Ensuring carbon neutrality of the use of mineral fuels in the energy sector

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article considers a set of issues related to the engineering assessment of capabilities, justification and creation of a technological concept for the development of carbon-neutral energy using mineral fuels. The analysis of the mechanisms for achieving carbon neutrality of the energy supply of natural biota systems is carried out. It is shown that this is ensured due to a closed cycle of carbon conversion, in which its transition from an energetically passive state (inorganic compounds) to an energetically active state (organic compounds) occurs during photosynthesis. The concept of decarbonization technology has been formulated, implying the formation of a closed carbon circulation cycle. Based on the theories of nature-like mining technologies and cognitive resonance, the functional structure of an energy-reproducing cluster of thermal power plants with a closed cycle of carbon conversion and the release of pure oxygen into the atmosphere has been compiled. Such a transformation of thermal energy generation technology will not only achieve carbon neutrality, but also significantly reduce the specific consumption of primary mineral fuels and the amount of waste due to the secondary use of carbon (bound in the process of photosynthesis) during decarbonization of combustion products.

About the authors

Yu. P. Galchenko

Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: schtrek33@mail.ru

доктор технических наук, главный научный сотрудник отдела горной экологии

Russian Federation, Moscow

References

  1. Прогноз развития энергетики мира и России 2019 / Под ред. А.А. Макарова, Т.А. Митровой, В.А. Кулагина. М.: ИНЭИ РАН – Московская школа управления СКОЛКОВО, 2019. Forecast of the development of energy in the world and Russia 2019 / Ed. by A.A. Makarov, T.A. Mitrova, V.A. Kulagin. Moscow: ERI RAS – Moscow School of Management SKOLKOVO, 2019. (In Russ.)
  2. Statistical Review of World Energy 2020. https://www.bp.om/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statisticаl-review/bp-stats-review-2020-full-report.pdf (дата обращения 12.12.2020).
  3. Распоряжение Правительства РФ от 29 октября 2021 г. № 3052-р “Об утверждении Стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года”. Decree of the Government of the Russian Federation of October 29, 2021 no. 3052-r “On Approval of the Strategy for Socio-economic Development of the Russian Federation with low Greenhouse Gas Emissions until 2050”. (In Russ.)
  4. Указ Президента РФ от 28 февраля 2024 г. № 145 “Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации”. Decree of the President of the Russian Federation of February 28, 2024 no. 145 “Strategy of scientific and technological development of the Russian Federation”. (In Russ.)
  5. Архипов В.Н., Ященко С.А., Анкундинов А.А. и др. Технология CCS: от теории к практике // Экспозиция Нефть Газ. 2023. № 8. С. 107–110. Arkhipov V.N., Yashchenko S.A., Ankundinov A.A. et al. CCS technology: from theory to practice // Exposition Oil Gas. 2023, no. 8, pp. 107–110. (In Russ.)
  6. Хейзен Р. Симфония № 6. Углерод и эволюция почти всего. М.: Альпина нон-фикшн, 2021. Hazen R.M. Symphony in C: Carbon and the Evolution of (Almost) Everything. N.Y.–London: W.W. Norton & Company, 2019.
  7. https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ar4-wg1-chapter7-1.pdf
  8. https://www.nature.com/articles/s41586-024-07602-x
  9. Лабутова Н.М., Банкина Т.М. Основы биогеохимии. СПб: Изд-во СПбГУ, 2013. Labutova N.M., Bankina T.M. Fundamentals of biogeochemistry. St. Petersburg: St. Petersburg State University Publishing House, 2013. (In Russ.)
  10. globalcarbonatlas.org (дата обращения: 15.07.2024).
  11. World Energy Outlook 2024. https://www.iea.org/dsta-and-statistics
  12. Окрушко В.Я. Содержание кризисного процесса в антикризисном управлении // Проблемы современной экономики. 2010. № 2 (34). С. 12–88. Okrushko V.Ya. The content of the crisis process in anti-crisis management // Problems of modern economics. 2010, no. 2 (34), pp. 12–88. (In Russ.)
  13. Доля солнца и ветра в глобальной выработке электроэнергии может достичь 40% в 2030 г. // Renen.ru, 26 сентября 2023 г. The share of solar and wind in global electricity generation may reach 40% in 2030 // Renen.ru, September 26, 2023. (In Russ.)
  14. Renewable Energy Capacity Statistics 2023. Irena, 2024.
  15. Улавливание и хранение двуокиси углерода. С. 4, рис. РП.3. https://ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/srccs_spm_ts_ru.pdf Carbon dioxide capture and storage. P. 4, fig. RP.3. (In Russ.)
  16. Колодежная Е.В., Шадрунова И.В., Гаркави М.С. Потенциал использования шлаков мусоросжигательных установок для связывания углекислого газа // Экология и промышленность России. 2022. № 3. С. 40–45. Kolodezhnaya E.V., Shadrunova I.V., Garkavi M.S. Potential of using waste incinerator slag to sequester carbon dioxide // Ecology and industry of Russia. 2022, no. 3, pp. 40–45. (In Russ.)
  17. Хмылёв В.Л., Кондраcюк В.А. Коммуникативные стандарты интенсивности когнитивного резонанса // Вестник Томского государственного университета. 2015. № 390. С. 66–72. Khmylev V.L., Kondrasyuk V.A. Communication standards of cognitive resonance intensity // Tomsk State University Journal. 2015, no. 390, pp. 66–72. (In Russ.)
  18. Галченко Ю.П. Экологический кризис и кризис экологии // Экологические системы и приборы. 2004. № 6. С. 12–21. Galchenko Yu.P. Ecological crisis and crisis of ecology // Ecological systems and devices. 2004, no. 6, pp. 12–21. (In Russ.)
  19. Трубецкой К.Н., Галченко Ю.П. Геоэкология освоения недр и экогеотехнология разработки месторождений. М.: Научтехлитиздат, 2015. Trubetskoy K.N., Galchenko Yu.P. Geoecology of subsurface development and ecogeotechnology of field development. Moscow: Nauktehlitizdat, 2015. (In Russ.)
  20. Галченко Ю.П., Сабянин Г.В. Проблемы геотехнологии жильных месторождений. М.: Научтехлитиздат, 2011. Galchenko Yu.P., Sabyanin G.V. Problems of geotechnology of vein deposits. Moscow: Nauktekhlitizdat, 2011. (In Russ.)
  21. Трубецкой К.Н., Галченко Ю.П. Природоподобная геотехнология комплексного освоения недр: проблемы и перспективы. М.: Научтехлитиздат, 2020. Trubetskoy K.N., Galchenko Yu.P. Nature-like geotechnology of integrated subsoil development: problems and prospects. Moscow: Nauktekhlitizdat, 2020. (In Russ.)
  22. Галченко Ю.П., Ерёменко В.А. Природно-технические системы подземной разработки месторождений на основе конвергентных горных технологий. М.: Горная книга, 2023. Galchenko Yu.P., Eremenko V.A. Natural and technical systems of underground mining based on convergent mining technologies. Moscow: Gornaya kniga, 2023. (In Russ.)
  23. Замолодчиков Д.Г. Углеродный цикл и изменения климата // Окружающая среда и энерговедение. 2021. № 2. С. 53–69. Zamolodchikov D.G. Carbon cycle and climate change // Journal of Environment Earth and Energy Study. 2021, no. 2, pp. 53–69. (In Russ.)
  24. Falkowski P., Scholes R.J., Boyle E. et al. The Global Carbon Cycle: A Test of Our Knowledge of Earth as a System // Science journal. 2000, no. 549, pp. 291–296.
  25. Моисеев Н.Н. Избранные труды. Т. 2. Междисциплинарные исследования глобальных проблем. М.: Тайдекс Ко, 2003. Moiseev N.N. Selected works. Vol. 2. Interdisciplinary studies of global problems. Moscow: Tydex Co., 2003. (In Russ.)
  26. Иваницкий Г.Р. Виражи закономерностей. Правило БИО-стержень науки. М.: Наука, 2011. Ivanitsky G.R. Turns of patterns. The BIO rule is the core of science. Moscow: Nauka, 2011. (In Russ.)
  27. Киричек А.В, Федонин О.Н., Хандожко А.В. и др. Гибридные технологии и оборудование аддитивного синтеза изделий // Наукоёмкие технологии в машиностроении. 2022. № 8 (134). С. 31–38. Kirichek A.V., Fedonin O.N., Khandozhko A.V. et al. Hybrid technologies and technical equipment for additive synthesis of products // Science intensive technologies in mechanical engineering. 2022, no. 8 (134), pp. 31–38. (In Russ.)
  28. Лаптев В.А., Лаптева А.Г. Гидродинамика барботажных аппаратов. Казань: Центр инновационных технологий, 2017. Laptev V.A., Lapteva A.G. Hydrodynamics of barbotage apparatuses. Kazan: Center for Innovative Technologies, 2017. (In Russ.)
  29. Козерук А.С., Грищенко А.В. Расчёт освещённости от источников различного типа. Минск: БНТУ, 2020. Kozeruk A.S., Grishchenko A.V. Calculation of illumination from sources of various types. Minsk: BNTU, 2020. (In Russ.)
  30. Захаров B.H., Галченко Ю.П., Калабин Г.В. Патент РФ № 2792065 “Способ обеспечения углеродной нейтральности использования угля для генерации тепловой энергии при работе электростанций”. Заявка № 2022117540, приоритет 27.06.2022 г., опубл. 16.03.2023 г., бюлл. № 8. Zakharov B.H., Galchenko Yu.P., Kalabin G.V. Patent of the Russian Federation no. 2792065 “A method for ensuring carbon neutrality of the use of coal for generating thermal energy during operation of power plants”. (In Russ.)
  31. Захаров В.Н., Галченко Ю.П., Калабин Г.В. Способ ресурсосберегающей и малоотходной декарбонизации процесса генерации тепловой энергии при работе электростанций, использующих уголь. Заявка № 2024120416 от 19.07.2024 г. Zakharov V.N., Galchenko Yu.P., Kalabin G.V. A method of resource-saving and low-waste decarbonization of the thermal energy generation process during operation of coal-fired power plants. Application no. 2024120416 of 07.19.2024. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».