Какой будет электрогенерация будущего?

Противостояние ведущих мировых держав достигло такого кризисного состояния, что охватывает на сегодняшний день буквально все области, где могут только соприкасаться международные интересы: от мирных спортивных соревнований до торговых и технологических войн.

Уже сейчас ясно, что следующим этапом будет обострение климатического конфликта: поскольку именно изменение климата станет доминирующей экономической и политической темой ближайших десятилетий, и этот процесс уже сегодня оказывает прямое воздействие на развитие сектора энергетики и транспорта.

Ожидаемые изменения в энергетике и транспорте будут прогрессировать стремительно.

«На сегодняшний день, к примеру, в России рентабельно удастся добывать и продавать нефть при сохранении текущих технологий добычи только на протяжении 19 лет», – утверждает глава Роснедр России Евгений Киселев. По его словам, всех разведанных запасов нефти России хватит на 58 лет, а газа хватит более чем на 60 лет. И это при любом сценарии развития экономики.

Это означает, что менее, чем за одно поколение способы электрогенерации должны претерпеть кардинальные изменения при безусловном отказе от ископаемого топлива. Если принять во внимание, что для широкого внедрения солнечной и ветрогенерации потребовались десятки лет, и эти способы обладают серьезнейшими недостатками, которые исключают их доминирование в общем энергобалансе, то процесс трансформации энергетического сектора является задачей архисложной и архиважной.

Следует признать, что мировые энергетические гиганты ищут свои решения для жизненно важных задач, стоящих перед человечеством, вкладывая сотни миллиардов в научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы, но инертное мышление и инертное потребление мешает разорвать замкнутый круг.

Как правило, промышленность предпочитает идти проторенной дорогой, инвестируя в проверенные временем устоявшиеся технологии. С одной стороны, подобное развитие можно понять, но с другой это может оказаться серьезной ошибкой и обернуться потерей определенных сегментов рынка. Солнечная и ветровая генерации способны занять только определенную долю общего объема электрогенерации, причем только в регионах с соответствующим климатом.

Ярким примером отказа от инертного мышления служит судьба Илона Маска, который за очень короткий период достиг выдающихся результатов в бизнесе, хотя оппоненты порой высмеивали его и даже называли сумасшедшим – что собственно не сильно помешало его стремительному экономическому взлету.

Наша современность – самое благоприятное время для научных прорывов в области альтернативной электрогенерации и транспорта, так как новые технологии остро востребованы не только бизнесом, но и политикой.

Именно этим обусловлен повышенный интерес мировой общественности к новейшей разработке в области энергогенерации немецко-американской компании Neutrino Energy Group под научным руководством математика и бизнесмена Хольгера Шубарта (Holger Thorsten Schubart).

Созданная Neutrinovoltaic-технология – способ электрогенерации от конвертации энергии нейтрино и других электромагнитных излучений, а также тепловых потоков в постоянный электрический ток – сегодня крайне востребована, ее своевременность и значимость сложно переоценить. Впервые миру предложена технология, позволяющая получать электроэнергию под воздействием нейтрино, что является настоящим прорывом в науке.

Миллиардные вложения в фундаментальную науку, инвестированные различными странами и опубликованные данные экспериментов в области исследований 2D-материалов, наноматериалов, исследования свойств нейтрино помогли Хольгеру Шубарту найти технологическое решение, научно обосновать возможность преобразования энергии нейтрино в постоянный электрический ток, применить это явление на практике и доказать работоспособность технологии

За основу электрогенерирующего материала был взят графен, который, как известно, позволяет получать электроэнергию из окружающей среды за счет колебаний атомов графена, происходящие из-за особенностей кристаллической решетки в виде «графеновых волн» и наблюдаются в микроскоп с сильным разрешением. В интервью журналу Research Frontiers профессор Тибадо (University of Arkansas) так описал этот свойство графена: «Это ключ к использованию движения 2D-материалов в качестве источника неиссякаемой энергии. Тандемные вибрации вызывают рябь в листе графена, что позволяет извлечь энергию из окружающего пространства, используя новейшие нанотехнологии».

Сама по себе способность графена преобразовывать энергию из окружающей среды важна, но получаемая мощность с единицы поверхности 1 слоя графена сравнительно мала, что первоначально ставило под сомнение возможность использования эффекта для практического применения. Кроме того, на сегодняшний день не существует технологии, позволяющей наносить графен на большие площади. Само по себе такое открытие было бы бесполезно, если его невозможно применить его практике, что предполагает создание независимых источников тока, которые могли бы занять свое значимое место в энергетическом сегменте рынка.

Подобная амбициозная перспектива обязывает и определяет специальные требования: источник должен быть компактным, не требовать сложных технических мер и ограничений для размещения и эксплуатации, быть максимально простым в применении – при этом цена генерируемой электроэнергии должна позволять без дотаций со стороны государства занять определенную долю энергорынка.

Предложение математика Хольгера Шубарта было простым до гениальности. Решено было отказаться от покрытия графеном больших площадей и сделать генерирующий материал многослойным, но с сохранением общей толщины материала менее 10–20 нанометров. При такой нанотолщине, как подтверждают опубликованные работы профессором ETH (Eidgenössische Technische Hochschule, Zürich) Ванессой Вуд и ее коллегами, колебания внешних атомных слоев на поверхности наночастиц велики и играют важную роль в поведении этого материала. Эти атомные вибрации, или «фононы», ответственны за процессы переноса электрического заряда и тепла в материалах.

Holger Thorsten Schubart и Доктор Vijay Pandurang Bhatkar

Долго оставался непонятным механизм взаимодействия нейтрино с наноматериалом. Независимые эксперименты в условиях полной изоляции от каких-либо паразитных наводок, которые проводились в экспериментах в клетке Фарадея на глубине 30 м в бетонном бункере, устойчиво фиксировали электрическую мощность 2.5-3.0 Вт получаемую с металлической фольги размером А-4 с нанесенным односторонне многослойным нанопокрытием, созданным Neutrino Energy Group.

Экспериментаторы сделали однозначный вывод, что электрический ток в таких условиях является именно результатом воздействия нейтрино на наноматериал. Такое утверждение входило в противоречие с общепринятым мнением о том, что нейтрино не вступает во взаимодействие с веществом. Однако присуждение Нобелевской премии по физике за 2015 год за доказательство наличия массы у нейтрино, а значит и энергии, давало основание предполагать с высокой степенью достоверности, что такое взаимодействие должно существовать.

Последние публикации коллаборации COHERENT в Ок-Риджской национальной лаборатории (США) позволили разобраться в механизме такого взаимодействия. Было показано, что нейтрино низкой энергии участвуют в слабом взаимодействии с ядрами вещества. Этот процесс получил название когерентное упругое нейтрино-ядерное рассеяние (CEvNS). Таким образом, можно утверждать, что энергию нейтрино, которые падают на 1 кв. см земной поверхности с интенсивностью 60 млрд. частиц в секунду, можно преобразовать в электрический ток, и такое преобразование не должно зависеть ни от погодных условий, ни от сезона и быть стабильным днем и ночью.

Стремительное развитие доказательной базы Neutrinovoltaic-технологии и обоснование ее работоспособности не осталось без внимания мировых бизнес-структур. Neutrino Energy Group после долгих лет использования исключительно собственного капитала получила сегодня инвестиционную поддержку, что позволило компании ускорить проведение практических работ по выводу технологии на рынок.

Подписанный меморандум о сотрудничестве с индийским научно-технологическим центром C-MET при поддержке индийского правительства закладывает основу для совместного проекта по адаптации Neutrinovoltaic технологии для создания Pi Car электромобиля со встроенными в его корпус нейтринными источниками электрического тока, что подразумевает одновременно, что сам корпус будет в состоянии «собирать» энергию из окружающей среды. Водитель такого электромобиля сможет забыть о необходимости зарядки от электрической розетки. Стартовый бюджет проекта составляет $2,5 млрд.

Есть все основания ожидать, что внедрение Neutrinovoltaic-технологии в нашу повседневность станет одним из важнейших этапов научно-технического прогресса XXI века, который будет означать «энергетическую независимость» и, безусловно, позволит снизить конфликтность политической ситуации в мире.

Партнерский материал

Читайте также:

Комментарии
Researcher, Москва
Виктор Москалев пишет:
ветер приносят на землю на порядки, на много порядков больше энергии, чем человечеству необходимо.

Это хорошо, что ветер приносит энергию. Но откуда он её берет? Чтобы принести нужно сначала где-то ее взять и принести. 

Всем известно, что ветер образуется от колебания-раскачивания деревьев. Отсюда развиваю гениальную идею Москалева.

Значит так:

1. Изгоняем крестьян с земли, они все равно голодают...
2. "конвертируем в лесопосадки" (с)
3. Сажаем деревья
4. Вырубываем деревья.
5. Получаем из древесины спирты
6. Заправляем спиртами механизмы по раскачиванию деревьев.
7. Из ветра получаем эл.энергию. 

Виктор Москалев пишет:
Элементарно.

И никакого ископаемого ресурса не используем. Гениально! А деревья ведь не ископаемый ресурс, а "выращаемый". Правда также из земли, но это другое...

Инженер, Томск
Виктор Москалев пишет:
Евгений Пугачев пишет:
Смешно читать про уход ископаемого топлива. Расскажите, как без ископаемого топлива сделать лопасть ветрогенератора? А солнечную батарею?

Элементарно. Солнце и ветер приносят на землю на порядки, на много порядков больше энергии, чем человечеству необходимо. Вопрос в том, как эту энергию превратить в полезные виды. При сегодняшних технологиях требуются большие инвестиции и большие площади. И они есть на земле. Инвестиции - денег в современной экономике куры не клюют. Площади - их полно. Эффективность сельского хозяйства растет и для прокорма не требуется столь много посевных площадей, как раньше. 

Тем более граждане все больше и больше притягиваются мегаполисами и доля урбанизированного населения растет. То есть освобождаются большие площади для каких угодно энергетических проектов. 

И далее такой путь. Нечерноземные поля, на которых раньше крестьяне выращивали рожь и жили впроголодь по причине низких урожаев, конвертируем в лесопосадки. Лес используем как сырье для лесохимии. Получаем спирты и из спиртов какие угодно пластики и органические соединения. Лесохимия в перспективе полностью заменит нефтехимию и далее никакие ископаемые ресурсы, кроме металлов не понадобятся. 

А спирты от места посадки леса до перерабатывающего завода по воздуху будут передаваться?

Если все действительно так просто как вы описываете, то что мешает сегодня перерабатывать отходы лесопиления? Их накоплено миллионы кубометров.

Экономист, Москва
Валерий Овсий пишет:
Виктор Москалев пишет:
ветер приносят на землю на порядки, на много порядков больше энергии, чем человечеству необходимо.

Это хорошо, что ветер приносит энергию. Но откуда он её берет? Чтобы принести нужно сначала где-то ее взять и принести. 

Всем известно, что ветер образуется от колебания-раскачивания деревьев. 

Вот это да. Откуда же тогда ветер в пустыне, в горах, в Арктике, в Антарктике, в океане, наконец? 

Преподаватель, Украина
Константин Комшуков пишет:

Вот это да. Откуда же тогда ветер в пустыне, в горах, в Арктике, в Антарктике, в океане, наконец? 

Я думаю, надувает с "легких планеты" - Амазонии.

А вот с точки зрения вечности: надо производить газовые зажмгалки или спички?

До сих пор, даже вооружившись глубизной устойчивого развития, ESG-ответственностью, Давосом и Валдаем, гн могу гайти для себя ответ.

Экономист, Москва
Богдан Литовченко пишет:
Константин Комшуков пишет:

Вот это да. Откуда же тогда ветер в пустыне, в горах, в Арктике, в Антарктике, в океане, наконец? 

Я думаю, надувает с "легких планеты" - Амазонии.

Ага, понятно. Ну, что же. Вполне логично.
На Марсе, стало быть, ветра тоже от Амазонии? 

Преподаватель, Украина

Константин!

Не цепляйтесь, пожалуйста, к словам. Если появляются "Новый век", "новая экономика", "Новй менеджмент" - то почему не возникнуть новой логике: "Ветер дует, потому что дкрквья шатаются", "После того значит вследствие того" и пр. Как там в "Операции "Ы"": "Пойми, студент, сейчас к людям надо помягше... А на вопросы смотреть ширше".

Researcher, Москва

Константин Комшуков пишет:

Вот это да. Откуда же тогда ветер в пустыне, в горах, в Арктике, в Антарктике, в океане, наконец? 

Ну вы совсем физику забыли? Есть же закон о сохранении энергии!

Вот:

Виктор Москалев пишет:
...ветер приносят на землю на порядки, на много порядков больше энергии, чем человечеству необходимо.

Ветер несет больше энергии чем нужно! 

Например: принес ветер Москалеву энергию, а она ему не нужна. Что ветру делать? Несет дальше. Выбросить и не мучатся не может т.к. не может нарушить "закон о сохранении энергии".
Вот и несет ее (энергию) до Арктики-Антарктики, до края нашей земли. Вы наверняка знаете, что земля плоская и за краем - бездна … Вот в этой бездне земные законы не действуют и ветер вместе со несомой энергией пропадает.

Читайте интернет там все написано…

Researcher, Москва
Константин Комшуков пишет:
На Марсе, стало быть, ветра тоже от Амазонии? 

Так и Марса нет!

Всё это – не более чем фикция, постановка и огромных масштабов обман. Иллюзия, созданная масонами, позволяет скрыть правду от населения.

А снимки Марса? Нереальная и таинственная красота этой загадочной планеты  – не более чем фотофильтры, игра света и теней, классические компьютерные программы, с которыми умеет работать любой «продвинутый» школьник. Если убрать с этих картинок эффекты фотошопа, получатся очень красивые, но всё же вполне реальные пейзажи, снятые в отдаленных уголках Земли, нетронутых рукой человека.

 

Директор по маркетингу, Москва
Валерий Овсий пишет:
Гениально! А деревья ведь не ископаемый ресурс, а "выращаемый". Правда также из земли, но это другое...

Ирония несведущего человека. Да древесина относится к возобновляемым ресурсам и она не из земли, как вы выразились. А она из воздуха в основном. Главные элементы древесины, углерод и водород получаются путем фотосинтеза, растение воду расщепляет и углекислый газ, выстраивая цепочки свои. То что из земли это микроэлементы и удобрения, они в том числе и создаются деревом, особенно лиственными породами. Труднорастворимые элементы все таки в некоторой степени растворяются и они с водой поднимаются из земли в листья, листья опадают и таким образом они уже возвращаются в землю в более растворимых видах, чем были там изначально. В общем эту сложную теорию рекомендую прочитать в учебнике природоведения за четвертый класс. 

Валерий Овсий пишет:
1. Изгоняем крестьян с земли, они все равно голодают...

Сразу видно москвича, который понятия не имеет о стране в которой живет. Вы найдите этих крестьян в нечерноземье сначала, прежде чем изгнать. Они давно уже перебрались в Москву и живут где то рядом с Вами. И также могут ничего не знать про страну в которой живут, потому что за пределы мегаполиса не выбираются а учебник природоведения также забыли потому что в мегаполисе человек отделен от природы и думает о другом. 

 

Директор по маркетингу, Москва
Евгений Пугачев пишет:
Если все действительно так просто как вы описываете, то что мешает сегодня перерабатывать отходы лесопиления? Их накоплено миллионы кубометров.

Пережитки антиалкогольной политики мешают. Гидролизных заводов раньше было много и они были важным структурным элементом всей лесной отрасли СССР. Но гидролизные спирты дешевы и их народ наповадился употреблять по нетехническому назначению. Чем я тоже в молодости занимался. Мы даже звали эту водку из гидролизных спиртов Катенька (от слова катанка). Государство очень долго боролось с техническим спиртом из древесины и почти уничтожило эту промышленность. Остался один завод в Кирове. Небольшой. А для целей химических, например для производства каучука применяется синтетический спирт из нафты (считайте из нефти). Этот переход произошел давно, еще когда нефть стоила дешево. Теперь синтетический спирт из нефти подорожал, но гидролизные производства возродиться в стране не могут по причине ограничений на оборот этилового спирта. При этом для синтетических спиртов сделаны исключения. Их можно определить, синтетические они или нет. 

А вообще в США добавляют спирты в бензин, в Бразилии из этанола делают полиэтилен. Правда в обоих случаях не древесина источник. 

Но древесина тоже может возродиться. Для этого нужно только поменять законодательство и немножко потрудиться над технологией. Ранешные гидролизные производства были довольно проблемные. Там серная кислота использовалась. Теперь разработаны много новых способов. 

Более того, возможно вывести генно-модифицированные деревья с повышенным содержанием целлюлозы с малым содержанием лигнина. Если не ставить цель строительного применения древесины а выращивать ее только на химическую переработку то идеальными будут как раз гнущиеся (без лигнина) деревья. Выход спиртов будет больше. 

Потенциал огромный. В сочетании с новой энергетикой спирты еще покажут себя. Метаноловая и этаноловая экономика заменит нефтяную. 

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Статью прочитали
Обсуждение статей
Все комментарии
Дискуссии
Все дискуссии