January 19, 2018 4:10pm

В проекте энергетической Стратегии России на период до 2035 года сформулировано, что энергетической отрасли необходима структурная трансформация, одним из принципов которой должно стать изменение структуры инвестиций. Доля расходов на НИОКР и инновации, а также модернизацию отрасли должна возрасти, прежде всего для обеспечения необходимого уровня конкурентоспособности отечественного энергооборудования наряду с постоянной стандартной задачей поддержания надежного и бесперебойного энергоснабжения всех потребителей.

Также одной из трех стратегических задач развития энергетического сектора заявлено обеспечение технологической независимости и конкурентоспособности российского Топливно-энергетического комплекса (ТЭК). Иными словами, это долгосрочная задача импортозамещения, которая неразрывно связана с инновационной деятельностью. Получается, что с точки зрения согласованного проекта стратегии инновации в энергетическом секторе действительно нужны. Ключевой вопрос в том, какими они должны быть.

Инновации - достаточно широкое понятие, которое может подразумевать под собой совершенно разный уровень и масштаб предлагаемых изменений. Далеко не всегда инновации в энергетике требуют многолетних научных исследований и многомиллионных инвестиций. Зачастую совсем небольшие и быстро реализуемые проекты приносят гораздо больше положительного эффекта, чем долгосрочные масштабные разработки. На практике множество проектов, в основе которых лежит инновационная технология, способная реально улучшить работу в какой-либо части энергетического бизнеса, сталкивается с рядом серьезных проблем при попытке коммерциализации. Иногда эти проблемы связаны не с самой инновацией, а с рядом других факторов, препятствующих ее внедрению. Например, таким фактором может быть длительность или полное отсутствие окупаемости проекта, даже если инновация при этом объективно улучшит работу какой-либо части энергосистемы.

Значительным опытом в оценке инновационных проектов обладает фонд «Сколково», через экспертную комиссию которого регулярно проходят сотни новых проектов. По мнению представителей фонда, причины остановки развития стартапов могут быть совершенно разными. Помимо технической составляющей проектов и параметров самого прибора, системы или комплекса мероприятий, важна качественная презентация проекта и способность доказать возможность эффективного применения инновации в современной энергетике. По мнению экспертов «Сколково», существенная часть стартапов создается не с целью получения прибыли, по крайней мере эта цель не является доминирующей. Часто в основе проекта лежит желание развить свою идею и создать что-то новое, довести до логического завершения собственную разработку. При этом даже в случае положительного решения фонда и финансирования проект может не получить развития.

Внедрение инновационного продукта проходит в несколько стадий: разработка, коммерциализация и реализация продукта. На каждом из этих этапов могут возникнуть сложности, справиться с которыми инициатору стартапа бывает весьма непросто и требуется поддержка.

С целью развития и продвижения перспективных энергетических проектов и совершенствования инновационной деятельности в электроэнергетике в 2017 году компанией АО «ЕвроСибЭнерго» была создана открытая площадка, которая получила название «Клуб „Инновации в электроэнергетике“. В состав клуба вошли руководители и эксперты Минэнерго России, АО «СО ЕЭС», ассоциации «Совет производителей энергии», ассоциации «НП Совет рынка», фонда «Сколково», ПАО «МОЭК», ООО «Газпром энергохолдинг», ОК РУСАЛ, АО «ЕвроСибЭнерго», а также другие представители предприятий, связанных с энергетической отраслью. В рамках клуба были сформированы 5 рабочих групп, решающих различные задачи, связанные с развитием инноваций.

При внедрении инноваций в капиталоемких отраслях, таких как электроэнергетика, большое значение имеет эффективность программ господдержки. Для достижения целей, поставленных проектом Cтратегии-2035, очевидна необходимость совершенствования мер государственной поддержки инноваций. Особое внимание должно быть уделено позитивным изменениям в кредитных программах с государственной поддержкой, а также необходимости синхронизации и консолидации нормативной базы в области инновационной деятельности. В текущих условиях государственное финансирование проектов предусматривает возврат денежных средств в течение 5 лет, что заведомо ниже срока окупаемости практически любого инновационного энергопроекта.

Следует понимать, что государственная поддержка не означает и не ограничивается только финансированием. Прежде всего государственная поддержка должна выражаться в изменении нормативной базы с целью упрощения перехода к применению в производстве инновационных продуктов и как минимум снятии ограничений развития энергетической отрасли, которые стали неактуальны в текущей модели рынка. В качестве примера таких ограничений - действующий запрет на совмещение конкурентных и естественно-монопольных видов деятельности (генерация и сети).

При обсуждении инноваций в энергетической отрасли необходимо затронуть вопрос о возобновляемых источниках энергии и динамике их развития. Тренд на снижение выбросов и увеличение доли зеленой энергетики, поддерживаемый большинством развитых стран, - это корректный и позитивный метод развития энергетики с точки зрения улучшения экологической ситуации. Однако любой хороший подход должен быть правильно применен и адаптирован к условиям, в которых он реализуется.

По результатам Конкурентного отбора мощности, проведенного АО «Системный оператор Единой энергетической системы» в сентябре прошлого года, на 2021 год объем избытка мощности в Единой энергосистеме составит 11,5 ГВт. Конкурсы по отбору проектов ВИЭ успешно прошли в июне 2017 года на период 2018-2022 годов, и по их итогам будет построено дополнительно 2,2 ГВт генерации на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Избыток мощности - это на первый взгляд положительный фактор, так как большой запас генерирующих мощностей должен повышать системную надежность. Однако не следует забывать о том, что по правилам российского рынка электроэнергии и мощности капитальные затраты на строительство таких объектов в итоге лягут на конечного потребителя в цене мощности. А при строительстве ВИЭ удельные капитальные затраты весьма высоки - за экологичность производства приходится платить. Возникает вопрос: а обоснованно ли при наличии существенного избытка генерации и дальше строить ВИЭ, существенно увеличивая нагрузку на конечного потребителя? Ведь при прочих равных условиях ключевым показателем для потребителя являются цена и рост доли электроэнергии и мощности в структуре себестоимости продукции (особенно для энергоемкого производства), что может стать существенным ограничителем роста экономики в целом.

Говоря о стоимости мощности для потребителя, также можно отметить тот факт, что после окончания договоров ДПМ сниженной маржи генерирующих компаний, как правило, будет недостаточно для покрытия зарубежных сервисных контрактов по ремонту и обслуживанию генерирующих установок. Это еще раз подчеркивает необходимость роста уровня импортозамещения и его прямую связь с развитием инновационной среды в энергосистеме.

Не менее значимым является изучение мирового опыта внедрения инноваций. На примере 15 наиболее перспективных решений для глобальной энергетики руководитель департамента научно-технической деятельности компании «ЕвроСибЭнерго» Анна Коротченкова подчеркнула, что открытый подход к реализации инноваций способствует эффективной реализации сложных инновационных проектов, требующих длительных НИОКР и крупных капиталовложений. «Процесс исследований и разработок должен представлять собой открытую систему, при которой компания имеет возможность привлекать новые идеи и выходить на рынок с новым продуктом не только благодаря внутренним ресурсам, но и за счет взаимовыгодного сотрудничества с другими представителями инновационной среды», - считает Анна Коротченкова, возглавляющая рабочую группу «Открытые инновации».

В заключение можно отметить, что в текущих рыночных условиях эффективность энергетической отрасли неразрывно связана с развитием инновационных решений. Для постепенного увеличения доли импортозамещения необходимы поддержка и развитие инновационной среды и существующих перспективных проектов как на уровне государства и инфраструктурных организаций, так и со стороны участников рынка.

Новые технологические вызовы регулярно испытывают глобальную энергетику на прочность. Неудивительно, что как в мире в целом, так и в нашей стране появляются прорывные технологии в сфере накопления энергии, возобновляемых источников, «умных сетей», способные кардинально изменить структуру отрасли и общий подход к генерации, передаче и потреблению энергии. В условиях мощного долгосрочного спроса на инновации стартапы в области энергоэффективности в ТЭКе обладают большим потенциалом для развития и успешной коммерциализации новых разработок.

За создание среды для поддержки таких разработок отвечает Кластер энергоэффективных технологий фонда «Сколково». О наиболее интересных проектах, возможностях выхода на международный уровень, сложностях внедрения инноваций и многом другом корреспонденту «ЭПР» рассказал вице-президент фонда «Сколково», исполнительный директор Кластера энергоэффективных технологий Николай Грачев.

Поддержка может быть разной

– Николай, расскажите о возглавляемом вами кластере. Чем конкретно он занимается? Сколько компаний в него входит?

– По сути, наш кластер энергоэффективных технологий покрывает всю энергетическую цепочку – от разведки и добычи углеводородов до внедрения энергоэффективных технологий в различных отраслях промышленности. В первую очередь, речь идет о решениях, нацеленных на повышение эффективности нефтегазовой отрасли и электроэнергетики, развитие ВИЭ, сокращение энергопотребления объектами промышленности, ЖКХ и муниципальной инфраструктуры. Кластер объединяет потенциал исторически сильной отечественной базы фундаментальных и прикладных исследований в области ТЭКа, молодых предпринимателей в области энергоэффективности, российские и международные промышленные компании и венчурных инвесторов.

В настоящий момент у нас порядка 340 компаний-участников. На прошлой неделе мы отчислили десять участников, которые не вели активную исследовательскую деятельность. Дело в том, что мы следим за тем, насколько компании, являющиеся резидентами «Сколково» и получающие налоговые льготы от нашего фонда, ведут заявленную ими научную деятельность. Замечу, что от потенциальных резидентов каждую неделю поступает 10‑15 новых заявок. Только в прошлом году к нашему кластеру присоединились более 80 новых компаний – это достаточно большой прирост.

– Какие критерии вы предъявляете к новым резидентам?

– Уже на входе у нас жесткий фильтр, через который проходит только четвертая часть заявок. Критериев несколько. Во-первых, учитываем инновационность самой разработки: наши внешние эксперты оценивают, насколько технология, которой планирует заниматься стартап в «Сколково», перспективна и инновационна. Проекты, занимающиеся только копированием или импортозамещением, в «Сколково» не проходят. Для нас важно, чтобы у старт-апа было зерно инновационности, чтобы технология по каким‑то характеристикам была лучше или эффективнее уже предлагаемых на рынке аналогов. Второй весомый аспект – коммерческий потенциал. На входе мы должны оценить, есть ли рынок у предлагаемой технологии. Для построения успешного бизнеса необходимо понимать свой целевой рынок, на который ориентирован ваш продукт. Третий критерий – адекватность команды. Смотрим, обладает ли она необходимыми научными и бизнесовыми компетенциями для успешного развития своего проекта.

– С большинством компаний мы знакомимся еще на этапе получения ими статуса. После этого совместно обсуждаем, в какой поддержке они нуждается, узнаем, какие ожидания относительно нашего участия у них имеются. Мы рассказываем о предлагаемых нами сервисах в части защиты интеллектуальной собственности, грантовой поддержки, выставочной деятельности. На самом деле многое зависит от того, на какой стадии находится стартап и что ему действительно необходимо для развития, ведь поддержка может быть разной. Допустим, у кого‑то уже есть готовое решение, но пока нет клиентов, и «Сколково» может открыть ему двери в крупный и средний бизнес, используя сеть индустриальных партнеров для продвижения его технологии. У кого‑то, возможно, еще нет готового решения или продукта, с которым можно идти к партнерам, для него важнее грантовая поддержка, которая позволит совершить переход от лабораторной стадии к опытному образцу. В таком случае обсуждаем, что необходимо для получения гранта.

Бывает, что у компании есть технология, но она не понимает, как ее интегрировать в бизнес конечного потребителя, и самое главное – кто может стать этим потребителем. В этом случае обсуждаем, с кем из наших индустриальных партнеров можно сделать бизнес-кейс, чтобы понять, как лучше всего интегрируется технология, какую проблему конечного потребителя она решает, какую экономическую выгоду дает, какие ограничивающие факторы имеются. Любая технология – это продукт, который проходит длинный путь от момента разработки до этапа коммерциализации. Исходя из нашей практики, как правило, самыми успешными становятся стартапы, разработчики которых смотрят на собственную технологию глазами конечного потребителя.

– Понятно, что работа над каждым проектом – процесс длительный, но сколько все же требуется времени, чтобы вывести стартап на этап коммерциализации?

– Всегда по‑разному. Это зависит и от самой технологии, и от размеров команды, и от доступного финансирования. У энергетических стартапов выход на коммерциализацию более длительный, чем, например, у ИТ-проектов. Мы видим, что некоторые компании, получившие грант пару лет назад, только сейчас завершили грантовый проект, создали пилотную установку, с которой могут выйти на рынок. Хотя, разумеется, если к нам приходят на более зрелой стадии готовности продукта, можно раньше перейти к этапу коммерциализации, начав переговоры с потенциальными потребителями.

Прорывные решения для энергетики

– Насколько конкурентоспособные старт-апы предлагают отечественные новаторы? Хотелось бы услышать о примерах таких разработок.
– Поскольку в наш кластер входят 340 компаний, портфель предлагаемых ими технологий очень диверсифицированный. Есть уникальные прорывные решения, еще находящиеся на стадии разработки, но есть и успешные продукты, которые мы вывели на рынок и активно продвигаем. Например, компания «Метсбытсервис» предлагает высокопрочные неизолированные сталеалюминиевые провода с повышенной пропускной способностью. Суть данной инновации в том, что провод производится методом одинарной свивки с линейным касанием проволок. Для его производства применяется пластиковое обжатие стальной и алюминиевой частей. Конкурентные преимущества такого продукта очевидны: его разрывное сопротивление на 60‑70 процентов выше, чем у стандартного стале-алюминиевого провода АС, что позволяет на 25‑30 процентов уменьшить количество опор. При этом пропускная способность провода существенно выше. Изготовленные образцы уже прошли испытания и аттестованы ФСК ЕЭС.

Еще одно интересное и в то же время прагматичное решение для мониторинга, инспекции оборудования предложила компания «Мобин». Возможно, в их стартапе нет научного прорыва, но это действительно хорошее инжиниринговое решение: при помощи уникального прибора производится сбор параметров энергооборудования оперативным персоналом предприятия, измеряемые параметры сразу отображаются на планшетном компьютере и сравниваются с допустимыми значениями по данному виду оборудования. Затем собранные данные агрегируются в электронном журнале дефектов для дальнейшей обработки и устранения.

Много уникальных разработок в области накопления энергии. Так, компания «ТЭЭМП» разработала суперконденсаторы для применения в электротранспорте и электрических сетях. Удельная емкость и удельная мощность их силовых конденсаторов в разы превосходят имеющиеся аналоги. Надеемся, скоро у них появятся первые коммерческие контракты с российскими и зарубежными компаниями.

Быстрозаряжаемую батарею для стационарных накопителей энергии предлагает компания «4Д ЭНЕРГЕТИКС РУС». Не секрет, что в сетевых накопителях вес батареи менее важен, чем показатель стоимости одного заряда. В этом стартапе удалось совместить уникальное сочетание низкой себестоимости – шесть тысяч рублей за кВ-ч, быструю зарядку – всего десять минут, высокий КПД – 85 процентов и длительный срок службы изделия – более 20 тысяч циклов. Использование такой батареи позволяет снизить стоимость электроэнергии на 20‑40 процентов. Уже созданы и протестированы лабораторные образцы батарей на 48 В и 96 В, проведена базовая патентная защита материалов и технологии, отработаны ноу-хау по производству электродов батареи.

На стыке тематик вашего издания разработка компании «Энсол Технологии» – промышленные литиевые аккумуляторы энергии на базе уникальной системы активной балансировки, востребованные не только в России, но и в США. Сейчас они начинают разрабатывать решения для маневровых локомотивов, которых только в нашей стране порядка десяти тысяч.

Есть ряд хороших проектов в области промышленности по промывке разного вида оборудования, в частности по очистке теплообменников и нефтехимического оборудования. На самом деле это большая проблема для промышленности – теплообменное оборудование стоит дорого, хочется, чтобы оно служило дольше, но химически агрессивные способы очистки сокращают срок его эксплуатации. Некоторые из наших резидентов предлагают эффективные решения по очистке такого оборудования. Например, компания «Ангара» разработала технологию для очистки оборудования, применяемого при нефтепереработке, а «НаноСерв» – методику по очистке теплового оборудования внутри дома с помощью микроорганизмов, что выходит существенно дешевле, быстрее и экологичнее, чем при применении традиционных методов.

Появляются интересные проекты в области систем автоматизации промышленного производства, это еще одно большое перспективное направление. Прежде всего, имею в виду популярный во всем мире промышленный интернет. У нас появляются первые хорошие стартапы, имеется интерес со стороны промышленности. Проекты, реализуемые нашими резидентами в этой области, подтверждают: зачастую на предприятии никто не знает, эффективно ли работают станки и какова реальная загрузка оборудования, вследствие чего иногда принимаются неверные инвестиционные решения – в некоторых случаях достаточно оптимизировать логистику или работу оборудования, чтобы повысить его загрузку.

Состыковать спрос и предложение

– Как известно, Минэнерго уделяет большое внимание политике энергоэффективности и энергосбережения. Расскажите о конкретных стартапах по повышению энергоэффективности в российском ТЭКе. Насколько сложно внедрять такие проекты на практике?

– К проектам по повышению энергоэффективности можно отнести все, о чем я говорил ранее. В первую очередь, отмечу старт-апы по теплообменному оборудованию. Среди наших резидентов есть примеры разработки теплообменника, в полтора-два раза более эффективного по сравнению с традиционным. Проекты по очистке оборудования тоже важны для отечественного ТЭКа, ведь если оборудование сильно загрязнено, показатели его теплоотдачи снижаются. Имеется ряд стартапов по рекуперации тепла, по инновационным технологиям освещения. Наиболее эффективно использовать станки и экономить электроэнергию позволяют решения по автоматизации. Кроме того, у нас есть ряд хороших проектов по приборам учета: согласитесь, чтобы что‑то экономить или оптимизировать, сначала нужно понять, из чего складывается потребление, собрать информацию, произвести телеметрию.

Проблема внедрения подобных решений действительно есть. Она связана в том числе с тем, что энергосервисные контракты не заработали на всю возможную мощность, по ним реализуется только небольшая доля проектов. В этой связи мы видим свою роль в активном продвижении наших участников на промышленные предприятия страны. Например, на прошлой неделе мы побывали в Набережных Челнах: привезли для компании «КамАЗ» пять проектов, и все они вызвали большой интерес. Подобные встречи организуем постоянно. Иногда сами выезжаем на предприятия, иногда принимаем их у себя. Результатом такой работы является сотрудничество наших резидентов с крупными отечественными производственными компаниями. Уралвагонзавод, Челябинский трубопрокатный завод, Магнитогорский металлургический комбинат и другие активно используют «Сколково» как площадку для поиска и подбора технологий. Замечу, мы можем не только предоставить уже имеющиеся у нас решения, но и разработать технологии под потребности конкретного бизнеса.

Таким образом, с рядом компаний у нас складывается более тесное взаимодействие: они используют площадку «Сколково», чтобы коммуницировать свои потребности, и уже совместно с помощью конкурсов или других акций мы ищем для них возможных поставщиков технологий. Опыт проведения подобного конкурса был с РЖД: они определили порядка 18 отдельных номинаций по достаточно узким тематикам, и вместе мы нашли ряд интересных им проектов. В сентябре запустим большой конкурс по интернету вещей и приглашаем компании, в том числе из ваших читателей, присоединиться к нему, сформулировав свои потребности, возможно, свои номинации, а также предоставить свое производство в качестве площадки для тестирования новых технологий. Словом, мы открыты для взаимодействия. Одна из наших главных задач – в ручном режиме состыковать на площадке «Сколково» спрос и предложение, ведь малый и средний бизнес могут подхватить этот спрос, а резиденты – разработать необходимый продукт. Эта работа ведется, но нам не хватает финансового рычага, финансового партнера.

– Вы упоминали о том, что некоторые проекты выходят на международный уровень. Это, скорее, удачное стечение обстоятельств или российские новаторы действительно могут предложить решения, которые будут востребованы за пределами страны?

– Однозначно могут. Порядка 10 процентов (150 компаний) резидентов «Сколково» уже работают на международном рынке. Так, нефтегазовые технологии наших компаний используются на Ближнем Востоке, в США, Канаде, Китае. Здесь вопрос не только в уровне инновационности предлагаемых технологий, а в том, насколько это готовое и продуманное инжиниринговое решение, насколько стартап понимает своего конечного потребителя и знает, как с ним общаться. Прежде всего, необходимо четко понимать, какими конкурентными преимуществами ты обладаешь, какие аргументы можешь предъявить в переговорах с потенциальным потребителем и какую нишу можешь занять. Многим стартапам мы упрощаем и укорачиваем этот путь, поскольку среди наших партнеров есть крупные международные компании, имеющие представительства в России, и через них можно выйти на международные рынки. Мы стараемся привлекать в нашу экосистему международные компании и благодаря им можем протестировать конкурентоспособность наших стартапов.

Скорость внедрения инноваций далека от желаемой

– Николай, какова доля стартапов по возобновляемой энергетике? Насколько это направление интересно отечественным инноваторам?

– Если к возобновляемой энергетике отнести накопители, являющиеся действительно значимым звеном, важной предпосылкой развития альтернативной энергетики, можно сказать, таких стартапов много. При этом, что интересно, разработок по солнечной и ветряной энергетике, скорее, немного, но они действительно прорывные. В развитии солнечной генерации активно участвует Исследовательский центр тонкопленочных технологий в энергетике, созданный при Физико-техническом институте им. Иоффе в Санкт-Петербурге. Ими разработаны и внедрены уникальные технологии, конкурентоспособные на мировом рынке с точки зрения КПД самих солнечных батарей.

Другой интересный пример из сегмента ветряной энергетики – ветроустановки для регионов с низкими ветрами, разработанные компанией «ВДМ – Техника». Одна из проблем ветроэнергетики в том, что, например, в Европе все прибрежные зоны с высоким ветром уже застроены, новых территорий для строительства таких установок практически нет. Остается два пути – выходить в море или модернизировать старые установки. В то же время на территориях, где скорость ветра не превышает пяти-семи метров в секунду, существующие ветроустановки работают неэффективно. «ВДМ – Техника» занимается разработкой ветроустановок для регионов с малыми ветрами. КПД такой установки будет существенно выше, как, впрочем, и экономическая отдача.

– Как вы сами считаете – насколько оправдано использование альтернативной энергетики в нашей стране?

– На днях вышел рейтинг экологической чистоты городов, в который, в числе наиболее загрязненных, попала и Москва. На мой взгляд, это своеобразный сигнал о том, что пришло время задуматься о своем здоровье и здоровье наших детей. Например, для европейцев мотивацией перехода на экологически чистый транспорт и внедрение альтернативных источников энергии служит, прежде всего, забота об экологии и собственном здоровье. Конечно, мы можем игнорировать мировые тренды, но рано или поздно придем к необходимости использования возобновляемой энергетики. Учитывая наш доступ к углеводородам, вероятно, не будет необходимости полного перехода на альтернативные источники энергии, но, поскольку нетрадиционная энергетика позволяет снизить затраты при невысокой себестоимости, в какой‑то момент времени она станет нормальным источником энергии в России. И на самом деле прогресс в развитии ВИЭ в России есть. Мы видим, как начинает реализовываться ряд проектов по солнечной энергетике.

– Каковы, на ваш взгляд, наиболее перспективные направления в энергетической отрасли на ближайшие годы?

– Если говорить про технологии, одно из самых «горячих» направлений, в котором ожидается прорыв с точки зрения себестоимости и технических параметров, – накопители энергии. Кроме того, будут востребованы технологии в области альтернативной энергетики и все, что связано с умными городами, домами, словом, интеллектуальная энергетика. Сегодня мы изучаем, как можно управлять нашим потреблением, как лучше интегрировать источники энергии, ведь интеллектуальная энергетика позволяет снизить капитальные затраты на развитие всей энергосистемы. Словом, в интеллектуальную энергетику будут идти большие инвестиции. В то же время мы видим, что реальная скорость внедрения инноваций в России далека от желаемой. Эта проблема часто поднимается в рамках рабочей группы Национальной технологической инициативы EnergyNET. Для ускоренного внедрения новых технологий надо создавать пилотные проекты, полигоны, где можно было бы быстро в тестовом режиме испытать новые решения и оценить их экономический эффект. В рамках EnergyNET в том числе планируется создание таких полигонов. Возможно, один из них появится на территории кампуса Сколковского института науки и технологий.

Николай Грачев – вице-президент, исполнительный директор Кластера энергоэффективных технологий фонда «Сколково» . В 1999 году окончил Санкт-Петербургский университет экономики и финансов, позже – Берлинский университет им. Гумбольдта и Лондонскую школу экономики.

Более десяти лет работы в стратегическом консалтинге в Германии, России и Великобритании с McKinsey&Company и Roland Berger Strategy Consultants.

Последнее место работы до прихода в «Сколково» – партнер, глава энергетической практики в странах СНГ Roland Berger Strategy Consultants. До прихода в консалтинг опыт работы в венчурном инкубаторе (Venturepark Incubator AG) и банковской сфере (DresdnerBankAG).

В «Сколково» работает с 2014 года.

Как обеспечить конкурентное преимущество на годы вперёд.
Российская электроэнергетика сейчас подошла вплотную к той границе, когда нужно сделать выбор: либо продолжать развитие на основе старых и давно испытанных технологий, слегка их модернизируя, либо сделать рывок в инновациях. Ведь уже многие годы (а точнее сказать – десятилетия) новых технологий не появляется. Именно поэтому государство выступает с инициативами по законодательному закреплению расходов на НИОКР, а энергокомпании активно обсуждают свои программы инновационного развития.

В 90-е годы прошлого века средства на развитие существующих энергомощностей и новые разработки практически не выделялись. Может, на тот момент это было и не особо критично: с падением производства уровень энергопотребления сильно снизился. В новом тысячелетии всё изменилось. Развивающаяся промышленность требует ввода всё новых и новых мощностей, энергопотребление растёт, а уровень износа многих действующих станций диктует необходимость скорейшей модернизации. При этом есть возможность взять за основу самые лучшие мировые образцы технологических разработок, изучить и проанализировать зарубежный опыт развития возобновляемых источников топлива. А также начать создавать новые технологии, аналогов которым в мире пока ещё нет.

Для примера – давно назревшая проблема развития угольной генерации. Угольные энергоблоки, построенные в советское время, пришла пора модернизировать. Это понятно всем. Но стоит один вопрос: как? В какую сторону дальше должно развиваться это направление? Несколько лет назад была предложена технология перевода энергоблоков на работу на сверхкритических параметрах пара. Учёные обсуждают следующий шаг – работу на суперсверхкритических параметрах пара. Но ни та ни другая технологии до сих пор не внедрены в промышленное производство. Более того, как такового нет ответа на вопрос, насколько это коммерчески привлекательно. Пока эти вопросы не решаются из-за огромной стоимости НИОКР, которую не может «потянуть» ни одна компания. Но время заставляет всё активнее искать пути решения проблемы дальнейшего развития угольных энергоблоков, износ которых становится всё больше. В итоге электроэнергетические компании всё ближе подходят к пониманию того, что с подобными вызовами надо справляться сообща – ведь в этом случае затраты на НИОКР будут разделены между широким числом компаний, равно как будут разделены между ними и те многие риски, неизбежно сопровождающие любой процесс разработки новейших технологий..

Инновационная стратегия

Что бы объединить усилия всех энергетиков, «Интер РАО ЕЭС» учредила фонд поддержки НИОКР «Энергия без границ» (подробнее об этом читайте на стр. 13). Приоритеты инновационного развития в самой компании расставлены следующим образом: серьёзная модернизация энергетических мощностей, строительство современных станций на природном газе, использование экологически чистых установок, работающих на угле, развитие и внедрение энергосберегающих технологий.

Первыми результатами работы по внедрению инновационных технологий стали ввод второй очереди Калининградской ТЭЦ-2, строительство ПГУ-450 на Уренгойской ГРЭС, завершение первого этапа модернизации электролизной установки на Нижневартовской ГРЭС и другие проекты.

Сейчас реализация стратегии «Интер РАО ЕЭС» в сфере инноваций вошла в завершающую стадию. Начав с приобретения зарубежных технологий, энергохолдинг перешёл к их последующей адаптации и производству оборудования уже на территории России. В этом направлении в компании реализуется проект создания совместного производства малых паровых турбин и котлов-утилизаторов с машиностроительным концерном ALSTO M. Кроме того, совместно с корпорацией General Electric и ГК «Ростехнологии» реализуется проект по созданию производства высокопроизводительных и высокоэкономичных газовых турбинных установок (ГТУ).

Также в «Интер РАО» ведётся работа по созданию собственных технологий с инновационной составляющей, не уступающих мировым аналогам. Эти изыскания компания ведёт совместно с ведущими профильными и отраслевыми организациями. Например, в прошлом году научно-технический совет «Интер РАО ЕЭС» рассмотрел ряд отечественных разработок в области функциональных покрытий.

Московский энергетический институт (МЭИ) и Всероссийский теплотехнический институт представили оборудование и ионно-плазменные технологии создания многослойных многокомпонентных нанокомпозитных покрытий, которые, как было зафиксировано в решении совета, позволяют «улучшить антикоррозийные свойства, повысить износостойкость наиболее важных элементов теплоэнергетического оборудования, снизить интенсивность воздействия повреждающих факторов на функциональные поверхности и тем самым увеличить эксплуатационный ресурс энергооборудования».

Иными словами, эта технология позволяет сделать оборудование более выносливым, увеличить его КПД и срок службы. НТС признал важность продолжения работ по созданию высокоэффективных покрытий для различных видов энергетического оборудования и целесообразность участия «Интер РАО ЕЭС» в проектах Центра функциональных покрытий, создаваемого для этих целей на базе научно-исследовательского центра «Курчатовский институт». Оказалось, что применение технологии, казалось бы, далёкой от энергетики, может сэкономить миллионы, если применить её на станциях «Интер РАО ЕЭС».

Ещё один перспективный проект – создание энергетических установок нового поколения из наноструктурированных сталей, способных выдерживать суперсверхкритические параметры пара. Данные установки разрабатываются совместно с ведущими компаниями и институтами машиностроения стран СНГ: ОАО «ЭМАльянс», ГК «Российская корпорация нанотехнологий», ОАО «ЦНИИТМАШ»,ОАО «ВТИ», БелГУ и ОАО «Силовые машины». Показатели энергоблоков нового поколения на суперсверхкритических параметрах пара, создаваемые с использованием таких сталей, будут значительно превосходить уже существующие в России по удельному потреблению топлива, себестоимости производимой электроэнергии и выбросам парниковых газов в атмосферу.

Энергоэффективность: на станциях и не только

Одной из задач инновационного развития является повышение энергоэффективности станций. К 2015 году «Интер РАО ЕЭС» планирует повысить эффективность сжигания топлива в 1,5 раза и довести уровень собственного потребления энергии до 3–4 %. Этого планируется достичь в первую очередь за счёт снижения потерь энергии при передаче и распределении внутри энергообъектов. В частности, ещё в 2009 году «Интер РАО ЕЭС» создало с FENICE, дочерней компанией Electricite de France, СП для внедрения передовых энергосберегающих технологий, проведения энергетического аудита, а также инжиниринга в области энергосберегающих технологий. Причём предназначено всё это не только для внутреннего использования на станциях группы.

Российской особенностью энергетических инноваций является необходимость внедрения энергосберегающих технологий не только на самих электростанциях, но и за их пределами. Проблема – в очень высокой энергоёмкости отечественных предприятий. Наша страна потребляет в 2,5 раза больше энергоресурсов на единицу ВВП, чем страны с соизмеримыми экономическими показателями. И дело не только в том, что мы живём в холодном климате. Более бережное отношение к энергии позволило бы России, по самым скромным подсчетам Минэнерго, экономить около 1 трлн. рублей в год! Специалисты «Интер РАО ЕЭС» проводят комплексные обследования на промышленных предприятиях. Они собирают информацию об использовании энергоресурсов, чтобы выявить возможные пути повышения их энергоэффективности. Координацией этих работ занимается Центр энергоэффективности «Интер РАО ЕЭС». Результаты обследований лишний раз доказывают, что одним только наращиванием генерирующих мощностей проблему энергоснабжения не решить. Это всё равно что бесконечно пытаться наполнить дырявый мешок. А значит, тезис о том, что энергетика является локомотивом инновационного развития российской экономики, оказывается вдвойне справедливым. Ведь внедрение энергоэффективных технологий будет способствовать инновационному развитию промышленных предприятий и повышению их эффективности.

Человечество ищет ответы на глобальные вопросы:

– что делать в связи с изменением климата и глобальным потеплением;

– где найти энергоресурсы, которые распределены крайне неравномерно и истощаются;

– как обеспечить энергетическую безопасность каждой страны и глобальную безопасность.

Ответы на эти глобальные вопросы могут быть получены в результате реализации новой энергетической стратегии. Основные направления будущего развития энергетики:

1. Переход от энергетики, основанной на ископаемом топливе, к бестопливной энергетике с использованием возобновляемых источников энергии.

2. Переход на распределённое производство энергии, совмещённое с локальными потребителями энергии.

3. Создание глобальной солнечной энергетической системы.

4. Замена нефтепродуктов и природного газа на жидкое и газообразное биотопливо, а ископаемого твёрдого топлива - на использование энергетических плантаций биомассы.

5. Замена автомобильных двигателей внутреннего сгорания на бесконтактный высокочастотный резонансный электрический транспорт.

6. Замена воздушных линий электропередач на подземные и подводные кабельные линии.

По всем указанным направлениям в ВИЭСХе проведены исследования, разработаны технологии и экспериментальные образцы, защищённые российскими патентами.

Солнечная энергетика – это самая быстрорастущая отрасль энергетики в мире с темпами роста 53% в год и объёмом производства в 2009 г. 12ГВт.

Солнечные электростанции (СЭС) с концентраторами в Калифорнии мощностью 354МВт работают с 1980 г. и замещают ежегодно 2млн. баррелей нефти (1 баррель – 159л).

Роль солнечной энергии в энергетике будущего определяется возможностями промышленного использования новых физических принципов, технологий, материалов и конструкций солнечных элементов, модулей и электростанций, разработанных в России.

Для того чтобы конкурировать с топливной энергетикой, солнечной энергетике необходимо выйти на следующие критерии:

КПД солнечных электростанций должен быть не менее 25%.

Срок службы солнечной электростанции должен составлять 50 лет.

Стоимость установленного киловатта пиковой мощности солнечной электростанции не должна превышать 2000долл.

Объём производства солнечных электростанций должен быть 100ГВт в год.

Производство полупроводникового материала для СЭС должно превышать 1 млн. т в год при цене не более 25долл./кг.

Круглосуточное производство электрической энергии солнечной энергосистемой.

Материалы и технологии производства солнечных элементов и модулей должны быть экологически чистыми и безопасными.

Рассмотрим, в какой степени цели и направления развития мировой солнечной энергетики отвечают вышеуказанным критериям.

В ГНУ ВИЭСХ разработана новая технология, материалы и технологическое оборудование для сборки солнечных фотоэлектрических модулей с увеличением срока службы солнечных электростанций в два раза с 20-25 лет до 40-50 лет. Новая технология повышает КПД за счёт снижения рабочей температуры модуля и позволяет создавать фотоприёмники концентрированного излучения с большим сроком службы.

Солнечный модуль изготовлен с применением нового типа заполнителя – модифицированного полисилоксанового геля, обеспечивающего улучшенные оптические параметры, расширенный диапазон эксплуатационных температур и удвоение срока службы модуля. Температурный диапазон эксплуатации: от -60 до +60оС. Предполагаемый срок эксплуатации модуля – более 40 лет.

Годовая экономия электроэнергии на производстве модулей мощностью 1МВт не менее 70560кВт/час. Увеличение объёма производства электроэнергии при эксплуатации СЭС за счёт увеличения срока службы с 20 до 40 лет составит 20 миллионов кВт-ч для СЭС 1МВт и 200 миллиардов кВт-ч на мировой объём выпуска 10 ГВт.

Разработка отмечена дипломом Президиума РАСХН как лучшая работа в Академии за 2009 год. Получены патенты РФ, аналогов в мире нет.

Разработана новая технология и конструкция, и организовано экспериментальное производство солнечных фотоэлектрических кремниевых модулей (СФКМ) с КПД до 24% для солнечных электростанций с концентраторами, которая позволяет снизить затраты кремния на единицу мощности СЭС по сравнению с существующей технологией в 500 – 1000 раз.

Состояние разработки: выпущена партия 100 СФКМ и проведены исследования СФКМ с концентраторами. Получен патент РФ и диплом Федеральной службы по патентам РФ о включении этой разработки в 100 лучших изобретений РФ (отбор из 42 000 патентов). Аналогов в мире нет.

Исследована система солнечного теплоснабжения зданий с помощью встроенных в стены солнечных коллекторов с вакуумными стеклопакетами (СКВС). Совместно с НПО «Плазма» разработана технология изготовления вакуумных стеклопакетов и организовано их экспериментальное производство.

Сопротивление теплопередачи СКВС толщиной 7мм с вакуумным зазором 100 мкм равно 1,2м2-°С/Вт, что соответствует сопротивлению теплопередаче кирпичной стены толщиной 0,65 м. Срок службы вакуумного стеклопакета 40 лет.

Облицовка фасадов зданий солнечными коллекторами с вакуумными стеклопакетами позволяет в средней полосе РФ в течение 8 месяцев, а в Южном федеральном округе круглогодично обеспечить солнечное теплоснабжение зданий.

Разработана компьютерная программа и проведены расчёты тепловой энергии, полученной от СКВС на фасаде здания в отопительный период.

Использование 7мм вакуумного стеклопакета в окнах зданий снижает потери на кондиционирование на 25-30%. На технологию и конструкцию вакуумного стеклопакета и его применение получено 15 патентов РФ. Аналогов за рубежом нет, за исключением Японии.

Современные системы передачи электрической энергии используют двух- и трёхпроводные линии, в которых электрическая энергия передаётся от генератора к приёмнику бегущими волнами тока, напряжения и электромагнитного поля. Основные потери обусловлены джоулевыми потерями на сопротивлении проводов, от протекания активного тока проводимости по замкнутому контуру от генератора к приёмнику и обратно.

Крупные энергетические компании во многих странах мира вкладывают гигантские средства и научные ресурсы в создание технологии высокотемпературной сверхпроводимости для снижения джоулевых потерь в линии.

Существует другой, вероятно, более эффективный способ снижения потерь, по крайней мере, в магистральных и межконтинентальных линиях электропередач: разработать регулируемые резонансные волноводные системы передачи электрической энергии на повышенной частоте 1-100кГц, которые не используют активный ток проводимости в замкнутой цепи. В волноводной однопроводниковой линии нет замкнутого контура, нет бегущих волн тока и напряжения, а есть стоячие (стационарные) волны реактивного ёмкостного тока и напряжения со сдвигом фаз 90°. За счёт настройки резонансных режимов, выбора частоты тока в зависимости от длины линии, можно создать в линии режим пучности напряжения и узла тока (например, для полуволновой линии). При этом, из-за отсутствия активного тока, сдвига фаз между стоячими волнами реактивного тока и напряжения 90° и наличия узла тока в линии, отпадает необходимость и потребность в создании в такой линии режима высокотемпературной проводимости, а джоулевые потери становятся незначительными, в связи с отсутствием замкнутых активных токов проводимости в линии и незначительными величинами незамкнутого ёмкостного тока вблизи узлов стационарных волн тока в линии.

Изменяется и механизм передачи электрической энергии. В обычных двух-трёхпроводных линиях при включении генератора в линии возникают бегущие волны тока, которые должны достигнуть нагрузки и вернуться к генератору. В резонансной однопроводниковой волноводной линии при наличии стационарных волн незамкнутого электрического тока электрическая энергия присутствует в любой точке линии.

Новая физика электрических процессов, связанная с использованием не активного, а реактивного тока, позволит решить три главные проблемы современной электроэнергетики:

– создание сверхдальних линий передач с низкими потерями без использования технологии сверхпроводимости;

– увеличение пропускной способности линий;

– замена воздушных линий на кабельные однопроводниковые волноводные линии и снижение сечения токонесущей жилы кабеля в 20-50 раз.

В экспериментальной резонансной однопроводниковой системе передачи электрической энергии, установленной в экспериментальном зале ВИЭСХ, мы передавали электрическую мощность 20кВт при напряжении 6,8кВ на расстоянии 6м по медному проводнику диаметром 80мкм при комнатной температуре, при этом эффективная плотность тока в проводнике составила 600А/мм2, а эффективная плотность мощности – 4МВт/мм2. Из других применений резонансной электроэнергетики, основанной на незамкнутых токах, следует выделить беспроводной офис, бесконтактный высокочастотный электротранспорт, создание местных энергетических систем с использованием возобновляемых источников энергии, соединение оффшорных морских ВЭС с береговыми подстанциями, электроснабжение потребителей на островах и в зонах вечной мерзлоты, пожаробезопасные однопроводниковые системы уличного освещения и освещения зданий, домов престарелых, музеев, больниц и пожароопасных производств.

Подготовлены предложения по разработке энергоэффективного гибридного трактора с беспроводной системой зарядки аккумуляторов, электрической мощностью 50-100кВт, экономией дизельного топлива 30% и снижением уровня выбросов в 5 раз.

Планируется изготовление и испытание опытного образца и организация серийного производства.

Будет выполнена разработка электрического автомобиля с беспроводной системой зарядки аккумуляторов, электрическая мощность которой 50-100кВт. Грузоподъёмность 1,5т. 100% экономия топлива. Отсутствие вредных выбросов. Увеличение эффективности использования первичной энергии в 2 раза:

– отсутствие двигателя внутреннего сгорания и топливных баков;

– отсутствие химических аккумуляторов;

– отсутствие топливных элементов, системы накопления и хранения водорода;

– неограниченная дальность пробега;

– возможность полной автоматизации вождения на автострадах.

Используется бесконтактная резонансная система электроснабжения с однопроводниковой линией электропередачи, работающей на повышенной частоте.

Планируется изготовление опытной партии, проведение испытаний и организация серийного производства.

Для сомневающихся в существовании незамкнутых электрических токов приводим высказывания двух выдающихся учёных в области электротехники и электро-энергетики.

«Исключительная трудность согласования законов электромагнетизма с существованием незамкнутых электрических токов – одна из причин среди многих, почему мы должны допустить существование токов, создаваемых изменением смещения» (Д. Максвелл).

«В 1893 г. я показал, что нет необходимости использовать два проводника для передачи электрической энергии... Передача энергии через одиночный проводник без возврата была обоснована практически» (Н.Тесла, 1927 г.).

«Эффективность передачи может быть 96 или 97 процентов, и практически нет потерь...

Когда нет приёмника, нет нигде потребления энергии» (Н. Тесла, 1917 г.).

«Мои эксперименты показали, что на поддержание электрических колебаний по всей планете потребуются несколько лошадиных сил» (Н. Тесла, 1905 г.).

Н. Тесла ответил и на вопрос, который часто задают нам: почему электроэнергетика не восприняла его идеи? «Мой проект сдерживался законами природы. Мир не был готов к нему. Он слишком обогнал время. Но те же самые законы восторжествуют в конце и осуществят его с великим триумфом» (Н. Тесла, 1919 г).

За 20 лет исследований российские учёные получили более 20 патентов на технологии и оборудование резонансной электроэнергетики, результаты исследований опубликованы в книге «Резонансные методы передачи и применения электрической энергии» (3-е изд., 2008 г., ГНУ ВИЭСХ, 350 стр.).

Резонансная электроэнергетика нуждается в поддержке государства для реализации пилотных и демонстрационных проектов и ждёт нового Моргана, банкира, который 100 лет назад финансировал работы Н. Тесла.

Особенно большое значение для сельского хозяйства имеет технология переработки биомассы, растительных и древесных отходов, навоза, торфа в жидкое топливо и газ посредством термохимической переработки и метаногенеза.

Энергетические установки, использующие биомассу, отходы могут дать столько же энергии, сколько все атомные станции в России, и они имеют почти нулевые выбросы диоксида углерода и серы, то есть являются экологически чистыми. Получение и использование этого топлива, а также смесевого и модифицированного топлива позволит пополнить энергобаланс сельских предприятий и регионов и в значительной мере снизить зависимость от централизованных закупок ископаемого топлива и электроэнергии.

Осуществляется разработка технологии и создание оборудования высокоскоростной термохимической переработки древесных опилок, угля, торфа и сельскохозяйственных отходов с целью получения пиролизного газа, электроэнергии и теплоты.

Производительность по сырью 1т/сутки. Выход пиролизного газа более 50% от массы сырья обеспечивает работу газопоршневой машины с электрогенератором электрической мощностью 100кВт и тепловой мощностью 100кВт.

Завершается разработка технологии и оборудования для получения смесевого композиционного дизельного топлива. Изготовлены и проведены испытания двух типов оборудования: производительностью 1-3т/ч и 0,2т/ч. Экономия дизельного топлива 30%.

Удельная теплота сгорания 10300ккал/кг, цетановое число – 51, температура застывания -36оС. Годовой экономический эффект при объёме потребления 6 млн. т – 30 млрд. руб. Снижение вредных выбросов в 2 раза. В планах изготовление опытной партии, испытания топлива на МИС, организация производства оборудования 100 комплектов в год.

Инновационная и инвестиционная деятельность является важнейшей составляющей научно-технического прогресса. Она открывает возможности практического воплощения новых идей и реализации их в инвестиционных проектах. На пути реализации инноваций и инвестиций – психологические, экономические, технологические, законодательные, информационные барьеры.

Неучтённые риски, недоверие, боязнь неудачи, ошибки в ряде случаев не позволяют последовательно довести идею до реального воплощения.

Экономические барьеры связаны, как правило, с нехваткой средств на воплощение идеи или более высокой стоимостью предлагаемой технологии или техники по сравнению с существующей на сегодняшний день, из-за недооценки ряда показателей (например, экономических преимуществ, качества, надёжности или перспектив снижения стоимости).

Технологические барьеры могут быть преодолены при разработке и освоении новых, менее затратных и более эффективных технологий, что будет способствовать снижению и экономических барьеров.

Законодательные барьеры связаны с отсутствием законодательных и нормативных актов, стимулирующих инновационную и инвестиционную деятельность. Например, в энергетике России нет нормативных актов и экономических регуляторов, обеспечивающих поставку и продажу электроэнергии в общую энергосистему малыми и независимыми производителями.

В процессе выбора и реализации инновационных предложений важнейшим является полнота и доступность информации, включающей технико-экономическое обоснование и бизнес-планы. Для преодоления информационного барьера следует сопровождать все инновационные предложения бизнес-планами с анализом рисков при их реализации для последующего издания, широкого распространения в Интернет и на конференциях.

Необходима государственная поддержка в создании благоприятных условий для реализации инвестиционных и инновационных проектов и их использования в производстве.

При реализации инновационных пилотных проектов важным является определение тех регионов, где условия реализации конкретных инноваций более благо-приятны.

Например, при реализации автономных энергосистем на базе возобновляемых источников энергии следует выбрать регионы с благоприятными солнечными, ветровыми или другими ресурсами, а также регионы, где тарифы на традиционное энергообеспечение – повышенные.

Для стимулирования и поддержки НИОКР и последующей инновационной деятельности следовало бы в пределах выделяемого финансирования разрешить государственным научным учреждениям оплачивать расходы на подачу и поддержание патентов РФ, участие сотрудников в выставках и конференциях, подключение и использование Интернет, приобретение компьютерной техники, научных приборов, программного обеспечения, изготовление макетных и экспериментальных образцов, реализацию демонстрационных проектов.

Инновации в энергетике стимулируют развитие других промышленных областей. повышает качество жизни человека и помогает снизить затраты, связанные с производством.

Мировые инновации

Развитие энергетики ведётся преимущество в направлении создания технологий, позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду.

В этой области наиболее перспективными считаются следующие разработки:

• Осмотические электростанции;
• Светодиоды;
• Реакция холодного синтеза;
• Тепловые насосы.

Новые энергетические технологии не ограничиваются указанными разработками. Японские учёные проводят эксперименты по беспроводной передаче электричества. Также продолжаются поиск и развитие альтернативных (возобновляемых) источников энергии.

Осмотические станции

Эта инновация позволяет использовать практически неисчерпаемые запасы мирового океана для развития энергетики.

Инициатор

На момент написания статьи работала единственная осмотическая станция, созданная компанией Statkraft. Установка размещена на территории норвежского города Тофте.

Суть метода

Суть работы этой инновации заключается в том, что энергия извлекается за счёт смешения солёной и пресной воды. Процесс проходит в одном резервуаре, разделённом полупроницаемой мембраной. Из-за того, что в резервуаре с пресной водой низкая концентрация соли, происходит обмен жидкостей, благодаря которому достигается равновесие. В результате этого процесса во втором отсеке увеличивается давление, которое запускает гидротурбину, вырабатывающую электроэнергию.

Низкая эффективность мембран — это основной недостаток осмотических станций. Поэтому большинство разработок касается уменьшения размеров последних. Исследования по созданию мембран нового типа ведут General Electric, Hydranautics и другие крупные компании.

Разработка осмотических станций позволяет внедрять экологически чистые источники электроэнергии на любых территориях, где имеется доступ к воде (а не только на реках). По предварительным расчётам, потенциал этой инновации составляет 1600-1700 ТВт*ч, что соответствует 10% от мирового потребления электричества.

Расходы

Размер инвестиций, потребовавшихся для претворения в жизнь проекта осмотической станции, составил 20 миллионов долларов. При этом на разработку и внедрение инновации ушло около 10 лет.

Светодиоды

Светодиоды обладают множеством преимуществ и выгодно выделяются на фоне других источников освещения:

1. Энергоэффективность. Светопередача у светодиодов составляет 120-150 люмен/ватт, что является максимальным показателем.
2. Экологичность. Подобные источники освещения не выделяют вредных веществ.
3. Продолжительный срок службы. Показатель составляет 50 тысяч часов.

Работу светодиодного освещения можно контролировать с помощью мобильных приложений, изменять цвет испускаемого излучения и вносить другие настройки.

Инициатор

Основной объём продаж (примерно 60%) светодиодного освещения на мировом рынке обеспечивают компании из Японии и Южной Кореи. Из европейских производителей инновации постоянно демонстрирует Phillips.

Суть

Из современных инноваций можно выделить следующие:

1. GaN-светодиоды на подложках из кремния. Технология обеспечивает хорошую светоотдачу, благодаря чему снижаются расходы в энергетике.
2. LED-освещение на GaN-подложках. Обеспечивает более качественную цветопередачу и улучшает интенсивность светового потока (если сравнивать с предыдущей технологией).
3. LED SlimStyle. Особенность источников освещения, построенных на базе этой технологии, заключается в наличии множества мелких светодиодов. Стоимость подобных ламп составляет около 10 долларов.

Современные источники освещения работают от постоянного тока. Благодаря этому исключается мерцание света. Однако сейчас ведутся исследования по использованию переменного тока. За счёт этого можно снизить потребляемую мощность. LED-освещение, которое работает с переменным током, разрабатывают компании Lynk Labs и Seoul Semiconductor

Объем инвестиций

Размер инвестиций, которые получила эта сфера энергетики, подсчитать сложно. По мнению аналитиков, в 2018 году объём рынка LED-освещения достигнет 25,9 миллиарда долларов.

Реакция холодного синтеза

Группа итальянских учёных в начале 2010-х годов заявила о создании источника бесплатного тепла, добываемого благодаря реактору E-Cat.

Инициатор

Адреа Росси вместе с коллегами разработал новый тип автономного реактора. Его планируется использовать для отопления частных домовладений.

Суть метода

Реактор E-Cat вырабатывает тепло за счёт взаимодействия никеля и водорода. После реакции указанных элементов также образуется медь. Принцип действия E-Cat основан на технологии LENR, или низкоэнергетической ядерной реакции.

Согласно расчётам разработчиком, автономный реактор мощностью 1000 кВт в течение полугода потребляет 10 кг никеля 18 кг водорода.

Расходы

Общий бюджет инновации не раскрывается. Производство E-Cat наладят на территории США. Установки будут задействованы американской энергетикой. Когда разработка появится на рынке, потребители смогут арендовать реактор для собственных нужд. Стоимость 1 E-Cat составит 400-500 долларов.

Другие инновации

Среди перспективных инноваций в области энергетики выделяются следующие:

1. Беспроводная передача электроэнергии. Активными разработками в этой области занимаются японские учёные.
2. Ветровая и солнечная энергетика. , позволяющих снизить расходы на производство электростанций.
3. Тепловые станции, использующие сжиженные углеводородные газы. Эта инновация успешно прошла множество испытаний и доказала собственную эффективность.
4. Атмосферная электроэнергетика. Бразильские учёные выяснили, что влажный воздух содержит частицы, обладающие небольшим зарядом. Заряд с помощью металлов можно собирать и вырабатывать электроэнергию. Эта инновация имеет перспективу развития в энергетике стран с влажным климатом.
5. Магнитомеханический усилитель мощности. Разработчики технологии заявляют, что нашли способ, посредством которого можно использовать магнитное поле Земли для ускорения работы электромотора.

Современная энергетика развивается по разным направлениям. Многие компании продолжают разрабатывать новые технологии, повышающие эффективность светодиодных ламп. А энтузиасты и исследовательские лаборатории предлагают нередко оригинальные решения, которые впоследствии пополняют энергетику различных стран.

Особенности развития энергетики в России

На территории России внедрением энергетических инноваций занимается преимущественно государство либо принадлежащие ему крупные компании. На территории Алтайского края на протяжении нескольких последних лет открывают новые солнечные электростанции. А Роснано наладила выпуск светодиодов, созданных на базе нанотехнологий. Также эта компания предлагает для российской энергетики солнечные батареи, которые поглощают большую часть спектра солнца.