proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
К юбилею атомной отрасли
  Агентство  ПРоАтом. 20 ЛЕТ с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
ОЯТ не перерабатывать! Только захоранивать, не нарушая оболочек твэлов
Согласен
Согласен с оговорками
Не согласен

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
PRo Рекламу

[07/06/2017]     Глобальная победа ВИЭ

В борьбе за награду в XV юбилейном цикле премии "Глобальная энергия" приняли участие 186 учёных из 31 страны. Из них на основании оценок международных экспертов и рабочей группы Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия» был составлен топ-10 самых многообещающих исследователей: Дарендра Йоги Госвами (США), Михаэль Гретцель (Швейцария), Игорь Грехов (Россия), Мартин Грин (Австралия), Матео Кортес (Испания), Илон Маск (США), Юрий Оганесян (Россия), Виктор Орлов (Россия), Генри Снейт (Великобритания), Ганс Йоахим Шелльнхубер (Германия).



Пятеро номинантов из топ-10 работают в области возобновляемых источников энергии. Второе место по «востребованности» заняла электроэнергетика, на третьем месте — ядерная энергетика.


Достижения ученых из топ-10

Доктор Дарендра Йоги Госвами проводит исследования в области преобразования солнечной тепловой энергии. Его технология солнечной фотоэлектрохимической дезинфекции позволила получить новые устройства для очищения воздуха внутри помещений на молекулярном уровне, которые облегчили страдания аллергиков и астматиков.

Профессор Михаэль Гретцель занимается разработкой солнечных элементов, известных как «элементы Гретцеля». Сочетание цены и эффективности позволит этому изобретению заложить будущее новых энергетических технологий. Элементы Гретцеля призваны сыгратьважную роль в создании недорогих, крупномасштабных технических решений для получения возобновляемой энергии.

Академик РАН Игорь Грехов представил разработку и внедрение полупроводниковых устройств для сверхскоростного переключения больших энергетических мощностей.

Профессор Мартин Грин занимается исследованиями в области фотовольтаики, которые существенно снизили затраты на преобразование солнечной энергии в электрическую и повысили эффективность этого процесса в глобальном масштабе.

Профессор Матео Кортес включен в шорт-лист за сокращение потребления электроэнергии в сфере ИТ. Он добился высоких результатов в создании энергоэффективных центральных процессоров (ЦП). ЦП — это самый энергоемкий элемент любой ИТ-системы, поэтому любая экономия электроэнергии за счет ЦП имеет исключительную ценность.

Предприниматель, изобретатель и инвестор Илон Маск включен в число номинантов за исключительные организационные и научные усилия, направленные на создание нового, экологически чистого электромобиля и аккумуляторов энергии.

Академик РАН Юрий Оганесян открыл серию новых, супертяжелых элементов в периодической таблице Менделеева. В перспективе на основании этих элементов может быть построена принципиально новая атомная энергетика, которая не будет столь опасной, как традиционная, уменьшит количество опасных отходов.

Профессор Виктор Орлов номинирован за фундаментальные исследования, касающиеся развития инновационных энергетических технологий, основанных на быстрых реакторах с хладагентом из тяжелых металлов и с замкнутым топливным циклом, что открывает новые возможности для развития ядерной энергетики.

Профессор Генри Снейт (один из учеников М.Гретцеля) включен в число номинантов за создание технологии применения перовскитов в качестве основы для высокоэффективных, недорогих солнечных элементов.

Профессор Ганс Йоахим Шелльнхубер — за объяснения скорости и масштабов изменения климата на Земле. Он также разработал ключевые условия, позволяющие правительствам всех стран развивать устойчивые энергетические и экономические системы с учетом экологических, социальных и политических проблем.

[http://www.elec.ru/news/2017/03/30/globalnaya-energiya-obyavlyaet-short-list-pretende.html]


Лауреат премии "Глобальная энергия" 2017 г.

Премия учреждена в 2002 г. Ее ежегодный премиальный фонд составляет 39 миллионов рублей. За время существования премии ее лауреатами стали 34 ученых из России, Великобритании, Германии, США, Франции, Украины, Японии и других стран. В 2016 г. премию получил российский химик, научный руководитель Института катализа CО РАН Валентин Пармон. Победитель XV номинационного цикла был выбран почти из 200 претендентов, а правом номинировать на премию обладают 3 тысяч экспертов из 90 стран (то есть в 10 раз больше, чем их начальное число в 2003 г.). 

Лауреатом Международной энергетической премии "Глобальная энергия" 2017 г. стал швейцарский химик Михаэль Гретцель. Победитель получил награду "за выдающиеся заслуги в разработке экономичных и эффективных фотоэлементов, известных как "ячейки Гретцеля", предназначенных для создания недорогих, производительных солнечных электростанций".

Генеральный директор Международного агентства по возобновляемым источникам энергии Аднан Амин заявил, что в мире "происходят беспрецедентные в плане скорости и глубины трансформации энергетических систем", выразив удовлетворение тем, что большинство ученых, номинированных на награду, совершили свои открытия в области возобновляемой энергетики. Стоимость ВИЭ в последние годы быстро падает и продолжит падать в следующее десятилетие.

Швейцарский ученый Михаэль Гретцель - один из лидеров в области перовскитной фотовольтаики, автор более 1300 публикаций, двух монографий, обладатель более 50 патентов, обладатель 10 почетных докторских степеней в университетах Азии и Европы, член Швейцарского химического общества, Общества им. Макса Планка и Германской академии естествоиспытателей, один из самых цитируемых химиков мира и изобретатель «ячеек Гретцеля», перспективных фотоэлементов, имитирующих фотосинтез, с помощью которого растения преобразуют энергию света в карбогидраты. Изобретение, над которым ученый работал с 1970-х гг., представляет выгодную альтернативу сложным технологиям фотогальванических батарей, создаваемых на основе кремния высокой степени очистки. Разработчики хотели сымитировать процессы, происходящее при фотосинтезе, одной из ключевых реакций для всего живого. Солнечная энергия в листе преобразуется в электрохимическую реакцию, благодаря чему растение получает энергию для развития. 95 ТВт энергии создается благодаря такому преобразованию.

Изучая коллоидные растворы полупроводниковых оксидов, исследователи выяснили, что частицы в них можно сделать очень чувствительными к свету. Фундаментальные исследования стали прикладными, когда ученые обнаружили, что идею сенсибилизации, повышения чувствительности можно использовать для того, чтобы эффективно конвертировать фотоны видимого света в электроэнергию. В основу первых ячеек Гретцеля, открытых в 1991 г., положен пористый слой наночастиц оксида титана, покрытых органическим красителем. Электроны с органического красителя, способного эффективно поглощать солнечный свет, перетекают на проводящий электрод из диоксида титана, создавая электрический ток. Статья с описанием этого процесса была опубликована  в одном из самых авторитетных научных журналов «Nature» в 1991 г. После чего данное исследование процитировали почти 18 тысяч раз.

В производство такие ячейки начали поступать в 2009 г. На первом этапе они обладали низкими показателями эффективности 3-8% и низкой стабильностью из-за наличия нестабильного жидкого электролита и органического красителя в составе ячеек. К 2012 г. их эффективность удалось повысить до 11,9 %.

На то, чтобы повысить эффективность солнечных ячеек Гретцеля и упростить технологию их производства, понадобилось более 20 лет. Из работы над сенсибилизированными красителем солнечными элементами «выросли» технологии перовскитных солнечных элементов. В 2009 г. коллегам из Японии удалось перейти от органического красителя в составе ячеек к гибридным органо-неорганическим перовскитным материалам (минерал титанат кальция), а в 2012 г. - заменить жидкий электролит твердым органическим полупроводником. Ученые показали, что перовскиты могут эффективно преобразовывать энергию видимого света в электричество, и с тех пор эти материалы считаются перспективными для солнечной энергетики. Новый класс устройств - «перовскитные солнечные ячейки» - в настоящий момент относятся к числу наиболее интенсивно исследуемых материалов в мире, а их эффективность превышает 22%.

М. Гретцель способствует развитию фотовольтаики по всему миру. В России он активно сотрудничает в области перовскитной фотовольтаики с учеными из МГУ им. М.В.Ломоносова, с коллегами из Института материалов А.Тарасовым, А. Шевелевым, А. Петровым.

Батареи на основе ячеек Гретцеля более удобны с потребительской точки зрения, чем кремниевые фотоэлементы - их можно делать гибкими, выполнять в различных цветовых решениях. Это удобно для использования и выработки электроэнергии в различных конструктивных элементах зданий. Можно создавать структурно прозрачные ячейки, способные вырабатывать электроэнергию на различных диапазонах частот светового потока, вплоть до инфракрасного, встраивать в оконные стекла, достигая двойного эффекта с охлаждением помещений и попутной электрогенерацией.

Кроме того, эта технология может использоваться в гибких легких фотоэлементах для портативной электроники: для зарядки мобильного телефона или электронной книги от собственной обложки. Компании, начавшие производить такую продукцию, имеют заказы на несколько лет вперед.

Конкурс «Энергия молодости»

В рамках проекта «Глобальная энергия», которому в 2017 г. исполняется 15 лет, действуют 10 программ: «Энергия детства», «Энергия старта» для школьников, «Энергия молодости» и «Энергия знаний» для студентов, «Энергия прорыва» и «Энергия приключений» – с молодыми учеными, «Энергия мысли», «Энергия вдохновения» – с маститыми учеными.

«Энергия молодости» охватывает учебные заведения в области энергетики в России. Конкурс «Энергия молодости» проводится ежегодно, начиная с 2004 г. Он стал хорошей возможностью для ученых младше 35 лет заявить о себе, сделать первый шаг на пути создания и внедрения инновационных идей и проектов. Конкурс анонимный: независимые международные эксперты  рассматривают работы, не зная имен и мест работы или учебы участников. С каждым годом он становится все более представительным: за 13 лет его проведения победителями конкурса стали 204 молодых ученых из 40 исследовательских центров всех федеральных округов России. Охвачено 233 научных, учебных заведений из 64 субъектов РФ. В виде грантов выплачено 41,5 млн руб.

Условия участия – гражданство РФ, возраст до 35 лет, публикации по профильному yаправлению. Победитель конкурса получает грант 1 млн руб. на проведение исследований. По итогам работы представляется отчет в виде доклада на научном симпозиуме «Энергия мысли» в рамках лауреатской недели. За программу «Энергия молодости» проект «Глобальная энергия» получил международную награду за развитие профессиональных коммуникаций, поиск лучших специалистов.

Победителями XII Общероссийского конкурса молодежных исследовательских проектов в области энергетики «Энергии Молодости-2015» стали:

1. Бычков Алексей Леонидович с темой исследования: «Механохимическое получение новых видов твёрдого биотоплива из возобновляемого растительного сырья» (Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН г. Новосибирск);

2. Кащеев Сергей Васильевич с темой исследования: «Авиационный рамановский лазерный сканер для поиска месторождений нефти и газа» (Национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург);

3. Мацак Иван Сергеевич с темой исследований: «Дистанционное энергоснабжение летательных аппаратов и робототехнических устройств инфракрасным излучением на Земле и в космосе» (Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. Королева, г. Королев).

 

Став победителями конкурса в 2015 г., они получили миллионные гранты, освоили их. В рамках Лауреатской недели Международной энергетической премии «Глобальная энергия» в преддверии Петербургского международного экономического форума 2017 г. российские молодые ученые представили отчеты по собственным разработкам в сфере энергетики. Их технологии позволяют вывести на новый уровень российскую геологоразведку, решают вопросы дистанционного снабжения энергией летательных аппаратов и получения биотоплива нового поколения.


Лазерный сканер для поиска месторождений нефти и газа

Молодые ученые из Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) во главе с руководителем проекта С.Кащеевым работают над созданием лазерного прибора, с помощью которого можно вести геологоразведку месторождений нефти и газа. Целью проекта стала разработка комплексной системы поиска, разведки и мониторинга месторождений нефти и газа на континентальном шельфе РФ и в иных труднодоступных местах. Разработка и внедрение этой технологии позволит значительно сократить финансовые и временные затраты на первичном этапе освоения месторождений, упростить геологоразведочную практику благодаря значительному сокращению дорогостоящих сейсморазведочных работ.

Лазерное зондирование поможет не только определить наличие энергосырья, но и спрогнозировать нефтегазоносность месторождения, выбрать наилучшие точки для глубокого бурения. Метод может применяться на расстоянии, например, с самолета или вертолета при проведении аэросъемки. Над любым месторождением, на суше или на море, с помощью специальных приборов можно уловить облако углеводородных молекул. Создаваемый командой Кащеева образец лазерного анализатора обладает сверхвысокой чувствительностью - может реагировать даже на очень малое скопление молекул тяжелых углеводородов. Его эффективность не зависит от погоды, кроме того, установка сможет сама обрабатывать полученную информацию и передавать ее в центр. Этот метод исследования намного быстрее аналогов: например, с помощью ручных методов на анализ 1 км2 территории потребуется 3-5 дней, а с помощью этой технологии он займет меньше одного дня. Устройство может появиться в распоряжении геологов в течение 3-5 лет. Основным «потребителем» разработки станут российские энергетические компании, которые таким образом смогут решить проблему исследования труднодоступных месторождений, например, арктического шельфа. Перспективные внешние рынки – Саудовская Аравия, США, Азербайджан и Туркменистан.

Поддержка этой разработки в виде гранта позволила решить задачи макетирования наиболее ответственных узлов системы – излучателя, спектроанализатора, фотоприемных блоков, разработать программные приложения для обработки результатов зондирования, провести технико-экономическую оценку результатов внедрения технологии в реальный сектор экономики. Разработчики смогли провести один из ключевых экспериментов по обнаружению веществ — индикаторов месторождения, которые присутствуют в поверхностном слое атмосферы над месторождением.

Для проведения дистанционного мониторинга с помощью лазерного сканера, установленного на летательном аппарате, не потребуется высококвалифицированный персонал. Прибор изначально планировался полностью автоматизированным, чтобы после установки на борту вертолета, можно было работать с полученными показаниями. Это позволит использовать сканер в труднодоступных удаленных районах. Эта технология может совершить революцию в геологоразведке.

Аналитический обзор отечественных и зарубежных источников, патентных баз показал отсутствие аналогов этой системы. Разработки таких организаций, как швейцарская компания Leica Geosystems, Phoenix Lidar Systems , канадская организация с наиболее сильными позициями на рынке приборов дистанционного лазерного мониторинга TeleType Optech  – не являются аналогами данной системы. Внедрение лазерной системы разработки НИУ ИТМО позволит России выйти на мировой рынок услуг по поисковому и экологическому мониторингу, занять соответствующую рыночную нишу.

Работы, проведенные коллективом С.Кащеева, представляют собой междисциплинарное проектирование, которое найдет свое место в образовательном процессе университета.


Дистанционное энергоснабжение дронов

Исследования коллектива молодых ученых из  Королева под руководством Ивана Мацака позволят увеличить время полета беспилотников до 24 часов без подзарядки. Это позволит активно использовать беспилотники в энергетике, сельском хозяйстве, в чрезвычайных ситуациях, логистике. Например, для непрерывного мониторинга объектов энергетической инфраструктуры, включая протяженные объекты и инфраструктуру в труднодоступных местах, а также потенциально опасных производств, в том числе АЭС, и природных объектов. Сейчас такие устройства могут использоваться без замены аккумулятора всего 25-30 минут.

Для зарядки дронов на расстоянии на беспилотный аппарат крепится небольшая солнечная батарея, на которую с удаленной точки направляется лазерный луч. Солнечный свет – недостаточно мощный  источник энергии для решения данной задачи. Первый опытный образец планируется создать уже в 2017 г. В ноябре 2016 г. был проведен демонстрационный эксперимент по беспроводной передаче энергии на расстоянии 1,5 км от 100-Вт-ного лазера. На выставке «Startup Bazaar» в Сколково будет представлен стенд, демонстрирующий полет беспилотника, где можно поуправлять беспилотником, летающим без аккумулятора неограниченное время. Часть результатов разработки были представлены на международной конференции по фотонике и оптике «Photonics West».

В ближайших планах создание опытного образца беспилотного летательного аппарата, который сможет летать неограниченное время.

Рынок беспилотных летательных аппаратов экспоненциально растет и сегодня составляет ~5 млрд долл. и удвоится к 2020 г. До 2020 г. будет потрачено ~70 млрд долл. на приобретение беспилотников. Выгода от использования беспилотников и предоставления услуг составит ~80 млрд долл. Дроны уже  используются везде: для нужд полицейских и пожарных, для съемок и  наблюдения за животными в дикой природе. Технология дистанционной зарядки может применяться в робототехнике и в космосе – для зарядки нано- и микроспутников. Основная проблема – решить вопрос энергоснабжения. 


Биотопливо нового поколения

Алексей Бычков из Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН (г. Новосибирск) и его коллеги создали биотопливо нового поколения. Молодым ученым удалось существенно повысить эффективность биоэтанола.  Традиционно биотопливо производят из отходов сельского хозяйства и деревообрабатывающей промышленности – опилок, соломы и даже рисовой шелухи. В российском растениеводстве и лесном хозяйстве ежегодно производится более 300 млн тонн отходов в растениеводстве и около 70 млн тонн в деревообработке, а используется их них не более 1 млн тонн. В странах-лидерах в возобновляемой энергетике эти отходы утилизируются с получением энергии и продуктов химической переработки. Для сравнения, в США из биомассы производится до 70 млрд кВт-час, в Германии – свыше 40 млрд. С 2010 г. стремительно наращивает мощности Китай, обогнавший Бразилию и Японию. Использование этого ресурса в нашей стране оставляет желать лучшего. Большинство отходов сельского и лесного хозяйства не перерабатывается, сжигается на полях, гниёт под открытым небом.

По прогнозам специалистов, к 2050 г. человечество будет способно получить из биомассы до 38% потребляемого топлива и до 17% электроэнергии, причем энергоемкость биомассы намного выше, чем у других «зеленых» источников энергии, таких как  ветер, солнце и волны.

Традиционное биотопливо состоит из двух компонентов: углеводов и лигнина. Чем больше процент последнего – тем выше температура сгорания. Команде Бычкова удалось увеличить долю лигнина путем измельчения исходного материала. В этом случае он лучше вступает в химические реакции и отдает «ненужные» углеводы. Доля лигнина повысилась с 18 до 70%, при этом теплота сгорания увеличилась с 20 до 23 МДж/кг. Технология позволяет вырабатывать топливо из полностью возобновляемого сырья и решает важные экологические проблемы. Проект команды Бычкова поможет ликвидировать отставание в области биотехнологий. Данная технология может быть применена для биотопливных заводов, повысив рентабельность получения биоэтанола.



Заключение
Аднан Амин, генеральный директор Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA) отметил следующий факт: "В этом году большинство учёных, номинированных на награду, совершили свои открытия в области возобновляемой энергетики (32,24%). Это подтверждает то, что мы видим в последние годы - роль ВИЭ растёт в глобальном масштабе, и всё большее число лучших умов человечества работает над тем, чтобы этот процесс был успешным".

Торжественная церемония вручения Международной энергетической премии "Глобальная энергия" состоялась 2 июня на площадке Петербургского Международного Энергетического Форума. Премию швейцарскому ученому Михаэлю Гретцелю вручил министр энергетики Российской Федерации Александр Новак. Он отметил, что деятельность М. Гретцеля направлена не на рекорды, а на получение дешевого и эффективного продукта - солнечных панелей. Это хороший пример для ученых вообще и для РАН в частности". В заключении своего выступления министр энергетики предложил создать центр глобальной энергии и музей энергетики.



По материалам конференции в ТАСС «Глобальная энергия», информационным сайтам по энергетике подготовила Т.А.Девятова

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Альтернативные источники энергии
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Альтернативные источники энергии:
Новая ториевая энергетика: топливо, твэлы, реактор

Рейтинг статьи
Средняя оценка: 5
Ответов: 2


Пожалуйста, проголосуйте за эту статью:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 1 Комментарий | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Глобальная победа ВИЭ (Всего: 0)
от Гость на 10/06/2017
Примите благодарности, УМНИЦЫ ! Поиск истины - рефлекс нормального интеллекта, ну а открытия - награда. Интересно: открытия от творчества (музыка, поэтика, математика,..., технологии) награда не только открывателю, но и всему человечеству. 6-ой технологический уклад автоматически утвердит новую глобальную, главную ценность - "УМ творящий" !!! Виктор Молчанов


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(812)438-3277
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
Сайт построен на основе технологии PHP-Nuke. Открытие страницы: 0.07 секунды
Рейтинг@Mail.ru