Новые бестопливные технологии электрогенерации трансформируют систему электроснабжения

Фото из открытых источников

Массовый переход на возобновляемые источники энергии, такие как солнечные батареи и ветрогенераторы, может существенно изменить энергетический сектор. Его потенциал будет зависеть не от погодных условий, а от доступности солнечных и ветряных ресурсов.

В последние годы в Европе, особенно в летние месяцы, всё чаще наблюдаются продолжительные периоды безветрия. Это создает дополнительную нагрузку на энергосистему, особенно учитывая рост энергопотребления, связанный с необходимостью кондиционирования воздуха в помещениях. Учёные считают, что безветрие напрямую связано с повышением температуры как на поверхности Земли, так и в её верхних слоях. Ожидается, что в период с 2021 по 2050 год скорость ветра уменьшится менее чем на 5%. Однако даже такое небольшое снижение, вероятно, приведет к значительным колебаниям в производстве ветроэнергии.

Это представляет серьёзную проблему для европейских стран, которые отказались или собираются отказаться от угля и атомной энергии в пользу нестабильных возобновляемых источников. Как это ни парадоксально, но подобное развитие ставит под угрозу собственные цели ЕС по декарбонизации в области климата. В Европе уже наблюдается снижение уровня выработки ветровой энергии, что может быть связано с изменением климата, считает Иван Форе Свегаарден из норвежской компании TradeWpower AS. Эта компания предоставляет энергетическим трейдерам консультации по вопросам, связанным с погодой и климатом. Он подчеркивает, что новое исследование, посвященное исчезновению долгосрочного летнего ветра, согласуется с другими работами, которые предполагают, что влияние изменения климата на ветер станет статистически значимым во второй половине этого столетия.

Проблемы также наблюдаются и в автомобильной промышленности. Ведущие мировые автоконцерны признают, что их ставка на электромобили оказалась преждевременной. Это вызывает необходимость разработки новых технологий, которые могли бы устранить недостатки, выявленные в работе солнечной энергетики, ветрогенерации и эксплуатации электромобилей. Именно об этом говорил президент России Владимир Путин на московском Форуме будущих технологий в феврале 2025 года, предложив объявить новый конкурс на создание уникальных материалов и изделий из них для автономных источников энергии, силовых и энергетических установок.

В наиболее технологически развитых страх осуществляются масштабные инвестиции в исследования и разработку новых материалов и технологий, которые предназначены для использования в сфере энергетики, не связанной с углеводородами. Эти исследования направлены и на создание автономных электромобилей, не требующих зарядки от розетки.

В сфере науки и прикладных исследований Россия не идет пока в ускоренном темпе ведущих мировых разработок. Одним из способов преодолеть это промедление могло бы стать взаимодействие с ведущими зарубежными научными и технологическими центрами, что соответствует руслу идей, высказанных президентом Владимиром Путиным на Форуме будущих технологий. Однако для реализации этой идеи необходимо заручиться согласием иностранных партнёров на сотрудничество, что становится особенно сложным в условиях санкций. Тем не менее, даже в такой непростой ситуации, некоторые западные компании видят в России перспективного партнёра, работа с которым будет способствовать взаимному развитию.

Одной из ключевых мировых задач в области энергетики является переход на бестопливную электрогенерацию, что включает в том числе и создание электромобилей с автономной миниэлектростанцией, интегрированной в корпус. Значительный прогресс в решении этих сложных технологических задач был достигнут учёными интернациональной группы компаний Neutrino Energy. На протяжении нескольких лет российские партнеры успешно сотрудничают с этой ведущей мировой технологической компанией и реализуют лицензию на производство графеновых бестопливных источников тока, создаваемых на основе Neutrinovoltaic технологии. 

Президент Neutrino Energy, Holger Thorsten Schubart, рассматривает Россию приоритетно в качестве стратегического партнёра для внедрения передовых разработок в области бестопливной электрогенерации. Эти технологии могут быть использованы для электроснабжения жилых и производственных зданий, электромобилей и в других прикладных областях.

Исследования Neutrino Energy сосредоточены на уникальных свойствах графена — способности преобразовывать энергию частиц невидимого спектра излучений и теплового движения атомов графена в электрический ток. Многослойный наноматериал на основе графена, который использует эти свойства, а также возникающий эффект резонанса атомных колебаний «графеновых волн», открывает новые горизонты для создания автономных и компактных источников электроэнергии. Например, источник электроэнергии Neutrino Power Cube мощностью 5-6 кВт имеет компактные размеры — 80x50x100 см. В его состав входит блок управления, который преобразует генерируемый ток в переменный — ~380/220/48/24 В (AC) и постоянный — 48/24 В (DC). Кроме того, Neutrino Power Cube легко масштабируется: для увеличения выходной мощности достаточно просто добавить дополнительные пластины-преобразователи энергии.

Полученные предзаказы на Neutrino Power Cubes показывают высокий спрос на них со стороны потребителей стран с высокими ценами на электроэнергию. Однако рост спроса на электроэнергию в России и наблюдаемый дефицит электроэнергии в ряде регионов уже сейчас требуют инвестиций в строительство новых и замену отслуживших свой срок электростанций, которые будут финансироваться за счёт роста тарифов. На рост тарифов также повлияет рост зарплат и их неизбежное приближение к уровню зарплат развитых стран, что означает, что и тарифы на электричество будут сопоставимы. Уже сейчас появляются сведения о желании Минэнерго перевести всех промышленных потребителей электроэнергии с мощностью свыше 670 кВт на схему оплаты «бери или плати», т. е. потребители будут платить не за фактическое потребление электроэнергии, а по заявленной максимальной мощности, что увеличит платежи за электричество многократно, т. к. часть промышленных потребителей в настоящее время используют только 20-30% заявленной мощности.

Neutrino Power Cubes — это инновационная альтернатива централизованному электроснабжению, особенно важная для России, где прокладка линий электропередач к удаленным домам может быть экономически нецелесообразной. Строительство завода по производству автономных источников электроэнергии Neutrino Power Cubes в России не только позволит освоить новую технологию, но и приведет в последствии к значительному снижению цены на продукцию по сравнению с зарубежными аналогами. Это, в свою очередь, благоприятно отразится на финансовых возможностях российских покупателей Neutrino Power Cubes. В связи с этим Holger Thorsten Schubart, математик, основатель и генеральный директор группы компаний Neutrino Energy, и его партнеры надеются на полную поддержку со стороны российского правительства в реализации преобразующих мир совместных планов и воплощении идеи нового технологического будущего согласно направлению, заданного Президентом России Владимиром Путиным.