Но при этом запрос на перспективные инновационные темы исследований в энергетике есть. Драйверами здесь выступают национальные программы поддержки инвестиций, цифровизация отрасли и растущие внешние рынки распределенной энергетики.
На практике большая часть этих средств (до 80 %) носит прикладной характер и идет на разработку обновленных линеек используемых сейчас видов оборудования и требований к ним. Энергокомпании заказывают исследования у научных и научно-производственных коллективов для создания оборудования с заданными функциями или программного обеспечения по известному техническому заданию.
НИОКР энергокомпаний в основной массе осуществляются на базе фундаментально исследованных научных принципов и испытанных технологических процессов. С одной стороны, такие исследования едва ли переведут технологическое развитие на новый уровень, но, с другой, серьезно повлияют на рынок оборудования, формируя актуальный технический и конкурентный ландшафт производителей.
Так, например, технологические стандарты для интеллектуального учета электроэнергии и соответствующие требования основных покупателей таких систем – сетевых и сбытовых компаний, могут определить не только предпочтительные технологии передачи данных (радио, PLC, 4 / 5G), но и контуры будущего рынка производства оборудования ежегодным объемом 40‑60 млрд руб. на десятилетие вперед.
Важно, что инициатором конкретной работы может быть и энергокомпания, и сам разработчик перспективного решения. Заказчик же, заинтересованный в запуске нового устройства в промышленную эксплуатацию, определяет бюджет НИОКР и проводит необходимые закупочные процедуры.
При этом «Росатом» во многом изыскивает ресурсы для инновационных разработок в федеральном бюджете: так, например, он претендует на 200 млрд руб. в разрабатываемой сейчас национальной программе «Развитие атомной науки, техники и технологий». Средства должны пойти прежде всего на развитие нового типа реакторов – на быстрых нейтронах.
Расходы на НИОКР «Росатома», в отличие от других российских энергокомпаний, в абсолютных показателях сравнимы с лидерами зарубежной энергетики. Французская EDF тратит на исследования 0,9 % от выручки, испанская Iberdrola – 0,8 %, шведский Vattenfall – 0,5 %, канадская HydroQuebec – 0,9 %. Надо отметить, что многие их этих компаний управляют широко диверсифицированным энергетическим бизнесом, а большинство контролируются национальными правительствами. А значит, затраты на науку и развитие технологий идут рука об руку с государственными приоритетами.
Надо отметить, что среди глобальных лидеров инноваций в энергетике практически нет исключительно сетевых или, например, генерирующих компаний. Основная масса компаний ТЭКа в мире, вкладывающих значительные средства в НИОКР, либо вертикально интегрированные крупные структуры, либо работают в отраслях с экспортным потенциалом, таких, как, например, добыча нефти и газа.
Есть амбиции войти в эти списки и у отечественных лидеров сегментов ВЭС и СЭС – «Хевел», «Солар Системс», «НоваВинд», которые пока сконцентрированы на реализации первого этапа программы поддержки ВИЭ в России объемом в 5,5 ГВт.
Серьезные инвестиции в НИОКР могут потребоваться и в рамках одобренного российским правительством плана модернизации ТЭС. Для повышения топливной эффективности электростанций нужны уникальные отечественные производства газовых турбин большой мощности и их компонентов. Задача стоит действительно амбициозная: например, итальянскому производителю Ansaldo понадобилось 14 лет (с 1991 по 2005 г.) на обретение технологической независимости от лицензионных газовых турбин Siemens. Претендуют на этот рынок и «Силовые машины» и «Ростех», хотя во многом они ориентируются на государственные субсидии.
Без подобных мер стимулирования инвестиций энергетики вынуждены существовать в жестких тарифных ограничениях, не имея ресурсов и стимулов для инвестиций в развитие. Кроме того, большая часть их бизнес-процессов регламентирована почти всеобъемлющим спектром отраслевых требований. Это и стандарты для применяемого оборудования, и требования к безопасности, нормы проектирования объектов, требования к ремонту и обслуживанию производственных активов, антимонопольные ограничения в работе с потребителями и поставщиками, стандарты обязательного информационного обмена с регуляторами и инфраструктурой рынка.
Все эти факторы не создают благоприятной среды для инновационного развития и вложений в новые технологии. Компании ограничивают свои затраты первоочередными нуждами и капитальными вложениями на поддержание ресурса оборудования.
В 2017 г. президент России поручил крупнейшим государственным корпорациям – «Ростеху», «Роскосмосу», «Росатому», Объединенной авиастроительной корпорации и Объединенной судостроительной корпорации создать собственные венчурные фонды.
Из энергокомпаний в этом списке пока только «Росатом», запустивший фонд на 3 млрд руб., но этот инструмент очень важен и нужен отрасли. Венчурное инвестирование позволяет корпорации-заказчику, входя небольшой долей в капитал разработчика перспективного продукта, выбирать и контролировать наиболее важные проекты. Команда основателей при этом сохраняет контроль в проекте и остается заинтересованной в коммерческой реализации технологии.
Пока этот рынок в России совсем невелик и составляет около 20 млрд руб. в год, проявляясь в основном в сферах ИТ, транспорта и финансов. Очевидно, что госкомпании даже небольшими усилиями могут серьезно изменить здесь расстановку сил, создав новую инфраструктуру для поиска и отбора проектов.
Одной из более актуальных потребностей отрасли в инновациях является цифровизация энергетики. Прямо сейчас энергетикам нужны разработки отечественного ПО управления электрическими сетями и микроэнергосистемами, систем информационной безопасности критической инфраструктуры, технологии анализа данных и предиктивной аналитики.
Но пока развитие инноваций живет в логике «догоняющей» модели, совершенно не новой для нашей страны. И если рассматривать направления по отдельности, то предпринимаемые усилия выглядят очень скромно. Так, глобальный рынок электрохимических накопителей энергии ежегодно удваивается и в 2019 году приблизится к 8 млрд долл. США. Отечественные же инициативы в этой чрезвычайно перспективной и «горячей» сфере пока сводятся к дорожным картам и неторопливому поиску площадок для размещения пилотных проектов. Хотя именно этот рынок, обладающий серьезным экспортным потенциалом, выглядит наиболее привлекательным для исследований и запуска инновационных производств.
Но о каком бы финансировании инноваций ни шла речь – государственном заказе, корпоративных закупках или привлечении венчурного инвестора, инициатором НИОКР всегда может выступить сам разработчик перспективного решения. Это значит, что технологическое будущее российской энергетики и ее конкурентоспособность на мировой арене находится в общих руках – государства, подконтрольных ему энергокомпаний и проактивных научных коллективов.
Взял в первую очередь для себя.
Новейшие технологии и перспективные направления
На сегодняшний день известны следующие разновидности инновационной энергетики (мы приводим их краткое описание):
Приведенный перечень исследований, направлений и готовых установок не является исчерпывающим. Однако он позволяет сделать вывод, что общество может приступить к осуществлению крупных проектов в инновационной энергетике, чтобы создать и развить принципиально новые технологии генерирования энергии. Благодаря этому будет создано важное условие выхода из тупика, как энергетической отрасли, так и всей экономики.
Крайне сомнительно, что нынешние руководство РАН и правительство России способны разработать целевую комплексную программу НИОКР в области новейших методов получения дешевой энергии на базе научных идей тех ученых и изобретателей, которые не могут до сих пор прорвать блокаду консервативной среды. Российские власти прямо заинтересованы в сохранении энергетического status quo на планете. Борьба начальства РАН с лженаукой обернулась забраковкой актуальных научных работ. Был зарублен «холодный синтез» ; не видно развития других направлений энергетики в рамках официальной науки. Однако остановить прогресс в энергетической сфере невозможно. Его блокировка в России может лишь осложнить судьбу господствующих сырьевых монополий.
7. Радикальные инновации
Современные исследования позволяют выделить несколько изобретений и сфер, способных сыграть важную роль в энергетической революции. Возможно, благодаря таким новшествам привычный мир навсегда уйдет в прошлое.
7.1. Нанопроводниковый аккумулятор
В 2007 году Стэндфордский университет представил новое изобретение. Им оказался нанопроводниковый аккумулятор, вид литий-ионного аккумулятора. Суть изобретения в замене традиционного графитового анода аккумулятора на анод из нержавеющей стали покрытый кремниевым нанопроводником. Благодаря способности кремния удерживать в 10 раз больше лития, чем графит стало возможно создавать значительно большую плотность энергии на аноде. Масса аккумулятора при этом снизилась. Предполагается, что со временем увеличение площади поверхности анода сделает процесс зарядки и разрядки более быстрым. До конца 2012 года ожидается начало коммерческого использования нового аккумулятора.
Появление в продаже более объемных и «быстрых» батарей способно не только облегчить жизнь владельцев переносных компьютеров и мобильных телефонов. Оно может означать начало реального вытеснения двигателя внутреннего сгорания в автодорожном транспорте электромобилями с большим запасом энергии и мощностью. Снижение стоимости производства аккумуляторов нового поколения, а также увеличение срока их жизни (как минимум до нескольких тысяч циклов) расширит поле применения автономных электронных устройств.
7.2. Беспроводная передача электричества
Необходимо различать беспроводную передачу электрических сигналов и электрической энергии. В первом деле человечество добилось уже больших успехов, во втором оно, как может показаться, делает первые шаги. В 2010 году Haier Group удивила мир первым в мире LCD телевизором. В основе разработки лежали исследования по беспроводной передаче энергии и на беспроводном домашнем цифровом интерфейсе (WHDI).
Однако еще в 1893 году Никола Тесла продемонстрировал беспроводное освещение люминесцентными лампами как проект для Колумбовской всемирной выставки в Чикаго. В 1897 году ученый зарегистрировал первый план беспроводной передачи электричества. Но способ, разработанный Тесла, не нашел широкого практического применения, что было, прежде всего, связано с достаточностью для экономического развития уже имеющихся базовых изобретений в электроэнергетике. Консервативную роль сыграли энергетические компании, не проявившие заинтересованности в беспроводной передаче электричества не только в рамках помещения, но и на расстоянии в тысячи километров. Столь же холодно они воспринимали попытки Тесла предложить новые — революционные способы генерации, взамен ранее выдвинутым им же методам. В 1917 году была разрушена принадлежавшая ему Башня Ворденклифа, построенная для проведения опытов по беспроводной передаче больших мощностей.
Начавшие распространяться в наши дни беспроводные зарядные устройства для всевозможных гаджетов демонстрируют возрождение интереса к беспроводной передаче электроэнергии. Перспективы этого направления колоссальны. Не случайно в 2008 году корпорация Intel попыталась воспроизвести опыты Тесла 1894 года, а также группы Джона Брауна 1988 года по беспроводной передаче энергии для свечения ламп накаливания с 75% КПД. Задачи и успехи современной беспроводной передачи выглядят скромно по сравнению с размахом работ Тесла столетней давности. Однако именно в наши дни кризис новой когда-то электроэнергетики делает работы в направление беспроводной передачи электричества чрезвычайно актуальными и ценными.
7.3. Атмосферная электроэнергетика
В 2010 году бразильский ученый Фернандо Галембекк сделал сенсационное заявление о возможностях получения атмосферного электричества. Согласно разработкам его группы из университета Кампинаш в Сан-Паулу мельчайшие заряды могут собираться из влажного воздуха. Как показали испытания, для сбора зарядов могут применяться определенные металлы, что в перспективе открывает крупные возможности для производства электроэнергии в регионах с влажным климатом. Считается, что совершенствование этой технологии даст человечеству еще один источник возобновляемой энергии.
Разработки бразильских ученых — не единственные попытки получить доступ к электричеству, заключенному в воздушном слое планеты. Существуют проекты летающих станций, занимающихся «ловлей» молний, а также наземных установок того же назначения. В России опытами в данной области занимаются сразу несколько групп, не имея никакой государственной поддержки. Бразильские исследователи стремятся разработать устройство для получения — «вытягивания» — электроэнергии из движущегося влажного воздуха. С этой целью проводятся эксперименты с материалами, что должно помочь выделить наиболее эффективные (более эффективные, чем кварц и фосфат алюминия) для содействия формированию электрического заряда в атмосфере. Однако описанные разработки в области атмосферной электроэнергетики не включают вызова молний — провоцирования грозовых разрядов с целью получения энергии, экспериментально опробованного Николой Тесла еще в конце XIX столетия. Работа в данном направлении может оказаться наиболее перспективной из всей группы исследований атмосферной электроэнергетики.
Критики опытов профессора Галембекка по получению «влажного электричества» подчеркивают, что данный способ может дать немного энергии. Но вся группа (как известных, так и не публичных) работ в области атмосферной электроэнергетики может оказаться куда более значительной по результатам. Постановка на службу человечеству энергии молний и атмосферного электричества вообще способна надолго и без гигантских затрат решить энергетический вопрос, как минимум дав один из основных источников электроэнергии недалекого будущего. Тесла говорил, что энергия окружает нас повсюду, и вопрос состоит лишь в том, как ее взять. Умение вызывать грозовые разряды и аккумулировать полученное электричество откроет новые возможности экономического развития мира, вновь сделав энергию дешёвой. Накапливаемая в атмосфере планеты энергия обладает колоссальным потенциалом.
В конце XIX — начале XX века Тесла попытался экспериментально получить доступ к «неиссякаемому источнику энергии неба». Работы в этой области шли совместно с исследованиями по беспроводной передаче электричества. Финансовые затруднения вынудили ученого свернуть работу, хотя он много лет безуспешно пытался найти поддержку своих исследований. Известным результатом его экспериментальной работы оказался вызов в Колорадо молнии, что привело к аварии на местной электростанции в результате возникновения короткого замыкания. В современных условиях при наличии государственной поддержки исследований по «приручению» атмосферного электричества такая технология способна оказаться чрезвычайно продуктивной, что в конечном итоге должно помочь технологическому преодолению энергетического кризиса.
Атмосферная электроэнергетика может в ближайшие десятилетия стать ведущим направлением в группе технологий, призванных обновить энергетику. Соответствующие работы сейчас активно ведутся в Массачусетском технологическом институте (Massachusetts Institute of Technology — MIT), есть также и российские разработки. Бесспорным является революционный характер исследований в области получения атмосферного электричества. При этом источник энергии зачастую оценивается как почти безграничный, а затраты по ее получению должны оказаться минимальными.
7.5 КОРТЭЖ — технология
Группой московских инженеров прорабатывается возможность производства электроэнергии на основе так называемой динамической сверхпроводимости. Эффект сверхпроводимости возникает при вращении металлического диска на высоких скоростях. Предполагается, что при вращении электроны диска концентрируются по периметру диска, что позволяет пропускать в этом месте очень большой ток. Сконцентрированные электроны образуют короткозамкнутый тороидальный электронный жгут (КОРТЭЖ). Благодаря этому жгуту ток отделяется от металла диска и не нагревает его, что и обеспечивает возможность пропускать электроток большой величины. Большой ток, в свою очередь, позволяет получать сверхсильное магнитное поле, которое может использоваться для генерации электроэнергии.
По данной технологии проведено большое количество опытов на экспериментальной установке, отработаны основные способы использования эффекта электронного жгута в качестве средства генерации энергии. Осталось проверить работоспособность технологии на полупромышленном образце. Остановка на данной фазе связана с финансовыми проблемами этого проекта.
7.5. E-Cat и «холодный синтез»
Изобретение Андреа Росси автономного реактора E-Cat открывает эпоху революции в энергетике. Демонстрация готовой работающей установки дает основания надеяться на запуск серийного производства аппаратов.
В конце октября 2011 года группа итальянских ученых во главе с Андреа Росси представила и протестировала в Болонье революционный автономный реактор, источник «бесплатного тепла» — «катализатор энергии» (E-Cat). Принцип действия его строится на использовании в качестве топлива никеля и водорода, в процессе взаимодействия которых выделяется тепловая энергия и образуется медь. В основе функционирования устройства лежит низкоэнергетическая ядерная реакциям (LENR). При работе установки Росси мощностью в 1000 кВт в течении шести месяцев будет расходоваться только 10 кг никеля и 18 кг водорода. Создатели подчеркивают: реактор обеспечивает выработку абсолютно чистой энергии, количество которой не ограничено. Ее производство возможно в промышленных масштабах, а сами установки планируется предоставлять в аренду.
Выпуск генераторов Росси, вероятно, начнется в США. Предполагается, что цена «домашнего» E-Cat составит 400-500 долларов, что не должно помешать изобретению окупится в ходе всего одного года. Перезарядка генераторов и их техническое обслуживание не будет дорогим. В отличие от автономных генераторов для промышленности, экономичные «домашние» агрегаты нельзя будет перестроить для применения в индустрии . Интерес в мире к работе итальянского ученого все более возрастает.
Длительное время мировая экономика обходилась без инноваций в энергетике. Прогресс в информационной сфере 1970-2000-х годов соединялся с застоем в области энергетики. Так называемые «альтернативные источники» не создавали реальной замены сжиганию углеводородного топлива. Биотопливо, ветровые и солнечные генераторы не ставили под удар старую энергетику. Разработки революционных технологий в энергетике, для получения атмосферного электричества или экономичной автономной генерации, блокировались правительствами и корпорациями. Появление реактора Росси пробивает брешь в обороне консерваторов. В ближайшие годы появятся и другие изобретения, радикально снижающие себестоимость энергии.
Современные технологии в различных отраслях и сферах постоянно развиваются путем внедрения креативных инноваций. Не исключением является и энергетическая область – инновации в энергетике стимулируют развитие бизнеса, автомобильной, нефтегазовой и прочих индустрий, а также существенно повышают качество жизни населения. Инновации, или нововведения, представляют собой опробование и использование технологических или иных других новинок, направленных на качественное развитие процессов жизнедеятельности, промышленности и т.д.
Инновации энергетического плана внедряются различными странами в самых активно используемых отраслях, а также заимствуются друг у друга. Одними из самых значимых инноваций можно назвать:
Говоря о первой инновации, стоит отметить, что ударная волна является самым результативным способом для рассеивания энергии. Ее можно успешно применять на глубине сланцевых пластов до тысячи или полутора тысяч метров. Индийская компания, специализирующаяся на исследовании технологии фрекинга, предложила использовать ударную волну в качестве более простой и выгодной по стоимости технологии для разрыва пласта, в сравнении с гидроразрывом. Подобная энергетическая инновация способна существенным образом изменить нефтегазовую промышленность, поскольку полностью отпадет необходимость использования воды в данных работах. Это позволит заметно уменьшить уровень загрязнения воды, ведь для гидроразрыва требуется не менее 4 млн галлонов на одну скважину.
Вторая интересная инновация в энергетике – это усовершенствованный способ нефтедобычи. Так называемый метод повышения нефтеотдачи подразумевает третичную обработку пластов, чтобы извлекать как можно больше продукта. Основывается такая технология на применении углекислого газа, повышающего скорость потока нефти и снижающего ее вязкость.
Что касается использования бактерий для устранения разливов нефти, данная инновация базируется на применении двух групп бактерий – обе они обладают свойством окислять нефть и таким образом сокращать масштаб разлива, либо заранее предотвращать его. На данный момент специалисты занимаются изучением рода бактерий Oleispira antartica, чтобы выяснить способность к существованию в низких температурах. Эта инновация позволит разработать эффективную стратегию по сохранению экологии и предотвращению нефтяных загрязнений.
И наконец, еще одна инновация – это автомобильное биотопливо, получаемое из клеток растений и животных. Биодизель и этан (самые популярные виды биотоплива) помогут стабилизировать ситуацию с ценами на мировом рынке и снизят расходы на НИОКР.
Помимо вышеперечисленных, инновации в энергетике
включают в себя и другие достижения, часть из которых уже достаточно широко используется. Так например, это ветроэнергетика – использование ветровой энергии для работы двигателей разного типа. Подобные системы можно встретить во многих заграничных странах, у нас эта технология тоже находит свое применение.
Не стоит обделять вниманием и тепловые насосы, их можно по праву назвать будущим энергетики. Они позволят заметно улучшить экологическую ситуацию за счет производства тепловой энергии, попутно существенно повышая уровень жизни населения, поскольку теплоснабжение является одним из ключевых секторов энергетики. Принцип действия тепловых насосов основан на трансформации низкотемпературной возобновляемой энергии, он известен более века, но активное применение находит только сейчас.
В 2004 году стартовало изучение такой инновации, как применение сжиженных углеводородных газов (СУГ) для теплоэнергетических установок. Использование СУГ вместо дизельного топлива позволит улучшить экологическую безопасность. Кроме того, данное топливо обладает высокими потребительскими свойствами и более низкой стоимостью в сравнении с другими видами топлива. Сегодня подобная инновация уже прошла многочисленные испытания и отличилась надежностью и эффективностью.
Последней энергетической новинкой можно назвать и светодиодные лампы. Они появились на рынке сравнительно недавно, но уже успели завоевать достаточно широкую долю. В сравнении с люминесцентными лампами и светильниками светодиодные варианты более практичны и экономичны, они обладают длительным эксплуатационным сроком. Практичный материал позволяет добиться снижения стоимости, что очень важно для широкого потребительского круга. Подобная новинка сейчас продолжает набирать популярность, особо заметен рост офисных светодиодных светильников и приборов для освещения магазинов.
Оригинальной инновацией мира энергетики является осмотическая станция, которая базируется на использовании морской соленой воды. Осмос – это физический эффект, происходящий в стволах деревьев и предназначенный для переноса питательных соков в зону, где происходит фотосинтез. Ученые-специалисты предложили задействовать подобный процесс для взаимодействия с водой. Если в один сосуд с перегородкой разместить пресную и соленую воду, то разница давлений заставить заработать процесс осмоса. Подобную реакцию можно использовать в работе гидроэлектростанций.
Интересная задумка требует доработки – в частности, пока ученые не могут решить вопрос с подбором наиболее подходящих мембран для осмотических станций. Если же это удастся сделать, то новинка прочно займет место в сфере гидроэнергетики и позволит заметно увеличить объемы энерговыработки, стабильно обеспечивая постоянно растущее население по всему миру.
Резервы такого процесса, как осмос, можно назвать достаточно впечатляющими. Эта инновация поможет с легкостью задействовать в человеческой жизнедеятельности энергию глубин океана, поскольку степень солености воды во многом зависит от температуры, а она изменяется с уровнем глубины. В связи с этим технология позволит избежать привязки строительства гидроэлектростанций к устьям рек, их можно будет размещать прямо в акваториях океанов. Поэтому сегодня ученые активно занимаются разработкой данной инновации для ее скорейшего внедрения.
От того, как активно внедряются инновации в энергетике и прочих отраслях человеческой жизнедеятельности, зависит успешное и полноценное развитие условия существования, повышение качества жизни и возможность экономить на ежедневных потребностях. Именно по этим причинам специалисты всего мира каждый день изучают новые разработки и пробуют их в практических условиях, чтобы найти действительно выгодные и полезные инновации.
Новые технологические вызовы регулярно испытывают глобальную энергетику на прочность. Неудивительно, что как в мире в целом, так и в нашей стране появляются прорывные технологии в сфере накопления энергии, возобновляемых источников, «умных сетей», способные кардинально изменить структуру отрасли и общий подход к генерации, передаче и потреблению энергии. В условиях мощного долгосрочного спроса на инновации стартапы в области энергоэффективности в ТЭКе обладают большим потенциалом для развития и успешной коммерциализации новых разработок.
За создание среды для поддержки таких разработок отвечает Кластер энергоэффективных технологий фонда «Сколково». О наиболее интересных проектах, возможностях выхода на международный уровень, сложностях внедрения инноваций и многом другом корреспонденту «ЭПР» рассказал вице-президент фонда «Сколково», исполнительный директор Кластера энергоэффективных технологий Николай Грачев.
В настоящий момент у нас порядка 340 компаний-участников. На прошлой неделе мы отчислили десять участников, которые не вели активную исследовательскую деятельность. Дело в том, что мы следим за тем, насколько компании, являющиеся резидентами «Сколково» и получающие налоговые льготы от нашего фонда, ведут заявленную ими научную деятельность. Замечу, что от потенциальных резидентов каждую неделю поступает 10‑15 новых заявок. Только в прошлом году к нашему кластеру присоединились более 80 новых компаний – это достаточно большой прирост.
– Какие критерии вы предъявляете к новым резидентам?
– Уже на входе у нас жесткий фильтр, через который проходит только четвертая часть заявок. Критериев несколько. Во-первых, учитываем инновационность самой разработки: наши внешние эксперты оценивают, насколько технология, которой планирует заниматься стартап в «Сколково», перспективна и инновационна. Проекты, занимающиеся только копированием или импортозамещением, в «Сколково» не проходят. Для нас важно, чтобы у старт-апа было зерно инновационности, чтобы технология по каким‑то характеристикам была лучше или эффективнее уже предлагаемых на рынке аналогов. Второй весомый аспект – коммерческий потенциал. На входе мы должны оценить, есть ли рынок у предлагаемой технологии. Для построения успешного бизнеса необходимо понимать свой целевой рынок, на который ориентирован ваш продукт. Третий критерий – адекватность команды. Смотрим, обладает ли она необходимыми научными и бизнесовыми компетенциями для успешного развития своего проекта.
– С большинством компаний мы знакомимся еще на этапе получения ими статуса. После этого совместно обсуждаем, в какой поддержке они нуждается, узнаем, какие ожидания относительно нашего участия у них имеются. Мы рассказываем о предлагаемых нами сервисах в части защиты интеллектуальной собственности, грантовой поддержки, выставочной деятельности. На самом деле многое зависит от того, на какой стадии находится стартап и что ему действительно необходимо для развития, ведь поддержка может быть разной. Допустим, у кого‑то уже есть готовое решение, но пока нет клиентов, и «Сколково» может открыть ему двери в крупный и средний бизнес, используя сеть индустриальных партнеров для продвижения его технологии. У кого‑то, возможно, еще нет готового решения или продукта, с которым можно идти к партнерам, для него важнее грантовая поддержка, которая позволит совершить переход от лабораторной стадии к опытному образцу. В таком случае обсуждаем, что необходимо для получения гранта.
Бывает, что у компании есть технология, но она не понимает, как ее интегрировать в бизнес конечного потребителя, и самое главное – кто может стать этим потребителем. В этом случае обсуждаем, с кем из наших индустриальных партнеров можно сделать бизнес-кейс, чтобы понять, как лучше всего интегрируется технология, какую проблему конечного потребителя она решает, какую экономическую выгоду дает, какие ограничивающие факторы имеются. Любая технология – это продукт, который проходит длинный путь от момента разработки до этапа коммерциализации. Исходя из нашей практики, как правило, самыми успешными становятся стартапы, разработчики которых смотрят на собственную технологию глазами конечного потребителя.
– Понятно, что работа над каждым проектом – процесс длительный, но сколько все же требуется времени, чтобы вывести стартап на этап коммерциализации?
– Всегда по‑разному. Это зависит и от самой технологии, и от размеров команды, и от доступного финансирования. У энергетических стартапов выход на коммерциализацию более длительный, чем, например, у ИТ-проектов. Мы видим, что некоторые компании, получившие грант пару лет назад, только сейчас завершили грантовый проект, создали пилотную установку, с которой могут выйти на рынок. Хотя, разумеется, если к нам приходят на более зрелой стадии готовности продукта, можно раньше перейти к этапу коммерциализации, начав переговоры с потенциальными потребителями.
Еще одно интересное и в то же время прагматичное решение для мониторинга, инспекции оборудования предложила компания «Мобин». Возможно, в их стартапе нет научного прорыва, но это действительно хорошее инжиниринговое решение: при помощи уникального прибора производится сбор параметров энергооборудования оперативным персоналом предприятия, измеряемые параметры сразу отображаются на планшетном компьютере и сравниваются с допустимыми значениями по данному виду оборудования. Затем собранные данные агрегируются в электронном журнале дефектов для дальнейшей обработки и устранения.
Много уникальных разработок в области накопления энергии. Так, компания «ТЭЭМП» разработала суперконденсаторы для применения в электротранспорте и электрических сетях. Удельная емкость и удельная мощность их силовых конденсаторов в разы превосходят имеющиеся аналоги. Надеемся, скоро у них появятся первые коммерческие контракты с российскими и зарубежными компаниями.
Быстрозаряжаемую батарею для стационарных накопителей энергии предлагает компания «4Д ЭНЕРГЕТИКС РУС». Не секрет, что в сетевых накопителях вес батареи менее важен, чем показатель стоимости одного заряда. В этом стартапе удалось совместить уникальное сочетание низкой себестоимости – шесть тысяч рублей за кВ-ч, быструю зарядку – всего десять минут, высокий КПД – 85 процентов и длительный срок службы изделия – более 20 тысяч циклов. Использование такой батареи позволяет снизить стоимость электроэнергии на 20‑40 процентов. Уже созданы и протестированы лабораторные образцы батарей на 48 В и 96 В, проведена базовая патентная защита материалов и технологии, отработаны ноу-хау по производству электродов батареи.
На стыке тематик вашего издания разработка компании «Энсол Технологии» – промышленные литиевые аккумуляторы энергии на базе уникальной системы активной балансировки, востребованные не только в России, но и в США. Сейчас они начинают разрабатывать решения для маневровых локомотивов, которых только в нашей стране порядка десяти тысяч.
Есть ряд хороших проектов в области промышленности по промывке разного вида оборудования, в частности по очистке теплообменников и нефтехимического оборудования. На самом деле это большая проблема для промышленности – теплообменное оборудование стоит дорого, хочется, чтобы оно служило дольше, но химически агрессивные способы очистки сокращают срок его эксплуатации. Некоторые из наших резидентов предлагают эффективные решения по очистке такого оборудования. Например, компания «Ангара» разработала технологию для очистки оборудования, применяемого при нефтепереработке, а «НаноСерв» – методику по очистке теплового оборудования внутри дома с помощью микроорганизмов, что выходит существенно дешевле, быстрее и экологичнее, чем при применении традиционных методов.
Появляются интересные проекты в области систем автоматизации промышленного производства, это еще одно большое перспективное направление. Прежде всего, имею в виду популярный во всем мире промышленный интернет. У нас появляются первые хорошие стартапы, имеется интерес со стороны промышленности. Проекты, реализуемые нашими резидентами в этой области, подтверждают: зачастую на предприятии никто не знает, эффективно ли работают станки и какова реальная загрузка оборудования, вследствие чего иногда принимаются неверные инвестиционные решения – в некоторых случаях достаточно оптимизировать логистику или работу оборудования, чтобы повысить его загрузку.
Проблема внедрения подобных решений действительно есть. Она связана в том числе с тем, что энергосервисные контракты не заработали на всю возможную мощность, по ним реализуется только небольшая доля проектов. В этой связи мы видим свою роль в активном продвижении наших участников на промышленные предприятия страны. Например, на прошлой неделе мы побывали в Набережных Челнах: привезли для компании «КамАЗ» пять проектов, и все они вызвали большой интерес. Подобные встречи организуем постоянно. Иногда сами выезжаем на предприятия, иногда принимаем их у себя. Результатом такой работы является сотрудничество наших резидентов с крупными отечественными производственными компаниями. Уралвагонзавод, Челябинский трубопрокатный завод, Магнитогорский металлургический комбинат и другие активно используют «Сколково» как площадку для поиска и подбора технологий. Замечу, мы можем не только предоставить уже имеющиеся у нас решения, но и разработать технологии под потребности конкретного бизнеса.
Таким образом, с рядом компаний у нас складывается более тесное взаимодействие: они используют площадку «Сколково», чтобы коммуницировать свои потребности, и уже совместно с помощью конкурсов или других акций мы ищем для них возможных поставщиков технологий. Опыт проведения подобного конкурса был с РЖД: они определили порядка 18 отдельных номинаций по достаточно узким тематикам, и вместе мы нашли ряд интересных им проектов. В сентябре запустим большой конкурс по интернету вещей и приглашаем компании, в том числе из ваших читателей, присоединиться к нему, сформулировав свои потребности, возможно, свои номинации, а также предоставить свое производство в качестве площадки для тестирования новых технологий. Словом, мы открыты для взаимодействия. Одна из наших главных задач – в ручном режиме состыковать на площадке «Сколково» спрос и предложение, ведь малый и средний бизнес могут подхватить этот спрос, а резиденты – разработать необходимый продукт. Эта работа ведется, но нам не хватает финансового рычага, финансового партнера.
– Вы упоминали о том, что некоторые проекты выходят на международный уровень. Это, скорее, удачное стечение обстоятельств или российские новаторы действительно могут предложить решения, которые будут востребованы за пределами страны?
– Однозначно могут. Порядка 10 процентов (150 компаний) резидентов «Сколково» уже работают на международном рынке. Так, нефтегазовые технологии наших компаний используются на Ближнем Востоке, в США, Канаде, Китае. Здесь вопрос не только в уровне инновационности предлагаемых технологий, а в том, насколько это готовое и продуманное инжиниринговое решение, насколько стартап понимает своего конечного потребителя и знает, как с ним общаться. Прежде всего, необходимо четко понимать, какими конкурентными преимуществами ты обладаешь, какие аргументы можешь предъявить в переговорах с потенциальным потребителем и какую нишу можешь занять. Многим стартапам мы упрощаем и укорачиваем этот путь, поскольку среди наших партнеров есть крупные международные компании, имеющие представительства в России, и через них можно выйти на международные рынки. Мы стараемся привлекать в нашу экосистему международные компании и благодаря им можем протестировать конкурентоспособность наших стартапов.
– Если к возобновляемой энергетике отнести накопители, являющиеся действительно значимым звеном, важной предпосылкой развития альтернативной энергетики, можно сказать, таких стартапов много. При этом, что интересно, разработок по солнечной и ветряной энергетике, скорее, немного, но они действительно прорывные. В развитии солнечной генерации активно участвует Исследовательский центр тонкопленочных технологий в энергетике, созданный при Физико-техническом институте им. Иоффе в Санкт-Петербурге. Ими разработаны и внедрены уникальные технологии, конкурентоспособные на мировом рынке с точки зрения КПД самих солнечных батарей.
Другой интересный пример из сегмента ветряной энергетики – ветроустановки для регионов с низкими ветрами, разработанные компанией «ВДМ – Техника». Одна из проблем ветроэнергетики в том, что, например, в Европе все прибрежные зоны с высоким ветром уже застроены, новых территорий для строительства таких установок практически нет. Остается два пути – выходить в море или модернизировать старые установки. В то же время на территориях, где скорость ветра не превышает пяти-семи метров в секунду, существующие ветроустановки работают неэффективно. «ВДМ – Техника» занимается разработкой ветроустановок для регионов с малыми ветрами. КПД такой установки будет существенно выше, как, впрочем, и экономическая отдача.
– Как вы сами считаете – насколько оправдано использование альтернативной энергетики в нашей стране?
– На днях вышел рейтинг экологической чистоты городов, в который, в числе наиболее загрязненных, попала и Москва. На мой взгляд, это своеобразный сигнал о том, что пришло время задуматься о своем здоровье и здоровье наших детей. Например, для европейцев мотивацией перехода на экологически чистый транспорт и внедрение альтернативных источников энергии служит, прежде всего, забота об экологии и собственном здоровье. Конечно, мы можем игнорировать мировые тренды, но рано или поздно придем к необходимости использования возобновляемой энергетики. Учитывая наш доступ к углеводородам, вероятно, не будет необходимости полного перехода на альтернативные источники энергии, но, поскольку нетрадиционная энергетика позволяет снизить затраты при невысокой себестоимости, в какой‑то момент времени она станет нормальным источником энергии в России. И на самом деле прогресс в развитии ВИЭ в России есть. Мы видим, как начинает реализовываться ряд проектов по солнечной энергетике.
– Каковы, на ваш взгляд, наиболее перспективные направления в энергетической отрасли на ближайшие годы?
– Если говорить про технологии, одно из самых «горячих» направлений, в котором ожидается прорыв с точки зрения себестоимости и технических параметров, – накопители энергии. Кроме того, будут востребованы технологии в области альтернативной энергетики и все, что связано с умными городами, домами, словом, интеллектуальная энергетика. Сегодня мы изучаем, как можно управлять нашим потреблением, как лучше интегрировать источники энергии, ведь интеллектуальная энергетика позволяет снизить капитальные затраты на развитие всей энергосистемы. Словом, в интеллектуальную энергетику будут идти большие инвестиции. В то же время мы видим, что реальная скорость внедрения инноваций в России далека от желаемой. Эта проблема часто поднимается в рамках рабочей группы Национальной технологической инициативы EnergyNET. Для ускоренного внедрения новых технологий надо создавать пилотные проекты, полигоны, где можно было бы быстро в тестовом режиме испытать новые решения и оценить их экономический эффект. В рамках EnergyNET в том числе планируется создание таких полигонов. Возможно, один из них появится на территории кампуса Сколковского института науки и технологий.
Николай Грачев – вице-президент, исполнительный директор Кластера энергоэффективных технологий фонда «Сколково» . В 1999 году окончил Санкт-Петербургский университет экономики и финансов, позже – Берлинский университет им. Гумбольдта и Лондонскую школу экономики.Более десяти лет работы в стратегическом консалтинге в Германии, России и Великобритании с McKinsey&Company и Roland Berger Strategy Consultants.
Последнее место работы до прихода в «Сколково» – партнер, глава энергетической практики в странах СНГ Roland Berger Strategy Consultants. До прихода в консалтинг опыт работы в венчурном инкубаторе (Venturepark Incubator AG) и банковской сфере (DresdnerBankAG).
В «Сколково» работает с 2014 года.
Как обеспечить конкурентное преимущество на годы вперёд.
Российская электроэнергетика сейчас подошла вплотную к той границе, когда нужно сделать выбор: либо продолжать развитие на основе старых и давно испытанных технологий, слегка их модернизируя, либо сделать рывок в инновациях. Ведь уже многие годы (а точнее сказать – десятилетия) новых технологий не появляется. Именно поэтому государство выступает с инициативами по законодательному закреплению расходов на НИОКР, а энергокомпании активно обсуждают свои программы инновационного развития.
В 90-е годы прошлого века средства на развитие существующих энергомощностей и новые разработки практически не выделялись. Может, на тот момент это было и не особо критично: с падением производства уровень энергопотребления сильно снизился. В новом тысячелетии всё изменилось. Развивающаяся промышленность требует ввода всё новых и новых мощностей, энергопотребление растёт, а уровень износа многих действующих станций диктует необходимость скорейшей модернизации. При этом есть возможность взять за основу самые лучшие мировые образцы технологических разработок, изучить и проанализировать зарубежный опыт развития возобновляемых источников топлива. А также начать создавать новые технологии, аналогов которым в мире пока ещё нет.
Для примера – давно назревшая проблема развития угольной генерации. Угольные энергоблоки, построенные в советское время, пришла пора модернизировать. Это понятно всем. Но стоит один вопрос: как? В какую сторону дальше должно развиваться это направление? Несколько лет назад была предложена технология перевода энергоблоков на работу на сверхкритических параметрах пара. Учёные обсуждают следующий шаг – работу на суперсверхкритических параметрах пара. Но ни та ни другая технологии до сих пор не внедрены в промышленное производство. Более того, как такового нет ответа на вопрос, насколько это коммерчески привлекательно. Пока эти вопросы не решаются из-за огромной стоимости НИОКР, которую не может «потянуть» ни одна компания. Но время заставляет всё активнее искать пути решения проблемы дальнейшего развития угольных энергоблоков, износ которых становится всё больше. В итоге электроэнергетические компании всё ближе подходят к пониманию того, что с подобными вызовами надо справляться сообща – ведь в этом случае затраты на НИОКР будут разделены между широким числом компаний, равно как будут разделены между ними и те многие риски, неизбежно сопровождающие любой процесс разработки новейших технологий..
Инновационная стратегия
Что бы объединить усилия всех энергетиков, «Интер РАО ЕЭС» учредила фонд поддержки НИОКР «Энергия без границ» (подробнее об этом читайте на стр. 13). Приоритеты инновационного развития в самой компании расставлены следующим образом: серьёзная модернизация энергетических мощностей, строительство современных станций на природном газе, использование экологически чистых установок, работающих на угле, развитие и внедрение энергосберегающих технологий.
Первыми результатами работы по внедрению инновационных технологий стали ввод второй очереди Калининградской ТЭЦ-2, строительство ПГУ-450 на Уренгойской ГРЭС, завершение первого этапа модернизации электролизной установки на Нижневартовской ГРЭС и другие проекты.
Сейчас реализация стратегии «Интер РАО ЕЭС» в сфере инноваций вошла в завершающую стадию. Начав с приобретения зарубежных технологий, энергохолдинг перешёл к их последующей адаптации и производству оборудования уже на территории России. В этом направлении в компании реализуется проект создания совместного производства малых паровых турбин и котлов-утилизаторов с машиностроительным концерном ALSTO M. Кроме того, совместно с корпорацией General Electric и ГК «Ростехнологии» реализуется проект по созданию производства высокопроизводительных и высокоэкономичных газовых турбинных установок (ГТУ).
Также в «Интер РАО» ведётся работа по созданию собственных технологий с инновационной составляющей, не уступающих мировым аналогам. Эти изыскания компания ведёт совместно с ведущими профильными и отраслевыми организациями. Например, в прошлом году научно-технический совет «Интер РАО ЕЭС» рассмотрел ряд отечественных разработок в области функциональных покрытий.
Московский энергетический институт (МЭИ) и Всероссийский теплотехнический институт представили оборудование и ионно-плазменные технологии создания многослойных многокомпонентных нанокомпозитных покрытий, которые, как было зафиксировано в решении совета, позволяют «улучшить антикоррозийные свойства, повысить износостойкость наиболее важных элементов теплоэнергетического оборудования, снизить интенсивность воздействия повреждающих факторов на функциональные поверхности и тем самым увеличить эксплуатационный ресурс энергооборудования».
Иными словами, эта технология позволяет сделать оборудование более выносливым, увеличить его КПД и срок службы. НТС признал важность продолжения работ по созданию высокоэффективных покрытий для различных видов энергетического оборудования и целесообразность участия «Интер РАО ЕЭС» в проектах Центра функциональных покрытий, создаваемого для этих целей на базе научно-исследовательского центра «Курчатовский институт». Оказалось, что применение технологии, казалось бы, далёкой от энергетики, может сэкономить миллионы, если применить её на станциях «Интер РАО ЕЭС».
Ещё один перспективный проект – создание энергетических установок нового поколения из наноструктурированных сталей, способных выдерживать суперсверхкритические параметры пара. Данные установки разрабатываются совместно с ведущими компаниями и институтами машиностроения стран СНГ: ОАО «ЭМАльянс», ГК «Российская корпорация нанотехнологий», ОАО «ЦНИИТМАШ»,ОАО «ВТИ», БелГУ и ОАО «Силовые машины». Показатели энергоблоков нового поколения на суперсверхкритических параметрах пара, создаваемые с использованием таких сталей, будут значительно превосходить уже существующие в России по удельному потреблению топлива, себестоимости производимой электроэнергии и выбросам парниковых газов в атмосферу.
Энергоэффективность: на станциях и не только
Одной из задач инновационного развития является повышение энергоэффективности станций. К 2015 году «Интер РАО ЕЭС» планирует повысить эффективность сжигания топлива в 1,5 раза и довести уровень собственного потребления энергии до 3–4 %. Этого планируется достичь в первую очередь за счёт снижения потерь энергии при передаче и распределении внутри энергообъектов. В частности, ещё в 2009 году «Интер РАО ЕЭС» создало с FENICE, дочерней компанией Electricite de France, СП для внедрения передовых энергосберегающих технологий, проведения энергетического аудита, а также инжиниринга в области энергосберегающих технологий. Причём предназначено всё это не только для внутреннего использования на станциях группы.
Российской особенностью энергетических инноваций является необходимость внедрения энергосберегающих технологий не только на самих электростанциях, но и за их пределами. Проблема – в очень высокой энергоёмкости отечественных предприятий. Наша страна потребляет в 2,5 раза больше энергоресурсов на единицу ВВП, чем страны с соизмеримыми экономическими показателями. И дело не только в том, что мы живём в холодном климате. Более бережное отношение к энергии позволило бы России, по самым скромным подсчетам Минэнерго, экономить около 1 трлн. рублей в год! Специалисты «Интер РАО ЕЭС» проводят комплексные обследования на промышленных предприятиях. Они собирают информацию об использовании энергоресурсов, чтобы выявить возможные пути повышения их энергоэффективности. Координацией этих работ занимается Центр энергоэффективности «Интер РАО ЕЭС». Результаты обследований лишний раз доказывают, что одним только наращиванием генерирующих мощностей проблему энергоснабжения не решить. Это всё равно что бесконечно пытаться наполнить дырявый мешок. А значит, тезис о том, что энергетика является локомотивом инновационного развития российской экономики, оказывается вдвойне справедливым. Ведь внедрение энергоэффективных технологий будет способствовать инновационному развитию промышленных предприятий и повышению их эффективности.
