Category: экономика

Category was added automatically. Read all entries about "экономика".

Добро пожаловать и немного о журнале

В этом журнале размещаются только (почти только) статьи, интервью и прочие материалы по теме малой энергетики, экологии, безопасности инфраструктуры, перспективным проблемам квалифицированного терроризма, изменениям климата и прочим вещам, далёким от нашей повседневной жизни, интересным и касающимся лишь специалистов.

Учитывая, что указанные тематики сродственны, в каждой отдельной статье затрагивается ряд из них. Например, что делать с проблемой выхода из строя газопроводов по причине непрерывного смещения границы вечной мерзлоты, как жить в Москве, если любители коротких штанов и помещающейся в кулак бороды начнут запускать дроны, рассеивающие в засуху пирофорные элементы над лесами и торфяниками, а зимой – замыкать Московское энергетическое кольцо?
Что делать, что бы в доме были свет и тепло, когда сила ураганного ветра в московском регионе достигает значений, на которые не рассчитаны опоры даже новых высоковольтных ЛЭП. И правда ли, что зима будет теплой, а на пальмах в Новосибирске начнут цвести ананасы т.к. идёт глобальное потепление, а не глобальная оттепель при очередном ледниковом периоде.
Почему plug-in hybrid, солнечные батареи на крыше и наличие колодца могут стать средством выживания читателя в грядущем. И можно ли будет жить в городе, где неустранимые уязвимости систем вентиляции и водоснабжения потребуют для кардинальной модернизации до 8-ми доходных частей бюджета России целиком.
Для чего в многоэтажном доме (МКД) может потребоваться буржуйка, подключённая к системе отопления всего дома, где можно будет сжигать мебель, паркет, ТБО и деревья с округи. И при каких обстоятельствах от наличия такого водогрейного котла на твёрдом топливе будет завесить жизнь обитателей дома. И почему, если такой водогрейный котёл будет вырабатывать немного электроэнергии, нужной для работы его автоматики и систем циркуляции теплоносителя, это позволит снизить смертность в МКД, оставшихся без света, тепла и газоснабжения в самую холодную пятидневку.
Что делать, когда блэкаут (каскадная авария в электросетях) произошёл холодным вечером, метро замерло, пробки из трамваев троллейбусов и личных машин засыпало снегом, до вокзала не доехать, а электрички на дачу встали. Да и скорая, полиция, службы охраны перестали реагировать на звонки. В сети ток напряжением 0 Вольт с частотой 0 Гц, надёжная дверь с электромагнитным замком открылась и в квартиру скребутся трудолюбивые гастарбайтеры в поисках хозяев той новой и дорогой Camry, у которых в баре стоят бутылки с харамом и точно есть чем поживиться на дозу.
Также затронем тематику реконструкции МКД, а не их сноса под видом реновации и как это связано с майнингом биткойнов и риском того, что будет подорвана продовольственная безопасность путём точечного заражения террористами, например, 0,001% посевов сильнодействующими ядам, когда остальные 99,999% сельхозпродукции будет хоть и безопасно но страшно есть.
И рассмотрим вопросы повышения энерогэффективности и экологичности, создания дружественной окружающей среды, устойчивого развития и решений в стиле win-win, что бы всё указанное выше реализовалось от слова никогда, благодаря работе эффективныйх менеджеров и мудрому руководству нашими невороватыми рабами с галер.

Все публикуемые материалы написаны только автором, его коллегами или являются их интервью, докладами и т.п.
Автор будет рад любой критике, замечаниям и т.п. Наиболее желательна критика с указанием замеченных ошибок и с приведением доводов. Всегда буду рад развернуто на неё ответить и учесть в работе, ежели критика конструктивна. Неконструктивной критике также рад – она повышает рейтинг и всякие там хирши с уDOIями :) Ещё можете похвалить, если материал понравился, но это не очень требуется.
Если у читателя возникнет продолжение по новому направлению, не затронутому в исследованиях, всегда буду рад обсудить тему, а равно рассмотреть возможность внедрения разработанных технических и организационных мероприятий по снижению риска потенциальной гибели населения в ЧС, защите производств от инфраструктурных рисков и прочих оскалов будущего, рассмотренных в материалах.

Заглянувшие сюда могут прочитать и фельетон биографии автора странички.

Желаете зафрендить милости прошу. В друзья взаимно добавляю. Если добавили, то лучше отпишитесь в этом посте, что бы не сложилась ситуация, что случайно пропустил сообщение о добавлении в друзья.

P.S. Некоторые более свежие материалы, не выложенные в ЖЖ, доступны на сайте "Academia.edu".

P.P.S. Все остальные темы могут обсуждаться в песочнице, например в Facebook, Twitter, Linkedin и в прочих сетях, куда теперь практически не заглядываю:

[Ссылки]
Зеркало журнала по адресу: http://lj.rossia.org/users/samo_de1kin/

В ответ на новую политику "ЖЖ" настоящим я объявляю, что все мои персональные данные, фотографии, рисунки, переписка и так далее, являются объектами моего авторского права (согласно Бернской Конвенции). ДЛЯ КОММЕРЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ всех вышеупомянутых объектов авторского права в каждом конкретном случае необходимо мое письменное разрешение. Если использование некоммерческое, то допустимо копирование материалов при наличии ссылки на источник или активной ссылки в электронном материале.

Автономные энергоустановки на местных видах горючих и возобновляемых источниках энергии...


Автономные энергоустановки на местных видах горючих и возобновляемых источниках энергии, базирующиеся на адаптивном термодинамическом цикле и системе безнагнетательной циркуляции рабочего тела

© Велицко В.В., Прохоров А.И.

ООО «ОЦР Технологии», г. Москва, Российская Инженерная академия, Москва.

Статья опубликована:
Новосибирск, Материалы II Всероссийской научной конференции с международным участием «Энерго– и ресурсоэффективность малоэтажных жилых зданий», Институт теплофизики СО РАН, 24–26.03.2015, с.271–279
Аннотация
В материале показана возможность создания автономных энергоустановок (мини-ТЭЦ), использующих местные виды топлив и возобновляемые источники энергии (ВИЭ), работающих по адаптивному термодинамическому циклу, позволяющему максимально полно использовать располагаемый переменный теплоперепад между источником тепла и внешней средой, зависящий как от условий подвода тепла, так и от переменных климатических условий. Указана возможность циркуляции рабочего тела (РТ) в конуре энергоустановки без использования классических насосов или компрессоров для обеспечения его циркуляции.

В настоящее время приоритетной задачей является обеспечение энергоснабжения жизнедеятельности с, по возможности, максимальным использованием ВИЭ, в том числе таких, как солнечная и геотермальная энергия. Вторым направлением развития мини-ТЭЦ является задействование для нужд энергоснабжения местных, в том числе возобновляемых видов горючих (топлив) [1, 2], что позволит как максимально сократить плечо транспортировки горючего к месту потребления, так и сократить дополнительную эмиссию диоксида углерода в атмосферу. Примером концепции такой комбинированной мини-ТЭЦ, использующей совместно ВИЭ и местные виды горючих является мини-ТЭЦ по технологии «Heat-El», базирующаяся на модифицированном цикле Ренкина с органическим РТ, разработанная ООО «ОЦР-Технологии» (Рис. 1)

01.png

Рис. 1. Комбинированная мини-ТЭЦ, использующая ископаемые горючие и ВИЭ.
Collapse )

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА КОНЦЕНТРАТОРНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, КОМБИНИРОВАННЫХ С ПАРОСИЛОВЫМ...

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА КОНЦЕНТРАТОРНЫХ СОЛНЕЧНЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, КОМБИНИРОВАННЫХ С ПАРОСИЛОВЫМ ЦИКЛОМ


Кукушкин С.А., Велицко В.В., Краснов А.Г.

Статья опубликована в сборнике «Содействуя экономическому развитию России. Проекты международного общественного фонда «Фонд содействия экономическому развитию им. Байбакова Н.К.» за 1996-2011 гг.», М., Нефть и газ, 2011.

Солнечная энергетика является динамично развивающимся, порядка 25-30% в год. Лидирующими сегментами, занимающие порядка 80%, рынка солнечной энер-гетики являются сегменты солнечных электростанций на основе поликристалличе-ского и монокристаллического кремния. Одним из ключевых факторов сдерживании развития этих сегментов является стоимость кремния (и наличие его на рынке), ко-торый необходим для производства рабочих поверхностей фотоэлектрического преобразователя (далее ФЭП).
Для солнечных электростанций концентраторного типа потребность в рабочих поверхностях ФЭП на два-три порядка ниже. До настоящего момента времени, ос-новным сдерживающим фактором развития солнечных электростанций концентра-торного типа является отсутствие приемлемых материалов с необходимой термо-стойкостью для ФЭП, на которых концентрируется солнечный поток (Рис 1.).

1
Рис. 1. Схема работы солнечных электростанций концентраторного типа.
[Читать далее:]
На Рис. 2 показана прогнозная схема распределения технологий фотоэлектрических модулей.

2
Рис. 2.

Использование в серийных концентраторных солнечных электростанциях ФЭП на базе дорогостоящего GaAs (рабочая температура которого не превышает 200ºС) или дешевого Si (рабочая температура которого не порядка 100ºС), и медных тепло-отводов, обеспечивающих отвод тепла от ФЭП, не позволяет концентраторным сол-нечным электростанциям получить такую же распространенность, как солнечные электростанции на моно- и поликристаллическом кремнии. Также, для массового развития данного направления существенное значение имеет ограничение объемов производимых в мире пластин GaAs.
Ключевым образом изменить ситуацию в сегменте концентраторных солнеч-ных электростанций способна новая технология получения гетероструктур нано-структурированного карбида кремния на кремнии (SiC/Si). ФЭП на базе этого мате-риала имеет КПД, как минимум, в 1,5 раза выше, чем у кремния, а рабочая темпе-ратура превышает 200 ºС.
Вторым инновационным компонентом, позволяющим повысить КПД использо-вание солнечной энергии в электростанциях концентраторного типа, является паро-силовая установка утилизирующая избыточную тепловую энергию посредством па-росилового цикла с КПД на уровне 25% (на температуре 242ºС) с использованием низкокипящего теплоносителя для охлаждения ФЭП.
Турбопоршневая паросиловая установка имеет стоимость в 2-3 раза ниже, чем поршневые машины и/или турбины на аналогичные параметры пара, и низкие издержки на сервис.
Ожидаемый суммарный КПД электростанции составляет свыше 40%.
Ожидаемая установочная стоимость электростанции – до 2000 долл. США за 1 кВт.
Производство комбинированных солнечных электростанций представляет со-бой три взаимосвязанных производственных комплекса:
- производственная линия по производству SiC/Si из Si;
- производство ФЭП на базе SiC/Si (на базе стандартного производственного оборудования);
- сборочное производство.
В рамках предлагаемой концепции производства все необходимое механиче-ское производство осуществляется на аутсорсинге: производство турбопоршневой установки, теплообменного оборудования, отражателей, несущих конструкций элек-тростанции.
Предлагаемый тип станций наиболее актуален для районов с высокой инсо-ляцией, таких как, например, Ближний Восток, Испания, Марокко и т.д.
Инвестиции необходимые для организации и запуска производства – 5 млн. долл. США.
Срок организации производства – 30 мес.
Ожидаемая окупаемость – до 5 лет, с момента начала финансирования и за-купки производственного оборудования.

ИННОВАЦИОННЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ГАЗОГИДРАТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ, ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ МОТОРНОГО ТОПЛИВА..

Научно-практическая конференция «Энерго- и ресурсоэффективность малоэтажных жилых зданий» Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 19–20 марта 2013 г.
УДК 532.546:536.421

ИННОВАЦИОННЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ГАЗОГИДРАТНОГО ПОЛУЧЕНИЯ, ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ МОТОРНОГО ТОПЛИВА ИЗ БИОГАЗА И СВАЛОЧНОГО ГАЗА

Велицко В.В.

Фонд содействия экономическому развитию им. Байбакова Н.К., г. Москва

Одной из ключевых статей расходов сельхозпредприятий, прямо влияющих на рентабельность производства, являются затраты на электроэнергию, теплоснабжение и моторное топливо. В этой связи актуальна организация автономного производства моторного топлива путем переработки биомассы сельскохозяйственных отходов в биогаз, выделение из него энергоносителя - метана и компактирование метана для хранения, транспортировки и последующего использования в двигателях внутренне- го сгорания.
Традиционные технологии производства моторного топлива из биогаза преду- сматривают очистку биогаза от углекислого газа и примесей сероводорода и ком- примирование (сжатие) до 160 – 200 атм на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС). Сложность очистки, хранения, заправки авто- парка, высокие капитальные и эксплуатационные затраты существенно огра- ничивают применение таких технологий в условиях сельскохозяйственного произ- водства.
Предлагаемая альтернативная технология производства моторных топлив включает одностадийное выделение из биогаза целевого продукта - метана и его пе- ревод в газогидрат, являющийся твёрдым соединением метана и воды. Процесс осу- ществляют охлаждая и сжимая биогаз и смешивая его затем с водой.
Полученный твёрдый гидрат метана механически сепарируют от газообразных примесей и сохра- няют как концентрат моторного топлива или направляют на переработку в сжижен- ный или сжатый метан, которые используют как стандартизованное моторное топли- во [1, 2]. Сжиженный метан (СПГ) соответствует ТУ 51-03-03-85 «Газ горючий при- родный сжиженный. Топливо для двигателей внутреннего сгорания. Технические ус- ловия», а компримированный метан (КПГ) соответствует СТО 089-2010 «Газ горю- чий природный, поставляемый и транспортируемый по магистральным газопрово- дам. Технические условия».

1

Таблица 1. Эффективность выделения метана из биогаза и свалочного газа полигонов ТБО

Таким образом, ключевой технологией, обеспечивающей простое выделение метана, его безопасную транспортировку и энергоэффективную переработку являет- ся выработка гидрата метана.
Один кубометр гидрата метана при плотности ~ 970 кг/м3 содержит порядка 164 Нм3 метана, что эквивалентно сжатию метана до ~ 200 атм. Высокая энергоём- кость 1,7 кВт-ч/кг, а также стабильность при атмосферном давлении и сравнительно небольшой отрицательной температуре - 29°С [3] делают гидрат метана более дешё- вой и безопасной альтернативой КПГ и СПГ при использовании в качестве моторно- го топлива.
[Читать далее:]
Перечисленные свойства гидрата метана позволяют хранить его в термоизо- лированных контейнерах, и контролируемо высвобождать потребное количества ме- тана путем нагрева от внешнего источника, например, при использовании тепла ат- мосферного воздуха или тепла, выделяемого при работе двигателя внутреннего сго- рания.
Безопасность транспортировки гидрата метана обеспечивается как его низкой теплопроводностью, так и эффектом самоконсервации, заключающемся в том, что при разложении гидрата метана на метан и воду, вода замерзает и образует на по- верхности гидрата ледяную корку, препятствующую его дальнейшему интенсивному разложению. Безопасность гидрата метана в сравнении с КПГ и СПГ демонстрирует- ся на фотографии (рис. 1).

2

Рис. 1. Горение гидрата метана на воздухе [4].

В соответствии со схемой (рис.2) перерабатываемый газ (1), поступает в де- тандер-компрессорный агрегат (ДКА), где производится его сжатине и охлаждение. Далее из газа сепарируются углеводороды С3 и выше (3) (при их наличии), а также вода. Охлажденный газ без примесей и конденсата поступает в модуль по производ- ству гидрата метана, где смешиваясь с водой, образует гидрат, механически отделяе- мый в сепараторе от газообразных примесей. Из примесей, таких как СО2, азот и прочие газы рекуперируется холод, а также избыточное давление, используемое в детандер-генераторной установке для выработки электроэнергии (4). Через катализа- тор примеси сбрасывается (5) в атмосферу.
Применение газогидратной технологии для извлечения из продуктов перера- ботки биологических отходов энергоносителя - метана позволяет обеспечить мотор- ными топливами автопарки сельхозпредприятий, а также реализовать локальную га- зификацию коммунальных и промышленных потребителей, у которых отсутствует централизованное газоснабжение.
При этом возможность производства моторных топлив из биомассы отходов позволит как снизить финансовую нагрузку на сельхозпредприятия, так и получать дополнительный доход от поставок топлива сторонним потребителям. В частности - целесообразна поставка метана, выработанного из возобновляемого сырья, в страны ЕС. Это связано с тем, что помимо поддержки производителей энергии из возобнов- ляемых источников, в странах ЕС реализуются программы поддержки производите- лей горючих из возобновляемых источников, в частности - обеспечивается скупка газоснабжающими организациями чистого метана, полученного из возобновляемых источников, таких как биогаз и свалочный газ полигонов твёрдых бытовых отходов. Существующие «зелёные» тарифы в размере на уровне 1 000 $ за 1 000 нм3 метана делают экономически целесообразным экспорт полученного метана в страны ЕС. При ориентировочной себестоимости производства 1 000 Нм3 метана от 70 до 120 $, очевидна экономическая перспективность производства гидрата метана для экспорт- ных поставок возобновляемого горючего.
Применение сельхозпроизводителями газогидратной технологии производства метана, в дальнейшем может оказать существенное влияние, как на экономический, так и на технический аспекты сельхозпроизводства. Возможность экономически эф- фективного независимого производства моторных топлив сделает сельскохо- зяйственное производство независимым от поставок непрерывно дорожающих энер- гоносителей. Это позволит создать дополнительные рабочие места, в том числе в де- прессивных регионах и на удалённых и «неудобных» землях, куда экономически не- целесообразно проводить традиционные коммуникации в виде линий электропереда- чи и газопроводов.
Доступность ГСМ и энергоносителей сделает экономически эффективной как производство сельхозпродукции, так и её локальную переработку без необходимости транспортировать сельхозпродукцию на централизованные производства, привязан- ные к существующим линиям электропередачи (ЛЭП) и газопроводам.
Возможность доступного производства метана из локальных источников сы- рья делает целесообразным производство нового поколения сельхозтехники, ориен- тированной на метановое топливо. Как показано в [2], целесообразен перевод транс- портных средств не только на метан в качестве топлива классических ДВС, но и на метан, используемый в топливных элементах, в частности - в высокотемпературных твёрдооксидных топливных элементах (Solid-oxide fuel cell - SOFC). Это создаёт в сельскохозяйственном секторе потенциальный спрос на энерогэффективные сель- хозмашины, а для производителей SOFC -новый рынок сбыта. Применение электро- механической трансмиссии с энергоснабжением посредством SOFC позволит увели- чить топливную экономичность, наработку на отказ и упростить сервис сложных сельхозмашин, в частности комбайнов и многофункциональных тракторов, что, в свою очередь, позволит минимизировать ущерб сельхозпроизводителей от простоя оборудования в страду.
Газогидратная технология позволяет использовать гидрат метана для локаль- ной газификации и создания хранилищ газа. Поставляемый в населённый пункт газо-
гидрат может централизованно, в рамках населённого пункта, разлагаться на газ и
воду, одорироваться и направляться для газоснабжения потребителей. Также разра- ботанный термодинамический газогидратный рабочий цикл позволяет производить КПГ и СПГ из газогидрата без затрат внешней электроэнергии, что не требует уста- новки компрессоров как для локального газоснабжения, так и для работы АГНКС, при этом, при производстве КПГ и СПГ из газогидрата будет производиться выра- ботка электроэнергии.
Просветительный потенциал технологии заключается в том, что с её помощью открываются новые возможности по организации энергоавтономных сельскохозяйст- венных производств, независимых от конъюнктуры на рынке электроэнергии, тепла и моторных топлив. При этом, для многих сельхозпредприятий становится рен- табельной локальная переработка сельхозпродукции и реализуется возможность по- лучать дополнительный доход от сбыта горючего собственного производства сто- ронним потребителям. Это позволяет дополнить современные концепции развития сельскохозяйственных производств и агломераций на их основе с учётом новой тех- нологии производства, хранения и транспортировки энергоносителей.

Литература
1. Хавкин А.Я., Велицко В.В. Очистка шахтного газа от метана // Содействуя эко-
номическому развитию России. Проекты международного общественного фонда
«Фонд содействия экономическому развитию им. Байбакова Н.К.» за 1996-2011 гг. // М., Нефть и газ, 2011, с.117-118.
2. Велицко В.В., Хавкин А.Я. Очистка шахтного воздуха от метана с применением газогидратных технологий // Естественные и технические науки, 2012, №1, с. 149- 161.
3. Хавкин А.Я. Наноявления и нанотехнологии и добыче нефти и газа // М. -
Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2010, 692 с.
4. Klinkhammer G. Фотография горения гидрата метана // Интернет, Oregon State University's College of Oceanic and Atmospheric Sciences.