VI Международный конгресса «Энергосбережение и энергоэффективность – динамика развития»

Совместное заседание комитета по управлению национальной программы
«Солнечная аэрокосмическая энергетика России» с отделением «Энергетика» Международной академии информатизации

Тема обсуждения:

Основные положения программы развития аэрокосмической энергетики в России на период 2045 года (проект дорожной карты).

5 октября 2016 г. г. Санкт-Петербург,
КВЦ «ЭКСПОФОРУМ»

В расширенном заседании комитета по обсуждению основных положений программы развития аэрокосмической энергетики в России на период 2045 года (проект дорожной карты), концепция поэтапного развития распределенной энергетики с использованием аэрокосмических солнечных электростанций приняли участие представители и эксперты Минэнерго России, Минпромторга России, крупных энергетических компаний и ведущих научно-исследовательских и учебных институтов, а также – редакция журнала «С.О.К.».

На заседании был заслушан доклад А. С. Сигова, президента МИРЭА, В.Ф. Матюхин директора НИИЦ МИРЭА, И.Я. Редько, Заместитель директора Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН «Основные положения программы развития аэрокосмической энергетики в России на период 2045 года» (проект дорожной карты), сообщения членов комитета и приглашенных авторитетных специалистов ведущих предприятий России, в том числе: - д.ф-м.н., проф. Сергея Варфоломеева, научного руководителя Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, члена-корреспондента РАН, д.х.н, проф.; Ивана Редько, заместителя директора Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, , д.т.н., проф.; Либет Анатолия Анатольевича, к.ю.н., члена Общественного совета Минпромторга России (зам. председателя), члена Общественного совета Министерства энергетики РФ; В.М. Андреева, заведующего лабораторией фотоэлектрических преобразователей ФТИ им. А.Ф. Иоффе, д.т.н., профессор; Юрия Пирогова, заведующего отделом Центра магнитной томографии и спектроскопии МГУ, проф. физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, д.ф.-м.н., академик Российской экологической академии.

Участники заседания отметили:

-для удовлетворения непрерывно возрастающие потребности человечества в энергетики без катастрофического ухудшения экологической обстановки в мире активно ведётся поиск нетрадиционных (альтернативных) источников энергии, солнечная энергетика выходить на ключевые позиции развития ТЭК страны;

-создание солнечных космических электростанций с СВЧ и лазерными магистралями передачи энергии в настоящее время является очень дорогой, но реальной и крайне актуальной задачей России. Солнечные аэрокосмические энергетические комплексы с СВЧ и лазерными магистралями могут стать наиболее предпочтительными для построения распределенной энергетической системы России, в том числе для обеспечения объектов в районах крайнего Севера;

Решаемая проблема и цели, достижение которых ведет к ее решению, прямо соотносятся с решением приоритетных задач обеспечения безопасности страны, социально-экономического и социально-экологического развития Российской Федерации.

В докладе «Основные положения программы развития аэрокосмической энергетики в России на период 2045 года», А.С.Сигова, В.Ф. Матюхина, И.Я.Редько предложен проект дорожной карты поэтапного создания АКСЭС, заключающийся в создании прототипов АКСЭС с последовательно возрастающей размерностью для подтверждения принятых научно-технических решений и набора опыта по их реализации.

Представляется целесообразным сначала провести отработку технологий и устройств мощность 1-10 кВт на Земле, затем создать гибридный солнечно-ветровой комплекс на базе привязного аэростата мощностью 50 - 150кВт, после чего – приступить к созданию стратосферных солнечных электростанций (мощность 1-10 МВт) с трансляцией энергии на Землю, после чего приступить к созданию космического сегмента САКЭС,в том числе:

1этап 2017-2025гг. Определение облика солнечного аэрокосмического энергетического комплекса России. Определение тактики его использования в ТЭК России, оборонной и других областях народного хозяйства. Определение состава и структуры АКСЭС, состава кооперации. Создание и демонстрация эффективности ключевых технологий АКСЭС в наземных условиях. Создание демонстрационного (пилотного) образца аэромобильного солнечно-ветрового энергетического комплекса мощностью 50-150кВт.

2этап 2024 - 2032годы Разработка ключевых технологий и создание демонстрационного (пилотного) образца высотного (стратосферного) сегмента АКСЭС. Демонстрация эффективности стратосферного энергетического комплекса мощностью 1.5 – 25.0 МВт.

3этап 2027- 2035годы Разработка ключевых технологий и создание космического сегмента АКСЭС. Демонстрация эффективности ключевых технологий космического сегмента АКСЭС на низких орбитах мощностью 100кВт и стационарной орбите мощностью до 100МВт в натурных условиях.

4этап 2035- 2045годы Создание коммерческого образца АКСЭС мощностью 0.5 – 1.0 ГВт Создание наземной инфраструктуры обслуживания и эксплуатации АКСЭС. Организация серийного производства АКСЭС в России .

При реализации этапов проекта планируется дополнительно решить следующие важные проблемы:

· Осуществить развитие над территорией России трансконтинентальных беспроводных сетей из высокоэффективных телекоммуникационно-энергетических лазерных магистралей;

· Обеспечить возможность беспроводной доставки энергии на воздушные (стратосферные), космические и труднодоступные наземные объекты ;

· Обеспечить решение проблемы безопасности космического пространства Земли, включая астероидную безопасность и утилизацию космического «мусора».

Наиболее важными вопросами являются, естественно, экология и угроза безопасности людей, которые необходимо решить при принятии решения о создании САКЭС.

В.М.Андреев и М.З.Шварц предложили участие Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе в части разработке:

-источника электроэнергии – фотоэлектрической установки на основе каскадных солнечных элементов с концентраторами излучения и системой слежения за Солнцем;

- полупроводниковых лазерных модулей, питаемых от солнечной энергоустановки;

- тип лазеров – полупроводниковые, гетероструктурные на основе AlInGaAs;

- фотоэлектрических модулей преобразователей лазерного излучения (ФЭПЛИ) – полупроводниковые, гетероструктурные на основе AlInGaAs с КПД = 50-60%.

Юрий Пирогов провел сравнительный анализ передачи солнечной энергии из космоса на Землю по лазерным и микроволновым каналам. Он показал, что микроволновый канал как всепогодное средство транспортировки солнечной энергии из космоса является наиболее подходящим, объединив преимущества и светового (лазерного) канала передачи солнечной энергии и микроволнового: передача солнечной световой энергии с геостационарной орбиты на борт надатмосферного модуля будет осуществляться без потерь на космической трассе и может быть вполне реализуема при ограниченной поверхности модуля, а всепогодная транспортировка этой энергии с борта модуля на Землю по микроволновому каналу обеспечит доставку энергии на Землю без потерь в атмосфере. В микроволновом звене такой системы в качестве преобразователя СВЧ излучений в постоянный ток рекомендуется применять разработанный в МГУ высокоэффективный (с КПД до 80%) электронно-циклотронный вакуумный прибор.

Юрий Пирогов предложил включить в Программу «Солнечной аэрокосмической космической энергетики России» провести НИОКР по созданию пленочных наноантенн. Наноантенны основанны на волновых принципах накопления и детектирования солнечного излучения. Они состоят из наноструктурированных элементарных антенн (дипольных или спиральных), нагруженных на выпрямляющие диоды МИМ или «геометрического» типа. Достоинствами наноантенн являются высокая эффективность преобразования (до 70-80% КПД), простота их изготовления и развертывания, небольшой вес и отсутствие деградации электрофизических параметров.

Заслушав и обсудив доклады, члены комитета по управлению Проектом решили:

1.Принять за основу «Основные положения программы развития аэрокосмической энергетики в России на период 2045 года (проект дорожной карты)» А.С. Сигов, В.Ф. Матюхин, И.Я.Редько с учетом предложений участников заседания. Экспертной группе комитета доработать основные положения Дорожной карты.

2. Рекомендовать И.Я. Редько подготовить предложения об организации Секции «Космическая энергетика» в составе Рабочей группы по фотонике при Минпромторге России, которая создается в соответствии с поручением Заместителя Председателя Правительства Российской Федерации А.В. Дворковича на совещании 30 сентября 2015 г.

3.Обратиться к Руководству Страны с предложениями:

- Учитывая исключительно важное значение для страны развитие солнечной аэрокосмической энергетики в интересах оборонного и промышленного потенциалов России, а также для кардинального улучшения экологии в России, просить Президента России взять под личный патронаж постановку и проведение в стране национальной программы «Солнечная аэрокосмическая энергетика России».

- Принять к реализации 1 этап дорожной карты программы «Солнечная аэрокосмическая энергетика России», утвердить состав предприятий исполнителей 1 этапа и состав дирекции по управлению программой, определить объемы и источники финансирования, и государственного Заказчика Программы.

- Для развития Программу «Солнечная аэрокосмическая энергетика России», организовать международную кооперацию по разработке и реализации АКСЭС с привлечением, к реализации программы ведущих научных организаций и, прежде всего, Японии.

6. Провести обсуждение и доработку дорожной карты создания «Солнечной аэрокосмической энергетике России», в том числе по итогам VI Международного конгресса «Энергосбережение и энергоэффективность – динамика развития» не позднее декабря 2016г.

Итоговый текст резолюции по итогам обсуждения проекта резолюции в рамках прошедшего заседания подготовлен Президентом МИРЭА, академиком РАН А.С. Сиговым и заместителем директора ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН И.Я. Редько

Президент МИРЭА, академик РАН
А.С. Сигов
Заместитель директора ИБХФ им.Н.М.Эмануэля РАН
И.Я.Редько

Приветственное слово В.В. Рогоцкого участникам выставки

Приветственное слово Ю.А. Станкевича участникам выставки

Приветственное слово О.С. Попеля участникам выставки