитая концепция подземных коридоров сочетает в себе энергию и транспорт. Совместно используя туннели, поезда на магнитной подушке в трубах низкого давления будут работать на линейных двигателях сверхпроводящих магнитов, преодолевая расстояние от Атлантики до Тихого океана за 1 час. Я говорю сейчас о 100 годах, но это наши временные рамки. Маглевы помогут распределить стоимость инфраструктуры на несколько целей.
Как и в случае с ZEPPS, волшебными словами для SuperGrid являются водород, сверхпроводимость, нулевые выбросы и малый экологический след, к которым мы добавляем хранение энергии, безопасность и надежность.
Заключение
Эволюция — это череда замен. Замены также отмечают эволюцию энергетической системы. Примерно между 1910 и 1930 годами автомобили заменили лошадей в Соединенных Штатах. Раньше паровые машины заменили водяные колеса, а позже электрические приводы заменили паровые машины. Эти замены потребовали около 50 лет на рынке. Железным дорогам потребовалось примерно столько же времени, чтобы заменить каналы в качестве ведущего вида транспорта, и больше времени, чтобы автомобильные дороги обогнали железные дороги, а воздух — дороги.
Декарбонизация — серия замен. Рассматривая первичные источники энергии, мы обнаруживаем, что уголь заменил древесину и сено, а нефть, в свою очередь, побила уголь за лидирующие позиции в мировой игре за власть. Сейчас природный газ готовится обогнать нефть. Так называемые нефтяные компании знают об этом и соответственно инвестируют. Мы должны повсюду решительно поддерживать природный газ и подготовить почву для водорода, который является еще лучшим газом.
Важно отметить, что превосходная производительность технологии или продукта соответствует более широкому рынку. Водород и электричество могут обеспечить чистой энергией сотню мегаполисов.
Глобальная энергетическая система эволюционирует в сторону водорода, но, возможно, недостаточно быстро, особенно для тех, кто больше всего обеспокоен изменением климата. При обычном бизнесе обезуглероживание энергетической системы потребует столетие или больше. Чтобы успокоить общественное беспокойство по поводу возможного изменения климата, мы должны начать строить ZEPP, которые в любом случае окупятся за счет своей эффективности.
Когда повышение пространственной плотности потребления энергии приводит в действие систему, мы должны сочетать ее с экономией за счет масштаба производства и распределения. Грядущему миру с населением в десять миллиардов человек нужны гигантские реактивные самолеты в качестве основы энергетической системы, а не двухместные волынщики. Конечно, маленькие плоскости играют решающую роль в капиллярных окончаниях системы и в обеспечении поддержки и гибкости. Большая часть усилий в области энергосистемы за последние пару десятилетий была направлена на ретушь тут и там.
Настало время снова думать и действовать по-крупному. ZEPP и SuperGrid принесут богатство компаниям и нациям и славу инженерам и ученым, а также организациям, которые их воспитывают, таким как Фонд геологии и Школа Джексона. Давайте теперь приступим к идеям масштаба Техаса, которые завершат грандиозную и достойную задачу декарбонизации.
Благодарности: Спасибо Чезаре Маркетти, Перрин Мейер, Чонси Старр и Пол Ваггонер.
Это выступление основано на:
Отчет о семинаре National Energy Supergrid, 6–8 ноября 2002 г., Пало-Альто, Калифорния, Томас Оверби и Чонси Старр, организаторы
Supergrid Sparks Interest, Taylor Moore, EPRI Journal , ноябрь 2002 г.