Нефтяное противостояние приближает конец эры ископаемого топлива
Развернувшаяся на фоне распространения коронавируса covid-19 жёсткое нефтяное противостояние основных нефтедобывающих стран Саудовской Аравии, России и Америки показывает, что политические и экономические противоречия, к сожалению, не утихают даже в дни всеобщей беды. Безусловно, что государства, построившие свою экономику на нефтегазовых доходах, просто не могут в одночастье перенастроить свой экономический уклад. Вложив гигантские капиталы в нефтегазовую отрасль, государства и бизнес-структуры не готовы терять прибыль на отлаженном бизнесе, приносящем солидные доходы в бюджет этих стран и рост благосостояния определённой прослойке управленцев и акционеров.
К большому сожалению, эта «прослойка» в основном уверена, что нефтегазовый «рог изобилия» будет существовать долго, возможно вечно. Хотя Правительство России и Президент Владимир Путин, и об этом нельзя не упомянуть, направили усилия на развитие и поддержку других важных отраслей экономики, как, например, сельское хозяйство, но это процесс крайне сложный и долгосрочный. Это видно и на примере развития гражданского авиастроения в России. Чрезвычайно сложно и дорого оказывается наладить не только выпуск гражданских самолётов, но и организовать их послепродажное обслуживание и ремонт на фоне успешных конкурентов. А повсеместное засилие китайского ширпотреба, компьютеров, гаджетов и т.д. стоит непреодолимой преградой перед желанием российского бизнеса инвестировать средства в строительство предприятий, выпускающих аналогичную продукцию. Последние события в мире показали при этом очень отчетливо, что экономическая сила и стабильность государства непосредственно зависят от его самодостаточности.
На фоне развернувшейся эпидемии, многие эксперты высказывают свои прогнозы относительно нового мирового уклада после выхода из экономической рецессии. Многим видится, что мир выйдет из рецессии на новый уровень технологического развития. Это означает в первую очередь и радикальные изменения в нефтегазовой отрасли. Мир вынужден будет отказаться от использования ископаемого топлива в производстве электроэнергии, тепла и газомоторного топлива. В переходный эволюционный период развития газ сохранит свою роль в среднесрочной перспективе.
Какие факторы в перспективе сыграют важную роль в вытеснении нефти в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания?
Не будем заострять сегодня внимание на солнечной и ветровой генерации. Плюсы и минусы данных видов электрогенерации широко известны, и эти минусы не позволяют, во всяком случае на нынешнем технологическом уровне, говорить о возможном полном отказе от ископаемого топлива за счет этих возобновляемых источников энергии и переходе к экономике без выбросов СО2 к 2050 году, как запланировано в ЕС.
Речь в данной статье пойдёт о разработке технологий, связанных с внедрением графена в качестве материала для новых источников генерации электроэнергии. С каждым годом появляется всё больше информации от учёных о свойствах графена, которые являются подходящими для создания принципиально новых источников постоянного тока. Это и большая механическая прочность, высокая теплопроводность и электропроводимость. Одна из особенностей графена состоит в том, что связь между углеродными атомами, образующими сетку, – это самая прочная химическая связь в природе. Из-за этого графеновая решетка исключительно правильная, регулярная, туда практически невозможно внести какие-то дефекты. В связи с этим электронная подвижность в графене колоссальная.
Изучением материалов с использованием графена для нужд электрогенерации занимаются лишь немногие научные центры. Изучения использования графена в заключаются основном в фундаментальных, а не в прикладных исследованиях,. Из известных центров прикладных исследований графена в качестве возможных источников получения электроэнергии можно выделить Массачусетский технологический институт (MIT) и немецко-американскую научно-технологическую компанию Neutrino Energy Group во главе с Хольгером Шубартом.
Хотя справедливости ради необходимо отметить, что MIT всё же на данном этапе пока только занимается изучением графена для получения постоянного тока. В настоящее время учёные этого института исследуют использование графена и нитрида бора для преобразования терагерцевых (или Т-лучи) волн (электромагнитные волны с частотой где-то между микроволнами и инфракрасным светом) в полезную энергию. Терагерцовые волны широко распространены в нашей повседневной жизни, и, если их использовать, их концентрированная энергия может потенциально служить альтернативным источником энергии. Учёные MIT обнаружили, что, комбинируя графен с нитридом бора, электроны в графене должны искажать свое движение в общем направлении. Любые входящие терагерцевые волны должны «переносить» электроны графена, как многие крошечные авиадиспетчеры, чтобы они могли течь через материал в одном направлении, как постоянный ток. Один из ведущих исследователей Лаборатории исследования материалов MIT Хироки Исобе констатирует, - «если мы сможем преобразовать эту энергию в источник энергии, который мы можем использовать для повседневной жизни, это поможет решить энергетические проблемы, с которыми мы сталкиваемся сейчас».
Но если учёные MIT только нащупывают возможности и экспериментируют в направлении создания устройства для получения постоянного электрического тока на основе графена и нитрида бора, то, по словам Хольгера Шубарта, генерального директора Neutrino Energy Group, - «компания полностью завершила работы по созданию Neutrinovoltaic технологии – способа получения электрического тока под воздействием частиц невидимого спектра излучения, таких как космических нейтрино, а таrже и других электромагнитных излучений природного и искусственного характера. Наноматериал, применяемый для генерации постоянного тока, представляет собой послойное нанесение графена и легированного кремния в несколько слоёв общей нано толщиной». Из этого утверждения можно сделать вывод, что терагерцовые волны также являются одним из источников появления постоянного электрического тока, но далеко не основным в отличие от результатов исследований MIT. Такое заключение можно сделать на основании опубликованных данных Neutrino Energy Group. Ранее опубликованные результаты независимого тестирования технологии в Швейцарском технологическом институте показали, что тестовые испытания энергетической ячейки на глубине 30-35 метров под землёй в бетонном бункере и в клетке Фарадея, полностью исключили воздействие терагерцовых волн на процесс генерации постоянного тока в указанных условиях. Однако даже в таких условиях приборы фиксировали мощность 2.5-3.0 Вт, получаемую с металлической фольги с нанесённым на её одну сторону многослойным нанопокрытием, созданным Neutrino Energy Group.
Всё эти результаты показывают, что работа компании Neutrino Energy Group продвинулась далеко вперёд по сравнению с результатами работ MIT. Кроме того, если учёные MIT работают над созданием источников постоянного тока для подзарядки небольших электронных приборов, таких как имплантов в теле человека, а также для зарядки личной электроники, такой как ноутбуки и мобильные телефоны от внешних сигналов Wi-Fi, то изобретение компании Neutrino Energy Group выходит далеко за рамки планов MIT и ставит своей целью полностью изменить систему энергоснабжения. Каждый электронный прибор, домашнюю технику, гаджеты и компьютеры предполагается оборудовать встроенным источником постоянного тока Neutrino Inside. Кроме того, в самые ближайшие годы планируется выпустить на рынок компактные источники тока, которые могли бы полностью обеспечить домашнее хозяйство в необходимой электроэнергии и тепле без необходимости подключения к общей системе электроснабжения. Но безусловным прорывом в технологическом развитии человечества станет возможность встроить в корпус электромобилей нейтринные источники генерации постоянного тока, которые позволят создать электромобили без необходимости зарядки их от общей сети электроснабжения.
Возможно, что именно эта инновационная технология способна преобразить мировой уклад и вывести в кратчайшие сроки экономики мира из глубокой рецессии. Такое революционное изобретение, как Neutrinovoltaic технология, её внедрение в повседневную жизнь и является переходом на следующий этап технологического развития мира.
