EXPO-2017: Алматы представляет

Умный город: энергия будущего

Менее трех месяцев осталось до открытия в Астане международной специализированной выставки EXPO-2017. Столица станет средоточием последних мировых разработок в области зеленой энергетики. «Вечерка» первой узнала, что представят в рамках концепта «Энергия будущего» алматинские ученые и молодые стартаперы.

Энергетика по праву считается центральным элементом современной мировой экономики. Степень ее доступности напрямую влияет на темпы развития целых государств, чьи энергетические потребности из года в год только возрастают. Конец эпохи углеводородов, уверены ученые, неминуем, и обеспечить человечеству энергетическую безопасность под силу только альтернативным ресурсам – силе солнца, воды, ветра и энергии космоса. Сегодня уже 30 государствам, успешно развивающим умные зеленые технологии, возобновляемая энергия обходится дешевле потребления нефти и газа, либо она сравнялась в цене с ископаемыми носителями. Эксперты прогнозируют: в ближайшие годы паритет стоимости будет достигнут в 80 процентах стран. Ответы на вопросы о том, как чистую энергию сделать еще более доступной, а технологии – совершенными, и призвана найти международная выставка ЕXPO-2017.

5 001
Алматы представит в национальном павильоне целый ряд проектов по различным направлениям концепта Future Energy. В числе экспонентов от умного города – резиденты бизнес-инкубатора Almaty Tech Garden, чьи стартапы прошли программу акселерации и вошли в топ, выиграв путевку на ЕXPO-2017. Один из проектов – фотонную ловушку, или инновационную солнечную батарею, представит команда КазНУ имени аль-Фараби. Авторы изобретения уверяют: их конструкция для преобразования солнечного света в энергию более эффективная, доступная и по-настоящему экологически чистая в сравнении с существующими аналогами.

5 002
– Работу в области гелиоэнергетики я начал еще в советское время в России при научно-производственном объединении «Квант». Мы работали над солнечными батареями Роскосмоса. Наша лаборатория занималась разработкой кремниевых солнечных элементов, технологией аморфного кремния. Перед нами всегда ставилась задача-максимум – изучить лучшее и сделать еще лучше. Этому принципу мы следуем и сегодня, – говорит руководитель проекта, старший преподаватель кафедры нелинейной физики и твердого тела физико-технического факультета КазНУ имени аль-Фараби Елдос Сванбаев. – В лаборатории университета мы разработали новую технологию изготовления солнечных батарей, особенностью которой стал принцип концентрации световых частиц. Как это работает? Принцип прост: луч падает на концентратор, собирается в специально отведенные места, где установлены солнечные элементы. Попадает и прямой свет, и дополнительно собранный. Соответственно, вырабатывается больше энергии. Да, в мире есть аналогичные разработки планарных концентраторов, лучшая из которых принадлежит канадской компании Morgan Solar. Систему, объединившую панель с концентратором, они запатентовали еще в 2011 году, а в следующем планировали запустить производство, но его нет по сей день. Впрочем, фактически мы стартовали в 2011 году, а в 2015-м провели первые опыты. Не совсем удачные, но методом проб и ошибок, как и в любой технологии, пришли к лучшему результату. Мы взяли технологию Morgan Solar за основу и усовершенствовали. Разработчики столкнулись с проблемой чрезмерно высокой степени концентрации, связанной с ограниченной апертурой. Наша же конструкция будет иметь больший угол захвата. И нам не потребуется радиатор для охлаждения, усложняющий конструкцию и отражающийся на цене.
Важный пункт в создании нового поколения солнечных батарей – сокращение расхода кремния в 4 раза, что удешевит аналог существующих установок вдвое. Именно этот дорогой «облицовочный материал», по словам авторов стартапа, формирует половину стоимости современных батарей. Сегодня минимальный оптовый ценовой порог на солнечные батареи китайских производителей 0,5 доллара США за 1 Вт, а значит, казахстанский продукт обойдется всего в 25 центов за 1 Вт. Более того, подчеркивают спикеры, производство кремниевых элементов в больших объемах наносит ощутимый ущерб экологии. Уменьшить содержание кремния, не теряя в мощности питания, и поможет встроенный концентратор из оргстекла.
– Батареи, реализующиеся сегодня на рынке, полностью покрываются кремнием, считающимся особо чистым материалом. Но это невыгодно, в том числе и для окружающей среды: кремний, как и железо, мы получаем из оксидов, – добавляет магистр КазНУ, выпускник Туринского политехнического университета (Италия) Азат Омиргали. – В результате карботермии выделяется СО2, а это парниковый газ. Если мир ставит задачу половину всей энергетики перевести на солнечную, то представьте, что и производство кремния надо будет увеличить в десятки и даже в сотни раз. Сократив его использование в батареях, мы сможем воспрепятствовать критическим темпам нарастания парникового эффекта. Если на обычную батарею нужно установить 100 солнечных элементов, то с нашим концентратором – 25. Разница существенная. На Западе на частные дома обычно устанавливают батареи с мощностью 3 кВт. Если брать сегодняшний минимум, то с нашей себестоимостью конструкция обойдется уже не в 1500 долларов, а в 750. При такой себестоимости наши панели смогут конкурировать с китайскими, что не удалось даже европейским компаниям. Многие заводы разорились и закрылись. В США на плаву остались всего две фирмы – First Solar, выпускающая тонкопленочные солнечные элементы, и Sun Power. Мы заточены на то, чтобы качественным и доступным продуктом отечественного производства в первую очередь обеспечить Казахстан, а с расширением – выйти на рынки Китая и Запада. ЕXPO-2017 поможет нам заявить о себе миру – это прямая дорога к инвесторам.
Впрочем, четкий бизнес-план резидентам Almaty Tech Garden уже помог заручиться поддержкой частного спонсора, который и поможет в создании образца фотонной ловушки для важной презентации в Астане. Только по самым скромным финансовым аппетитам, авторы проекта рассчитывают к 2020 году заработать свыше 150 миллионов долларов США. Минимальный капитал стартовых инвестиций для запуска производства – пять миллионов долларов. Окупить вложенные средства команда планирует уже в 2018 году. Сразу же после ЕXPO участники выставки намерены пробиться в топовые международные стартап-акселераторы.
– Возможность выхода на Запад есть, мы уже на стадии подачи документов. Стоит лишь пройти по конкурсу, и ты уже получаешь мотивацию – начальные инвестиции в размере до 150 000 долларов США, – раскрывает планы соавтор стартапа Азат Омиргали. – Естественно, конкуренция бешеная. Как правило, у зарубежных акселераторов в году два сезона. Из 10 000 заявок одобрение получают не более 25–30, предлагающих самые мощные продукты. Я более чем уверен, что именно мы пройдем, поскольку именно ниша альтернативной энергетики как ни одна другая нуждается в новых идеях. Сегодня вся проблема в менталитете отечественных инвесторов. По своему опыту знаю, что спонсоры уже через год хотят вернуть капитал, причем приумноженный вдвое. Мы не гарантируем полную окупаемость к следующему году, но мы ее прогнозируем и говорим, что это реально.
Марина ПЕСТРЯКОВА

Коста-Рика – первая страна, полностью перешедшая на альтернативную энергию, примет участие в EXPO-2017

5 003

Обеспечить энергобезопасность без нефти, газа и угля реально. Коста-Рика, участница EXPO-2017, доказала это всему миру уникальным экологическим экспериментом в марте 2016 года. Он заключался в полном переходе страны на возобновляемые источники энергии сроком на 75 дней. Энергопотребности покрывались исключительно за счет воды, земли, ветра и солнца. В итоге Коста-Рика стала первым государством в мире, на 100 процентов обеспечившим себя альтернативной энергией. Годом ранее Коста-Рика смогла получить 97 процентов энергии, выработанной из возобновляемых источников. Это притом, что чуть больше 65% электроэнергии здесь вырабатывают гидроэлектростанции, около 16% – ветряные, остальное – за счет геотермальной и солнечной энергии.

 

«Город солнца» в Китае

5 004

Лидер мировой гелиоэнергетики остается одним из самых показательных примеров. В 2016 году страна удвоила объемы энергии, вырабатываемой солнечными электростанциями. Выработка электроэнергии китайскими солнечными станциями за прошедший год составила 66,2 тераватт-часа. В совокупности альтернативные источники энергии пока обеспечивают только 11 процентов потребностей страны. Однако, по прогнозам экспертов, к 2030 году эта доля вырастет до 20 процентов. До 2020 года Китай планирует ввести еще более 110 гигаватт мощностей в солнечной энергетике и вложить $364 млрд в развитие возобновляемых источников энергии.
Основные мощности по преобразованию солнечной энергии расположены в так называемой Солнечной долине, созданной и бурно развивающейся недалеко от города Дэчжоу. Идею Города солнца, как еще называют эту долину, воплотила в жизнь компания Himin Solar Energy, являющаяся сегодня крупнейшим в мире заводом по производству солнечной энергии. Долина выросла из головного офиса компании, окруженного многочисленными солнечными батареями, полностью обеспечивающими его электричеством. Проектом предусмотрены научно-исследовательские центры, учебные заведения, заводы по производству высокотехнологичной продукции, офисные центры и жилые дома для тех, кто работает в Солнечной долине.