Автономное бестопливное электроснабжение — тренд энергетики

С каждым годом во многих, в первую очередь в развитых странах с дорогой электроэнергией, всё больше частных домовладений и даже предприятий устанавливают солнечные панели, снижая зависимость от централизованных поставщиков электроэнергии. Однако для поддержания работы инфраструктуры сетей необходимо постоянное техническое обслуживание, и расходы на него распределяются между всеми оставшимися потребителями электроэнергии. Когда часть пользователей переходит на автономное энергоснабжение, оставшиеся должны покрывать большую часть расходов, что приводит к увеличению тарифов и, как следствие, к дальнейшему сокращению числа клиентов.

Однако спрос, например в Европе, несмотря на установку солнечных панелей частными потребителями и компаниями для автономного электроснабжения, увеличивается ежегодно. В Европейском союзе активно поддерживают использование солнечной энергии. Но, по оценкам аналитического центра Bruegel, для обновления и расширения электросетей необходимо от 65 до 100 миллиардов евро в год. Без этих вложений стабильность энергосистем может оказаться под угрозой.

Погодные условия в России вносят серьёзные ограничения на широкое внедрение ветрогенерации и солнечных панелей. Казалось бы, имея большие объёмы ископаемого топлива и относительно недорогие цены на электричество, российским потребителям нет экономического смысла устанавливать автономное электроснабжение при наличии централизованного. Однако увеличивающийся спрос на электроэнергию исчерпал резервы физической мощности энергосистемы.

Именно с этим связан тот факт, что сейчас новые центры обработки данных (ЦОД) строить стало сложно. Трансформаторы не выдерживают нагрузки, сети перегружены, старые мощности устарели, для подключения новых требуются месяцы бюрократических согласований и миллиарды инвестиций. В результате ЦОДы вынуждены «уезжать» из Москвы и Санкт-Петербурга в регионы с избытком дешевой энергии – Урал, Сибирь, Алтай. Другой вариант — энергетическая автономия. Рассматриваются варианты строительства собственных ТЭЦ, газопоршневых установок, мини-ГЭС и даже АЭС малой мощности. В России рынок центров обработки данных становится полем битвы за ресурсы: спрос стремительно растёт из-за развития искусственного интеллекта, больших данных и суверенного облака, а вот инфраструктуры не хватает. По оценкам экспертов, к 2028 году мощность коммерческих дата-центров увеличится втрое и составит 2,3 ГВт. Россия может столкнуться с парадоксальной ситуацией: несмотря на наличие импортозамещения, собственного программного обеспечения и искусственного интеллекта, будут ограничения по доступу к электроэнергии. И такая ситуация характерна не только для новых ЦОДов, но и для новых предприятий. В прессе периодически появляется информация о планах возведения новых промышленных мощностей, обеспеченных собственной энергогенерацией. Стратегия развития должна опираться на передовой мировой опыт реформирования энергетики.

Сейчас у тех, кто способен решить проблему создания энергонезависимых центров обработки данных, предприятий и автономного электроснабжения жилых и производственных помещений, есть уникальная возможность. Технологии генерации, которые будут развиваться в ближайшее время, определят облик энергетики на ближайшие сто-сто пятьдесят лет. Поэтому важно сосредоточиться на внедрении конкурентоспособных бестопливных технологий, причём генерируемая мощность не должна зависеть от погодных условий.

Создать что-то новое в электрогенерации — сложная задача. Поэтому появление технологии, работающей на новых физических принципах и использующей материалы с уникальными свойствами, всегда привлекает внимание специалистов. Одним из таких материалов является графен. Исследования показали, что он способен генерировать электрический ток. Графен (одноатомный слой углерода) занимает шестое место в периодической таблице и имеет атомный вес 12,011. Это значит, что любое воздействие частиц окружающих полей излучений невидимого спектра будет заметно. Наблюдение поведения графена через микроскоп с большим разрешением показало его вибрацию, названную «графеновыми волнами». Такое нетипичное поведение является уникальным свойством, которые замечены только у графена. Это позволило учёным группы компаний Neutrino Energy разработать многослойный наноматериал на его основе, позволяющий говорить о промышленном внедрении разработки. К настоящему времени предпромышленные образцы графеновых бестопливных генераторов Neutrino Power Cubes проходят ресурсные испытания, в процессе которых идёт их доработка. Для ускорения промышленного производства одновременно идут испытания высокоскоростной плазменной технологии нанесения одноатомных слоёв материалов на металлическую подложку, входящих в состав наноматериала, и строительство нескольких производств в различных странах по выпуску генераторов Neutrino Power Cubes.

Автономное электроснабжение без сжигания ископаемого топлива — это будущее, которое изменит мировую конкуренцию между странами и станет символом разумного и ответственного отношения человечества к нашей планете.