Глобальный энергопереход – стимул развития новых энерготехнологий
Глобальный энергопереход, который активно лоббируют западные страны как по политическим мотивам, так и в целях решения проблем глобального потепления, обойдётся мировой экономике в период до 2050 года в $275 трлн., по мнению McKinsey Global Institute, исследовательское подразделение консалтинговой компании McKinsey.
Наиболее пострадавшими в экономическом плане окажутся те страны, экономика которых основана на добыче ископаемого топлива и поставке его на мировой рынок. По расчетам аналитиков ВТБ Капитал, снижение выбросов на 25% обойдется России в 43 трлн рублей (или 1,3% ВВП ежегодно). Чтобы снизить их на 50%, придется потратить 86,6 трлн рублей (2,7% ВВП ежегодно). Сокращение выбросов на 100% к 2060 году потребовало бы затрат на сумму в 479,8 трлн рублей, что в годовом выражении эквивалентно 15% ВВП.
Особенностью для России является то, что значительную долю в структуре ископаемого топлива занимает уголь, который не только потребляется на внутреннем рынке России, но и отгружается на экспорт. Отказ от угольной электрогенерация будет происходить во многих странах в приоритетном порядке. Среди рисков энергоперехода - волатильность цен на электроэнергию, что сейчас и наблюдается в мире.
Различные группы учёных работают в настоящее время над созданием новейших технологий для получения электрической энергии. К таковым относятся исследования об использовании атомной энергии с различными видами топлива, термоядерный синтез, водородная энергетика и т.д. Однако, я убеждён, что чем проще технология электрогенерации, тем цены на электроэнергию будут ниже, что сейчас крайне актуально. Поэтому принципиально новый этап в развитии научно-технической мысли должен, я надеюсь, привести к созданию простой технологии получения электроэнергии из окружающего пространства.
И в самом деле, если в мире неплохо отлажена солнечная энергетика, работающая на преобразовании видимого спектра излучения солнца (солнечный свет), то почему не создать материал, который будет преобразовывать частицы невидимого спектра излучения солнца, например? При решении такой задачи, а это, в первую очередь, - создание новейших материалов для преобразования частиц невидимого спектра излучения в электрический ток, человечество получит источники энергии, которые будут генерировать энергию круглосуточно и не зависеть от погоды. Таким требованиям полностью отвечает Neutrinovoltaic технология - способ преобразования кинетической энергии нейтрино и других окружающих полей излучений в электрический ток, разработанная немецкой компанией Neutrino Deutschland GmbH и международным научно-исследовательским альянсом Neutrino Energy Group.
Преобразование энергии стало возможным благодаря созданию специального многослойного покрытиям, наносимого на металлическую фольгу или металлический материал-носитель. Состав покрытия представляет собой многослойную структуру из чередующихся слоёв графена и кремния с добавлением легирующих элементов, указанных в патенте № EP3265850A1.
Опыт и научное предвидение основателя и руководителя проекта и одновременно СЕО Neutrino Deutschland GmbH господина Holger Thorsten Schubart позволило компании занять приоритетные позиции в исследовании графена в качестве материала для генерации электроэнергии и намного опередить других исследователей в конкурентной борьбе.
Я часто встречаю комментарии читателей, которые далеки от понимания основ процесса получения электроэнергии при использовании графена в рабочем элементе и специалистов, которые начинают выводить формулы воздействия солнечных нейтрино на многослойный материал рабочей поверхности и доказывать невозможность получения тока от их воздействия. По этому поводу хотелось бы заметить следующее:
1. В 2015 году была присуждена Нобелевская премия по физике Такааки Кадзите (Takaaki Kajita) и Артуру Макдональду (Arthur B. McDonald) — руководителям двух экспериментальных групп, Super-Kamiokande и SNO, изучающих свойства нейтрино. Их работы убедительно доказали, что нейтрино, которых известно три сорта, способны осциллировать — самопроизвольно превращаться на лету друг в друга. Рождаться в реакциях с элементарными частицами могут нейтрино определенного сорта, а распространяться в пространстве могут нейтрино определенной массы. Именно доказательство наличия массы, а значит и энергии, является ключевым аргументом теоретической возможности конвертировать энергию нейтрино в электрический ток. В 2019 году была опубликована информация, что ученым Технологического института Карлсруэ (KIT) удалось определить массу нейтрино с беспрецедентной точностью.
2. Распространенное мнение среди специалистов и не специалистов о том, что нейтрино не взаимодействует с веществом – ошибочно. Об этом говорят опубликованные результаты исследований, проведенных в ORNL's Spallation Neutron Source (SNS) и опубликованных в журнале Science, которые представляют убедительные доказательства процесса взаимодействия нейтрино, предсказанного более 40 лет назад, но никогда не наблюдавшегося. Эксперимент COHERENT, в котором использовался самый маленький в мире детектор нейтрино, обнаружил большой отпечаток неуловимых, электрически нейтральных частиц, которые слабо взаимодействуют с веществом: по истечении более чем года работы в Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) Министерства энергетики США (DOE). В 2017 году было экспериментально обнаружено упругое когерентное рассеяние нейтрино.
Физик ORNL Джейсон Ньюби, технический координатор и один из 11 участников ORNL в COHERENT, в сотрудничестве с 80 исследователями из 19 учреждений и четырех стран, сообщает: "Единственный в своем роде эксперимент по физике частиц в Национальной лаборатории Ок-Ридж впервые измерил когерентное рассеяние низкоэнергетических нейтрино на ядрах". Исследователи первыми обнаружили и проанализировали когерентное упругое рассеяние нейтрино на ядрах. Описание экспериментов подробно приведено в статье «World’s smallest neutrino detector finds big physics fingerprint». Низкоэнергетические нейтрино, подобно теннисному шарику, налетающему на шар для боулинга, "ударяется" о большое и тяжёлое ядро атома и передаёт ему крошечное количество энергии. В результате ядро почти незаметно отскакивает, т.е. нейтрино низких энергий участвуют в слабых взаимодействиях с ядрами веществ.
3. Основной источник трудностей с изучением нейтрино заключается в их неуловимости. На нейтрино не действуют сильные ядерные взаимодействия и электромагнетизм. Нейтрино участвуют только в слабом взаимодействии. Из-за этого сечение рассеяния нейтрино очень мало и вероятность их детектирования ничтожна. Зарегистрировать нейтрино удается лишь тогда, когда под большой нейтринный поток подставляют огромный детектор. Однако, высокоэнергетические нейтрино регистрируются детекторами, а значит, они взаимодействуют с веществами.
4. Для разработчиков Neutrinovoltaic технологии не важно такое обстоятельство, полностью ли передаётся энергия от нейтрино веществу, как низкоэнергетические нейтрино, или передаётся только небольшая часть в виде увеличения колебаний атомов графена, важен лишь, чтобы при прохождении нейтрино через графен возникали «графеновые волны», наподобие волн на поверхности воды, когда в неё бросают камень. «Графеновые волны» хорошо видно в микроскоп с большим разрешением.
5. Необходимо отметить важную особенность новой технологии Neutrinovoltaic - абсолютно различные виды излучений, например электромагнитные, ионизирующие, нейтронное и т.д., пригодны для выработки энергии, но, именно космические частицы нейтрино являются важнейшим составляющим компонентом нового источника электроэнергии на основе Neutrinovoltaic технологии.
Neutrino Deutschland GmbH подала обширные международные патентные заявки на регистрацию оптимального материала-носителя при правильном геометрическом расположением покрытий для выработки электроэнергии под воздействием нейтрино и других частиц невидимого спектра. Они, вместе с обширными знаниями ученых, принимающих участие в работе в рамках проекта Neutrino Energy, составляют основу для будущего использования невидимого излучения для будущего энергоснабжения.
Согласно данным исследований Neutrino Deutschland GmbH можно подобрать материалы наноразмера, которые будут усиливать атомные колебания. Это очень важный вывод, который подтверждает, заложенные в основе Neutrinovoltaic технологии свойства слоистого композитного покрытия на металлическом носителе толщиной наноразмера, который способен преобразовывать энергию частиц невидимого спектра излучения в электроэнергию.
Автор: Румянцев Л.К., к.т.н., зам. председателя Научного Совета Neutrino Energy Group
Comments