В Петербурге молодые ученые представили инновации в сфере энергетики
Молодые ученые – это победители общероссийского конкурса «Энергия молодости», проводимого Ассоциаций по развитию международных исследований и проектов в области энергетики «Глобальная энергия» с 2004 года. Основная цель конкурса – научный прогресс в сфере энергетики в России, который достигается благодаря стимулированию молодых ученых и повышению их интереса к научным исследованиям.
«За прошедшие тринадцать лет победителями конкурса стали 204 молодых ученых из 40 исследовательских центров всех ФО РФ. Программа охватывает 233 научных учреждения из 64 субъектов РФ. Общая сумма выделенных грантов составляет 41,5 миллионов рублей, – подчеркнул Президент ассоциации «Глобальная энергия» Игорь Лобовский. – В этом году в рамках Лауреатской недели Международной энергетической премии «Глобальная энергия» в Санкт-Петербурге свои разработки представляют победители конкурса 2015 года. Их технологии позволяют вывести на новый уровень российскую геологоразведку, а также решают вопросы дистанционного снабжения энергией летательных аппаратов и получения биотоплива нового поколения».
Исследования коллектива молодых ученых из Королева под руководством Ивана Мацака позволят увеличить время полета беспилотников до 24 часов без подзарядки. По словам ученого, 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 и природных объектов. Сейчас такие устройства могут использоваться без замены аккумулятора всего 25-30 минут. Способ «зарядки на расстоянии» довольно прост: на беспилотный аппарат крепится небольшая солнечная батарея, на которую с удаленной точки направляется лазерный луч. Само по себе солнце – недостаточно мощный источник энергии для решения данной задачи. Планируется, что первый опытный образец будет создан уже в этом году. «Сейчас рынок беспилотных летательных аппаратов экспоненциально растет и сегодня составляет ~5 млрд. долларов и удвоится к 2020. До 2020 года будет потрачено ~70 млрд. долларов на приобретение беспилотников. При этом выгода от использования беспилотников и предоставления услуг составит ~80 млрд. долларов, – рассказывает Иван Мацак. – Дроны уже используются везде: для нужд полицейских и пожарных, для съемок и наблюдения за животными в дикой природе. А в будущем они будут приносить нам еду в ресторане и доставлять товары из интернет-магазинов. Основная проблема – решить вопрос энергоснабжения. Технология также может применяться в робототехнике и в космосе – для зарядки нано- и микроспутников».
Сергей Кащеев из Санкт-Петербурге и его команда создают специальный лазер, который будет использоваться для обнаружения нефти и газа.
«Целью проекта ставилась разработка комплексной системы поиска, разведки и мониторинга месторождений нефти и газа на континентальном шельфе РФ и иных труднодоступных местах. Разработка и внедрение этой технологии позволит значительно сократить финансовые и временные затраты на первичном этапе освоения месторождений, позволит упростить геологоразведочную практику благодаря значительному сокращению дорогостоящих сейсморазведочных работ», - рассказывает Сергей Кащеев.
Таким образом, лазерное зондирование поможет не только определить наличие энергосырья, но и спрогнозировать нефтегазоносность месторождения и 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 - то есть может реагировать даже на очень малое скопление молекул тяжелых углеводородов. Его эффективность совершенно 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 квадратного километра территории уйдет от 3 до 5 дней, а с помощью технологии Кащеева он займет меньше одного дня. Основным «потребителем» разработки, по словам ученого, станут крупнейшие российские энергетические компании, которые таким образом смогут решить проблему исследования труднодоступных месторождений, например. Арктического шельфа. Перспективные внешние рынки – Саудовская Аравия, США, Азербайджан и Туркменистан.
Алексей Бычков из Новосибирска и его коллеги создали биотопливо нового поколения. Молодым ученым удалось существенно повысить эффективность уже всем известного биоэтанола. Традиционно биотопливо производят из отходов сельского хозяйства и деревообрабатывающей промышленности – опилок, соломы и даже рисовой шелухи.
«В российском растениеводстве и лесном хозяйстве ежегодно образуется, и практически не используются 370-390 млн. тонн отходов. В странах – лидерах в возобновляемой энергетике – эти отходы утилизируются с получением энергии и продуктов химической переработки. Так, в США производится из биомассы до 70 млрд киловатт-часов, в Германии – свыше 40 млрд, с 2010 года стремительно наращивает мощности Китай, уже обогнавший Бразилию и Японию. Однако, использование этого ресурса в нашей стране оставляет желать лучшего, в России прогресс остановился на уровне дров и в лучшем случае топливных пеллет. Большинство отходов сельского и лесного хозяйства не перерабатывается, сжигается на полях, гниёт под открытым небом», – отмечает Алексей Бычков.
Команде Бычкова удалось разработать технологию, которая позволяет вырабатывать топливо из полностью возобновляемого сырья и решает важные экологические проблемы. «По прогнозам специалистов, к 2050 году 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», – рассказывает Алексей Бычков.
