Alekseenko

Круглый стол
«Наука – городу Новосибирску»
г. Новосибирск, 7 февраля 2014 г.
РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ
ЭНЕРГЕТИКИ И
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
С.В. АЛЕКСЕЕНКО
член-корреспондент РАН,
директор Института теплофизики СО РАН,
председатель Совета СО РАН по энергосбережению
ИННОВАЦИИ
Принцип реализации инновационного проекта –
непрерывное сопровождение
Демонстрационный
образец
Пилотный
образец
Производство
Рынок
Без наличия рынка – предшествующая цепочка бессмысленна при
любых затратах!
Современная тенденция – ФОРМИРОВАНИЕ РЫНКА!
В Академгородке – Пилотные установки (образцы).
ТЕХНОПОЛИС «НОВОСИБИРСК»
Необходимо рассматривать Академгородок как центр Технополиса,
имеющего многоуровневую территориальную структуру:
1 уровень: Академгородок, куда входят НИИ, НГУ, Технопарк :
(ЦОИР)
2 уровень: Предприятия Левого берега и г. Бердска (пояс внедрения)
3 уровень: ВАСХНИЛ, Медакадемия, Кольцово
4 уровень: Весь Новосибирск (предприятия, ВУЗы, МАРП)
Как первый шаг для 2 уровня надо организовать
Совместный совет директоров
(Совет директоров предприятий Левого берега уже существует)
Создание Технополиса – вклад в инновационное развитие России.
ОБРАЗОВАНИЕ
Образование – ключевой момент инновационной инфраструктуры.
Подготовка специалистов в новых областях знаний с инженерным
уклоном (нанотехнологии, биотехнологии, возобновляемые
источники энергии, информационные технологии…)
Инжиниринговая магистратура (НГУ и НГТУ) – недостаточно
(надо инженеров готовить с 1 курса. Пример – специальность
«Нанотехнологии в энергетике» в НГТУ с 2013 г.).
ЦОИР = НГУ + СО РАН + Технопарк (1 уровень Технополиса)
Непрерывность образования: Школа – ВУЗ – Аспирантура
ФМШ – НГУ – СО РАН
Шефство над школами (пример: Гимназия № 3 – ИТ СО РАН)
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ АКАДЕМГОРОДОК
Реализация инновационных технологий в области энергетики,
энергоэффективности и энергосбережения в Академгородке
(типа федерального проекта «Энергоэффективный квартал»)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Учет и регулирование потребления энергоресурсов
Тепловые насосы, холодильные машины, кондиционеры
Теплоизоляция (вентилируемый фасад; газобетон)
Мини ТЭЦ из паровых котельных (противодавленческие турбины)
Водоугольное топливо (ВУТ)
Утилизация тепла дымовых газов
Геотермальное тепло (петротермальное в перспективе)
Утилизация муниципальных отходов (КРТС; плазменные и каталитические
технологии)
Топливные элементы
Солнечная энергетика
Конверсия органического сырья в сверхкритической воде
Эффективные источники света: индукционные лампы; светодиоды
Очистка воды (ультрафиолет) и воздуха (каталитические очистители)
Рекуператоры тепла и влаги при вентиляции
«ЭКОДОМ» -энергоэффективный индивидуальный дом
Возможный способ реализации проекта – создание специализированного
Технопарка энергоэффективных технологий (отдельное здание с полигоном).
СОВЕТ СО РАН ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ
Председатель - чл.-корр. РАН, С.В. Алексеенко
1. Фундаментальные исследования в целях создания основ
энергосберегающих технологий
2. Разработка и реализация программ энергосбережения
3. Создание демонстрационных зон высокой энергоэффективности
ДЕМОНСТРАЦИОННАЯ ЗОНА ВЫСОКОЙ
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ СО РАН
1. Информационный центр программы «Энергосбережение СО РАН»
2. Распределенный автоматизированный комплекс оптимизации и
управления подачей тепловой энергии в среде АСКУЭ СО РАН
3. Энергоэффективное управление технологическим процессом на
энергообектах (АСУ ТП ТС1, ТКС ИТПМ и САУ ПУР)
4. Локальная автоматизированная система учёта и управления подачей
тепловой энергии
5. Тепловой насос
6. Рекуператоры тепловой энергии систем вентиляции
Монография:
«ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ СО РАН В ОБЛАСТИ
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ» (540 стр., 2009 г.)
ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ПРОГРАММЫ
- Государственная программа энергосбережения и
повышения энергоэффективности на период до 2020 г.
Национальная цель - снижение энергоемкости
экономики России на 40%!
- ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным
направлениям развития научно-технологического
комплекса России» на 2014 - 2020 годы
- ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры
инновационной России» на 2009 - 2013 годы
- РНФ (Российский Научный Фонд)
- Фонд Сколково
- Роснано
- Технологические платформы
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЛАТФОРМЫ
Всего 30 платформ в РФ.
ИТ СО РАН участвует в 6 платформах, имеющих отношение к
энергетике и энергоэффективным технологиям:
1. Экологически чистая тепловая энергетика высокой эффективности
(ВТИ)
«Перспективные технологии
возобновляемой
энергетики»
2. Малая распределенная
энергетика
(АПБЭ)
3. Перспективные технологии возобновляемой энергетики (РусГидро)
4. Технологии экологического развития (МГУ и др.) )
5. Комплексная безопасность промышленности и энергетики (ИБРАЭ)
6. Развитие российских светодиодных технологий (ГК «Роснанотех»)
РАСШИРЕНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИЭ
(ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПРОГРАММА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И
ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ НА ПЕРИОД ДО 2020 г.)
Обеспечение производства
электроэнергии за счет
использования ВИЭ к 2020
году на уровне
не менее 4,5%
(от общего производства
электроэнергии)
Прирост установленной
мощности возобновляемых
источников с
2,2 ГВт в 2009 году
до 22 ГВт к 2020 году
Установленная мощность,
МВт
2008 г.
2020 г.
12
7 000
Геотермальная
энергетика
76,5
750
Приливная
энергетика
1,5
4 014
Малые ГЭС
709
3 639
Солнечная
энергетика
0,05
859
Энергетика на
основе биомассы
1 400
5 100
Ветроэнергетика
НОВЫЕ ПЛАНЫ РАЗВИТИЯ ВИЭ В РФ
РАСПОРЯЖЕНИЕ ПРАВИТЕЛЬСТВА РФ ОТ 28 МАЯ 2013 г. N861-Р
Факт
Цель
Показатель
2009
2012
2010
2015
2020
Выработка электроэнергии, млрд. кВтч *
0,95
0,85
15,3
27,7
54,6
Доля от суммарной выработки в стране, %
0,10
0,08
1,5
2,5
4,5
Выработка электроэнергии, млрд. кВтч *
0,95
0,85
1,26
12,1
Доля от суммарной выработки в стране, %
0,10
0,08
0,11
1,00
Распоряжение Правительства РФ 2009 г.
Распоряжение Правительства РФ 2013 г.
* Включая ВЭС, мини-ГЭС (10 МВт и менее), гео-ТЭС.
Неизвестно обоснование целевых установок Правительства:
Ошибки прогнозирования до 20 раз!!!
С.П. Филиппов
(ИНЭИ РАН)
Научный совет РАН по нетрадиционным
возобновляемым источникам энергии
Председатель научного совета
ПОПЕЛЬ О.С., д.т.н., ОИВТ РАН
Заместители председателя научного
совета:
ФИЛИППОВ С.П., член-корр. РАН,
ИНЭИ РАН
АЛЕКСЕЕНКО С.В., член-корр. РАН,
директор Института теплофизики СО
РАН - Председатель Секции Совета по
Уральскому, Сибирскому и
Дальневосточному округам
АЛХАСОВ А.Б., д.т.н., Институт
проблем геотермии ДНЦ РАН Председатель Секции Совета по
Северо-Кавказскому и Южному
Федеральному округу
ЕЛИСТРАТОВ В.В. д.т.н., СПГПУ,
Председатель Секции Совета по
Северо-Западному округу
Ученый секретарь научного совета
КИСЕЛЕВА С.В., к.ф.-м.н., МГУ им.
М.В. Ломоносова
Состав секции по Уральскому, Сибирскому и
Дальневосточному округам
Председатель секции
АЛЕКСЕЕНКО С.В., член-корр. РАН, директор
Института теплофизики СО РАН
Заместитель председателя секции
МАРКОВИЧ Д.М., член-корр. РАН, ИТ СО РАН
Ученый секретарь секции
КУЙБИН П.А., д.ф.-м.н., ИТ СО РАН
Члены секции
КУЛАГИН В.А. д.т.н., СФУ, г. Красноярск
СТЕННИКОВ В.А., д.т.н., Институт систем
энергетики СО РАН, г. Иркутск
ФЕДЯНИН В.Я., д.т.н., Алтайский государств.
технический университет г. Барнаул
ШТЫМ К.А., к.т.н., центр ВИЭ, ДВФУ,
г. Владивосток
ЩЕКЛЕИН С.Е., д.т.н., УрФУ имени первого
Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург
ЗАКИРОВ Д.Г., д.т.н., генеральный директор
Ассоциации энергетиков Западного Урала
КОГЕНЕРАЦИЯ
ГЕНЕРАЦИЯ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА
СУЩЕСТВУЮЩИХ
ТЕПЛОВЫХ СТАНЦИЯХ
(КОТЕЛЬНЫХ)
Энергокомплекс в ННЦ
на базе паровой
противодавленческой
турбины 6 МВт
(НПВП «ТУРБОКОН»)
• Потенциал РФ: 25 тыс. МВт (12% РАО «ЕЭС России»)
• Расход топлива в 2 раза меньше, чем в РАО «ЕЭС России»
«Турбокон», ИТ СО РАН
КОНЦЕПЦИЯ МИКРОУГЛЯ:
ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ
Преимущества ультратонкого
помола ( 5 - 40 микрон):
- Значительное увеличение площади
твердой поверхности
- Высокая интенсивность горения
- Эффект механической активации
- Снижение температуры воспламенения
- Снижение выбросов NOx
ДЕЗИНТЕГРАТОР для микропомола с
механоактивацией
Возможное применение:
- Использование микроуглей как
основного топлива для небольших
газомазутных котлов
- Использование микроуглей вместо газа
и мазута для воспламенения и розжига
крупных котлов на твердом топливе
- Прямое сжигание микроуглей в
газотурбинных установках
Проблемы:
- Большие энергетические затраты на
микропомол
- Взрываемость угольной пыли
Параметры:
Средний размер частиц
Производительность
Энергозатраты
35 мкм
150 кг/ч
25 кВт ч/т
Бурдуков и др. (ИТ СО РАН)
ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОУГЛЯ В ЭНЕРГЕТИКЕ
ГОРЕНИЕ МИКРОУГЛЯ
уголь
Помол без механоактивации:
E = 190 кДж/моль
Схема сжигания
микроугля
бункер
циклон
мельница
Помол с механоактивацией:
E = 70 кДж/моль
котел
горелка
2013 г.: Применение микроугля
для розжига и подсветки на
Беловской ГРЭС
Бурдуков и др. (ИТ СО РАН)
ВОДОУГОЛЬНОЕ ТОПЛИВО (ВУТ)
Развита технология получения ВУТ
(65% угля) на основе шаровой
мельницы и генератора кавитации с
добавлением пластификатора. Размер
угольных частиц около 50-70 мкм.
Пневматическая форсунка на основе
эффекта Коанда
В СФО 60 000 котельных с КПД до 4550%. Перевод на ВУТ: КПД = 80-85%.
Сжигание ВУТ в промышленном
котле КЕ10-13 6 МВт «Завода
стеновых блоков» (газобетона) в
Матвеевке
Завод стеновых блоков,
ИТ СО РАН, «Теплопром»
ПЛАНЫ:
1. Создание системы централизованного
приготовления ВУТ с последующей его
доставкой на котельные (до 100 км)
2. Участие в проекте Сколково
3. Сжигание угольных шламов на Кузбассе
4. Пилотный проект в Академгородке на
базе ГУП «УЭВ»
КОТЕЛЬНАЯ НА ВОДОУГОЛЬНОМ ТОПЛИВЕ
В 2011 году в поселке Мошково НСО в муниципальной котельной
котел КЕ 10/14 был переведен на ВУТ.
Торжественное открытие
модернизированной котельной
Губернатором НСО В.А. Юрченко
ТВЕРДЫЕ БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ (ТБО)
Мировая тенденция: Waste-to-Energy
Теплота сгорания = 4200 - 7500 кДж/кг (бурый уголь 10 400 кДж/кг)
Выработка электроэнергии из ТБО в мире:
130 млрд. кВт.ч/год
В Новосибирске ежегодно производится около 3,5 млн куб. м ТБО (1 млн тонн).
Объем ежегодного производства ТБО в Новосибирске эквивалентен около
10 % от потребляемого топлива в пересчете на среднюю теплоту сгорания.
Твердые бытовые отходы, образующиеся на территории Новосибирска,
размещаются на 4 полигонах. Ни один из полигонов не оборудован системами
экологического мониторинга и технологиями защиты окружающей среды (воды,
земли, воздуха) от продуктов распада ТБО.
Корейская компания KEC Korea возьмётся за пилотный проект раздельного
сбора мусора и мусоропереработки полного цикла в Новосибирске.
Предполагается, что к 2020 году будет создано два мусоросжигающих завода
общей мощностью 600 000 тонн (сообщение от 30.01.2014).
ТВЕРДЫЕ БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ (ТБО)
КОМПЛЕКСНАЯ РАЙОННАЯ ТЕПЛОВАЯ СТАНЦИЯ 40 тыс. т ТБО в год
Высший приз
Международного
инновационного
форума – 2009
(Москва)
ИТ СО РАН,
Техэнергохимпром,
ВНИПИЭТ
Решение Совета безопасности РФ о критической ситуации с отходами и о
разработке программ обращения с отходами по федеральным округам.
Предложения: 1. Создание сети КРТС в Сибири. 2. Создание производственного
комплекса вблизи Академгородка на базе КРТС.
ПЛАЗМЕННАЯ ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ
Назначение: пиролиз, газификация или сжигание, бытовых, промышленных
и медицинских отходов с получением синтез-газа и тепла
Схема с
электродуговым
плазмотроном
-Глобальная проблема Кузбасса – отходы угледобычи и металлургии.
-Проект для Кузбасского технопарка: «Плазменная переработка
медицинских отходов»
- Проект для Китая по переработке сельхозотходов
ИТ СО РАН
ГОРЕЛКИ НА ОСНОВЕ САЖЕПАРОВОГО ГОРЕНИЯ
Новая технология сжигания некондиционных топлив и горючих отходов
(в т.ч. автопокрышек) в присутствии паров воды с использованием
каталитических свойств наночастиц сажи
Отбор частиц сажи
Автономная горелка
мощностью 20 кВт
Сжигание
автопокрышки
в парах воды
ИТ СО РАН, ИХКиГ, НГУ
КОНВЕРСИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В
СВЕРХКРИТИЧЕСКОЙ ВОДЕ (СКВ)
СКВ – активный растворитель органических
веществ и кислорода (P >22 МПа, T >374ºC)
Назначение:
*Конверсия органических веществ в жидкое
углеводородное топливо (ЖУВТ)
*Сжигание органических веществ с получением
высокоэнтальпийных продуктов для энергетических
установок.
Органические вещества: уголь, нефтяные остатки,
биологические илы, канализационные стоки
Проект для Новосибирска: при утилизации сточных вод с
долей органики 25% трубный реактор объемом 39 литров
буде производить 70 кг/ч ЖУВТ. Расход сточной воды - 234
кг/ч. Пучок из 100 труб будет давать 7 т/ч жидкого топлива.
Схема установки для конверсии гудрона в
СКВ при P = 30 МПа, T = 750oC.
Продукты: CH4, C2H6, …
Востриков
(ИТ СО РАН)
АБСОРБЦИОННЫЕ МАШИНЫ
ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ (АБТН) И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ (АБХМ)
Qт = 1,0
Абсорбционный ТН
Qп.т. = 1,2 - 1,7
Qн.п. = 0,2 – 0,7 (вода,
грунт, воздух, стоки)
Тепловые насосы –
основа энергосбережения
(экономия топлива – до 50% )
К 2020 г. вклад тепловых насосов в
теплоснабжение в развитых странах
составит 75%!
«ОКБ Теплосибмаш»:
22 холодильные машины,
3 тепловых насоса с 2001 г.
Премия Правительства РФ за 2013 г.
ИТ СО РАН, «Теплосибмаш»
Теплонасосная установка 7 МВт,
состоящая из двух абсорбционных
тепловых насосов АБТН-600Т с газовой
топкой.
АБСОРБЦИОННАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА (АБХМ)
ПРИМЕНЕНИЕ АБХМ В
АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ
Охлаждение реактора ВВЭР-1000
холодной водой 70С с помощью
АБХМ2-П вместо пароэжекторной
машины ПЭХМ.
Эффект: выигрыш 2 МВт э/э.
Первое применение в России –
Калининская АЭС (июнь 2013 г.)
ИТ СО РАН, «Теплосибмаш»
АБСОРБЦИОННЫЕ МАШИНЫ
ПРИМЕНЕНИЕ АБХМ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ
Две холодильные машины АБХМ-1500Тс
суммарной мощностью 3000 кВт (на природном
газе), ООО «Карачинский источник», 2010 г.
Назначение: охлаждение минеральной воды.
Холодильная машина
АБХМ-3000П мощностью 3000 кВт,
ФКП «Анозит» г. Куйбышев,
Новосибирская область, 2008 г.
Назначение: охлаждения воды
технологического цикла.
«Теплосибмаш»
УПАРИВАНИЕ ФИЛЬТРАТА
ПОСЛЕСПИРТОВОЙ БАРДЫ
В 2013 ООО «ОКБ Теплосибмаш» совместно с ИТ СО РАН завершили
проект
«Установка
упаривания
фильтрата
послеспиртовой
барды
производительностью 10 тонн/час по исходному фильтрату». Разработанная
технология имеет ряд преимуществ перед зарубежными аналогами.
Финансирование проекта на
50 % осуществлялось с
государственной поддержкой в
виде субсидии из средств
областного бюджета
Новосибирской области
В ходе реализации проекта
был разработан и изготовлен
экспериментальный стенд по
упариванию фильтрата
послеспиртовой барды. Стенд
расположен в Институте
теплофизики. Проведены
эксперименты по упариванию.
ИТ СО РАН, «Теплосибмаш»
ПАРОКОМПРЕССИОННЫЕ ТЕПЛОВЫЕ
НАСОСЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
Тепловые насосы нового поколения
основаны на применении современного
термодинамического цикла для
источников с переменной температурой треугольного цикла Лоренца. Он
реализуется посредством применения 3-х
ступенчатой конденсации. Такой насос
особенно эффективен при низкой
температуре окружающего воздуха.
T
3
Q конд.р.т.
5
tконд = +75°С
2
4
Впервые такой насос был запущен в
сентябре 2012 г. на курорте г. Горячинска
(Бурятия). Используются местные
геотермальные источники. Коэффициент
преобразования достигает 7 (!).
9
Q ж.р.т.
6
7
8
1
Q нпи.
tкип = 0°С
S
ЗАО “Энергия”; ИТ СО РАН
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ
ПРИПОВЕРХНОСТНОЕ ТЕПЛО
Геотермальные месторождения:
t > 100 °C
→ ГеоЭС
t < 100 °C
→ теплоснабжение
при низкой t → тепловые насосы
Мощность систем
теплоснабжения = 17 ГВт
Мощность ГеоЭС = 10 ГВт
Западная Сибирь – самый богатый
регион России по запасам
геотермальной энергии
Новосибирская обл.: t  39 °C
Томская обл.: t  85 °C
Паратунская ГеоЭС (1970)
Разработчик ИТФ СО АН СССР
Впервые в мире применена
фреоновая турбина:
Мощность 815 кВт. tвода = 80 °C
ГЛУБИННОЕ ТЕПЛО
(ПЕТРОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА)
ПРОЕКТ: Производство
электрической и тепловой энергии
на основе глубинного тепла земли с
использованием сверхглубоких
скважин (4 – 10 км)
Основа проекта: новые технологии
бурения сверхглубоких скважин
Расчетные показатели по теплу
Производство тепла
200 Гкал/ч
Глубина скважины
4,6 км
Число скважин
8
Температура пара
160 ˚С
Срок службы
30 лет
Себестоимость тепла 17 руб/Гкал
Поддержка 40 губернаторов
Рук. проекта: д.т.н. Н.А. Гнатусь
СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ (ФЭП)
Наиболее динамичный рынок.
Установленная мощность более 100 ГВт (из них 80% - в Европе).
Производство ФЭП в 2000г.: 260 МВт , 2012г. : 33 ГВт (Россия – 10 МВт)
Производство э/э: в Европе – 2,4% среди ВИЭ (2009г.) или 0,5 % от всей генерации
в Германии в отдельные дни – 50% при мощности 22 ГВт!
КПД: монокр.
15 – 16% (24%)
поликрист. 12 – 13% (17%)
аморфный 8 – 10% (11%)
Цена модулей ФЭП: 1 400 $/кВт (установок – до 3 600 $/кВт)
Стоимость э/э: 15 – 40 центов/кВт ч.
80% солнечных элементов используют c-Si.
Перспективы: 1.ФЭП с концентраторами энергии CPV (до 1000 солнц)
2. ФЭП на основе арсенида галлия – арсенида алюминия
3. Тонкопленочные солнечные элементы на гибких подложках
Для энергетики наиболее подходящим материалом является кремний.
Россия: Новочебоксарск – 130 МВт/г (a-Si). Проект – 85 МВт/г (CPV)
СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Gas Jet Deposition under Electron
Beam Plasma Activation
СТРУЙНЫЙ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ
МЕТОД
4
0
d
0
Electron gun
E~5keV
Activation
zone
Barrel shock
wave
Shock
wave
Substrate
Nozzle
Neutral molecules,
atoms, ions, radicals,
exited particles
To pump
Faraday
cup
Secondary
electrons
Supersonic
flow
boundary
jet
film
A
2
0
H
X
PT
1
Primary
beam
P
SiH +Ar
Gas flow
X
Gas
source
Heater
Vacuum chamber
Аморфный и поликристаллический
кремний для тонкопленочных
солнечных элементов
Скорость осаждения Si до 20 нм/с (в
100 раз выше, чем в других методах)
Опытный стенд для производства пленок
кремния (Шарафутдинов, ИТ СО РАН)
ПРОЕКТ: Организация производства
оборудования на базе: 1. Лианозовского
электромеханического завода (ЛЭМЗ)
2. НЗХК.
ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
ПРИНЦИП РАБОТЫ ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА
С ЩЕЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ
Топливо: водород
Катализатор: платина
Продукт реакции: вода
КПД = 50 – 70%
Реакции
Cathode: ½O2 + H2O + 2e¯ → 2OH¯
(электровосстановление кислорода)
Anode:
H2 + 2OH¯ → 2H2O + 2e¯
( электроокисление водорода)
ПОРТАТИВНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ НА
ЖИДКОМ ТОПЛИВЕ (РАСТВОР БОРГИДРИДОВ)
ПЕРВОЕ В МИРЕ ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА
Компания: Medis Technologies Ltd.
Производство: Завод в Ирландии
Производительность: 1,5 млн. ед./месяц
Мощность:
1,3 Вт
Емкость:
24 часа зарядки
Энергоемкость:
600 Вт.ч/кг
Назначение:
Зарядка мобильных
телефонов
Реакция: BH4  2O2  BO2  2H2O
Контракт
между
More Energy и
ИТ СО РАН
ПЛАНЫ:
Разработка ТЭ
мощностью 1 кВт
Автоматизированная линия
ПОРТАТИВНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ НА Al
Алюминий: анод и топливо
Токообразующая реакция:
Al aнод
OH
H2O
Al(OH)4
Al+3OH-- = Al(OH)3+3e
ИТ СО РАН
Воздушный катод
4Al+6H2O+3O2 = 4Al(OH)3
O2
O2+2H2O+4e =
4OH--
Мощность:
3,2 Вт
Время работы:
7 часов
Энергоемкость: 20 А·ч
Топливо:
Алюминий
Электролит:
NaOH (4M р-р)
Ингибитор:
Na2SnO2
Площадь катода: 30 см2
ПРОЕКТ: Организация производства
топливных элементов на ПО «СЕВЕР»
РАДИАЦИОННО-БЕЗОПАСНЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ
ТОЛЩИНОМЕР ГОРЯЧЕГО ПРОКАТА ЛАД-0Р3
Внедрен на Новосибирском
металлургическом заводе (2012 - 2013)
Заменяет на прокатном
производстве устаревшие
рентгеновские толщиномеры
Впервые создан информационно
измерительный комплекс на основе
синхронной дифференциальной лазерной
облачной триангуляции с
многоуровневой спектральной и
пространственной фильтрацией.
Относительная погрешность - до 10-5.
Лауреат конкурса Лазерной
ассоциации 2013 г.
Меледин (ИТ СО РАН, ОАО «ИОЭИТ»)
НАНОДИАГНОСТИКА МОЧИ
Метод диагностики:
Анализ распределения наночастиц
по размерам
Цель: Раннее распознавание
онкологических болезней
Место исследований:
Онкоурологическое отделение городской
клинической больницы №1
Научный консультант: Кунин И.С.
зав. отделением, к.м.н.
Муниципальный грант мэрии города
Новосибирска молодым ученым и
специалистам
«Разработка и внедрение нанотехнологии
лазерной диагностики онкоурологических
заболеваний в г. Новосибирске» от
27.04.2012
(аспирант Чубов А.С.)
ФЦП «Научные и научно-педагогические
кадры инновационной России». Проект
«Развитие методов исследования размерных
и структурных характеристик наночастиц в
биологических жидкостях человека»
Меледин (ИТ СО РАН, ОАО «ИОЭИТ»)
НАНОДИАГНОСТИКА МОЧИ
Донор №3
Донор №1
1.
2.
Широкие пики
Объекты в районе 2 мкм
1.Объекты 20-40 нм
2.Узкие пики
рак почки
1.
2.
3.
Донор
Широкие пики
Объекты в районе 2 мкм
Объекты в районе 20 нм
рак почки
рак простаты
№2
НАНОДИАГНОСТИКА МОЧИ
Экспериментальные результаты 07.2011.
АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА: МОДЕЛИРОВАНИЕ
ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛООБМЕНА В ТВС ВВЭР
Изменение
коэффициента
теплообмена (эпюра)
за ДР ТВС1200
Проведены испытания 19 типов дистанционирующих и
турбулизирующих решеток на имитаторах ТВЭЛов.
Проведение комплексных мероприятий по совершенствованию ТВС для ВВЭР позволило
увеличить мощность реактора на 5%, увеличить теплотехническую надежность ТВС в
условиях повышения мощности АЭС до 110% от Nном за счет применения решетокинтенсификаторов.
ИТ СО РАН; ИБРАЭ РАН; ОАО «ТВЭЛ»; НЗХК
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА
ИСТОЧНИКИ СВЕТА
УФ-ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ
В мире на освещение тратится
до 20% электроэнергии!
ИНДУКЦИОННЫЕ
БЕЗЭЛЕКТРОДНЫЕ ЛАМПЫ
* Натриевые
* Люминесцентные ртутные
* Неоновые
* Ксеноновые
Высокий к.п.д.
Высокий ресурс (до 10 лет!)
Ртутная лампа 200 Вт для
УФ – обеззараживания воды.
Неоновая лампа
Световая отдача 30 - 150 Лм/Вт
Мощность
0,1 - 100 кВт
Срок службы
до 10 лет!
Уланов (ИТ СО РАН)
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА
СВЕТОДИОДНЫЕ ИЗДЕЛИЯ
De Core Science & Technologies Ltd., Noida, Индия
LED Публичное
освещение
Солнечные
фонари
LED Мониторы
LED Автосвет
Завод De Core Science and Technologies Ltd., расположенный в Особой экономической
зоне города Нойды (Дели), предназначен для производства продукции для применения
в представленных сегментах рынка и автомобилестроении и является один из самых
крупных производств в мире с мощностью упаковки 360 МВт чипов в год. Компания
обладает IPR в области материалов, средств управления и производства данной
продукции. Политика – от кристалла к потребителю.
СОВМЕСТНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ De Core с ИТ СО РАН по
решению проблем теплообмена в светодиодах (с 2011 года).
Оформлены 3 патента по системам охлаждения светодиодных
ламп на основе тепловых труб.
Переход на светодиоды сэкономит России 2,5 ГВт мощности
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Проект «Экодом»
Меморандум о сотрудничестве с
Казахстаном:
Всемирная выставка ЭКСПО-2017
Проект «Энергоактивный безотходный
экопоселок» в Астане.
Первый этап:
создание экодома-лаборатории в 2014 г.
на территории Nazarbayev University
Проект ЭКОДОМА -лаборатории в ИТ СО
РАН (поддержка мэрии Новосибирска)
КОНЦЕПЦИЯ экологического развития культурно
-образовательного туристического центра
«Этномир» и жилого посёлка «Тихая гавань».
Концепция включает рекомендации по
преобразованию центра в энергонезависимый,
безотходный объект (Калужская область).
Демонстрационный домик в
«Этномире», использующий
альтернативную энергию
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
НОВАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ ФАСАДОВ ”Термолэнд”
Теплоизоляционная
фасадная панель с
вентилируемыми каналами
(внешняя lining от Dongbu
Steel, Korea).
Для Сибири достаточно
150 мм, что эквивалентно
2,5 м кирпичной кладки.
Фасад здания Института
теплофизики (декабрь, 2013)
Белый, Низовцев
(Термолэнд; ИТ СО РАН)
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Соглашение с ООО «Генерация Сибири»
•Энергетические обследования локальных источников теплоснабжения с
предложением мероприятий по повышению их энергоэффективности.
•Разработка способа увеличения срока службы машинного масла без
снижения основных характеристик
РЕКУПЕРАТИВНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ
Двухступенчатый дисковый теплообменник
Схема
Общий вид (без корпуса)
Тепловая эффективность
Терехов, Низовцев (ИТ СО РАН)
РЕКУПЕРАТИВНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ
Воздушный рекуператор УВРК-50
Опытная эксплуатация в ИТ СО РАН
Структура теплообменной матрицы
Низовцев (ИТ СО РАН)
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Система отопления «теплый пол X-L-pipe»
Испытания новых
конструкций теплых
полов с целью
определения
их эффективности и
оптимальных режимов
работы
Низовцев (ИТ СО РАН)