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

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
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
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

Как устроена раскаленная «планета-зефир»: «Джеймс Уэбб» нашел кварцевые облака и аномальный климат на WASP-17 b

Когда астрономы изучают атмосферы планет за пределами Солнечной системы, они чаще всего используют метод спектроскопии пропускания. В моменты, когда экзопланета проходит между Землей и своей...

Почему волк покидает родную стаю, даже когда в ней достаточно пищи

Волчья семья может годами жить на одной территории. Взрослые животные знают, где искать пищу, молодые постепенно осваивают окружающую местность, а подросшие волчата помогают заботиться о младших....

Илон Маск обещает летающий автомобиль к 2028 году. Эту сказку нам слово в слово рассказывали в 1957-м

На испытательном полигоне компании SpaceX в городе Макгрегор, штат Техас, состоялась закрытая презентация новой версии спортивного автомобиля Tesla Roadster. Во время показа машина заехала на...

ИИ декодировал язык клеточных сигналов — и подсказал, как вырастить живые ткани в пробирке

В процессе развития эмбриона исходно одинаковые клетки постепенно превращаются в десятки специализированных типов: нейроны, мышечные волокна, клетки печени или кожи. Выбор пути зависит от...

Плейлисты на компакт-кассете: как дека Uher CG 355 запоминала порядок треков

В конце 1970-х слушать кассету значило постоянно держать руку на клавишах. Нужный трек искали перемоткой вперёд или назад, глядя на механический счётчик или просто на слух. Мюнхенская фирма Uher...

Как остановить опасный астероид, если таран не сработает: суперкомпьютер нашел решение

Падение крупного небесного тела на Землю — единственный вид глобальной природной катастрофы, который человечество способно предотвратить с помощью доступных технологий. Атмосфера планеты...