Energy Week: семь прорывов, меняющих траекторию глобального энергоперехода Featured Post

Вторая половина октября 2025 года демонстрирует беспрецедентную концентрацию прорывов в энергетических технологиях. Международное агентство по энергетике прогнозирует четырёхкратный рост устойчивых топлив к 2035 году. Европейский консорциум PEARL достигает 21.6% эффективности гибких перовскитных солнечных элементов. Учёные Чикагского университета создают натриевые твердотельные батареи, работающие при комнатной температуре. Калифорния запускает первый коммерческий проект улавливания углерода. Китайские исследователи открывают путь к электромобилям с запасом хода более 1,000 километров. Канадские инженеры предлагают интегрировать гравитационное хранение энергии в высотные здания. А IRENA фиксирует рекордный рост возобновляемой генерации — и одновременно выявляет инвестиционный разрыв в сотни миллиардов долларов.

IEA: устойчивые топлива вырастут вчетверо к 2035 году

Международное агентство по энергетике опубликовало отчёт «Delivering Sustainable Fuels: Pathways to 2035», в котором подчёркивается роль устойчивых топлив как дополнения к электрификации транспорта и промышленности. Устойчивые топлива включают биотопливо, биогаз, низкоэмиссионный водород и синтетические топлива на основе водорода. Главный вывод: глобальное использование этих топлив может вырасти в четыре раза к 2035 году.

В 2024 году устойчивые топлива уже сократили мировой спрос на нефть примерно на 2.5 миллиона баррелей в день — эквивалент совокупного потребления Испании и Италии. IEA определило шесть приоритетных действий для ускорения перехода: разработка региональных дорожных карт и политик, повышение предсказуемости спроса для привлечения частных инвестиций, создание прозрачных методов углеродного учёта, поддержка инноваций для снижения затрат, строительство интегрированных цепочек поставок и инфраструктуры, расширение доступа к финансированию.

Отчёт подчёркивает, что устойчивые топлива критически важны для декарбонизации сегментов, где прямая электрификация затруднена: авиация, морской транспорт, тяжёлый грузовой транспорт и промышленные процессы высокой температуры. Четырёхкратный рост к 2035 году требует координации политик, масштабирования производственных мощностей и развития глобальной торговой инфраструктуры.

Европейский проект PEARL достигает 21.6% эффективности перовскитных элементов

Консорциум Horizon Europe PEARL (Flexible Perovskite Solar Cells with Carbon Electrode) сообщил о значительном прогрессе в разработке гибких перовскитных солнечных элементов следующего поколения. Проект находится на середине трёхлетнего цикла и уже достиг коллективной эффективности более 21% на гибких PET-подложках — существенный прорыв для технологии, которая ещё недавно уступала кремниевым элементам в стабильности.

Ключевые достижения партнёров проекта: Институт химических исследований Каталонии (ICIQ) достиг рекордных 21.6% эффективности через молекулярную пассивацию поверхности фуллеренами и силановыми материалами. Римский университет Тор Вергата показал 17.03%, используя более экологичные растворители и оптимизированные протоколы нанесения покрытия методом blade-coating. VTT продемонстрировал лабораторную эффективность 14.8% с новым процессом гравюрной печати перовскита чернилами на основе DMSO. TNO достиг 9.1% эффективности с полностью рулонным процессом R2R slot-die нанесения.

Особое внимание уделено масштабированию: VTT и TNO создали гибкие мини-модули площадью 36 см² с эффективностью 4.5%. Разработана защитная инкапсуляция, обеспечивающая стабильность элементов более 2,000 часов в условиях влажного тепла (85°C, 85% влажности) — критический показатель для реальных применений. Первичные оценки жизненного цикла показывают, что использование углеродных электродов, переработанного PET и зелёной энергии снижает углеродный след более чем на 50%.

Эти достижения приближают нас к целевому показателю 25% эффективности, открывая путь к недорогим высокопроизводительным солнечным модулям для интеграции в здания и устройств Интернета вещей.— Доктор Риикка Сухонен, координатор проекта PEARL, VTT

Натриевые твердотельные батареи достигают паритета с литием

Исследователи Чикагского университета (UChicago Pritzker School of Molecular Engineering) опубликовали в журнале Joule прорывную работу по натриевым твердотельным батареям. Команда под руководством профессора Ширли Мэн разработала батарею на основе натрия, которая надёжно работает от комнатной температуры до отрицательных значений — давняя проблема натриевой технологии решена.

Ключевое достижение — стабилизация метастабильной структуры гидроборида натрия с ионной проводимостью на порядок выше, чем в предыдущих работах, и на три-четыре порядка выше исходного материала. Исследователи нагревали метастабильную форму до начала кристаллизации, затем быстро охлаждали для фиксации структуры. Метод хорошо известен в материаловедении, но впервые применён к твердотельным электролитам, что облегчает масштабирование в промышленном производстве.

Натрий предлагает существенные преимущества: он значительно дешевле и доступнее лития, добыча наносит меньший экологический ущерб. Сочетание метастабильной фазы с катодом O3-типа, покрытым хлоридным твердотельным электролитом, позволяет создавать толстые катоды с высокой удельной нагрузкой — критический фактор для энергоплотности батареи. Чем толще катод, тем меньше доля неактивных материалов и выше теоретическая энергоплотность.

Калифорния запускает первый коммерческий проект CCS на 30 млн тонн

California Resources Corporation провела официальную церемонию закладки Carbon TerraVault — первого проекта улавливания и хранения углерода в штате Калифорния. Объект в округе Керн использует истощённые нефтяные резервуары месторождения Elk Hills для хранения до 30 миллионов тонн диоксида углерода. Выбор локации стратегически обоснован: десятилетия нефтедобычи создали детальную геологическую базу данных, что снижает риски и ускоряет реализацию.

Проект стал первым в истории Калифорнии получателем разрешений EPA Class VI для коммерческой закачки CO2 — критический регуляторный прорыв, открывающий путь для других инициатив. Коммерческая инъекция углерода запланирована на начало 2026 года. Сенатор штата Мелисса Уртадо подчеркнула символическую роль проекта в энергетическом переходе округа Керн — традиционно нефтедобывающего региона, который теперь становится узлом климатических технологий.

Президент CRC Франсиско Леон позиционирует Carbon TerraVault как центральный элемент стратегии компании по сочетанию углеродного хранения с ответственной добычей углеводородов. Модель демонстрирует, как нефтяные компании могут использовать существующую инфраструктуру и геологическую экспертизу для участия в климатической повестке. Для Калифорнии — штата с одними из самых амбициозных климатических целей в США (углеродная нейтральность к 2045) — это важный сигнал возможности сосуществования традиционной энергетики и нулевых выбросов.

Китайский тройной прорыв открывает эру электромобилей с 1,000 км запаса хода

Три независимых исследовательских института Китая одновременно объявили о решении критических проблем твердотельных батарей для электромобилей. Институт физики Китайской академии наук разработал «специальный клей» на основе йодных ионов, решающий двойную проблему низкой проводимости и хрупкости сульфидных электролитов. Йодные ионы действуют как «регулировщики трафика» для литий-ионов, обеспечивая прочное сцепление между электродом и электролитом.

Институт металловедения CAS достиг «гибкой трансформации»: полимерный скелет для электролита выдерживает 20,000 циклов изгиба без разрушения и увеличивает ёмкость батареи на 86%. Университет Цинхуа добавил третий элемент — технологию «фтор-усиления», где защитный щит на основе фторированных полиэфиров выдерживает температуры свыше 120°C и проходит жёсткие тесты на проникновение иглой.

Совокупный эффект трёх инноваций: батарея весом 100 килограммов обеспечивает запас хода более 1,000 километров — удвоение по сравнению с современными литий-ионными аккумуляторами аналогичной массы. CATL, крупнейший в мире производитель батарей (37% глобального рынка), и BYD анонсировали планы выпуска коммерческих твердотельных батарей к 2027 году с массовым производством к концу десятилетия. Это закрепляет технологическое лидерство Китая, страны, которая уже контролирует более половины мирового рынка батарей.

Канадские инженеры предлагают гравитационное хранение в небоскрёбах

Исследователи Университета Ватерлоо (Канада) разработали концепцию твердотельного гравитационного хранения энергии, интегрированного в высотные городские здания. Система на основе тросов и подъёмников работает в комбинации с фотоэлектрическими фасадами на южных, восточных и западных стенах, небольшими крышными ветровыми турбинами и литий-ионными батареями.

В предложенной конфигурации гравитационная система служит основным накопителем энергии, а батареи используются только для быстрого реагирования в часы значительного избытка или дефицита производства. Система использует энергию PV-фасадов и ветровых турбин для подъёма тяжёлой массы внутри шахты в фазе зарядки. Эта запасённая потенциальная энергия затем высвобождается для вращения электрогенератора при разрядке. Система включает мотор-генератор, подъёмные тросы, передаточные механизмы и стальные или бетонные блоки, функционируя аналогично обычным лифтам в городских зданиях.

Исследователи смоделировали систему для 625 типовых проектов зданий, учитывая соотношение площади фасада к объёму, длины к ширине и высоты к площади основания. Многокритериальный генетический алгоритм оценил уровневую стоимость электроэнергии (LCOE) и зависимость каждого здания от сетевого электричества. Анализ показал, что гибридная система может достичь LCOE от $0.051/кВт·ч до $0.111/кВт·ч со сроком окупаемости 9-17 лет. Более высокие здания с большими площадями этажей достигают более низкого LCOE, но более высоких затрат на сетевую электроэнергию. Технология уже коммерчески доказана: Gravitricity продемонстрировала прототип 250 кВт в Эдинбурге и запустила два полномасштабных проекта мощностью 4 МВт и 8 МВт.

IRENA: рекордный рост возобновляемой энергетики сталкивается с $800 млрд инвестиционным разрывом

Международное агентство по возобновляемой энергии опубликовало второй официальный отчёт по отслеживанию прогресса климатических целей COP28. В 2024 году мировая возобновляемая мощность выросла на рекордные 582 гигаватта (+15.1%). Однако для достижения цели в 11.2 тераватта к 2030 году необходимо добавлять 1,122 гигаватта ежегодно — ускорение до 16.6% в год.

Критический разрыв зафиксирован в инвестициях: текущие $624 миллиарда в год необходимо увеличить до $1.4 триллиона — рост в 2.24 раза. При этом энергоэффективность улучшилась всего на 1% вместо требуемых 4% ежегодно, что ставит под угрозу цель удержания потепления в пределах 1.5°C. IRENA подчёркивает, что G20 будут составлять более 80% глобальной возобновляемой мощности к 2030 году, при этом развитые экономики G7 должны поднять свою долю до 20%.

Отдельная проблема — модернизация электросетей. Отчёт указывает на необходимость $670 миллиардов ежегодных инвестиций в сетевую инфраструктуру до 2030 года. Без радикального обновления сетей новые возобновляемые мощности не смогут быть эффективно интегрированы. Документ станет основой для пересмотра национальных климатических планов третьего поколения (NDC 3.0) перед COP30 в бразильском Белене.

Мы находимся в критической точке энергетического перехода. Технологии доступны, темпы роста впечатляют, но инвестиционный разрыв может сорвать все климатические цели.— Франческо Ла Камера, Генеральный директор IRENA

Стратегические выводы для технологических лидеров

Семь событий октября 2025 года формируют новую архитектуру глобального энергетического перехода. Прогноз IEA о четырёхкратном росте устойчивых топлив к 2035 году подтверждает, что путь к нулевым выбросам не ограничивается электрификацией. Биотопливо и зелёный водород остаются единственным решением для авиации, морского транспорта и промышленного нагрева высоких температур. Это создаёт массивную инвестиционную возможность в цепочках поставок устойчивых топлив.

Европейский проект PEARL демонстрирует, что перовскитные солнечные элементы выходят из фазы лабораторных экспериментов в коммерческое производство. Достижение 21.6% эффективности на гибких подложках и масштабирование R2R-процессов открывают путь к интеграции солнечных элементов в фасады зданий, окна, автомобили и устройства IoT. Снижение углеродного следа на 50% через углеродные электроды и переработанный PET делает технологию привлекательной для ESG-инвесторов.

Натриевые твердотельные батареи от UChicago решают критическую проблему зависимости от литиевых цепочек поставок. Работа при комнатной температуре и использование повсеместно доступного натрия создают альтернативный путь для стационарного хранения энергии, освобождая литий для электромобилей и портативной электроники. Применение известного метода стабилизации метастабильных структур облегчает переход к промышленному масштабу.

Синхронные прорывы трёх китайских институтов в твердотельных батареях демонстрируют системную координацию исследований. CATL и BYD, уже контролирующие более половины мирового рынка батарей, получают дополнительное технологическое преимущество к 2027 году. Удвоение запаса хода до 1,000 км устраняет главный барьер массового принятия электромобилей. Это усиливает зависимость глобальной автоиндустрии от китайских поставщиков и ставит стратегический вопрос о необходимости альтернативных цепочек в Европе и США.

Запуск Carbon TerraVault в Калифорнии — не просто инфраструктурный проект, но регуляторный и символический прорыв. Первые разрешения EPA Class VI открывают путь для масштабирования CCS в климатически амбициозных штатах. Использование истощённых нефтяных месторождений снижает капитальные затраты в 2-3 раза и создаёт модель трансформации традиционной энергетики, где нефтедобывающие регионы становятся узлами углеродного хранения.

Концепция гравитационного хранения в высотных зданиях от Университета Ватерлоо открывает новое направление в городской энергетике. LCOE $0.051-0.111/кВт·ч и сроки окупаемости 9-17 лет делают технологию конкурентоспособной. Интеграция хранения в городскую инфраструктуру, а не строительство отдельных объектов, снижает требования к земельным ресурсам и капитальным затратам.

Наконец, отчёт IRENA фиксирует центральный парадокс энергоперехода: рекордный рост возобновляемой генерации сочетается с инвестиционным разрывом в $800 миллиардов ежегодно. Без удвоения финансирования и 10-кратного увеличения вложений в модернизацию сетей цель COP28 по утроению возобновляемых мощностей останется недостижимой. Это создаёт массивную возможность для венчурного капитала, институциональных инвесторов и климатических фондов — но требует координации политик на уровне G20.