Путилов Коммертсиализатсия текхнологиы и промышленные инноватсии 2014
.pdfновых ограничений, являются природные и техногенные катастрофы, которые приводят к авариям и сбоям в работе электростанций, распределительных сетей, трубопроводов и прочих элементов энергетической инфраструктуры в разных регионах мира. Кроме того, многие развитые страны и страны с быстро растущей экономикой, а также международные организации при формировании нормативной правовой базы и выборе пути социальноэкономического развития руководствуются парадигмой «зеленого роста». На ужесточение требований к технологиям в области энергетики влияет и комплекс проблем, связанных с изменением климата: увеличение среднегодовой температуры на планете, изменения в уровне осадков, состоянии ледников, повышение уровня моря и риск экстремальных погодных явлений. Наиболее динамично развивающаяся группа возможностей лежит в области возобновляемой энергетики. Масштабное применение возобновляемых источников энергии (ВИЭ) вызовет необходимость их дополнения системами аккумулирования энергии, приспособления существующих энергосистем, а также «гибкой» гидро– и газовой генерацией, способными обеспечить резервное дублирование в отсутствие подходящих условий для производства электроэнергии на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Кроме того, новые ВИЭ сами по себе уже создали многомиллиардные рынки оборудования
– продолжаются масштабные исследования, направленные на повышение экономической и технологической эффективности ВИЭ. В результате увеличения продуктивности генерации энергии ВИЭ может произойти увеличение их доли и ограниченное вытеснение традиционных (ископаемых) энергоресурсов.
Прогнозируется, что утилизация промышленных и бытовых отходов станет эффективным способом как уменьшения вредных выбросов, так и сокращения потребления более дорогого топлива во многих отраслях экономики (металлургия, производство цемента и др.). Обеспечение высокой степени замещения топлива промышленными и бытовыми отходами (в некоторых случаях возможна реализация полного замещения) требует создания систем обработки и контроля сырья для достижения гомогенных значений теплотворных характеристик. Создание энергосберегающих и энергоэффективных технологий и оборудования остается в числе ведущих тенденций развития энергетики. Массовое внедрение энергосбере-
− 181 –
гающих технологий может снизить нагрузку на экономику за счет уменьшения энергоемкости и себестоимости продукции, укрепить финансовую стабильность в жилом секторе, а также обеспечить улучшение экологической ситуации, связанное с сокращением выбросов парниковых газов в атмосферу и других вредных загрязнений.
Новый импульс повышению энергосберегающих и энергоэффективных характеристик оборудования и технологий должны придать программы добровольной сертификации оборудования; изменение поведения (бизнес-процессов) в области энергопотребления населением и предприятиями, происходящее благодаря экономическим стимулам, заложенным комплексом мер государственной политики; создание интеллектуальных локальных электроэнергетических систем с автоматическим управлением электропотреблением, работающих в режиме реального времени на основе интеграции электрических и информационных сетей. Важной составляющей повышения энергоэффективности и энергосбережения является развитие технологий, предназначенных для хранения (накопления) электрической и тепловой энергии. С повышением КПД, уменьшением затрат на производство и эксплуатацию, увеличением срока службы и снижением потребности в пассивной мощности, накопители энергии смогут значительно повысить эффективность многих систем централизованной и децентрализованной генерации, в т.ч. ветроэнергетики, солнечной энергетики, атомной, геотермальной энергетики и пр. Кроме того, появление новых электрохимических источников тока (высокой безопасности, емкости и стоимостью ниже 160 долл./кВт ч) способно существенно повлиять на электрификацию транспортных систем. Наибольший интерес и потенциал сегодня имеют батареи химических аккумуляторов и электрохимические конденсаторы.
Что касается традиционных (ископаемых) источников энергии, среди наиболее важных из формирующихся мировых технологических трендов можно выделить формирование глобального рынка сжиженного природного газа, создание условий для расширения его использования даже в странах, куда ранее газ не мог быть поставлен, что ведет к улучшению энергетической безопасности в мире. Природный газ может стать хорошей альтернативой в странах, отказавшихся от ядерной энергетики, а также «дополняющим»
− 182 –
топливом для стран, собирающихся базировать свою энергетику на ВИЭ. Замещение потребления нефти и угля природным газом позитивно скажется на состоянии окружающей среды, т.к. газ является наиболее чистым ископаемым топливом – при его сжигании в атмосферу выделяется значительно меньшее количество СО2. Следует также ожидать повышения глубины и качества переработки углеводородного сырья, которое будет способствовать снижению негативного воздействия на окружающую среду, за счет производство более экологичных нефтепродуктов (при возможном одновременном росте затрат на переработку). В теплоэнергетике предполагается появление нового поколения газотурбинных и парогазовых установок, угольных энергоблоков на ультравысокие параметры пара, энергетических установок с высокоэкономичной газификацией углей. Результатом развития данного тренда должно стать появление высокоманевренных парогазовых установок (ПГУ) на природном газе с КПД выше 64–66%, экологически чистых паротурбинных установок на угле с мощностью до 800 МВт и с КПД выше 53–55%, а также парогазовых установок большой мощности на угле. Повышение параметров теплоэнергетических установок позволит существенно увеличить эффективность теплоэнергетических систем и удовлетворить увеличение спроса на энергию. Тем не менее, развитие данных технологий потребует значительных капитальных вложений. Тепловые насосы сегодня получают распространение во многих странах – членах ОЭСР и имеют высокий потенциал в области модернизации отопительных систем в жилом секторе. В случае решения вопросов с сервисным обслуживанием, снижением стоимости, а также увеличения коэффициента преобразования тепловые насосы смогут стать эффективным источником тепловой энергии. Технологии топливных элементов, находящиеся на ранних этапах своего развития, способны составить конкуренцию другим источникам тока в случае снижения капитальных затрат. Их развитие требует значительного уменьшения издержек, создания водородной инфраструктуры и рынка устройств на топливных элементах. В этих условиях данный вид источника тока сможет конкурировать с альтернативными системами генерации электроэнергии. Также существуют перспективы создания гибридных энергетических установок мощностью более 20 МВт с КПД выше 70% на основе высокотемпературных топливных элементов.
− 183 –
Наряду с глобальными трендами в ходе форсайт-исследований были определены специфичные для России вызовы для области энергетики и энергоэффективности:
•низкая глубина переработки углеводородов;
•низкий уровень надежности энергоснабжения;
•нерациональная структура генерирующих мощностей в элекроэнергетике и электросетевого хозяйства;
•отсутствие технологии эффективной передачи электроэнергии на сверхдальние расстояния;
•низкие объемы энергосбережения в сфере конечного потребления;
•переизбыток предложения сжиженного природного газа в ЕС за счет поставок из США;
•технологическая отсталость и высокая степень износа оборудования в энергетике;
•неразвитость энергетической инфраструктуры большой части территории страны;
•истощение дешевых запасов традиционных углеводородов;
•низкий уровень извлечения сырья при разработке месторождений углеводородов;
•недостаточные объемы и низкая эффективность геологоразведочных работ в энергетике.
Ответы на эти вызовы потребуют пересмотра принципов развития российской энергетической системы и постановки более амбициозных целей для технологий чистой энергетики и альтернативных источников энергии. Безусловно, следует использовать существующие специфические для России возможности, в первую очередь связанные со следующими технологическими направлениями:
•созданием интеллектуальных энергетических систем, в т.ч. на основе технологий распределенной генерации;
•разработкой перспективных теплоэнергетических установок на органическом топливе;
•разработкой перспективных технологий аккумулирования электроэнергии;
•созданием маневренных мощностей в электроэнергетике;
−184 –
•разработкой современных ядерных реакторов на быстрых нейтронах и сопутствующих технологий, замыкание ядерного топливного цикла;
•развитием биоэнергетики;
•интенсификацией энергосбережения в секторе конечного потребления.
Врезультате форсайт-исследований в области энергоэффективности и энергосбережения сформулированы направления формирования новых инновационных рынков, реализующих новые продукты и услуги. Перспективные инновационные рынки для продуктов и услуг сферы энергетики могут быть рассмотрены применительно к конкретной группе энергоресурсов: природные, переработанные, преобразованные и вторичные, или побочные. Эти группы являются традиционными продуктами отраслей ТЭК. Исследования и разработки в энергетике направлены на увеличение эффективности добычи (выработки), переработки (преобразования) и передачи топлива и энергии. Происходит как инерционное постепенное совершенствование технологий, так и революционные технологические изменения (в том числе появление принципиально новых технологий) или принципиальное изменение энергетических рынков. Представляется, что инновационные продукты в энергетике должны прежде всего отражать революционный характер исследований и разработок в отраслях ТЭК. В области энергетики и энергоэффективности были выделены следующие ключевые инновационные рынки, на которых будет регулироваться спрос и предложение на новые виды товаров и услуг, связанных с энергетикой:
•нетрадиционная нефть;
•нетрадиционный газ;
•сжиженный природный газ;
•альтернативные моторные топлива;
•оборудование для возобновляемой энергетики;
•топливные элементы;
•тепловые насосы и геотермальные установки;
•эффективная дальняя передача электроэнергии и топлива;
•аккумулирование электроэнергии, тепла и холода;
•высокоэффективные теплоэнергетические установки;
•«умные» сети;
−185 –
•перспективное ядерное оборудование, замыкание ядерного топливного цикла;
•биоэнергетические технологии;
•энергосберегающее оборудование.
Для каждого из перечисленных выше рынков были определены перспективные продукты и услуги, которые появятся в период до 2030 г., в виде концентрических окружностей по годам эти продукты и услуги представлены на рис. 26.
Рис. 26. Наглядное представление итоговых результатов прогнозных исследований в области энергетики:
временные круги приоритетных технологий
− 186 –
Для развития атомной энергетики важно, что замкнутый ядерный топливный цикл с реакторами на быстрых нейтронах может обеспечить долгосрочную эффективность ядерных технологий в энергетической сфере, формирование нового энергетического уклада и перспективных рыночных отношений.
2.2.6.Результаты проведения прогнозирования научно-технологического развития Российской Федерации на период до 2030 г., федеральный закон ФЗ-172
Прогноз научно-технологического развития Российской Федерации на период до 2030 года является одним из основных документов системы стратегического планирования развития страны. Он определяет наиболее перспективные области развития науки и технологий на долгосрочный период, обеспечивающие реализацию конкурентных преимуществ страны. Такой прогноз формирует единую платформу для разработки долгосрочных стратегий, целевых программ а также прогнозных и плановых документов среднесрочного характера. При подготовке долгосрочного прогноза, результаты которого были утверждены Правительством Российской Федерации в начале 2014 г., было использовано несколько сотен информационных источников, экспертная база прогноза охватывает более двухсот организаций и несколько тысяч ведущих отечественных и зарубежных экспертов, включая представителей научных центров, университетов, бизнеса, технологических платформ и инновационных территориальных кластеров. В целом долгосрочный прогноз был выполнен под руководством НИУ «Высшая школа экономики», включает шесть больших разделов, характеризующих перспективные рынки, продукты и услуги (рис. 27). В целом результаты долгосрочного прогнозирования были одобрены Правительством Российской Федерации в начале 2014 г.
Основное направление долгосрочного научно-технологического прогнозирования – реализация положений Федерального закона «О стратегическом планировании в Российской Федерации» (172-ФЗ от 28 июня 2014 г.) в части формирования прогноза научно-техно-
− 187 –
логического развития в Российской Федерации на долгосрочный период и совершенствования методологии научно-технологиче- ского прогнозирования в целом (статья 22 закона 172-ФЗ). На базе положений федерального закона 172-ФЗ в настоящее время разрабатываются подзаконные акты, которые позволят систематически проводить прогнозные исследования и сформировать единую систему технологического прогнозирования, основные черты которой приведены на рис. 28.
Рис. 27. Перспективные инновационные рынки, реализуемые на этих рынках продукты и услуги
− 188 –
Рис. 28. Перспективный облик единой системы технологического прогнозирования
Резюме по главе 2
Следует констатировать, что не существует «идеального» методологического подхода, обеспечивающего «лучшую» комбинацию методов форсайт-исследований. Нет и «идеального» числа методов, которые нужно использовать.
Методологию можно выбирать после определения целей проекта, а не наоборот Выбор методов форсайт-исследования в конкретной технологической области обусловливается наличием ресурсов:
− 189 –
•бюджетом конкретного проекта,
•наличием квалифицированных экспертов в данной области,
•политической поддержкой проведения форсайт-исследо- вания,
•наличием необходимой инфраструктуры,
•временем, выделенным на проведение форсайт-исследо- вания.
Исключительно важны для качества проведения форсайтисследований человеческие ресурсы (форсайт-специалисты, а также команда исполнителей на месте осуществления этих исследований). В целом для коммерциализации технологий прогнозирование (форсайт-исследования) – мощный инструмент при формировании планов и программ развития технологий, их последующей реализации на рынке. Работа с экспертами – наиболее трудоемкий и ответственный этап прогнозирования, однако представления результатов прогнозов в ясной и обоснованной форме позволяют принимать эффективные управленческие решения.
− 190 –