В ближайшие десятилетия мир будет потреблять гораздо больше энергии, чем сегодня. В конце концов, везде, где возрастает потребность к надежной и доступной энергии, люди смогут наслаждаться более высоким уровнем жизни.

Это хорошо в некотором смысле!

Но в то же время в мире есть огромное население, которое даже не имеет доступа к большинству основных энергетических услуг. Не только это, но и изменение климата также остается серьезной проблемой.

Эта проблема породила потребность в разработке некоторых инноваций, которые могут помочь как сосуществовать так, и удовлетворить растущую потребность людей, вносить вклад в контроль климата.

Энергетические инновации

Энергия является первичной и используется повсеместно - школы и коммерческие районы продолжают работать, городские огни продолжают светить, транспортные средства продолжают двигаться.

В условиях острой необходимости для мира главное преобразовать свою энергетическую систему. Направить вектор развития на разработку и внедрение технологий с низким или нулевым уровнем выбросов углерода.

Развитые страны, такие как Соединенные Штаты и Европа, уже готовы изменить исходные модели потребления, чтобы направить свои силы на добычу чистой энергии, но развивающиеся страны не смогут позволить себе заплатить требуемую премию за этот способ.

Причина проста - современные технологии экологически чистой энергии, такие как ветер, солнечная энергия, электромобили, интеллектуальные сети и накопители энергии, стоят дороже. Таким образом, должен быть какой-то выход, чтобы эти возобновляемые источники энергии были доступны миру таким образом, чтобы их растущие потребности были удовлетворены, но без прожигания дыры в их карманах.

Для этого наметились различные тенденции, которые могут позволить странам принять решения в области устойчивой энергетики таким образом, что они даже окажутся энергосберегающими.

Основные тенденции энергетических инноваций в 2019 году

Инновации во всем, включая хранение энергии, интеллектуальные энергосистемы и технологии производства электроэнергии, затронут каждый сектор.

Хранение энергии будет способствовать жизнеспособности энергии ветра и солнца - двух источников энергии, которые слишком дороги из-за затрат, связанных с батареями, которые хранят генерируемую энергию.

Наличие умных сетей будет регулировать поток энергии по всему городу или району.

Развитие производства электроэнергии повысит эффективность при оптимальном использовании ископаемого топлива и других возобновляемых источников энергии.

Ниже перечислены тенденции, которые мы можем ожидать не только для экономии энергии, но и для удовлетворения растущих энергетических потребностей мира.

1. Инновационные хранилища энергии

Вы можете очень хорошо сбалансировать энергоснабжение и спрос, если у вас достаточно запасенного количества энергии. Фактически, это является ключом к решению неустойчивых проблем возобновляемой энергии.

Как насчет сопряжения системы хранения энергии с возобновляемым источником? Это может обеспечить вам плавное и устойчивое энергоснабжение даже в условиях, когда погода не благоприятствует выработке энергии.

Как говорилось ранее, батареи являются хорошим вариантом для накопления энергии, но, тем не менее, из-за их дорогостоящего характера можно ожидать улучшения в других технологиях накопления энергии, которые могут сделать их не только жизнеспособными, но и доступными сразу.

Ожидается, что новые появляющиеся технологии будут иметь накопление энергии в качестве основного компонента. Вследствие этого все типы решений для хранения, включая бытовую энергию и коммунальные услуги, также станут конкурентоспособными по цене, что в конечном итоге превзойдет преимущества традиционных источников энергии.

Это значительное новшество в области накопления энергии уже началось на карибском острове Барбадос. Здесь старые аккумуляторы для электромобилей используются повторно, чтобы обеспечить накопление энергии сетки с целью продления их обычного срока службы.

2. Сила искусственного интеллекта в микросетях

Лучшая часть микросетей состоит в том, что они являются локальными энергосетями, которые могут работать в обоих направлениях - свободно или даже оставаясь подключенными к большей обычной сети. Эти сети не только экономят энергию, но также обеспечивают энергетическую независимость, эффективность и защиту в случае непредвиденных обстоятельств.

Ну, вы, наверное, слышали об искусственном интеллекте, то есть искусственном интеллекте - одном из популярных технологических нововведений современности. Используя возможности машинного обучения искусственного интеллекта с помощью микросетевых контроллеров, вы можете способствовать улучшению работы, одновременно испытывая постоянную адаптацию.

Эта техника распространяется повсюду. Наряду с WorleyParsons Group техническая компания из Сан-Диего (США) под названием XENDEE разработала расширенный инструментарий для проектирования микросетей. Этот инструментарий нацелен на обслуживание готовых решений на 90% меньше времени и затрат по сравнению с другими традиционными методами.

3. Блокчейн и IoT могут работать в пользу энергетических систем

Блокчейн не ограничивается только криптовалютой в наше время. Он используется в различных отраслях промышленности и энергетический рынок ничем не отличается. Если вы не имеете большого представления о том, что такое блокчейн - на простом языке, то это распределенный регистр, в котором записываются все транзакции через одноранговую сеть.

Лучшая часть использования технологии блокчейн заключается в том, что она нетленная.

Таким образом, использование таких технологий в энергосистеме может устранить потребность в посредниках для поставщиков электроэнергии. Это, в свою очередь, не только решит проблемы неэффективного и неравномерного распределения энергии, но и даст вам, конечному потребителю, возможность напрямую торговать энергией.

Сопряжение этой распределенной книги с обычными устройствами, которые используются для получения и передачи информации - сегодня известный как Интернет вещей (IoT), может оказать существенное влияние на энергетические системы.

Brooklyn Microgrid уже начала использовать эти технологии, и считается, что правильные приложения приведут к успеху, и эта технология начнет внедряться в более широком масштабе.

4. Соотношение сетки с уменьшением затрат

Если альтернативная энергия имеет потенциал для выработки электроэнергии с затратами и уровнем производительности, равными или меньшими, чем у традиционных методов, происходит четность энергосистемы. Это ситуация с солнцем и ветром в настоящее время.

Они достигли паритета как в цене, так и в производительности. Прежде всего, поддержка новых технологий буквально дает им конкурентное преимущество над другими источниками энергии.

Проще говоря, возобновляемые источники энергии становятся эффективными и самооптимизируемыми в основном благодаря инновационным технологиям, таким как блокчейн и AI. Раньше было невозможно интегрировать энергию в сеть, но сейчас это не то же самое.

Эти технологии вносят значительный вклад в укрепление надежности и гибкости энергосистемы.

Солнечная и ветровая энергия, безусловно, эффективны и рентабельны, и с этими развивающимися технологиями, поэтому мы можем ожидать, что возобновляемые источники энергии будут наиболее предпочтительными из всех.

5. Переход на возобновляемые источники энергии из ископаемого топлива

С целью ограничения роста глобальной температуры все большее число стран придумывают цели сокращения выбросов наряду с планами действий по изменению климата.

По мере того, как мир узнает об их влиянии на изменение климата, можно ожидать перехода от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии в ближайшем будущем.

6. Продвижение доступа к энергии в развивающихся странах

Говоря о новых инновациях и технологиях, также важно помнить, что значительная часть населения мира вообще не может получить доступ к энергии. Нашей целью должен быть не только поиск инновационных путей потребления энергии, но и рассмотрение глобальных проблем в области развития, которые включают обеспечение доступности энергии в каждом уголке мира, где есть признаки человеческого существования.

Для этого мы можем создать микросетки на уровне сообществ, поскольку они могут обеспечить экономически эффективный способ доставки недорогой и надежной электроэнергии в тот район мира, где нет электричества. В конце концов, и развивающиеся страны также имеют право ощутить преимущества технического прогресса.

Таким образом, обеспечение их чистыми, модульными и возобновляемыми энергетическими системами должно быть на переднем плане наших разработок.

7. Улучшенное управление энергией

Это факт, что спрос на энергию никогда не будет уменьшаться, на самом деле, он определенно будет расти с повышением уровня жизни. Таким образом, глядя на эту ситуацию, было бы мудро, чтобы лидеры отрасли, производители и традиционные лидеры управления энергопотреблением собрались вместе, чтобы установить некоторые новые стандарты, которые могут помочь в улучшенном управлении энергопотреблением.

Международные группы, такие как Всемирный банк и SEforALL, разрабатывают новые технологии энергосбережения, которые в дальнейшем станут основой для обеспечения доступа к развивающимся странам. Как только показатели стоимости и производительности начнут улучшаться, можно ожидать, что возобновляемые источники будут все более широко использоваться во всем мире.

Список литературы:

1. Волкова И. О., Гительман Л. Д., Кожевников М. В. Инновации в электроэнергетике: учебное пособие. М.: Издательство "Экономика", 2015.
2. Гончаренко А.А., Грасмик К.И. Инновации в энергетике и кооперация с вузами: М.: Издательство «Вестник Омского университета», 2012.
3. Рогозина В.В., Иванова Н.Г. Тенденции инновационного развития электроэнергетики России: М.: Издательство «Успехи в химии и химической технологии», 2017.

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.

Энергетика является одной из областей экономики, в которой инновации внедряются с высокой интенсивностью. Именно получение более дешевой энергии из возобновляемых источников без ущерба окружающей среде способно дать новый толчок в развитии бизнеса в разных отраслях промышленности. Современные технологии в энергетике способны менять развитие традиционных отраслей промышленности: автомобилестроения, нефтегазовой добычи и переработки, металлургии, авиационной и железнодорожной промышленности. Кроме этого более дешевые виды электроэнергии могут качественно улучшить условия жизни человека.

Новейшие инновации в энергетическом комплексе

Разные страны развитого мира активно проводят работу по внедрению новейших инноваций в свою энергетику. В качестве альтернативных источников используются;

• солнечный свет;
• ветер;
• ударная сила волны;
• живые микроорганизмы, из которых делают биотопливо и субстраты, уничтожающие нефтяные и химические загрязнения окружающей среды.

Самыми инновационными видами современных технологий в энергетике являются:

• фрекинг, который использует силу ударной волны для добычи полезных ископаемых, в том числе и нефти;
• повышение нефтеотдачи от старых месторождений;
• методика использования бактерий для уничтожения нефтяных пятен на воде и на земле;
• использование вместо бензина биотоплива в городских автомобилях.

Использование силы ударной волны при добыче нефти и газа способно совершить настоящую революцию в нефтедобыче. Такие современные технологии в энергетике способны переориентировать добычу нефти традиционным способом на получение ее из сланцевых слоев. Использовать силу взрывной волны для разрыва сланцевых пластов, залегающих на большой глубине впервые предложила индийская нефтедобывающая компания. Такая технология позволила существенно сократить расходы на добычу, полностью устранив из технологического процесса воду. Традиционная технология гидроразрыва пластов требовала использования большого количества воды. В условиях экономии пресной воды как самого необходимого условия для жизни технология фрекинга позволяет отказаться от использования пресной воды в технических целях, что существенно улучшает состояние окружающей среды, снижая уровень ее загрязнения.

Повышение извлечения нефти из старых скважин позволяет сократить издержки отрасли и улучшить сохранность окружающей среды. Использование технологии третичной обработки пластов дает возможность делать старые скважины рентабельными. В этой технологии используется углекислый газ, который позволяет увеличить скорость нефтяного потока и снижает уровень его вязкости. Для технологии данного типа можно использовать промышленный углекислый газ, что позволяет улучшить состояние воздуха в городах.

Бактерии могут безопасно удалять нефтяные разливы на море, сохраняя таким образом живой мир океана и сокращая расходы на очистку морей традиционным способом. Микроорганизмы, которые удаляют нефтяные пятна с помощью природного окисления можно использовать в разных мировых регионах для очищения морей от нефтяного загрязнения.

Использование биотоплива поможет сделать города более чистыми и сократит расходы на производство бензина, так как для его производства обычно используется очень дешевые легко возобновляемое сырье.

Энергетические инновации в промышленности

Активно применяются сегодня и другие виды инноваций, такие как энергия ветра и солнца, которая перерабатывается специальным способом в электричество. Такие современные технологии в энергетике уже активно применяются в ряде европейских стран: Германии, Швеции, Голландии, Италии, Испании.

Активно используются и технология тепловых насосов, которая была известна еще сто лет назад. Такой способ трансформации низких температур в тепловую энергию способен существенно снизить затраты на отопление жилых и промышленных сооружений.

В промышленности используются с недавнего времени технологии сжиженных углеводородов, которые заменяют дизельное топливо. Это позволяет уменьшить загрязнение окружающей среды в промышленных объемах и обеспечивает оптимизацию расходов предприятия. На сегодняшний день топливо из сжиженных углеводородов прошло испытание и на практике доказала свою эффективность.

Еще одна успешно внедряемая в жизнь современная технология в энергетике – это использование светодиодных ламп, которые позволяют сократить потребление электричества и расходы на освещение.

К перспективным направлениям относятся осмостанции, которые используют для получения электроэнергии соленую морскую воду. В основе технологии лежит осмос-эффект, который используется деревьями для получения питательных соков из земли. Использование разницы давления пресной и соленой воды на электростанциях создает осмос эффект, который заставляет вращать турбины и вырабатывать электричество. Это гораздо дешевле, чем строительство гидроэлектростанций.

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, сколько электроэнергии вы потребляете в день? Или даже в час, просто сидя дома за компьютером? По данным Google, для обработки 100 поисковых запросов корпорация должна потратить столько же энергии, сколько требуется для 28 минут работы 60-ваттной лампочки. Промышленный сектор, как и общество в целом, переживают значительные перемены: под влиянием роста населения и урбанизации спрос на электроэнергию продолжает расти очень быстрыми темпами, и поспеть за ним поможет только еще большая электрификация – в том числе проникновение электричества в те сферы экономики, где ранее доминировали технологии другого рода.

Фото: Unsplash

Эти кардинальные изменения уже сейчас вынуждают энергетические компании не только генерировать достаточное количество электроэнергии, чтобы удовлетворить потребности потребителей, но и разрабатывать технологические решения, способные ответить на вызовы будущего, основными трендами которого станут взаимосвязанность и электрификация. Безусловно, некоторые из этих вызовов могут быть абсолютно разнообразными и комплексными, индивидуальными для каждого рынка, на котором работает крупная энергетическая компания, в то время как другие проблемы могут носить общий характер для всех и могут быть решены на более масштабном уровне. Энергетические компании должны работать над тем, чтобы давать предложения потребителям, которые нуждаются в них больше всего, но также важно разрабатывать и свои решения или сотрудничать со стартапами, которые находятся в авангарде развития технологических инноваций.

Инновации, способные помочь в решении проблем, связанных с этими трендами, можно разделить на две категории:

1. , отвечающие на уже существующие вызовы, будь то дроны, обследующие дымовые трубы электростанций, или энергораспределительные объекты, если говорить об энергетическом секторе;
2. новые продукты, созданные с целью дальнейшего развития отрасли, например, работающие на базе технологий (Internet of Things, IoT).

Стартапы могут сыграть ключевую роль в каждой из этих категорий.

Internet of Energy

Говоря о нашем будущем, где будут доминировать электрификация и взаимосвязанность, нельзя не упомянуть IoT, который позволяет «умным» устройствам взаимодействовать друг с другом и обмениваться нужной информацией, создавая при этом единую сеть. Представьте, к примеру, что со смартфона можно будет не только управлять бытовой техникой, но и отслеживать ее энергопотребление.

По мере того, как жилые и офисные здания становятся «умнее» за счет IoT-технологий, энергопотребление становится рациональнее, а работа сети – более надежной и сбалансированной.

Заручившись помощью перспективных стартапов в этой сфере, каждая энергетическая компания имеет возможность использовать те значительные объемы данных, которые она ежесекундно получает, более эффективно, в том числе для поддержки передовых услуг и решений в области энергоснабжения.

Возобновляемое будущее

Сектор возобновляемой энергетики, каким бы молодым он ни был, станет центральной инновационной площадкой для создания новых решений. В экологической и социально-экономической пользе ВИЭ сегодня уже не приходится никого убеждать: возобновляемая энергетика развивается даже в странах с существенными запасами нефти и газа. Сама идея ВИЭ глобально меняет рынок электроэнергетики, ведь теперь поставщиком энергии может быть не только крупная компания, но и любой человек, установивший на крыше дома солнечную панель.

Фото: Unsplash

В сочетании с накопителями энергии и инновационной системой V2G (vehicle-to-grid), позволяющей заряжать электромобиль и при необходимости возвращать хранящуюся в аккумуляторе энергию в сеть, объекты возобновляемой микрогенерации способны создать самодостаточную энергетическую цепь, элементы которой смогут подпитывать друг друга. Решения, направленные на усиление распространения ВИЭ и делающие процесс генерации электроэнергии более открытым для потребителей, желающих производить свою электроэнергию, находятся в числе перспективных направлений работы для стартапов.

К примеру, в 2016 году Билл Гейтс, Джефф Безос и другие главы крупнейших создали специальный фонд для стартапов, работающих над решением проблем развития возобновляемой энергетики, в частности, над проблемой емкости хранилищ. Инвестиции в этот фонд составили миллиард долларов. Фонд устроен по принципу «терпеливого капитала», то есть инвесторы готовы к тому, что их инвестиции окупятся не ранее чем через 20 лет.

Будущее электромобилей

Немаловажную роль играет и электрическая мобильность, а именно электромобили и связанная с ними инфраструктура, которые открывают многочисленные возможности для стартапов в этой области. Некоторые из них уже работают над запуском собственных моделей беспилотных электромобилей. Наше понимание вызовов, стоящих перед современными технологиями, позволяет нам, среди прочего, находить решения для минимизации времени зарядки автомобиля, уменьшения веса батареи, увеличения ее мощности без дополнительной зарядки.

Фото: Unsplash

Одно из таких решений, например, разрабатывается канадским стартапом, работающим над уменьшением стоимости литий-ионной батареи посредством совершенствования производственных процессов. За период с 2011 года он привлек более 15 миллионов долларов инвестиций, включая частные вложения, исследовательские гранты и средства, полученные по результатам IPO. Мы уже можем наблюдать влияние, которое подобные технологии оказывают на автомобильную индустрию, где все больше крупных производителей работают над выпуском своих электромобилей.

Энергетика ждет стартапы

Энергетические компании сейчас полностью вовлечены в разработку своих подходов к отбору и внедрению инновационных решений, предлагаемых стартапами. Так, в октябре 2017 года мы открыли свой инновационный хаб в «Сколково» для продвижения разработок в энергетической отрасли, а также для взаимодействия со стартапами. Мы начали сотрудничать со стартапом GeoScan, предложившим использовать искусственный интеллект для автономного пилотирования дронов при осмотре дымоходов электростанции. Это решение интересно тем, что задействует квадрокоптеры, которые выполняют осмотр дымоходов на высоте до 320 метров без участия промышленных альпинистов.

Сегодня стартапы в области энергетики проходят через то, через что в свое время прошла IT-индустрия в 1980-х: тогда люди, занимавшиеся разработками в этой сфере, не могли знать, станут ли их решения основой цифровой трансформации начала 2000-х. Глобальные изменения в энергетике неизбежны и крайне необходимы, поэтому шанс внести свой вклад есть у каждого из нас здесь и сейчас.

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.