Инновационная энергетика – выработка тепла и электроэнергии на энергетических установках, функционирующих на основе ВИЭ (возобновляемых источников энергии). , фотоэлектричество – полупроводниковые преобразователи солнечной энергии, биотехнологии – энергоносители из возобновляемого сырья – биотоплива, нанотехнологии – все это вопросы инновационной энергетики, экономически и социально востребованные. Суть проблемы, сформировавшейся в последнее десятилетие, – человечество вынуждено искать альтернативные источники энергии. Углеводороды – нефть, газ, уголь создавали и создают основу существования общества. Мы заправляем примерно 600 млн автомобилей, делают полимеры, удобрения (на 80% состоят из газа), лекарства, пестициды и т.д. Все это химические производные исходных веществ: природного газа, нефти, и вот сейчас в какой-то степени – растительного сырья. Вся система обеспечения энергетикой живых существ – , производство пищевых продуктов – это один из разделов современной энергетики. На каждую калорию, которую мы потребляем в качестве пищи, мы затрачиваем около 10–12 калорий угля, нефти и газа. Поэтому проблема поиска альтернативных возобновляемых источников энергии пронизывает все сферы современного общества.

«Существует реальный интерес к проблематике использования биомассы для производства электроэнергии и тепла. Он настолько серьезен, что получил поддержку в деятельности Рабочей группы по энергоэффективности при Президенте РФ. В настоящий момент, этой рабочей группой рассматриваются в качестве типовых, приоритетных и социально-значимых – шесть проектов. Один из них носит название – «Инновационная энергетика», – сказал директор Департамента Минэнерго России Сергей Михайлов.

Правительство РФ в апреле 2010 г. внесло проект постановления, с появлением которого процесс использования возобновляемых источников энергии должен реально осуществиться.

Что касается биотопливных технологий, то аналитики видят значительный потенциал в производстве биотоплива в Индии, кроме того, свой вклад в производство внесут такие страны, как Аргентина, Китай, Колумбия, Франция, Индонезия, Малайзия, Филиппины и Таиланд. В этом деле Россия пока по большей части находится на стадии академических, научных разработок, например, такой: метан из биомассы – получение топлива и удобрений. В нашей стране было запущено несколько эффективных установок, самая интересная из которых – в Черноголовке работающая электростанция на е с мембранным разделением метана и CO2 и с когенерацией тепла и электричества.

Пока государство подводит нормативную базу для того, чтобы такой науко- и ресурсоемкий проект как инновационная энергетика заработал прибыльно, Siemens уже подписал соглашение с РусГидро и с Ростехнологиями, которые по сути являются государственными предприятиями.

В связи с начальной стадией развития ВИЭ и биотехнологий в России, стоит уделить особое внимание уже оформившимся с точки зрения обширных инвестиций и готового продукта проектам. Ключевой пример – государственная корпорация Роснано, которая инвестирует помимо прочего в такие интересующие нас в данный момент направления модернизации, обозначенные Президентом РФ, как ресурсосбережение и энергоэффективность. Эти направления имеют прямое отношение к инновационной энергетике.

С конца XX в. многие страны запустили развитие нового направления науки и техники. Именно поэтому в президентской инициативе стратегии развития наноиндустрии поставлена задача достижения Россией лидирующей позиции на мировом уровне и формирование собственных рынков нанопродукции. Для чего и была создана госкорпорация «Роснано». Напомним, что нанотехнологии – это возможность создавать новые материалы как конструктор из отдельных микроскопических блоков, вплоть до атомов и молекул. Направление начало развиваться еще в середине прошлого века. Тогда термина нанотехнологии не существовало. Нанометром назвали одну миллиардную часть метра. Это как копеечная монетка по отношению к земному шару.

Энергосбережение и солнечная энергетика – один из приоритетных направлений деятельности Роснано. Уже реализуется ряд проектов, один из них в Санкт-Петербурге, где завершается монтаж оборудования по производству светодиодов, созданных благодаря нанотехнологиям. Роснано призвано раскрыть экономический потенциал научных достижений в области нанотехнологий. Интересно, что т.н. нанолампа стоит 1 тыс. р., а зарубежный аналог – 60 долл. На изобретение российской нанолампы были потрачены 1,8 млрд руб. Нанолампа будет служить в 50 раз дольше обычной – 50 тыс. ч.

renewableЗа последние два года работы в Роснано были одобрены более 70 бизнес-проектов в области нанотехнологий. За каждым из них стоят новый завод или расширение уже действующего производства в 26 регионах страны и инновационные продукты. Сегодня общий бюджет утвержденных проектов превышает 200 млрд руб., из которых госкорпорация вкладывает 95. По планам выручка от продажи продуктов этих предприятий составит к 2015 г. 140 млрд руб. Всего к 2015 г. будут инвестированы свыше 310 млрд руб. в примерно 93 проекта.

Один из последних инвестиционных проектов при поддержке Роснано серии альтернативной энергетики и энергосбережения – на базе технологии «тонких пленок». Основой технологии тонких пленок служит микроаморфный кремний. Обычный аморфный кремний преобразует свет только синей части спектра. При добавлении нано слоев кристаллического кремния солнечная батарея использует и другие части видимого спектра солнца. Эффективность фотоэлементов увеличивается в полтора раза по сравнению с существующими аналогами.

Несмотря на пока незначительный спрос на фотоэлектрические изделия на внутреннем рынке, российские компании осуществляют производство кремниевых пластин, использующихся для выпуска фотоэлектрических элементов. Помимо экспорта кремния для изготовления фотоэлектрических батарей, ряд российских предприятий в 2009 г. осуществлял экспорт готовых изделий. Суммарный объем экспорта фотоэлектрических батарей в указанный период составил 12 454 шт. Ведущий экспортер солнечных батарей из России по итогам 2009 г. – ООО «Солнечный ветер».

Еще один инвестпроект Роснано, имеющий отношение к инновационной энергетике, – солнечные батареи для космических аппаратов. Эффективность батарей на основе арсенида галлия гораздо выше, чем у кремниевых, а срок службы в космосе возрастает до 15 лет. Этот факт значительно увеличит кпд и срок службы кораблей. Создание солнечных батарей для космических аппаратов снизит зависимость российской космической отрасли от иностранных поставщиков. Полый кремний – основной полупроводниковый материал, применяемый в современной солнечной энергетике и микроэлектронике. Полый кремний используется для производства почти 90% всех солнечных элементов в мире. Потребность в этих материалах в мире очень высока. Ожидается, что окупаемость проекта составит всего несколько лет.

Проекты на основе энергии солнца, которые вышли на мощное технологическое развитие, потенциально могут обеспечить энергией все человечество.

Проблему получения энергии решали за счёт наращивания мощностей, действующих технических средств. Уровень технологий не позволял эффективно использовать энергетические запасы. Наблюдались потери, К.П.Д. использования даров природы был очень низким. Ещё в прошлом веке возникла острая необходимость внедрения высокоэффективных методов использования нефти, угля, воды, обеспечивающая внедрение инноваций.

Запасы природных ископаемых планеты ограничены. Они кончаются. Получать энергию из оставшейся части, станет сложнее. Поэтому вместе с улучшением технологий, обеспечивающих старые способы энергетик, идёт постоянный поиск альтернативных способов решения проблемы, внедрения качественных инноваций.

Мировые инновации 2018

Достижения в области энергетик наблюдаются в разных странах, помогая развитию техники, бизнеса. Они решают конкретные задачи, входящие в следующие направления инноваций мира:

• Создание высокопроизводительных, безопасных производств выпуска конкретных объёмов энергии.
• Анализ и расчет разумных (минимальных) инноваций.
• Развитие других способов передачи энергии на расстояния с минимальными потерями.
• Создание экологической безопасности для живых организмов.
• Внедрение единой энергосистемы с умной цифровой технологией управления.

В ближайшее время полного отказа от углеводородных энергетик не планируется, но поиск альтернативных источников, их внедрение в жизнь идёт полным ходом.

Внимание. По прогнозам специалистов новые технологии уже в 2020 году повысят степень нетрадиционных методов в энергетике до 15 %.

Объём мировых инноваций формируется за счёт государственных вложений. Частные компании тоже финансируют современные разработки. Корпорация Google предложила проект получения энергии за счет оригинальной конструкции змея-аэроплана. Мощность одного устройства составляет 600 кВт. Оно позволяет удовлетворить потребности стандартного многоквартирного дома. Или предложения специалистов Японской компании по использованию новейших способов беспроводной передачи энергии. Даже фантастические идеи реализуются, принесут прибыль, когда будут освоены капитальные инновации.

Направление

Ведутся разработки в многочисленных направлениях оптимальных энергетических инноваций. Денежные вложения, оговариваемые многочисленными программами стран, предлагается направлять на улучшение технологических процессов старых способов добычи энергии и внедрением в жизнь новых достижений науки. Главными направлениями считаются следующие предложения:

1. Использование нефти. Цена на нефть является главной движущей силой развития промышленности. Постоянно идёт поиск новых технологий, обеспечивающих повышение процента добычи нефти из старых и новых скважин. Важно отметить , что благодаря инновациям внедрён новый принцип третичной обработки нефтеносных пластов, делающий скважины рентабельными. Должное внимание уделяется вопросам экологии.
2. Гидроэлектростанции. Природные условия определяют решение использования старинных способов энергетик. Для возведения гидроэлектростанций, реконструкции старых объектов применяются современные материалы, неожиданные конструктивные решения. Используя осмос эффект, предлагается возводить их в открытом море с солёной водой.
3. Устройства угольной промышленности. Старинный вид топлива добывается с помощью современных лазерных комбайнов. Рядом с шахтами формируются экологически безопасные, используемые в хозяйстве зоны.
4. Создание устройств на использовании излучении солнца. Внедрение современных технологий приручения солнечной радиации полезно для районов с достаточным количеством солнечных дней в году. Всё чаще можно встретить частные владения, тепличные комплексы, оборудованные собственными устройствами накопления запасов солнечной радиации.
5. Использование силы ветра. Энергетика, созданная на основе силы ветра, стала привычным видом формирования запасов мощности в разных странах. Новейшие разработки постоянно внедряются при создании новых типов двигателей, систем накопления, передачи.
6. Создание осмостанций. В их основе лежит пополнение запасов энергетики за счёт разницы давлений солёной и пресной воды (осмос эффект). Вращающиеся турбины вырабатывают электричество. Проведённые финансовые расчёты показали, что затраты по сравнению с возведением гидроэлектростанций уменьшаются.

Инициатор

Потребности энергетик ежегодно увеличиваются. Каждая страна проводит тщательный анализ необходимой мощности, зная основные направления в развитии промышленности, научных планах, бытовом использовании. Инициаторами инноваций энергетик являются специалисты конкретной страны, предлагающие обоснованные программы. В странах Европы, Азии активно вкладываются деньги в альтернативные виды получения энергии ветра, солнца. Это Германия, Швеция, Италия, Испания. С появлением современного оборудования возросло количество солнечных станций на территории Америки. Уменьшилась их стоимость. Половину рынка объёмов солнечной мощности используют в Китае, Японии. Продолжает расти использование геотермальных источников в Ирландии, Исландии. Инновации в разработку новых видов тепловых насосов инициировали внедрение геотермальной силы на территориях России, Белоруссии, Украины. По инициативе Министерства энергетики России разработана специальная дорожная карта «Энерджтнет», формирующая рынок электроэнергии будущего. Усилиями специалистов Интер РАО ЕЭС создан фонд «Энергия без границ», предусматривающий модернизацию старых методов энергетик, внедрение альтернативных, более эффективных, экологически безопасных способов.

Краткое описание

Энергетические проблемы повседневной жизни общества требуют разработок и эффективного внедрения альтернативных способов пополнения энергетических запасов. Природные запасы (нефть, газ, уголь) постепенно уменьшаются, становится важным первенство в освоении новых возможностей. Сейчас это следующие инновации в энергетике:

• Использование ударной силы волны (фрекинг). Технология фрекинга называют перспективным будущим нефтегазовой индустрии, открывающей безграничные перспективы для сланцевой революции добычи энергии земли. Вместо традиционного применения, искусственно созданных потоков воды, для разрыва пласта на глубинах до 1500 м используется ударная волна. Главным разработчиком технологии назначена компания Super Wave Technology, расположенная в Индии.
• Замена бензина биотопливом. Чаще всего в качестве биотоплива используется этанол, биодизель. Их стоимость определяется текущим значением цены на нефть. Поиск новых видов биотоплива проводится в разработках НИОКР разных стран. В Техасском университете создан новый вид дрожжей, позволяющий выпускать дешёвый вид биотоплива, как источника энергии, получаемого из живых организмов (растений, животных). Их не менее важным достоинством является способность уничтожать вредоносные загрязнения нефтью, химическими соединениями. Сейчас учёные изучают свойства бактерии Oleispira antartica для использования её в условиях низких температур Заполярья.
• Дальнейшее развитие атомных энергетик, использование физических свойств водорода, мечты о новых видах энергии, полученных на других планетах.

Бюджет

Планирование объёмов денежных вложений в развитие энергетики стало обязательным в экономике любой страны. В первую очередь это определяется выбранным направлением инноваций, оценкой необходимых денежных сумм. В США планируется увеличить средства на развитие крупнейшего солнечного проекта в штате Вирджиния. Два объекта (Pleinmont I и II), входящие в состав солнечной станции мощностью 500 МВт, будут оснащены самыми современными солнечными панелями, устройствами хранения силовых запасов энергетик. Прибыль от продажи такой энергии быстро окупит все затраты. В ближайшем будущем США увеличит долю энергии из возобновляемых источников с 13 % до 18%.

По уровню планируемых на развитие инноваций лидируют Китай, Индия, Англия, Италия, Германия.

Интересно. Оценка МВФ на 2018 год государственных субсидий для инноваций в энергетику даёт величину свыше 10 млн. долларов в минуту.

В России отсутствует системный подход поддержки проекта «Энергоэффективность». Общие денежные вложения государства упали почти во много раз (с 7,1 млрд. руб. до 140 млн. руб. на 2016 год). Но при этом наблюдается рост заводов-производителей газового оборудования, приборов обработки воды, КИПиА. Одним из поставщиков подобного оборудования является компания ООО «РОСС» ross.com.ru/difmanometr-dsp-4sg-m1 (г. Белгород Тел. 4722 40-00-70). Компания предоставляет гарантию качества и полный комплект документов предоставляемых заводами-изготовителями.

Особенности развития энергетики в России

Наличие разнообразных климатических условий на большой территории России требует особенного отношения к анализу возможных способов производства энергии. Только на отопление жилища ежегодно надо потратить миллиарды, не говоря о проблемах промышленности, сельского хозяйства, содержании армейского оборудования. Российская энергетика находит решение в развитии старых способов и использование любых современных инноваций в области применения технологий, основанных на новых физических принципах получения энергии. Организуются специальные фонды инноваций, открываются НИОКР по созданию новых материалов, необходимых при модернизации плотин, нефтяных вышек, техники для добычи угля. Это сверхстойкие нано структурированные стали, много композиционные защитные покрытия, оригинальные солнечные панели, новейшие системы ветряков, современные тепловые насосы. Разработке подлежат все направления инноваций в технологии получения энергии, повышения эффективности её использования при передаче на большие расстояния, свойственные России. Уникальной разработкой России (в мире отсутствуют аналоги) называют метод петротермальной энергетики (тепловая сила сухих горных пород в земной коре). Разработки ведутся по программе «Термолитэнерго».

В ближайшее время основным направлением получения энергии в России останется нефть. От её цены, объёмов добычи с помощью новейших технологий будет зависеть уровень развития техники, жизни.

Современные технологии в различных отраслях и сферах постоянно развиваются путем внедрения креативных инноваций. Не исключением является и энергетическая область – инновации в энергетике стимулируют развитие бизнеса, автомобильной, нефтегазовой и прочих индустрий, а также существенно повышают качество жизни населения. Инновации, или нововведения, представляют собой опробование и использование технологических или иных других новинок, направленных на качественное развитие процессов жизнедеятельности, промышленности и т.д.

Наиболее интересные и современные инновации

Инновации энергетического плана внедряются различными странами в самых активно используемых отраслях, а также заимствуются друг у друга. Одними из самых значимых инноваций можно назвать:

• Технология фрекинга с использованием ударной волны
• Новейшие технологии добычи нефти
• Использование бактерий для устранений разливов нефти
• Применение биотоплива для автомобилей

Говоря о первой инновации, стоит отметить, что ударная волна является самым результативным способом для рассеивания энергии. Ее можно успешно применять на глубине сланцевых пластов до тысячи или полутора тысяч метров. Индийская компания, специализирующаяся на исследовании технологии фрекинга, предложила использовать ударную волну в качестве более простой и выгодной по стоимости технологии для разрыва пласта, в сравнении с гидроразрывом. Подобная энергетическая инновация способна существенным образом изменить нефтегазовую промышленность, поскольку полностью отпадет необходимость использования воды в данных работах. Это позволит заметно уменьшить уровень загрязнения воды, ведь для гидроразрыва требуется не менее 4 млн галлонов на одну скважину.

Вторая интересная инновация в энергетике – это усовершенствованный способ нефтедобычи. Так называемый метод повышения нефтеотдачи подразумевает третичную обработку пластов, чтобы извлекать как можно больше продукта. Основывается такая технология на применении углекислого газа, повышающего скорость потока нефти и снижающего ее вязкость.

Что касается использования бактерий для устранения разливов нефти, данная инновация базируется на применении двух групп бактерий – обе они обладают свойством окислять нефть и таким образом сокращать масштаб разлива, либо заранее предотвращать его. На данный момент специалисты занимаются изучением рода бактерий Oleispira antartica, чтобы выяснить способность к существованию в низких температурах. Эта инновация позволит разработать эффективную стратегию по сохранению экологии и предотвращению нефтяных загрязнений.

И наконец, еще одна инновация – это автомобильное биотопливо, получаемое из клеток растений и животных. Биодизель и этан (самые популярные виды биотоплива) помогут стабилизировать ситуацию с ценами на мировом рынке и снизят расходы на НИОКР.

Взгляд в будущее: какие инновации будут использоваться

Помимо вышеперечисленных, инновации в энергетике включают в себя и другие достижения, часть из которых уже достаточно широко используется. Так например, это ветроэнергетика – использование ветровой энергии для работы двигателей разного типа. Подобные системы можно встретить во многих заграничных странах, у нас эта технология тоже находит свое применение.

Не стоит обделять вниманием и тепловые насосы, их можно по праву назвать будущим энергетики. Они позволят заметно улучшить экологическую ситуацию за счет производства тепловой энергии, попутно существенно повышая уровень жизни населения, поскольку теплоснабжение является одним из ключевых секторов энергетики. Принцип действия тепловых насосов основан на трансформации низкотемпературной возобновляемой энергии, он известен более века, но активное применение находит только сейчас.

Теплоэнергетические современные установки – инновация промышленного масштаба

В 2004 году стартовало изучение такой инновации, как применение сжиженных углеводородных газов (СУГ) для теплоэнергетических установок. Использование СУГ вместо дизельного топлива позволит улучшить экологическую безопасность. Кроме того, данное топливо обладает высокими потребительскими свойствами и более низкой стоимостью в сравнении с другими видами топлива. Сегодня подобная инновация уже прошла многочисленные испытания и отличилась надежностью и эффективностью.

Светодиодные лампы – высокое и доступное качество

Последней энергетической новинкой можно назвать и светодиодные лампы. Они появились на рынке сравнительно недавно, но уже успели завоевать достаточно широкую долю. В сравнении с люминесцентными лампами и светильниками светодиодные варианты более практичны и экономичны, они обладают длительным эксплуатационным сроком. Практичный материал позволяет добиться снижения стоимости, что очень важно для широкого потребительского круга. Подобная новинка сейчас продолжает набирать популярность, особо заметен рост офисных светодиодных светильников и приборов для освещения магазинов.

Преимущества современных осмотических электростанций

Оригинальной инновацией мира энергетики является осмотическая станция, которая базируется на использовании морской соленой воды. Осмос – это физический эффект, происходящий в стволах деревьев и предназначенный для переноса питательных соков в зону, где происходит фотосинтез. Ученые-специалисты предложили задействовать подобный процесс для взаимодействия с водой. Если в один сосуд с перегородкой разместить пресную и соленую воду, то разница давлений заставить заработать процесс осмоса. Подобную реакцию можно использовать в работе гидроэлектростанций.

Интересная задумка требует доработки – в частности, пока ученые не могут решить вопрос с подбором наиболее подходящих мембран для осмотических станций. Если же это удастся сделать, то новинка прочно займет место в сфере гидроэнергетики и позволит заметно увеличить объемы энерговыработки, стабильно обеспечивая постоянно растущее население по всему миру.

Резервы такого процесса, как осмос, можно назвать достаточно впечатляющими. Эта инновация поможет с легкостью задействовать в человеческой жизнедеятельности энергию глубин океана, поскольку степень солености воды во многом зависит от температуры, а она изменяется с уровнем глубины. В связи с этим технология позволит избежать привязки строительства гидроэлектростанций к устьям рек, их можно будет размещать прямо в акваториях океанов. Поэтому сегодня ученые активно занимаются разработкой данной инновации для ее скорейшего внедрения.

От того, как активно внедряются инновации в энергетике и прочих отраслях человеческой жизнедеятельности, зависит успешное и полноценное развитие условия существования, повышение качества жизни и возможность экономить на ежедневных потребностях. Именно по этим причинам специалисты всего мира каждый день изучают новые разработки и пробуют их в практических условиях, чтобы найти действительно выгодные и полезные инновации.

Инновации в энергетике стимулируют развитие других промышленных областей. повышает качество жизни человека и помогает снизить затраты, связанные с производством.

Мировые инновации

Развитие энергетики ведётся преимущество в направлении создания технологий, позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду.

В этой области наиболее перспективными считаются следующие разработки:

• Осмотические электростанции;
• Светодиоды;
• Реакция холодного синтеза;
• Тепловые насосы.

Новые энергетические технологии не ограничиваются указанными разработками. Японские учёные проводят эксперименты по беспроводной передаче электричества. Также продолжаются поиск и развитие альтернативных (возобновляемых) источников энергии.

Осмотические станции

Эта инновация позволяет использовать практически неисчерпаемые запасы мирового океана для развития энергетики.

Инициатор

На момент написания статьи работала единственная осмотическая станция, созданная компанией Statkraft. Установка размещена на территории норвежского города Тофте.

Суть метода

Суть работы этой инновации заключается в том, что энергия извлекается за счёт смешения солёной и пресной воды. Процесс проходит в одном резервуаре, разделённом полупроницаемой мембраной. Из-за того, что в резервуаре с пресной водой низкая концентрация соли, происходит обмен жидкостей, благодаря которому достигается равновесие. В результате этого процесса во втором отсеке увеличивается давление, которое запускает гидротурбину, вырабатывающую электроэнергию.

Низкая эффективность мембран — это основной недостаток осмотических станций. Поэтому большинство разработок касается уменьшения размеров последних. Исследования по созданию мембран нового типа ведут General Electric, Hydranautics и другие крупные компании.

Разработка осмотических станций позволяет внедрять экологически чистые источники электроэнергии на любых территориях, где имеется доступ к воде (а не только на реках). По предварительным расчётам, потенциал этой инновации составляет 1600-1700 ТВт*ч, что соответствует 10% от мирового потребления электричества.

Расходы

Размер инвестиций, потребовавшихся для претворения в жизнь проекта осмотической станции, составил 20 миллионов долларов. При этом на разработку и внедрение инновации ушло около 10 лет.

Светодиоды

Светодиоды обладают множеством преимуществ и выгодно выделяются на фоне других источников освещения:

1. Энергоэффективность. Светопередача у светодиодов составляет 120-150 люмен/ватт, что является максимальным показателем.
2. Экологичность. Подобные источники освещения не выделяют вредных веществ.
3. Продолжительный срок службы. Показатель составляет 50 тысяч часов.

Работу светодиодного освещения можно контролировать с помощью мобильных приложений, изменять цвет испускаемого излучения и вносить другие настройки.

Инициатор

Основной объём продаж (примерно 60%) светодиодного освещения на мировом рынке обеспечивают компании из Японии и Южной Кореи. Из европейских производителей инновации постоянно демонстрирует Phillips.

Суть

Из современных инноваций можно выделить следующие:

1. GaN-светодиоды на подложках из кремния. Технология обеспечивает хорошую светоотдачу, благодаря чему снижаются расходы в энергетике.
2. LED-освещение на GaN-подложках. Обеспечивает более качественную цветопередачу и улучшает интенсивность светового потока (если сравнивать с предыдущей технологией).
3. LED SlimStyle. Особенность источников освещения, построенных на базе этой технологии, заключается в наличии множества мелких светодиодов. Стоимость подобных ламп составляет около 10 долларов.

Современные источники освещения работают от постоянного тока. Благодаря этому исключается мерцание света. Однако сейчас ведутся исследования по использованию переменного тока. За счёт этого можно снизить потребляемую мощность. LED-освещение, которое работает с переменным током, разрабатывают компании Lynk Labs и Seoul Semiconductor

Объем инвестиций

Размер инвестиций, которые получила эта сфера энергетики, подсчитать сложно. По мнению аналитиков, в 2018 году объём рынка LED-освещения достигнет 25,9 миллиарда долларов.

Реакция холодного синтеза

Группа итальянских учёных в начале 2010-х годов заявила о создании источника бесплатного тепла, добываемого благодаря реактору E-Cat.

Инициатор

Адреа Росси вместе с коллегами разработал новый тип автономного реактора. Его планируется использовать для отопления частных домовладений.

Суть метода

Реактор E-Cat вырабатывает тепло за счёт взаимодействия никеля и водорода. После реакции указанных элементов также образуется медь. Принцип действия E-Cat основан на технологии LENR, или низкоэнергетической ядерной реакции.

Согласно расчётам разработчиком, автономный реактор мощностью 1000 кВт в течение полугода потребляет 10 кг никеля 18 кг водорода.

Расходы

Общий бюджет инновации не раскрывается. Производство E-Cat наладят на территории США. Установки будут задействованы американской энергетикой. Когда разработка появится на рынке, потребители смогут арендовать реактор для собственных нужд. Стоимость 1 E-Cat составит 400-500 долларов.

Другие инновации

Среди перспективных инноваций в области энергетики выделяются следующие:

1. Беспроводная передача электроэнергии. Активными разработками в этой области занимаются японские учёные.
2. Ветровая и солнечная энергетика. , позволяющих снизить расходы на производство электростанций.
3. Тепловые станции, использующие сжиженные углеводородные газы. Эта инновация успешно прошла множество испытаний и доказала собственную эффективность.
4. Атмосферная электроэнергетика. Бразильские учёные выяснили, что влажный воздух содержит частицы, обладающие небольшим зарядом. Заряд с помощью металлов можно собирать и вырабатывать электроэнергию. Эта инновация имеет перспективу развития в энергетике стран с влажным климатом.
5. Магнитомеханический усилитель мощности. Разработчики технологии заявляют, что нашли способ, посредством которого можно использовать магнитное поле Земли для ускорения работы электромотора.

Современная энергетика развивается по разным направлениям. Многие компании продолжают разрабатывать новые технологии, повышающие эффективность светодиодных ламп. А энтузиасты и исследовательские лаборатории предлагают нередко оригинальные решения, которые впоследствии пополняют энергетику различных стран.

Особенности развития энергетики в России

На территории России внедрением энергетических инноваций занимается преимущественно государство либо принадлежащие ему крупные компании. На территории Алтайского края на протяжении нескольких последних лет открывают новые солнечные электростанции. А Роснано наладила выпуск светодиодов, созданных на базе нанотехнологий. Также эта компания предлагает для российской энергетики солнечные батареи, которые поглощают большую часть спектра солнца.

Как обеспечить конкурентное преимущество на годы вперёд.
Российская электроэнергетика сейчас подошла вплотную к той границе, когда нужно сделать выбор: либо продолжать развитие на основе старых и давно испытанных технологий, слегка их модернизируя, либо сделать рывок в инновациях. Ведь уже многие годы (а точнее сказать – десятилетия) новых технологий не появляется. Именно поэтому государство выступает с инициативами по законодательному закреплению расходов на НИОКР, а энергокомпании активно обсуждают свои программы инновационного развития.

В 90-е годы прошлого века средства на развитие существующих энергомощностей и новые разработки практически не выделялись. Может, на тот момент это было и не особо критично: с падением производства уровень энергопотребления сильно снизился. В новом тысячелетии всё изменилось. Развивающаяся промышленность требует ввода всё новых и новых мощностей, энергопотребление растёт, а уровень износа многих действующих станций диктует необходимость скорейшей модернизации. При этом есть возможность взять за основу самые лучшие мировые образцы технологических разработок, изучить и проанализировать зарубежный опыт развития возобновляемых источников топлива. А также начать создавать новые технологии, аналогов которым в мире пока ещё нет.

Для примера – давно назревшая проблема развития угольной генерации. Угольные энергоблоки, построенные в советское время, пришла пора модернизировать. Это понятно всем. Но стоит один вопрос: как? В какую сторону дальше должно развиваться это направление? Несколько лет назад была предложена технология перевода энергоблоков на работу на сверхкритических параметрах пара. Учёные обсуждают следующий шаг – работу на суперсверхкритических параметрах пара. Но ни та ни другая технологии до сих пор не внедрены в промышленное производство. Более того, как такового нет ответа на вопрос, насколько это коммерчески привлекательно. Пока эти вопросы не решаются из-за огромной стоимости НИОКР, которую не может «потянуть» ни одна компания. Но время заставляет всё активнее искать пути решения проблемы дальнейшего развития угольных энергоблоков, износ которых становится всё больше. В итоге электроэнергетические компании всё ближе подходят к пониманию того, что с подобными вызовами надо справляться сообща – ведь в этом случае затраты на НИОКР будут разделены между широким числом компаний, равно как будут разделены между ними и те многие риски, неизбежно сопровождающие любой процесс разработки новейших технологий..

Инновационная стратегия

Что бы объединить усилия всех энергетиков, «Интер РАО ЕЭС» учредила фонд поддержки НИОКР «Энергия без границ» (подробнее об этом читайте на стр. 13). Приоритеты инновационного развития в самой компании расставлены следующим образом: серьёзная модернизация энергетических мощностей, строительство современных станций на природном газе, использование экологически чистых установок, работающих на угле, развитие и внедрение энергосберегающих технологий.

Первыми результатами работы по внедрению инновационных технологий стали ввод второй очереди Калининградской ТЭЦ-2, строительство ПГУ-450 на Уренгойской ГРЭС, завершение первого этапа модернизации электролизной установки на Нижневартовской ГРЭС и другие проекты.

Сейчас реализация стратегии «Интер РАО ЕЭС» в сфере инноваций вошла в завершающую стадию. Начав с приобретения зарубежных технологий, энергохолдинг перешёл к их последующей адаптации и производству оборудования уже на территории России. В этом направлении в компании реализуется проект создания совместного производства малых паровых турбин и котлов-утилизаторов с машиностроительным концерном ALSTO M. Кроме того, совместно с корпорацией General Electric и ГК «Ростехнологии» реализуется проект по созданию производства высокопроизводительных и высокоэкономичных газовых турбинных установок (ГТУ).

Также в «Интер РАО» ведётся работа по созданию собственных технологий с инновационной составляющей, не уступающих мировым аналогам. Эти изыскания компания ведёт совместно с ведущими профильными и отраслевыми организациями. Например, в прошлом году научно-технический совет «Интер РАО ЕЭС» рассмотрел ряд отечественных разработок в области функциональных покрытий.

Московский энергетический институт (МЭИ) и Всероссийский теплотехнический институт представили оборудование и ионно-плазменные технологии создания многослойных многокомпонентных нанокомпозитных покрытий, которые, как было зафиксировано в решении совета, позволяют «улучшить антикоррозийные свойства, повысить износостойкость наиболее важных элементов теплоэнергетического оборудования, снизить интенсивность воздействия повреждающих факторов на функциональные поверхности и тем самым увеличить эксплуатационный ресурс энергооборудования».

Иными словами, эта технология позволяет сделать оборудование более выносливым, увеличить его КПД и срок службы. НТС признал важность продолжения работ по созданию высокоэффективных покрытий для различных видов энергетического оборудования и целесообразность участия «Интер РАО ЕЭС» в проектах Центра функциональных покрытий, создаваемого для этих целей на базе научно-исследовательского центра «Курчатовский институт». Оказалось, что применение технологии, казалось бы, далёкой от энергетики, может сэкономить миллионы, если применить её на станциях «Интер РАО ЕЭС».

Ещё один перспективный проект – создание энергетических установок нового поколения из наноструктурированных сталей, способных выдерживать суперсверхкритические параметры пара. Данные установки разрабатываются совместно с ведущими компаниями и институтами машиностроения стран СНГ: ОАО «ЭМАльянс», ГК «Российская корпорация нанотехнологий», ОАО «ЦНИИТМАШ»,ОАО «ВТИ», БелГУ и ОАО «Силовые машины». Показатели энергоблоков нового поколения на суперсверхкритических параметрах пара, создаваемые с использованием таких сталей, будут значительно превосходить уже существующие в России по удельному потреблению топлива, себестоимости производимой электроэнергии и выбросам парниковых газов в атмосферу.

Энергоэффективность: на станциях и не только

Одной из задач инновационного развития является повышение энергоэффективности станций. К 2015 году «Интер РАО ЕЭС» планирует повысить эффективность сжигания топлива в 1,5 раза и довести уровень собственного потребления энергии до 3–4 %. Этого планируется достичь в первую очередь за счёт снижения потерь энергии при передаче и распределении внутри энергообъектов. В частности, ещё в 2009 году «Интер РАО ЕЭС» создало с FENICE, дочерней компанией Electricite de France, СП для внедрения передовых энергосберегающих технологий, проведения энергетического аудита, а также инжиниринга в области энергосберегающих технологий. Причём предназначено всё это не только для внутреннего использования на станциях группы.

Российской особенностью энергетических инноваций является необходимость внедрения энергосберегающих технологий не только на самих электростанциях, но и за их пределами. Проблема – в очень высокой энергоёмкости отечественных предприятий. Наша страна потребляет в 2,5 раза больше энергоресурсов на единицу ВВП, чем страны с соизмеримыми экономическими показателями. И дело не только в том, что мы живём в холодном климате. Более бережное отношение к энергии позволило бы России, по самым скромным подсчетам Минэнерго, экономить около 1 трлн. рублей в год! Специалисты «Интер РАО ЕЭС» проводят комплексные обследования на промышленных предприятиях. Они собирают информацию об использовании энергоресурсов, чтобы выявить возможные пути повышения их энергоэффективности. Координацией этих работ занимается Центр энергоэффективности «Интер РАО ЕЭС». Результаты обследований лишний раз доказывают, что одним только наращиванием генерирующих мощностей проблему энергоснабжения не решить. Это всё равно что бесконечно пытаться наполнить дырявый мешок. А значит, тезис о том, что энергетика является локомотивом инновационного развития российской экономики, оказывается вдвойне справедливым. Ведь внедрение энергоэффективных технологий будет способствовать инновационному развитию промышленных предприятий и повышению их эффективности.