Компания ArianeGroup на площадке в Верноне (Франция) провела успешные огневые испытания перспективного многоразового двигателя «Прометей» (Prometheus), установленного на прототип многоразовой первой ступени «Фемида» (Themis). Двигатель с тягой 100-т класса работал 12 с, что можно считать успехом для ранних огневых испытаний.

Источник изображений: ArianeGroup

Европейский союз, как все мировые космические державы, понимает, что будущее космонавтики — это многоразовые ракеты и общее удешевление производства ракет и их компонентов. В частности, двигатель «Прометей» обещает оказаться в десять раз дешевле аналогичного по уровню тяги двигателя «Вулкан 2», который поднимал в небо ракеты-носители Ariane 5. Достигаться это будет как за счёт перехода на другое топливо, что удешевит предполётную подготовку и эксплуатацию двигателей и ракет, а также за счёт широкого использования 3D-печати при производстве.

Топливом для «Прометея» станут кислород и метан. Баки и обвязку для транспорта топлива ArianeGroup испытала в составе прототипа в 2021 году. Огневые испытания установленного на прототип ступени двигателя планировались в 2022 году, но, судя по всему, прошли только сейчас, точнее — 22 июня этого года. Подобная задержка означает отставание от программы минимум на один год, хотя если компания сможет начать прыжковые испытания прототипа до конца текущего года, то график будет навёрстан.

Прыжковые испытания — подъём ракеты на несколько метров и мягкая посадка обратно — будут проводиться на той же испытательной площадке под Верноном, где компания проводит первые испытания прототипа. Подъём прототипа на большую высоту будет проверяться на космодроме во Французской Гвиане, что запланировано на 2025 год. Так Европа без «шума и пыли» — без эффектных подрывов топливных баков и прототипов, что свойственно испытаниям в компании SpaceX — движется в сторону многоразовых ракет. И рано или поздно она к этому придёт.

В погоне за тонким и изящным дизайном ноутбуков производители перестали использовать съёмные аккумуляторы, которые пользователь мог бы заменить самостоятельно. Парламент Евросоюза счёл это неприемлемым для экологичной экономики и требует запретить ноутбуки с вклеенными намертво батареями. Планшетов и смартфонов это не коснётся. Возможно, пока.

Источник изображения: Pixabay

До вступления в силу новых правил они должны быть утверждены советом ЕС. Ожидается, что это произойдёт нынешним летом. Впрочем, новые правила будут обязательными для исполнения только через три с половиной года. После этого пользователи ноутбуков в Европе должны получить гарантированную возможность самостоятельно менять аккумуляторы во всех новых мобильных компьютерах.

Разработанное положение направлено на переработку вышедших из строя аккумуляторов и на повторное использование материалов, особенно тех, которые добываются в зонах конфликтов и социальной напряженности. Простота замены аккумуляторов в ноутбуках облегчит сбор и утилизацию большего объёма отработанных батарей и, следовательно, даст больший выход и повторное использование ценного сырья.

Данное требование не будет распространяться на смартфоны и планшеты. Законодатели дают производителям выбор либо разрешить простую замену аккумуляторов, либо поддерживать определённые требования по производительности и долговечности. Иными словами, батареи мобильных устройств могут обязать быть более ёмкими с поддержкой большего числа циклов зарядки. Также могут быть предусмотрены исключения для устройств, защищённых от попадания влаги внутрь.

Кроме того, европейские парламентарии установили целевые показатели по сбору отработанных батарей. Так, с конца 2023 года должно собираться 45 % из выпущенных портативных батарей, затем 63 % к 2027 году и 73 % к 2030 году. Для батарей для «лёгкого транспорта» (самокатов и велосипедов) эта доля должна составить 51 % к 2028 году и 61 % к 2030 году. Для примера, в 2019 году, как сообщают источники, в ЕС было собрано для переработки 47 % проданных в Европе портативных батарей и аккумуляторов.

Также были согласованы определенные минимальные количества восстановленных материалов, которые обязательно должны использоваться при производстве новых батарей. Но это положение вступит в силу только через 8 лет. Это очевидным образом поможет смягчить дефицит ресурсов, если взрывной спрос на аккумуляторы продолжит свой рост, а он прогнозируется немаленький — в 14 раз к 2030 году.

Другие пункты новых правил включают «обязательное декларирование и маркировку углеродного следа для тяговых батарей, батарей для лёгкого транспорта, такого как электрические скутеры и велосипеды, и перезаряжаемых промышленных батарей ёмкостью более 2 кВт·ч» а также предусматривают «цифровой паспорт батареи» для этих продуктов. Более подробную информацию можно найти в обновленной Директиве о батареях.

Единство стран Европейского союза разошлось в вопросе считать ли атомную энергетику и всё, что с ней связано полезным для климата Земли или нет? Оспорить использование мирного атома пытается Германия и ряд поддержавших её стран, тогда как возглавляемая Францией коалиция шаг за шагом продавливает идею озеленения энергетики с помощью атомной энергии. По крайней мере, власти ЕС разрешили Франции производить «зелёный» водород энергией с АЭС.

Источник изображения: Pixabay

Производство водорода с помощью атомной энергетики — это лишь часть глобальной водородной Директивы ЕС. Европейский союз вслед за США принимает меры для снижения зависимости от ископаемых источников топлива и, в первую очередь, от природного газа. В этих планах водороду отводится главная роль. Пакет мер по водородной Директиве был представлен в декабре 2021 года, а заключительное голосование по нему прошло 9 февраля.

Комитет по промышленности, исследованиям и энергетике ЕС поддержал полное соглашение 62 голосами за и двумя против. Против ряда нормативных актов Директивы голосовали 17 человек, а 54 отдали голоса в их поддержку. На следующем этапе пакет мер в рамках водородной Директивы должен быть утверждён полным составом Европейского парламента, что произойдёт в марте. После этого последуют переговоры с 27 странами участницами ЕС.

Активно против принятых мер и актов голосует Германия и возглавляемая ею коалиция. У Германии нет собственной атомной энергетики, и она пытается заблокировать любые льготы для этого сектора. Представители Германии, например, заблокировали очередной раунд переговоров по Директиве о возобновляемых источниках энергии, которая охватывает более широкий круг проблем, чем Директива о водороде. Германия утверждает, что пока нет полной ясности в отношении происхождения возобновляемого водорода, атомную энергетику нельзя считать «зелёной».

Тем не менее, Франция получила разрешение на производство именно «зелёного» или возобновляемого водорода с применением энергии от атомных электростанций. В дальнейшем такой водород будет использоваться в ЕС как источник энергии для энергетически ёмких отраслей, например для выплавки стали. Примечательно, что водород в ЕС не планируют использовать для отопления жилищ граждан. Принято, что этот сектор обеспечат тепловые насосы и возобновляемые источники энергии.

Поскольку газотранспортная система масштаба прокачки природного газа будет больше не нужна (раз она не потребуется для нужд отопления), почти вся сегодняшняя инфраструктура будет уничтожена либо сведена до минимума, лишь бы обеспечить промышленных потребителей. По этому поводу у стран ЕС есть разногласия. Зелёные считают, что газотранспортную систему необходимо полностью уничтожить, чтобы нефтегазовые компании не получили преимущества. Иначе это будет, как пустить лису в курятник. Только созданная с нуля система распределения водорода обеспечит равные конкурентные условия для развития зелёной энергетики.

Согласно принятым нормативам, на каждый килограмм выработанного с помощью АЭС водорода H₂ производится 2,77 кг CO₂e (эквивалента CO₂). Примерно столько же углекислого газа производится при выработке водорода с помощью ветровой и солнечной энергетики. В принципе, любой водород с выработкой менее 3,38 кг CO₂ на 1 кг H₂ принято считать низкоуглеродным, поэтому атомная энергетика легко помещается в зелёный диапазон. Но бюрократическая борьба ещё не окончена и Германия надеется хоть в чём-то взять реванш.

Эстонская компания Fermi Energia выбрала малый модульный реактор BWRX-300 компании GE Hitachi для первой в стране атомной электростанции. Реактор станет для Эстонии и зарубежных клиентов источником «чистого» электричества мощностью 300 МВтэ. Впрочем, для начала строительства придётся серьёзно изменить законодательство страны в области атомного регулирования, что должно произойти в кратчайшие сроки.

Малый модульный реактор BWRX-300 в представлении художника. Источник изображения: GE Hitachi

В сентябре 2022 года эстонская Fermi Energia объявила конкурс на проекты малых модульных реакторов, к главным преимуществам которых относятся сравнительно быстрое строительство, относительно небольшие затраты и повышенная безопасность эксплуатации. На конкурс были представлены проекты установок GE Hitachi, NuScale и Rolls-Royce. Заявки подавались к декабрю с полной технической документацией, необходимой для оценки стоимости строительства. По словам компании, при выборе технологии критериями были технологическая зрелость, создание эталонной установки, экономическая конкурентоспособность и участие эстонских предприятий в цепочке поставок.

На днях Fermi Energia сообщила о сделанном выборе. В качестве рабочего проекта выбран реактор BWRX-300 GE Hitachi. На этот выбор самое решительное влияние оказало то, что аналогичная установка будет построена в Канаде. Точнее проект BWRX-300 принят канадским регулятором для лицензирования и вскоре может начаться подготовка к строительству. Всё идёт к тому, что это будет вообще первый малый модульный реактор, построенный на североамериканском континенте. Это пока ещё не рабочая установка (как требовали условия контракта), но у остальных разработчиков нет даже этого. Реактор NuScale прошёл ряд важных этапов в получении лицензии, но заявка на начало строительства в США будет подаваться не раньше первого квартала 2024 года.

Другим важным преимуществом реактора BWRX-300 необходимо считать то, что он использует традиционное топливо, тогда как для работы реактора NuScale потребуется топливо на основе металлического высокопробного низкообогащённого уранового топлива (HALEU) с содержанием изотопа урана-235 на уровне 20 % (в обычном топливе его не более 5 %). В достаточном количестве топливо HALEU есть только у России и эстонская компания, вероятно, посчитала такую зависимость лишней.

Реактор BWRX-300

Наконец, принцип работы реактора BWRX-300 опирается на давно используемую в больших установках схему кипящих водо-водяных реакторов, у которых вода превращается в перегретый пар в активной зоне. Это всё многократно проверено на практике и очень надёжно, но при этом за счёт масштабирования в меньшую сторону приведёт к кратному увеличению радиоактивных отходов. Пожалуй, это единственный серьёзный минус у ММР, построенным по классическим схемам.

Выбор реактора BWRX-300 для реализации в Эстонии запускает процедуру разработки детального проекта для составления сметы. Дальше в дело должны вступить законодатели, чтобы создать правовую основу для реализации проекта. После этого будет запущен поиск и сертификация мест для строительства реактора. К моменту запуска стройки в Эстонии проект BWRX-300 должен во всю развиваться в Канаде, на что эстонцы сильно рассчитывают, так как в мире нет ещё ни одного такого реактора и чей-то опыт поможет избежать многих ошибок на месте. В конечном итоге ММР BWRX-300 компания Fermi Energia рассчитывает запустить к Рождеству 2031 года. Для GE Hitachi, которая надеется подмять под себя европейский атомный рынок, это будет делом чести.

Евростат сообщил, что в 2021 году доля потребления энергии из возобновляемых источников в странах Европейского союза составила 21,8 %, что на 0,3 % меньше уровня потребления 2020 года. Это первое зарегистрированное в ЕС снижение потребления «зелёной» энергии. Если подобная тенденция продолжится, ЕС не сможет достичь поставленных климатических целей. Властям следует принять меры для недопущения подобного развития событий.

Источник изображений: ec.europa.eu

Сразу отметим, что Евростат призывает не искать в снижении уровня потребления возобновляемой энергии странами Союза каких-либо фундаментальных проблем. Во-первых, в 2021 году начал расти спрос на энергию для промышленности после отмены карантинных ограничений 2020 года, что в полной мере не смогли удовлетворить также растущие мощности по выработке энергии из возобновляемых источников.

Во-вторых, изменился ряд нормативных документов по подсчёту выработки и потребления энергии из возобновляемых источников. Судить о влиянии на потребление той или иной причины Евростат призывает только после тщательного изучения 100-страничного документа с анализом нюансов подсчёта норм в 2020 и 2021 году, а не по причине, например, начавшегося осенью 2021 года энергетического кризиса в Европе.

Но даже скорректированная методика подсчёта намекает на пропасть между целями и реальностью. Так, согласно Директиве Европейского парламента и Союза 2018/2001 от 11 декабря 2018 года о стимулировании использования энергии из возобновляемых источников, в 2030 году доля потребления возобновляемой энергии в ЕС должна достичь 32 %. Показатель 2021 года на уровне 22 % заставляет усомниться в реальности этих целей. Более того, Комиссия Европарламента рекомендует увеличить это показатель до 40 % и даже 45 %, если изучить план REPowerEU на 2022 год. А ведь мы пока даже не знаем статистики за 2022 год, а она на фоне происходящих в Европе и мире глобальных событий обещает удивить во всех отношениях.

Если говорить о станах ЕС по отдельности, то самую высокую долю энергии из возобновляемых источников демонстрирует Швеция (62,2 %). Эта страна — абсолютный лидер, но не благодаря солнцу и ветру, а в основном за счёт биомассы, гидроэнергии, ветра, тепловых насосов и жидкого биотоплива.

На втором и третьем месте в ЕС расположились Финляндия (43,1 %) и Латвия (42,1 %), и тоже за счёт биомассы и гидроэнергии, а не солнца и ветра. Эстония с долей возобновляемой энергии на уровне 37,6 % получает выгоду от биомассы и ветра. Австрия (36,4 %) и Дания (34,7 %) также активно «сжигают» биомассу, хотя первой помогает также гидроэнергетика, а второй — ветер.

Что касается аутсайдеров, то в их число входят более половины стран-членов ЕС, показатели потребления чистой энергии в которых ниже среднего по ЕС. 15 из 27 членов Евросоюза сообщили о долях ниже среднего по ЕС в 2021 году: Бельгия, Болгария, Чехия, Германия, Ирландия, Испания, Франция, Италия, Кипр, Люксембург, Венгрия, Мальта, Нидерланды, Польша и Словакия.

Самая низкая доля возобновляемых источников энергии была зафиксирована в Люксембурге (11,7 %), на Мальте (12,2 %), в Нидерландах (12,3 %), Ирландии (12,5 %) и Бельгии (13,0 %). Ведущие экономики ЕС — Германии и Франции — также оказались в списке аутсайдеров, далеко отстав даже от прибалтийских стран.

Редкоземельные ресурсы на Земле постепенно становятся всё более ценными. Батареи, магниты, электродвигатели и электроника XXI века немыслимы без компонентов из редкоземельных элементов. Тем ценнее каждое открытое на Земле месторождение таких металлов и оно становится бесценным при находке в развитых странах, где всё давным-давно разведано. Например, как только что обнаруженное в Швеции крупнейшее в Европе месторождение редкоземельных металлов.

Месторождение редкоземельных металлов обозначено синим цветом. Источник изображений: LKAB

О находке сообщила шведская государственная горнодобывающая компания LKAB. В найденных залежах более миллиона тонн оксидов редкоземельных металлов, которые будут бесценны в гонке за углеродной нейтральностью и не только. Сырьё было найдено при исследовании месторождения Пер Гейер (Per Geijer) рядом с рудником Кируна в Лапландии, крупнейшим и самым современным подземным железорудным рудником в мире (что лишний раз подчёркивает важность работы в Арктике для России).

Сегодня в Европе не ведётся добыча редкоземельных металлов, хотя проекты на этот счёт разрабатываются и касаются они в первую очередь добычи солей металлов из минеральных источников. Доминирует в сфере добычи и производства «металлов XXI века» Китай, на долю которого приходится до 61 % предложений на мировом рынке. США находятся на втором месте, но это всего лишь 15 % рынка.

Из всех известных земной науке 17 редкоземельных металлов самым большим на сегодня спросом пользуется неодим. В сплаве с бором и железом неодим становится самым сильным постоянным магнитом, что позволяет выпускать мощные и эффективные электрические двигатели, а это электромобили, электрогенераторы и робототехника, не говоря о перспективных способах записи данных на магнитных носителях.

Но важно помнить также о других назначениях редкоземельных металлов. Каждая автомобильная тяговая батарея использует около одного килограмма редкоземельных металлов, а каждая ветряная турбина — до 600 кг, если верить данным аналитиков Mining Technology. И вполне естественно, что спрос на такие элементы в течение ближайших десятилетий будет расти стремительными темпами. Отдавать всё это в значительной степени Китаю нельзя как из рыночных, так и стратегических соображений.

Находка месторождения редкоземельных металлов в Швеции открывает перед Европой окно возможностей. Компания LKAB намеревается начать разработку месторождения как можно скорее. В то же время в LKAB подчёркивают, что принятый в ЕС процесс получения разрешения на разработку не позволит ей начать поставлять сырьё раньше, чем через 10 или 15 лет, а то и в течение более длительного времени. Вероятно, в этой сфере придётся срочно менять законодательство, что для крайне забюрократизированной Европы будет непросто и болезненно.