До конца 2022 года Правительство РФ готово выделить более 47 млрд рублей на поддержку программ развития университетов — участников «Приоритета 2030», ведущих активную исследовательскую деятельность в различных областях науки и создающих новые технологии и наукоемкие продукты. Почти половина этой суммы — более 21 млрд рублей — будет направлена в виде грантов в 46 университетов, ведущих прорывные научные исследования и разработки.
Университеты прогнозируют высокие результаты и намерены собственными решениями вытеснить импортные технологии и продукцию с российского рынка, заняв на нем долю не менее чем в 30%. Одним из таких направлений могут стать разработки в сфере альтернативной энергетики.
Московский физико-технический институт (МФТИ) одним из приоритетных направлений исследований считает экологически чистую энергетику — разработку источников и накопителей энергии для электротранспорта, гибридных и безуглеродных энергокомплексов для удаленных поселений.
«В рамках программы «Приоритет 2030» НТЦ автономной энергетики МФТИ планирует реализовать крупный проект по созданию и обеспечению дальнейшего развития производства конкурентоспособных энергоблоков для электрических транспортных средств, комплекса оборудования для автономной и распределенной энергетики и технологий их производства», — отмечает Юрий Васильев, исполнительный директор Научно-технологического центра (НТЦ) автономной энергетики в составе Института арктических технологий МФТИ.
В планах у сотрудников разработка и испытание литий-ионных аккумуляторов различных электрохимических систем для применения в транспортных и стационарных батареях, создание систем контроля и управления энергообеспечением для электрических транспортных средств; разработка тяговых транспортных батарей для различных видов транспорта (колесного, рельсового и водного) и для стационарного применения. Кроме того, совместно с партнерами вуз планирует организовать опытное производство литий-ионных аккумуляторов (производительностью до 200-250 МВт*ч в год) и за счет вытеснения импорта занять не менее 30% российского рынка продукцией, созданной на основе разработок МФТИ в кооперации с промышленными партнерами.
Ученые МФТИ также ставят перед собой задачу по разработке и испытанию экспериментального гибридного энергокомплекса для удаленных поселений, в котором найдут применение солнечные батареи, ветроэнергетика, накопители энергии, топливные элементы. Пилотный проект планируется запустить в п. Лаборовая Ямало-Ненецкого автономного округа (около 600 жителей), а впоследствии тиражировать для других населенных пунктов, удаленных от электрических сетей.
Южно-Уральский государственный университет (ЮУрГУ) также ведет разработки в области возобновляемой энергетики, активно развивая направления солнечной и водородной, ветро- и гидроэнергетики. Сотрудники университета создали серьезный теоретический и практический задел, о чем свидетельствуют публикации ученых вуза в журналах первого квартиля.
Среди основных направлений развития в области альтернативной энергетики в ЮУрГУ можно выделить следующие:
— новая система ориентации горизонтально-осевой ветроэнергетической установки,
— система очистки воды на основе генератора ветроэнергетической установки и солнечных коллекторов,
— гибридный ветро-водородный энергокомплекс для Арктики,
— система подледной и подводной генерации в Арктике,
— комплекс производства электроэнергии на основе водородного замкнутого цикла с производством метанола,
— масштабируемый ветро-солнечный гибридный энергокомплекс двойного назначения,
— самораскрывающаяся ветроэнергетическая установка для экстремального климата,
— ветро-солнечная камуфлированная система для Красного моря.
«Совместно с Национальной лабораторией имени Лоуренса в Беркли мы ведем разработку ветроэнергетических установок с вертикальным осевым вращением. Они уже установлены в нескольких точках планеты, например, в Арктике на мысе Канин Нос. Сейчас перед нами стоит задача разработать устройство повышения эффективности ветроэнергетических установок за счет снижения ошибки ориентации. Статьи, которые мы публикуем в топовых научных журналах, показывают, что мы движемся в верном направлении», — сообщил Евгений Соломин, доктор технических наук, директор международного инновационного центра «Альтернативная энергетика» ЮУрГУ.
Студенты Сибирского федерального университета (СФУ) научились получать энергию из шишек, листьев и мусора, разработав вспомогательный модуль для биогазовой установки. Это устройство позволяет анализировать состояние сырья, находящегося внутри установки, а также помогает увеличить ее производительность. Производитель оборудования — новосибирская компания «СибБиоГаз» — уже подписала соглашение с участниками стартапа.
Биогаз возникает в результате разложения биомассы (например, бытовых отходов, травы, листьев и т.п.) в биореакторе. Полученный таким образом газ состоит из метана, диоксида углерода, водорода и сероводорода. Области применения биогаза весьма разнообразны: его можно использовать для производства электроэнергии, тепла, пара, или даже в качестве автомобильного топлива.
Основной фактор, влияющий на продуктивность биогазовой установки, — это состояние сырья (его температура, влажность, биохимическое равновесие). При поддержании этих показателей на необходимом уровне можно увеличить количество получаемого газа. Модуль, разработанный студентами СФУ, позволяет с помощью датчиков отслеживать состояние сырья и автоматически приводить его в норму, например, добавляя воду при падении уровня влажности. Проект поддержан грантом программы «УМНИК».
По словам разработчиков, переход на биогаз позволит придерживаться в энергетике экологического направления, поскольку технология захвата метана, применяемая в установке, поможет замедлить процесс глобального потепления. Такой опыт использования переработанной биомассы в качестве источника натурального безопасного топлива уже активно применяется во многих европейских странах.
