Без аварий. Молодые российские ученые разработали энергетически безопасные технологии

Человечество потребляет все больше энергии – к бытовой технике прибавилась огромная армия гаджетов. По прогнозам, до 2050 года мировой спрос на энергию вырастет примерно на 50%, а на электроэнергию – почти на 100%. Где взять столько энергии и как сделать ее потребление безопасным? Этот глобальный вызов обсудили на прошедшем недавно в Москве V международном форуме по энергоэффективности и развитию энергетики ENES 2016.

В рамках форума состоялся Global Energy Prize Summit-2016, который объединил всемирно известных ученых и ведущих экспертов из 6 стран мира для полемичной беседы на тему «Стресс-сценарий развития мировой энергетики». По мнению лауреата премии «Глобальная энергия» 2012 года Роднея Джона Аллама (Великобритания), в будущем при сохранении доминантной роли углеводородов критическое значение будут иметь электростанции нового типа, которые являются абсолютно чистыми энергосистемами. Аллам разработал для них цикл процессов, который позволяет улавливать весь углекислый газ и использовать его повторно для генерации электроэнергии. Дополнительное преимущество энергосистем – производство электричества по минимальной цене (на 30-40% дешевле в сравнении с угольными станциями). Первая подобная энергетическая установка мощностью 50 мегаватт заработает в США весной 2017 года. А по мнению лауреата премии «Глобальная энергия» 2016 года, научного руководителя Института катализа CО РАН Валентина Пармона, стоит развивать технологии по переводу солнечной энергии в химическое топливо, а также использовать биомассу растений. «Я хотел бы обратить внимание, что добыча древесины в России сравнима с нефтедобычей, половину мы не используем и выбрасываем», – заметил Пармон.Свой вклад в энергетическую безопасность внесли работы победителей XIII Общероссийского конкурса молодежных исследовательских проектов в области энергетики «Энергия молодости», которых наградили на форуме. Из рук звезд мировой энергетики научные коллективы из Томска, Санкт-Петербурга и Красноярска получили 3 млн рублей на продолжение своих исследований. Гранты в размере 1 млн рублей каждый они потратят на разработки, которые помогают усовершенствовать работу энергосистем, повышают функциональность ГЭС и сохраняют энергию.Так, команда исследователей из Томска под руководством Михаила Андреева получила награду за разработку мультипроцессорного моделирующего комплекса – платформы, позволяющей виртуально воссоздать практически любую существующую энергосистему и тестировать ее на прочность в стрессовых условиях. Обладая высокой точностью моделирования, томский комплекс помогает снизить вероятность техногенных аварий и проводить обучение работающего в энергосистеме персонала, при этом выигрывая в цене у цифровых и физических аналогов (по сравнению с цифровыми аналогами платформа дешевле в 2-3 раза, по сравнению с физическими – в 5-7 раз).Иван Старков и его коллеги из Санкт-Петербурга разработали уникальный твердотельный охладитель, позволяющий, например, создать холодильник на фотоэлементах. Разработка подобной дешевой и экологически чистой бытовой техники является одним из пунктов программы ООН по решению проблемы бедности в странах Африки и Южной Азии. Этот проект способен произвести прорыв в мировом энергосбережении. Универсальность разрабатываемых холодильных систем позволяет охватить рынок колоссальных размеров, следуя самым критическим оценкам, примерно в один триллион долларов США. К разработке уже проявили интерес представители таких корпораций, как Bosch, LG и Embrac.Красноярский научный коллектив, которым руководит Андрей Минаков, позволяет продлить жизнь гидроэнергетического оборудования. Снижая амплитуду пульсации давления, наработки молодых ученых продлевают сроки работы оборудования, повышают его безопасность, снижают риски аварийных ситуаций и увеличивают КПД. «На сегодняшний день на территории России насчитывается 14 ГЭС с установленной мощностью свыше 1000 МВт, не говоря уже о количестве ГЭС с более низкими мощностями, – отметил Минаков. – Поэтому проблема снижения пульсаций потока и вибраций конструкций в турбинах очень актуальна для современной гидроэнергетики». Разработка ценна также для Китая, Бразилии, Канады, Индии и многих других стран. Ожидаемый от внедрения разработки эффект – создание гидравлических турбин высоконапорных ГЭС и ГАЭС с параметрами, превосходящими мировые аналоги.