• Energy Research
• BR close

Il y a actuellement une grande quantité d'énergie gaspillée sur les soupapes de réduction de pression à travers le monde. Cet article soutient que cette énergie pourrait être exploitée avec la dépressurisation isotherme en appliquant une turbine de réduction de pression isotherme hydraulique. La turbine de réduction de pression isotherme hydraulique se compose de deux réservoirs remplis d'eau ou d'un liquide organique. Le gaz sous pression pénètre dans le réservoir, déplaçant le liquide, qui s'écoule à travers une turbine, générant de l'électricité. Le système proposé a des rendements autour de 90 %, ce qui est plus élevé que les turbines de réduction de pression habituelles. Le coût estimé de la technologie proposée est de 1300 USD/kW. La technologie proposée pourrait être réalisable pour exploiter le potentiel de production d'électricité gaspillé dans les soupapes de réduction de pression. Le besoin de cette technologie augmentera considérablement dans une future économie basée sur l'hydrogène, compte tenu de la faible densité volumétrique de l'hydrogène et des pertes d'énergie importantes lors de la compression et de la décompression de l'hydrogène. Actualmente se está desperdiciando una gran cantidad de energía en válvulas de reducción de presión en todo el mundo. Este documento argumenta que esta energía podría aprovecharse con la despresurización isotérmica mediante la aplicación de una turbina de reducción de presión isotérmica hidráulica. La turbina de reducción de presión isotérmica hidráulica consta de dos tanques llenos de agua o un líquido orgánico. El gas presurizado entra en el tanque, desplazando el líquido, que fluye a través de una turbina, generando electricidad. El sistema propuesto tiene eficiencias que rodean el 90%, que es más alto que las turbinas de reducción de presión habituales. El coste estimado para la tecnología propuesta es de 1300 USD/kW. La tecnología propuesta podría ser factible para aprovechar el potencial de generación de electricidad desperdiciado en las válvulas de reducción de presión. La necesidad de esta tecnología aumentará significativamente en una futura economía basada en el hidrógeno, dada la baja densidad volumétrica del hidrógeno y las significativas pérdidas de energía al comprimir y descomprimir el hidrógeno. There is currently a large amount of energy being wasted on pressure reduction valves across the world. This paper argues that this energy could be harnessed with isothermal depressurization by applying a hydraulic isothermal pressure reduction turbine. The hydraulic isothermal pressure reduction turbine consists of two tanks filled with water or an organic liquid. The pressurized gas enters the tank, displacing the liquid, which flows through a turbine, generating electricity. The proposed system has efficiencies surrounding 90%, which is higher than usual pressure reduction turbines. The estimated cost for the proposed technology is 1300 USD/kW. The proposed technology could be feasible to harness the potential for electricity generation wasted in pressure reduction valves. The need for this technology will increase significantly in a future hydrogen-based economy, given the low volumetric density of hydrogen and the significant energy losses when compressing and decompressing hydrogen. يوجد حاليًا كمية كبيرة من الطاقة التي يتم إهدارها على صمامات تقليل الضغط في جميع أنحاء العالم. تجادل هذه الورقة بأنه يمكن تسخير هذه الطاقة مع إزالة الضغط متساوي الحرارة من خلال تطبيق توربين هيدروليكي لخفض الضغط متساوي الحرارة. يتكون التوربين الهيدروليكي لخفض الضغط متساوي الحرارة من خزانين مملوءين بالماء أو سائل عضوي. يدخل الغاز المضغوط إلى الخزان، مما يؤدي إلى إزاحة السائل، الذي يتدفق عبر التوربينات، مما يولد الكهرباء. يحتوي النظام المقترح على كفاءات محيطة بنسبة 90 ٪، وهي أعلى من توربينات تقليل الضغط المعتادة. التكلفة المقدرة للتكنولوجيا المقترحة هي 1300 دولار أمريكي/كيلو واط. يمكن أن تكون التكنولوجيا المقترحة مجدية لتسخير إمكانات توليد الكهرباء المهدرة في صمامات تقليل الضغط. ستزداد الحاجة إلى هذه التكنولوجيا بشكل كبير في الاقتصاد المستقبلي القائم على الهيدروجين، نظرًا لانخفاض الكثافة الحجمية للهيدروجين والخسائر الكبيرة في الطاقة عند ضغط الهيدروجين وفك ضغطه.

Le secteur des transports traverse une transition rapide vers les véhicules électriques afin de minimiser notre dépendance aux combustibles fossiles et de réduire les émissions de CO2. Cela se produit également dans le secteur du transport de marchandises, avec un déploiement rapide des camions électriques. Ce document propose que le remplacement des camions diesel par des camions électriques ait lieu d'abord sur les itinéraires où la cargaison est livrée d'un endroit à une altitude plus élevée à un endroit à une altitude plus basse. De cette façon, le système de freinage à récupération du camion peut recharger complètement la batterie du camion. Cet article étudie des scénarios où les camions électriques pourraient fonctionner indéfiniment sans électricité du réseau pour charger leurs batteries. Ce concept a été nommé camion électrique à mouvement perpétuel (PMET). Les résultats montrent qu'avec une pente moyenne de 5 %, une vitesse de 60 km/h, le poids de la cargaison doit être au moins 1,32 fois le poids du camion, ce qui permet d'atteindre la PMET. Le PMET est une alternative intéressante pour réduire la demande d'électricité et accroître la durabilité du secteur des transports. El sector del transporte está pasando por una rápida transición a los vehículos eléctricos para minimizar nuestra dependencia de los combustibles fósiles y reducir las emisiones de CO2. Esto también está sucediendo en el sector del transporte de carga, con un rápido despliegue de camiones eléctricos. Este documento propone que el reemplazo de camiones diésel por camiones eléctricos debe ocurrir primero en rutas donde la carga se entrega desde un lugar con mayor altitud a un lugar con menor altitud. De esta manera, el sistema de frenado regenerativo del camión puede recargar completamente la batería del camión. Este documento investiga escenarios en los que los camiones eléctricos podrían operar indefinidamente sin electricidad de la red para cargar sus baterías. Este concepto se denominó camión eléctrico de movimiento perpetuo (PMET). Los resultados muestran que con una pendiente media de la carretera del 5%, velocidad de 60 km/h, el peso de la carga debe ser al menos 1.32 veces el peso del camión, se puede lograr PMET. El PMET es una alternativa interesante para reducir la demanda eléctrica y aumentar la sostenibilidad del sector del transporte. The transportation sector is going through a rapid transition to electric vehicles to minimize our reliance on fossil fuels and reduce CO2 emissions. This is also happening in the cargo transport sector, with a rapid deployment of electric trucks. This paper proposes that the replacement of diesel trucks with electric trucks should first happen on routes where cargo is delivered from a location with a higher altitude to a location with a lower altitude. This way, the regenerative braking system of the truck can completely recharge the truck's battery. This paper investigates scenarios where electric trucks could operate indefinitely without grid electricity to charge their batteries. This concept was named perpetual motion electric truck (PMET). Results show that with an average road slope of 5 %, 60 km/h speed, the weight of the cargo should be at least 1.32 times the weight of the truck, PMET can be achieved. PMET is an interesting alternative to reduce electricity demand and increase the sustainability of the transport sector. يمر قطاع النقل بمرحلة انتقال سريعة إلى السيارات الكهربائية لتقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري وتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. ويحدث هذا أيضًا في قطاع نقل البضائع، مع الانتشار السريع للشاحنات الكهربائية. تقترح هذه الورقة أن يتم استبدال شاحنات الديزل بالشاحنات الكهربائية أولاً على الطرق التي يتم فيها تسليم البضائع من موقع ذي ارتفاع أعلى إلى موقع ذي ارتفاع أقل. وبهذه الطريقة، يمكن لنظام الكبح المتجدد للشاحنة إعادة شحن بطارية الشاحنة بالكامل. تبحث هذه الورقة في السيناريوهات التي يمكن أن تعمل فيها الشاحنات الكهربائية إلى أجل غير مسمى بدون كهرباء الشبكة لشحن بطارياتها. أطلق على هذا المفهوم اسم الشاحنة الكهربائية ذات الحركة الدائمة (PMET). تظهر النتائج أنه مع متوسط انحدار الطريق بنسبة 5 ٪، وسرعة 60 كم/ساعة، يجب أن يكون وزن الحمولة 1.32 مرة على الأقل من وزن الشاحنة، ويمكن تحقيق PMET. تعد PMET بديلاً مثيرًا للاهتمام لتقليل الطلب على الكهرباء وزيادة استدامة قطاع النقل.

The cement industry is intensive in energy and feedstock use. It includes three main phases: raw materials and energy supply, transport, and manufacturing. The sector is known for its considerable environmental impacts. The increase in energy efficiency and the use of non-fossil fuels and raw materials are considered mature technologies in cement industries. We evaluate different environmental impacts of the production of 1 t of cement in four Brazilian scenarios. We compare one business-as-usual reference scenario (case 1) to three alternative 2030 carbon mitigation sectoral plan scenarios (cases 2, 3a, and 3b) that assume mature technologies. We analyze all 18 impact categories within the ReCiPe 2016 Life Cycle Assessment methodology. Results show reductions in 17 impact categories, ranging from no change in ozone depletion (case 2) to 39% reduction in fossil resource scarcity (case 3b). The effects on climate change decreased 14% in case 2 and 33% in cases 3a and 3b. The clinkerization process is the greatest contributor to atmospheric impacts, while raw material consumption to toxicity impacts. In contrast, there is no single main process contributing to resource depletion impacts. The changes in cement production lead to carbon emission reductions above expected levels and to reductions in other environmental impact categories modeled in ReCiPe 2016 method.

RESUMO O presente estudo analisou o potencial de recuperação energética dos resíduos sólidos urbanos (RSU) e o balanço de emissões de gases de efeito estufa (GEE) resultante no município do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, com base em três cenários tecnológicos alternativos. Os potenciais de geração foram calculados para a recuperação de gás de lixo (GDL) em 363,98 GWhe.ano-1 e 0,181 MWhe.t-1, para a biodigestão anaeróbica em 367,27 GWhe.ano-1 e 0,247 MWhe.t-1; e para a incineração em 1.139,33 GWhe.ano-1 e 0,459 MWhe.t-1. Os indicadores de intensidade de carbono mostram que, ao se considerar somente as emissões de GEE de combustão, a recuperação de GDL e a biodigestão anaeróbica apresentam os menores valores (7,488.10-4 tCO2eq.MWhe-1), enquanto a incineração apresenta o valor de 1,248 tCO2eq.MWhe-1. Por outro lado, ao se considerar também as emissões de aterro associadas, os indicadores dos dois primeiros cenários correspondem a 8,191 e 3,552 tCO2eq.MWhe-1, respectivamente.

L'utilisation croissante des sources d'énergie éolienne et solaire pour réduire les émissions de CO2 dans le secteur électrique entraîne une disparité croissante entre l'offre et la demande d'électricité. Par conséquent, il y a un intérêt accru pour des solutions de stockage d'énergie abordables pour résoudre ce problème. Le stockage hydroélectrique par pompage (PHS) apparaît comme une option prometteuse, capable de fournir un stockage d'énergie à court et à long terme à un coût raisonnable, tout en offrant l'avantage du stockage d'eau douce. Pour identifier les emplacements potentiels des PHS au Brésil, les réservoirs hydroélectriques existants étant les réservoirs inférieurs, nous avons utilisé une méthodologie innovante qui combine (i) un modèle d'implantation d'usine qui exploite des données topographiques et hydrologiques à haute résolution pour identifier les sites les plus prometteurs pour des études ultérieures. (ii) Une méthodologie économique a été appliquée pour configurer les projets PSH identifiés par le modèle d'implantation d'usine en termes de capacité installée et de temps de décharge, et pour sélectionner les projets les plus attrayants. (iii) Une analyse complète des impacts socio-environnementaux des projets a été réalisée, ce qui permet d'éliminer les projets ayant des impacts graves. Les résultats ont créé un classement de 5600 projets mutuellement exclusifs par valeur actuelle nette (VAN). La VAN la plus élevée est de 2 145 USD, ce qui fait référence à une usine PHS dans le bassin de Doce et le barrage de Salto Grande en tant que réservoir inférieur. Le réservoir supérieur stocke 0,36 km3 d'eau et un barrage de 75 m de haut, le PHS dispose d'un tunnel de 2 km, d'une capacité de puissance de 1 GW et d'un débit de décharge de 220 h. L'article montre un vaste potentiel pour les PHS hebdomadaires, mensuels et saisonniers avec des réservoirs inférieurs existants au Brésil. La creciente utilización de fuentes de energía eólica y solar para reducir las emisiones de CO2 en el sector eléctrico está causando una creciente disparidad entre la oferta y la demanda de electricidad. En consecuencia, existe un mayor interés en soluciones asequibles de almacenamiento de energía para abordar este problema. El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo (PHS) surge como una opción prometedora, capaz de proporcionar almacenamiento de energía tanto a corto como a largo plazo a un costo razonable, al tiempo que ofrece la ventaja del almacenamiento de agua dulce. Para identificar las posibles ubicaciones de PHS en los embalses hidroeléctricos existentes en Brasil como los embalses inferiores, empleamos una metodología innovadora que combina (i) un modelo de ubicación de plantas que aprovecha los datos topográficos e hidrológicos de alta resolución para identificar los sitios más prometedores para estudios adicionales. (ii) Se aplicó una metodología económica para configurar los proyectos de PSH identificados por el modelo de ubicación de plantas en términos de su capacidad instalada y tiempo de descarga, y para seleccionar los proyectos más atractivos. (iii) Se realizó un análisis exhaustivo de los impactos socioambientales de los proyectos, lo que permite la eliminación de proyectos con impactos severos. Los resultados crearon una clasificación de 5600 proyectos mutuamente excluyentes por valor actual neto (van). El VPN más alto es de 2145 USD, que se refiere a una planta de PHS en la cuenca del Doce y la presa de Salto Grande como el embalse inferior. El embalse superior almacena 0,36 km3 de agua y una presa de 75 m de altura, el PHS tiene un túnel de 2 km, una capacidad de potencia de 1 GW y una tasa de descarga de 220 h. El documento muestra un gran potencial para el PHS semanal, mensual y estacional con los embalses más bajos existentes en Brasil. The increasing utilization of wind and solar power sources to lower CO2 emissions in the electric sector is causing a growing disparity between electricity supply and demand. Consequently, there is a heightened interest in affordable energy storage solutions to address this issue. Pumped Hydropower Storage (PHS) emerges as a promising option, capable of providing both short and long-term energy storage at a reasonable cost, while also offering the advantage of freshwater storage. To identify potential PHS locations in Brazil existing hydroelectric reservoirs as the lower reservoirs, we employed an innovative methodology that combines (i) plant-siting model that leverages high-resolution topographical and hydrological data to identify the most promising sites for further studies. (ii) An economic methodology was applied to configure PSH projects identified by the plant-siting model in terms of their installed capacity and discharge time, and to select the most attractive projects. (iii) A comprehensive analysis of the socio-environmental impacts of the projects was carried out, which enables the elimination of projects with severe impacts. Results created a ranking of 5600 mutually exclusive projects by net present value (NPV). The highest NPV is 2145 USD which refers to a PHS plant in the Doce Basin and Salto Grande dam as the lower reservoir. The upper reservoir stores 0.36 km3 of water and a 75 m high dam, the PHS has a 2 km tunnel, a 1 GW power capacity and discharge rate of 220 h. The paper shows a vast potential for weekly, monthly, and seasonal PHS with existing lower reservoirs in Brazil. يتسبب الاستخدام المتزايد لمصادر طاقة الرياح والطاقة الشمسية لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في قطاع الكهرباء في تفاوت متزايد بين العرض والطلب على الكهرباء. وبالتالي، هناك اهتمام متزايد بحلول تخزين الطاقة بأسعار معقولة لمعالجة هذه المشكلة. يبرز تخزين الطاقة الكهرومائية التي يتم ضخها كخيار واعد، وقادر على توفير تخزين الطاقة على المدى القصير والطويل بتكلفة معقولة، مع توفير ميزة تخزين المياه العذبة. لتحديد مواقع الصحة والسلامة المهنية المحتملة في البرازيل، الخزانات الكهرومائية الموجودة هي الخزانات المنخفضة، استخدمنا منهجية مبتكرة تجمع بين (1) نموذج تحديد موقع المصنع الذي يستفيد من البيانات الطبوغرافية والهيدرولوجية عالية الدقة لتحديد أكثر المواقع الواعدة لمزيد من الدراسات. (2) تم تطبيق منهجية اقتصادية لتكوين مشاريع الصحة والسلامة المهنية التي حددها نموذج تحديد موقع المصنع من حيث السعة المثبتة ووقت التفريغ، واختيار المشاريع الأكثر جاذبية. (3) تم إجراء تحليل شامل للآثار الاجتماعية والبيئية للمشاريع، مما يتيح القضاء على المشاريع ذات الآثار الشديدة. خلقت النتائج تصنيفًا لـ 5600 مشروع يستبعد بعضها بعضًا حسب صافي القيمة الحالية (NPV). أعلى صافي قيمة صافية هو 2145 دولارًا أمريكيًا والذي يشير إلى مصنع خدمات الصحة العامة في حوض دوس وسد سالتو غراندي باعتباره الخزان السفلي. يخزن الخزان العلوي 0.36 كم3 من المياه وسدًا يبلغ ارتفاعه 75 مترًا، ويحتوي قسم الصحة العامة على نفق بطول 2 كم وسعة طاقة 1 جيجاوات ومعدل تفريغ يبلغ 220 ساعة. تُظهر الورقة إمكانات هائلة لخدمات الصحة العامة الأسبوعية والشهرية والموسمية مع الخزانات المنخفضة الحالية في البرازيل.