В списке технологий альтернативной энергетики появилась новая – графеновая электрогенерация

Энергетика является основой экономического развития любого государства, соответственно, каждый новый этап научно-технического прогресса сопровождается изменениями в этой отрасли. Спрос на электроэнергию постоянно растёт, что требует ввода в эксплуатацию новых генерирующих мощностей. Кроме того, необходимо заменить устаревшие и отработавшие свой срок службы электростанции.

В современном мире наблюдается тенденция к постепенному переходу на технологии, которые не требуют использования углеводородов для выработки электроэнергии. Особенно это актуально для стран, не обладающих достаточными запасами месторождений углеводородов. В таких государствах приоритетное развитие получают альтернативные источники энергии, такие как солнечная и ветряная генерация, а также атомная энергетика, несмотря на ограниченность мировых запасов уранового сырья. В таких странах активно поддерживают установку солнечных панелей в частных домах. Это позволяет организовать распределённую электрогенерацию и снизить нагрузку на линии централизованного электроснабжения. Кроме того, владельцы подобных систем имеют законное право отдавать излишки энергии в общую сеть.

В области энергетических преобразований лидирует Китай. Каждый год в стране вводится в эксплуатацию больше ветряных и солнечных электростанций, чем во всём остальном мире вместе взятом. Однако стремительный рост производства электроэнергии на основе этих технологий создает серьезные трудности в поддержании баланса энергосистем и сохранении стабильной частоты электрического тока из-за непредсказуемости генерации вследствие зависимости от погодных условий. По мнению специалистов, доля солнечной и ветровой энергии может составлять около 30%, что позволит избежать необходимости использования дорогостоящих систем регулирования. При большей доле этих технологий электрогенерации в общем балансе требуются системы хранения энергии. Стремительный рост использования возобновляемых источников энергии может быть связан с серьёзными угрозами, особенно в Китае. Успехи в области производства ветровой и солнечной энергии могут привести к перегрузке энергосистем, что, в свою очередь, поставит под угрозу национальную энергетическую безопасность и может сделать все эти революционные изменения напрасными.

Приверженцы повсеместного использования солнечной и ветровой энергии в качестве источников электричества отмечают, что эти технологии требуют гораздо меньших капиталовложений и гораздо более короткого времени строительства по сравнению с атомной и гидрогенерацией. В ежегодном докладе Международного агентства по возобновляемой энергетике (IRENA) «Стоимость производства электроэнергии из возобновляемых источников в 2023 году» говорится, что в 2022 году энергия от новых гидроэлектростанций (ГЭС) была на 20% дороже энергии от солнечных электростанций (СЭС). В 2023 году эта разница уже составляет 30%. Эксперты считают, что этот факт необходимо учитывать при планировании строительства новых энергомощностей.

Эксперты международной экологической коалиции «Реки без границ» (Rivers without Boundaries) обращают внимание на то, что в 2023 году стоимость строительства гидроэнергетических мощностей составляла примерно 2800 USD за 1 киловатт установленной мощности. Это в 3,5-4 раза выше ($758 за 1 кВт мощности), чем для солнечных электростанций, в 2,5 раза выше, чем для наземных ветровых электростанций, и примерно столько же, сколько стоит строительство морских ветроустановок. Строительство ГЭС занимает в среднем в 7-10 раз больше времени, чем строительство солнечных электростанций, и в 5 раз больше, чем строительство ветряных установок. Однако, несмотря на более высокую стоимость, гидроэнергетика имеет и свои преимущества. Кроме того, при сравнении различных технологий электрогенерации необходимо учитывать годовую выработку электроэнергии, а не только капитальные затраты на строительство.

В скором времени традиционные технологии производства электроэнергии получат существенных конкурентов благодаря запуску предприятий, специализирующихся на выпуске графеновых бестопливных генераторов, которые будут работать на основе Neutrinovoltaic технологии, разработанной компанией Neutrino Energy Group. По словам президента компании Holger Thorsten Schubart, строительство первого завода, рассчитанного на производство 100 тысяч генераторов в год, почти завершено. В настоящее время завершаются работы по сертификации производства и продукции. На данный момент у предприятия уже есть подтвержденные заказы на 2025-2026 годы.

Бестопливные генераторы Neutrino Power Cubes обладают мощностью 5-6 кВт, что вполне достаточно для обеспечения электроэнергией частного дома, где проживает семья из четырёх человек. Размеры Neutrino Power Cube составляют 80x50x100 см, что позволяет разместить его внутри жилых или вспомогательных помещений, не создавая лишнего шума благодаря отсутствию вращающихся деталей. Гарантийный срок – 20 лет.

Благодаря непрерывной работе в течение 24 часов в сутки, 7 дней в неделю и независимо от погодных условий, Neutrino Power Cubes превосходит по эффективности другие технологии, включая солнечную и ветряную генерацию. Кроме того, массовое появление на рынке оборудования для графеновой бестопливной электрогенерации неизбежно заставит задуматься о финансовой целесообразности строительства малых АЭС. Ведь эти объекты требуют охраны и эксплуатационных расходов, в отличие от Neutrino Power Cubes. Генераторы оснащены разъемами для подключения оборудования с переменным током ~380/220/48/24 В (AC) и постоянным током 48/24 В (DC), что позволяет оптимально подсоединять различные устройства. Небольшие габаритные размеры Neutrino Power Cubes, позволяют размещать их непосредственно в месте потребления электроэнергии, что позволяет говорить об отсутствии потерь при передаче энергии до потребителей.

По словам Holger Thorsten Schubart, возглавляющего компанию, разработанный ею способ генерации электроэнергии на основе графена идеально подходит для создания электромобилей с внутренней Neutrinovoltaic электрогенерацией. В настоящее время ведутся активные исследования в этой области, и планируется, что прототип такого автомобиля будет представлен уже в 2026 году.

Стремительное развитие современных энергетических технологий неуклонно приближает тот день, когда человечество полностью откажется от использования ископаемого топлива для производства электроэнергии и в транспортной сфере.