Бестопливные технологии – путь предотвращения экологической катастрофы

В середине марта этого года Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) обнародовала выводы Шестого оценочного доклада по глобальному климату за последние 10 лет. Эксперты подсчитали, что за последние 10 лет средняя температура на Планете поднялась на 1,1 градуса. МГЭИК выяснила, что если сохранится объем глобального антропогенного годового выброса на уровне 2019 г., то оставшийся «бюджет непревышения» порога в 1,5° C составит 500 Гт парниковых газов, и израсходуем его мы уже в начале 30-х гг. XXI в. 

Такое повышение среднегодовой температуры приведёт к увеличению уровня мирового океана, затоплению прибрежных земель и переселению миллионов людей. «Когда температура поверхности океана повышается, он хуже поглощает углекислый газ, поэтому здесь возникает обратная связь. Чем большего углекислого газа, тем больше температура. Чем выше температура, тем хуже поглощается углекислый газ океаном, и он больше накапливается в атмосфере», - предупреждает научный руководитель Института глобального климата и экологии, доктор физико-математических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, климатолог, член-корреспондент РАН Сергей Семенов. МГЭИК определила, что климат Земли по сравнению с доиндустриальным состоянием меняется в основном потому, что в ходе хозяйственной деятельности атмосфера насыщается углекислым газом, метаном, закисью азота и другими парниковыми газами, а также аэрозолями.

Парниковый газ перехватывает излучение, идущее с Земли в космос, и переизлучает его, т.е. часть энергии, столкнувшись с парниковыми газами в атмосфере, направляется к Земле еще раз, дважды её нагревая. Безусловно, изменение климата не определяется только антропогенными факторами, но их доля влияния значительна, поэтому составной частью мер борьбы с изменением климата является отказ от ископаемого топлива в области электрогенерации и транспорта.

Переход на бестопливные технологии является остро стоящей задачей, хотя в научном мире до сих  не утихают споры о принципиальной возможности работы бестопливных технологий. Сейчас замещение электрогенерации от сжигания ископаемого топлива идёт за счёт расширения солнечной энергетики и ветрогенерации, которые по сути относятся к бестопливным технологиям. Массовый перевод транспорта на электрическую тягу потребует значительного наращивания дополнительной мощности электрогенерации, и вряд ли солнечная энергетика и ветрогенерация справятся с этой задачей. Одной из причин этого будет являться нехватка лития, кобальта и хрома, как указано в отчёте Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), приведённом в Le Figaro, т.к. эти металлы используются в производстве аккумуляторных батарей. И спрос на эти металлы, по оценке экспертов, вырастет в 4-6 раз. Также прогнозируется введение странами-экспортёрами различных экспортных ограничений, которые уже начали применяться, поэтому наиболее перспективными будут являться технологии с небольшими аккумуляторами или практически без них.

Аккумуляторные батареи в современных электромобилях обеспечивают их пробег без подзарядки 500 км и даже больше, что подразумевает установку больших и дорогих аккумуляторов и использования для их производства лития, кобальта и хрома. И речь идёт не только об электромобилях, но и о батареях для сотовых телефонов, планшетов, ноутбуков и т.д., а 60% месторождений кобальта, например, находятся в Конго, где политическая ситуация нестабильная.

В массовых средствах информации сейчас можно найти множество схем бестопливных генераторов, но подавляющая часть из них связана с применением магнитов и вращением ротора в различных вариациях. Такие генераторы, издающие шум из-за вращения ротора и  требующие зачастую работы поддерживающего его вращение двигателя небольшой мощности, создают дискомфортные условия для их использования.

Подача же генерируемой ими электроэнергии в централизованную систему электроснабжения практически вряд ли возможна в настоящее время из-за малой мощности электрогенерации и необходимости согласования к подключению, что связано со значительными бюрократическими процедурами.

Перспектива выхода на промышленное производство - удел бестопливных генераторов малой мощности 5-10 кВт, предназначенных для электроснабжения домовладений, когда решение о их покупке принимает конкретный покупатель. Но для этого эксплуатация такого генератора должна быть максимально простой, не требовать дополнительных затрат, а инвестиция в его покупку должна быть экономочески целесообразной. Кроме того, выработка электроэнергии таким генератором не должна зависеть от погодных условий.

В настоящее время наиболее перспективной с точки зрения перечисленных выше условий является разработка компании Neutrino Energy Group. Предлагаемая компанией Neutrinovoltaic технология имеет отдалённое сходство с работой солнечных панелей, но есть и принципиально важное отличие. Солнечные панели генерируют электрический ток под воздействием видимого спектра излучения, а наноматериал, созданный Neutrino Energy Group, преобразовывает энергию окружающих полей излучений невидимого спектра. Безусловно, солнечный свет представляет собой значительно более концентрированную энергию, чем излучение невидимого спектра, но мощность излучения невидимого спектра не зависит от времени года и времени суток. Энергетические поля невидимого спектра излучения имеют высокую проникающию способность, которая одинакова как вне помещений, так и внутри помещений, в подвале дома и даже под водой, что делает перспективным использование Neutrinovoltaic технологии даже для электроснабжения надводных и подводных кораблей, не говоря уже о производстве электромобилей со встроенной в его корпус системой преобразования энергии окружающих полей излучений. В настоящее время Neutrino Energy Group разрабатывает такой электромобиль совместно с индийскими контрагентами.

В отличие от солнечной батареи пластинам Neutrinovoltaic необходимо гораздо больше площади поверхности, но преимущество в том, что размещать генерирующие элементы можно слоями друг на друга. Для энергетического куба нетто-мощностью 5-6 кВт рабочая поверхность составляет более тысячи пятьсот квадратных метров, но из-за компановки энергетический блок имеет размеры 800х400х600 мм. 

В настоящее время проводится экспертиза Neutrino Power Cube для допуска к продажам на рынке ЕС. Первый завод начнет промышленный выпуск в Швейцарии в конце 2023 – начале 2024 года, так же планируется запуск в середине-конце 2024 года мега-фабрики в Корее с наращиванием ежегодного производства Neutrino Power Cubes до 30 ГВт к 2029 году.