Будущее энергетики: Будущее энергетической отрасли — Дассо Систем

Будущее энергетической отрасли — Дассо Систем

Но несмотря на то, что станции SBSP создают площадку для развития новых технологий, все они строятся на земле, а ведь именно в ней заложен настоящий потенциал. Правда в том, что мощность достигающей поверхности Земли солнечной энергии — даже ослабленной атмосферой — во много раз превосходит потребности человечества. В 2015 году ведущие британские эксперты по энергетике обнародовали программу Global Apollo, утверждая, что солнце посылает на Землю в 5000 раз больше энергии, чем в данный момент требуется людям.

Более того, производство электричества на основе солнечной энергии с каждым годом становится все дешевле. Стоимость современных солнечных панелей снизилась до 1/20 от их стоимости 25 лет назад, в то время как эффективность, наоборот, возросла. Современные полупроводниковые солнечные панели преобразуют в электричество около 20% всего попадающего на них солнечного света — в три раза больше, чем раньше. Новые панели, изготовленные из таких композитов, как арсенид галлия, который обладает более высокой электрической проводимостью по сравнению с кремнием, позволят достичь еще более впечатляющих результатов. И это несмотря на то, что эффективность солнечных панелей ограничивается различными физическими факторами. К этим факторам относится, например, потеря энергии при отражении и ее частичное поглощение проводящими материалами (предел Шокли-Квейссера).

Так почему же солнечная энергетика на сегодняшний день обеспечивает всего 1% от мировой потребности в электричестве? Согласно программе Global Apollo и отчету MIT о будущем солнечной энергии за 2015 год, основное ограничение заключается не в технологиях, а в политической инертности, которая поддерживается в основном интересами гигантских корпораций, производящих органическое топливо. Кроме того, сказывается нехватка инвестиций. В этих отчетах показано, как огромные мировые субсидии скрывают настоящую стоимость электроэнергии, производимой на основе органического топлива, и как в эту стоимость безуспешно пытаются включить стоимость устранения экологических проблем и проблем здравоохранения, связанных с этими источниками энергии.

«Зеленое» будущее: мир на пороге внедрения новых энергетических технологий

Плюсы и минусы альтернативных технологий генерации энергии, их преимущества перед традиционной энергетикой обсудят на XX ПМЭФ. О ситуации в сфере энергетики и ее возможном будущем – в материале ТАСС

Сегодня никто не знает ответа на вопрос, каким будет полноценный облик энергетики будущего. Казалось бы, передовые технологии получения электрической и тепловой энергии на основе возобновляемых источников (ВИЭ) постепенно выталкивают на обочину истории так называемую классическую генерацию с углеводородным топливом.

В то же время альтернативная генерация до сих пор так и не избавилась от проблем, которые мешают ее масштабному внедрению, что сильно повышает шансы на продолжение самого широкого использования (как минимум в обозримой перспективе) ископаемого топлива для генерации энергии.

Уже появились новые идеи и новые технологии, реализуются уникальные проекты, которые в перспективе могут не только сделать ненужными газовые и угольные электростанции, но и сильно сократить использование альтернативной генерации.

Поэтому в настоящий момент человечество находится в начале трудного пути преобразования энергоотрасли, финал которого только лишь проступает сквозь туман технологической перспективы.

«Зеленое» будущее?

Как минимум одну характеристику энергетики будущего мы знаем уже сегодня. Совсем недавно мир обсуждал в Париже важнейшую проблему изменения климата на планете, и более 170 стран подписались под новым климатическим соглашением.

По мнению экспертов,  для достижения поставленных в документе целей необходимо развивать «зеленую» мировую генерацию, поскольку сейчас на производство энергии приходится две трети глобальных выбросов парниковых газов. Таким образом, будущее за экологически чистой генерацией, и Россия здесь может сыграть ключевую мировую роль.   

В ближайшие десятилетия потребление энергии человечеством будет только расти. В Международном энергетическом агентстве (МЭА) считают, что мировой спрос на энергию к 2040 году увеличится на 37%. Существенно изменится и структура мирового потребления – к этому сроку в лидеры выйдут страны Азии (прежде всего Китай), Африки и Ближнего Востока, где ожидается бурный экономический рост, для обеспечения которого и потребуются колоссальные энергоресурсы.

Ископаемые виды топлива сохранят свое доминирование, этому послужил современный «сланцевый прорыв», отодвинувший на несколько десятилетий угрозу исчерпания эффективно добываемых нефтегазовых ресурсов.

Как отмечается в докладе аналитического центра при правительстве РФ, доля нефти и газа в мировом потреблении первичной энергии к 2040 году останется практически неизменной – 51,4% (53,6% в 2010 году).

Согласно прогнозам экспертов, газ к 2040 году станет основным топливом в энергобалансе стран ОЭСР. К 2040 году вырастет на 15% мировой спрос и на уголь, основным потребителем которого будет Китай. Как известно, именно тепловые электростанции являются главными источниками эмиссии парниковых газов в атмосферу. Мировые запасы угля колоссальны, но надеяться на то, что современные технологии позволят свести на нет парниковые выбросы угольных ТЭС, не приходится.

В последние годы заметно расширяется использование альтернативных источников энергии. По словам главы «Роснано» Анатолия Чубайса, это связано с экологической чистотой ВИЭ, отсутствием эмиссии углекислого газа при их использовании и отсутствием риска техногенных аварий, которые могут повлечь загрязнение окружающей среды.

На ВИЭ в 2014 году пришлась почти половина от всех новых генерирующих мощностей в электроэнергетике, лидерами в развитии ВИЭ стали Китай, США, Япония и Германия, инвестировавшие в эту сферу $270 млрд.

В настоящее время в России мощность всех источников альтернативной генерации в общем энергобалансе достигает максимум 1%. Надо сказать, что Минэнерго РФ в ближайшие 20 лет планирует в 10 раз увеличить производство электрической энергии на основе возобновляемых источников. К примеру, после того, как в Крыму к концу 2017 года подключат солнечную электростанцию мощностью 110 МВт, ВИЭ займут 50% от общей мощности выработки энергии в этом российском регионе.

Ставка на солнце

Берлин несколько лет назад сделал ставку на масштабное развитие солнечной генерации, решив постепенно отказаться от атомных объектов для выработки электроэнергии. Определенных успехов в этой области Германия достигла в июле 2015 года, когда солнечные батареи, установленные по всей стране, произвели столько же электроэнергии, что и атомные электростанции: объем генерации и тех, и других составил по 5,18 ТВт/час.

Уже в 2014 году ветер, солнце, биомасса и вода обеспечили 26,2% всей произведенной в Германии электроэнергии, впервые обогнав по этому показателю традиционного для отрасли лидера – бурый уголь, на долю которого пришлось 25,4%.

Некоторые эксперты считают, что к 2030 году страна может полностью перейти на ВИЭ при производстве электроэнергии, уйдя от всех ископаемых, а также ядерных источников получения энергии.

На примере Германии видно, к каким последствиям способно привести чисто политическое решение по отказу от стабильного источника энергии, в данном случае атомной генерации. В числе внутренних последствий – рост стоимости электрической энергии для конечных потребителей, в числе внешних – потеря важнейших компетенций в высокотехнологичной атомной отрасли, и это на фоне того, что в мире вновь бурно развивается строительство АЭС и все новые страны заявляют о планах создания собственной атомной генерации.

Высокая зависимость ВИЭ от государственной поддержки делает «зеленую» энергетику уязвимой в кризисной экономической ситуации. К тому же ВИЭ имеют те самые родовые недостатки, заключающиеся в том, что объем производства энергии на объектах альтернативной генерации сильно зависит от погоды, в случае с солнечной генерацией – еще и от времени суток.

Для обеспечения энергоснабжения крупного промышленного производства солнечной генерацией надо покрыть панелями колоссальную территорию в десятки квадратных километров. К тому же солнечная генерация не работает в вечерние, пиковые часы потребления, а значит необходимо аккумулировать в огромных объемах энергию, полученную в течение светового дня, что приведет к еще большему удорожанию и так далеко не дешевой фотовольтаики.

Сторонники альтернативной генерации называют ее экологически чистой, критики в ответ на это подчеркивают несколько существенных моментов: строительство крупных ГЭС приводит к затоплению огромных территорий, уничтожению флоры и фауны и необратимому изменению климата в регионе, ветроэлектростанции являются реальной угрозой для птиц и причиной эрозии почвы из-за постоянной вибрации, а производство пластин для фотовольтаики не только очень дорогое и энергозатратное, но и крайне токсичное.

Инвестиции растут

Но очевидно, что все эти проблемы представляют собой технологические задачи, решаемые в обозримой перспективе, тем более что поток инвестиций в ВИЭ постепенно растет.

Мировые инновационные гиганты, такие как Apple и Google, активно вкладываются в совершенствование технологий альтернативной генерации, в частности компания Apple инвестировала в 2015 году больше $800 млн в развитие солнечной фермы в Сан-Франциско.

В то же время инвестиции Евросоюза в ВИЭ в прошедшем году упали на 21%, с $62 млрд до $48,8 млрд. В других регионах мира инвестиции растут. К примеру, страны Ближнего Востока и Африки увеличили вложения в ВИЭ на 58% – до $12,5 млрд.

И это не могло не сказаться на росте альтернативной генерации в мире: согласно данным британской BP, доля ВИЭ в производстве электроэнергии в 2015 году уже достигла 2,8% мирового потребления энергоресурсов.

Активное развитие ВИЭ не заставило ЕС, где эксплуатируется 131 АЭС общей мощностью около 121 ГВт, отказаться от атомной генерации. Европейский союз намерен инвестировать в атомную энергетику, в том числе в разработку и строительство современных реакторов для мини-АЭС, первую из которых предполагается ввести в эксплуатацию не позднее 2030 года.

Дело в том, что при всех сложностях в использовании атомной генерации она обладает важной особенностью – вклад АЭС в выбросы парниковых газов близок к нулю. Замещение с помощью АЭС тепловой генерации приводит к ожидаемому снижению эмиссии СО₂.

Поэтому постепенная замена выбывающих старых атомных мощностей на новые ядерные энергоблоки в странах, давно эксплуатирующих «мирный атом», и вхождение все новых государств в мировой атомный клуб – это естественная тенденция как минимум нескольких ближайших десятилетий. Обусловлена она как задачей обеспечения стабильного и надежного энергоснабжения, так и необходимостью ввода новых, экологически безопасных объектов генерации.

Проекты будущего

На фоне «дележа пирога» мирового энергобаланса между классической генерацией и ее молодой соперницей в лице ВИЭ, особняком стоят проекты, которые в итоге могут сыграть ключевую роль в формировании энергетики будущего. Человечество ищет надежный, безопасный и дешевый источник энергии, который бы не только не загрязнял окружающую среду, но и решал накопившиеся проблемы.

В этом плане надо обратить внимание на Международный экспериментальный термоядерный реактор (ИТЭР), строительство которого идет во французском Кадараше. Это крупнейший мировой научный проект, на территории Франции реактор возводят практически всем миром: участвуют ЕС, Швейцария, Китай, Индия, Япония, Южная Корея, Россия и США. Страны Европы вносят около 50% объема финансирования проекта, на долю России приходится примерно 10% от общей суммы, которые будут инвестированы в форме высокотехнологичного оборудования.

В основе реактора отечественная технология токамака, и это будет первая крупномасштабная попытка использовать для получения электроэнергии термоядерную реакцию, подобную той, что происходит на Солнце. Если ИТЭР будет успешным (появления первого прототипа коммерческой термоядерной электростанции мир ожидает к концу века), все участники получат полный доступ к технологиям для строительства объектов термоядерной генерации. Запасы топлива для такой станции на планете практически неисчерпаемы, к тому же термоядерная генерация экологически безопасна.

«ИТЭР – это ворота в термоядерную энергетику, через которые мир должен пройти», – говорил почетный президент НИЦ «Курчатовский институт», академик РАН Е.П. Велихов.

Еще один проект, способный повлиять на формирование облика энергетики будущего, – «Прорыв», реализуемый в Росатоме. Он предусматривает создание ядерных энергетических технологий нового поколения на базе замкнутого ядерного топливного цикла с использованием реакторов на быстрых нейтронах (БН). Развитие атомной генерации на основе реакторов БН позволит решить проблему накопленных радиоактивных отходов, топлива для таких реакторов человечеству должно хватить на очень длительный период.

«Цель проекта «Прорыв» – это не только уникальный результат научно-исследовательских или опытно-конструкторских работ, но и создание конкурентоспособной технологии, с помощью которой атомная отрасль России сможет не только сохранить, но и усилить свое лидерство на мировом рынке в ближайшие 30 лет», – считает генеральный директор Росатома Сергей Кириенко.

В мире поиском генерации будущего занимаются не только государства и крупные корпорации, но и частные инвесторы, вкладывающие свои средства в передовые проекты. К примеру, компания TRI ALFA ENERGY разрабатывает компактную термоядерную электростанцию – возможного конкурента ИТЭР.

Билл Гейтс инвестировал в компанию TerraPower, которая создает инновационный ядерный реактор на бегущей волне и планирует построить его прототип к 2020 году.

Активно совершенствуются системы аккумулирования энергии – Илон Маск в 2015 году представил новую компактную систему Tesla Powerwall, которая способна днем накапливать электроэнергию от солнечных панелей для использования в ночном режиме. Подобные аккумуляторы не являются чем-то новым, но важен сам факт совершенствования и удешевления данных систем для того, чтобы их можно было использовать в домашних условиях.

Скупые очертания будущей мировой энергетики можно увидеть в планах развития распределенной генерации, в повышении энергоэффективности и проектах модернизации действующих объектов тепловой генерации, а также вывода старых мощностей из эксплуатации.

У России сегодня сильные позиции в ряде энергетических направлений, в том числе в атомной сфере, мы и в перспективе точно должны оставаться в лидерской группе стран, создающих инновационные технологии энергогенерации, которые и определят  энергетическое будущее человечества.      

Андрей Ретингер, независимый эксперт в энергетической отрасли

Будущее мировой энергетики решается на саммите «Глобальная энергия»

Важнейшей дискуссионной площадкой для обсуждения будущего мировой энергетики стал состоявшийся в Турине саммит «Глобальная энергия», в этом году посвященный теме моделирования энергетического баланса в «цифровом» мире. Не только неизбежную цифровизацию отрасли обсуждали на форуме ученые и эксперты. Они представили ряд принципиально новых разработок, которые в будущем изменят «лицо» мировой энергетики, сделав ее гораздо более безопасной для человека и окружающей среды.

Глобальный совет экспертов

Саммит проводит Ассоциация по развитию международных исследований и проектов в области энергетики «Глобальная энергия», неправительственная организация, присуждающая одноименную премию за наиболее выдающиеся разработки в области энергетики. Ассоциация смогла сформировать мощное экспертное сообщество, в которое вошли виднейшие ученые, политики, отраслевые эксперты энергетической отрасли со всего мира.

Благодаря саммиту «Глобальная энергия» они получили возможность свободно обмениваться мнениями о том, что ждет мировую энергетику. Из года в год тематика саммита посвящается наиболее актуальным вопросам и острым вызовам, стоящим перед отраслью. По словам и.о. президента ассоциации «Глобальная энергия» Александра Игнатова, развитие энергетики важно для будущего всего мира, поэтому и была сформирована такая постоянно действующая коммуникационная площадка.

— Наш саммит ежегодно собирает и лауреатов премии, и членов Международного комитета по ее присуждению — авторитетных общественных деятелей, лидеров бизнеса и политики, — говорит Александр Игнатов. — Глобальный энергетический диалог, где ведущая роль отведена ученым — разработчикам передовых технологий, позволяет вырабатывать всесторонне взвешенные и востребованные решения.

Взгляды разные, цель — одна

Ассоциация «Глобальная энергия» изначально создавалась для популяризации и поддержки исследований и инноваций в области энергетики, а также для содействия развитию энергетического сотрудничества. Сегодня ее поддерживают такие российские компании как ПАО «Газпром», ПАО «Сургутнефтегаз» и ПАО «ФСК ЕЭС». Саммиты для экспертов ассоциация проводит с 2012-го года, нынешний стал уже седьмым по счету.

Участники саммита 2018-го года сошлись во мнении, что будущее энергетической отрасли определят беспрецедентные политические решения. Главными инструментами формирования баланса в цифровом мире станут климат доверия и конструктивный международный диалог. Миру необходимо постепенно переходить от углеводородных источников энергии к возобновляемым, — убеждены эксперты. Правда, мнения на то, как лучше — безопаснее и экономнее — это сделать, разделились. Позиции всех участников саммита обобщили и собрали в аналитический отчет. По сути, этот документ сегодня представляет собой сборник готовых стратегий по переходу мирового сообщества к более безопасным источникам энергии.

Дать дорогу солнцу

Профессор Франческо Профумо из Италии, президент фонда Бруно Кесслера, эксперт премии «Глобальная энергия» предлагает развивать энергетику согласно «треугольнику электроэнергии», вершинами которого являются ее генерация за счет возобновляемых источников, передача и распределение через специально созданные системы, и, наконец, надлежащая электрификация конечных потребителей. К числу последних он относит строительный сектор экономики, промышленное производство и владельцев электромобилей.

Акцент в энергетике, по мнению профессора, должен быть перенесен с использования энергии от сжигания углеводородного топлива в сторону электрической, получаемой из возобновляемых источников — ветряных и солнечных электростанций. Эту энергию в свою очередь можно будет преобразовывать в тепло, газ, химические вещества, жидкое топливо.

Для эффективного распределения такой электроэнергии по всему миру следует создать интеллектуальные микроэнергосети, которые позволят эксплуатировать локально доступные энергоресурсы, и глобальные энергопередающие магистрали, цель которых — «перекачивать» электроэнергию из зон генерации в зоны потребления на большие расстояния. Использовать для этого ученый предлагает ультравысоковольтные сети постоянного тока.

Взгляд на промышленность

Доктор Клаус Ридле, один из ведущих мировых специалистов в области газотурбинной техники для стационарной энергетики, почетный профессор Университета Гринфилд и Университета Эрланген и лауреат премии «Глобальная энергия»-2005, исследовал один из возможных базовых элементов для обеспечения энергетического перехода, а именно так называемое «секторальное взаимодействие».

Он убежден, что в процессе перехода к возобновляемым источникам энергии следует задействовать не только энергетический сектор экономики, на который сегодня приходится примерно 40 процентов первичного потребления энергии, но и промышленность, транспорт и ЖКХ. По словам Ридле, 22 процента необходимой электроэнергии предприятия энергетического сектора в мире уже сейчас черпают из возобновляемых источников, в то время как три других сектора удовлетворяют за счет «зеленой» энергетики только восемь процентов потребностей в ресурсах. Это неправильно, поскольку электроэнергию из возобновляемых источников нужно положить в основу всех энергетических услуг, — считает ученый.

Ридле подчеркнул, что сегодня необходимо тестировать «секторальное взаимодействие» в демонстрационных масштабах. Это нужно, чтобы понять, может ли предложенное им решение на самом деле стать долгосрочной стратегией перехода от углеводородных к возобновляемым источникам энергии.

Без самообмана

Профессор геологии университета Турина Стафано Ло Руссо призвал коллег не испытывать иллюзий: в ближайшие годы пальму первенства у углеводородного топлива возобновляемым источникам энергии отнять не удастся. По его словам, сегодня примерно 40 процентов мирового потребления энергии приходится на нефть, еще 25 — на природный газ. В будущем, с учетом мировой урбанизации, энергопотребление будет только расти. Чтобы преодолеть нехватку энергии, нужно интегрировать сети Европы и Азии, — считает эксперт. Проекты наподобие китайского «Один пояс — один путь» и российского «Северный морской путь» могли бы стать основой для такой интеграции.

Как и Ло Руссо, доктор Родней Аллам, английский инженер-химик, лауреат премии «Глобальная энергия» -2012, считает, что растущие потребности мира в энергии еще долго будут компенсироваться ископаемым топливом. По его данным, на возобновляемые источники энергии, гидроресурсы и атомную энергетику сегодня приходится в общей сложности примерно 15 процентов совокупного мирового энергопотребления.

Чтобы снизить уровень загрязнения окружающей среды углекислым газом, выделяющимся при сгорании углеводородного топлива, Аллам разработал принципиально новый энергоцикл, названный его именем. В его основе — улавливание и применение диоксида углерода в виде рабочей жидкой среды. В Техасе на основе его проекта уже построена газовая электростанция мощностью 50 мегаватт. Аллам предлагает инвестировать в водородные технологии, чтобы постепенно перевести транспорт на водородное топливо и снизить тем самым выбросы углекислого газа в атмосферу.

Разобрал на атомы

Член Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия», президент Научного совета по глобальным инициативам Доктор Том Блис говорит, что если исключить из оборота ископаемое топливо, производство электроэнергии должно будет базироваться на четырех энергоисточниках: солнце, ветре, гидроресурсах и атомной энергии. Но возможность использовать гидроресурсы есть далеко не у всех стран, а чтобы обеспечить всех жителей Земли тем количеством энергии, которое они потребляют сейчас, нужно покрыть солнечными панелями и ветрогенераторами территорию, равную по площади Южной Америке.

Поэтому без атомной энергии странам будет трудно обойтись, — считает ученый. Именно атомная энергетика могла бы стать, по его мнению, ключевым решением проблемы парниковых газов.

Наиболее перспективными для строительства и эксплуатации Блис считает ториевые реакторы низкого давления на расплавах солей. Такие установки могут располагаться на судах (которые будут строиться, например, в России, Китае, Саудовской Аравии, Индии или Корее) и транспортироваться в регионы, нуждающиеся в электроэнергии. Таким образом, они стали бы доступными энергоисточниками, особенно для развивающихся стран, не имеющих средств на строительство собственных ядерных установок.

Не дорого, а перспективно

Своеобразный итог дискуссии ученых подвел доктор Рае Квон Чунг из Кореи, член Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия», советник председателя группы экспертов высокого уровня по проблемам воды и стихийным бедствиям при генеральном секретаре ООН. По его словам, основным аргументом для отказа от перехода к «зеленой» энергетике является дороговизна новых технологий. Тем не менее, Чунг считает, что вклад в экологические проекты в области энергетики может стать движущей силой экономического роста стран. Более того, он предлагает ввести налог на использование углеводородного топлива, чтобы стимулировать энергетический переход к возобновляемым источникам энергии. Однако, как отмечает сам исследователь, пока такие взгляды разделяет меньшинство политиков и предпринимателей по всему миру.

Цифра учит экономить

Второй из двух главных вопросов седьмого саммита «Глобальная энергия» состоял в том, как можно с пользой применить новейшие технологии — блокчейн, трехмерную печать, искусственный интеллект и другие — для цифрового преобразования энергетического сектора. Сегодня эксперты призывают активнее внедрять цифровые технологии в сферу энергетики, поскольку именно цифровизация лежит в основе жизнедеятельности «умных городов», где экологически чистые энергоресурсы расходуются рачительно, с оглядкой на то, какой мир достанется будущим поколениям. Согласно озвученным на саммите прогнозам, к 2050-му году более 65 процентов населения планеты станет жить в «умных городах».

Стивен Гриффитс, член Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия», главный вице-президент по исследованиям и разработкам Халифского университета науки и технологий (ОАЭ) считает, что цифровые технологии открывают новые возможности для вовлечения распределенной генерации в энергообмен. Кроме того, они могут влиять на системы накопления энергии, а также на устройства и комплексы с регулируемым потреблением. Поэтому «цифру» можно использовать для организации разнообразных энергетических сервисов.

Тем не менее, повсеместное внедрение цифровых технологий накладывает на стороны энергообмена и новые обязательства. Об этом на саммите говорил Сауро Пасини, эксперт премии «Глобальная энергия», президент International Flame Research Foundation  (Италия). Он подчеркнул, что зарождение так называемого «интернета энергии» повлечет за собой и появление новых субъектов взаимодействия (просьюмеров и агрегаторов). Потребуется создать новые нормативные акты, которые отрегулируют отношения между ними и установят стандарты интерфейсов взаимодействия с единой энергетической системой.

В целом эксперты саммита сошлись во мнении, что хотя цифровизация и помогает развивать «умные города», находить баланс между энергоснабжением и энергопотреблением, она влечет за собой и новые угрозы. В частности, нефтегазовому сектору придется разрабатывать собственные бизнес-модели, а государствам — научиться договариваться, чтобы не столкнуться с энергетическим терроризмом.

«Нам нужны визионеры — лидеры политики, бизнеса и науки — которые будут совместно вырабатывать сбалансированный ответ на вызовы современности. В связи с этим, роль Международной энергетической премии «Глобальная энергия» особенно важна — ведь она объединяет лучших ученых, разработчиков передовых технологий. Их инновации имеют трансформирующее значение для всей отрасли.  Этот саммит — лучшее тому подтверждение», — резюмировала Марта Бониферт, член Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия», советник научного комитета Agroinnova Туринского университета (Венгрия).

Будущее возобновляемой энергетики в России

https://events.vedomosti.ru/events/vie19

Будущее возобновляемой энергетики в России

InterContinental Moscow Tverskaya

22 Tverskaya streetМосква

2019-12-11T07:58:05+03:00

2019-12-11T19:00:10+03:00

https://cdn.vedomosti.ru/image/2019/88/qk6m0/original-yf8.jpg

VIII ежегодная конференция

Ведомости. Конференции

АвтуховМихаилЗаместитель председателя правления – руководитель корпоративно-инвестиционного блока«Совкомбанк»

БаркинОлегЗаместитель председателя правления, член правленияАссоциация «НП «Совет рынка»

БузуевВладимирНачальник управления проектного и инфраструктурного финансирования – вице-президентБанк ВТБ

ГрабчакЕвгенийЗаместитель министраМинистерство энергетики Российской Федерации

ДормидонтовВадимИсполнительный вице-президент по энергетике и ЖКХ«Газпромбанк»

ЕлистратовВикторДиректорНаучно-образовательный центр «Возобновляемые виды энергии и установки на их основе» СПбПУ

ЖихаревАлексейПартнер, практика электроэнергетики Vygon ConsultingДиректор, Ассоциация развития возобновляемой энергетики

ЗубакинВасилийНачальник департамента координации энергосбытовой и операционной деятельности«Лукойл»

КалановАлишер Руководитель инвестиционного дивизиона ВИЭУК «Роснано»

КобинМаксимВице-президент«Российский экспортный центр»

КопыловАнатолийГенеральный директор«Акта консалт»

КорчагинАлександрГенеральный директор, «Новавинд»Директор, ассоциация «Цифровая энергетика»

ЛисянскийМихаилПредседатель совета директоров«Солар системс»

МаневичЮрийЗаместитель министраМинистерство энергетики Российской Федерации

МатюшоваЮлияФинансовый директор«Энел Россия»

МолчановМихаил Генеральный директор«Солар системс»

НисимовСтаниславЗаместитель директора образовательных проектов и программФонд инфраструктурных и образовательных программ

ОсьмаковВасилийЗаместитель министраМинистерство промышленности и торговли Российской Федерации

Палашано ВилламаньяКарлоГлаваEnel в России

РасстригинМихаилЗаместитель министраМинистерство экономического развития РФ

РижинашвилиДжорджЧлен правления, первый заместитель генерального директора«Русгидро»

СавинВасилийПартнер, руководитель практики по работе с компаниями сектора энергетики и коммунального хозяйстваКПМГ в России и СНГ

СоломоновДаниилГенеральный директор«Сименс Гамеса реньюэбл энерджи»

СтарченкоАлександрПредседатель наблюдательного советаАссоциация «Сообщество потребителей энергии»

ТимербаевНаильЗаведующий кафедрой «возобновляемые источники энергии», директор научного центра перспективных энерготехнологийКГЭУ

УхановаОльгаСтарший экспертАссоциация развития возобновляемой энергетики (АРВЭ)

ХохловАлексейРуководитель направления «электроэнергетика»Центр энергетики Московской школы управления «Сколково»

ХудаловМаксимСтарший директор – руководитель группы оценки рисков устойчивого развитияРейтинговое агентство «АКРА»

ШахрайИгорь Генеральный директорГруппа компаний «Хевел»

ШестопаловаТатьянаДиректорИнститут гидроэнергетики и возобновляемых источников энергии НИУ «МЭИ»

ЮсуповКималГенеральный директор«Вестас рус»

Будущее энергетики

Будущее энергетики

Трудиться в энергетике всегда считалось почетным и престижным, имидж энергетика высок, профессия – привлекательна. Кроме того, энергетика, бесспорно, перспективная отрасль. Сейчас идет активная модернизация энергомощностей: на смену обычным электромеханическим устройствам приходит микропроцессорная автоматика. Элементная база постепенно меняется. Не случаен в этой связи и интерес молодежи к энергетике, который с годами не угасает, а только возрастает

Все это требует высокого уровня профессиональной подготовки, и это хорошо понимают как работодатели, так и сегодняшние выпускники.

Поэтому закономерна тесная связь филиала «Ивэнерго» ОАО «МРСК Центра и Приволжья» с профильными учебными заведениями: Ивановским государственным энергетическим университетом и Ивановским энергетическим колледжем. Базовую основу кадров «Ивэнерго» составляют выпускники именно ивановских энергетических учебных заведений. Сотрудничество это многолетнее и плодотворное. С профильными учебными заведениями ежегодно заключается договор на прохождение практики в «Ивэнерго». Ведущие специалисты сетевого предприятия занимаются теоретической и практической подготовкой студентов, курируют их дипломные проекты. Студенты, успешно прошедшие преддипломную и производственную практику, включаются в кадровый резерв предприятия для подбора специалистов. Поэтому в «Ивэнерго» очень внимательно присматриваются к будущим энергетикам.

Вот и с начала текущего года на производственных объектах филиала «Ивэнерго» проходят практику студенты. В первые месяцы 2012 года азы энергетических специальностей познавали выпускники Ивановского энергетического университета (ИГЭУ), сейчас им на смену пришли студенты Ивановского энергетического колледжа.

Под руководством ведущих специалистов-энергетиков практиканты знакомятся с работой электросетевого предприятия как в производственной, так и в управленческой сфере, принимают участие в основных рабочих процессах, которые предполагает их специальность.

Мы поинтересовались у студентов, проходящих практику в филиале «Ивэнерго», чем обусловлен выбор профессии. В большинстве ответов отмечались факторы престижности профессии, большие перспективы энергетической отрасли в целом и ощущение значимости в этой сфере деятельности.

Прохождение практики играет немаловажную роль в становлении и утверждении своего выбора. По отзывам выпускников, практика помогает лучше разобраться в особенностях будущей работы и более успешно подготовиться к последнему вузовскому испытанию – защите диплома. Процесс обучения в реальной рабочей обстановке становится более осмысленным, а отношение к будущей профессии — серьезнее и целенаправленнее.

Вот что говорит студентка Ивановского энергетического колледжа Надежда Чурбакова о прохождении практики в филиале «Ивэнерго» под руководством начальника Управления учета электроэнергии Сергея Николаевича Цымаенко: «В процессе практики я более подробно знакомлюсь с деятельностью отдельных подразделений и предприятия в целом, учусь практическому применению теоретических основ. Я выполняю различные задания, которые войдут в мою дипломную работу. Все это позволяет мне сделать выводы и о степени полученных в колледже знаний, и о том, к чему стремиться дальше. Конечно, в будущем мне хотелось бы работать по своей специальности».

Для работодателя этот процесс тоже немаловажен, так как дает возможность присмотреться к потенциальному молодому специалисту, оценить его уровень подготовки, отношение к делу, умение работать в коллективе.

«Сложно найти производственное подразделение филиала «Ивэнерго», где не работали бы выпускники ИЭК и ИГЭУ, – замечает начальник департамента по работе с персоналом Екатерина Беляева. – Мы активно реализуем профориентационную программу, предусматривающую предварительный отбор и стимулирование наиболее перспективных представителей молодежи для их будущего трудоустройства в нашем филиале. Студенты сами часто выбирают нашу компанию как для прохождения практики, так и для устройства на работу. Мы всегда готовы передать свой опыт молодым специалистам, приток молодых кадров — хороший фундамент для будущего развития филиала «Ивэнерго».

Конечно, за несколько недель практики выпускники не стали первоклассными специалистами, но желание стать ими, безусловно, усилилось. И время, проведенное в филиале «Ивэнерго», несомненно, будет первым незабываемым опытом работы в энергетике.

Будущее мировой энергетики — в тумане неопределенности

https://ria.ru/20200625/1573430021.html

Будущее мировой энергетики — в тумане неопределенности

Будущее мировой энергетики — в тумане неопределенности — РИА Новости, 26.05.2021

Будущее мировой энергетики — в тумане неопределенности

На днях компания BP выпустила свой новый статистический обзор мировой энергетики. РИА Новости, 26.05.2021

2020-06-25T08:00

2020-06-25T08:00

2021-05-26T16:45

экономика

авторы

сша

азия

европа

bp plc.

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn22.img.ria.ru/images/07e4/06/19/1573448569_0:299:3071:2026_1920x0_80_0_0_144d4497ff1e1942c1cc9111fec1e6d6.jpg

На днях компания BP выпустила свой новый статистический обзор мировой энергетики.Напомним, что корпорация ежегодно выпускает два материала, традиционно привлекающие внимание наблюдателей: в начале весны — долгосрочный прогноз энергетических рынков, а в начале лета — обзор статистических данных по всем энергоносителям за прошедший год. Этот второй сейчас и вышел. А вот долгосрочный прогноз в нынешнем году перенесен на более поздний срок — вероятно, на осень: из-за коронакризиса в него пришлось вносить коррективы.Действительно, разговоров о том, что COVID-19 буквально перевернул все прогнозы энергетического рынка, очень много — и причины не только в падении спроса на энергоносители. Все больше разговоров о том, что выход из кризиса должен быть осуществлен в том числе с помощью масштабных вливаний в зеленую энергетику. Правда, речь идет в основном о Европе.Незадолго до выхода обзора все та же BP сделала достаточно неожиданный и любопытный шаг: она объявила о масштабных списаниях в сумме до 17,5 миллиарда долларов. Связаны они оказались в том числе с переоценкой компанией долгосрочных цен на нефть, ожидания которых теперь находятся на более скромном уровне — 55 долларов за баррель. В этом контексте тем более будет интересно узнать и новый долгосрочный прогноз компании.Прогноз цен на нефть — да и все остальные энергоносители — дело, как известно, неблагодарное. Сейчас же не менее сложным оказывается и первый шаг к предсказанию цены — прогнозы спроса. Так или иначе, неопределенность крайне высока. Наверное, можно сказать, что такой неопределенности в секторе не было никогда: на одной чаше весов — планы по декарбонизации развитых экономик на фоне слабого восстановления спроса, на другой — опасения недоинвестирования в традиционные энергоносители и известные сложности возобновляемой энергетики.Посмотрим на ситуацию с основными источниками энергии с использованием статобзора BP по данным за прошлый год.Сначала — нефть и жидкие топлива. Здесь мы видим рост спроса примерно (в зависимости от особенностей учета) на один процент за 2019-й докоронавирусный год. В принципе, это норма, примерно такой ежегодный прирост спроса и ожидался на ближайшие годы: небольшой, но стабильный. Опять же, по грубой оценке, мировое потребление жидких топлив сейчас находится на уровне 100 миллионов баррелей в день, то есть один процент соответствует одному миллиону.И конечно, коронавирусный обвал сразу перечеркнул эти оценки. Напомним, что в худшие месяцы падение спроса достигало 20 процентов. Сейчас он медленно восстанавливается. Но даже если из тех или иных соображений несколько процентов работников максимально перейдут на удаленку, это сразу перечеркнет один-два годовых прироста — даже при допущении полного восстановления оставшихся источников спроса. А на десятилетнем горизонте маячит и стагнация на фоне развития сектора электромобилей. В результате появляются оценки (конечно, спорные), что мы вообще больше не достигнем объема потребления жидких топлив на уровне 2019 года.Казалось бы, проблема для цены на нефть очевидна. Но что на другой чаше весов? Падение добычи из-за недоинвестирования на фоне низких цен.В США это проявляется быстрее всего, так как добыча сланцевой нефти очень гибка. Снижение идет даже быстрее, чем ожидали, — падение с максимумов в 13 миллионов баррелей в день (в начале года) до 10,5 миллиона (сейчас) буквально за несколько месяцев (то есть уже минус 20 процентов!). В традиционной добыче инерция выше, а статистика не столь прозрачна, но и там ситуация похожая. Падение добычи на традиционных месторождениях составляет около восьми процентов в год, то есть если не инвестировать вообще, то мы в таком случае за год потеряем свыше шести миллионов баррелей ежедневной добычи.Поэтому неудивительно, что на фоне масштабного избытка нефтяные компании снижают инвестиции всего на 30 процентов. Ведь если их остановить полностью, то уже через год или два (с учетом запасов) мы бы видели совсем другие цифры суммарной добычи нефти и огромный дефицит.А что в газе? Там неопределенности тоже хватает. По итогам прошлого года потребление выросло на два процента. Но основной интерес сейчас — к динамике в секторе СПГ, хотя он и занимает менее 12,5 процента от всего мирового потребления газа. Там за 2019 год — огромный рост в 13 процентов. Но на долгосрочную перспективу закладывать такие объемы роста было бы слишком оптимистично. Даже если пропустить текущий сложный год (прогнозы разнятся от падения спроса до небольшого роста), то на долгосрочную перспективу ежегодный рост спроса на СПГ в четыре процента годовых — позитивный прогноз. Это означает, кстати, примерно удвоение рынка в течение ближайших двадцати лет.Причем конкуренция нарастает. Катар объявляет расширение своих производств. Казалось бы, уже нет места новым заводам СПГ в США. Но американские проекты массово переносят принятие инвестрешений с текущего на 2021 год, ожидая роста мировых цен. В том числе и завод Driftwood LNG компании Tellurian, которая намеревается принять инвестрешение, как только цены на СПГ в Азии восстановятся всего до 180 долларов за тысячу кубометров. Строго говоря, эти планы ничего не означают: инвестрешения можно вновь отложить, а то и отменить. Но сдаваться американские проекты пока не намерены. Конкуренция в секторе будет обостряться.Уголь среди всех энергоносителей вроде бы выглядит как самое слабое звено: максимальные углеродные выбросы, дорожающая добыча. Вот только его потребление пока падает совсем слабо: на 0,6 процента по итогам прошлого года, причем все снижение связано с США (дешевый газ) и Европой, а в Китае (половина мирового рынка угля) — даже рост на 2,3 процента. То есть прохождение «пика угля» в Китае, о котором давно и много говорится, вновь откладывается.При этом следует помнить, что снижение (по тем или иным причинам) спроса на уголь способно сильно повысить спрос на газ. И наоборот, сохранение угля в корзине энергоносителей означает более слабые темпы роста спроса для газа.Ну и, наконец, возобновляемая энергетика. Здесь прирост 12 процентов за год с Азиатско-Тихоокеанским регионом в качестве лидера (16,5 процента). Безусловно, расти она будет и дальше. Но сложности по мере увеличения ее доли понятны. Без систем накопления (или же без поддержки традиционной генерацией, для чего нужно больше газа) рост будет ограничен из-за непостоянства ветра и солнца. А большинство систем накопления (и аккумуляторы, и водород) пока экономически нерентабельны.Подытожим. Весь этот калейдоскоп факторов — прогнозы спроса и проблемы с экономическим ростом, фактор недоинвестирования в традиционные энергоносители, межтопливная конкуренция, курс на декарбонизацию — создают сильнейшую неопределенность. Она уже и год назад была высока, но сейчас, на фоне коронавируса, все только обостряется.Если же говорить о российском ТЭК, то компаниям придется искать баланс между Сциллой и Харибдой. С одной стороны, недальновидно полностью отказываться от новых инвестиций. Как показано выше, они просто необходимы, иначе вскоре мы увидим обвал предложения — а списывать традиционную энергетику пока рано. С другой стороны, необходимо учитывать, что сроки окупаемости большинства проектов исчисляются как минимум десятилетием (а часто двумя), а на таких горизонтах уже нужно принимать в расчет риски, связанные с долгосрочным спросом на ископаемые энергоносители.

https://ria.ru/20200608/1572596476.html

https://ria.ru/20200405/1569582821.html

https://ria.ru/20200317/1568672340.html

https://ria.ru/20200215/1564785597.html

https://ria.ru/20200207/1564354189.html

https://ria.ru/20191231/1563013963.html

сша

азия

европа

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

Александр Собко

https://cdn25.img.ria.ru/images/155002/84/1550028437_132:0:1012:880_100x100_80_0_0_9cc9280e56b020c0910e27d1d5905d8b.jpg

Александр Собко

https://cdn25.img.ria.ru/images/155002/84/1550028437_132:0:1012:880_100x100_80_0_0_9cc9280e56b020c0910e27d1d5905d8b.jpg

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn24.img.ria.ru/images/07e4/06/19/1573448569_171:0:2902:2048_1920x0_80_0_0_76252d085488e0f3821790fe1b72059a.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Александр Собко

https://cdn25.img.ria.ru/images/155002/84/1550028437_132:0:1012:880_100x100_80_0_0_9cc9280e56b020c0910e27d1d5905d8b.jpg

экономика, авторы, сша, азия, европа, bp plc.

На днях компания BP выпустила свой новый статистический обзор мировой энергетики.

Напомним, что корпорация ежегодно выпускает два материала, традиционно привлекающие внимание наблюдателей: в начале весны — долгосрочный прогноз энергетических рынков, а в начале лета — обзор статистических данных по всем энергоносителям за прошедший год. Этот второй сейчас и вышел. А вот долгосрочный прогноз в нынешнем году перенесен на более поздний срок — вероятно, на осень: из-за коронакризиса в него пришлось вносить коррективы.

8 июня 2020, 08:00Ситуация с курсами валют и ценами на нефтьОПЕК+Россия заложили бомбу под дешевую американскую нефтьДействительно, разговоров о том, что COVID-19 буквально перевернул все прогнозы энергетического рынка, очень много — и причины не только в падении спроса на энергоносители. Все больше разговоров о том, что выход из кризиса должен быть осуществлен в том числе с помощью масштабных вливаний в зеленую энергетику. Правда, речь идет в основном о Европе.Незадолго до выхода обзора все та же BP сделала достаточно неожиданный и любопытный шаг: она объявила о масштабных списаниях в сумме до 17,5 миллиарда долларов. Связаны они оказались в том числе с переоценкой компанией долгосрочных цен на нефть, ожидания которых теперь находятся на более скромном уровне — 55 долларов за баррель. В этом контексте тем более будет интересно узнать и новый долгосрочный прогноз компании.

Прогноз цен на нефть — да и все остальные энергоносители — дело, как известно, неблагодарное. Сейчас же не менее сложным оказывается и первый шаг к предсказанию цены — прогнозы спроса. Так или иначе, неопределенность крайне высока. Наверное, можно сказать, что такой неопределенности в секторе не было никогда: на одной чаше весов — планы по декарбонизации развитых экономик на фоне слабого восстановления спроса, на другой — опасения недоинвестирования в традиционные энергоносители и известные сложности возобновляемой энергетики.

5 апреля 2020, 08:00

Убьет ли нефть «энергия будущего» после коронавируса

Посмотрим на ситуацию с основными источниками энергии с использованием статобзора BP по данным за прошлый год.

Сначала — нефть и жидкие топлива. Здесь мы видим рост спроса примерно (в зависимости от особенностей учета) на один процент за 2019-й докоронавирусный год. В принципе, это норма, примерно такой ежегодный прирост спроса и ожидался на ближайшие годы: небольшой, но стабильный. Опять же, по грубой оценке, мировое потребление жидких топлив сейчас находится на уровне 100 миллионов баррелей в день, то есть один процент соответствует одному миллиону.

И конечно, коронавирусный обвал сразу перечеркнул эти оценки. Напомним, что в худшие месяцы падение спроса достигало 20 процентов. Сейчас он медленно восстанавливается. Но даже если из тех или иных соображений несколько процентов работников максимально перейдут на удаленку, это сразу перечеркнет один-два годовых прироста — даже при допущении полного восстановления оставшихся источников спроса. А на десятилетнем горизонте маячит и стагнация на фоне развития сектора электромобилей. В результате появляются оценки (конечно, спорные), что мы вообще больше не достигнем объема потребления жидких топлив на уровне 2019 года.

17 марта 2020, 08:00

Нефтяные цены и крах альтернативной энергетики: кто в выигрыше?

Казалось бы, проблема для цены на нефть очевидна. Но что на другой чаше весов? Падение добычи из-за недоинвестирования на фоне низких цен.

В США это проявляется быстрее всего, так как добыча сланцевой нефти очень гибка. Снижение идет даже быстрее, чем ожидали, — падение с максимумов в 13 миллионов баррелей в день (в начале года) до 10,5 миллиона (сейчас) буквально за несколько месяцев (то есть уже минус 20 процентов!). В традиционной добыче инерция выше, а статистика не столь прозрачна, но и там ситуация похожая. Падение добычи на традиционных месторождениях составляет около восьми процентов в год, то есть если не инвестировать вообще, то мы в таком случае за год потеряем свыше шести миллионов баррелей ежедневной добычи.

Поэтому неудивительно, что на фоне масштабного избытка нефтяные компании снижают инвестиции всего на 30 процентов. Ведь если их остановить полностью, то уже через год или два (с учетом запасов) мы бы видели совсем другие цифры суммарной добычи нефти и огромный дефицит.

А что в газе? Там неопределенности тоже хватает. По итогам прошлого года потребление выросло на два процента. Но основной интерес сейчас — к динамике в секторе СПГ, хотя он и занимает менее 12,5 процента от всего мирового потребления газа. Там за 2019 год — огромный рост в 13 процентов. Но на долгосрочную перспективу закладывать такие объемы роста было бы слишком оптимистично. Даже если пропустить текущий сложный год (прогнозы разнятся от падения спроса до небольшого роста), то на долгосрочную перспективу ежегодный рост спроса на СПГ в четыре процента годовых — позитивный прогноз. Это означает, кстати, примерно удвоение рынка в течение ближайших двадцати лет.

15 февраля 2020, 08:00

Жизнь и смерть мировой добычи угля зависит от КитаяПричем конкуренция нарастает. Катар объявляет расширение своих производств. Казалось бы, уже нет места новым заводам СПГ в США. Но американские проекты массово переносят принятие инвестрешений с текущего на 2021 год, ожидая роста мировых цен. В том числе и завод Driftwood LNG компании Tellurian, которая намеревается принять инвестрешение, как только цены на СПГ в Азии восстановятся всего до 180 долларов за тысячу кубометров. Строго говоря, эти планы ничего не означают: инвестрешения можно вновь отложить, а то и отменить. Но сдаваться американские проекты пока не намерены. Конкуренция в секторе будет обостряться.Уголь среди всех энергоносителей вроде бы выглядит как самое слабое звено: максимальные углеродные выбросы, дорожающая добыча. Вот только его потребление пока падает совсем слабо: на 0,6 процента по итогам прошлого года, причем все снижение связано с США (дешевый газ) и Европой, а в Китае (половина мирового рынка угля) — даже рост на 2,3 процента. То есть прохождение «пика угля» в Китае, о котором давно и много говорится, вновь откладывается.

При этом следует помнить, что снижение (по тем или иным причинам) спроса на уголь способно сильно повысить спрос на газ. И наоборот, сохранение угля в корзине энергоносителей означает более слабые темпы роста спроса для газа.

7 февраля 2020, 08:00

Нам осталось 20 лет: что будет «после нефти»

Ну и, наконец, возобновляемая энергетика. Здесь прирост 12 процентов за год с Азиатско-Тихоокеанским регионом в качестве лидера (16,5 процента). Безусловно, расти она будет и дальше. Но сложности по мере увеличения ее доли понятны. Без систем накопления (или же без поддержки традиционной генерацией, для чего нужно больше газа) рост будет ограничен из-за непостоянства ветра и солнца. А большинство систем накопления (и аккумуляторы, и водород) пока экономически нерентабельны.

Подытожим. Весь этот калейдоскоп факторов — прогнозы спроса и проблемы с экономическим ростом, фактор недоинвестирования в традиционные энергоносители, межтопливная конкуренция, курс на декарбонизацию — создают сильнейшую неопределенность. Она уже и год назад была высока, но сейчас, на фоне коронавируса, все только обостряется.

Если же говорить о российском ТЭК, то компаниям придется искать баланс между Сциллой и Харибдой. С одной стороны, недальновидно полностью отказываться от новых инвестиций. Как показано выше, они просто необходимы, иначе вскоре мы увидим обвал предложения — а списывать традиционную энергетику пока рано. С другой стороны, необходимо учитывать, что сроки окупаемости большинства проектов исчисляются как минимум десятилетием (а часто двумя), а на таких горизонтах уже нужно принимать в расчет риски, связанные с долгосрочным спросом на ископаемые энергоносители.

31 декабря 2019, 08:00

Революция отменяется: «убийца русского газа» не справился

ПМЭФ-2021. «Будущее энергетики. Энергопереход»

ПМЭФ

3 июня состоялось официальное открытие Петербургского международного экономического форума. С приветствием к участникам ПМЭФ-2021 обратился губернатор Санкт-Петербурга А.Д.Беглов.

В торжественной церемонии принял участие директор Международного института энергетической политики и дипломатии МГИМО профессор В.И.Салыгин.

Директор МИЭП МГИМО также принял участие в работе сессии «Будущее энергетики. Энергопереход», посвященной актуальным трендам развития энергетики, в первую очередь, таким, как водород, цифровизация и др. Тенденции стремительного роста потребления энергии и возрастающие экологические требования создают новые сценарии развития мирового ТЭК в условиях энергоперехода. В ходе сессии рассматривались пути повышения эффективности и безопасности традиционных энергетических систем с помощью новых технологий.

На сессии «Будущее энергетики. Энергопереход» выступили заместитель председателя Правительства Российской Федерации А.В.Новак, генеральный секретарь, главный исполнительный директор Мирового энергетического совета А.Уилкинсон, министр энергетики Королевства Саудовской Аравии Абдулазиз бин Салман Аль Сауд, министр энергетики Катара, президент «Катар Петролеум» Саад Шерида Аль-Кааби, заместитель председателя Правления ПАО «Газпром» О.Е.Аксютин, генеральный директор, председатель правления ПАО «Россети» А.В.Рюмин, председатель правления, генеральный директор ПАО «РусГидро» В.В.Хмарин и др.

Модератором сессии выступил президент Ассоциации «Глобальная энергия», ведущий программы «Вести в субботу» телеканала «Россия» Сергей Брилев.

Ключевые тенденции развития мировой энергетики, отмеченные в рамках ПМЭФ-2021, находят свое отражение в деятельности МИЭП МГИМО. Создан и начал активную работу Международный центр водородной энергетики, планируется реализация проектов по международным проблемам водородной энергетики и анализу мирового опыта в интересах государственных ведомств и крупных компаний-партнеров. Получены предложения от Российской академии наук и Института экономики энергетики Японии об открытии совместных магистерских программ в области международного сотрудничества в водородной энергетике. Масштабные аналитические проекты в сфере цифровизации, инноваций и применения систем искусственного интеллекта реализуются Центром стратегических исследований в области энергетики и цифровой экономики МИЭП МГИМО.

Международный институт энергетической политики и дипломатии

Каким будет наше энергетическое будущее к 2040 году?

Мировой энергетический ландшафт быстро меняется. Но вопрос о том, насколько быстро и в какой степени. Ответы на эти важные вопросы означают сотни миллиардов долларов в инвестиционных решениях, программах городского планирования и экологических затратах. На карту поставлены не только прибыль, но и средства к существованию.

Некоммерческое исследовательское учреждение Resources for the Future (RFF) пытается ответить на эти вопросы в своем флагманском отчете Global Energy Outlook (GEO), опубликованном 1 июля ^st .Анализ GEO делает то, что не делают другие — объединяет прогнозы компаний, государственных органов и экспертных организаций, таких как Агентство энергетической информации, BP, Exxon, Международное энергетическое агентство и других, в полезное сравнение энергии « яблоки к яблокам ». прогнозы до 2040 года. Такой подход «исследования исследований» типичен для социальных наук и других академических дисциплин.

В прогнозах ведущих компаний и организаций, приведенных в GEO, делается вывод о том, что, несмотря на рост населения, глобальное потребление первичной энергии в следующие 25 лет значительно замедлится по сравнению с предыдущими десятилетиями.В период с 1990 по 2015 год мировое потребление энергии выросло на 190 квадриллионов БТЕ (qBtu) до 550 qBtu. Прогнозы предполагают, что в следующие 20 лет рост составит всего от 30 до 80 квт БТЕ — и может даже снизиться на 4 квт в амбициозных климатических сценариях (ACS).

Исследование также предполагает, что нефть сохранит свои позиции в качестве наиболее плодовитого единого источника топлива в мире даже при резком переходе на другой вид топлива к 2040 году. Прогнозы делятся 50/50 на самый быстрорастущий источник энергии в этот период времени, причем половина прогнозируется на природный газ и другой указывает на возобновляемые источники энергии.

Прогнозы мирового потребления первичной энергии до 2040 г.

Ресурсы будущего

Крупнейшие компании в энергетике имеют разные взгляды на глобальное потребление первичной энергии к 2040 году. Для целей настоящего исследования сценарии, в которых не вводится новая глобальная политика, известны как «Базовые сценарии». Прогнозы также включают «Развивающиеся сценарии», в которых новые стратегии и технологии развиваются в соответствии с последними тенденциями, и «Амбициозные климатические сценарии», которые отражают изменения политики / рынка, приводящие к повышению средней глобальной температуры до 2 ° C с течением времени.

В то время как сценарий текущей политики МЭА показывает наивысшее потребление к 2040 году на уровне 767 кв. Сценарий развития — 544 кв. Тепловых единиц и Shell Sky — 534 кв. Тепловых единиц) — все они демонстрируют более медленный рост энергопотребления во всем мире к 2040 году.

Доли мирового потребления энергии в зависимости от прогноза топлива до 2040 года

Ресурсы будущего

Если посмотреть на анализ прогнозов GEO с точки зрения доли мирового потребления первичной энергии в разбивке по видам топлива в 2040 году, можно выделить определенные прогнозы.Уголь теряет долю рынка по всем прогнозам, в то время как возобновляемые источники энергии, особенно ветряные и солнечные, демонстрируют рост по всем прогнозам. В обычных условиях возобновляемые источники энергии увеличиваются с 14% в 2015 году до 16-17%. Согласно амбициозным климатическим сценариям, они станут крупнейшим источником первичной энергии в мире, обогнав нефть и достигнув 31% в 2040 году. Это преобразование энергии в действии. Однако большинство прогнозов не предсказывают реального перехода от углеродных видов топлива к использованию возобновляемых источников энергии к 2040 году.

Важно отметить, что ископаемые виды топлива, которые составляли 82% мировой первичной энергии в 2015 году, преобладают в сценариях исходной и развивающейся политики, варьируя от 74% до 79% в 2040 году (см. Выше). Согласно амбициозным климатическим сценариям, ископаемое топливо сокращается до 60–62%. Вот почему большинство прогнозов предсказывают, что произойдет добавление энергии, а не переходы.

Уровни глобального потребления первичной энергии по прогнозам до 2040 года

Ресурсы будущего

На графике выше, показывающем прогнозы потребления первичной энергии в мире на 2040 год в разбивке по видам топлива, потребление угля увеличится или останется неизменным в половине сценариев, описанных здесь.Потребление природного газа будет расти при каждом сценарии, а потребление жидких углеводородов будет расти во всех сценариях, кроме двух. Доля ядерной энергетики наиболее высока в условиях амбициозных климатических сценариев. Возобновляемые источники энергии, в первую очередь ветряная и солнечная энергия, быстро растут, хотя они в первую очередь дополняют, а не вытесняют ископаемое топливо, если не будут приняты более амбициозные меры в области климата.

Проблемы, связанные с выбросами, экономический рост, спрос и торговля будут означать трудный выбор политики для национальных правительств и крупных энергетических компаний.Эти решения будут определять будущий энергетический ландшафт земного шара. GEO обеспечивает последовательную компиляцию этих прогнозов и предлагает нам лучшее представление об этом будущем на данный момент.

Тахир Казыханов участвовал в написании статьи

Самые мощные возобновляемые источники энергии

Концепция Natel, получившая название Restoration Hydro, отходит от обычных больших плотин к более распределенному подходу, основанному на биомимикрии. До вмешательства человека и создания акведуков и каналов большинство рек Северной Америки были забиты древесным мусором и бобровыми плотинами.Каскады, имитирующие структуры бобра, замедляют скорость воды, создавая небольшие пруды и заболоченные места; это дает достаточно времени, чтобы вода просочилась в землю, что, в свою очередь, поднимет уровень грунтовых вод. Более высокий уровень грунтовых вод означает больше запасов грунтовых вод, что помогает водосборным бассейнам выдерживать длительные периоды засухи.

Эти связанные распределенные системы специально разработаны для восстановления связи рек для рыб и других диких животных, улучшения водоотведения и повышения продуктивности сельского хозяйства, а также поддержки средств к существованию и социально-экономического развития местных сообществ, что делает систему Natel очевидным выбором для развивающихся стран.«Наш подход является распределенным, — говорит Гиа, — с небольшими индивидуальными проектами, которые объединены в группы, работающие согласованно, чтобы мы могли генерировать гидроэлектроэнергию без больших плотин».

Поскольку гидроэлектростанции могут вырабатывать электроэнергию в сеть немедленно, они обеспечивают необходимую резервную мощность во время крупных отключений или перебоев в подаче электроэнергии (на самом деле, во время кризиса, связанного с Covid-19, гидроэнергия пользовалась большим спросом, так как производство электроэнергии было мало затронуто из-за до степени автоматизации в современных объектах).

Хотя турбина Natel Energy все еще находится на начальной стадии, она уже введена в эксплуатацию: компания открыла свою первую гидроэлектростанцию ​​в США в 2019 году, а вторая находится в стадии строительства, а ввод в эксплуатацию запланирован на конец этого года. По мере того, как компании во всем мире стремятся перейти на энергосистему с низким или нулевым выбросом углерода, улучшенные турбины могут помочь в достижении высокой надежности и накопления энергии, повышая устойчивость к климату, сохраняя при этом лосось, благополучно плывущий вверх по течению.

–

Выбросы от путешествий, которые потребовались, чтобы сообщить об этой истории, составили 0 кг CO2: писатель опрашивал источники удаленно.Цифровые выбросы из этой истории составляют от 1,2 до 3,6 г CO2 на просмотр страницы. Подробнее о том, как мы рассчитали этот показатель, можно узнать здесь .

–

Присоединяйтесь к одному миллиону поклонников Future, поставив нам лайк на Facebook , или подписывайтесь на нас в Twitter или Instagram .

Если вам понравилась эта история, подпишитесь на еженедельник BBC.com предлагает информационный бюллетень , который называется «The Essential List». Отобранная подборка историй из BBC Future , Культура , Worklife и Travel , доставленных на ваш почтовый ящик.

Каким будет будущее энергетики?

Energy поддерживает развитие экономики — она ​​приводит в действие машины, которые заставляют нас работать, дает нам электричество, необходимое для питания наших домов, и дает работу миллионам людей по всему миру.Когда мы думаем о траектории развития энергетической отрасли, она развивается по нескольким направлениям: технологический прогресс привел к тому, что США стали нетто-экспортером нефти, возобновляемые источники энергии продолжают увеличивать свою долю в общем производстве электроэнергии и энергии. компании все больше сосредотачиваются на движении денежных средств и прибыльности, а не только на производстве.

Цены на энергоносители диктуются спросом и предложением, и прямо сейчас мир наводнен нефтью; после сланцевого бума в 2015 году компания U.С. стал маржинальным производителем нефти в мире, подорвав ранее существовавшую динамику. В будущем поставки нефти должны оставаться легкодоступными, поскольку бурильщики США продемонстрировали способность и желание увеличить объем бурения в ответ на повышение цен на нефть. Однако в долгосрочной перспективе попутный ветер в экономике должен продолжать поддерживать переход от ископаемого топлива к более устойчивым источникам энергии.

Мы ожидаем, что Соединенные Штаты останутся нетто-экспортером нефти, но в то же время признаем, что мировая экономика будет продолжать увеличивать свою зависимость от возобновляемых источников энергии.По данным Управления энергетической информации (EIA), возобновляемые источники энергии, как ожидается, станут самым быстрорастущим источником выработки электроэнергии в США до 2050 года, при этом более благоприятные затраты на солнечную и ветровую энергию будут способствовать этому переходу. Фактически, производство электроэнергии из возобновляемых источников энергии должно вырасти с 17% в 2019 году до 22% в 2021 году.

Энергетика была одним из секторов с наихудшими показателями с начала года, но была подготовлена ​​почва для отскока акций энергетических компаний по мере того, как экономика возвращается в строй.Тем временем инвесторы должны сосредоточить внимание на компаниях с управляемой суммой дивидендных перерывов, качественными балансами, обширным перечнем перспектив бурения и низкими затратами. Более того, сосредоточение внимания на возобновляемых источниках энергии кажется разумным, учитывая происходящий в настоящее время энергетический переход, а также доход, который эти активы, как правило, приносят. Сегодня энергетика может быть нелюбимым сектором, но мы смотрим в будущее, и у нас есть значительные возможности.

Стоимость ветровой, солнечной энергии, природного газа и угля

Среднее значение LCOE *, долл. За мегаватт-час

Источник: Lazard, J.П. Морган Управление активами.
* LCOE — это приведенная стоимость энергии, чистая приведенная стоимость удельной стоимости электроэнергии в течение срока службы генерирующего актива. Его часто принимают в качестве прокси для средней цены, которую генерирующий актив должен получить на рынке, чтобы достичь безубыточности в течение своего срока службы.
Данные основаны на доступности по состоянию на 13 октября 2020 г.

0903c02a82a2daf9

7 типов возобновляемых источников энергии: будущее энергетики

Что такое возобновляемые источники энергии?

Возобновляемая энергия — это энергия, полученная из природных ресурсов Земли, которые не являются конечными или исчерпаемыми, таких как ветер и солнечный свет.Возобновляемая энергия — это альтернатива традиционной энергии, основанной на ископаемом топливе, и она, как правило, гораздо менее вредна для окружающей среды.

7 видов возобновляемой энергии

Солнечная

Солнечная энергия получается путем улавливания лучистой энергии солнечного света и преобразования ее в тепло, электричество или горячую воду. Фотоэлектрические (PV) системы могут преобразовывать прямой солнечный свет в электричество с помощью солнечных батарей.

Преимущества

Одно из преимуществ солнечной энергии — бесконечность солнечного света. .Благодаря технологиям для его сбора существует неограниченный запас солнечной энергии, а это означает, что ископаемое топливо может оказаться устаревшим. Использование солнечной энергии, а не ископаемого топлива, также помогает нам улучшить здоровье населения и состояние окружающей среды. В долгосрочной перспективе солнечная энергия также может сократить расходы на электроэнергию, а в краткосрочной перспективе сократить ваши счета за электроэнергию. Многие местные органы власти, правительства штатов и федеральные органы власти также стимулируют инвестиции в солнечную энергию, предоставляя скидки или налоговые льготы.

Ограничения по току

Хотя солнечная энергия сэкономит вам деньги в долгосрочной перспективе, она, как правило, требует значительных первоначальных затрат и является нереальным расходом для большинства домашних хозяйств.В личных домах домовладельцам также необходимо иметь достаточно солнечного света и места для размещения своих солнечных панелей, что ограничивает круг лиц, которые могут реально внедрить эту технологию на индивидуальном уровне.

Ветер

Ветряные электростанции улавливают энергию ветрового потока с помощью турбин и преобразуют ее в электричество. Есть несколько форм систем, используемых для преобразования энергии ветра, и каждая из них различается. Промышленные ветроэнергетические системы могут питать множество различных организаций, в то время как одинарные ветряные турбины используются в дополнение к уже существующим энергетическим организациям.Другая форма — ветряные электростанции коммунального масштаба, которые закупаются по контракту или оптом. Технически энергия ветра — это форма солнечной энергии. Явление, которое мы называем «ветром», вызвано разницей температуры в атмосфере в сочетании с вращением Земли и географией планеты. [1]

источник

Преимущества

Энергия ветра — это чистый источник энергии, а это означает, что он не загрязняет воздух, как другие виды энергии. Энергия ветра не производит углекислый газ и не выделяет каких-либо вредных продуктов, которые могут вызвать ухудшение окружающей среды или негативно повлиять на здоровье человека, например, смог, кислотный дождь или другие улавливающие тепло газы.[2] Инвестиции в технологии ветроэнергетики также могут открыть новые возможности для создания рабочих мест и профессионального обучения, поскольку турбины на фермах необходимо обслуживать и поддерживать в рабочем состоянии.

Сделайте следующий шаг, выбрав лучший энергетический план для своего дома! justenergy.com/

Ограничения по току

Поскольку ветряные электростанции, как правило, строятся в сельских или отдаленных районах, они обычно находятся вдали от шумных городов, где больше всего требуется электричество.Энергия ветра должна транспортироваться по переходным линиям, что ведет к более высоким затратам. Хотя ветряные турбины производят очень мало загрязнения, некоторые города выступают против них, поскольку они доминируют над горизонтом и создают шум. Ветровые турбины также угрожают местной дикой природе, например, птицам, которых иногда убивают, ударяя по лопастям турбины во время полета.

Гидроэлектростанция

Плотины — это то, что у людей больше всего ассоциируется с гидроэнергетикой. Вода течет через турбины плотины для производства электроэнергии, известной как гидроаккумулирующая энергия.Русловая гидроэлектростанция использует канал для отвода воды, а не через плотину.

Преимущества

Гидроэлектроэнергия очень универсальна и может быть произведена как с помощью крупномасштабных проектов, таких как плотина Гувера, так и небольших проектов, таких как подводные турбины и нижние плотины на небольших реках и ручьях. Гидроэлектроэнергия не приводит к загрязнению и поэтому является гораздо более экологически чистым вариантом энергии для нашей окружающей среды.

Ограничения по току

Мост-У.Сооружения гидроэлектростанции используют больше энергии, чем они могут произвести для потребления. В системах хранения может потребоваться использование ископаемого топлива для перекачки воды. [3] Хотя гидроэлектроэнергия не загрязняет воздух, она нарушает водные пути и отрицательно влияет на животных, которые в них живут, изменяя уровень воды, течения и пути миграции многих рыб и других пресноводных экосистем.

Геотермальный

Геотермальное тепло — это тепло, которое удерживается под земной корой в результате образования Земли 4.5 миллиардов лет назад и от радиоактивного распада. Иногда большое количество этого тепла уходит естественным путем, но все сразу, что приводит к знакомым явлениям, таким как извержения вулканов и гейзеры. Это тепло можно улавливать и использовать для производства геотермальной энергии с помощью пара, который поступает из нагретой воды, перекачиваемой под поверхность, которая затем поднимается вверх и может использоваться для работы турбины.

Преимущества

Геотермальная энергия не так распространена, как другие типы возобновляемых источников энергии, но имеет значительный потенциал для энергоснабжения.Поскольку его можно построить под землей, он оставляет очень мало следов на суше. Геотермальная энергия восполняется естественным образом и поэтому не подвержена риску истощения (в человеческом масштабе времени).

Ограничения по току

Стоимость играет важную роль, когда речь идет о недостатках геотермальной энергии. Мало того, что строительство инфраструктуры обходится дорого, еще одной серьезной проблемой является ее уязвимость к землетрясениям в определенных регионах мира.

Океан

Океан может производить два типа энергии: тепловую и механическую.Тепловая энергия океана зависит от температуры поверхности теплой воды для выработки энергии с помощью множества различных систем. Механическая энергия океана использует приливы и отливы для выработки энергии, которая создается вращением Земли и гравитацией Луны.

Преимущества

В отличие от других видов возобновляемой энергии , энергия волн предсказуема, и легко оценить количество энергии, которое будет произведено. Вместо того, чтобы полагаться на различные факторы, такие как солнце и ветер, энергия волн гораздо более последовательна.Этот тип возобновляемой энергии также широко распространен, наиболее густонаселенные города, как правило, расположены вблизи океанов и гаваней, что облегчает использование этой энергии для местного населения. Потенциал энергии волн представляет собой поразительный, пока еще неиспользованный энергетический ресурс с оценочной способностью производить 2640 ТВтч / год. Всего 1 ТВтч / год энергии может обеспечить электричеством около 93850 домов в США в год, что примерно вдвое превышает количество домов, существующих в настоящее время в США [4].

Ограничения по току

Те, кто живет рядом с океаном, определенно извлекают выгоду из энергии волн, но те, кто живет в государствах, не имеющих выхода к морю, не будут иметь доступа к этой энергии.Еще один недостаток энергии океана состоит в том, что она может нарушить работу многих хрупких экосистем океана. Хотя это очень чистый источник энергии, поблизости необходимо построить крупное оборудование, чтобы помочь улавливать энергию этой формы, которая может вызвать разрушение дна океана и морской жизни, которая его обитает. Еще один фактор, который следует учитывать, — это погода: когда наступает ненастная погода, она меняет плотность волн, тем самым производя меньшую отдачу энергии по сравнению с обычными волнами без штормовой погоды.

Водород

Водород необходимо объединить с другими элементами, такими как кислород, чтобы получить воду, поскольку он не встречается в природе как газ сам по себе.Когда водород отделяется от другого элемента, его можно использовать как для топлива, так и для электричества.

Преимущества

Водород можно использовать в качестве экологически чистого топлива, что приводит к меньшему загрязнению и более чистой окружающей среде. Он также может использоваться для топливных элементов, которые похожи на батареи, и может использоваться для питания электродвигателя.

Ограничения по току

Поскольку для производства водорода нужна энергия, он неэффективен для предотвращения загрязнения.

Биомасса

Биоэнергетика — это возобновляемая энергия, получаемая из биомассы . Биомасса — это органическое вещество, которое поступает из недавно появившихся растений и организмов. Использование дров в вашем камине — это пример биомассы, с которым знакомо большинство людей.

Существуют различные методы, используемые для выработки энергии за счет использования биомассы. Это можно сделать путем сжигания биомассы или использования газа метана, который образуется в результате естественного разложения органических материалов в прудах или даже на свалках.

Преимущества

Использование биомассы в производстве энергии создает углекислый газ, который попадает в воздух, но регенерация растений потребляет такое же количество углекислого газа, которое, как утверждается, создает сбалансированную атмосферу. Биомассу можно использовать по-разному в нашей повседневной жизни не только для личного пользования, но и для бизнеса. В 2017 году энергия биомассы составляла около 5% от общего объема энергии, используемой в США. Эта энергия поступала из древесины, биотоплива, такого как этанол, и энергии, вырабатываемой из метана, улавливаемого со свалок или сжигания городских отходов.(5)

Ограничения по току

Хотя новым растениям для роста нужен углекислый газ, растениям нужно время, чтобы вырасти. У нас также пока нет широко распространенной технологии, позволяющей использовать биомассу вместо ископаемого топлива.

источник

Возобновляемые источники энергии: что вы можете сделать?

Как потребитель, у вас есть несколько возможностей улучшить окружающую среду, выбрав более экологичное энергетическое решение. Если вы домовладелец, у вас есть возможность установить в доме солнечные батареи.Солнечные панели не только снижают ваши затраты на электроэнергию, но и помогают повысить уровень жизни с помощью более безопасного и экологически чистого варианта энергии , который не зависит от ресурсов, наносящих вред окружающей среде. Есть также альтернативы более экологичному образу жизни, предлагаемые вашими электрическими компаниями. Just Energy позволяет потребителям выбирать варианты экологически чистой энергии, которые помогут вам уменьшить воздействие на окружающую среду за счет компенсации энергопотребления. Добавьте JustGreen в свой план электроснабжения или природного газа, чтобы снизить воздействие уже сегодня!

Привезено к вам компанией justenergy.com

Источники:

1. Energy.gov, Преимущества и проблемы ветроэнергетики, Источник: https://www.energy.gov/eere/wind/advantages-and-challenges-wind-energy
2. Energy.gov, Преимущества и проблемы ветроэнергетики, Источник: https://www.energy.gov/eere/wind/advantages-and-challenges-wind-energy
3. Управление энергетической информации США, Что такое производство электроэнергии в США по источникам энергии?, Источник: https: // www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=427&t=3
4. Bureau of Ocean Energy Management, Ocean Wave Energy, Источник: https://www.boem.gov/Ocean-Wave-Energy/
5. Управление энергетической информации США, объяснение биомассы, получено с: https://www.eia.gov/energyexplained/?page=biomass_home

Точка зрения энергетики будущего

Растущий спрос на энергию, обусловленный ростом населения, инициативами «энергия для всех» и экономическим развитием, привел к увеличению выбросов парниковых газов.Поскольку устойчивость становится проблемой во всем мире, наша отрасль должна задаться вопросом: как достижения в области технологий, изменение политики и изменение поведения могут помочь решить эту проблему?

В Capgemini мы создали уникальную точку зрения, чтобы представить наш взгляд на то, как ожидается развитие энергетической отрасли в следующие 20–30 лет. Мы выбрали эти временные рамки целенаправленно, поскольку прогнозы на 2040 и 2050 годы оставляют достаточно времени для разработки стратегических планов, а также улавливают необходимое ощущение безотлагательности в связи с изменением климата.

При подготовке этого отчета мы основывались на трех общепринятых прогнозах: 1. К 2040 году население мира увеличится на 1,7 миллиарда человек, в основном в городских районах; 2. К 2040 году потребность в энергии увеличится более чем на четверть; и 3. Маловероятно, что мир в целом достигнет целей, поставленных в Парижском соглашении 2015 года или аналогичных энергетических соглашениях.

Хотя в этом отчете основное внимание уделяется энергетическому будущему для отдельных стран и регионов, наш анализ предназначен для более широкого применения.Это исследование предлагает глобальный взгляд на то, как на энергетический ландшафт могут повлиять появление новых технологий, изменение поведения потребителей и политические изменения.

Это исследование — последнее исследование Capgemini, проведенное от имени наших клиентов и партнеров. Дополнительные усилия включают:

• Обсерватория мировых энергетических рынков (WEMO), годовой отчет, в котором исследуются рынки электроэнергии и газа в Европе, США, Канаде, Австралии, Китае, Индии и Юго-Восточной Азии.В документе представлена ​​текущая картина энергетического рынка и обозначены тенденции трансформации.
• Стратегии для игроков в энергетике, клиентские проекты, анализирующие энергетический рынок и определяющие бизнес-стратегию на ближайшие три-пять лет.

Основные прогнозы в области энергетики к 2040–2050 гг. Включают:

• Рост населения и экономическое развитие во всем мире привели к растущему спросу на энергию, транспорт и строительство, что, в свою очередь, увеличивает выбросы парниковых газов
• Как указано в отчете, прогнозирование будущего энергетического сценария для любого региона мира является сложной задачей и включает в себя до 20 взаимосвязанных ключевых факторов.
• Развитие технологий будет продолжаться, но в ближайшие 20-30 лет не ожидается никаких фундаментальных технологических сбоев, которые существенно повлияют на достижение углеродной нейтральности
• Тем не менее, прогресс цифровых технологий в ключевых областях может оказаться полезным для решения ряда проблем и пробелов, которые в настоящее время наблюдаются в отрасли

Скачать отчет

Спасибо за Ваш интерес. Вскоре вы получите письмо для загрузки POV.

Сожалеем, не удалось отправить форму. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

Как искусственный интеллект повлияет на будущее энергетики и климата

В статье для журнала Foreign Affairs за 2017 год мы с Кассией Яносек выдвинули гипотезу о том, что наибольшие последствия революции информационных технологий (ИТ) могут ощущаться далеко за пределами ИТ — в традиционных отраслях нефти, газа и электроэнергии. ¹ Это потому, что ИТ меняли работу этих отраслей.Эта логика трансформации может быть особенно глубокой, если взглянуть на подмножество ИТ-революции: искусственный интеллект (ИИ).

Другие статьи из этой серии объясняют, что происходит с ИИ и почему это такая важная техническая революция. ² В этом эссе я рассмотрю, как ИИ может влиять на спрос и предложение энергии, а также влияние ИИ на то, как современное общество использует энергию: изменение климата. Вкратце, сообщение состоит в том, что ИИ помогает сделать рынки более эффективными и более легкими для аналитиков и участников рынка в понимании очень сложных явлений — от поведения электрических сетей до изменения климата.

Но сам ИИ не обеспечит такой результат без четких политических стимулов. По иронии судьбы чрезвычайно умные энергетические рынки, смазываемые ИИ, могут облегчить разработку хороших политических стимулов, а также облегчить потребителям выбор того, какие энергетические услуги и продукты покупать, чтобы избежать необходимости сокращать выбросы. Даже большие усилия по контролю за выбросами повлекут за собой значительные изменения климата — это означает, что в будущем большая часть «климатической политики» будет сосредоточена на адаптации к климатическим воздействиям и принятии быстрых ответных мер в случае климатических чрезвычайных ситуаций. ³ Чрезвычайно интеллектуальные системы адаптации к воздействиям изменения климата могут сделать затраты на такую ​​адаптацию более прозрачными и, следовательно, политически трудными для оценки.

Искусственный интеллект помогает сделать рынки более эффективными и облегчить аналитикам и участникам рынка понимание очень сложных явлений — от поведения электрических сетей до изменения климата.

Воздействия ИИ многочисленны, но четыре группы воздействий, по всей видимости, наиболее вероятно повлияют на энергетику и климат: две изменят спрос и предложение на энергию, а две повлияют на способность общества понимать, как выбросы влияют на климат и как чтобы управлять этими воздействиями.

AI влияет на энергоснабжение

Наиболее заметным в области энергетики и климата является влияние ИИ на то, как поставляется энергия. Это связано с тем, что более интеллектуальные системы энергоснабжения, по сути, сдвигают кривые предложения за пределы. Они берут ресурсы, которые трудно использовать, и снижают стоимость. Например, системы машинного обучения могут улучшить способность отображать и понимать размер и ценность подземных залежей нефти и газа, что, в свою очередь, упрощает освоение этих ресурсов с меньшими затратами.

Та же самая логика применима не только к традиционным углеводородам, составляющим основу мировой энергетической системы, но и к новым вариантам энергоснабжения, не связанным с углеводородами. Например, обучение с помощью искусственного интеллекта проектированию и эксплуатации ветряных и солнечных электростанций может сделать эти системы более эффективными с точки зрения использования финансовых ресурсов (т. Е. Капитала) и выработки электроэнергии. В случае ветряных электростанций турбинные головки можно активно ориентировать для улавливания большей части набегающего ветра — то, что было осуществимо в течение длительного времени и может быть сделано более эффективным с помощью машинного обучения.Подобное обучение может улучшить качество прогнозов солнечной активности — например, привести к более точным прогнозам на сутки вперед и на час вперед того, как облака и другие погодные образования влияют на солнечную энергию. В свою очередь, более точные прогнозы могут упростить и повысить прибыльность участия солнечных генераторов на рынках электроэнергии.

ИИ окажет огромное влияние на энергоснабжение, от ветряных электростанций до солнечных батарей и т. Д. (Фото: Reuters)

Интересный вопрос: существует ли «предвзятость» в том, как технологии, связанные с ИИ, влияют на энергоснабжение, например, делают ли они традиционных поставщиков углеводородов более производительными быстрее, чем они делают более продуктивными возобновляемые источники энергии с нулевым выбросом углерода? На этот вопрос сложно ответить, потому что он требует устранения последствий многих других технологических изменений (например,g., улучшенные буровые коронки, системы управления для горизонтального бурения, лучшие материалы для лопастей ветряных турбин и менее дорогие солнечные элементы) от специфических эффектов искусственного интеллекта. На данный момент я считаю, что ИИ оказывает большее влияние на нефть и газ, чем на возобновляемые источники энергии, потому что виды деятельности, открывающие новые углеводородные ресурсы, особенно сланцевую революцию в нефти и газе, которая требует картирования сложных подземных резервуаров и индивидуального бурения. методы ⁴ — особенно хорошо подходят для рекурсивных сложных процессов обучения, для выполнения которых хорошо подходит ИИ.

ИИ влияет на спрос на энергию и рынки

Хотя неясно, будет ли ИИ способствовать увеличению или уменьшению количества углерода в энергии, влияние ИИ на спрос на энергию определить легче. При прочих равных, системы, обладающие большим интеллектом и способностью быстро обновляться в свете реальных условий, вероятно, будут намного более эффективными. Эффективность снизит потребность в энергии и снизит выбросы. Эффект, вероятно, превышает один процент — уже простые «подталкивающие» вмешательства на рынках электроэнергии, например, напоминание клиентам о необходимости снизить потребление энергии в периоды пиковой нагрузки и изменение настроек по умолчанию на термостатах — дают экономию энергии до нескольких процентов. точки.Сверхумная энергетическая система, управляемая искусственным интеллектом, должна обеспечить еще большее сокращение, отчасти потому, что необходимые изменения (например, согласование энергопотребления с изменениями на энергетических рынках в реальном времени) можно автоматизировать. Тем не менее, экономия вряд ли будет такой большой, как сокращение выбросов на 60–100 процентов, которое, по мнению ученых, потребуется для того, чтобы остановить глобальное потепление.

Хотя неясно, будет ли ИИ способствовать увеличению или уменьшению количества углерода в энергии, влияние ИИ на спрос на энергию определить легче.

Одно из больших обещаний внедрения ИИ на энергетические рынки заключается в том, чтобы связать то, что хотят клиенты (например, свет и тепло), с точным набором вариантов и рыночных условий для предоставления этих энергетических услуг. Машинное обучение идеально подходит для детального определения того, чего хотят клиенты, а затем для соответствующей корректировки решений о покупке энергии. Теоретически они могли бы сделать ряд услуг, которые уже предлагаются на сегодняшних рынках, более эффективными, например:

• Покупка кредитов на экологически чистую энергию .Сегодня клиенты обычно либо «становятся экологичными», либо нет. То, что они платят за зеленый цвет, — это решение, которое принимается редко (часто как раз во время регистрации клиента). Системы искусственного интеллекта могли бы лучше встраивать информацию о том, сколько клиенты готовы платить за зеленую энергию, а также предлагать различные оттенки зеленого. Сегодня экологические дебаты сосредоточены почти исключительно на возобновляемых источниках энергии. В будущем он может включать другие предложения — например, выход из новых ядерных реакторов без выбросов.
• Корректировка решений о закупке электроэнергии .По мере того, как электрические сети переходят к тому, чтобы играть гораздо более важную роль для генераторов с регулируемой возобновляемой энергией, цена на электроэнергию станет более изменчивой, создавая большую социальную ценность от корректировок в реальном времени в покупке энергии. В Калифорнии, например, цены на электроэнергию могут стабильно становиться отрицательными в полдень (когда солнечная энергия наиболее высока), а затем резко возрастать с заходом солнца, но спрос на кондиционеры и освещение повышается ближе к вечеру. Это одна из причин, по которой тариф по умолчанию на электроэнергию с 2019 года будет «временем использования».«Искусственный интеллект может позволить даже небольшим потребителям автоматически регулировать свое энергопотребление в реальном времени в соответствии с преобладающими ценами — то, что обычные люди не будут делать, если им не нравится сидеть дома и смотреть в реальном времени на данные с рынков электроэнергии. (Некоторые люди поступают так, большинство предпочитает жить своей жизнью.)
• Повышение надежности электроснабжения и соответствие потребностям потребителей . Схемы искусственного интеллекта могут объединять данные об опасностях (например, экстремальных штормах и пожарах), а затем соответствующим образом корректировать работу сети, делая сеть более безопасной, более эффективной и надежной.Некоторые коммунальные предприятия уже установили самовосстанавливающиеся сетевые системы, то есть автоматизированное оборудование для наблюдения и коммутации, которое может определять неисправности в сети, изолировать их и автоматически восстанавливать питание. Обычно, когда коммунальное предприятие обнаруживает неисправность — часто из-за того, что сердитый клиент звонит и жалуется на потерю электроэнергии, — ответ состоит в том, чтобы отправить автовоз с двумя парнями, которые управляют линиями, обнаруживают проблему и затем вручную замыкают переключатели, как только проблема будет устранена. . Точно так же многие клиенты теперь требуют более высоких уровней надежности, чем может предложить сеть, и приобретают дорогостоящие технологии кондиционирования, генерации и хранения электроэнергии.ИИ может помочь сделать покупку и эксплуатацию этих систем намного более эффективными.

В настоящее время потенциал использования ИИ практически не используется. Некоторые коммунальные предприятия экспериментируют с системами, некоторые крупные клиенты активно управляют энергетическими системами с помощью систем на основе ИИ (потому что они могут позволить себе амортизировать затраты сверх значительной экономии), а некоторые фирмы, такие как Stem, выступают в качестве посредников, делая явные предложения ИИ для клиентов и предоставляя необходимые знания, чтобы даже небольшие клиенты могли использовать эти системы.

Как ИИ улучшит моделирование климата

Большинство антропогенных изменений климата связаны с тем, как мы используем энергию — в частности, с ископаемым топливом, которое при сгорании само по себе генерирует углекислый газ (CO ₂ ). Таким образом, описанные выше изменения — одни из которых приводят к более высоким выбросам, другие — к большей эффективности и снижению углеродоемкости — повлияют на скорость, с которой выбросы попадают в атмосферу и накапливаются. Если центральный вывод из приведенного выше обсуждения заключается в том, что ИИ позволяет энергетическим рынкам отражать реальные условия — и быть более эффективным в сопоставлении предпочтений потребителей с поставками, — тогда нет оснований полагать, что эти более эффективные рынки на самостоятельно решат проблему углерода.Вместо этого им потребуются явные политические сигналы. В течение многих лет считалось, что люди часто с трудом реагируют на ценовые сигналы, что является одной из причин, почему многие аналитики (и даже большая часть политиков) предпочитают прямое регулирование как средство сокращения выбросов. Более совершенные и эффективные рынки, которые могут помочь потребителям стать более отзывчивыми к условиям реального мира, могли бы помочь ослабить этот энтузиазм в отношении регулирования и сделать практическую большую зависимость от рыночных инструментов, таких как налоги на выбросы углерода. ⁵

Нет оснований полагать, что эти более эффективные рынки сами по себе решат проблему углерода. Вместо этого им потребуются явные политические сигналы.

AI может помочь радикально улучшить оценку изменения климата. Сегодняшние оценки воздействия на климат основываются на моделях климатической системы в глобальном масштабе, которые затем масштабируются до региональных и местных оценок. Процесс уменьшения масштаба является сложным и несовершенным, отчасти потому, что множество местных факторов влияет на то, насколько широкие изменения климата проявляются там, где люди на самом деле живут — вдоль береговых линий, вблизи зон лесных пожаров, в городах, борющихся с тепловым стрессом, и тому подобное.Искусственный интеллект позволяет связать несовершенный процесс уменьшения масштаба с реальной информацией о реальных воздействиях, отраженных в страховых претензиях, экстремальных погодных условиях, прибытии мигрантов, наблюдаемых вспышках, распространении болезней и т. Д. Сообщество ученых, занимающихся исследованиями воздействия на климат, уже использует такие разнообразные источники данных. ⁶ AI может помочь автоматизировать и обогатить этот процесс, делая возможными корректировки в реальном времени в оценках воздействия на климат.

Хотя эти передовые возможности являются новыми, идея использования машинной обратной связи для улучшения качества модели вряд ли является новой в метеорологии и моделировании климата.В течение примерно двух десятилетий предпринимались систематические попытки сравнить климатические модели с точки зрения производительности, то есть умения прогнозировать температуру, осадки, ледяной покров и т. Д. Эти сравнения, вероятно, сделали модели лучше, а также сделали сообщество более осведомленным о том, какие модели лучше всего подходят для различных условий. Они также упростили работу Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) и других органов, которые проводят оценки науки о климате, чтобы определить, с чем согласны и не согласны сообщество, занимающиеся моделированием климата.

Как ИИ улучшит климатическую политику

Поскольку главный герой истории об изменении климата, CO ₂ , имеет долгую жизнь в атмосфере, существует лишь медленная связь между изменениями выбросов и накопленными концентрациями; в свою очередь, эти концентрации оказывают слабое влияние на климат. Даже если бы ИИ был частью какой-то масштабной трансформации в энергетической системе, встроенная инерция этой энергетической системы, наряду с инерцией климатической системы, фактически гарантирует, что мир ждет сильное изменение климата.Все это мрачные новости и означают, что широко обсуждаемые цели, такие как прекращение потепления на 1,5 или 2 градуса Цельсия, вряд ли будут реализованы.

Эти геофизические и инфраструктурные реалии порождают новую политическую реальность: адаптация является неотложной. ⁷ Они также означают, что могут потребоваться экстренные меры реагирования на экстремальные климатические воздействия — например, солнечная геоинженерия.

Экстремальные климатические изменения будут уродливыми и потребуют трудного выбора — например, какие береговые линии защищать, а какие отказываться от них.Без умных стратегий адаптации будет намного хуже.

Существующие исследования показывают, что существует огромная разница во влиянии на общественное благосостояние сценариев, в которых изменение климата влияет на общество, у которого нет плана адаптации, по сравнению с обществом, которое принимает активные адаптационные меры. Например, последняя оценка воздействия на климат в США, опубликованная в ноябре 2018 года, демонстрирует, что активные меры адаптации могут радикально сократить потери от некоторых воздействий климата — часто с выгодами, намного превышающими затраты. ⁸ Экстремальные климатические изменения будут уродливыми и потребуют трудного выбора — например, какие береговые линии защищать, а какие отказываться от них. Без умных стратегий адаптации будет намного хуже.

Одним из центральных выводов науки о климатических воздействиях является то, что экстремальные явления причинят наибольший ущерб. Мир, который немного теплее и влажнее (и немного суше в некоторых местах) — это мир, к которому общества в пределах разумного, вероятно, смогут адаптироваться, особенно если эти постепенные изменения легко предвидеть.Но мир, в котором больше экстремальных явлений — иными словами, климатические явления с более высокой дисперсией — это мир, который требует гораздо большей готовности. Сельскохозяйственные угодья, которые сталкиваются с новым, значительным риском по-настоящему сильной засухи, например, такими как десятилетний пылесборник, должны будут подготовиться, как если бы это экстремальное явление стало обычным явлением. Ему потребуются ирригационные системы, возможность посадки более выносливых культур и другие возможные меры, которые будут готовы, когда наступят экстремальные явления.

После покупки этих систем большая часть расходов ложится на плечи, и имеет смысл использовать их постоянно.Это был опыт, например, с барьером на реке Темза или аналогичным голландским барьером от наводнений — эти системы были спроектированы и установлены с большими затратами с учетом экстремальных явлений, и теперь они используются гораздо чаще. Воздействие климата — это, по сути, случайные события, сосредоточенные вокруг сдвига средних значений — например, более теплый мир — это мир, в котором средняя температура повышается, а все распределение температур от холодных до горячих смещается к более горячим. Но хвосты в этом статистическом распределении также, вероятно, становятся толще, а для некоторых воздействий эти хвосты становятся намного толще.Методы машинного обучения, вероятно, улучшат способность понимать форму этих хвостов.

Эта логика экстремальных явлений как основных движущих сил климатических воздействий и стратегий реагирования имеет большое значение для того, как общества будут планировать адаптацию и как ИИ может помочь — возможно, трансформирующими способами.

Практически гарантировано, что мир испытает существенное изменение климата, но технологии искусственного интеллекта могут смягчить его пагубные последствия. (Кредит: Марко Джурика / Reuters)

Во-первых, ИИ может помочь сфокусировать и скорректировать стратегии адаптации.Поскольку неопределенность высока, а экстремальные явления имеют первостепенное значение, политики, фирмы и домохозяйства не будут знать, где действовать и какие расходы заслуживают. У них будет большой портфель ответов, в каждом из которых будет указана стоимость опциона. Машинное обучение может помочь улучшить способность быстрее оценивать значения этих параметров. Такие методы также могут позволить в большей степени полагаться на рыночные силы, чтобы взвесить, какие варианты генерируют частное и общественное благосостояние — если так, ИИ может помочь снизить одну из величайших опасностей по мере того, как общества разрабатывают стратегии адаптации, а именно то, что они выделяют огромные ресурсы на адаптация без направления ресурсов к их наибольшей ценности.Высокий уровень неопределенности, наряду с острыми частными стимулами, которые могут неправильно распределять ресурсы — например, местные строительные фирмы и организованная рабочая сила могут поддерживать некоторые виды адаптивных мер (например, строительство морских стен и другой укрепленной инфраструктуры), даже когда другие менее дорогостоящие варианты доступны — означают, что потребности в адаптации могут вызвать массовый вызов ресурсов и, следовательно, огромную возможность для вреда и неправильного распределения.

Во-вторых, большая часть усилий по адаптации, по сути, связана с местными и региональными делами.С точки зрения геофизики, изменение климата наносит ущерб общественному благосостоянию, когда общие возмущения в океанах и атмосфере преобразуются в конкретные климатологические явления, которые проявляются в определенных местах — конкретных побережьях, горных регионах, общественных землях и естественных экосистемах. С точки зрения государственной политики, действующие лица, ответные меры которых имеют наибольшее влияние на местное воздействие, — это менеджеры местной инфраструктуры — прибрежные и городские планировщики, девелоперы, городские менеджеры и т. Д. С политической точки зрения это одна из причин, почему, несмотря на все трудности в мобилизации действий по контролю за выбросами, вполне вероятно, что по мере того, как сообщества осознают, что поставлено на карту с адаптацией, они отреагируют.Ответы на местном уровне по большей части приносят пользу на местном уровне. Однако большая проблема во всех этих местных ответных действиях заключается в том, что местные органы власти по своей сути децентрализованы и обычно не обладают техническими знаниями. Получить самую лучшую информацию о климатических воздействиях и стратегиях реагирования — не говоря уже о том, чтобы поддерживать эту информацию в соответствии с местными обстоятельствами и меняющимися шансами на климатические воздействия, — практически невозможно. ИИ может помочь снизить эти затраты и, по сути, демократизировать качественное реагирование на климатические воздействия.

В-третьих, и это, возможно, наиболее важно, самый сильный результат исследований по оценке воздействия климата — это то, что бедные сообщества пострадают сильнее, чем богатые. Это связано с тем, что реагирование на климатические воздействия часто обходится дорого, а также потому, что различные факторы, которые помогают объяснить благосостояние — хорошее правительство и низкий уровень коррупции, — также объясняют, какие общества с наибольшей вероятностью примут разумные меры адаптации. Бедные находятся на переднем крае изменения климата и по большей части пострадают больше всего, что выражается в относительной потере благосостояния и потере жизней и возможностей.В той мере, в какой ИИ демократизирует и улучшает качество понимания климатических воздействий и реагирования на них, он может по-разному помочь обществам, которые в противном случае были бы наименее способны реагировать. Таким образом, с точки зрения климата, революция в области искусственного интеллекта может стать жизненно важной частью обеспечения и поощрения экономического развития среди наименее обеспеченных слоев населения — тема, которую исследует другая статья из этой серии. ⁹

Заключительные мысли

В заключение отмечу два момента.Во-первых, ИИ может сделать энергетические рынки намного более мощными, открывая новые источники поставок, сокращая транзакционные издержки и облегчая пользователям определение того, что они хотят купить на рынке. Эффективные рынки — это прекрасно, но они также означают, что рыночные сбои могут стать более серьезными. Изменение климата, возможно, является крупнейшим рыночным провалом, который когда-либо видел мир: выбросы потепляющих газов имеют глобальные внешние последствия, а неспособность ввести налоги на выбросы или другие стимулы означает, что фирмы и отдельные лица вызывают более высокие выбросы и более серьезные внешние эффекты, чем это оправдано.ИИ может трансформировать рынки, но рынки не трансформируют выбросы без четких сигналов. Наращивание политической способности передавать эти сигналы и координировать действия в разных странах остается такой же проблемой сегодня, как и 30 лет назад, и ИИ практически не повлиял на это.

Во-вторых, по мере того, как мир борется с последствиями климата и адаптацией, он, вероятно, обнаружит, что грань между «политикой адаптации» и «хорошим развитием» становится размытой. Некоторые из наиболее важных политик адаптации также относятся к числу наиболее важных политик развития.Например, одним из способов снижения воздействия изменения климата на сельское хозяйство является внедрение систем раннего предупреждения об урожае, чтобы фермеры могли корректировать семена, методы выращивания и время посадки (среди других переменных), чтобы уменьшить вредное воздействие капризов погоды. . Те же самые системы имеют смысл даже без меняющегося климата. ИИ может помочь сделать такие виды деятельности и политики, ориентированные на развитие, более эффективными с экономической, политической, административной точек зрения и более демократичными по своей ориентации. ¹⁰ Постольку, поскольку это произойдет, ИИ еще больше стирает грань между адаптацией и развитием.

12 новейших технологий, которые могут помочь будущему | Research Horizons

Человеческое население в мире уже превышает 7 миллиардов — число, которое, согласно прогнозам Организации Объединенных Наций, может превысить 11 миллиардов к 2100 году. Этот рост населения в сочетании с экологическими проблемами оказывает еще большее давление на и без того истощенные энергоресурсы. Конечно, серебряной пули нет, но исследователи Технологического института Джорджии разрабатывают широкий спектр технологий, чтобы сделать электроэнергию более доступной, эффективной и экологически чистой.

Эта функция позволяет быстро взглянуть на дюжину необычных проектов, которые могут выйти за рамки традиционных энергетических технологий и помочь обеспечить питание всего, от крошечных датчиков до домов и предприятий.

Na-TECC: стоит того

Шеннон Йи, доцент Школы машиностроения Джорджа В. Вудраффа Технологического института Джорджии, разрабатывает технологию, которая использует изотермическое расширение натрия и солнечного тепла для непосредственного производства электроэнергии. Этот уникальный механизм преобразования, ласково известный как «Na-TECC» (аббревиатура, которая объединяет химический символ натрия с инициалами из «Термо-электрохимический преобразователь», а также рифмуется с «GaTech»), этот уникальный механизм преобразования не имеет движущихся частей.

Краткое изложение на языке компьютерных фанатов: электричество генерируется из солнечного тепла путем термического запуска окислительно-восстановительной реакции натрия на противоположных сторонах твердого электролита. Возникающие в результате положительные электрические заряды проходят через твердый электролит из-за электрохимического потенциала, создаваемого градиентом давления, в то время как электроны проходят через внешнюю нагрузку, где извлекается электроэнергия. В итоге, этот новый процесс приводит к повышению эффективности и меньшему тепловыделению, объяснил Йи.

Цель состоит в том, чтобы достичь эффективности преобразования тепла в электроэнергию более 45 процентов — существенное увеличение по сравнению с 20 процентами эффективности для двигателя автомобиля и 30 процентами для большинства источников в электрической сети.

Технология может быть использована для приложений распределенной энергетики. «Двигатель Na-TECC может стоять у вас на заднем дворе и использовать солнечное тепло для питания всего дома», — сказал Йи. «Его также можно использовать с другими источниками тепла, такими как природный газ, биомасса и атомная энергия, для прямого производства электроэнергии без кипячения воды и вращающихся турбин.”

Исследование, финансируемое программой SunShot Министерства энергетики (DOE), проводится в сотрудничестве с Ceramatec Inc.

_{«Двигатель Na-TECC может стоять у вас на заднем дворе и использовать солнечное тепло для питания всего дома», — сказал Шеннон Йи, доцент Школы машиностроения Джорджа В. Вудраффа.
Фото: Фитра Хамид}

Новая порода бетавольтаики

В другом проекте группа Йи использует ядерные отходы для производства электроэнергии — без реактора и без движущихся частей.

При финансовой поддержке Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) и в сотрудничестве со Стэнфордским университетом исследователи разработали технологию, аналогичную фотоэлектрическим устройствам, с одним большим исключением: вместо фотонов от солнца в ней используются высокоэффективные технологии. энергия электронов, испускаемых ядерными побочными продуктами.

Бетавольтаическая технология существует с 1950-х годов, но исследователи сосредоточили свое внимание на тритии или никеле-63 в качестве бета-излучателей. «Наша идея заключалась в том, чтобы пересмотреть технологию с точки зрения переноса радиации и использовать стронций-90, изотоп, распространенный в ядерных отходах», — сказал Йи.

Стронций-90 уникален тем, что в процессе распада он испускает два высокоэнергетических электрона. Более того, энергетический спектр стронция-90 хорошо согласуется с архитектурой конструкции, уже используемой в солнечных элементах из кристаллического кремния, поэтому он может давать высокоэффективные преобразовательные устройства.

В лабораторных испытаниях источников электронного пучка исследователи достигли эффективности преобразования энергии от 4 до 18 процентов. Йи считает, что при постоянных усовершенствованиях бета-гальванические устройства могут в конечном итоге вырабатывать около одного ватта энергии непрерывно в течение 30 лет, что будет в 40 000 раз более энергоемким, чем нынешние литий-ионные батареи.Первоначальные применения включают военное оборудование, которое требует маломощной энергии в течение длительных периодов времени, или питание устройств в удаленных местах, где замена батарей проблематична.

Гибкие генераторы

Группа

Йи также является пионером в использовании полимеров в термоэлектрических генераторах (ТЭГ).

Твердотельные устройства, которые напрямую преобразуют тепло в электричество без движущихся частей, ТЭГ обычно изготавливаются из неорганических полупроводников. Тем не менее, полимеры являются привлекательными материалами из-за их гибкости и низкой теплопроводности.Эти качества позволяют создавать продуманные конструкции для высокопроизводительных устройств, которые могут работать без активного охлаждения, что резко снижает производственные затраты.

Исследователи разработали полупроводниковые полимеры P- и N-типа с высокими показателями ZT (показатель эффективности для термоэлектрических материалов). «Мы хотели бы достичь значения ZT 0,5, и в настоящее время оно составляет около 0,1, так что мы не за горами», — сказал Йи.

В рамках одного проекта, финансируемого Управлением научных исследований ВВС, команда разработала радиальный ТЭГ, который можно обернуть вокруг любой трубы с горячей водой для выработки электроэнергии из отработанного тепла.Такие генераторы могут использоваться для питания источников света или беспроводных сенсорных сетей, которые контролируют окружающие или физические условия, включая температуру и качество воздуха.

«Термоэлектрики по-прежнему ограничены нишевыми приложениями, но в некоторых ситуациях они могут заменить батареи», — сказал Йи. «И что самое замечательное в полимерах, мы можем буквально красить или распылять материал, который будет генерировать электричество».

Это открывает возможности для носимых устройств, включая одежду или украшения, которые могут действовать как персональный термостат и посылать горячий или холодный пульс на ваше тело.Конечно, сейчас это можно сделать с помощью неорганических термоэлектриков, но эта технология приводит к получению громоздких керамических форм, сказал Йи. «Пластмассы и полимеры позволят создать более удобные и стильные варианты».

Хотя такие устройства не подходят для приложений в масштабе энергосистемы, они могут обеспечить значительную экономию, добавил он.

Переработка радиоволн

Исследователи под руководством Маноса Тенцериса разработали комбайн для сбора электромагнитной энергии, который может собирать достаточно энергии окружающей среды из радиочастотного (RF) спектра для управления устройствами для Интернета вещей (IoT), датчиками умной кожи и умного города, а также носимой электроникой.

Сбор радиоволн не новость, но предыдущие усилия были ограничены системами ближнего действия, расположенными в нескольких метрах от источника энергии, объяснил Тенцерис, профессор Школы электротехники и вычислительной техники Джорджии. Его команда первой продемонстрировала сбор энергии на больших расстояниях до семи миль от источника.

Исследователи представили свою технологию в 2012 году, собирая десятки микроватт с одного телеканала УВЧ.С тех пор они значительно расширили возможности сбора энергии от нескольких телеканалов, Wi-Fi, сотовой связи и портативных электронных устройств, что позволило системе собирать энергию порядка милливатт. Отличительные черты технологии:

• Сверхширокополосные антенны, которые могут принимать различные сигналы в разных частотных диапазонах.
• Уникальные зарядные насосы, которые оптимизируют зарядку для произвольных нагрузок и уровней радиочастотной мощности окружающей среды.
• Антенны и схемы, 3D-струйная печать на бумаге, пластике, ткани или органических материалах, достаточно гибкие, чтобы обернуть их вокруг любой поверхности.(Технология использует принципы складывания бумаги оригами для создания «умных» сложных структур, меняющих форму, которые меняют конфигурацию в ответ на входящие электромагнитные сигналы.)

Исследователи недавно адаптировали комбайн для работы с другими устройствами сбора энергии, создав интеллектуальную систему, которая исследует окружающую среду и выбирает лучший источник энергии окружающей среды для сбора. Более того, он сочетает в себе различные формы энергии, такие как кинетическая и солнечная, или электромагнитная и вибрационная.

Хотя еще предстоит проделать определенную работу по масштабированию процесса печати, коммерциализация исследований, поддерживаемых Национальным научным фондом, может произойти в течение двух лет.

Поднимите хорошие вибрации

В рамках другого подхода к сбору энергии исследователи из Школы машиностроения Технологического института Джорджии добиваются успехов в использовании пьезоэлектрической энергии — преобразования механической деформации из вибраций окружающей среды в электричество.

Ученые изучают эту область более десяти лет, но технологии не получили широкого распространения, поскольку сбор пьезоэлектрических материалов очень зависит от конкретного случая и применения, объяснил Альпер Эртурк, доцент кафедры акустики и динамики, который возглавляет подразделение Smart Structures и компании Georgia Tech. Лаборатория динамических систем.

Современные сборщики пьезоэлектрической энергии полагаются на линейный резонанс, и для максимального увеличения электрической мощности частота возбуждения внешних источников должна соответствовать резонансной частоте комбайна. «Даже небольшое несоответствие приводит к резкому снижению выходной мощности, и существует множество сценариев, когда это происходит», — сказал Эртюрк.

В ответ на это группа Эртурка стала пионером в нелинейных динамических конструкциях и сложных вычислениях для разработки широкополосных пьезоэлектрических сборщиков энергии, которые работают в широком диапазоне частот.Фактически, одна из их последних разработок, харвестер M-образной формы, может достигать выходной мощности милливаттного уровня даже при крошечных входных вибрационных сигналах уровня миллиграммов — увеличение полосы частот на 660 процентов по сравнению с линейными аналогами. «Нелинейные харвестеры также имеют вторичный резонанс, — сказал Эртурк, — что может обеспечить преобразование частоты с повышением частоты в харвестерах MEMS, которые страдают от резонанса устройства, превышающего частоты окружающих вибраций».

Хотя электрическая мощность вибрационных комбайнов невелика, ее все же достаточно для питания беспроводных датчиков для мониторинга состояния конструкций мостов или самолетов, носимой электроники или даже медицинских имплантатов.«Пьезоэлектрический сбор урожая может устранить проблемы с заменой батарей во многих маломощных устройствах, обеспечивая более чистую энергию, большее удобство и значительную экономию с течением времени», — сказал Эртюрк.

Власть истерла правильным путем

Трибоэлектричество позволяет производить электрический заряд за счет трения, вызванного контактом двух различных материалов. Хотя это явление известно веками, оно в значительной степени игнорировалось как источник энергии из-за его непредсказуемости.

Тем не менее, исследователи под руководством Чжун Линь Вана, профессора-регента Школы материаловедения и инженерии Технологического института Джорджии, создали новые трибоэлектрические наногенераторы (TENG), которые сочетают в себе трибоэлектрический эффект и электростатическую индукцию. Собирая случайную механическую энергию, эти генераторы могут непрерывно управлять небольшими электронными устройствами.

Первый TENG дебютировал в 2012 году. Работая на педали, он генерировал достаточно переменного тока для аккумуляторов светодиодов. С тех пор исследователи расширяют границы своей технологии и разработали самозарядную систему, которая не только преобразует переменный ток в постоянный, но также имеет блок управления питанием, который адаптируется к изменчивости движений человека.

За этими недавними вехами стоит двухступенчатая конструкция: сначала TENG заряжает небольшой конденсатор. Затем энергия передается конечному накопителю (большему конденсатору или батарее), которое соответствует импедансу выхода генератора и обеспечивает соответствующее напряжение и постоянную мощность. Пять секунд постукивания ладонью генерируют ток, достаточный для срабатывания беспроводного дверного замка автомобиля.

«Схема управления питанием — ключ к повышению эффективности», — сказал Симиао Ню, аспирант и ведущий автор статьи, недавно опубликованной в журнале Nature Communications. «Без схемы эффективность зарядки составляет менее 1 процента, но с ее помощью мы смогли продемонстрировать эффективность в 60 процентов».

«Это действительно расширяет число возможных приложений», — сказал Ван, указывая на датчики температуры, мониторы сердечного ритма, шагомеры, часы, научные калькуляторы и беспроводные радиопередатчики.

Хотя система с автономным питанием изначально была разработана для улавливания биомеханической энергии человека, исследователи создали четыре различных режима для преобразования других внешних источников механической энергии, таких как океанские волны, ветер, удары клавиатуры и вращение шин.

_{«Трибоэлектрическая система действительно расширяет число возможных применений», — сказал Чжун Линь Ван, профессор Риджентс, Школа материаловедения и инженерии.
Фото: Роб Фелт}

Оптическая ректенна

Исследователи под руководством Баратунде Кола, доцента Школы машиностроения Технологического института Джорджии, разработали первую известную оптическую ректенну — технологию, которая могла бы быть более эффективной, чем современные солнечные элементы, и менее дорогой.

Ректенны, которые являются частью антенны и частью выпрямителя, преобразуют электромагнитную энергию в постоянный электрический ток. Основная идея существует с 1960-х годов, но команда Колы делает это возможным с помощью наноразмерных технологий производства и другой физики. «Вместо того, чтобы преобразовывать частицы света, как это делают солнечные элементы, мы преобразуем световые волны», — пояснил он.

Ключом к этой технологии являются антенны, достаточно маленькие, чтобы соответствовать длине волны света (около одного микрона), и сверхбыстрый диод, что частично достигается за счет сборки антенны на одном из металлических элементов диода.Кола описывает процесс:

• Углеродные нанотрубки выращиваются вертикально над подложкой.
• Нанотрубки покрывают оксидом алюминия, который служит изолятором с помощью осаждения атомных слоев.
• Сверху помещаются очень тонкие слои металлов кальция и алюминия, которые действуют как анод.

Когда свет попадает на углеродные нанотрубки, заряд проходит через выпрямитель, который включается и выключается, создавая небольшой постоянный ток. Структура металл-изолятор-металл-диод достаточно быстра, чтобы открываться и закрываться со скоростью 1 квадриллион раз в секунду.

С точки зрения производительности устройства в настоящее время работают с КПД чуть ниже 1%. Тем не менее, поскольку теория соответствует лабораторным экспериментам, Кола надеется повысить эффективность широкого спектра до 40 процентов (что сопоставимо с 20-процентной эффективностью кремниевых солнечных элементов). Другие важные преимущества: оптическая ректенна работает при высоких температурах, а массовое производство должно быть недорогим.