Нано на замену газу

2012 год провозглашен ООН Интернациональным годом устойчивой энергетики для всех, одна из задач которого — активнее использовать возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Огромное внимание уделяется сфере и в нашей стране, что закреплено постановлением Президента «О ценностях развития индустрии Республики Узбекистан в 2011-2015 годах» от 15 декабря 2010 года. О достигнутом и перспективах в этом направлении — беседа с председателем Общества физики Узбекистана медиком физико-математических наук Давроном МАТРАСУЛОВЫМ.

— На каком уровне развития находится сейчас другая энергетика?

— Сначала давайте определимся с тем, что мы осознаем под этим термином. Другой нередко именуют энергетику, основанную на возобновляемых источниках, — солнечную, ветряную, геотермальную, термоэлектрическую, био-, гидро- и водородную. Но это понятие предполагает хоть какой вид энергии, хорошей от классической и обширно применяемой. Не считая него, нередко молвят о зеленоватой либо низкоуглеродной энергии, «низкоуглеродном обществе», где преднамеренно развивают надлежащие экологически неопасные источники. Большая часть ВИЭ отвечает этим требованиям. Более многообещающие из их — ветряная и солнечная, хотя их действенность находится в зависимости от климата того либо другого региона. Биогаз и биомасса уступают из-за ограниченности сырьевых ресурсов.

Идеальнее всего охарактеризовывают энтузиазм к другой энергетике денежные характеристики. Инвестирование в сферу вырастает. А именно, к 2010 году общемировой объем вложений превысил 200 миллиардов баксов. Посреди продвинутых стран первенствует Германия, где ВИЭ обеспечивают больше 20 процентов энергопроизводства. На долю развивающихся, включая Китай, приходится более половины суммы. КНР в протяжении последних трех-четырех лет лидирует как по объему, так и по темпам роста инвестиций. Выше трети средств ориентировано в солнечную энергетику, но толика последней в мировой коммерческой энергетике не превосходит 1-го процента. Значительную их часть составляет финансирование научно-практических исследовательских работ, которые в главном ориентированы на повышение эффективности технологий. Такой же вклад другой энергетики, без учета ГЭС, в создание энергии в Узбекистане.

— Какие возобновляемые источники являются более важными для нас?

— В короткосрочной перспективе — солнечная энергетика, биогаз и малые гидроэлектростанции. Последние прибыльно строить в горных и предгорных районах, а биогаз можно использовать в всех погодных критериях. Но значимее всего дневное светило. Солнечные лучи, падающие на поверхность Земли за день, превосходят по собственной энергии весь припас углеводородных и урановых источников. Главные достоинства нашего региона в том, что интенсивность их потоков является одной из наибольших на планетке, среднегодовое количество солнечных дней — 300. А поэтому эффективность перевоплощения энергии светила в электронную тут является наибольшей. Вместе с этим удачно можем развивать солнечную теплоэнергетику — она поможет отапливать помещения и опреснять воду, что в особенности животрепещуще для сельских районов.

По оценкам профессионалов, внедрение энергии солнца для выработки 25-30 процентов потребляемой сейчас в мире электроэнергии позволит уменьшить годичный выброс углекислого газа в атмосферу приблизительно на 23 миллиардов тонн, уменьшить вредный вклад термических электрических станций в изменение климата.

Энергию, полученную таким макаром, можно также экспортировать. Потому за последние два десятилетия энтузиазм к солнечной энергетике везде значительно вырос. В 1985 году ее мощность составляла 21 мегаватт, в 2008-м — 2000 мегаватт, а в прошедшем превысила 17000 мегаватт. Согласно жизнеутверждающим прогнозам, к середине сегодняшнего столетия объем выработки достигнет нареченной планки в 25 процентов глобального производства. Для этого необходимо общее внедрение солнечных панелей на бытовом уровне.

Также принципиально повысить эффективность преобразования энергии светила в электронную, другими словами КПД солнечных частей. Это уже задачка науки, и особенная надежда на данный момент возлагается на нанотехнологии. Ученые-физики трудятся над созданием частей третьего поколения на базе новейшей генерации материалов — так именуемых углеродных наноматериалов, с КПД выше 50 процентов, тогда как у имеющихся он не превосходит 30. Они, в особенности графен, владеют высочайшими ресурсосберегающими качествами, превосходящими обыденные в 10-ки и даже сотки раз, и позволяют достигнуть предельной миниатюризации устройств. В наиблежайшие пять-шесть лет такие элементы могут в корне поменять ситуацию в сфере ВИЭ, что также подстегивает энтузиазм к солнечной энергетике в мире.

— А что в длительной перспективе?

— На 1-ый план у нас и за рубежом может выйти водородная энергетика. Водород — одно из более всераспространенных на планетке и экологически безобидных веществ. Но технологически нерешенной неувязкой остается его неопасное хранение. Разработкой методов ее решения занимается на данный момент и ряд российских ученых-физиков. Хорошим видится хранение водорода в углеродных наноструктурах (нанотрубки, графен и т.д.) и клатратных структурах воды — наноразмерных полостях, образуемых ее молекулами. Последнее более неопасно и результативно исходя из убеждений коммерциализации. Тут основной задачей для науки является повышение газоемкости схожих структур до 150 л. газа на литр воды.

Решение вопроса позволит поменять углеводородное горючее водородным, существенно сократив при всем этом загрязнение атмосферы. Потому продвинутые страны вкладывают значимые средства в развитие этого направления и главные спонсоры исследовательских работ — наикрупнейшие авто производители.

Очень весомым может стать в дальнейшем и таковой метод производства энергии, как термоэлектричество. Он основан на появлении электронного тока за счет различия температур в соответственных материалах. До недавнешнего времени этот вид числился неперспективным из-за очень низкого КПД термоэлектрических устройств. У сегодняшних добротность не превосходит единицы. Чтоб сделать их коммерчески прибыльными, необходимо прирастить показатель в три раза, и в этом ученым помогают нанотехнологии. Эффективность термоэлектрических устройств уже удалось поднять до требуемого уровня методом сотворения низкоразмерных наноматериалов на базе углеродных наноструктур, но пока только в лабораторных критериях.

— Применение нововведений другой энергетики сейчас довольно недешево. Распространение солнечной затрудняют высочайшая, в особенности для бытового потребителя, цена солнечных батарей и большой срок окупаемости — выше 35 лет. При каких критериях стоимость вопроса может стать более доступной для массового внедрения?

— Заинтригованность страны и общества уже есть. Нужно научно обоснованное исследование потенциала другой энергетики, также рекламное исследование с ролью заинтересованных ведомств, денежных учреждений и личных структур, чтоб найти приоритетных потребителей.

Для решения прикладной составляющей вопроса в Узбекистане имеется достаточная кадровая база ученых-физиков, которые удачно работают в передовых направлениях. У нас есть опыт разработки и оптимизации технологических процессов производства мощных кристаллов и пленок кремния газофазными и вакуумными способами, также сотворения средств и способов контроля электрофизических черт полупроводниковых материалов и устройств.

Российские спецы по физике твердого тела разработали ряд действенных технологий для получения технического кремния из кварцевых соединений. Он является материалом для получения незапятнанного кремния — базы солнечных частей, также других полупроводниковых электрических устройств. Как понятно, ряд стран-производителей технического кремния — США, Китай, Южная Корея и другие — наложили запрет на его экспорт. Это значит, что он становится стратегическим сырьем вместе с такими материалами, как уран, плутоний, золото и платина.

На местности Узбекистана есть залежи кварцитов и жильного кварца с за ранее оцененными припасами в несколько 10-ов миллионов тонн, также месторождения кварцевых песков. Потому 12 декабря 2011 года Кабинет Министров утвердил вкладывательный проект организации первого шага выпуска технического кремния на СП ООО «Uz-Kor Silicon» в Навоийской области. Непременно, это позволит в предстоящем сделать в стране собственное высокотехнологичное создание солнечных частей и панелей по применимым ценам. Так что процесс внедрения возобновляемых источников энергии равномерно набирает обороты. И чем активнее они будут употребляться, тем паче инноваторской станет российская экономика, тем больше ресурсов мы сбережем себе и последующих поколений.

Дискутировал Рамиль ИСЛАМОВ
«Правда Востока», 21.1 2012г.

На SREDA.UZ иллюстрируют материал детские картинки участников конкурсов Ташкентского городского комитета по охране природы.