Каким будет экологичное энергоснабжение без нефти и газа
Процесс глобального потепления остро поставил перед человечеством жёсткое условие – принять радикальные, действенные и прежде всего, оперативные меры для сохранения самой жизни человека на Земле. Оценив все смертельные опасности, связанные с неуклонным повышением среднегодовой температуры, правительства и бизнес-структуры наиболее благополучных в плане экономического развития стран начинают предпринимать первые реальные шаги для того, чтобы на первом этапе хотя бы затормозить скорость её поднятия. Первый и самый очевидный необходимый шаг на этом пути – резкое сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу в процессе электрогенерации и сокращение выбросов отработанных газов от автотранспорта.
Для достижения вышеуказанных целей мир движется двумя параллельными курсами:
Во – первых, важную роль играет внедрение новейших разработок и технологий, которые позволяют уменьшить потребность в электроэнергии электроприборов, оборудования, станков и машин. И необходимо признать, что на этом пути достигнуты серьёзные успехи: освещение переводится на светодиоды, электротехника, компьютеры, смартфоны и т.д. потребляют всё меньше и меньше энергии, а топливная эффективность автомобилей и самолётов стала неотъемлемым условием их успешных продаж.
Во – вторых, развитие альтернативной зелёной энергетики хотя и медленно, но постепенно успешно завоёвывает свою долю рынка электрогенерации.
К сожалению, несмотря на безусловный успех развития новых технологий, общая потребность в электроэнергии в мире возрастает в связи с увеличением количества робототехники и повышения общего благосостояния людей, что приводит во многих отраслях экономики к замене ручного труда на автоматизированный и увеличению покупок электротехники и приборов. Такие виды электрогенерации, как солнечная и ветровая, ввиду нестабильности их выработки и зависимости от погодных условий не могут занимать в общем балансе существенную долю или требуют специальных систем хранения энергии, что не является в настоящее время экономически оправданной мерой.
Сейчас стало модным говорить о необходимости отказа от двигателей внутреннего сгорания и переходе на электромобильность. Однако сторонники перехода на электромобили стараются обойти стороной тот факт, что современные электромобили ещё более опасны для климата, чем современные автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Уровень загрязнения от выработки электроэнергии, необходимой для электромобилей, концентрируется теперь не на дорогах и в городах, а в местах сжигания ископаемого топлива в процессе её генерации. Дополнительным минусом являются загрязнения при производстве аккумуляторных батарей. Добыча марганца, кобальта и лития очень энергозатратны. При этом также нельзя не упомянуть о необходимости организации утилизации отработавших аккумуляторных батарей, а при массовом производстве аккумуляторов для электромобилей и систем хранения энергии, это совсем не простая задача. А не окажется ли часть отработавших аккумуляторов и электролита на свалках? И какой от этого будет нанесен ущерб экологии и экономике?
В последнее время довольно часто поступает информация о разработках новых аккумуляторов. Это, к примеру, и литий-серные аккумуляторы от австралийской компании Brighsun New Energy, которая, как презентуют разработчики, после 1700 циклов, заряд/разряд за 30 минут потеряла лишь 9% емкости, хотя литий-ионные батареи выдерживают порядка 1500 циклов. Лауреат Нобелевской премии Джон Гуденаф объявил о новой технологии аккумуляторов с применением в качестве электролита стекла, легированного химически активными щелочными металлами (литий или натрий). Данная технология позволяет втрое повысить емкость аккумуляторов, сохранив при этом габариты и весовые параметры, как заявляют разработчики. «Помимо увеличения емкости, литий-стеклянный источник питания полностью заряжается за минуты, а не за часы, как это происходит с классическими литий-ионным аккумуляторами» - прокомментировала разработчик Мария Хелена Брага.
Китайская компания BYD презентовала литий-железо-фосфатную (LFP) батарею Blade Battery с высокой плотностью энергии. Перспективным направлением считается также использование в литий-ионных аккумуляторах анода из графена, что позволяет увеличить емкость аккумуляторной батареи и уменьшить время его зарядки в 10 раз. Также значительно улучшаются нагрузочные характеристики и срок его службы.
Разнообразие предлагаемых учёными и техниками вариантов аккумуляторных батарей и улучшение их характеристик позволяет надеяться на создание надёжных и приемлемых по цене аккумуляторов. Однако их широкое применение, особенно при массовом переходе на электромобили, поставит вопрос о достаточности запасов лития и его цене при массовом спросе. Одним из проблемных мест электромобиля наряду со спорной экологичностью является запас хода между его зарядками. В этой связи автомобильная промышленность идёт сейчас по пути увеличения размера аккумуляторных батарей, что автоматически поднимает спрос на литий, кобальт и другие дефицитные элементы.
Но создание пусть даже надёжных, долговечных и относительно доступных по цене аккумуляторов не решает основной проблемы – наличия достаточного электричества для их зарядки, причём электричества, получаемого за счет альтернативных источников, исключающих сжигание ископаемого топлива. Безусловно, возросшую потребность в электроэнергии при массовом переходе на электромобили частично могут компенсировать солнечные батареи и ветрогенераторы, но их выработка нестабильна и не является гарантированным, бесперебойным источником энергии. Пасмурная и безветренная погода обнуляет генерацию электроэнергии. Кроме того, зависимость от погодных условий выдвигает требования по месту размещения: что касается солнечных панелей, есть смысл устанавливать их в местах наибольшего количества солнечных дней в году, а ветрогенераторы там, где дует постоянно ветер, например, на побережье.
При массовом переходе на электромобили и в процессе пути к экономике без выбросов парниковых газов следует обратить самое пристальное внимание на Neutrinovoltaic технологию, разработанную немецко-американской компанией Neutrino Energy Group. Данная технология позволяет создать источники постоянного тока различных габаритных размеров и выходных характеристик. Такие источники тока являются очень компактными, что дает возможность размещать их внутри самих приборов и оборудования, требующих электропитания. Кроме того, данные источники работают в базовом режиме и их выходные характеристики не зависят от времени суток и погодных условий. Такие источники тока являются очень компактными, что позволяет размещать их внутри приборов и оборудования, требующих электропитания. Кроме того, данные источники работают в базовом режиме, и их выходные характеристики не зависят от времени суток и состояния погоды. Универсальность, экологичность, простота, использование в производстве только дешёвых и доступных материалов, отсутствие потребности в эксплуатационных расходах – уникальные и отличительные свойства разработки компании Neutrino Energy Group. Изобретение позволяет найти технологическое решение создания распределённой электрогенерации с нулевыми потерями мощности при передаче тока от таких источников к месту его потребления, так как такие микроэлектростанции будут размещаться непосредственно в корпусах электрооборудования.
Устройство энергетической ячейки представляет из себя набор пластин из металлической фольги, уложенных стопкой, как пачка бумаги. На каждую пластину с одной стороны наносится многослойное покрытие из чередующихся слоёв графена и легированного кремния. Количество пластин и их размер подбираются исходя из требований по мощности и габаритным размерам. Графен, как это доказано современной наукой и никем не опровергается, обладает повышенными атомными колебаниями. Это колебания атомов графена под воздействием электромагнитных излучений, присутствующих на Земле, как природного, так и искусственного характера, включая высокоэнергетические космические нейтрино, воздействуя на чувствительную систему атомных колебаний графена, переводят их в резонанс, а направленное движение электронов, или электрический ток снимается с металлической фольги. Если требуется создать источник постоянного электрического тока для электроснабжения, скажем, отдельного домостроения или электромобиля, то такой нейтринный источник тока может состоять из нескольких соединённых энергетических ячеек в зависимости от требуемой мощности.
Создание нейтринного источника постоянного тока для электромобиля – ключевая тема и условие для перехода транспорта на электрическую тягу, одна из интересных сфер для использования нейтринных источников, созданных Neutrino Energy Group. Наличие небольшого надёжного аккумулятора в таком электромобиле потребуется только для покрытия пиковых нагрузок. Зарядка от централизованного электроснабжения такому электромобилю не потребуется.
Своевременность и перспективность изобретения особенно подтверждает тот факт, что Neutrino Energy Group получила независимое финансирование, предоставив возможность, как крупным акционерам, так и частным лицам участвовать в покупке акций в рамках частного размещения и тем самым внести свой вклад в решение глобальной задачи создания альтернативного экологически чистого электроснабжения.
