РИА Новости Украина
Германия любит ставить себе амбициозные цели в области борьбы с изменением климата и делает ставку на возобновляемые энергии, но всё время терпит неудачу в области практической реализации. На данный момент ХДС/ХСС и СДПГ подумывают о том, чтобы отказаться от поставленной цели, которая предполагала, что в 2020 году доля возобновляемых источников энергии возрастёт до 20% от общего потребления.
Читайте также: Перезвони мне! Проблемы со связью на Донбассе
Но в независимости от того, будет ли поставленная цель достигнута или нет – большая часть энергии по-прежнему добывается из ископаемого топлива, такого как газ, нефть и уголь – если учитывать не только электросети, но прежде всего отопление и транспортные средства. Поскольку использование угла сильно сократилось, газ и нефть сохраняют свою роль важных энергоносителей – и транспортируются по всем нам известным трубопроводам.
Однако для транспорта жидкостей и газов опять же необходимо большое количество энергии, что отражается в увеличении потребления ископаемых ресурсов и эмиссии углекислого газа. И именно в этой области группа исследователей из австрийского Института науки и технологии (Institute of Science and Technology) сделала решающий шаг вперёд и обещает, что разработанная ею технология обеспечит экономию энергии на транспортировку до 95%. Спектр применения широк: данной технологией можно оснастить как газо- и нефтепроводы, так и системы водоснабжения целых городов.
Ведь большая часть энергии теряется не на транспортировке из пункта А в пункт B, а благодаря турбулентности, то есть вихревому движению газа или жидкости – внутри трубы. Специалист по аэрогидродинамике д-р Якоб Кюнен (Dr. Jakob Kühnen), проведший соответствующие эксперименты, пояснил в своём интервью Спутнику, как возникают эти турбулентности: вследствие более сильного трения жидкость или газ течёт по стенке трубы медленнее, чем в середине трубы. Вследствие этого возникают завихрения. В науке данный профиль потока называют турбулентным.
Завихрения возникают также из-за неравномерностей на протяжении самой трубы, таких как вентили, запорные устройства и места, в которых в трубе имеется перегиб.
Если водовороты и завихрения отсутствуют, то аэрогидродинамика говорит о безвихревом профиле потока. Расход энергии для транспортировки жидкостей или газов, текущих без завихрений, оказывается на 95% ниже – "практически слишком много, чтобы это было правдой", говорит Кюнен.
Именно такой результат и получили исследователи в экспериментах с различными средствами. Путь к этим результатам был "удивительно простым", говорит Кюнен, он даже удивился, что никто ещё не провёл подобный опыт. В одном из подходов учёные распыляли вплотную к стенке трубы дополнительную жидкость, которая выравнивала профиль. Другим способом было встраивание в трубу препятствий.
Вероятно, самое многообещающее решение представляет собой использование роторов, которые меняют профиль потока с помощью вращательных движений:
На видео можно наблюдать, как ротор вмешивается в завихрения, которые ниже по течению распадаются, и поток в итоге становится безвихревым. Таким образом, для транспортировки используется лишь пять процентов изначального расхода энергии. Конечно, это действует только в прямых трубах, работающих без помех, говорит Кюнен, так что после каждого перегиба, который вызывает новые завихрения, необходимо ставить новые роторы. По оценкам исследователей, применение этих роторов в нынешней ситуации оправдало бы себя только в прямой трубе длиной три километра – то есть, для водопроводной сети города это, скорее, не подходит, но, может быть, как-то подойдёт для газопроводов?
Кюнен подчёркивает, что группа исследователей только хотела продемонстрировать, что данная технология – которую они уже запатентовали – работает, они не предлагают "готовый продукт". На практике, говорит он, "удивительно сложно найти подходящее решение для существующих трубопроводов, поскольку на практике трубы регулярно прочищаются и проверяются, для чего сквозь всю трубу посылается так называемый ёрш, очистной поршень. Роторы в этой процедуре просто будут мешать.
Тем не менее, технология уже вызвала интерес у очень многих, рассказывает Кюнен, что неудивительно, поскольку речь идёт о столь больших объёмах энергии, что даже экономия в три – пять процентов для предприятий уже была бы оправдана.
