Проблему получения энергии решали за счёт наращивания мощностей, действующих технических средств. Уровень технологий не позволял эффективно использовать энергетические запасы. Наблюдались потери, К.П.Д. использования даров природы был очень низким. Ещё в прошлом веке возникла острая необходимость внедрения высокоэффективных методов использования нефти, угля, воды, обеспечивающая внедрение инноваций.

Запасы природных ископаемых планеты ограничены. Они кончаются. Получать энергию из оставшейся части, станет сложнее. Поэтому вместе с улучшением технологий, обеспечивающих старые способы энергетик, идёт постоянный поиск альтернативных способов решения проблемы, внедрения качественных инноваций.

Мировые инновации 2018

Достижения в области энергетик наблюдаются в разных странах, помогая развитию техники, бизнеса. Они решают конкретные задачи, входящие в следующие направления инноваций мира:

• Создание высокопроизводительных, безопасных производств выпуска конкретных объёмов энергии.
• Анализ и расчет разумных (минимальных) инноваций.
• Развитие других способов передачи энергии на расстояния с минимальными потерями.
• Создание экологической безопасности для живых организмов.
• Внедрение единой энергосистемы с умной цифровой технологией управления.

В ближайшее время полного отказа от углеводородных энергетик не планируется, но поиск альтернативных источников, их внедрение в жизнь идёт полным ходом.

Внимание. По прогнозам специалистов новые технологии уже в 2020 году повысят степень нетрадиционных методов в энергетике до 15 %.

Объём мировых инноваций формируется за счёт государственных вложений. Частные компании тоже финансируют современные разработки. Корпорация Google предложила проект получения энергии за счет оригинальной конструкции змея-аэроплана. Мощность одного устройства составляет 600 кВт. Оно позволяет удовлетворить потребности стандартного многоквартирного дома. Или предложения специалистов Японской компании по использованию новейших способов беспроводной передачи энергии. Даже фантастические идеи реализуются, принесут прибыль, когда будут освоены капитальные инновации.

Направление

Ведутся разработки в многочисленных направлениях оптимальных энергетических инноваций. Денежные вложения, оговариваемые многочисленными программами стран, предлагается направлять на улучшение технологических процессов старых способов добычи энергии и внедрением в жизнь новых достижений науки. Главными направлениями считаются следующие предложения:

1. Использование нефти. Цена на нефть является главной движущей силой развития промышленности. Постоянно идёт поиск новых технологий, обеспечивающих повышение процента добычи нефти из старых и новых скважин. Важно отметить , что благодаря инновациям внедрён новый принцип третичной обработки нефтеносных пластов, делающий скважины рентабельными. Должное внимание уделяется вопросам экологии.
2. Гидроэлектростанции. Природные условия определяют решение использования старинных способов энергетик. Для возведения гидроэлектростанций, реконструкции старых объектов применяются современные материалы, неожиданные конструктивные решения. Используя осмос эффект, предлагается возводить их в открытом море с солёной водой.
3. Устройства угольной промышленности. Старинный вид топлива добывается с помощью современных лазерных комбайнов. Рядом с шахтами формируются экологически безопасные, используемые в хозяйстве зоны.
4. Создание устройств на использовании излучении солнца. Внедрение современных технологий приручения солнечной радиации полезно для районов с достаточным количеством солнечных дней в году. Всё чаще можно встретить частные владения, тепличные комплексы, оборудованные собственными устройствами накопления запасов солнечной радиации.
5. Использование силы ветра. Энергетика, созданная на основе силы ветра, стала привычным видом формирования запасов мощности в разных странах. Новейшие разработки постоянно внедряются при создании новых типов двигателей, систем накопления, передачи.
6. Создание осмостанций. В их основе лежит пополнение запасов энергетики за счёт разницы давлений солёной и пресной воды (осмос эффект). Вращающиеся турбины вырабатывают электричество. Проведённые финансовые расчёты показали, что затраты по сравнению с возведением гидроэлектростанций уменьшаются.

Инициатор

Потребности энергетик ежегодно увеличиваются. Каждая страна проводит тщательный анализ необходимой мощности, зная основные направления в развитии промышленности, научных планах, бытовом использовании. Инициаторами инноваций энергетик являются специалисты конкретной страны, предлагающие обоснованные программы. В странах Европы, Азии активно вкладываются деньги в альтернативные виды получения энергии ветра, солнца. Это Германия, Швеция, Италия, Испания. С появлением современного оборудования возросло количество солнечных станций на территории Америки. Уменьшилась их стоимость. Половину рынка объёмов солнечной мощности используют в Китае, Японии. Продолжает расти использование геотермальных источников в Ирландии, Исландии. Инновации в разработку новых видов тепловых насосов инициировали внедрение геотермальной силы на территориях России, Белоруссии, Украины. По инициативе Министерства энергетики России разработана специальная дорожная карта «Энерджтнет», формирующая рынок электроэнергии будущего. Усилиями специалистов Интер РАО ЕЭС создан фонд «Энергия без границ», предусматривающий модернизацию старых методов энергетик, внедрение альтернативных, более эффективных, экологически безопасных способов.

Краткое описание

Энергетические проблемы повседневной жизни общества требуют разработок и эффективного внедрения альтернативных способов пополнения энергетических запасов. Природные запасы (нефть, газ, уголь) постепенно уменьшаются, становится важным первенство в освоении новых возможностей. Сейчас это следующие инновации в энергетике:

• Использование ударной силы волны (фрекинг). Технология фрекинга называют перспективным будущим нефтегазовой индустрии, открывающей безграничные перспективы для сланцевой революции добычи энергии земли. Вместо традиционного применения, искусственно созданных потоков воды, для разрыва пласта на глубинах до 1500 м используется ударная волна. Главным разработчиком технологии назначена компания Super Wave Technology, расположенная в Индии.
• Замена бензина биотопливом. Чаще всего в качестве биотоплива используется этанол, биодизель. Их стоимость определяется текущим значением цены на нефть. Поиск новых видов биотоплива проводится в разработках НИОКР разных стран. В Техасском университете создан новый вид дрожжей, позволяющий выпускать дешёвый вид биотоплива, как источника энергии, получаемого из живых организмов (растений, животных). Их не менее важным достоинством является способность уничтожать вредоносные загрязнения нефтью, химическими соединениями. Сейчас учёные изучают свойства бактерии Oleispira antartica для использования её в условиях низких температур Заполярья.
• Дальнейшее развитие атомных энергетик, использование физических свойств водорода, мечты о новых видах энергии, полученных на других планетах.

Бюджет

Планирование объёмов денежных вложений в развитие энергетики стало обязательным в экономике любой страны. В первую очередь это определяется выбранным направлением инноваций, оценкой необходимых денежных сумм. В США планируется увеличить средства на развитие крупнейшего солнечного проекта в штате Вирджиния. Два объекта (Pleinmont I и II), входящие в состав солнечной станции мощностью 500 МВт, будут оснащены самыми современными солнечными панелями, устройствами хранения силовых запасов энергетик. Прибыль от продажи такой энергии быстро окупит все затраты. В ближайшем будущем США увеличит долю энергии из возобновляемых источников с 13 % до 18%.

По уровню планируемых на развитие инноваций лидируют Китай, Индия, Англия, Италия, Германия.

Интересно. Оценка МВФ на 2018 год государственных субсидий для инноваций в энергетику даёт величину свыше 10 млн. долларов в минуту.

В России отсутствует системный подход поддержки проекта «Энергоэффективность». Общие денежные вложения государства упали почти во много раз (с 7,1 млрд. руб. до 140 млн. руб. на 2016 год). Но при этом наблюдается рост заводов-производителей газового оборудования, приборов обработки воды, КИПиА. Одним из поставщиков подобного оборудования является компания ООО «РОСС» ross.com.ru/difmanometr-dsp-4sg-m1 (г. Белгород Тел. 4722 40-00-70). Компания предоставляет гарантию качества и полный комплект документов предоставляемых заводами-изготовителями.

Особенности развития энергетики в России

Наличие разнообразных климатических условий на большой территории России требует особенного отношения к анализу возможных способов производства энергии. Только на отопление жилища ежегодно надо потратить миллиарды, не говоря о проблемах промышленности, сельского хозяйства, содержании армейского оборудования. Российская энергетика находит решение в развитии старых способов и использование любых современных инноваций в области применения технологий, основанных на новых физических принципах получения энергии. Организуются специальные фонды инноваций, открываются НИОКР по созданию новых материалов, необходимых при модернизации плотин, нефтяных вышек, техники для добычи угля. Это сверхстойкие нано структурированные стали, много композиционные защитные покрытия, оригинальные солнечные панели, новейшие системы ветряков, современные тепловые насосы. Разработке подлежат все направления инноваций в технологии получения энергии, повышения эффективности её использования при передаче на большие расстояния, свойственные России. Уникальной разработкой России (в мире отсутствуют аналоги) называют метод петротермальной энергетики (тепловая сила сухих горных пород в земной коре). Разработки ведутся по программе «Термолитэнерго».

В ближайшее время основным направлением получения энергии в России останется нефть. От её цены, объёмов добычи с помощью новейших технологий будет зависеть уровень развития техники, жизни.

Как обеспечить конкурентное преимущество на годы вперёд.
Российская электроэнергетика сейчас подошла вплотную к той границе, когда нужно сделать выбор: либо продолжать развитие на основе старых и давно испытанных технологий, слегка их модернизируя, либо сделать рывок в инновациях. Ведь уже многие годы (а точнее сказать – десятилетия) новых технологий не появляется. Именно поэтому государство выступает с инициативами по законодательному закреплению расходов на НИОКР, а энергокомпании активно обсуждают свои программы инновационного развития.

В 90-е годы прошлого века средства на развитие существующих энергомощностей и новые разработки практически не выделялись. Может, на тот момент это было и не особо критично: с падением производства уровень энергопотребления сильно снизился. В новом тысячелетии всё изменилось. Развивающаяся промышленность требует ввода всё новых и новых мощностей, энергопотребление растёт, а уровень износа многих действующих станций диктует необходимость скорейшей модернизации. При этом есть возможность взять за основу самые лучшие мировые образцы технологических разработок, изучить и проанализировать зарубежный опыт развития возобновляемых источников топлива. А также начать создавать новые технологии, аналогов которым в мире пока ещё нет.

Для примера – давно назревшая проблема развития угольной генерации. Угольные энергоблоки, построенные в советское время, пришла пора модернизировать. Это понятно всем. Но стоит один вопрос: как? В какую сторону дальше должно развиваться это направление? Несколько лет назад была предложена технология перевода энергоблоков на работу на сверхкритических параметрах пара. Учёные обсуждают следующий шаг – работу на суперсверхкритических параметрах пара. Но ни та ни другая технологии до сих пор не внедрены в промышленное производство. Более того, как такового нет ответа на вопрос, насколько это коммерчески привлекательно. Пока эти вопросы не решаются из-за огромной стоимости НИОКР, которую не может «потянуть» ни одна компания. Но время заставляет всё активнее искать пути решения проблемы дальнейшего развития угольных энергоблоков, износ которых становится всё больше. В итоге электроэнергетические компании всё ближе подходят к пониманию того, что с подобными вызовами надо справляться сообща – ведь в этом случае затраты на НИОКР будут разделены между широким числом компаний, равно как будут разделены между ними и те многие риски, неизбежно сопровождающие любой процесс разработки новейших технологий..

Инновационная стратегия

Что бы объединить усилия всех энергетиков, «Интер РАО ЕЭС» учредила фонд поддержки НИОКР «Энергия без границ» (подробнее об этом читайте на стр. 13). Приоритеты инновационного развития в самой компании расставлены следующим образом: серьёзная модернизация энергетических мощностей, строительство современных станций на природном газе, использование экологически чистых установок, работающих на угле, развитие и внедрение энергосберегающих технологий.

Первыми результатами работы по внедрению инновационных технологий стали ввод второй очереди Калининградской ТЭЦ-2, строительство ПГУ-450 на Уренгойской ГРЭС, завершение первого этапа модернизации электролизной установки на Нижневартовской ГРЭС и другие проекты.

Сейчас реализация стратегии «Интер РАО ЕЭС» в сфере инноваций вошла в завершающую стадию. Начав с приобретения зарубежных технологий, энергохолдинг перешёл к их последующей адаптации и производству оборудования уже на территории России. В этом направлении в компании реализуется проект создания совместного производства малых паровых турбин и котлов-утилизаторов с машиностроительным концерном ALSTO M. Кроме того, совместно с корпорацией General Electric и ГК «Ростехнологии» реализуется проект по созданию производства высокопроизводительных и высокоэкономичных газовых турбинных установок (ГТУ).

Также в «Интер РАО» ведётся работа по созданию собственных технологий с инновационной составляющей, не уступающих мировым аналогам. Эти изыскания компания ведёт совместно с ведущими профильными и отраслевыми организациями. Например, в прошлом году научно-технический совет «Интер РАО ЕЭС» рассмотрел ряд отечественных разработок в области функциональных покрытий.

Московский энергетический институт (МЭИ) и Всероссийский теплотехнический институт представили оборудование и ионно-плазменные технологии создания многослойных многокомпонентных нанокомпозитных покрытий, которые, как было зафиксировано в решении совета, позволяют «улучшить антикоррозийные свойства, повысить износостойкость наиболее важных элементов теплоэнергетического оборудования, снизить интенсивность воздействия повреждающих факторов на функциональные поверхности и тем самым увеличить эксплуатационный ресурс энергооборудования».

Иными словами, эта технология позволяет сделать оборудование более выносливым, увеличить его КПД и срок службы. НТС признал важность продолжения работ по созданию высокоэффективных покрытий для различных видов энергетического оборудования и целесообразность участия «Интер РАО ЕЭС» в проектах Центра функциональных покрытий, создаваемого для этих целей на базе научно-исследовательского центра «Курчатовский институт». Оказалось, что применение технологии, казалось бы, далёкой от энергетики, может сэкономить миллионы, если применить её на станциях «Интер РАО ЕЭС».

Ещё один перспективный проект – создание энергетических установок нового поколения из наноструктурированных сталей, способных выдерживать суперсверхкритические параметры пара. Данные установки разрабатываются совместно с ведущими компаниями и институтами машиностроения стран СНГ: ОАО «ЭМАльянс», ГК «Российская корпорация нанотехнологий», ОАО «ЦНИИТМАШ»,ОАО «ВТИ», БелГУ и ОАО «Силовые машины». Показатели энергоблоков нового поколения на суперсверхкритических параметрах пара, создаваемые с использованием таких сталей, будут значительно превосходить уже существующие в России по удельному потреблению топлива, себестоимости производимой электроэнергии и выбросам парниковых газов в атмосферу.

Энергоэффективность: на станциях и не только

Одной из задач инновационного развития является повышение энергоэффективности станций. К 2015 году «Интер РАО ЕЭС» планирует повысить эффективность сжигания топлива в 1,5 раза и довести уровень собственного потребления энергии до 3–4 %. Этого планируется достичь в первую очередь за счёт снижения потерь энергии при передаче и распределении внутри энергообъектов. В частности, ещё в 2009 году «Интер РАО ЕЭС» создало с FENICE, дочерней компанией Electricite de France, СП для внедрения передовых энергосберегающих технологий, проведения энергетического аудита, а также инжиниринга в области энергосберегающих технологий. Причём предназначено всё это не только для внутреннего использования на станциях группы.

Российской особенностью энергетических инноваций является необходимость внедрения энергосберегающих технологий не только на самих электростанциях, но и за их пределами. Проблема – в очень высокой энергоёмкости отечественных предприятий. Наша страна потребляет в 2,5 раза больше энергоресурсов на единицу ВВП, чем страны с соизмеримыми экономическими показателями. И дело не только в том, что мы живём в холодном климате. Более бережное отношение к энергии позволило бы России, по самым скромным подсчетам Минэнерго, экономить около 1 трлн. рублей в год! Специалисты «Интер РАО ЕЭС» проводят комплексные обследования на промышленных предприятиях. Они собирают информацию об использовании энергоресурсов, чтобы выявить возможные пути повышения их энергоэффективности. Координацией этих работ занимается Центр энергоэффективности «Интер РАО ЕЭС». Результаты обследований лишний раз доказывают, что одним только наращиванием генерирующих мощностей проблему энергоснабжения не решить. Это всё равно что бесконечно пытаться наполнить дырявый мешок. А значит, тезис о том, что энергетика является локомотивом инновационного развития российской экономики, оказывается вдвойне справедливым. Ведь внедрение энергоэффективных технологий будет способствовать инновационному развитию промышленных предприятий и повышению их эффективности.

Но при этом запрос на перспективные инновационные темы исследований в энергетике есть. Драйверами здесь выступают национальные программы поддержки инвестиций, цифровизация отрасли и растущие внешние рынки распределенной энергетики.

Ненаучный НИОКР

Первый и очевидный индикатор инновационности любой компании – это расходы на НИОКР. Именно они в первую очередь должны отражать потребность компаний в инновационных решениях. Но по факту доля этих затрат у российских энергетиков не значительна. Так, «Россети» тратят ежегодно на всю программу НИОКР около 1,0 млрд руб., «РусГидро» – 0,4 млрд руб., «Интер РАО» – 0,2 млрд руб., «Газпром энергохолдинг» – 0,35 млрд руб.

На практике большая часть этих средств (до 80 %) носит прикладной характер и идет на разработку обновленных линеек используемых сейчас видов оборудования и требований к ним. Энергокомпании заказывают исследования у научных и научно-производственных коллективов для создания оборудования с заданными функциями или программного обеспечения по известному техническому заданию.

НИОКР энергокомпаний в основной массе осуществляются на базе фундаментально исследованных научных принципов и испытанных технологических процессов. С одной стороны, такие исследования едва ли переведут технологическое развитие на новый уровень, но, с другой, серьезно повлияют на рынок оборудования, формируя актуальный технический и конкурентный ландшафт производителей.

Так, например, технологические стандарты для интеллектуального учета электроэнергии и соответствующие требования основных покупателей таких систем – сетевых и сбытовых компаний, могут определить не только предпочтительные технологии передачи данных (радио, PLC, 4 / 5G), но и контуры будущего рынка производства оборудования ежегодным объемом 40‑60 млрд руб. на десятилетие вперед.

Важно, что инициатором конкретной работы может быть и энергокомпания, и сам разработчик перспективного решения. Заказчик же, заинтересованный в запуске нового устройства в промышленную эксплуатацию, определяет бюджет НИОКР и проводит необходимые закупочные процедуры.

Вертикально интегрированные инновации

Для таких компаний, как ГК «Рос­атом», представляющих собой комплекс вертикально интегрированных предприятий ядерной энергетики, затраты НИОКР доходят до 4,5 % от выручки (около 40 млрд руб. в год) и становятся стандартным инструментом финансирования входящих в госкорпорацию отраслевых научно-исследовательских институтов.

При этом «Росатом» во многом изыскивает ресурсы для инновационных разработок в федеральном бюджете: так, например, он претендует на 200 млрд руб. в разрабатываемой сейчас национальной программе «Развитие атомной науки, техники и технологий». Средства должны пойти прежде всего на развитие нового типа реакторов – на быстрых нейтронах.

Расходы на НИОКР «Росатома», в отличие от других российских энергокомпаний, в абсолютных показателях сравнимы с лидерами зарубежной энергетики. Французская EDF тратит на исследования 0,9 % от выручки, испанская Iberdrola – 0,8 %, шведский Vattenfall – 0,5 %, канадская HydroQuebec – 0,9 %. Надо отметить, что многие их этих компаний управляют широко диверсифицированным энергетическим бизнесом, а большинство контролируются национальными правительствами. А значит, затраты на науку и развитие технологий идут рука об руку с государственными приоритетами.

Надо отметить, что среди глобальных лидеров инноваций в энергетике практически нет исключительно сетевых или, например, генерирующих компаний. Основная масса компаний ТЭКа в мире, вкладывающих значительные средства в НИОКР, либо вертикально интегрированные крупные структуры, либо работают в отраслях с экспортным потенциалом, таких, как, например, добыча нефти и газа.

Нацпрограммы как двигатель НИОКР

В электроэнергетике на сегодняшний день в мире больше других тратят на прикладную науку компании, работающие в сфере возобновляемой энергетики. Это, например, канадская Canadian Solar, американская First Solar, китайская Guodian Technology, датская Vestas, испанская Siemens Gamesa и другие. Они занимаются строительством и эксплуатацией солнечных или ветроэлектростанций, востребованных в рамках национальных программ развития энергетики.

Есть амбиции войти в эти списки и у отечественных лидеров сегментов ВЭС и СЭС – «Хевел», «Солар Системс», «НоваВинд», которые пока сконцентрированы на реализации первого этапа программы поддержки ВИЭ в России объемом в 5,5 ГВт.

Серьезные инвестиции в НИОКР могут потребоваться и в рамках одобренного российским правительством плана модернизации ТЭС. Для повышения топливной эффективности электростанций нужны уникальные отечественные производства газовых турбин большой мощности и их компонентов. Задача стоит действительно амбициозная: например, итальянскому производителю Ansaldo понадобилось 14 лет (с 1991 по 2005 г.) на обретение технологической независимости от лицензионных газовых турбин Siemens. Претендуют на этот рынок и «Силовые машины» и «Ростех», хотя во многом они ориентируются на государственные субсидии.

Регулируемая наука

Таким образом, финансирование НИОКР в отношении инновационных для России технологий – в возобновляемой энергетике и парогазовом цикле, становится возможным благодаря регуляторным решениям. Правительство запустило механизмы поддержки возобновляемой энергетики и модернизации тепловых электростанций, разрешив использовать оборудование, произведенное только в России. Источником для финансирования как строительства, так и НИОКР, станут в конечном итоге дополнительные платежи потребителей, собранные на оптовом рынке электрической энергии.

Без подобных мер стимулирования инвестиций энергетики вынуждены существовать в жестких тарифных ограничениях, не имея ресурсов и стимулов для инвестиций в развитие. Кроме того, большая часть их бизнес-процессов регламентирована почти всеобъемлющим спектром отраслевых требований. Это и стандарты для применяемого оборудования, и требования к безопасности, нормы проектирования объектов, требования к ремонту и обслуживанию производственных активов, антимонопольные ограничения в работе с потребителями и поставщиками, стандарты обязательного информационного обмена с регуляторами и инфраструктурой рынка.

Все эти факторы не создают благоприятной среды для инновационного развития и вложений в новые технологии. Компании ограничивают свои затраты первоочередными нуждами и капитальными вложениями на поддержание ресурса оборудования.

Государственный венчур

Неудивительно, что в условиях тарифного регулирования и строгого контроля отрасли инновации необходимо искусственно стимулировать на уровне законодательства или специальных распоряжений правительства.

В 2017 г. президент России поручил крупнейшим государственным корпорациям – «Ростеху», «Роскосмосу», «Росатому», Объединенной авиастроительной корпорации и Объединенной судостроительной корпорации создать собственные венчурные фонды.

Из энергокомпаний в этом списке пока только «Росатом», запустивший фонд на 3 млрд руб., но этот инструмент очень важен и нужен отрасли. Венчурное инвестирование позволяет корпорации-заказчику, входя небольшой долей в капитал разработчика перспективного продукта, выбирать и контролировать наиболее важные проекты. Команда основателей при этом сохраняет контроль в проекте и остается заинтересованной в коммерческой реализации технологии.

Пока этот рынок в России совсем невелик и составляет около 20 млрд руб. в год, проявляясь в основном в сферах ИТ, транспорта и финансов. Очевидно, что госкомпании даже небольшими усилиями могут серьезно изменить здесь расстановку сил, создав новую инфраструктуру для поиска и отбора проектов.

Если догонять, то быстро

Несмотря на все барьеры, перспективные направления для исследований в энергетике имеются. Это упомянутые уже технологии ВИЭ и газовых турбин большой мощности, технологии топливных ячеек, системы хранения энергии. Важно, что эти разработки будут иметь и экспортный потенциал.

Одной из более актуальных потребностей отрасли в инновациях является цифровизация энергетики. Прямо сейчас энергетикам нужны разработки отечественного ПО управления электрическими сетями и микроэнергосистемами, систем информационной безопасности критической инфраструктуры, технологии анализа данных и предиктивной аналитики.

Но пока развитие инноваций живет в логике «догоняющей» модели, совершенно не новой для нашей страны. И если рассматривать направления по отдельности, то предпринимаемые усилия выглядят очень скромно. Так, глобальный рынок электрохимических накопителей энергии ежегодно удваивается и в 2019 году приблизится к 8 млрд долл. США. Отечественные же инициативы в этой чрезвычайно перспективной и «горячей» сфере пока сводятся к дорожным картам и неторопливому поиску площадок для размещения пилотных проектов. Хотя именно этот рынок, обладающий серьезным экспортным потенциалом, выглядит наиболее привлекательным для исследований и запуска инновационных производств.

Но о каком бы финансировании инноваций ни шла речь – государственном заказе, корпоративных закупках или привлечении венчурного инвестора, инициатором НИОКР всегда может выступить сам разработчик перспективного решения. Это значит, что технологическое будущее российской энергетики и ее конкурентоспособность на мировой арене находится в общих руках – государства, подконтрольных ему энергокомпаний и проактивных научных коллективов.

Современные технологии в различных отраслях и сферах постоянно развиваются путем внедрения креативных инноваций. Не исключением является и энергетическая область – инновации в энергетике стимулируют развитие бизнеса, автомобильной, нефтегазовой и прочих индустрий, а также существенно повышают качество жизни населения. Инновации, или нововведения, представляют собой опробование и использование технологических или иных других новинок, направленных на качественное развитие процессов жизнедеятельности, промышленности и т.д.

Наиболее интересные и современные инновации

Инновации энергетического плана внедряются различными странами в самых активно используемых отраслях, а также заимствуются друг у друга. Одними из самых значимых инноваций можно назвать:

• Технология фрекинга с использованием ударной волны
• Новейшие технологии добычи нефти
• Использование бактерий для устранений разливов нефти
• Применение биотоплива для автомобилей

Говоря о первой инновации, стоит отметить, что ударная волна является самым результативным способом для рассеивания энергии. Ее можно успешно применять на глубине сланцевых пластов до тысячи или полутора тысяч метров. Индийская компания, специализирующаяся на исследовании технологии фрекинга, предложила использовать ударную волну в качестве более простой и выгодной по стоимости технологии для разрыва пласта, в сравнении с гидроразрывом. Подобная энергетическая инновация способна существенным образом изменить нефтегазовую промышленность, поскольку полностью отпадет необходимость использования воды в данных работах. Это позволит заметно уменьшить уровень загрязнения воды, ведь для гидроразрыва требуется не менее 4 млн галлонов на одну скважину.

Вторая интересная инновация в энергетике – это усовершенствованный способ нефтедобычи. Так называемый метод повышения нефтеотдачи подразумевает третичную обработку пластов, чтобы извлекать как можно больше продукта. Основывается такая технология на применении углекислого газа, повышающего скорость потока нефти и снижающего ее вязкость.

Что касается использования бактерий для устранения разливов нефти, данная инновация базируется на применении двух групп бактерий – обе они обладают свойством окислять нефть и таким образом сокращать масштаб разлива, либо заранее предотвращать его. На данный момент специалисты занимаются изучением рода бактерий Oleispira antartica, чтобы выяснить способность к существованию в низких температурах. Эта инновация позволит разработать эффективную стратегию по сохранению экологии и предотвращению нефтяных загрязнений.

И наконец, еще одна инновация – это автомобильное биотопливо, получаемое из клеток растений и животных. Биодизель и этан (самые популярные виды биотоплива) помогут стабилизировать ситуацию с ценами на мировом рынке и снизят расходы на НИОКР.

Взгляд в будущее: какие инновации будут использоваться

Помимо вышеперечисленных, инновации в энергетике включают в себя и другие достижения, часть из которых уже достаточно широко используется. Так например, это ветроэнергетика – использование ветровой энергии для работы двигателей разного типа. Подобные системы можно встретить во многих заграничных странах, у нас эта технология тоже находит свое применение.

Не стоит обделять вниманием и тепловые насосы, их можно по праву назвать будущим энергетики. Они позволят заметно улучшить экологическую ситуацию за счет производства тепловой энергии, попутно существенно повышая уровень жизни населения, поскольку теплоснабжение является одним из ключевых секторов энергетики. Принцип действия тепловых насосов основан на трансформации низкотемпературной возобновляемой энергии, он известен более века, но активное применение находит только сейчас.

Теплоэнергетические современные установки – инновация промышленного масштаба

В 2004 году стартовало изучение такой инновации, как применение сжиженных углеводородных газов (СУГ) для теплоэнергетических установок. Использование СУГ вместо дизельного топлива позволит улучшить экологическую безопасность. Кроме того, данное топливо обладает высокими потребительскими свойствами и более низкой стоимостью в сравнении с другими видами топлива. Сегодня подобная инновация уже прошла многочисленные испытания и отличилась надежностью и эффективностью.

Светодиодные лампы – высокое и доступное качество

Последней энергетической новинкой можно назвать и светодиодные лампы. Они появились на рынке сравнительно недавно, но уже успели завоевать достаточно широкую долю. В сравнении с люминесцентными лампами и светильниками светодиодные варианты более практичны и экономичны, они обладают длительным эксплуатационным сроком. Практичный материал позволяет добиться снижения стоимости, что очень важно для широкого потребительского круга. Подобная новинка сейчас продолжает набирать популярность, особо заметен рост офисных светодиодных светильников и приборов для освещения магазинов.

Преимущества современных осмотических электростанций

Оригинальной инновацией мира энергетики является осмотическая станция, которая базируется на использовании морской соленой воды. Осмос – это физический эффект, происходящий в стволах деревьев и предназначенный для переноса питательных соков в зону, где происходит фотосинтез. Ученые-специалисты предложили задействовать подобный процесс для взаимодействия с водой. Если в один сосуд с перегородкой разместить пресную и соленую воду, то разница давлений заставить заработать процесс осмоса. Подобную реакцию можно использовать в работе гидроэлектростанций.

Интересная задумка требует доработки – в частности, пока ученые не могут решить вопрос с подбором наиболее подходящих мембран для осмотических станций. Если же это удастся сделать, то новинка прочно займет место в сфере гидроэнергетики и позволит заметно увеличить объемы энерговыработки, стабильно обеспечивая постоянно растущее население по всему миру.

Резервы такого процесса, как осмос, можно назвать достаточно впечатляющими. Эта инновация поможет с легкостью задействовать в человеческой жизнедеятельности энергию глубин океана, поскольку степень солености воды во многом зависит от температуры, а она изменяется с уровнем глубины. В связи с этим технология позволит избежать привязки строительства гидроэлектростанций к устьям рек, их можно будет размещать прямо в акваториях океанов. Поэтому сегодня ученые активно занимаются разработкой данной инновации для ее скорейшего внедрения.

От того, как активно внедряются инновации в энергетике и прочих отраслях человеческой жизнедеятельности, зависит успешное и полноценное развитие условия существования, повышение качества жизни и возможность экономить на ежедневных потребностях. Именно по этим причинам специалисты всего мира каждый день изучают новые разработки и пробуют их в практических условиях, чтобы найти действительно выгодные и полезные инновации.

January 19, 2018 4:10pm

В проекте энергетической Стратегии России на период до 2035 года сформулировано, что энергетической отрасли необходима структурная трансформация, одним из принципов которой должно стать изменение структуры инвестиций. Доля расходов на НИОКР и инновации, а также модернизацию отрасли должна возрасти, прежде всего для обеспечения необходимого уровня конкурентоспособности отечественного энергооборудования наряду с постоянной стандартной задачей поддержания надежного и бесперебойного энергоснабжения всех потребителей.

Также одной из трех стратегических задач развития энергетического сектора заявлено обеспечение технологической независимости и конкурентоспособности российского Топливно-энергетического комплекса (ТЭК). Иными словами, это долгосрочная задача импортозамещения, которая неразрывно связана с инновационной деятельностью. Получается, что с точки зрения согласованного проекта стратегии инновации в энергетическом секторе действительно нужны. Ключевой вопрос в том, какими они должны быть.

Инновации - достаточно широкое понятие, которое может подразумевать под собой совершенно разный уровень и масштаб предлагаемых изменений. Далеко не всегда инновации в энергетике требуют многолетних научных исследований и многомиллионных инвестиций. Зачастую совсем небольшие и быстро реализуемые проекты приносят гораздо больше положительного эффекта, чем долгосрочные масштабные разработки. На практике множество проектов, в основе которых лежит инновационная технология, способная реально улучшить работу в какой-либо части энергетического бизнеса, сталкивается с рядом серьезных проблем при попытке коммерциализации. Иногда эти проблемы связаны не с самой инновацией, а с рядом других факторов, препятствующих ее внедрению. Например, таким фактором может быть длительность или полное отсутствие окупаемости проекта, даже если инновация при этом объективно улучшит работу какой-либо части энергосистемы.

Значительным опытом в оценке инновационных проектов обладает фонд «Сколково», через экспертную комиссию которого регулярно проходят сотни новых проектов. По мнению представителей фонда, причины остановки развития стартапов могут быть совершенно разными. Помимо технической составляющей проектов и параметров самого прибора, системы или комплекса мероприятий, важна качественная презентация проекта и способность доказать возможность эффективного применения инновации в современной энергетике. По мнению экспертов «Сколково», существенная часть стартапов создается не с целью получения прибыли, по крайней мере эта цель не является доминирующей. Часто в основе проекта лежит желание развить свою идею и создать что-то новое, довести до логического завершения собственную разработку. При этом даже в случае положительного решения фонда и финансирования проект может не получить развития.

Внедрение инновационного продукта проходит в несколько стадий: разработка, коммерциализация и реализация продукта. На каждом из этих этапов могут возникнуть сложности, справиться с которыми инициатору стартапа бывает весьма непросто и требуется поддержка.

С целью развития и продвижения перспективных энергетических проектов и совершенствования инновационной деятельности в электроэнергетике в 2017 году компанией АО «ЕвроСибЭнерго» была создана открытая площадка, которая получила название «Клуб „Инновации в электроэнергетике“. В состав клуба вошли руководители и эксперты Минэнерго России, АО «СО ЕЭС», ассоциации «Совет производителей энергии», ассоциации «НП Совет рынка», фонда «Сколково», ПАО «МОЭК», ООО «Газпром энергохолдинг», ОК РУСАЛ, АО «ЕвроСибЭнерго», а также другие представители предприятий, связанных с энергетической отраслью. В рамках клуба были сформированы 5 рабочих групп, решающих различные задачи, связанные с развитием инноваций.

При внедрении инноваций в капиталоемких отраслях, таких как электроэнергетика, большое значение имеет эффективность программ господдержки. Для достижения целей, поставленных проектом Cтратегии-2035, очевидна необходимость совершенствования мер государственной поддержки инноваций. Особое внимание должно быть уделено позитивным изменениям в кредитных программах с государственной поддержкой, а также необходимости синхронизации и консолидации нормативной базы в области инновационной деятельности. В текущих условиях государственное финансирование проектов предусматривает возврат денежных средств в течение 5 лет, что заведомо ниже срока окупаемости практически любого инновационного энергопроекта.

Следует понимать, что государственная поддержка не означает и не ограничивается только финансированием. Прежде всего государственная поддержка должна выражаться в изменении нормативной базы с целью упрощения перехода к применению в производстве инновационных продуктов и как минимум снятии ограничений развития энергетической отрасли, которые стали неактуальны в текущей модели рынка. В качестве примера таких ограничений - действующий запрет на совмещение конкурентных и естественно-монопольных видов деятельности (генерация и сети).

При обсуждении инноваций в энергетической отрасли необходимо затронуть вопрос о возобновляемых источниках энергии и динамике их развития. Тренд на снижение выбросов и увеличение доли зеленой энергетики, поддерживаемый большинством развитых стран, - это корректный и позитивный метод развития энергетики с точки зрения улучшения экологической ситуации. Однако любой хороший подход должен быть правильно применен и адаптирован к условиям, в которых он реализуется.

По результатам Конкурентного отбора мощности, проведенного АО «Системный оператор Единой энергетической системы» в сентябре прошлого года, на 2021 год объем избытка мощности в Единой энергосистеме составит 11,5 ГВт. Конкурсы по отбору проектов ВИЭ успешно прошли в июне 2017 года на период 2018-2022 годов, и по их итогам будет построено дополнительно 2,2 ГВт генерации на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Избыток мощности - это на первый взгляд положительный фактор, так как большой запас генерирующих мощностей должен повышать системную надежность. Однако не следует забывать о том, что по правилам российского рынка электроэнергии и мощности капитальные затраты на строительство таких объектов в итоге лягут на конечного потребителя в цене мощности. А при строительстве ВИЭ удельные капитальные затраты весьма высоки - за экологичность производства приходится платить. Возникает вопрос: а обоснованно ли при наличии существенного избытка генерации и дальше строить ВИЭ, существенно увеличивая нагрузку на конечного потребителя? Ведь при прочих равных условиях ключевым показателем для потребителя являются цена и рост доли электроэнергии и мощности в структуре себестоимости продукции (особенно для энергоемкого производства), что может стать существенным ограничителем роста экономики в целом.

Говоря о стоимости мощности для потребителя, также можно отметить тот факт, что после окончания договоров ДПМ сниженной маржи генерирующих компаний, как правило, будет недостаточно для покрытия зарубежных сервисных контрактов по ремонту и обслуживанию генерирующих установок. Это еще раз подчеркивает необходимость роста уровня импортозамещения и его прямую связь с развитием инновационной среды в энергосистеме.

Не менее значимым является изучение мирового опыта внедрения инноваций. На примере 15 наиболее перспективных решений для глобальной энергетики руководитель департамента научно-технической деятельности компании «ЕвроСибЭнерго» Анна Коротченкова подчеркнула, что открытый подход к реализации инноваций способствует эффективной реализации сложных инновационных проектов, требующих длительных НИОКР и крупных капиталовложений. «Процесс исследований и разработок должен представлять собой открытую систему, при которой компания имеет возможность привлекать новые идеи и выходить на рынок с новым продуктом не только благодаря внутренним ресурсам, но и за счет взаимовыгодного сотрудничества с другими представителями инновационной среды», - считает Анна Коротченкова, возглавляющая рабочую группу «Открытые инновации».

В заключение можно отметить, что в текущих рыночных условиях эффективность энергетической отрасли неразрывно связана с развитием инновационных решений. Для постепенного увеличения доли импортозамещения необходимы поддержка и развитие инновационной среды и существующих перспективных проектов как на уровне государства и инфраструктурных организаций, так и со стороны участников рынка.