Критическая технология

 «Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии»

1.     Наименование Критической технологии (КТ):

Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии

2. Основное назначение и краткая характеристика КТ

Использование и развитие современных технических достижений в теплоэлектроэнергетике для повышения эффективности, надежности, безопасности и экологичности отечественных систем транспортировки, распределения и потребления тепловой и электрической энергии. 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.

3. Состав КТ (тематические области, методы, технологические решения)

Данная технология охватывает следующие основные направления:

разработка перспективных технологий передачи электроэнергии на дальние расстояния; повышение пропускной способности линий электропередачи за счет перевода их на постоянный ток;

разработка систем комплексного совместного использования традиционной энергетики и возобновляемых источников энергии; интеграция систем малой энергетики в ЕЭС России;

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

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

разработка частотно-регулируемого привода электродвигателей и эффективных источников питания преобразованной электроэнергией мощных потребителей;

эффективные источники света с улучшенными спектральными характеристиками;

эффективные методы и устройства обеспечения микроклимата в жилых и производственных помещениях, интенсификация тепломассообмена;

диагностика состояния и восстановление энергооборудования на месте установки и трубопроводных систем без вскрытия грунта;

разработка измерительно-вычислительных комплексов для энергоэффективной эксплуатации энергетических комплексов;

разработка систем мониторинга и контроля потребляемых энергоресурсов и воды;

создание элементной базы технологий по передаче, распределению и использованию электро- и тепловой энергии;

развитие систем контроля, учета и регулирования потребления тепло- и электроэнергии с учетом качественных показателей последних;

разработка систем рационального использования энергоресурсов и комплексного использования вторичных энергоресурсов;

разработка термоэлектрических систем преобразования низкопотенциального тепла в электрическую энергию;

разработка ограждающих конструкций (в том числе и светопрозрачных) с повышенными теплозащитными характеристиками;

управление режимами теплоснабжающих систем с использованием теории гидравлических режимов;

развитие новых принципов и подходов к созданию изоляции тепловых сетей (переход на расчет режимов по фактическому состоянию, учет гидравлических режимов);

переход в трубопроводных системах теплоснабжения на пенополиуретановые трубы, гидроизоляцию;

радиационное модифицирование композиций на основе полимеров для производства кабельных изделий с повышенными эксплуатационными свойствами;

высокоэффективные технологии снижения коррозии и образования накипи в тепловых сетях и внутридомовых коммуникациях;

инновационные технологии аккумулирования электрической и тепловой энергии;

инновационные технологии и средства управления функционированием и развитием систем централизованного теплоснабжения;

инновационные технологии и средства управления функционированием и развитием электроэнергетических систем.

4. Области применения КТ

энергетика;

добыча сырьевых ресурсов;

промышленность;

транспорт;

жилищно-коммунальное хозяйство;

сельское хозяйство;

охрана окружающей среды;

строительная индустрия.

5. Состояние исследований и разработок, ведущие исследовательские центры

Наиболее перспективные разработки в данной области, превышающие мировой уровень или соответствующие ему

радиационное модифицирование композиций на основе полимеров для производства кабельных изделий с повышенными эксплуатационными свойствами;

высокоэффективные источники света.

Научные задачи, требующие первоочередного решения для успешного развития данной КТ

разработка накопительных энергетических систем с целью лучшего использования атомных и тепловых станций;

разработка высокоавтоматизированных комплексов оборудования для радиационной модификации полиэтиленовой изоляции кабельных изделий путем формирования оптимальных полей облучения.

Ведущие российские центры:

ФТИ РАН; ИВТ РАН; ГУП ВЭИ; ОАО ВНИИЭ; ФГУП «ЦНИИТМАШ»; РНЦ «Курчатовский институт"; ОАО "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ"; ОАО ЭНИН; ОАО ВНИИКП; ОАО НИИПТ; МЭИ; ОАО ЭЛУР; ВНИИЭлектромаш; Институт теплофизики СО РАН; ФГУП НИИЭФА имени Д.В. Ефремова; ОАО СИБНИИЭ; Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, ИЯФ СО РАН им. Г.И. Будкера.

6. Характеристика технологических заделов и производственного потенциала, ведущие производственные центры

Наиболее перспективные разработки/опытные образцы

комплекс оборудования для радиационной модификации изоляции проводов и кабелей, включающий в себя устройство для равномерного облучения полиэтиленовой изоляции кабельной продукции, а также устройство для транспортировки провода (кабеля).

Инженерные задачи, требующие первоочередного решения:

разработка методов коммутации и защиты термоэлектрических материалов на основе соединений кремния;

разработка и создание высокоэффективных высокочастотных установок;

повышение производительности, надежности радиационно-технических установок и полная автоматизация технологического цикла обработки кабельных изделий мощными электронными пучками;

создание технологических линий для производства высокоэффективных источников света.

Ведущие производственные центры:

НПП «Квант»; ИПФ «Криотерм».

7. Рынки инновационных продуктов и услуг, создаваемых (оказываемых) с использованием данной КТ (наиболее перспективные рынки, важнейшие инновационные продукты и услуги на этих рынках, объемы потенциальных рынков, эффекты от внедрения технологии и др.).

Важнейшие инновационные продукты, создаваемые с использованием данной технологии:

безындуктивные бездроссельные установки;

источники света с высокой световой отдачей;

новые системы вентиляции с генерацией теплоты и влаги;

теплообменники для утилизации тепла вентиляционного воздуха;

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

прогрессивная электросберегающая элементная база – интеллектуальные силовые полупроводниковые приборы нового поколения;

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;

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

частотно-регулируемые электроприводы, энергоэффективные источники электропитания на базе статических преобразователей;

комплексные системы теплоснабжения, повышающие надежность и снижающие потери в магистральных и распределительных сетях;

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

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

интеллектуальные системы мониторинга, диагностики и автоматического управления оборудованием (включая противоаварийное) и режимами работы энергосистем;

эффективные системы диспетчеризации и автоматического управления технологическими процессами при транспортировке и распределении тепловой энергии;

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

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

управляемые системы освещения с использованием датчиков освещенности и движения на базе энергоэффективных светильников;

интеллектуальные системы управления энергопотреблением многокомпонентных комплексов инженерного и технологического оборудования;

адаптивные обучаемые системы энергосбережения для зданий ("умный дом");

термоэлектрические генераторы для преобразования отходов тепла в электроэнергию;

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

новые источники света и инновационные системы освещения;

инновационные электродвигатели и системы управления ими;

инновационные системы отопления, вентиляции и кондиционирования;

инновационные электро- и теплоизоляционные материалы с улучшенными потребительскими свойствами;

интеллектуальные системы управления энергопотреблением;

интеллектуальные системы контроля состояния изоляции низковольтных и высоковольтных электроустановок и воздушных и кабельных линий и защиты в критических ситуациях;

системы и технические средства диспетчеризации и автоматического управления технологическими процессами при транспортировке и распределении тепловой энергии;

компьютерные системы оптимального управления функционированием и развитием сложных систем централизованного теплоснабжения с распределенными теплоисточниками и регуляторами;

инновационное оборудование для ЛЭП переменного и постоянного тока нового поколения;

инновационное оборудование для ЛЭП на основе сверхпроводящих материалов;

электродвигатели на основе сверхпроводящих материалов;

энергоэффективные источники электропитания;

инновационные системы отопления и вентиляции жилых, общественных и производственных зданий и оборудование для них;

технические средства измерения и регулирования  поквартирного потребления тепловой энергии;

высокоэффективные системы кондиционирования внутреннего воздуха помещений;

высокоэффективные рекуператоры тепла вентиляционного воздуха;

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

беспроводные интерфейсы и их элементная база;

жидкостные системы аккумулирования тепла;

твердотельные аккумуляторы тепла;

системы аккумулирования тепловой энергии на основе фазовых переходов.

Эффекты от внедрения данной технологии:

снижение энергопотребления в пересчете на производство единичной продукции;

снижение металлоемкости токопроводящей жилы за счет значительного увеличения термостойкости изоляции;

повышение качества кабельных изделий по сравнению с ранее выпускаемой продукцией.

8. Специальные меры поддержки данного направления

 федеральные целевые и ведомственные программы;

создание бизнес-ориентированных центров передовых технологий, способных предоставлять научно-производственные услуги и встраиваться в международные цепочки добавленной стоимости в тех областях, где Россия находится на мировом уровне и имеет конкурентные преимущества;

создание специальных механизмов государственной финансовой поддержки;

формирование в рамках реализации национальных проектов специальных программ, ориентированных на массовое внедрение энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии;

государственная поддержка научно-исследовательских, опытно-конструкторских и внедренческих работ по созданию энергоэффективных технологий и оборудования;

формирование привлекательной инвестиционной политики, использующей государственные инструменты поддержки инвесторов (программно-целевые методы, налоговые льготы, соинвестирование проектов и др.);

формирование таможенной политики, стимулирующей использование высокоэффективных энергосберегающих технологий и оборудования отечественных производителей.