Энергопереход невозможен без внедрения новых технологий и инвестиций

2024-03-05 19:35:10 Время чтения 7 мин 410

Процесс перехода на возобновляемые источники энергии неизбежно вызывает вопрос о повышении цен на электроэнергию. Об этом заявил глава французской нефтегазовой компании TotalEnergies Patrick Pouyanné. «Мы считаем, что фундаментально этот энергетический переход будет означать более высокую цену на электроэнергию», — сказал он в интервью для The Financial Times. Мнение о том, что если возобновляемые источники энергии дешевле, то и цены на электроэнергию будут ниже ошибочно по его мнению: «Мы так не думаем, потому что система, в которой у Вас больше возобновляемых источников энергии, менее эффективна…».

Такое утверждение закономерно, т.к. увеличение доли альтернативной электрогенерации, под которой в настоящее время понимается солнечная и ветряная, в общем энергобалансе требует дополнительных мероприятий по хранению энергии, что повышает затраты и понижает эффективность. В настоящее время по мнению многих экспертов доля экономически обоснованной альтернативной электрогенерации не должна превышать 30%, т.к. одновременное наступление безветренной и облачной погоды способно привести к лавинообразному отключению потребителей. При этом необходимо учитывать и необходимость инвестирования средств в распределительную систему линий электропередач, т.к. солнечные панели и ветрогенераторы экономически целесообразно размещать в наиболее оптимальных для этого местах, а не в местах потребления электроэнергии. Кроме того, постоянный рост спроса на электроэнергию, в том числе связанный с постоянно растущим парком электромобилей, приводит к сокращению запаса мощности системы распределения, что увеличивает вероятность коллапса всей структуры в целом до полного блэкаута. В целях исключения такого сценария требуется построить в мире дополнительно около 18 млн км распределительных сетей для достижения к 2030 году общей их протяжённости 104 млн км и потребует 3,1 триллиона USD инвестиций до 2030 года согласно расчётам норвежской консалтинговой компании Rystad Energy.

Несмотря на то, что между сторонниками «зелёного» перехода и сторонниками традиционной энергетики и автомобилей с ДВС продолжаются дискуссии о целесообразности отказа от ископаемого топлива и причинах глобального потепления, введение налога на выброс парниковых газов поставит точку в дискуссиях уже в ближайшие годы. Хотя тот же Patrick Pouyanné очень скептически относится к отказу от автомобилей с ДВС: «Вы просите людей тратить больше денег на автомобили, которые имеют те же функции, что и с двигателем внутреннего сгорания. Почему они должны тратить больше денег?».

Мнение г-на Pouyanné опирается в том числе и на несовершенство широко внедряемых в настоящее время в мире технологий альтернативной электрогенерации, зависящих от погодных условий. Необходимо отметить, что работы по созданию бестопливных технологий электрогенерации ведутся уже более 100 лет. Среди множества учёных, которые были пионерами в области исследований по бестопливной электрогенерации, следует отметить Wesley W. Gary, Lester Hendershot, Thomas Henry Moray, Нико́ла Те́сла, Richard Clem, а также таких современных исследователей, как Holger Thorsten Schubart и сотни других учёных и практиков.

Вековой опыт работ в области бестопливной электрогенерации сформулировал требования к бестопливным генераторам, которые способны рыночными методами получить широкое распространение и заменить электрогенерацию от сжигания ископаемого топлива. Это независимость мощности генерации от погодных условий, компактные габаритные размеры, отсутствие вращающихся деталей, размещение в любом месте непосредственно в месте потребления электроэнергии, конкурентоспособные цены, адаптация технологии для других прикладных применений. Причём возможность применения бестопливной технологии для автономного электроснабжения электромобилей имеет не меньшее значение, чем для частных домов и производственных помещений.

В настоящее время известно только об одной разработке, позволяющей создать полностью автономный электромобиль с генерирующей системой вмонтированной в его корпус. Это Neutrinovoltaic технология, разработанная компанией Neutrino Energy Group. Компании удалось создать наноматериал, преобразовывающий энергию окружающих полей излучений невидимого спектра различной природы, а также теплового броуновского движения атомов графена в электрический ток. В составе многослойного наноматериала массовая доля графена - от 50 до 75% и количество слоёв графена - от 12 до 20. Каждый слой графена размещается между слоями легированного кремния. Таким образом, получается полупроводниковый сэндвич, пропускающий заряженные частицы только в одном направлении. Учитывая, что такая электрогенерирующая пластина размером 200х300 мм, а наноматериал наносится путём осаждения материалов на металлическую фольгу, создаёт силу тока 2 А и напряжение 1.5 В, возможно обоснованно предположить, что микроколебания «графеновых волн» происходят в резонансе, что кратно увеличивает мощность электрогенерации. ЭДС возникает в каждом слое графена, за счет микро колебаний «графеновых волн», т.е. за счёт взаимодействия магнитных и электрических полей. Не исключено, что имеют место и другие физические процессы, происходящие в наноматериале и приводящие к возникновению ЭДС.

Однослойный вариант графена в наноматериале

Согласно опубликованной компанией Neutrino Energy Group информации, источники бестопливной электрогенерации Neutrino Power Cubes нетто мощностью 5-6 кВт в количестве 150 шт задействованы в настоящее время в ресурсных испытаниях, по итогам которых вся регистрируемая информация будет тщательно проанализирована и, если это необходимо, будут внесены изменения в конструкцию и окончательно будет утверждён дизайн генератора.

Однако, просто установить в электромобиль Neutrino Power Cube, по утверждению Holger Thorsten Schubart, невозможно, поскольку произойдёт не только увеличение веса электромобиля, что приведёт к необходимости увеличения тяговой силы, но и потребуется место для размещения генератора. Всё это повлияет на потребительские свойства и цену электромобиля. Поэтому учёные компании Neutrino Energy Group совместно с коллегами из нескольких институтов и компаний Индии пошли по пути создания электрогенерирующего корпуса электромобиля марки Pi-Car, создав в нём множества точек сбора энергии. Ведущиеся в настоящее время опытно-конструкторские работы Pi-Car электромобиля показывают перспективность такого направления. По плану первый прототип электромобиля второго поколения планируется представить в 2026 году.