Перспективные направления научных исследований

Уровень исследований, осуществляемых в России в области энергоэффективности и энергосбережения, варьируется достаточно сильно: от "белых пятен" по таким областям, как газификация твердых топлив нового поколения и технологии и средства дистанционного управления энергетическим оборудованием, до существенных заделов, сопоставимых с разработками мирового уровня, в частности, в сфере безопасных ядерных реакторов на быстрых нейтронах и технологий добычи некоторых видов нетрадиционных ресурсов углеводородного сырья.

1. Эффективная разведка и добыча ископаемых топлив:

Перспективные технологии сейсморазведки.

Перспективные технологии добычи нефти и газа.

Перспективные технологии добычи угля.

Ожидаемые результаты: перспективные экологически безопасные технологии разведки и добычи ископаемых топлив, обеспечивающие высокий коэффициент извлечения ресурсов.

2. Эффективная и экологически чистая теплоэнергетика:

Перспективные теплоэнергетические установки на природном газе с высокими эксплуатационными свойствами.

Высокоэффективные теплоэнергетические установки на твердом топливе, безопасные для окружающей среды и климата.

Перспективные теплоэнергетические установки с низкотемпературным циклом.

Новые типы электрогенерирующих установок на основе поршневых технологий.

Новые технологии прямого преобразования химической энергии органических топлив в электрическую с высоким коэффициентом полезного действия (КПД) и длительным ресурсом работы.

Новые технологии экологически чистого сжигания органических топлив и горючих отходов.

Высокоэффективные технологии разделения и очистки газовых смесей и жидкостей для перспективных энергетических и энерготехнологических установок.

Ожидаемые результаты: новое поколение теплоэнергетических установок на органических топливах, созданных с учетом требований охраны окружающей среды и предотвращения изменения климата, со значениями КПД, близкими к предельным, и высокими эксплуатационными характеристиками.

3. Безопасная атомная энергетика:

Водо-водяные энергетические реакторы большой мощности четвертого поколения.

Реакторы на быстрых нейтронах повышенной безопасности.

Высокотемпературные ядерные реакторы и сопутствующая инфраструктура их применения.

Безопасные и экономически эффективные ядерные реакторы малой и средней мощности.

Новые технологии замыкания ядерного топливного цикла.

Оптимизация структуры атомной энергетики в энергетическом балансе страны.

Технологические основы управляемого термоядерного синтеза для энергетики. Ожидаемые результаты: безопасные атомные энергетические установки и эффективный топливный цикл.

4. Эффективное использование возобновляемых видов энергии:

Перспективные преобразователи солнечной энергии в электрическую.

Перспективные солнечные коллекторы.

Перспективные преобразователи энергии ветра в электрическую.

Новые технологии для гидроэнергетики.

Новые технологии преобразования механической энергии морской среды в электрическую.

Перспективные технологии использования низкопотенциального тепла природных сред.

Ожидаемые результаты: перспективные технологии использования возобновляемых видов энергии и создание в стране новой отрасли энергетики.

5. Перспективная биоэнергетика:

Перспективные технологии производства энергетической биомассы.

Перспективные технологии переработки энергетической биомассы.

Перспективные технологии энергетического использования биомассы.

Новые биотехнологии получения моторных топлив из без использования процесса фотосинтеза.

Ожидаемые результаты: перспективные технологии производства и эффективного использования энергетической биомассы, прямого получения моторных топлив из углекислого газа () и создание в стране новой отрасли энергетики.

6. Глубокая переработка органических топлив:

Новые технологии глубокой переработки нефти и газового конденсата.

Эффективные технологии использования нефтяного попутного газа.

Новые технологии глубокой переработки природного газа с производством жидких моторных топлив и широкого спектра химической продукции.

Перспективные технологии глубокой переработки твердых топлив с комплексным использованием минеральной части.

Ожидаемые результаты: определение наиболее рациональных путей повышения эффективности использования добываемых в стране ископаемых органических топлив; создание соответствующего научно-технического задела для разработки передовых технологий, призванных обеспечить существенное увеличение добавленной стоимости в топливных отраслях экономики и экспортного потенциала страны.

7. Эффективное аккумулирование электрической и тепловой энергии:

Перспективные системы накопления электрической энергии большой мощности и емкости, включая сезонные и суточные накопители.

Технологии аккумулирования тепловой энергии, включая сезонные и суточные накопители.

Ожидаемые результаты: перспективные технологии аккумулирования электрической и тепловой энергии для использования в электроэнергетической и теплоснабжающей системах (для "сетевых" нужд), а также индивидуальными потребителями.

8. Водородная энергетика:

Перспективные технологии крупномасштабного производства водорода.

Новые технологии безопасного и эффективного хранения водорода.

Перспективные технологии эффективного использования водорода.

Ожидаемые результаты: перспективные технологии производства, хранения и использования водорода, обеспечивающие крупномасштабный переход к водородной энергетике.

9. Эффективная транспортировка топлива и энергии:

Перспективные технологии передачи электроэнергии на дальние расстояния.

Новые технологии эффективной транспортировки природного газа.

Новые технологии безопасной и эффективной транспортировки водорода.

Ожидаемые результаты: перспективные технологии транспортировки топлива и энергии на дальние расстояния.

10. Интеллектуальные энергетические системы будущего:

Интеллектуальные системы электро-, тепло- и газоснабжения, интеграция различных видов энергоресурсов и средств распределенной энергогенерации.

Физическая демонстрация интеллектуальных технологий и средств мониторинга, диагностики и автоматического управления оборудованием и режимами работы сложных энергетических систем в режиме реального времени.

Новые методы и средства обеспечения оптимального уровня надежности и безопасности интеллектуальных энергетических систем, в т.ч. в условиях чрезвычайных ситуаций.

Ожидаемые результаты: качественное повышение управляемости, надежности и эффективности функционирования основных энергетических систем: электроэнергетических, газотранспортных, централизованного теплоснабжения.

11. Эффективное потребление энергии:

Повышение энергоэффективности энергоемких производств.

Здания с минимальным энергопотреблением.

Высокоэффективное электрооборудование и системы управления им.

Новые источники света и интеллектуальные системы освещения.

Интеллектуальные системы управления энергопотреблением технологических процессов и зданий.

Интенсификация процессов тепло- и массообмена.

Ожидаемые результаты: новые технологии, технические средства и методы управления ими, обеспечивающие существенное снижение потерь энергии у конечных потребителей, прежде всего в энергоемких отраслях экономики (металлургии, химической промышленности, машиностроении, транспорте и т.д.), а также в жилищно-коммунальной и социальной сферах.

12. Моделирование перспективных энергетических технологий и систем:

Моделирование физико-химических процессов в энергоустановках.

Моделирование и оптимизация схем и параметров перспективных энергетических установок.

Новые методы и средства системного анализа перспективных энергетических технологий.

Моделирование развития и функционирования энергетических систем.

Моделирование мировой энергетики и мировых энергетических рынков.

Ожидаемые результаты: новые методы, математические модели и вычислительные средства для системного анализа перспективных энергетических технологий, оптимального управления развитием и функционированием больших систем энергетики, обеспечения необходимой надежности и безопасности их функционирования, а также анализа и прогнозирования развития мировой энергетической системы и энергетических рынков; своевременное выявление складывающихся глобальных технологических трендов в мировой энергетике и прогнозирование развития и крупномасштабного применения новых энергетических технологий; получение надежных прогнозных оценок внешнего спроса на первичные и вторичные отечественные энергоносители, позволяющих определить и своевременно скорректировать оптимальную стратегию поведения России на внешних энергетических рынках на долгосрочную перспективу.

13. Разработка прогрессивной электронной компонентной базы для энергетики:

Силовая электроника нового поколения.

Измерительные приборы и средства автоматического регулирования нового поколения.

Микропроцессорная техника нового поколения для нужд энергетики.

Технологии и средства дистанционного управления энергетическим оборудованием.

Ожидаемые результаты: прогрессивная отечественная элементная электронная база силовой и слаботочной электроники для применения в интеллектуальных энергетических системах, перспективных энергетических и энергосберегающих технологиях.

14. Новые материалы и катализаторы для энергетики будущего:

Новые конструкционные материалы и покрытия.

Новые жаропрочные материалы.

Новые радиационностойкие материалы.

Новые токопроводящие и электроизоляционные материалы.

Теплозащитные и теплоизоляционные материалы.

Новые функциональные покрытия трубопроводов.

Новые мембранные материалы с заданным размером пор.

Новые типы катализаторов.

Ожидаемые результаты: новые материалы для перспективных энергогенерирующих, энергопотребляющих и энерготранспортных технологий и систем нового поколения.