В статье представлены результаты по исследованию характера изменения графика зависимости температуры стенки от плотности теплового потока. Результаты настоящих исследований показали, что дважды возникновение интенсификации процесса теплоотдачи является характерным для углеводородов и последнее не зависит от направления движения жидкости и положения опытной трубы.

В результате анализа графиков установлено, что независимо от значений массовой скорости, ход температурной кривой изменяется несколько раз и при этом дважды происходит интенсификация процесса теплообмена. Наступление первого улучшенного режима теплоотдачи при меньших значениях массовой скорости соответствует меньшему значению плотности теплового потока. Начало возникновения второго улучшенного теплообмена в опытах с н-гептаном при подъёмном движении при различных массовых скоростях соответствует одному и тому же значению плотности теплового потока.

При анализе опытных данных, полученных при опускном движении н-гептана, установлено, что теплоотдача при подъемном движении сопровождается дополнительным звуковым эффектом – колебаниями давления жидкости и температуры стенки.

В данном исследовании предложен метод повышения облученности фотоэлектрических (ФЭ) модулей с использованием плоских зеркал, направленный на увеличение энергетической эффективности за счёт геометрическо-оптической оптимизации. Экспериментально изучено влияние ключевых параметров: угла наклона зеркала (θ = 15°-85°), расстояния между зеркалом и ФЭ модулем (r = 1-10 м) и площади отражения (A = 1-5 м²) на пространственное распределение эффективной облученности. Результаты показывают, что при оптимальных параметрах (θ = 75° ± 5°, r = 3,2-4,1 м) достигается прирост облученности около 12,7%. Эта работа представляет собой справочную основу для проектирования несложных систем усиления отражающей способности, адаптированных к фотоэлектрическим приложениям.

Производство и накопление различных органических отходов ежегодно растёт, представляя угрозу человечеству и окружающей среде: отходы, попадая на свалку, производят климатически активные газы и фильтруются в почву и водные бассейны. Анаэробное сбраживание является хорошо известным способом биологической конверсии органических отходов животноводческих комплексов. Двухстадийное анаэробное сбраживание (ДАС) с получением водороди метансодержащего биогаза, соответственно в первом (кислотогенном) и втором (метаногенном) реакторе представляет собой перспективную технологию для более полной материальной и энергетической конверсии органического вещества отходов. Хотя ДАС не является новым процессом, информация о стабильности процесса и эффективных условиях эксплуатации ограничена и часто противоречива. В данной работе изучено влияние угольной ткани в качестве материала-носителя биомассы на эффективность термофильного метаногенеза жидкой фракции эффлюента темновой ферментации при переработке модели органических отходов АПК в период запуска системы. Нагрузка по органическому веществу в реакторе темновой ферментации (ТФ) была постоянной (24 г ОВ/(л сут)), в то время как в метаногенных анаэробных биофильтрах изменялась путем соответствующего изменения гидравлического времени удержания (ГВУ) от 1,6 до 3,2 суток. Среднее содержание ХПК в инфлюенте анаэробных биофильтров составило 7400 мг ХПК/л. В среднем, объемный выход водорода был 1,35 л/(л сут), а удельный выход водорода 56,2 мл/ г ОВ были достигнуты при содержании водорода в биогазе 47,9% и рН в реакторе ТФ 4,22. Угольная ткань способствовала увеличению выхода метана в период запуска и позволила увеличить объемный выход метана в среднем на 25% на стационарных режимах при ГВУ 3,2 и 2 суток. При ГВУ 1,6 суток объемный выход метана был больше на 70% в реакторе с угольной тканью, однако оба реактора работали нестабильно. Следует отметить, что анаэробные биофильтры в качестве инфлюента использовали жидкую фракцию эффлюента темновой ферментации, которая является сложным субстратом ввиду низкого рН.

Водородная энергетика является перспективным направлением развития энергетического сектора. Согласно прогнозам, к 2050 году мировая потребность в водороде увеличится в 6 раз и достигнет 700 млн т в год. В то же время современная экологическая политика накладывает ограничения на производственные процессы, в том числе на производство водорода, что обуславливает необходимость в переходе от традиционных методов производства водорода из углеводорода к низкои безуглеродным технологиям. В работе произведен сравнительный анализ традиционных (паровая конверсия метана газификация угля) и альтернативных (плазменный пиролиз метана, электролиз воды) технологий производства водорода по ряду критериев (технологическим, физико-химическим, экологическим, энергетическим и экономическим), определения перспективы их использования в рамках концепции низкоуглеродного развития.

Постоянно растущий спрос на энергию в удаленных районах и труднодоступных территориях требует устойчивых и надежных решений для электрои теплоснабжения. В настоящий момент происходит частичный переход к децентрализованному производству энергии, что позволяет создавать локальные интеллектуальные энергетические системы. Данные системы находятся в непосредственной близости к узлам потребления, что повышает надежность энергоснабжения. Гибридная система, представленная в исследовании, включает газовую турбину, ветроустановки, солнечные панели, топливный элемент, электролизёр. Система эффективно преобразует избыточную энергию ветра и солнца в водород в непиковые режимы работы и использует полученный водород на газовой турбине и топливном элементе в периоды спроса. Целью исследования является разработка концепции создания водородного микрорайона за счет эффективного применения водородных технологий при производстве электроэнергии в составе гибридных систем. В работе рассмотрена стратегия электроснабжения и теплоснабжения микрорайона с населением порядка 6000 человек. Представлены стратегии электрои теплоснабжения с учетом реальных фактических показателей энергопотребления (часовые графики нагрузок). Представленная концепция развития гибридных технологий при внедрении рассматривает применение российского оборудования. Наличие заводов-изготовителей, производящих всю номенклатуру оборудования для создания гибридных систем, позволяет не только реализовать пилотные проекты микрорайонов, но и разработать долгосрочную программу создания таких микрорайонов в удаленных районах РФ.

В статье приведено описание типов трубопроводов и способов их укладки. Установлено, что для транспортировки углеводородов и водорода целесообразно использовать металлические трубопроводы. Описаны возможные виды коррозии стальных трубопроводов: почвенная коррозия, атмосферная коррозия, морская коррозия, химическая коррозия, коррозионное растрескивание под напряжением. Изучен механизм водородного охрупчивания стального трубопровода. Представлены методы защиты от коррозии стальных трубопроводов, включая электрохимическую защиту, органические и неорганические покрытия. Установлено, что неорганическое силикатно-эмалевое покрытие лучше защищает трубопровод от коррозии, поскольку оно обладает высокой химической стойкостью и механической прочностью. Описаны возможные пути повышения долговечности силикатно-эмалевого покрытия. Использование однослойного эмалевого покрытия, а также уменьшение содержания воды в шликере или замена шликерного способа эмалирования пудровым снижает содержание водорода в силикатно-эмалевом покрытии. Показаны возможные коррозионностойкие добавки для силикатно-эмалевого покрытия.

Рассмотрены проблемы изменения режимов работы основного технологического оборудования компрессорных станций (КС) существующей газотранспортной системы, а также деградации механических свойств материала оборудования КС в случае транспортировки метановодородных смесей или водорода при повышенном давлении. Рассмотрены особенности работы центробежного компрессора при трубопроводной транспортировке водородсодержащих смесей. Вследствие особенностей физико-химических свойств водорода, приводящих к повышению скорости потока, требуется увеличение частоты вращения ротора компрессора, что ограничено нормативными требованиями. При эксплуатации с водородсодержащими смесями повышается риск охрупчивания материала ротора. Представлены результаты испытаний для оценки сопротивляемости водородному охрупчиванию конструкционных сталей разных классов, являющихся характерными материалами оборудования КС. Установлены основные закономерности изменения прочности, пластичности и трещиностойкости сталей при концентрации водорода от 5% до 100% и давлении 10 МПа. В водородсодержащей среде происходит разупрочнение и сильное охрупчивание высокопрочных сталей.

В 2023 г. на долю угольной генерации в выработке электроэнергии в мире приходилось 36%. В Российской Федерации этот показатель составил 18%. В перспективе до 2050 г. уголь останется одним из основных энергетических источников как в России, так и во всем мире, несмотря на его снижение в мировом топливном балансе по отношению к 2020 году и повышение доли ВИЭ.

В сравнении с природным газом и мазутом уголь является самым дешевым источником энергии, при этом угольные ТЭС, выбрасывая в атмосферный воздух не только оксиды азота, серы, парниковые газы, но и частицы золы, загрязняя водный бассейн и приводя к изменению химико-минералогического состава почв, являются наименее экологичными из всех традиционных электростанций.

В США, ЕС и других промышленно развитых странах уровень переработки золошлаков энергетики составляет более 60%. В России полезное применение золошлаков составляет около 19% объема их образования, что обусловлено, в частности, применением на электростанциях систем гидрозолошлакоудаления и складирования золошлаков в отвалы в виде золошлаковой смеси, и в целом, отсутствием комплексного подхода в решении проблемы обращения с золошлаками ТЭС. Крупнейшими странами-производителями побочных продуктов сжигания угля являются: Китай, Индия, Европа и США. В Индии этот показатель составляет 100%, в Китае – 60%. В 15 странах Евросоюза (ЕС-15) зафиксирован самый высокий уровень использования золошлаков – 120%; данный показатель означает, что перерабатывается больше побочных продуктов сжигания угля, чем образуется. В разных странах золошлаки, в основном, используются при производстве цемента и бетона, что, прежде всего, относится к кремниевой золе. Кальциевая зола, в основном, используется как для закладки отработанных горных выработок, так и в качестве вяжущих, учитывая ее гидравлические свойства.

Ежегодно на угольных ТЭС и котельных России образуется 19-25 млн т золошлаков, и с каждым годом этот показатель растет. На сегодняшний день на золошлакооотвалах ТЭС накоплено более 1,5 млрд т золошлаков. Около 2/3 всех золошлакоотвалов близки к проектному заполнению или уже переполнены. Проблему ликвидации объектов накопленного экологического вреда, которыми являются золошлакоотвалы можно решить только при осуществлении широкомасштабных проектов комплексной переработки золошлаков с получением востребованной продукции.

В статье приведены предложения автора по совершенствованию нормативно-правовой базы для повышения уровня использования золошлаков ТЭС, которые касаются стратегического отраслевого планирования, разработки новых стандартов на продукты переработки золошлаков, корректировки существующих стандартов в части терминологии, доработки других НПА. Представлен стимулирующий механизм, позволяющий повысить заинтересованность угольных ТЭС в увеличении объемов применения золошлаков с целью достижения ключевых показателей по использованию золошлаков ТЭС к 2035 году в объеме 50%, приведенных в Энергетической стратегии России до 2035 года. Предложен алгоритм действий по реализации комплексного подхода при обращении с золошлаками угольных ТЭС для их максимального использования в производственных процессах предприятий России

В статье дана обзорная оценка природным предпосылкам формирования и использования восполняемых энергетических ресурсов региона: морей (волн, течений, приливов), рек, термальных подземных вод. Показано, что ресурсы арктических морей в обозримом будущем не пригодны для освоения из-за льдистости и малой высоты приливов. Ресурсы тихоокеанских морей могут быть доступны для освоения при потеплении климата до значений среднегодовых температур атмосферы на морских побережьях выше 0 0С. Экологически наиболее безопасны бесплотинные электростанции. Восполняемая энергия рек перспективна для расширения базы «зелёной» энергетики в горных районах. Значительные сезонные колебания стока делают необходимыми обширные площади водохранилищ, соответствующие мощности ГЭС. При этом затопляются площади долинных таликов – оазисов жизни в регионе сплошной криолитозоны, негативно меняются условия воспроизводства рыбных ресурсов в нижнем бьефе. Текущее потепление климата может привести к росту энергетического ресурса рек до 2050 г. примерно на 14%.

Энергия подземных вод с температурой выше 70 0С источников складчатых областей, Анадырского и Хатырского артезианских бассейнов перспективна для обеспечения работы локальных бинарных электростанций. Потепление климата на характеристиках термальных вод не отражается.

В статье приведены данные о климатических изменениях на планете и их последствиях. Проанализированы естественные и антропогенные факторы, влияющие на изменения климата. Рассмотрены вопросы, связанные с влиянием природно-технических систем (ПТС) на загрязнение окружающей среды. В качестве ПТС рассмотрены ветроэлектростанции (ВЭС), здания и сооружения из древесины перекрёстно-клеёной (ДПК). Рассмотрено применение укрупнённых экологических показателей для оценки загрязнения окружающей среды в течение жизненного цикла ПТС.

Статья посвящается 80-летию доктора технических наук, профессора, академика РАН Федорова Михаила Петровича.

Статья отражает результаты исторического анализа становления и развития биоэнергетики в Санкт-Петербургском политехническом университете (СПбПУ). Рассматриваются ключевые этапы формирования научного направления, начиная с первых исследований в области биоэнергетики и до современного состояния, а также роль университета в развитии биоэнергетических технологий. Особое внимание уделяется вкладам ученых СПбПУ в изучение и использование возобновляемых источников энергии, таких как биогаз, биоводород и биомасса. На основе анализа архивных материалов и научных публикаций выявляются основные достижения и тенденции в развитии биоэнергетики в университете, а также влияние этих исследований на развитие российской и мировой науки в данной области. Работа направлена на систематизацию научного наследия СПбПУ в сфере биоэнергетики и оценку значимости университета в формировании междисциплинарного подхода к решению энергетических и экологических задач.

В России создадут первую в мире газотурбинную установку на метано-водородном топливе.

Uponor поддерживает тренд на модульное строительство.