Могут ли технологии бронзового века стать ключом к энергетике будущего?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Стремительное развитие возобновляемой энергетики сталкивается с серьёзным препятствием — проблемой хранения энергии. Солнце не всегда светит, ветер не всегда дует, а потребности промышленности в энергии постоянны. Батареи и водородные технологии, несмотря на свою перспективность, пока остаются дорогостоящими и не всегда достаточно эффективными. В поисках альтернативных решений учёные обращаются к неожиданным источникам, и одним из них стала, как ни странно, древняя технология — огнеупорный кирпич.

Огнеупорный кирпич, известный человечеству с незапамятных времён, используется для строительства печей, каминов и промышленных агрегатов, работающих при высоких температурах. Его уникальные свойства — высокая теплоёмкость, плотная структура и высокая температура плавления — делают его идеальным кандидатом на роль аккумулятора тепловой энергии. Кирпич способен накапливать значительное количество тепла, полученного от избыточной энергии солнечных и ветряных электростанций, и высвобождать его по мере необходимости для обеспечения непрерывных промышленных процессов.

Исследователи из Стэнфордского университета, возглавляемые профессором Марком Якобсоном, провели масштабное исследование, опубликованное в журнале PNAS Nexus, в котором смоделировали использование огнеупорного кирпича для хранения промышленного тепла в 149 странах мира, ответственных за подавляющую часть мировых выбросов CO2. В своей модели учёные учли различные факторы, включая климатические условия, потребности промышленности в тепле различных температурных режимов, а также доступные ресурсы возобновляемой энергии.

Огнеупорные кирпичи как аккумуляторы энергии будущего, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Результаты моделирования превзошли все ожидания. Выяснилось, что использование огнеупорного кирпича для хранения промышленного тепла позволяет существенно снизить капитальные затраты на переход к 100% возобновляемой энергии — на 2,2%, что в абсолютных цифрах составляет колоссальные 1,27 триллиона долларов. Кроме того, снижается и стоимость энергии — на 1,7%. Это связано с тем, что кирпичи являются гораздо более дешёвым материалом для хранения тепла, чем батареи или водородные системы.

Кирпичи оказались не только экономически выгодным, но и эффективным решением. Моделирование показало, что они используются с высоким коэффициентом использования ёмкости, то есть регулярно заряжаются и разряжаются, обеспечивая стабильную подачу тепла для промышленности. Это, в свою очередь, позволяет сократить потребность в других типах накопителей энергии, таких как батареи и водородные системы.

Ещё одним важным преимуществом кирпичей является их экологичность. Производство и утилизация огнеупорного кирпича не связаны с выбросами вредных веществ и не представляют угрозы для окружающей среды, в отличие от производства и утилизации батарей, которые содержат токсичные компоненты.

Огнеупорные кирпичи, как аккумулятор тепловой энергии
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Конечно, у этой технологии есть и свои ограничения. Основная проблема — потери тепла при хранении. Однако исследователи проверили различные сценарии с разной степенью теплоизоляции и выяснили, что даже при пятипроцентных суточных потерях кирпичи остаются более экономически выгодным решением, чем батареи.

Результаты исследования Стэнфордского университета открывают новые перспективы в развитии возобновляемой энергетики. Огнеупорный кирпич, эта древняя технология, возрождённая на новом технологическом уровне, может стать важным элементом в системе 100% чистой энергии, обеспечивая надёжное и дешёвое хранение энергии для промышленности. Это ещё один шаг на пути к устойчивому будущему, в котором энергетические потребности человечества удовлетворяются за счёт чистых и возобновляемых источников.

7 комментариев

Добавить комментарий

a
Гранты на гриновую повестку никогда не оскудеют.
MsmuAlligator
Выяснилось, что использование огнеупорного кирпича для хранения промышленного тепла позволяет существенно снизить капитальные затраты на переход к 100% возобновляемой энергии — на 2,2%, что в абсолютных цифрах составляет колоссальные 1,27 триллиона долларов. Кроме того, снижается и стоимость энергии — на 1,7%.

А можно конкретные цифры по КПД процесса вместо этого словоблудия про «переход к 100%»?
Ruby_Rougarou
https://academic.oup.com/pnasnexus/article/3/7/pgae274/7710221
1
Очередные грантоеды.
Где расчеты размеров кирпичного аккумулятора способного заменить одну угольную электростанцию на ночь.
И кпд цепочки: солнечная батарея -> нагрев кирпича -> производство электричества из нагретого кирпича. Что-то подсказывает, что в основном будет нагреваться атмосфера земли, с которой зеленая повестка типа борется.
s
Но зачем, Бэрримор? В раскалённом песке энергию солнечных станций хранят с 80х.
P
О, оказывается методика — как не околеть от холода из 90-х снова в теме.
Делюсь рецептом, может кому пригодится зимой, у кого отопления не будет.
Нагреваете кирпич в духовке (на горелке, на печке, что доступно), потом заворачиваете в фуфайку, толстое полотенце, или иную натуральную ткань и берёте с собой в постель.
Греет лучше любой грелки, подбором толщины и количества слоёв ткани можно регулировать теплоотдачу, хватает на несколько часов.
1
Для хранения зеленой энергии лучше всего подходят гравитационные аккумуляторные станции с многотонными поднимаемыми блоками. Хотя и выглядит это не сильно элегантно.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Детальное изучение мозга чемпиона по памяти раскрыло нейробиологию его трюков

Рабочая память человека имеет свои физиологические ограничения. Исторически в когнитивной психологии этот предел описывался формулой «семь плюс-минус два элемента». Вы можете легко удержать в...

Эффект странника: как навыки ориентации в пространстве породили у человека геометрическое мышление

Со времен Платона геометрия считалась высшим проявлением абстрактного мышления. В диалоге «Менон» философ просит необразованного мальчика-раба удвоить площадь квадрата — и тот, опираясь...

Каньон Антилопы: почему он самый извилистый и фотогеничный в мире

В Аризоне, на землях индейцев навахо, находится место, любимое фотографами со всего мира. Каньон Антилопы вы наверняка хоть раз видели на заставке своего компьютера. Microsoft вносила его виды в...

Почему кофе и чай бодрят: взгляд с точки зрения науки

Вы когда-нибудь замечали, что после чашки кофе фокусировка внимания резко обостряется, но уже через полчаса ясность мысли начинает неумолимо угасать? Эти «американские горки» связаны с конкретными...

Как гора выше Эвереста остаётся невидимой: 75% высоты Мауна-Кеа скрыто океаном

Говоря о горных вершинах, достигающих наибольших высот, невозможно не вспомнить об Эвересте. Эта гора возносится в небо на 8848 метров над уровнем моря, и этот рекорд закреплён в школьных учебниках...