Инновационно-технологические циклы в прогнозном обосновании развития энергетики

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИННОВАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ В ПРОГНОЗНОМ ОБОСНОВАНИИ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГЕТИКИ

В настоящее время многие эксперты и аналитики, прогнозируя будущие параметры развития глобальной энергетики, справедливо связывают его с ускорением мирового инновационного процесса [1,2]. Для оценки его интенсивности на современном этапе нами в расчетах был использован среднегодовой поток мировых патентных заявок за 1980-2015 гг. [3], приходящийся на 1 млн. чел. численности населения мира. С целью повышения надежности проводимых расчетов в процессе исследования использовались не все, а только, так называемые «тройные» патентные заявки, зарегистрированные в 3-х мировых офисах (Америка, Европа, Азия). В этой связи новации, отраженные в таких патентах, фактически носят общепризнанный мировой характер. Результаты расчетов интенсивности мирового инновационного процесса представлены на рис. 1.

Рис. 1. Динамика интенсивности мирового инновационного процесса

Полученную ступенчатую кривую мы назвали «ступенями» или циклами технологического роста. Отметим, что каждый из представленных циклов, так или иначе, оканчивается мировым кризисом. Современную технологическую ступень, начавшуюся в 2009 г., связывают с действующим в настоящее время глобальным мировым финансовым кризисом. Ее отличительной особенностью от других, уже состоявшихся ступеней, является высокая скорость роста интенсивности, примерно, в 2-3 раза превышающая значения, достигнутые в предшествующих периодах времени.

Рост интенсивности мирового инновационного процесса на современном этапе развития свидетельствует о том, что в прогнозном периоде в мировом хозяйственном обороте значительно увеличится использование новых инновационных технологий, в том числе энергетических.

Последнее подтверждается сопоставительным анализом мировых патентных заявок по энергетике [4] (Блок «Производство энергии») и в целом по мировой экономике. За последние 30-40 лет в целом по экономике годовой объем мировых патентных заявок увеличился более чем в 3 раза, а по энергетике «Производство энергии» - почти в 10 раз. Такое соотношение между двумя инновационными потоками свидетельствует о том, что в настоящее время мировая технологическая «мысль» более всего «озабочена» решением проблем создания перспективных технологий производства энергии.

Какие же энергетические технологии в ближайшем прогнозном периоде увеличат интенсивность своей реализации в мировой экономике? Для ответа на этот вопрос был разработан методический аппарат и проведены расчеты по потоку мировых патентных заявок в энергетике (Блок «Производство энергии»). На основе этого потока по ряду направлений глобальной энергетики были получены циклы распределения интенсивности научно-технического развития, описываемые законом Пуассона. В аккумулированном виде результаты этих расчетом представлены на рис.2.

Рис. 2. Результаты моделирования циклов интенсивности научно-технического развития по укрупненным технологическим направлениям блока «Производство энергии»

Полученные результаты свидетельствуют о том, что пик цикла мирового научно-технического развития ядерной энергетики, вероятно, уже пройден примерно в 1995 году. Справедливости ради, отметим, что этот тезис требует дополнительной содержательной проверки. Он может касаться только развития крупной ядерной энергетики. В отношении же малой, распределенной ядерной энергетики, тенденция противоположная - рост интенсивности научно-технического развития. В целом традиционная энергетика, основанная на применении угля, нефти и газа, достигла максимума интенсивности научно-технического развития примерно в 2002-2005 гг. Пик научно-технического развития альтернативной энергетики будет реализован примерно в 2025-2030 гг. В процессе исследования были разработаны циклические модели интенсивности научно-технического развития по более чем 20 направлениям технологического развития глобальной энергетики, в том числе по 16-ти направлениям альтернативной энергетики (рис. 3).

Рис. 3. Результаты моделирования циклов интенсивности научно-технического развития по технологическим направлениям альтернативной энергетики

Научно-техническое развитие является этапом, предваряющим технологическое развитие. В процессе исследования полученных циклов, на основе научно-технического развития по направлениям глобальной энергетики, были сформированы соответствующие модели технологического развития.

Фактически переход научно-технических циклов в циклы технологического развития проводился по схеме, очень близкой к так называемой «гарвардской кривой», по которой соответствующие стадии циклов НИОКР переходили в стадии циклов технологического развития, включая стадии зрелого технологического развития, предусматривающих интенсивное промышленное освоение новых (рис. 4).

Рис. 4. Взаимодействие стадий научно-технического и технологического развития глобальной энергетики по блоку «Производство энергии»

Выше приведенное моделирование позволило выделить стадии технологического развития по всем анализируемым направлениям технологического развития глобальной энергетики. На рисунке 1.2.4 в качестве иллюстрации результатов расчета, приведены стадии циклов технологического развития по направлению «Добыча топливно-энергетических ресурсов» и «Геотермальная энергия» (рис. 5).

Представленные результаты свидетельствуют о том, что направление «Добыча топливно-энергетических ресурсов» в настоящее время находится на стадии зрелых технологий, т.е. интенсивного промышленного освоения. Направление же «Геотермальная энергия» перейдет к стадии зрелых технологий, т.е. периоду интенсивного промышленного освоения только к 2022-2025 гг. Выявленные стадии промышленного освоения технологий глобальной энергетики позволили разработать укрупненную маршрутную карту инновационно-технологического развития глобальной энергетики по блоку «Производство энергии» (рис. 6).

Рис. 5. а) Прогноз стадий цикла технологического развития по направлению «Добыча топливно-энергетических ресурсов»;

б) Прогноз стадий цикла технологического развития по направлению «Геотермальная энергия»

Результаты построения укрупненной маршрутной карты свидетельствуют о том, что стадия промышленного освоения новых технологий в области добычи топливно-энергетических ресурсов, начавшаяся в 2011 году, продлится примерно до 2025 года. Учитывая начало этой стадии, можно отметить, что, вероятнее всего, основные новые научно-технические решения в этой области уже состоялись. И в будущем надо переориентироваться на исследование других направлений. Например, еще остались до конца не исследованными научно-технологические проблемы в сфере комбинированного сжигания топлива и технологии для более эффективного сжигания. Начало зрелой стадии первого из приведенных направлений состоится примерно в 2018-2019 гг. Более близко к настоящему времени находятся стадии промышленного освоения таких технологий, как «Топливные элементы», «Аккумулирование энергии», «Топливо из отходов». Действительно, темпы роста транспортных средств с применением гибридных двигателей и двигателей на топливных элементах создают ощущение объективности полученных оценок.

Рис. 6. Укрупненная маршрутная карта инновационно-технологического развития глобальной энергетики по блоку «Производство энергии»

Дальше всего от настоящего времени находятся технологии «Геотермальной энергии» (стадия промышленного освоения в 2022-2035 гг.), «Энергия моря» (стадия промышленного освоения в 2029-2045 гг.), «Фотоэлектрическая энергия» и др. Учитывая, что переход к стадии промышленного освоения новых технологий характеризуется началом их массового производства и использования в хозяйственном обороте мировой экономики, переход от растущей к зрелой стадии (промышленного освоения) можно характеризовать, как технологический скачок в развитии энергетики. В этой связи, на основе вышеприведенной маршрутной карты инновационно-технологического развития, построены так называемые «часы технологических скачков» (рис. 7).

Рис. 7. «Часы» перехода к зрелым технологиям глобальной энергетики по блоку «Производство энергии»

На циферблате этих часов указаны метки будущих технологических скачков, которые должны состояться в глобальной энергетике. Первая метка указывает, что, примерно, в 2011 г. состоялся скачок в области «Добыча топливно-энергетических ресурсов». Вероятнее всего, в этом случае, речь идет о так называемой «сланцевой революции», приведшей к старту промышленного освоения технологий добычи сланцевого газа и сланцевой нефти. Примерно, в 2019-2020 гг. состоится скачок в области комбинированного сжигания топлива. Вероятно, она будет связана с так называемым «пакетным» сжиганием топлива на электростанциях и других энергоустановках. Примерно, в 2020 г. состоится технологический скачок в области топливных элементов и т.д. по циферблату до 2050 г.

Представленная укрупненная маршрутная карта и «часы» технологических скачков позволяют научно-исследовательским организациям осуществлять долгосрочное планирование выполнения наиболее актуальных НИОКР. Более того, полученные результаты должны быть интересны и бизнесу, который стремится диверсифицировать свое производство. Главная его задача - «подстроиться» под график мировых технологических преобразований. В противном случае, развитие бизнес структур будет находиться в диссонансе с циклами мирового инновационно-технологического процесса. Учитывая, что положительные устремления бизнеса должны поддерживаться государством, задачей регулятора является построение такой системы государственного регулирования, в т.ч. налогового, при которой у бизнеса должна появляться экономическая мотивация к реализации новых технологий в сроки, приведенные на маршрутной карте и «часах» технологических скачков.

Достаточен ли приведенный выше портфель энергетических технологий для эффективной поддержки развития мировой экономики в кризисном и посткризисном периодах? Ответ на этот вопрос очень сильно зависит от того, какая в предстоящем периоде будет стоимость энергии, используемой в мировом хозяйственном обороте.

Учитывая, что стоимость энергии существенным образом зависит от мировой цены нефти, автор исследования сделал попытку ее перспективной оценки на основе моделирования циклов интенсивности технологического развития мировой нефтяной промышленности и мировой экономики.

При этом отметим, что автор исследования, начиная с 2008 г., в своих публикациях и выступлениях неоднократно подчеркивал, что на рубеже 2013-2015 гг. цены на нефть войдут в коридор системного снижения [5-10]. Исследования последнего периода, проведенные с использованием так называемых «фракталов технологического времени» [11-13], позволили уточнить прогнозный коридор этого снижения.

Отметим, что в работах выдающихся ученых Вернадского В.И. [14], Чижевского А.Л. [15] указывалось о наличии множественности времени. Применяемое на практике физическое время достаточно адекватно описывает законы классической механики и другие физические законы. Однако помимо физического времени существует еще и геологическое, биологическое, историческое время и т.д. Автор исследования в своих расчетах использовал, так называемое «технологическое» время, определяемое жизненным циклом мировой добычи нефти от начала до окончания разработки ее запасов. Главным отличием «технологического» времени от физического является наличие плотности времени.

Полный цикл плотности технологического времени в частности мировой нефтяной отрасли может быть представлен в виде суммы составляющих его фракталов (самоподобных, уменьшающихся фигур), фактически характеризующих циклы интенсивности технологического развития. Это самоподобие значительно упростило дальнейшие прогнозные расчеты.

На первом этапе были получены фракталы технологического времени развития мировой нефтяной промышленности, описывающие циклы интенсивности ее технологического развития (рис. 8)

Рис.8. Фракталы технологического времени мировой нефтяной промышленности

Далее, на базе полученных фракталов, учитывающих развитие мировой добычи нефти, был сформирован долгосрочный прогноз мировой цены нефти (рис. 9).

Рис. 9. Долгосрочная прогнозная динамика мировой цены нефти

экономика энергетика инновация нефтяной

Представленные результаты прогноза свидетельствуют о долговременном характере системного снижения мировой цены нефти. Так, к середине ХХI века среднегодовые уровни мировой цены нефти могут составить около 30 $/барр.

В этой связи вопреки утверждениям некоторых представителей государственного регулятора и энергетических компаний о возможном будущем повышении мировой цены нефти, расчеты показывают ровно обратное, а именно: длительное системное ее падение. Цена на нефть сильно связана с ценами на другие энергоресурсы, используемые в тепловой энергетике. Автором исследования проведены расчеты, которые свидетельствуют о долговременном снижении цен на уголь и газ. Причем, характер этого снижения аналогичен снижению цены нефти. Это означает, что в целом цена на мировую энергию будет снижаться, а ее траектория будет адекватна траектории цены нефти.

Это снижение может быть реализовано двумя, принципиально отличающими друг от друга, вариантами: I вариант - слабое снижение или стабилизация цены; II вариант - радикальное снижение цены до отметок ретроспективного периода.

Осуществление варианта I может позволить еще долгое время использовать действующие энергетические технологии или новые технологии аналогового замещения, не снижающие цен на топливо. В этом варианте еще возможно будет в период до 2030 г. осуществлять добычу трудно извлекаемых ресурсов, а также реализовывать в большом объеме северные и арктические проекты.

В варианте II разработка трудно извлекаемых запасов энергоресурсов ограничена. Инвестиции будут вкладываться, в основном, в инновационные проекты, повышающие отдачу на действующих месторождениях. При этом осуществление арктических проектов может носить лишь фрагментарный характер. Такие проекты, как «Сила Сибири», вероятно, будут замыкающими и последними в реализации долгосрочной стратегии.

Результаты расчётов, проведённых с использованием фракталов технологического времени, показывают, что при этом варианте развитие мировой теплоэнергетики будет, вероятнее всего, принимать стабилизационный характер, а начиная примерно с 2035 г. возможно начнётся процесс долговременного снижения объёмов производства электроэнергии (рис. 10).

Этот процесс будет сопровождаться ростом объёмов применения альтернативной энергетики базирующейся на вовлечении в мировой хозяйственный оборот новых энергетических технологий.

Подобная же ситуация будет характерна и для развития российской теплоэнергетики. Прогнозные расчёты, проведенные с использованием фракталов технологического времени российской теплоэнергетики, указывают на вероятное достижение максимума выработки электроэнергии.

Рис. 10. Сравнительная динамика производства электроэнергии на тепловых станциях и альтернативных источниках энергии

После этого достижения возможно системное снижение объёмов производства электроэнергии в теплоэнергетике и постепенное замещение её новыми технологиями альтернативной энергетики.

Как показывают проведенные расчеты, прогнозный коридор изменения цен на нефть в большей мере тяготеет ко второму варианту снижения цены на нефть. Это означает, что в настоящее время в энергетике формируется запрос не просто на инновационные энергетические технологии, а на очень дешевые технологии. Данный запрос будет, вероятнее всего, оказывать большое влияние на выбор приоритетов технико-технологического развития электроэнергетики в предстоящем долгосрочном периоде.

Однако такой вектор технико-технологического развития может скорректировать выше приведенный портфель энергетических технологий.

При этом следует учитывать, что российская теплоэнергетика, в отличие от энергетики ряда передовых стран, обладает достаточно изношенным производственным аппаратом.

Парадоксальным образом ее текущее состояние делает нашу страну возможно более подготовленной к осуществлению варианта, ориентированного на развитие более радикальных инновационных энергетических технологий, существенно снижающих стоимость потребляемой энергии. Действительно, поскольку развитие традиционной энергетики и без того подошло к критическому состоянию, и масштабное обновление её производственного аппарата в любом случае является объективной необходимостью, то вместо затрат на его восстановление или тиражирование технологий аналогов-заменителей может оказаться более целесообразным осуществить инвестиционные вложения в инновационные энергетические технологии, радиально снижающие стоимость энергии.

Рассмотрим с учетом анализа, представленного в [16], портфель основных направлений развития альтернативной энергетики на предмет их соответствия вариантам I или II.

Следует отметить, что в настоящее время страны ЕС и США тратят значительные средства на развитие альтернативной энергетики. Они рассчитывают на то, что альтернативная энергетика через некоторое время может стать действенной заменой традиционным источникам энергии. При этом ее применение в настоящее время очень часто субсидируется государством, что в известной мере снижает объективность оценки эффективности работы альтернативных источников энергии.

Биотопливо. Достаточно широкое применение биотоплива породило устойчивое мнение о возможности существенного вытеснения им автомобильного бензина, либо покрытия его дефицита в регионах, достаточно удаленных от мест нефтепереработки. Особенно много надежд в реализации этого технологического направления было в период повышения цен на нефть: в период 1973 - 1986 гг. и в 2007 - 2008 гг. Дорожающая нефть была «гарантом» применения «аналоговых» заменителей топлива для двигателей внутреннего сгорания.

Отметим также, что в эти периоды активировались разработки, связанные с получением аналогов бензина из угля, сланцев, торфа и т.п. Однако мировой кризис, начавшийся в 2008 году, не случайно называют продолжительным, поскольку он с большой вероятностью связан с длительным системным падением цен на нефть, требующим использования в экономике более дешевой энергии. Обеспечить такой энергией не в состоянии ни применяемое углеводородное топливо, ни, тем более, его заменители - «аналоги». Широкое применение биотоплива и других аналогов в условиях падения цен на нефть и, более того, возможного снижения ее потребления, вероятно, является чрезмерно оптимистичным. Помимо всего прочего следует иметь в виду, что рост производства таких «аналогов» топлива может сократить объемы производства продовольствия и привести к деградации почвенного слоя, используемого в сельском хозяйстве.

Ветроэнергетика. В настоящее время ветроэнергетика является флагманом так называемой «зеленой экономики». Доля электроэнергии, вырабатываемой ветряными генераторами, составляет около 2 % от всей произведенной мировой энергии. Эта технология имеет весьма положительную основу, заключающуюся в преобразовании кинетической энергии естественных масс воздуха в электрическую. Однако, даже рост цен на электроэнергию в 2000-е годы не сделал ветроэнергетику достаточно конкурентной с традиционной энергетикой. Она все-таки имеет технические пределы своего роста: для повышения потенциала эффективности ветроэнергетики необходимо увеличить мощность ветровых потоков. Такие потоки формируются на высоте 8-15 км. Мощность их на этой высоте примерно до 15 раз выше ныне используемых. Энергия высотных потоков могла бы обеспечить достаточную конкурентность ветроэнергетики с традиционной энергетикой. При этом существуют технические трудности монтажа и эксплуатации ветроустановок, а также передачи электроэнергии с электростанций, находящихся на таких высотах.

Вероятнее всего, применение ветроустановок в условиях очень низких цен на энергоносители не принесет координального переворота в энергетике. Ветроэнергетика будет «работать» в локальных зонах, дополняя производство электроэнергии традиционными источниками энергии.

Гелиоэнергетика. Многие эксперты оценивают развитие гелиоэнергетики к середине XXI века в объёме, примерно, равном 20 % всей производимой энергии. В настоящее время электроэнергия, полученная на основе солнечного излучения, составляет менее 0,5 % от мирового объема энергии. Существующие ограничения бытового применения гелиоэнергетики свидетельствуют о наличии ряда препятствующих экономических и технических проблем. Так, наиболее крупный из известных проектов - «сахарский проект», предусматривающий размещение в регионе около 1 млн штук батарей больших размеров, является очень дорогим. Его стоимость составляет примерно 500 млрд дол. США и он не может окупиться даже при условии не снижения цен на энергию. Для реализации этого проекта необходим постоянный и долговременный рост цен на электроэнергию. Кроме того, проект имеет техническое ограничение по передаче электроэнергии в Европу. Вероятно, расширение использования гелиоэнергетики возможно при размещении энергоустановок на спутниках Земли. Однако, в этом случае трудности передачи электроэнергии, по сравнению с «сахарским проектом», могут увеличиться. Скорее всего, это направление энергетических технологий в предстоящем периоде не сможет заменить традиционную энергетику в ценовом коридоре снижения цен на энергоресурсы. Её развитие в значительной мере может быть обеспечено удорожанием традиционных источников энергии. Вероятнее всего, в предстоящем периоде гелиоэнергетика будет иметь «локальное» значение, дополняющее традиционную энергетику.

Геотермальная энергетика. Это направление энергетики основано на производстве тепловой и электрической энергии за счет использования естественного тепла Земли. Геотермальная энергетика может конкурировать с традиционной и является весьма важным направлением новых энергетических технологий, особенно в условиях падения цен на энергоносители. Однако её применение, в силу естественных причин, будет ограниченным. Являясь перспективным направлением, геотермальная энергетика не в состоянии заместить традиционную. В этой связи она может успешно развиваться лишь как дополнительная часть к традиционной энергетике.

Водородная энергетика. Это направление предусматривает применение водорода в качестве средств для аккумулирования, транспортировки и непосредственного потребления энергии. Предполагается существенное использование водорода для функционирования транспортной инфраструктуры. Водород имеет ряд преимуществ: он очень распространен на поверхности Земли, теплота его сгорания весьма высока. При горении водорода образуется вода. Однако существует главная проблема - получение водорода из воды. До недавнего времени водородная энергетика считалась весьма перспективной. В Южной Корее даже был принят план по её наращиванию в экономике, предусматривающий к середине XXI века производство энергии на водородных топливных элементах, в размере - более 20 % всей потребляемой энергии. Подобные амбициозные планы существовали и в ряде стран ЕС, и США. Однако все эти планы не предусматривают вытеснение традиционной энергетики. Её развитие существенно зависит от мировых цен на нефть. Водород, по сути, остается лишь аналоговым заменителем нефтяного топлива. Он не совершит революционных преобразований в двигателях, используемых ни в авиации, ни на автомобильном и железнодорожном транспорте.

Выше приведенный анализ портфеля энергетических технологий, рассматриваемый как базовый для будущего технико-технологического развития энергетики, показывает, что эти технологии не могут в полном объеме соответствовать довольно низким прогнозным ценовым параметрам стоимости энергии. Предлагаемые направления, хотя и называются альтернативными, но на самом деле не позволяют в ближайшее время обеспечить значительное увеличение производства энергии. Многие направления работают лишь как «аналоговые» заменители и (или) как дополнение к традиционной энергетике. В этой связи сложилась ситуация своеобразного «капкана», в который попала энергетика. С одной стороны, традиционная энергетика - подходит к исчерпанию своего развития, а с другой -, альтернативная энергетика еще не в состоянии не только её заменить, но и «выдвинуть» хотя бы одну из альтернативных технологий в качестве базовой.

В предстоящий период времени, вероятнее всего, будет характеризоваться, с одной стороны, исчерпанием потенциала традиционной энергетики, а, с другой - отсутствием энергетических технологий, способных, в условиях падения цен на нефть, полностью заменить традиционные источники энергии. Более того, рост добычи сланцевого газа, разработка нефтегазовых месторождений в северных и арктических территориях, а также стремление «запустить» в хозяйственный оборот аналоговые заменители топлива в известной степени продлят «жизнь» традиционной энергетики.

В этой связи предстоящий период на I-ом этапе развития энергетики, вероятнее всего, будет связан с весьма полиструктурной формой применяемых источников энергии. В ней, особенно в условиях снижения спроса на энергию, без особого доминирования будут присутствовать все известные энергетические технологии, включая традиционные. На втором же этапе и только в условиях дальнейшего снижения цен на энергию будут востребованы более радикальные» энергетические инновации. Внедрение таких инноваций позволит заместить традиционную энергетику и существенно снизить стоимость электроэнергии, что будет способствовать массовому развитию робототехники и появлению новых материалов. Это даст новый толчок для «радикального» роста производительности труда в экономике.

Будущие преобразования в энергетике, как минимум, должны быть связаны с беспроводной передачей значительных объемов энергии и с получением энергии из окружающей среды. Кроме того, будущие технологии должны не только обеспечить дальнейшее снижение стоимости потребляемой энергии, но и базироваться на принципах автономности генерации, снятии локальных географических ограничений по работе энергоустановок.

Ниже приведена краткая характеристика основных направлений радикальных инновационных технологий, адаптированная автором исследования по результатам опубликованных предложений ряда исследователей [16].

Магнитомеханический усилитель мощности. Установка позволяет использовать магнитное поле Земли для увеличения скорости вращения рабочего вала генератора или электромотора. Тем самым, увеличивается количество электроэнергии, получаемой от генератора, или уменьшается потребление энергии электромотором в сети.

Беспроводная передача электричества. Эта технология чрезвычайно актуальна, поскольку до 60 % электроэнергии тратится при передаче её по проводам к потребителю. Начавшие распространяться в последние годы беспроводные зарядные устройства для различных гаджетов свидетельствуют о возрождении практического интереса к беспроводной передаче электроэнергии. В этой связи компания Intel попыталась воспроизвести опыты Тесла по беспроводной передаче энергии для свечения ламп накаливания с КПД равным 75 %.

Атмосферная энергетика обеспечивает различные проекты получения накапливающейся в атмосфере электрической энергии. Один из путей состоит в технологии захвата энергии молний. Это направление является весьма перспективным.

Технология «E-Cat» и «холодный синтез». Автономный реактор «E-Cat» представляет собой источник фактически «бесплатного тепла». Принцип его действия состоит в использовании в качества топлив никеля и водорода, в процессе взаимодействия которых выделяется тепловая энергия и образуется медь. В основе функционирования реактора лежит низкоэнергетическая ядерная реакция (LENR). При работе реактора, мощностью 1000 квт, в течение полугода было использовано 10 кг никеля и 18 кг водорода.

КОРТЭЖ-технология представляет собой технологию генерирования электроэнергии на основе динамической сверхпроводимости. Эффект сверхпроводимости возникает при вращении металлического диска на высоких скоростях. За счёт этого вращения формируется «электронный жгут», парящий над диском, образуя ток большой силы, позволяющий получить сверхсильное магнитное поле для последующего генерирования электроэнергии. Существует возможность на базе этой технологии не только генерировать электроэнергию, но и создать двигатель для транспортных средств.

Нанопроводниковый аккумулятор. Суть инновации состоит в замене традиционного графитового анода аккумулятора на анод из нержавеющий стали, покрытый кремневым нанопроводником. Это позволяет создавать значительно большую пластичность энергии на аноде. Масса аккумулятора при этом снижается. Появление такого аккумулятора в перспективе позволяет вытеснить двигатели внутреннего сгорания на автомобильном транспорте.

Индукционные нагреватели. Индукционный электрокотёл, дающий значительное количество тепловой энергии при минимальных затратах электроэнергии. Предлагаемый электрокотёл по эксплуатационным затратам будет соответствовать уровню газовых котлов.

Установки для нагрева жидкости - вихревые теплогенераторы. Работа установки основана на следующем: жидкость прокачивается электронасосом через конструкцию определённым образом соединённых труб и нагревается до 90 градусов. Эти теплогенераторы используются для отопления помещений. Имеются конструкции, в которых в качестве рабочего тела пытаются использовать воздух.

Напряженные замкнутые контуры. Созданы специальные кинематические схемы, реализация которых позволяет извлечь дополнительную энергию. Возможности таких схем демонстрировались в конструкциях мельниц для измельчения отходов полимерных материалов. Затраты энергии на измельчение в этих мельницах меньше, чем в мельницах традиционных конструкций.

Конечно, выше приведенный портфель технологий ни в коей мере не является исчерпывающим, однако он указывает на вектор развития новых инновационных технологий, призванных, значительным образом, удешевить стоимость используемой энергии и обеспечить сначала конкурентное сочетание с традиционной энергетикой, а затем (на втором этапе) ее объективное замещение.

Даже если окажется, что цена нефти в долгосрочном периоде не будет сильно снижаться, формирование стратегии технологического развития, ориентирующейся на вектор радикальных инноваций, должно лишь ускорить это развитие за счет интенсификации НИОКР, но без дополнительных инвестиционных затрат, связанных с чрезмерным тиражированием аналоговых технологий.

Выше приведенное свидетельствует о неполноте прогнозов научно-технологического развития энергетики, базирующихся лишь на портфеле энергетических технологий, соответствующих периоду повышения цен на нефть, и необходимости проведении прогнозных работ, связанных с возможностью применения «радикальных» энергетических инноваций. Это потребует от органов государственного управления, как минимум, разработки комплексной маршрутной карты НИОКР, направленной на формирование вектора технико-технологического развития российской энергетики, учитывающего реализацию на первом этапе полиструктурного построения энергетики (включая традиционную энергетику) без доминирования каких либо технологий, а на втором этапе, в условиях продолжающегося снижения цен на энергию, применение «радикальных» энергетических инноваций, замещающих традиционную энергетику.

Литература

1. Авдилов А.Н., А.М. Кулькин. Парадигма современного научно-технического развития // М.: ИНИОН РАН. 2011. С. 304

2. Cliff Ranson. Revolutions in energy are brightening the future // Popular Science. June, 2015

3. Официальный сайт Всемирного банка.

4. World Intellectual Property Organization (WIPO)

5. Плакиткин Ю.А. Прощание с нефтяной эрой? // Мировая энергетика. 2006, № 1. С. 60-62.

6. Плакиткин Ю.А. Цены не нефть: Перспектива падения // Вестник РАЕН. № 1, 2013. Т. 13. С. 52-57.

7. Плакиткин Ю.А. Мировая экономика: Снижение цен на нефть возможно // Нефтяная вертикаль. 2012, № 21. С. 64-69.

8. Yury Plakitkin Divergent forecasts // М.: Oil in Russia, № 1. 2006. p. 38-40.

9. Плакиткин Ю.А. Мировой финансовый кризис, его причины и последствия для развития отраслей ТЭК // М.: Oil in Russia. № 4. 2009. p. 35-37.

10. Yury Plakitkin Russia' energy vector // М.: Oil in Russia. № 1, 2009. p. 33-35.

11.Плакиткин Ю.А. Мировая энергетика ХХI века: основные технологические приоритеты // Энергетическая политика. 2010, № 6. С. 4-14.

12. Плакиткин Ю.А. Экономика и глобальная энергетика: прогноз цен на главный энергоноситель // Энергетическая политика. 2012, № 5. С. 29-38.

13. Плакиткин Ю.А. Цикличность инновационно-технологических процессов в глобальной энергетике - использование фракталов технологического времени для прогнозирования развития отраслей ТЭК мира и России // Энергетическая политика 2014, № 6. С. 10-21.

14. Вернадский В.И. Проблема времени в современной науке. Изв. АН СССР, 7 серия, ОМЕН, 1932, No 4.

15. Чижевский А.Л. На берегу Вселенной: годы дружбы с Циолковским. М.: Мысль, 1993, 735 с.

16. ИГСО экспертная группа «Энергетическая революция: проблемы и перспективы мировой энергетики». М. 2012.

Размещено на Allbest.ru