Очередная годовщина первого полета человека в космос – хороший повод поговорить о том, какой вклад авиакосмическая отрасль внесла в развитие энергетики.

Мониторинг сжигания ПНГ

Полету Юрия Гагарина предшествовал запуск первого искусственного спутника Земли, который состоялся в октябре 1957 г. Сегодня спутники широко используются в энергетике: например, с их помощью осуществляется мониторинг факельного сжигания попутного нефтяного газа (ПНГ). Такие спутники оборудованы датчиками, считывающими тепло от факельных установок в качестве инфракрасного излучения, по точкам которого затем составляются карты объектов сжигания ПНГ. Публикация этих данных вносит важный вклад в повышение экологической безопасности нефтегазовой отрасли: по оценке ассоциации «Глобальная энергия», общемировой объем сжигания ПНГ в 2022 г. снизился на 3% (до 139 млрд куб. м), достигнув минимального уровня с 2010 г., даже несмотря на увеличение нефтедобычи на 5%.

Новое топливо для морского транспорта

Авиакосмическая отрасль остается одним из главных секторов-потребителей водорода. Жидкий водород является компонентом ракетного топлива, которое используется для запуска ракет-носителей и космических аппаратов. Однако теперь жидкий водород находит применение и в морском транспорте: он будет использоваться в качестве топлива парома MF Hydra, который уже в нынешнем году начнет курсировать между коммунами Ельмеланн, Скипавик и Несвик на юге Норвегии. Судно, способное брать на борт 300 пассажиров и 80 автомобилей, сможет развивать скорость до 9 узлов (16,7 км в час) с помощью двух топливных элементов мощностью по 200 киловатт (кВт), которые будут преобразовывать химическую энергию водорода в электричество.

Тонкопленочные солнечные панели

Энергоснабжение Международной космической станции (МКС) осуществляется с помощью тонкопленочных солнечных панелей, которые также нашли применение на Земле. Например, российская компания Solartek в прошлом году объявила о планах по созданию гибких солнечных панелей для крыш, которые будут состоять из нескольких склеенных тонкопленочных модулей площадью 6,8 кв. м. Каждый модуль будет насчитывать 248 гибких солнечных ячеек толщиной 2 мм, которые будут работать автономно. Поэтому даже если тень будет частично закрывать панель, остающиеся на солнце ячейки будут продолжать вырабатывать электроэнергию. При этом модуль можно будет сворачивать в рулон диаметром 800 мм, что будет облегчать транспортировку.

Орбитальные электростанции

Некоторые технические решения пока находятся на стадии проектировки, но при этом являются ничуть не менее прорывными. Например, компания Frazer-Nash Consultancy разрабатывает проект передачи солнечной энергии на Землю: для этого потребуется осуществить сборку генерирующих модулей на средней околоземной орбите (чтобы избежать столкновения с космическим мусором), а затем вывести установку на геостационарную орбиту, расположенную над экватором Земли. Вырабатываемая электроэнергия должна будет преобразовываться в радиоволну и передаваться на Землю на частоте от 1 до 10 гигагерц. Роль «приемника» будет играть ректенна, представляющая собой эллиптическое пространство размером 6,7 км x 13 км. Наземный опытный образец установки будет изготовлен к 2026 г., а к 2031 г. на орбиту должен быть выведен полноценный аналог мощностью 40 мегаватт (МВт).

Реактор на Луне

Амбициозным является и проект компании Rolls-Royce, которая планирует создать микрореактор. С его помощью можно будет обеспечивать энергоснабжение комической станции на Луне. Специалистам Rolls-Royce в ближайшие годы предстоит определиться с тем, на каком топливе будет работать реактор, что будет играть роль теплоносителя и по какой технологии тепловая энергия будет преобразовываться в электричество. Реактор должен быть готов к отправке на Луну уже в 2029 г., при этом его также можно будет использовать для энергоснабжения на Земле.