Innovációk és áttörést jelentő technológiák a villamosenergia-iparban. Innováció az energiaszektorban: a formális K+F-től a jövőbeli technológiákig Új technológiai fejlesztések a villamosenergia-iparban

Oroszország 2035-ig tartó energiastratégiájának tervezete kimondja, hogy az energiaipar szerkezeti átalakítást igényel, amelynek egyik alapelve a beruházások szerkezetének megváltoztatása kell, hogy legyen. A kutatás-fejlesztésre és innovációra, valamint az ipar korszerűsítésére fordított ráfordítások arányát növelni kell, elsősorban a hazai energetikai berendezések megfelelő versenyképességi szintjének biztosítása, valamint a minden fogyasztó megbízható és zavartalan áramellátásának folyamatos standard feladata mellett. .

Az energiaszektor fejlesztésének három stratégiai célkitűzése közül az egyik az Orosz Üzemanyag- és Energiakomplexum (FEC) technológiai függetlenségének és versenyképességének biztosítása. Vagyis ez egy hosszú távú importhelyettesítési feladat, amely elválaszthatatlanul összefügg az innovációs tevékenységgel. Kiderült, hogy az elfogadott stratégiatervezet szempontjából az energiaszektorban valóban innovációra van szükség. A kulcskérdés az, hogy mik legyenek.

Az innováció meglehetősen tág fogalom, amely a javasolt változtatások teljesen eltérő szintjét és léptékét jelenti. Az energetikai innovációk nem mindig igényelnek sok éves tudományos kutatást és több millió dolláros beruházást. Gyakran nagyon kicsi és gyorsan megvalósuló projektek sokkal több pozitív hatást hoznak, mint a hosszú távú nagyszabású fejlesztések. A gyakorlatban sok projekt alapul innovatív technológia, amely képes valódi változást elérni az energiaüzletág bármely részén, számos jelentős kihívással kell szembenéznie a kereskedelmi forgalomba hozatal során. Néha ezek a problémák nem magához az innovációhoz kapcsolódnak, hanem számos egyéb tényezőhöz, amelyek akadályozzák annak megvalósítását. Ilyen tényező lehet például a projekt időtartama vagy teljes megtérülésének hiánya, még akkor is, ha az innováció objektíven javítja az energiarendszer bármely részének működését.

A Skolkovo Alapítvány jelentős tapasztalattal rendelkezik az innovatív projektek értékelésében, és rendszeresen több száz új projekt halad át szakértői bizottságán. Az alap képviselői szerint a startupok fejlődésének leállításának okai teljesen eltérőek lehetnek. A projektek műszaki komponense és magának az eszköznek, rendszernek vagy intézkedéscsomagnak a paraméterei mellett fontos a projekt színvonalas bemutatása és a megvalósíthatóság bizonyítása. hatékony alkalmazása innovációk a modern energetikában. A Skolkovo szakértői szerint a startupok jelentős része nem profitszerzési céllal jön létre, legalábbis nem ez a cél a domináns. Egy-egy projekt alapja gyakran az a vágy, hogy valaki ötletet fejlesszen és valami újat hozzon létre, hogy a saját fejlődését logikus végkifejletig vigye. Sőt, még az alap és a finanszírozás pozitív döntése esetén sem kerülhet sor a projekt kidolgozására.

Egy innovatív termék bevezetése több szakaszban történik: fejlesztés, kereskedelmi forgalomba hozatal és a termék értékesítése. Ezen szakaszok mindegyikében nehézségek adódhatnak, amelyekkel az indítást kezdeményező nagyon nehezen tud megbirkózni, és támogatást igényel.

Annak érdekében, hogy dolgozzon ki és támogassa az ígéretes energetikai projekteket és javítsa innovációs tevékenység a villamosenergia-iparban 2017-ben az EuroSibEnergo JSC nyílt platformot hozott létre, amely az „Innovációk az elektromos energiaiparban” klub néven szerepelt. A klubban az orosz energiaügyi minisztérium, a JSC SO UES, az Energiatermelők Szövetsége, az NP Market Council, a Skolkovo Foundation, a PJSC MOEK, a Gazprom Energoholding LLC, az UC RUSAL, a JSC EuroSibEnergo, valamint a vezetők és szakértők vettek részt a klubban. mint az energiaiparhoz kapcsolódó vállalkozások más képviselői. A klubon belül 5 munkacsoport alakult az innovációk fejlesztésével kapcsolatos különféle problémák megoldására.

A tőkeigényes iparágakban, például a villamosenergia-iparban történő innovációk bevezetésekor nagy jelentősége van a kormányzati támogatási programok hatékonyságának. A Stratégia 2035 tervezetében kitűzött célok eléréséhez nyilvánvalóan szükség van az innovációt támogató kormányzati intézkedések javítására. Különös figyelmet kell fordítani az állami támogatással megvalósuló hitelprogramok pozitív változásaira, valamint az innováció területén a szabályozási keretek szinkronizálásának és konszolidációjának szükségességére. A jelenlegi körülmények között a projektek állami finanszírozása megtérülést biztosít készpénz 5 éven belül, ami nyilvánvalóan alacsonyabb szinte minden innovatív energetikai projekt megtérülési idejénél.

Meg kell érteni, hogy az állami támogatás nem jelenti és nem korlátozódik finanszírozásra. Mindenekelőtt a kormányzati támogatást a szabályozási keret megváltoztatásában kell kifejezni annak érdekében, hogy egyszerűsödjön az innovatív termékek gyártásában való felhasználásra való átállás, és legalább az energiaipar fejlesztését korlátozó, az energiaiparban lényegtelenné vált korlátozások megszűnjenek. jelenlegi piaci modell. Ilyen korlátozások példája a versenyképes és természetes monopol tevékenységek (termelés és hálózatok) kombinálásának jelenlegi tilalma.

Az energiaipari innovációk tárgyalásakor fel kell vetni a megújuló energiaforrások kérdését és fejlődésük dinamikáját. A legtöbb fejlett ország által támogatott kibocsátáscsökkentés és a zöldenergia részarány növelése irányába mutató tendencia a környezeti helyzet javítása szempontjából helyes és pozitív energiafejlesztési módszer. Azonban minden jó megközelítést megfelelően kell alkalmazni, és hozzá kell igazítani a megvalósítás feltételeihez.

Az Egységes Energiarendszer Rendszerirányító Zrt. által tavaly szeptemberben lebonyolított Versenyképes kapacitáskiválasztás eredménye szerint 2021-re az Egységes Energiarendszerben 11,5 GW lesz a többletkapacitás. 2017 júniusában a 2018-2022 közötti időszakra sikeresen lebonyolították a megújuló energia projektek kiválasztási versenyét, melynek eredményeként további 2,2 GW megújuló energiaforrásokon (RES) alapuló termelés épül. A többletteljesítmény első pillantásra pozitív tényező, hiszen nagy készlet A termelési kapacitás növeli a rendszer megbízhatóságát. Nem szabad azonban megfeledkezni arról, hogy az orosz villamosenergia- és kapacitáspiac szabályai szerint az ilyen létesítmények építésének tőkeköltségei végső soron a végfelhasználót terhelik az áram árában. A megújuló energiaforrások építésénél pedig nagyon magasak a fajlagos tőkeköltségek - fizetni kell a termelés környezetbarátságáért. Felmerül a kérdés: indokolt-e jelentős termeléstöbblet fennállása esetén a megújuló energiaforrások kiépítése tovább, jelentősen növelve a végfogyasztó terhelését? Valójában más tényezők változatlansága mellett a fogyasztó számára a legfontosabb mutató a villamos energia és a villamos energia ára, illetve a termékköltségek szerkezetében való részarányának növekedése (különösen az energiaintenzív termelés esetében), amely jelentős korlátot jelenthet a termékköltségek növekedésében. a gazdaság egészét.

A fogyasztót terhelő áramköltségről szólva azt is megjegyezhetjük, hogy a CSA-megállapodások lejárta után a termelő társaságok csökkentett árrése általában nem lesz elegendő a külföldi javítási és karbantartási szolgáltatási szerződések fedezésére. generáló egységek. Ez ismételten hangsúlyozza az importhelyettesítés növelésének szükségességét és annak közvetlen kapcsolatát az energiarendszer innovatív környezetének kialakításával.

Nem kevésbé fontos az innovációk bevezetésével kapcsolatos globális tapasztalatok tanulmányozása. Anna Korotchenkova, az EuroSibEnergo tudományos és műszaki tevékenységekkel foglalkozó osztályának vezetője a globális energia 15 legígéretesebb megoldásának példáján hangsúlyozta, hogy az innovációk megvalósításának nyitott megközelítése hozzájárul a komplex innovatív projektek hatékony megvalósításához. hosszadalmas kutatás-fejlesztést és nagy tőkebefektetést igényel. „A kutatási és fejlesztési folyamatnak olyannak kell lennie nyílt rendszer, amelyben a cégnek lehetősége nyílik új ötleteket vonzani és új termékkel piacra lépni nem csak a belső erőforrásoknak köszönhetően, hanem az innovációs környezet más képviselőivel való kölcsönösen előnyös együttműködés révén is” – mondja Anna Korotchenkova, az Open vezetője. Innovációs munkacsoport.

Összegzésképpen megállapítható, hogy a jelenlegi piaci körülmények között az energiaipar hatékonysága elválaszthatatlanul összefügg az innovatív megoldások fejlesztésével. Az importhelyettesítés részarányának fokozatos növeléséhez az innovatív környezet támogatása és fejlesztése, valamint a meglévő, ígéretes projektek támogatása és fejlesztése szükséges mind állami és infrastrukturális szervezetek szintjén, mind a piaci szereplők részéről.

Az emberiség globális kérdésekre keresi a választ:

– mit kell tenni a klímaváltozással és a globális felmelegedéssel kapcsolatban;

– hol találhatók a rendkívül egyenlőtlenül eloszló és kimerülő energiaforrások;

– hogyan biztosítható az egyes országok energiabiztonsága és a globális biztonság.

Ezekre a globális kérdésekre egy új energiastratégia megvalósítása eredményeként kaphatunk választ. A jövő energetikai fejlesztésének fő irányai:

1. Átállás a fosszilis tüzelőanyag-alapú energiáról a megújuló energiaforrásokat használó tüzelőanyag-mentes energiára.

2. Áttérés az elosztott energiatermelésre, kombinálva a helyi energiafogyasztókkal.

3. Globális napenergia-rendszer létrehozása.

4. Kőolajtermékek és földgáz pótlása folyékony és gáznemű bioüzemanyagokkal, fosszilis szilárd tüzelőanyagok biomassza-energiaültetvények felhasználásával.

5. Gépjárművek belső égésű motorjainak cseréje érintésmentes, nagyfrekvenciás rezonáns elektromos szállításra.

6. Villamos légvezetékek cseréje földalatti és víz alatti kábelvezetékekre.

Mindezeken a területeken a VIESKh kutatásokat végzett, technológiákat és kísérleti mintákat fejlesztett ki, amelyeket orosz szabadalom véd.

A napenergia a világ leggyorsabban növekvő energiaágazata, évi 53%-os növekedési ütemével és 12 GW termelési volumenével 2009-ben.

Kaliforniában 354 MW teljesítményű koncentrátoros naperőművek (SPP) 1980 óta működnek, és évente 2 milliót váltanak ki. hordó olaj (1 hordó – 159 l).

Szerep napenergia A jövő energiaszektorát az Oroszországban kifejlesztett új fizikai elvek, technológiák, napelemek, modulok és erőművek ipari felhasználásának lehetőségei határozzák meg.

Ahhoz, hogy versenyezhessen az üzemanyag-energiával, a napenergiának meg kell felelnie a következő kritériumoknak:

A naperőművek hatásfoka legalább 25%.

A naperőmű élettartama 50 év legyen.

Egy napelemes erőmű beépített kilowatt csúcsteljesítményének költsége nem haladhatja meg a 2000 dollárt.

A naperőművek termelési mennyisége évi 100 GW legyen.

A naperőművek félvezető anyagának előállítása meg kell haladja az évi 1 millió tonnát, legfeljebb 25 dollár/kg áron.

24 órás elektromos energia előállítás napelemes rendszerrel.

A napelemek és modulok gyártásához használt anyagoknak és technológiáknak környezetbarátnak és biztonságosnak kell lenniük.

Nézzük meg, hogy a globális napenergia fejlesztési céljai és fejlesztési irányai mennyiben felelnek meg a fenti kritériumoknak.

A VIESKh Állami Tudományos Intézmény új technológiát, anyagokat és technológiai berendezéseket fejlesztett ki a napelemes fotovoltaikus modulok összeszereléséhez, megduplázva a napelemes erőművek élettartamát 20-25 évről 40-50 évre. Az új technológia csökkenti a hatékonyságot üzemi hőmérséklet modul, és lehetővé teszi koncentrált sugárzás fotodetektorok létrehozását hosszú élettartammal.

A szolármodul gyártása új típusú töltőanyag - módosított polisziloxán gél - felhasználásával történik, amely javított optikai paramétereket, kibővített üzemi hőmérséklet-tartományt és megkétszerezi a modul élettartamát. Működési hőmérséklet tartomány: -60 és +60°C között. A modul becsült élettartama több mint 40 év.

Az 1 MW teljesítményű modulok gyártásánál az éves energiamegtakarítás legalább 70560 kW/óra. A naperőművek üzemelése során a villamosenergia-termelés volumennövekedése az élettartam 20-ról 40 évre való növekedése miatt 1 MW teljesítményű naperőmű esetén 20 millió kWh, globális teljesítménye 200 milliárd kWh lesz. 10 GW.

A fejlesztést az Orosz Mezőgazdasági Tudományos Akadémia Elnöksége oklevéllel tüntette ki legjobb munka 2009-ben az Akadémián. Az Orosz Föderáció szabadalmait nem találták a világon;

Új technológiát és dizájnt fejlesztettek ki, és megszervezték a koncentrátoros naperőművekhez akár 24%-os hatásfokú napelemes fotovoltaikus szilícium modulok (SPSM) kísérleti gyártását, amely lehetővé teszi az egységnyi SES teljesítményre jutó szilíciumköltségek 500-zal történő csökkentését. - 1000-szer a meglévő technológiához képest.

Fejlesztési állapot: 100 darab SFKM-ből álló tétel került forgalomba, és az SFKM-ek sűrítőgépekkel történő vizsgálata megtörtént. Orosz Föderáció szabadalmat és oklevelet kapott Szövetségi szolgálat az Orosz Föderáció szabadalmaihoz, hogy ezt a fejlesztést felvegyék az Orosz Föderáció 100 legjobb találmánya közé (válogatás 42 000 szabadalomból). Nincsenek analógok a világon.

Tanulmányozták az épületek napkollektoros hőellátásának rendszerét, falba épített vákuumszigetelt üvegtáblás (SVG) napkollektorokkal. Az NPO Plazmával közösen kidolgozták a vákuum dupla üvegezésű ablakok gyártási technológiáját és megszervezték kísérleti gyártásukat.

A 7 mm vastag, 100 mikron vákuumrésű SCVS hőátbocsátási ellenállása 1,2 m2-°C/W, ami egy 0,65 m vastag téglafal hőátadási ellenállásának felel meg A vákuum-kettős üvegezés élettartama ablak 40 éves.

Az épületek homlokzatának napkollektoros burkolása vákuum dupla üvegezésű ablakokkal lehetővé teszi középső sáv RF 8 hónapig, a déli szövetségi körzetben pedig az épületek egész éves napelemes hőellátását biztosítják.

Fejlett számítógépes programés számításokat végeztünk a fűtési időszakban az épület homlokzatán az SCVS-től kapott hőenergiára vonatkozóan.

A 7 mm-es vákuum dupla üvegezésű ablakok épületablakban történő alkalmazása 25-30%-kal csökkenti a légkondicionálás veszteségeit. 15 Orosz Föderáció szabadalmat kapott a vákuum kettős üvegezésű ablakok technológiájára és tervezésére, valamint annak alkalmazására. Külföldön nincs analóg, Japán kivételével.

A modern villamosenergia-átviteli rendszerek két- és háromvezetékes vezetékeket használnak, amelyekben áram, feszültség és elektromágneses tér mozgó hullámai továbbítják az elektromos energiát a generátortól a vevőhöz. A fő veszteségeket a Joule-veszteségek okozzák a vezetékek ellenállásában, az aktív vezetési áram áramlásából a zárt áramkör mentén a generátortól a vevőig és vissza.

A világ számos országában található nagy energiavállalatok hatalmas összegeket és tudományos erőforrásokat fektetnek be a magas hőmérsékletű szupravezetési technológia kidolgozásába, hogy csökkentsék a vezetékben keletkező Joule-veszteségeket.

Van még egy, valószínűleg több is hatékony módja a veszteségek csökkentése, legalábbis a fő- és interkontinentális távvezetékeken: olyan állítható rezonáns hullámvezető rendszereket kell kidolgozni, amelyek 1-100 kHz-ig megnövelt frekvenciájú elektromos energiát adnak át, amelyek zárt körben nem használnak aktív vezetési áramot. A hullámvezető egyvezetős vezetékben nincs zárt hurok, nincsenek haladó áram- és feszültséghullámok, de vannak 90°-os fáziseltolódású reaktív kapacitív áram és feszültség álló (álló) hullámai. A rezonanciamódok beállításával és a vezeték hosszától függő áramfrekvencia kiválasztásával lehetőség nyílik feszültség-antinode és áramcsomópont üzemmódjának kialakítására a vonalban (például félhullámú vonalhoz). Ugyanakkor az aktív áram hiánya, a meddőáram és a 90°-os feszültség állóhullámai közötti fáziseltolódás, valamint az áramcsomópont jelenléte a vezetékben nincs szükség magas hőmérsékletű vezetőképességi mód létrehozására. egy ilyen vonalban, és a Joule-veszteség jelentéktelenné válik, mivel a vezetékben nincsenek zárt aktív vezetési áramok, és a vezetékben lévő álló áramhullámok csomópontjai közelében a nyitott kapacitív áram jelentéktelen értékei vannak.

Az elektromos energia átvitelének mechanizmusa is megváltozik. A közönséges két- vagy háromvezetékes vonalakban a generátor bekapcsolásakor haladó áramhullámok jelennek meg a vezetékekben, amelyeknek el kell érniük a terhelést és vissza kell térniük a generátorhoz. Egy rezonáns egyvezetős hullámvezető vezetékben nyitott elektromos áram állóhullámai jelenlétében a vezeték bármely pontján elektromos energia van jelen.

Az elektromos folyamatok új fizikája, amely a reaktív, nem pedig az aktív áram használatához kapcsolódik, lehetővé teszi a modern villamosenergia-ipar három fő problémájának megoldását:

– ultra-nagy távolságú távvezetékek létrehozása alacsony veszteséggel szupravezetési technológia alkalmazása nélkül;

– vonalkapacitás növelése;

– a légvezetékek cseréje kábel egyvezetős hullámvezető vezetékekre és az áramvezető kábel mag keresztmetszetének 20-50-szeresére csökkentése.

A VIESKh kísérleti csarnokában elhelyezett kísérleti, rezonáns egyvezetős elektromos energiaátviteli rendszerben 20 kW elektromos teljesítményt továbbítottunk 6,8 kV feszültség mellett 6 m távolságra egy 80 μm átmérőjű rézvezető mentén a helyiségben. hőmérséklet, míg az effektív áramsűrűség a vezetőben 600 A/mm2, az effektív teljesítménysűrűség pedig 4 MW/mm2 volt. A nyílt áramon alapuló rezonáns elektromos energia további alkalmazásai közé tartozik a vezeték nélküli iroda, az érintés nélküli nagyfrekvenciás elektromos közlekedés, a megújuló energiaforrásokat használó helyi energiarendszerek létrehozása, a tengeri szélerőművek összekapcsolása part menti alállomásokkal, a szigeteken lévő fogyasztók áramellátása. a permafrost zónákban pedig tűzálló egyvezetős utcai világítási rendszerek, valamint épületek, idősotthonok, múzeumok, kórházak és tűzveszélyes iparágak világítása.

Javaslatok készültek egy vezeték nélküli akkumulátortöltő rendszerrel, 50-100 kW elektromos teljesítménnyel, 30%-os dízel üzemanyag-megtakarítással és 5-szörös károsanyag-kibocsátással rendelkező, energiatakarékos hibrid traktor fejlesztésére.

A tervek között szerepel egy prototípus legyártása és tesztelése, valamint a tömeggyártás megszervezése.

Vezeték nélküli akkumulátortöltő rendszerrel ellátott elektromos autót fejlesztenek, amelynek elektromos teljesítménye 50-100 kW. Terhelhetősége 1,5t. 100%-os üzemanyag-megtakarítás. Nincs káros kibocsátás. A primer energia felhasználás hatékonyságának 2-szeres növelése:

– belső égésű motor és üzemanyagtartályok hiánya;

– nincs vegyi elem;

– az üzemanyagcellák, a hidrogén-akkumulációs és -tároló rendszerek hiánya;

– korlátlan hatótávolság;

– az autópályákon történő vezetés teljes automatizálásának képessége.

Magasabb frekvencián üzemelő, egyvezetős távvezetékkel ellátott, érintésmentes rezonáns tápellátó rendszert alkalmaznak.

Tervben van egy kísérleti tétel legyártása, tesztek lefolytatása és tömeggyártás megszervezése.

Azok számára, akik kételkednek a nyitott elektromos áramok létezésében, az elektrotechnika és a villamos energia területén két kiemelkedő tudós megállapításait mutatjuk be.

„Az elektromágnesesség törvényeinek és a nyílt elektromos áramok létezésének összeegyeztetésének rendkívüli nehézsége az egyik oka a sok közül, amiért el kell ismernünk az elmozdulás változásai által létrehozott áramok létezését” (D. Maxwell).

„1893-ban megmutattam, hogy nincs szükség két vezető használatára az elektromos energia továbbítására... Az energia visszavezetés nélküli egyetlen vezetőn keresztül történő átadása gyakorlatilag indokolt volt” (N. Tesla, 1927).

„Az átviteli hatásfok 96 vagy 97 százalék lehet, és gyakorlatilag nincs veszteség...

Ha nincs vevő, akkor sehol sincs energiafogyasztás” (N. Tesla, 1917).

„Kísérleteim kimutatták, hogy több lóerőre lesz szükség az elektromos rezgések fenntartásához az egész bolygón” (N. Tesla, 1905).

N. Tesla arra a kérdésre is válaszolt, amelyet gyakran feltesznek nekünk: miért nem fogadta el elképzeléseit a villamosenergia-ipar? „A projektemet a természet törvényei korlátozták. A világ nem állt készen rá. Túlságosan megelőzte a korát. De ugyanazok a törvények győzedelmeskednek a végén, és ezt nagy diadallal megvalósítják” (N. Tesla, 1919).

A 20 éves kutatás során orosz tudósok több mint 20 szabadalmat kaptak rezonáns villamosenergia-technológiákra és berendezésekre, a kutatási eredményeket a „Rezonáns módszerek az elektromos energia átvitelére és alkalmazására” című könyvben (3. kiadás, 2008, State Scientific) tették közzé. VIESKh intézmény, 350 oldal).

A rezonáns villamosenergia-iparnak kormányzati támogatásra van szüksége a kísérleti és demonstrációs projektek megvalósításához, és új Morganre vár, a bankárra, aki 100 évvel ezelőtt finanszírozta N. Tesla munkáját.

A biomassza, növényi és fahulladék, trágya, tőzeg feldolgozásának technológiája különösen fontos a mezőgazdaság számára. folyékony üzemanyagés gáz termokémiai feldolgozás és metanogenezis révén.

A biomassza-hulladékot használó erőművek annyi energiát tudnak termelni, mint Oroszország összes atomerőműve, és szinte nulla szén-dioxid- és kén-kibocsátásúak, vagyis környezetbarátak. Ezen tüzelőanyag, valamint a vegyes és módosított tüzelőanyagok átvétele és felhasználása feltölti a vidéki vállalkozások és régiók energiamérlegét, és jelentősen csökkenti a fosszilis tüzelőanyagok és a villamos energia központosított beszerzésétől való függőséget.

Technológiát fejlesztenek és berendezéseket hoznak létre fűrészpor, szén, tőzeg és mezőgazdasági hulladékok nagy sebességű termokémiai feldolgozására pirolízisgáz, villamos energia és hő előállítására.

A nyersanyagok termelékenysége 1 t/nap. A nyersanyag tömegének több mint 50%-át kitevő pirolízisgáz hozama biztosítja a 100 kW villamos teljesítményű és 100 kW hőteljesítményű elektromos generátorral ellátott gázdugattyús gép működését.

A vegyes kompozit dízel üzemanyag előállítására szolgáló technológia és berendezések fejlesztése a befejezéshez közeledik. Kétféle berendezést gyártottak és teszteltek: 1-3t/h és 0,2t/h teljesítményűek. Dízel üzemanyag megtakarítás 30%.

Fajlagos égéshő 10300 kcal/kg, cetánszám 51, dermedéspont -36°C. Az éves gazdasági hatás 6 millió tonna fogyasztás mellett 30 milliárd rubel. A káros kibocsátás 2-szeres csökkentése. A tervek között szerepel egy kísérleti tétel gyártása, az üzemanyag tesztelése az MIS-ben, valamint évi 100 készlet gyártásának megszervezése.

Az innovációs és beruházási tevékenységek a tudományos és technológiai haladás legfontosabb összetevői. Lehetőséget nyit új ötletek gyakorlati megvalósítására és beruházási projektekben való megvalósítására. Lélektani, gazdasági, technológiai, jogszabályi és információs akadályok állnak az innovációk és beruházások megvalósítása előtt.

Az el nem számolt kockázatok, a bizalmatlanság, a kudarctól való félelem és bizonyos esetekben a hibák megakadályozzák az ötlet következetes megvalósítását.

A gazdasági akadályok rendszerint az ötlet megvalósításához szükséges pénzhiányhoz, vagy a javasolt technológia vagy berendezés jelenlegihez képest magasabb költségéhez kapcsolódnak, számos mutató alulbecslése miatt (például a gazdasági előnyök, minőség, megbízhatóság vagy költségcsökkentési kilátások).

A technológiai akadályok leküzdhetők új, olcsóbb és egyebek fejlesztésével és elsajátításával hatékony technológiák, amely segít csökkenteni a gazdasági akadályokat.

A jogszabályi akadályok az innovációt és a befektetési tevékenységeket ösztönző törvényi és szabályozási aktusok hiányával járnak. Például az orosz energiaszektorban nincsenek olyan szabályozások vagy gazdasági szabályozók, amelyek biztosítanák a kis és független termelők villamos energia ellátását és értékesítését az általános energiarendszerbe.

Az innovatív javaslatok kiválasztása és megvalósítása során a legfontosabb az információk teljessége és elérhetősége, beleértve a megvalósíthatósági tanulmányokat és az üzleti terveket. Az információs akadály leküzdése érdekében minden innovatív javaslathoz üzleti tervet kell csatolni a megvalósítás kockázatainak elemzésével a későbbi közzététel, valamint az interneten és konferenciákon való széles körű terjesztés céljából.

Kormányzati támogatásra van szükség a beruházási és innovációs projektek megvalósításának és a termelésben való felhasználásának kedvező feltételeinek megteremtéséhez.

Az innovatív pilot projektek megvalósítása során fontos azonosítani azokat a régiókat, ahol az adott innovációk megvalósításának feltételei kedvezőbbek.

Például a megújuló energiaforrásokon alapuló autonóm energiarendszerek megvalósítása során olyan régiókat kell választani, ahol kedvező a nap-, szél- vagy egyéb erőforrások, valamint olyan régiók, ahol magasabbak a hagyományos energiaellátás díjai.

A K+F és az azt követő innovációs tevékenységek ösztönzése és támogatása érdekében az elkülönített finanszírozás keretein belül lehetővé kellene tenni az állami tudományos intézmények számára az Orosz Föderáció szabadalmak benyújtásának és fenntartásának, az alkalmazottak kiállításokon és konferenciákon való részvételének, valamint a csatlakozási költségeknek a költségeit. és az internet használata, számítástechnikai berendezések, tudományos műszerek vásárlása, szoftver, prototípusok és kísérleti minták gyártása, demonstrációs projektek megvalósítása.

Az energiaszerzés problémáját a meglévő kapacitások növelésével oldották meg technikai eszközökkel. A technológiai szint nem tette lehetővé az energiatartalékok hatékony felhasználását. Veszteségeket figyeltek meg, E.P.D. a természet ajándékainak felhasználása nagyon alacsony volt. A múlt században sürgősen szükség volt az olaj-, szén- és vízhasználat rendkívül hatékony módszereinek bevezetésére, biztosítva az innovációk bevezetését.

A bolygó természeti erőforrás-készletei korlátozottak. Kifogynak. A fennmaradó részből nehezebb lesz energiát nyerni. Ezért a régi energetikai módszereket biztosító technológiák fejlesztése mellett folyamatos a keresés alternatív módokon problémák megoldása, minőségi innovációk bevezetése.

Világinnováció 2018

Az energia terén előrelépések figyelhetők meg különböző országokban ah, a technológia és az üzlet fejlődésének segítése. Ők döntenek konkrét feladatokat, amely a világ innovációjának következő területein szerepel:

• Nagy teljesítményű, biztonságos termelő létesítmények létrehozása meghatározott mennyiségű energia előállítására.
• Ésszerű (minimális) innovációk elemzése, számítása.
• Az energia minimális veszteséggel történő távolsági átvitelének egyéb módszereinek kidolgozása.
• Környezetbiztonság megteremtése az élő szervezetek számára.
• Egységes energiarendszer megvalósítása intelligens digitális vezérlési technológiával.

A közeljövőben nem tervezik a szénhidrogénenergiáról való teljes felhagyást, de gőzerővel folyik az alternatív források keresése és megvalósítása.

Figyelem. Szakértők szerint az új technológiák növelik a mértékét nem szokványos módszerek az energiaszektorban 15%-ig.

A globális innováció volumene az állami beruházásokon keresztül alakul ki. Magánvállalatok is finanszíroznak korszerű fejlesztéseket. A Google Corporation egy olyan projektet javasolt, amely egy sárkányrepülő eredeti tervének felhasználásával állít elő energiát. Egy készülék teljesítménye 600 kW. Lehetővé teszi a szabvány igényeinek kielégítését bérház. Vagy japán cég szakembereinek javaslatai a legújabb módszerek használatára vonatkozóan vezeték nélküli átvitel energia. Még a fantasztikus ötletek is megvalósíthatók, és profitot hoznak, ha a tőkeinnovációkat elsajátítják.

Irány

Fejlesztések zajlanak az optimális energetikai innováció számos területén. Javításra számos országprogramban előírt monetáris beruházást javasolnak felhasználni technológiai folyamatok régi energiatermelési módszerek és új tudományos eredmények bevezetése az életbe. A főbb irányok a következő javaslatok:

1. Az olaj használata. Az olaj ára az ipari fejlődés fő hajtóereje. Folyamatosan keresik az új technológiákat, hogy növeljék a régi és új kutakból származó olajtermelés százalékos arányát. Fontos megjegyezni, hogy az innovációnak köszönhetően bevezették az olajtartalmú képződmények harmadlagos feldolgozásának új elvét, amely jövedelmezővé teszi a kutak. Kellő figyelmet fordítanak a környezetvédelmi kérdésekre.
2. Vízierőművek. Természeti körülmények megtalálni a megoldást az energiaitalok ősi módszereinek alkalmazására. A vízerőművek építéséhez és a régi létesítmények rekonstrukciójához modern anyagokat és váratlan tervezési megoldásokat alkalmaznak. Az ozmózis effektus felhasználásával azt javasolják, hogy ezeket a nyílt tengerbe építsék sós vízzel.
3. Szénipari eszközök. Ezt az ősi típusú üzemanyagot modern lézeres betakarítógépekkel nyerik ki. A bányák közelében a gazdaságban használt környezetbarát zónák alakulnak ki.
4. Napsugárzást használó eszközök készítése. A napsugárzás megszelídítését célzó modern technológiák bevezetése olyan területeken hasznos, ahol elegendő napsütéses napokévente. Egyre gyakrabban találhatunk magáningatlanokat, üvegház-komplexumokat, amelyek saját napsugárzástárolóval vannak felszerelve.
5. A szél erejét felhasználva. A szélenergia bázisán előállított energia a különböző országokban az energiatartalékok előállításának általános formája lett. A legújabb fejlesztéseket folyamatosan vezetik be az új típusú motorok, tároló- és sebességváltó rendszerek létrehozása érdekében.
6. Osmostációk létrehozása. Alapjuk a só és a nyomáskülönbség miatti energiatartalékok feltöltése friss víz(ozmózis hatás). A forgó turbinák villamos energiát termelnek. A pénzügyi számítások azt mutatják, hogy a költségek csökkennek a vízerőművek építéséhez képest.

Kezdeményező

Az energiaszükséglet évről évre nő. Minden ország alapos elemzést végez szükséges teljesítmény, ismerve az iparfejlesztés főbb irányait, tudományos terveket, háztartási használatra. Az energetikai innovációk kezdeményezői egy adott ország szakemberei, akik hangos programokat kínálnak. Az európai és ázsiai országokban aktívan fektetnek pénzt alternatív szél- és napenergia-típusokba. Ezek Németország, Svédország, Olaszország, Spanyolország. Az adventtel modern felszerelés Amerikában nőtt a napelemes állomások száma. Ezek költsége csökkent. A napenergia-piac felét Kínában és Japánban használják fel. Írországban és Izlandon tovább növekszik a geotermikus források felhasználása. Az új típusú hőszivattyúk fejlesztésével kapcsolatos innovációk elindították a geotermikus energia bevezetését Oroszország, Fehéroroszország és Ukrajna területén. Az orosz energiaügyi minisztérium kezdeményezésére egy speciális „Energynet” ütemtervet dolgoztak ki, amely a jövő villamosenergia-piacát alakítja. Az Inter RAO UES szakembereinek erőfeszítésével létrejött az Energy Without Borders alap, amely a régi energetikai módszerek korszerűsítését és alternatív, hatékonyabb, környezetbarát módszerek bevezetését biztosítja.

Rövid leírás

A társadalom mindennapi életében felmerülő energiaproblémák megkövetelik az energiatartalékok pótlásának alternatív módjainak kidolgozását és hatékony megvalósítását. A természeti készletek (kőolaj, gáz, szén) fokozatosan csökkennek, és fontossá válik az elsőbbség az új lehetőségek kialakításában. Most ezek a következő innovációk az energiaszektorban:

• A hullámok lökés erejének felhasználása (fracking). A repesztési technológiát az olaj- és gázipar ígéretes jövőjének nevezték, amely határtalan távlatokat nyit a földi energiakitermelés palaforradalma előtt. Helyett hagyományos használat, mesterségesen létrehozott vízfolyások, lökéshullám segítségével törik fel a képződményt akár 1500 m mélységben is. A technológia fő fejlesztőjének az Indiában található Super Wave Technology-t nevezték ki.
• A benzin cseréje bioüzemanyagra. A leggyakrabban használt bioüzemanyagok az etanol és a biodízel. Értéküket az aktuális olajár határozza meg. Az új típusú bioüzemanyagok keresése a különböző országokban zajló K+F projektekben történik. Új típusú élesztőt hoztak létre a Texasi Egyetemen, amely lehetővé teszi egy olcsó típusú bioüzemanyag előállítását élő szervezetekből (növényekből, állatokból) nyert energiaforrásként. Ugyanilyen fontos előnyük, hogy képesek elpusztítani az olajból és a vegyi anyagokból származó káros szennyeződéseket. A tudósok jelenleg az Oleispira antartica baktérium tulajdonságait tanulmányozzák az Északi-sarkvidék alacsony hőmérsékletén való felhasználásra.
• További fejlesztés atomenergetikai mérnökök, a hidrogén fizikai tulajdonságainak felhasználása, más bolygókon nyert új típusú energiákról álmodik.

Költségvetés

Bármely ország gazdaságában kötelezővé vált az energetikai fejlesztésbe történő monetáris beruházások volumenének tervezése. Ezt mindenekelőtt a választott innovációs irány és a szükséges pénzösszegek felmérése határozza meg. Az Egyesült Államokban Virginia állam legnagyobb napenergia-projektjének fejlesztésére szánt források növelését tervezik. Az 500 MW-os napelemes állomás részét képező két létesítmény (Pleinmont I és II) a legmodernebb napelemekkel és energiatárolókkal lesz felszerelve. Az ilyen energia értékesítéséből származó nyereség gyorsan fedezi az összes költséget. A közeljövőben az USA 13%-ról 18%-ra növeli a megújuló energiaforrásokból előállított energia részarányát.

A fejlesztésre tervezett innovációk szintjét tekintve Kína, India, Anglia, Olaszország és Németország vezet.

Érdekes. Az IMF 2018-as becslése szerint az energiainnováció állami támogatása meghaladja a 10 millió dollárt percenként.

Oroszországban nincs szisztematikus megközelítés az energiahatékonysági projekt támogatására. Az állam teljes monetáris befektetései csaknem sokszorosára csökkentek (2016-ban 7,1 milliárd rubelről 140 millió rubelre). Ezzel párhuzamosan azonban nő a gázberendezéseket, vízkezelő berendezéseket és műszereket gyártó üzemek száma. Az ilyen berendezések egyik szállítója a ROSS LLC ross.com.ru/difmanometr-dsp-4sg-m1 (Belgorod Tel. 4722 40-00-70). A cég minőségi garanciát és a gyártók által biztosított teljes dokumentumcsomagot biztosít.

Az oroszországi energiafejlesztés jellemzői

Különféle éghajlati viszonyok jelenléte nagy terület Oroszország különleges hozzáállást igényel az elemzéshez lehetséges módjai energiatermelés. Évente milliárdokat kell csak a lakások fűtésére költeni, nem beszélve az ipar, a mezőgazdaság és a honvédségi felszerelések karbantartásának problémáiról. Az orosz energia a régi módszerek kifejlesztésében és a modern innovációk alkalmazásában talál megoldást az energiatermelés új fizikai elvein alapuló technológiák alkalmazásában. Speciális innovációs alapokat szerveznek, és K+F-et indítanak a gátak, olajfúró tornyok és szénbányászati ​​berendezések korszerűsítéséhez szükséges új anyagok létrehozására. Ezek ultra-ellenálló nano szerkezetű acélok, több kompozit védőbevonatok, eredeti napelemek, a legújabb szélturbina rendszerek, modern hőszivattyúk. Az Oroszországra jellemző energiaszerzési technológia minden innovációs területe, amely növeli a felhasználás hatékonyságát a nagy távolságokon történő átvitel során, fejlesztés alatt áll. Egyedülálló fejlesztés Oroszországban (nincs analóg a világon) a petroltermikus energia módszere (a száraz kőzetek hőereje a földkéregben). A fejlesztés a Termolitenergo program keretében valósul meg.

A közeljövőben az olaj marad a fő energiaforrás Oroszországban. A technológia fejlettségi szintje és az élettartam az árától és a legújabb technológiákat alkalmazó gyártási mennyiségektől függ.

Innovatív energia – megújuló energiaforrásokon (megújuló energiaforrásokon) működő erőművek hő- és villamosenergia-termelése. , fotoelektromosság - napenergia félvezető átalakítói, biotechnológia - megújuló nyersanyagokból nyert energiahordozók - bioüzemanyag, nanotechnológia - mindezek az innovatív energia kérdései, gazdaságilag és társadalmilag igényesek. Az elmúlt évtizedben felmerült probléma lényege, hogy az emberiség kénytelen alternatív energiaforrások után nézni. A szénhidrogének - olaj, gáz, szén megteremtette és megteremti a társadalom létezésének alapját. Körülbelül 600 millió autót tüzelünk, polimereket, műtrágyákat (80% gáz), gyógyszereket, növényvédő szereket stb. Mindezek a kiindulási anyagok kémiai származékai: a földgáz, az olaj, és most bizonyos mértékig a növényi anyagok. Az élőlények energiaellátásának teljes rendszere - az élelmiszertermelés az egyik szakasz modern energia. Minden élelmiszerben elfogyasztott kalóriához körülbelül 10-12 kalória szenet, olajat és gázt fogyasztunk. Ezért az alternatív megújuló energiaforrások megtalálásának problémája a modern társadalom minden területét áthatja.

„Valódi érdeklődés mutatkozik a biomassza villamosenergia- és hőtermelésre történő felhasználása iránt. Ez annyira komoly, hogy támogatást kapott az Orosz Föderáció elnöke mellett működő Energiahatékonysági Munkacsoport tevékenységétől. Jelen pillanatban ez munkacsoport hat projekt tekinthető standardnak, kiemelt és társadalmilag jelentősnek. Az egyik az „Innovatív energia” – mondta Szergej Mihajlov, az orosz energiaügyi minisztérium osztályának igazgatója.

2010 áprilisában az Orosz Föderáció kormánya határozattervezetet terjesztett elő, amelynek megjelenésével ténylegesen meg kell valósítani a megújuló energiaforrások felhasználásának folyamatát.

A bioüzemanyag-technológiát tekintve az elemzők jelentős potenciált látnak Indiában a bioüzemanyag-termelésben, és olyan országok is hozzájárulnak a termeléshez, mint Argentína, Kína, Kolumbia, Franciaország, Indonézia, Malajzia, a Fülöp-szigetek és Thaiföld. Ebben a kérdésben Oroszország még mindig nagyrészt az akadémiai, tudományos fejlődés szakaszában van, például ez: metán biomasszából - üzemanyag és műtrágya beszerzése. Hazánkban számos hatékony létesítmény indult, amelyek közül a legérdekesebb a csernogolovkai elektromos meghajtású erőmű, amely a metán és a CO2 membránleválasztásával, valamint a hő és villamos energia kapcsolt termelésével működik.

Miközben az állam meghatározza a szabályozási keretet egy olyan tudomány- és erőforrás-igényes projektnek, mint az innovatív energia, hogy nyereségesen működjön, a Siemens már aláírt egy megállapodást a RusHydro-val és a Russian Technologies-szel, amelyek alapvetően állami tulajdonban vannak.

Az oroszországi megújuló energiaforrások és biotechnológiák fejlesztésének kezdeti szakaszával kapcsolatban érdemes kiemelt figyelmet fordítani azokra a projektekre, amelyek kiterjedt beruházások és késztermékek tekintetében már formát öltöttek. A legfontosabb példa erre a Rusnano állami vállalat, amely többek között a számunkra érdekes területekbe fektet be. pillanatnyilag az Orosz Föderáció elnöke által kijelölt modernizációs irányok, mint erőforrás-megtakarítás és energiahatékonyság. Ezek a területek közvetlenül kapcsolódnak az innovatív energiához.

A 20. század vége óta. sok ország elindította a tudomány és a technológia új irányának kidolgozását. Éppen ezért a nanoipari fejlesztési stratégiára vonatkozó elnöki kezdeményezés azt a feladatot tűzi ki, hogy Oroszország világszinten vezető pozíciót szerezzen, és saját piacot alakítson ki a nanotermékek számára. Ezért hozták létre a Rusnano állami vállalatot. Emlékezzünk vissza, hogy a nanotechnológia az a képesség, hogy egyedi mikroszkopikus tömbökből atomokig és molekulákig új anyagokat hozzunk létre, mint egy konstruktort. Az irány a múlt század közepén kezdett kialakulni. A nanotechnológia kifejezés akkor még nem létezett. A méter egy milliárdod részét nanométernek nevezzük. Olyan ez, mint egy filléres érme a földgömbhöz képest.

Az energiatakarékosság és a napenergia a Rusnano egyik kiemelt területe. Számos projekt megvalósítása már folyamatban van, ezek közül az egyik Szentpéterváron, ahol a nanotechnológiával létrehozott LED-ek gyártásához szükséges berendezések telepítését fejezik be. Rusnanót arra kérik, hogy szabadítsa fel a nanotechnológia területén elért tudományos eredményekben rejlő gazdasági lehetőségeket. Érdekesség, hogy az ún egy nanolámpa 1000 rubelbe kerül, egy külföldi analóg ára 60 dollárba került, és 1,8 milliárd rubelt költöttek az orosz nanolámpa feltalálására. A nanolámpa 50-szer tovább tart, mint a hagyományos - 50 ezer óra.

megújulóA Rusnanonál végzett elmúlt két év során több mint 70 üzleti projektet hagytak jóvá a nanotechnológia területén. Mindegyik mögött egy új üzem vagy a meglévő termelés bővítése az ország 26 régiójában és innovatív termékek állnak. Ma a jóváhagyott projektek összköltségvetése meghaladja a 200 milliárd rubelt, amelyből az állami vállalat 95-öt fektet be. A tervek szerint 2015-re 140 milliárd rubel lesz e vállalkozások termékeinek értékesítéséből származó bevétel. Összesen több mint 310 milliárd rubelt fektetnek be 2015-ig. körülbelül 93 projektben.

A Rusnano által támogatott legújabb beruházások egyike a „vékonyréteg” technológián alapuló alternatív energia és energiamegtakarítás sorozata. A vékonyréteg-technológia alapja a mikroamorf szilícium. A közönséges amorf szilícium csak a spektrum kék részén alakítja át a fényt. A kristályos szilícium nanorétegeinek hozzáadásával a napelem a nap látható spektrumának más részeit használja fel. A fotocellák hatékonysága másfélszeresére nő a meglévő analógokhoz képest.

Annak ellenére, hogy a hazai piacon továbbra is jelentéktelen a kereslet a fotovoltaikus termékek iránt, az orosz cégek napelemek gyártására használt szilícium lapkákat gyártanak. A fotovoltaikus akkumulátorok gyártásához szükséges szilícium exportja mellett 2009-ben számos orosz vállalat exportált késztermékeket. A fotovoltaikus akkumulátorok teljes exportvolumene ebben az időszakban 12 454 darabot tett ki. Vezető exportőr napelemek Oroszországból a 2009-es eredmények alapján – LLC „Solar Wind”.

Egy másik, innovatív energiával kapcsolatos Rusnano beruházási projekt az űrhajók napelemei. A gallium-arzenid akkumulátorok hatékonysága jóval magasabb, mint a szilíciumoké, élettartamuk űrben 15 évre nő. Ez a tény jelentősen növeli a hajók hatékonyságát és élettartamát. Az űrhajók napelemeinek létrehozása csökkenti az orosz űripar függőségét a külföldi beszállítóktól. Az üreges szilícium a modern napenergiában és mikroelektronikában használt fő félvezető anyag. Az üreges szilíciumot a világ összes napelemének közel 90%-ának előállításához használják. Ezekre az anyagokra nagyon nagy a kereslet a világon. A projekt megtérülési ideje várhatóan csak néhány év.

A napenergián alapuló projektek, amelyek erőteljes technológiai fejlődést értek el, potenciálisan energiával látják el az egész emberiséget.