Рубрика: Энергия

В процессе переработки нефти в атмосферу выбрасывается большое количество парниковых газов

Несмотря на все усилия, которые предпринимает мировая общественность для того, чтобы перейти на возобновляемые источники энергии, нефть по прежнему остается, можно сказать, “двигателем” цивилизации. Но углеводороды, как известно, наносят большой ущерб экологии и климату. Причем выбросы происходят не только в результате их сжигания, но и в процессе переработки нефти, то есть разделения ее на отдельные компоненты. На этот процесс приходится 1% от общих годовых выбросов парниковых газов. Кроме того, переработка нефти требует огромного количества энергии — около 230 гигаватт. Это сопоставимо с годовым потреблением энергии целого штата в США, такого как Невада. Но, похоже, что ученые нашли более экологичный и энергозатратный способ переработки нефти. Кроме того, он удешевит этот процесс, в результате чего цена на нефтепродукты может снизиться.

Как перерабатывают нефть

Сырая нефть содержит десятки тысяч химических веществ. Поэтому переработка начинается с разделения нефти на отдельные вещества при помощи дистилляции. Жидкость подогревают до 500°C. В результате легкие компоненты испаряются и затем улавливаются. Они входят к примеру, в состав бензина. После дистилляции нефть подвергается дальнейшей обработке.

Несколько лет назад ученые из Лондонского университета королевы Марии, в журнале Science предложили разделать компоненты механическим способом. Для этого они создали специальную мембрану с порами, способными пропускать легкие углероды. Более крупные и тяжелые углеводороды не могут проходить сквозь нее. То есть вместо дистилляции, по мнению химиков, можно использовать метод фильтрации.

Компоненты бензина получают методом дистилляции нефти

Мембраны для переработки нефти

Механическое разделение компонентов не нужен подогрев, соответственно, для этого процесса требуется меньше энергии, к тому же в ходе разделения не происходит выбросов. Однако этот метод имел один серьезный недостаток — легкие углероды проходили слишком медленно. Поэтому ученые стали работать над его совершенствованием.

Чтобы ускорить процесс прохождения углеродов сквозь мембрану, они использовали технологию, которую применяют для промышленного производства мембран, предназначенных для опреснения воды. Она называется межфазной полимеризацией. Ученые надеялись, что ускорить процесс прохождения легких углеродов через поры получится за счет применения более тонких мембран. Однако эксперимент показал, что под воздействием углеводорода мембраны быстро разрушаются.

Тогда было решено изменить полимеры. В итоге получилось сделать мембрану со вспененной структурой, которая получилась устойчивой к агрессивной среде, и при этом сквозь пузырьки (везикулы) легкие углероды проходили в 10 раз быстрее. Но, самое главное, что разработанная учеными технология позволяет создавать мембраны с визикулами любого размера. То есть сквозь них можно пропускать разные углеводороды.

Мембранный метод разделения нефти более экологичный

Преимущества переработки нефти фильтрацией

По словам ученых, мембранный способ разделения нефти позволит сэкономить до 50% энергии, которая уходит только на нагрев нефти. В общей сложности данный способ позволит сэкономить до 75% электроэнергии. Если говорить в денежном эквиваленте, экономия составит 3,5 млрд долларов в год. К слову, это важно не только для нефтеперерабатывающих компаний. О том, как цена на нефть и нефтепродукты влияет на людей, вы можете узнать здесь.

Однако новые мембраны еще не готовы к промышленному использованию. Их нужно увеличить. Ученым удалось создать мембрану размером с лист бумаги А4, но для промышленного использования понадобятся мембраны площадью до сотни квадратных метров. Кроме того, необходимо проверить долговечность данного материала. Для этого потребуются месяцы беспрерывных испытаний.

Обязательно подписывайтесь на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где вас ожидают поистине захватывающие и увлекательные материалы.

Однако, как утверждают эксперты, результаты уже обнадеживают. Это значит, что нефтяные компании гарантированно будут продолжать изучать технологию, которая позволит не только сэкономить деньги, но и уменьшить количество выбросов углерода. Химические компании в этом, безусловно, заинтересованы. Ведь полный переход на возобновляемые источники энергии произойдет еще не скоро.

Правда, некоторые ученые считают, что нефть отчасти можно назвать возобновляемым источником, так как она способна восстанавливаться. Какие этому имеются доказательства, вы можете почитать здесь.

Нынешний энергетический кризис может сильно отразиться на науке в Европе

Нынешний энергетический кризис в Европе может стать самым серьезным, как минимум, за последние 50 лет. Рост цен на энергоносители стал серьезной проблемой не только для рядовых европейцев и промышленности. Уже сейчас от сложившейся ситуации страдают некоторые направления науки. Дело в том, что многие институты эксплуатируют энергоемкие суперкомпьютеры, ускорители, лазерные установки и другое энергоемкое оборудование. Многим из них приходится сокращать количество важных исследований. Причем проблемы возникли еще в январе нынешнего года, то есть до событий в Украине. Если цены на энергоносители продолжат расти этой осенью и зимой, урон, который будет нанесен науке, будет критическим.

Что происходит с наукой в Европе

Впервые наука ощутила на себе все тяготы энергетического кризиса в Чехии, когда энергетический подрядчик в январе нынешнего года сообщил о банкротстве. В результате исследовательским центрам и университетам пришлось покупать энергию по более высоким ценам, что вынудило сократить количество исследований.

К примеру, IT4Innovations, национальный суперкомпьютерный центр, стал использовать суперкомпьютер Karolina на треть мощности. Это привело к тому, что 1500 пользователей не смогли своевременно получить к нему доступ. Разумеется, речь идет не о частных пользователях, а исследователях, которые моделируют климат, работают над созданием новых медицинских препаратов и т.д.

В Чехии мощность суперкомпьютера пришлось снизить на треть

ELI Beamlines, чешский исследовательский центр, на котором размещены мощные лазерные установки, приостановил свою работу на несколько недель. Правда, правительство Чехии взялось обеспечить электричеством оба объекта до 2023 года. Однако их руководство опасается, что в стране будет объявлено чрезвычайное положение, в результате которого ограничат подачу не только электричества, но и газа для обогрева зданий. В результате сотни пользователей не смогут провести свои эксперименты. По сути, работа центров будет остановлена.

Разумеется, подобная ситуация сложилась не только в Чехии. К примеру, крупнейший ускорительный центр Германии DESY оплатил электричество до 2023 года. Но, если правительство Германии введет энергетические ограничения, электричество не будет поставлено в полном объеме.

Правда, это не значит, что работа DESY будет остановлена полностью. Может быть задействовано оборудование с более низким энергопотреблением. Однако два больших линейных ускорителя DESY придется отключить, что нанесет ущерб важным исследованиям.

Ускорительный центр Германии DESY будет отключать два больших линейных ускорителя

Чтобы вы понимали важность этого оборудования, поясним, что производитель вакцин BioNTech использовал рентгеновское оборудование DESY, чтобы выявить структуру вируса SARS-CoV-2. Также благодаря этому оборудованию удалось выяснить как вирус использует спайковый белок чтобы прикрепляться к клеткам человека.

Также оборудование DESY используется для изучения материалов для солнечных панелей. Соответственно, развитие технологий в области возобновляемых источников энергии замедлится как раз в тот момент, когда они крайне необходимы.

Надо сказать, что в некоторых исследовательских центрах и университетах имеется оборудование, которое вообще не рассчитано на полную остановку, поэтому его будет сложно перезапустить. К примеру, такое оборудование имеет физико-технологический отдел ускорителей в Технологическом институте Карлсруэ. Отключение вакуума может привести к повреждению чувствительных систем. Остановка потока воды в системах охлаждения может вызвать коррозию. Кроме того, старая управляющая электроника может после простоя попросту не включиться.

Без электричества может остаться даже ЦЕРН

Как энергетический кризис повлияет на ЦЕРН

ЦЕРН в представлении не нуждается. Это самая крупная в мире лаборатория физики элементарных частиц, которая находится в Швейцарии. Организация закупает энергию у французской сети. В настоящее время CERN заботит не столько цена электричества, сколько вопрос его поставок, которые этой осенью и зимой могут быть существенно сокращены.

Обязательно подписывайтесь на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где вас ожидают поистине захватывающие и увлекательные материалы.

В течение года CERN потребляет порядка 1,3 тераватт-часа энергии, что равно примерно 250 тысяч частных домохозяйств. Для подобной организации это не так много. Однако существует вероятность того, что французские энергетики запретят лаборатории работать в периоды, когда электросеть наименее стабильна. Обычно такое случается утром и вечером.

Вполне возможно, что ЦЕРН придется отказаться от использования небольших ускорителей, чтобы обеспечить работу Большого адронного коллайдера, самого мощного ускорителя в мире.

Энергетический кризис в Европе продлится еще как минимум два года

Когда завершится энергетический кризис

Эксперты называют основной причиной энергетического кризиса восстановление после экономического спада, вызванного пандемией коронавируса. Электрогенераторы не смогли оперативно повысить мощность, чтобы обеспечить возросший спрос на электричество. Кроме того, как мы рассказывали ранее, в Европе давно начали сокращаться объемы добычи собственного газа. Европейские санкции в отношении России и ответные действия усугубили ситуацию.

Цены в Европе на газ в настоящее время более чем в 10 раз превысили средние исторические значения.

По мнению экспертов, цены на энергоносители упадут не ранее, чем через два года. При этом пиковая стоимость будет зависеть от погодных условий этой зимой. Пока неясно, будут ли правительства стран поддерживать исследовательские лаборатории или в приоритете окажутся промышленные предприятия. Однако уже понятно, что развитие технологий в любом случае в ближайшее время замедлится.

Мир погружается в серьезный энергетический кризис

Энергетический кризис в Европе начал назревать еще осенью 2021 года, когда стали резко повышаться цены на природный газ и другие энергоресурсы. Вызвано это было сокращением поставок газа из Норвегии, России и США. В то же время стали сокращаться объемы добычи местного газа, о чем мы уже рассказывали ранее. В 2022 году ситуация ухудшилась, более того, по оценкам экспертов, ситуация будет усугубляться и дальше. В результате нынешний кризис может стать самым серьезным за последние 50 лет. То есть ситуация будет хуже, чем в 70-х и 80-х годах прошлого столетия. К такому выводу пришел Президент Ассоциации нефти и газа США Тим Стюарт. Но чем для мира обернется кризис и к чему нам готовиться? Попробуем далее разобраться в этом вопросе.

Энергетический кризис и санкции против РФ

В настоящее время в мире уже возник нефтяной кризис, газовый кризис, а также кризис электроэнергии. Казалось бы, летом ситуация могла бы улучшиться, ведь это пора, когда у стран есть время, чтобы накопить энергоресурсы и подготовиться к отопительному сезону. Однако по словам главы международного энергетического агентства Фатиха Бироля, жаркое лето, наоборот, может усугубить энергетический кризис.

Это связано с тем, что большое количество энергии будет уходить на кондиционирование. Одновременно с этим в Европе может возникнуть нехватка бензина, керосина и дизтоплива. Но, разумеется, причина кризиса не только в кондиционировании. Страны ЕС уже одобрили очередной пакет санкций против РФ, который включает в себя эмбарго на две трети российской нефти. Для России это грозит потерей $22 млрд, а для Европы — еще большими проблемами с энергоресурсами.

Эмбарго на российскую нефть усугубит ситуацию на рынке энергоресурсов

Шестой пакет санкций предполагает, что через полгода после его вступления в ограниченную силу начнет действовать запрет на поставки нефти по морю в страны альянса. А спустя восемь месяцев также вступит в силу запрет на поставки нефтепродуктов. Правда, ограничения не касаются поставок по нефтепроводу “Дружба”.

Кроме того, усугубляет ситуацию самосанкционирование трейдеров. То есть они не имеют официального запрета на покупку нефти из России от запада, однако уменьшают объемы закупок, опасаясь общественного давления.

МЭА предполагает, что общий объем поставок нефти из России уменьшится до 9,6 млн б/с. Такой низкий уровень в последний раз наблюдался в 2004 году. Фатих Бироль, как и Тим Стюарт, предполагает, что нынешний нефтяной кризис станет крупнейшим за 50 лет, причем продержится они дольше, чем кризисы 70-х и 80-х годов.

Уже сейчас цены на бензин и дизтопливо максимально высокие, при этом их запасы на самом низком уровне. Но не все эксперты согласны с тем, что энергетический кризис, который коснулся всех энергоресурсов, усугубится уже этим летом. По мнению некоторых аналитиков, если дефицит топлива и возникнет, то он будет не сильно масштабным. Действительно серьезный кризис возникнет только через полгода, то есть ближе к концу года.

Одна из причин энергетического кризиса — переход на возобновляемые источники энергии

Другие причины энергетического кризиса

Толчком к возникновению энергетического кризиса стала попытка перехода стран на возобновляемую энергетику. Как известно, в ее основе лежат достаточно неустойчивые источники, такие как ветер и солнце. Как выяснилось, мир еще не готов полностью отказаться от традиционных источников энергии. Кроме того, свою роль сыграли и климатические факторы. К примеру, в Латинской Америке энергетический кризис возник на фоне сильной засухи, которая отразилась на работе ГЭС.

Сложная ситуация сложилась и в Китае, где из-за наводнений оказались затопленными не менее 60 угледобывающих шахт. Кроме того, борьба с выбросами и ужесточение экологических требований привели к закрытию множество угледобывающих компаний. Египет столкнулся с нехваткой газа по другой причине — в результате боевых действий были повреждены участки транзитного газопровода, который проходит через Сирию.

Такие страны, как Арабские Эмираты, могли бы компенсировать нехватку нефти за счет увеличения объемов добычи

Как предотвратить энергетический кризис

Существует несколько факторов, которые позволят избежать кризис или, по крайней мере, минимизировать его последствия. К примеру, ситуация на рынке энергоресурсов может улучшится, если удастся заключить ядерную сделку с Ираном и, соответственно, увеличить поставки нефти. Также положительно скажется на ситуации, если Китай уменьшит объемы закупки по причине ослабления экономики.

Частично компенсировать нехватку нефти и нефтепродуктов смогут арабские страны ОПЕК+, если смогут увеличить объемы добычи. Однако полагаться на все эти факторы пока не стоит.

Последствия энергетического кризиса для мира

Рост цен на энергоресурсы и дефицит топлива отразится на всех странах, и особенно тех, которые не обладают необходимыми запасами. В первую очередь подорожает отопление и электроэнергия. Следом за ними начнется рост цен на все товары. Собственно говоря, во многих странах этот процесс уже начался.

Особенно сильно подорожание может коснуться продуктов питания — мяса, зерна, а также овощей и фруктов. Фермеры уже сейчас отмечают рост цен на удобрения. Надо сказать, что продовольственный кризис в мире намечается и без энергетического кризиса. А последний его только усугубит. Уже сейчас мир оказался на грани дефицита хлеба.

Мир может захлестнуть безработица и голод

Также от энергетического кризиса сильно пострадает металлургия, производство стройматериалов и машиностроение. Кроме того, он отразится и на других отраслях, таких как производство бытовой техники, электроники, автомобилестроение и т.д. Традиционно катастрофическая ситуация сложится в наиболее бедных странах, которых наверняка коснется голод. Но и богатые страны захлестнет безработица, инфляция и дефицит некоторых продуктов.

Генеральный директор NZT Rusfond Игорь Шимко считает, что энергетический кризис обязательно повлечет за собой стагфляцию. Это ситуация, которая возникает в результате инфляции и депрессивному состоянию экономики. Она приводит к тому, что потребители не смогут покупать товары и услуги в необходимых для них объемах. Как долго продлится такая ситуация? Точно ответить на этот вопрос пока не может никто, но выводы экспертов не утешительные. Кризис по их мнению будет длительным.

Развитые страны возвращаются к ТЭС и печному отоплению?

Все больше стран заговорили о возвращении к угольной генерации. В числе первых Великобритания, которая в серьез обсуждает запуск ТЭС. Даже Австралия запланировала ввод в эксплуатацию закрытых ранее угольных электростанций. Об этом заявил министр ресурсов страны Мадлейн Кинг. По его словам, именно закрытие угольных электростанций в 2020 году стало основной причиной возникновения энергетического кризиса в стране.

По его заявлению, операторы должны вернуть в строй электростанции как можно быстрее, чтобы Австралия получила дополнительно 30% энергетических мощностей и смогла пережить зиму. Очевидно, многие страны последуют этому примеру. Кроме того, богатые лесами европейские страны рассчитывают на печное отопление дровами, которое поможет пережить следующую зиму.

Отопление дровами этой зимой — реальная перспектива для некоторых европейских стран

К примеру, правительство Польши предложило гражданам бесплатно собирать ветки в государственных лесах для отопления домов. Такая же возможность имеется у жителей Эстонии, правд,а сбор веток здесь пока еще платный. Также ожидается, что использование дров для отопления будет популярным в Финляндии и Швеции. К примеру, в Финляндии в домах обычно имеются камины, которые и ранее ежедневно использовались гражданами в холодное время года.

ВНИМАНИЕ! Не забудьте подписаться на наш Пульс Mail.ru, где вы найдете больше увлекательных исследований и других интересных материалов.

Однако позволить себе такую роскошь, как отопление жилья дровами, могут далеко не все европейские страны, так как не все располагают лесами. Кроме того, за последние несколько лет цена на дрова увеличилась в несколько раз. Поэтому заготовка дров на зиму для европейцев, которые менее обеспечены, может оказаться непосильной задачей.

Но, в любом случае, как мы видим, борьба с глобальным потеплением климата отошла на второй план. Энергетический кризис в настоящее время воспринимается как более реальная и серьезная угрозу. А значит температура будет повышаться на планете и дальше, что впоследствии обязательно приведет к экологическим, климатическим, экономическим, продовольственным и прочим проблемам.