Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Proekt_Strategii_SO-2030.doc
Скачиваний:
26
Добавлен:
09.09.2019
Размер:
12.12 Mб
Скачать

5.3.1.6. Приоритеты научно-технологического развития кластера

В энергетике перспективным является использование нанотехнологий. В энергетике наноматериалы используются для совершенствования технологии создания топливных и конструкционных элементов, повышения эффективности существующего оборудования и развития альтернативной энергетики (адсорбция и хранение водорода на основе углеродных наноструктур, увеличение в несколько раз эффективности солнечных батарей на основе процессов накопления и энергопереноса в неорганических и органических материалах с нанослоевой и кластерно-фрактальной структурой, разработка электродов с развитой поверхностью для водородной энергетики на основе трековых мембран). Значительный эффект ожидается от эксплуатации новых материалов в энергетике, особенно, для альтернативных источников энергии (солнечных батарей, портативных топливных элементов, аккумуляторов водорода, суперконденсаторов и др.).

Развитие новых технологий в направлении «Энергоэффективность и энергосбережение» позволяет значительно повысить энергоэффективность, обеспечить устойчивое энергоснабжение, уменьшить загрязнение окружающей среды, повысить экономический и оборонный потенциал страны, обеспечить достижение высоких стандартов жизни.

Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии позволят повысить эффективность, надежность, безопасность и экологичность отечественных систем транспортировки, распределения и потребления тепловой и электрической энергии. Также может быть достигнута экономия сырьевых запасов углеводородных видов топлива за счет сбережения тепловой и электрической энергии и уменьшение энергетических потерь при транспортировании, распределении и использовании товарных видов энергии.

По оценкам экспертов, наиболее важными энергосберегающими технологиями будущего являются: технологии передачи электроэнергии на дальние расстояния, повышение пропускной способности линий электропередачи за счет использования постоянного тока; сверхпроводниковые технологии и оборудование; технологии гибких (управляемых) систем передачи переменного тока, включающая современные многофункциональные устройства; переход в трубопроводных системах теплоснабжения на пенополиуретановые трубы, гидроизоляцию и инновационные технологии аккумулирования электрической и тепловой энергии. Отмечается необходимость создания интеллектуальных систем мониторинга, диагностики и автоматического управления для энергосистем.

Технологии хранения энергии позволят расширить применение и использование различных энергопотребляющих устройств по немедленному запросу в самых различных системах, в частности, использующих энергию из возобновляемых источников (ветровые, солнечные).

Другим важным направлением развития энергетики является производство электрической и тепловой энергии на энергетических установках различной мощности, работающих на органическом топливе.

В долгосрочной перспективе возрастет значение энерготехнологической переработки твердых топлив, в России имеется большой научный задел в данной области.

Особое внимание уделяется развитию возобновляемой энергетики, как ответу на глобальные вызовы, с которым мир столкнется в будущем. Наибольшее внимание в этой области в ближайшие 10-20 лет будет уделено развитию гидро- и ветроэнергетических установок, преобразователям энергии солнечного излучения и технологиям получения и энергетического использования биотоплива (Таблица 5.3.1.6.1 и Таблица 5.3.1.6.2).

Таблица 5.3.1.6.1 - Тематическая область «Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии»

Технологические группы

Продукты

Технологии передачи электроэнергии на дальние расстояния.

Кабельная продукция с изоляцией на основе полиэтилена с повышенной механической прочностью и тепловой стойкостью, с увеличенной токовой нагрузкой.

Электро- и теплоизоляционные материалы с улучшенными потребительскими свойствами.

Оборудование для ЛЭП переменного и постоянного тока нового поколения.

Устройства, защищающие сети от замыкания на землю и исключающие прорыв молнии к объектам различной высоты

Технологии аккумулирования электрической и тепловой энергии.

Оборудование и системы аккумулирования тепловой и электрической энергии, обеспечивающие снижение пиковых нагрузок на 25-30%

Высокоэффективные рекуператоры тепла вентиляционного воздуха.

Жидкостные системы аккумулирования тепла.

Твердотельные аккумуляторы тепла.

Системы аккумулирования тепловой энергии на основе фазовых переходов.

Накопители электроэнергии емкостью свыше 1000 мВтч.

Эффективные системы аккумулирования электроэнергии на основе суперконденсаторов, в т.ч. на базе наноструктур, для стационарных и мобильных устройств и машин.

Технологии, опирающиеся на низко- и высокотемпературную сильноточную сверхпроводимость – сверхпроводниковые технологии и оборудование.

Генераторы, электродвигатели, трансформаторы, кабельные линии электропередачи, токоограничители, индуктивные накопители энергии и другие электроэнергетические устройства для повышения эффективности, надежности, ресурса, экологической и пожарной безопасности энергосистем на основе сверхпроводящих материалов.

Инновационное оборудование для ЛЭП на основе сверхпроводящих материалов.

Электродвигатели на основе сверхпроводящих материалов.

Сверхпроводящие магнитно-накопительные системы, предназначенные для использования в системах производства, хранения и регулирования потоков электрической энергии большой мощности (десятки и сотни мегаватт).

Технология гибких (управляемых) систем передачи переменного тока, включающая современные многофункциональные устройства, в том числе устройства регулирования напряжения (реактивной мощности).

Гибкие линии электропередачи, статкомы и фазоповоротные устройства для них, управляемые шунтирующие реакторы и др. электрооборудование, повышающие пропускную способность, надежность и уменьшающие потери в электрических сетях.

Устройства для управляемых линий электропередачи (управляемых шунтирующих реакторов, тиристорных статических компенсаторов реактивной мощности, статкомов, фазоповоротных устройств, объединенных регуляторов перетока мощности).

Диагностика состояния и восстановление энергооборудования на месте установки и трубопроводных систем без вскрытия грунта.

Комплексные системы неразрушающего контроля, технического диагностирования и ремонтно-восстановительных операций для трубопроводного оборудования

Разработка измерительно-вычислительных комплексов для энергоэффективной эксплуатации энергетических комплексов.

Интеллектуальные системы мониторинга, диагностики и автоматического управления оборудованием (включая противоаварийное) и режимами работы энергосистем.

Интеллектуальные системы управления энергопотреблением многокомпонентных комплексов инженерного и технологического оборудования.

Интеллектуальные системы контроля состояния изоляции низковольтных и высоковольтных электроустановок и воздушных и кабельных линий и защиты в критических ситуациях.

Компьютерные системы оптимального управления функционированием и развитием сложных систем централизованного теплоснабжения с распределенными теплоисточниками и регуляторами.

Беспроводные интерфейсы и их элементная база.

Развитие систем контроля, учета и регулирования потребления тепло- и электроэнергии с учетом качественных показателей последних.

Регулируемые системы отопления и вентиляции жилых и общественных зданий, установки учета и контроля параметров вырабатываемых и потребляемых энергоресурсов, теплонасосные установки по утилизации сбросного тепла

Эффективные системы диспетчеризации и автоматического управления технологическими процессами при транспортировке и распределении тепловой энергии.

Интеллектуальные системы управления энергопотреблением.

Системы и технические средства диспетчеризации и автоматического управления технологическими процессами при транспортировке и распределении тепловой энергии.

Технические средства измерения и регулирования поквартирного потребления тепловой энергии.

Измерительные приборы (температуры, давления, расхода, состава и др.) и регулирующие устройства.

Разработка систем рационального использования энергоресурсов и комплексного использования вторичных энергоресурсов.

Системы рационального использования энергоресурсов и комплексного использования вторичных энергоресурсов

Разработка термоэлектрических систем преобразования низкопотенциального тепла в электрическую энергию.

Термоэлектрические генераторы для преобразования отходов тепла в электроэнергию.

Таблица 5.3.1.6.2 - Тематическая область «Технологии энергоэффективного производства и преобразования энергии на органическом топливе»

Технологические группы

Продукты

Технологии создания парогазовых установок (ПГУ), использующих природный газ, жидкое и твердое топливо.

Энергоблоки на параметры пара 35 МПа, 700-720С.

Паровые турбины, работающие на сверхкритическом паре.

Парогазовые энергоблоки с КПД выше 60%.

Энергетические установки на ультракритические параметры пара давлением 35 МПа, температурой острого пара 7000С и промперегревом пара 700-720оС на твёрдом топливе.

Установки для выработки электроэнергии и тепла на основе каталитического беспламенного сжигания топлива.

Энергоустановки (на прямом и обратном цикле Ренкина) с использованием углефторидов.

Технологии создания высокоавтоматизированных стационарных ГТУ и ПГУ на базе авиационных ГТД.

ПГУ на газо-мазутных электростанциях, ввод в действие ПГУ с ГТУ мощностью 250-290 МВт и КПД 55%.

ГТУ мощностью 350 МВт и ПГУ с ГТУ на природном газе с КПД 60%.

Маневренные ГТУ мощностью 100 МВт для покрытия пиков электрической нагрузки.

Гибридная установка с ГТУ и высокотемпературными топливными элементами с КПД при работе на природном газе 65-70%.

Гибридные установки с ГТУ и высокотемпературными топливными элементами с КПД при работе на природном газе 70-75% и на угле (после газификации) 60-65%.

Газовые турбины мощностью 110, 160 и 250 МВт.

Газотурбинные мини-ТЭЦ на различных видах топлива различной мощности.

Мощные газотурбинные установки с начальной температурой газа 1350-1700°С.

Технологии создания устройств и систем со сниженной нагрузкой на окружающую среду.

Экологически чистые высокоэффективные парогазовые и газотурбинные установки на природном газе и продуктах газификации твердых топлив и нефтяных остатков (кл.6).

Высокоэффективное и экологически чистое котельное и трубопроводное оборудование для сжигания твердых топлив по технологии ЦКС и с использованием сверхкритических параметров.

Модульные системы по переработке попутных нефтяных газов.

Системы переработки и утилизации шахтных газов.

Технологии создания комплексных систем автоматизации управления энергоблоками.

Стандартизованные энергоблоки на суперсверхкритические параметры.

Установки по выводу СО2 из цикла энергоблоков.

Полимерные материалы для устройств глубокой очистки отходящих газов промышленных предприятий.

Технологии получения биогаза путем анаэробного сбраживания жидких отходов.

Энерготехнологические установки с получением искусственного жидкого топлива.

Установки производства энергонасыщенных синтетических жидких топлив из органического сырья.

Дизельное топливо, полученное из разных видов масел и нефтеносных растений.

Технологии создания энергокомплексов с газорасширительными турбодетандерами для выработки электроэнергии путем использования природного газа

Турбодетандерный агрегат на природном газе.

Котлы-утилизаторы с прямоточной частью ВД, повышение маневренности ПГУ на природном газе.

Усовершенствованные ГТУ и ПГУ на природном газе с повышением их КПД до 63-65%.

Установки с выводом из цикла и захоронением СО2, в том числе с газификацией угля и комбинированным производством электроэнергии и водорода.

Энергосберегающие высокоэффективные гибридные энергоустановки на базе высокотемпературных топливных элементов, работающие на природном газе и предназначенные для децентрализованного энергоснабжения электроэнергией и теплом распределённых потребителей с нагрузкой 10-1000 кВт.

Электрохимические генераторы на природном газе для транспорта, автономных потребителей, специальной энергетики.

Энергокомплексы с газорасширительными турбодетандерами для выработки электроэнергии за счет использования перепада давления природного газа в распределительных сетях.

Установки переработки природного и попутных нефтяных газов в жидкие и ароматические углеводороды.

Перспективными разработками по направлению «Энергоэффективность и энергосбережение» являются:

  • Автономные энергоустановки для использования энергии ветра (2010-2020 гг.).

  • Гидростанции, отвечающие новым требованиям безопасности (2015-2020 гг.).

  • Оборудование для ЛЭП переменного и постоянного тока нового поколения (2010-2020 гг.).

  • Электро- и теплоизоляционные материалы с улучшенными потребительскими свойствами (2010-2020 гг.).

  • ПГУ на газо-мазутных электростанциях, ввод в действие ПГУ с ГТУ мощностью 250-290 МВт и КПД >55% (2010-2015 гг.).

  • ГТУ мощностью ~350 МВт и ПГУ с ГТУ на природном газе с КПД >60% (2015-2020 гг.).

  • Многофункциональные магнитно-импульсные установки (2010-2020 гг.).

Указанные проекты имеют многочисленные «ниши», подключение к которым целесообразно на уровне Самарской области. Для определения таких ниш требуется оценка имеющейся в регионе научно-исследовательской и производственной базы, ее возможностей обеспечить успех в условиях усиливающейся конкурентной борьбы за перспективные рынки.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]