Александр Фролов - Новые источники энергии
Очевидно, что разработчики из исследовательских центров ведущих промышленных корпораций давно знакомы с такими технологиями, и, возможно, используют их для отдельных групп элитных потребителей, но не дают им развиваться для общего применения и массового рынка.
Никаких причин для торможения прогресса, кроме желания торговцев топливом сохранять монополию, нет.
Тем не менее, автономные генераторы энергии, не требующие топлива, уже есть на мировом рынке. Технологии могут быть различными (машины на магнитах, высоковольтные преобразователи и т. д.), но общее у них одно – они способны вырабатывать некоторое количество энергии, ограниченное их конструктивными особенностями, в любом месте, постоянно, годами, независимо от погоды и других внешних условий. Примеры пока немногочисленны, технологии несовершенны, изготовление кустарное или малосерийное… но факты есть.
Рассмотрим их возможное применение и последствия для мировой экономики. Включайте воображение! Мы находимся в Будущем!
Транспорт будущего использует электроприводы с автономными источниками электроэнергии. Бензин покупают только владельцы ретро-автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Водородные автомобили также морально устарели, так как они намного дороже электромобилей. Часть транспорта, особенно речные и морские суда, а также мощные грузовики, имеют на своем борту автономные электрогенераторы для энергоснабжения силовых энергоустановок. Другой транспорт, например легковые автомобили, просто заряжается от стационарных источников электроэнергии ночью или на стоянке. Последствия: значительно улучшилась экология, воздух в городах и вода в реках стали чище. Электромобили в 10–15 раз тише старых автомобилей, имеющих двигатели внутреннего сгорания, поэтому на улицах городов уменьшился уровень шума. Кстати, на автотрассах и улицах городов стало больше систем освещения, поскольку нет необходимости прокладывать линии электропередач. Системы освещения улиц, зданий и автотрасс используют автономные источники энергии для каждого светильника. Включение и выключение производит автоматика, в зависимости от уровня естественной освещенности, погоды и т. д.
Владельцы частных домов используют свое автономное энергоснабжение, но большинство владельцев квартир в городах, как и ранее, платят за электричество и газ централизованным энергосбытовым компаниям.
Владельцы зданий, используемых для торговых, офисных и производственных целей, перешли на автономное энергоснабжение, включая теплоснабжение.
Крупные теплоэнергокомплексы, в будущем, обеспечивают города теплом и электроэнергией, используя новые методы преобразования энергии и нагрева теплоносителя. Им стало намного выгоднее работать, так как они более не покупают топливо. Цены на электричество в централизованной сети практически не изменились, поэтому прибыль энергетиков увеличилась.
В бытовой электронике будущего, начиная с мобильных телефонов, компьютеров и т. п. используются новые источники энергии, не требующие периодического заряда от внешней сети. Телекоммуникационная аппаратура систем связи работает от блоков питания, имеющих стартовый аккумулятор, но не требующих подзарядки. Термин «источник гарантированного энергоснабжения» приобрел истинный смысл.
Некоторая бытовая техника, например, телевизоры, пылесосы, фены, обогреватели и вентиляторы… выпускается с встроенным источником энергии, рассчитанным на 25 и более лет непрерывной работы.
Фермеры будущего используют технику с электроприводами, заряжая аккумуляторы от собственных стационарных автономных источников энергии. Новые возможности по энергоснабжению (неограниченно и в любом месте) создают основу развития парниковых хозяйств, рыбоводства и орошаемого земледелия в ранее непригодных для этого районах.
Снижается себестоимость продукции сельского хозяйства и всех производственных отраслей, транспортных перевозок (автотранспорт и морской транспорт), строительства, добычи сырья и т. д., за счет снижения расходов на энергоснабжение и топливо. Производства выводят из городских районов в пригород, и они развиваются, имея в своем распоряжении неограниченное по мощности и минимальное по цене киловатт/часа энергоснабжение.
Строители жилья, в будущем, ориентируются не на привязку к существующей теплотрассе и энергосети, а на наиболее выгодные для проживания места, где квартиры будут иметь спрос. Получают развитие индивидуальные электростанции для каждого здания. Старые котельные модернизируются для работы без использования топлива, при этом теплоноситель нагревается автономным источником энергии. Большинство зданий не имеет парового отопления, так как необходимое теплоснабжение проще обеспечить электрическими нагревателями.
В продаже будут и такие системы отопления, вентиляции и кондиционирования, которые работают без подключения к центральной сети, от автономных источников энергии.
Оборонные ведомства, в будущем, развивают новые виды техники и вооружения, использующие новые источники энергии. Ресурс новой боевой техники возрастает, так как у нее нет ограничений по запасу топлива и дальности передвижения. Развивается лазерное, электромагнитное, пучковое и другое оружие, использующее мощные и компактные автономные источники электроэнергии. Главным заказчиком разработок в данной области являются оборонные ведомства.
Качественные изменения произойдут в космонавтике будущего, для которой сняты ограничения по энергопотреблению на борту, и решены вопросы создания активных движителей вместо реактивных топливных систем. В большинстве развитых стран, работают частные космические программы. Себестоимость вывода груза на орбиту уменьшилась в сотни раз. Ресурс спутников связи и других космических систем определяется не запасом топлива на борту, а гарантийным сроком эксплуатации электроники и механических систем.
Производители автономных источников энергии различного назначения станут основой высокотехнологичной экономики стран. Уменьшается роль атомных электростанций, бензозаправок, угольных и нефтяных источников топлива, меньше строят линии электропередач. Газ, как и ранее, продают в сетях централизованного энергоснабжения городов и поселков. Дрова и древесный уголь продают для домашних каминов, а также для пикников. Закрывают угольные шахты. Нефтедобыча будет активно развиваться в интересах химической отрасли, а не топливного сектора.
Гидроэнергетика, в будущем, продолжит работать до использования технического ресурса оборудования. Новых плотин не строят. Ветроэнергетика не будет пользоваться спросом, по причине высокой себестоимости энергии. Солнечная энергетика занимает некоторый сектор рынка, в местах, благоприятных для ее применения (пустыни и районы высокой солнечной активности).
Производители автомобилей и топливных автономных электростанций, в переходный период развития технологий, будут модернизировать конструкции генераторов для работы на воде (водороде), но двигатели внутреннего сгорания (приводы электрогенераторов) не выдержат конкуренции по себестоимости с автономными электрическими приводами. Позже, при развитии других (твердотельных электронных) конструкций преобразователей энергии, все роторные системы, как и системы на воде (водороде) станут неконкурентоспособны.
Несколько слов про рынок. Объем энергетического рынка, в России за 2007 год, составил примерно 2 млрд. мегаватт в час (маркетинговые исследования РБК). Из них 70 % обеспечивали энергогенерирующие устройства мощностью до 500 кВт. Предполагая, что 1 % приходится на автономные топливные электрогенераторы малой мощности (5-10 кВт), получаем 20 тысяч мегаватт в час. Один кВт/час на таком генераторе обходится потребителю в 20 рублей (топливо). Это примерно 400 млн. рублей в час по всей стране, или 10 млн. Евро в час. Такая топливная «квазиавтономная энергетика» требует примерно 90 млрд. Евро в год, которые потребитель отдает за электроэнергию, хотя ее можно получать на малых генераторах, не требующих топлива. Эта цена потом войдет в себестоимость всех товаров и услуг, производимых при таком энергоснабжении. Этот сектор рынка уже сегодня можно заполнить источниками энергии, не требующими топлива. Именно этот фактор (уменьшение себестоимости продукции и расширение рынка в связи с появлением новых возможностей) дает стимул к развитию новых технологий в энергетике.
Кстати, о себестоимости энергии. Топливо в новых источниках энергии не используется, но любое техническое устройство, как мы уже отмечали, имеет затраты на изготовление и торговую наценку. Предположим, Вы покупаете автономный электронный источник энергии мощностью 1 киловатт по цене 100 тысяч рублей. Дорого? Дорого! Все новое первое время продается дорого… Спрос есть… Подумайте, ведь источник будет работать 24 часа в сутки в течении 25 лет и более, если не выйдет из строя его электронная схема. Средняя наработка на отказ для современных компьютеров составляет примерно 25 лет (200 тысяч часов). Себестоимость электроэнергии, вырабатываемой таким источником, составляет 50 копеек за 1 киловатт/час. Примерно такие цены сегодня на солнечные панели, и примерно так рассуждают покупатели солнечных панелей: «Это дорого, но, в расчете на 25 лет, это имеет смысл».
