Не пропустить прорыв технического прогресса в области энерготехнологий

Уровень экономического развития любого государства определяется во многом степенью развития науки и технического прогресса. Чем более наукоемкие производства сосредоточены в стране, тем выше уровень её развития и соответственно выше благосостояние населения. К большому сожалению, Россия показывает лишь очень скромные успехи в освоении наукоёмких производств гражданского назначения в отличие от достижений в области оборонной промышленности. Экспортные возможности страны ориентированы в основном на поставки ископаемого топлива. Но как долго может успешно развиваться экономика государства, которое бурит с упоением землю для добычи нефти и газа? Хотя и слово «успешно» можно взять в кавычки, т.к. жизнь процветает в Москве, Санкт-Петербурге и ещё нескольких крупных центрах в России. Жители периферийных городов, посёлков и деревень получают низкие зарплаты в основном. Конечно, нельзя не отметить, что государство начало вкладывать средства в строительство дорог, модернизируются объекты здравоохранения, правда в основном, в крупных городах, выделяются средства на поддержку сельского хозяйства. Это безусловно позитивный старт, но этот путь еще предстоит пройти.

Ведущим российским сырьевым компаниям уже сейчас необходимо диверсифицировать свой бизнес, особенно в области внедрения альтернативной энергетики, а не замыкаться только на добыче углеводородов. ЕС для России является основным торговым партнёром, но структура экспорта ограничена в основном сырьевыми товарами. Однако, по оценкам специалистов, нефти, как топливу для автотранспорта, осталось жить 15-20 лет. Уже сейчас страны ЕС официально декларируют введение запретов на продажи новых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания через 15-20 лет. И ситуация как с легковым автотранспортом, так и грузовым будет развиваться аналогично, как и с самолётами по уровню шумности. ЕС и США отказались принимать в своих аэропортах самолёты, на которых уровень шумности двигателей выше уровня, установленного ими. В результате всем советским самолетам типа ТУ-154 и т.д. запретили летать в США и Европу. Таким нехитрым образом, российские авиакомпании были вынуждены закупать иностранные самолёты, а собственная авиационная промышленность гражданского направления была фактически уничтожена. В недалёком будущем въезд в ЕС автомобилей с двигателями внутреннего сгорания просто запретят, и к этому российская промышленность должна готовиться заранее.

И наши лидеры нефтяного бизнеса понимают, что потребность в нефти в среднесрочной перспективе резко упадёт, что будет означать и падение цен. Так Сечин И.И. - главный исполнительный директор нефтегазовой компании ПАО «НK “Роснефть”», председатель совета директоров компании «Роснефть» - в ключевом докладе на Петербургском международном экономическом форуме 2019 высказал мнение, что логика развития энергетики приведет к отказу от угля и атомной энергетики. Также он считает, что государства всё больше будут использовать газ в качестве газомоторного топлива и в производстве электроэнергии. Однако декларирование Еврокомиссией переход стран ЕС к 2050 году на экономику с нулевыми выбросами СО2 ставит под большой вопрос и экспортные перспективы газа. Российским нефтегазовым компаниям уже сейчас необходимо вкладывать средства в научно-технологические компании, занимающиеся вопросами альтернативных видов электрогенерации, чтобы однажды просто не разориться. Недостаток наших крупных сырьевых компаний в том, что у них в основном контролирующий акционер – государство, поэтому как руководители таких компаний, так и члены наблюдательного совета от государства думают только о сегодняшнем дне, когда от них требуется наполнение бюджета.

Мир без нефти, газа и угля ближе, чем может показаться

В Финляндии в ночь с 9 на 10 февраля 2020 года были зарегистрированы «отрицательные» цены на электроэнергию. Об этом свидетельствуют данные энергетической биржи Nord Pool. Такое же «чудо» происходило ранее и в других странах ЕС. Подобное резкое снижение стоимости электроэнергии вызывается в первую очередь погодными условиями, в солнечную и ветряную погоду случается переизбыток электрогенерации.
Конечно, можно снисходительно приводить контраргументы, перечисляя минусы солнечной и ветрогенерации, такие как, нестабильность генерации и её зависимость от погоды, сложность поддержания балансировки энергосистемы при «рваном» режиме, необходимость строительства и поддержания в горячем режиме маневренных мощностей, необходимость строительства дорогостоящих систем хранения выработанной электроэнергии, дороговизну электроэнергии для потребителя. Всё это так, и было бы не объективно это отрицать, но речь идёт о среднесрочной и долгосрочной перспективе.

Среднесрочная и долгосрочная перспектива в системе энергоснабжения

Период времени от открытия до его широкого внедрения занимает десятки лет. Если обратить внимание на лауреатов Нобелевских премий, то, они, как правило, пожилые люди, которые сделали свои открытия уже 25-30 лет назад. Поэтому, если Вы хотите получить широкое внедрение инновационной технологии в течение следующих 10 лет, эта технология должна быть уже изобретена и находиться на этапе внедрения.

Расширение использования солнечной генерации связывается с повышением эффективности материалов. Наиболее эффективными в настоящее время являются GIGS, CdTe-based панели, однако в промышленных масштабах их невозможно выпускать ввиду очень ограниченных объемов индия и теллура, доступных на Земле. Поэтому распространение получили поликремниевые панели. Срок окупаемости таких панелей при наличии систем хранения вырабатываемой электроэнергии 16 лет. Развитие ветрогенерации идёт по пути увеличения мощности ветрогенераторов, изменения их конструкции для уменьшения стоимости отпускной цены и шума лопастей. Можно ожидать, что модернизация и новые технологические инновации в развитии этих 2 видов генерации электроэнергии должны сделать их более эффективными в среднесрочной перспективе.

Однако наиболее интересны и перспективны источники генерации электроэнергии, основанные на применении новейших материалов, в первую очередь графена. Физики из США случайно обнаружили, что графен может вырабатывать энергию с помощью окружающей среды и уже в ближайшем будущем станет новым словом в энергетике и бионике. Ученые из университета Арканзаса использовали повышенные колебания атомов графена для создания устройства для сбора энергии от вибрации атомов. Листы графена, покрытые отрицательно заряженными частицами, разместили между двумя металлическими электродами. Как только волна графена поднималась вверх, то верхний электрод становился положительно заряженным. Когда волна графена опускалась, то такой же эффект проявлялся на нижнем электроде. В результате формировался переменный ток.

Приоритет изобретения материала на основе использования графена для генерирования постоянного электрического тока принадлежит немецко-американской компании Neutrino Energy Group во главе с генеральным директором Хольгером Шубартом. Эта компания шагнула далеко вперёд в исследованиях новых материалов с использованием графена, создав Neutrinovoltaic - технологию генерации постоянного тока под воздействием частиц невидимого спектра излучения, включая космические нейтрино. В отличие от учёных университета Арканзаса немецкие учёные создали многослойный материал из чередующихся слоёв графена и легированного кремния, который, используя увеличенную амплитуду вибрации атомов материала, генерирует постоянный ток.

Несомненным преимуществом постоянного тока перед переменным является то, что все компьютеры, гаджеты, лампы освещения на основе светодиодов, электромобили используют именно постоянный ток, что позволит размещать Neutrino Power Cube® источники, созданные на основе использования Neutrinovoltaic технологии, внутри корпусов этих приборов. Значительным преимуществом этой технологии является возможность размещения рабочих пластин одна над другой, как в пачке бумаги, и возможность масштабирования, т.е. увеличения или уменьшения количества рабочих пластин и их размеров, что позволяет изготовить источники постоянного тока заданных размеров и выходных характеристик.

Компания Neutrino Energy Group заявила о том, что широкое внедрение нейтринных источников тока начнётся в ближайшие годы после изготовления автоматической линии для нанесения многослойного материала на металлическую основу, что позволит предоставить рынку источники, генерирующие постоянный ток 24 часа в сутки/365 дней в году вне зависимости от погодный условий. Предварительный расчёты показывают, что стоимость получаемой электрической энергии от них будет минимум на 50% меньше, чем от солнечных панелей и не потребует затрат на их обслуживание.

Именно на такие изобретения и нужно обращать внимание российским энергетическим компаниям и финансировать их, что позволит получить приоритет в их внедрении, в первую очередь на территории России и обеспечит тем самым самый высокий уровень технического прогресса в нашем государстве.