Рост уровня жизни меняет представления потребителей о комфорте. Современные дома буквально «напичканы» электроникой и бытовой техникой. Увеличивается и средняя площадь жилых помещений. Все это ведет к росту счетов за энергию в структуре семейного бюджета. В России доля энергозатрат в общих потребительских расходах превышает 5%, а в низшей по доходам квинтильной группе приближается к 10%. Сэкономить на платежах можно за счет использования новых энергоэффективных технологических решений, которые лежат в различных плоскостях: применение новых материалов в изоляции зданий, повышение эффективности систем отопления и кондиционирования помещений, использование бытовой электротехники с высоким классом энергоэффективности, отказ от ламп накаливания в системах освещения и др. С развитием ИКТ, микроэлектроники, нанотехнологий все больше «умных» технологий проникают в повседневную жизнь, делая ее более энергоэффективной. В данном выпуске представлены некоторые технологические тренды, обеспечивающие управление и контроль за энергопотреблением в доме.
Человечество все активнее осваивает космическое пространство, чтобы решать, в том числе, вполне земные задачи. Для обеспечения из космоса различных высокотехнологичных видов деятельности на Земле и осуществления автоматических и пилотируемых полетов к окраинам Солнечной системы исследователи намерены в ближайшие десятилетия разработать новые технологии получения энергии, причем гораздо более эффективные — в плане легкости, надежности и продолжительности функционирования. Их поиск во многом сосредоточен в области ядерной энергии. Стандартные солнечные панели не пригодны для длительных полетов вдали от Солнца. Крайне важно также в целом минимизировать стоимость доставки на орбиту космических аппаратов и грузов. В данном информационном бюллетене рассматриваются три перспективных источника ядерной энергии, по которым Россия занимает уверенные позиции, а где-то — держит мировое лидерство: применение америция-241 в радиоизотопных термоэлектрических генераторах, ядерный космический источник энергии мегаваттного класса, «ядерная батарейка» на никеле-63.
Новая ядерная энергетика движется в сторону более надежных, безопасных, безотходных и универсальных технологий. Среди наиболее перспективных — гибкие (модульные) решения, которые позволяют наращивать любую мощность и функционировать долгое время в различных энергосистемах и природных условиях; одновременно производить электроэнергию, пар (тепло) и пресную воду; добиваться более эффективного использования природного урана посредством замыкания ядерного топливного цикла. В выпуске представлены три направления перспективных исследований и разработок в ядерной энергетике, в которых Россия занимает в мире уверенные передовые позиции. Эти разработки связаны с реакторами на быстрых нейтронах, атомными опреснительными комплексами, транспортабельными и плавучими атомными теплоэлектростанциями.
В условиях, когда использование углеводородов несет экологические риски, их месторождения истощаются, а мировые цены на них нестабильны, многие страны стремятся обеспечить свою энергобезопасность с опорой на возобновляемые ресурсы. Солнце — мощный и практически неисчерпаемый ресурс. Общий поток солнечной энергии за год составляет около 100 трлн тонн в нефтяном эквиваленте, что в 10 тысяч раз больше всего энергопотенциала Земли. В мире все более заметно развивается гелиоэнергетика, включающая производство электричества (фотовольтаика и системы концентрирования энергии Солнца) и тепла (солнечные коллекторы: плоские, трубчатые вакуумированные и воздушные). Несмотря на впечатляющие перспективы развития солнечной энергетики (только за последние три года суммарные установленные мощности солнечных батарей выросли более чем в 3,5 раза), объем вырабатываемой таким образом энергии еще невелик по сравнению с другими источниками, что связано с относительно высокой стоимостью ее генерации. Снизить ее можно за счет использования тонкопленочных фотоэлементов, плоских солнечных коллекторов и гибридных солнечно-ветровых установок. Этим трем перспективным направлениям технологических разработок посвящен данный выпуск информационного бюллетеня.
В последние десятилетия наметился глобальный тренд стабилизации, а в отдельных случаях и роста доли тепловых электростанций (ТЭС) в генерации энергии. Работающие за счет сжигания ископаемого топлива (угля, нефтепродуктов или природного газа) теплоэлектростанции сохраняют свою конкурентоспособность, несмотря на развитие атомной и альтернативной энергетики. Ввиду рисков аварий на атомных электростанциях, высокой стоимости используемых в ветровой энергетике редкоземельных металлов в будущем доля теплоэнергетики в мировом энергобалансе может увеличиваться. Главные проблемы современных ТЭС — низкая эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую при сжигании топлива и недостаточная маневренность (неспособность быстро изменять выдаваемую в сеть мощность). Новые технологии и материалы позволят в ближайшие десятилетия преодолеть эти недостатки и значительно повысить эффективность угольных, мазутных и газовых электростанций. Среди наиболее перспективных технологических решений для ТЭС — энергоблоки, рассчитанные на суперсверхкритические параметры пара, гибридные энергоустановки с совмещенными газовым и паровым циклами и высокооборотные газовые турбины малой мощности.
