Объявлены имена лауреатов премии "Глобальная энергия" за 2020 год

Церемония объявления лауреатов в этом году проходила в Государственном музее космонавтики имени К. Э. Циолковского.

Церемония объявления лауреатов в этом году проходила в Государственном музее космонавтики имени К. Э. Циолковского.
Фото ассоциации "Глобальная энергия".

Исследования Карло Руббиа могут сделать ядерные отходы более безопасными.

Исследования Карло Руббиа могут сделать ядерные отходы более безопасными.
Фото EPA.

Пэйдун Ян совершил прорыв в технологии искусственного фотосинтеза.

Пэйдун Ян совершил прорыв в технологии искусственного фотосинтеза.
Фото Pixabay.

Работы Николаоса Хатциаргириу связаны с интеллектуальным управлением электросетями.

Работы Николаоса Хатциаргириу связаны с интеллектуальным управлением электросетями.
Фото Pixabay.

Церемония объявления лауреатов в этом году проходила в Государственном музее космонавтики имени К. Э. Циолковского.
Исследования Карло Руббиа могут сделать ядерные отходы более безопасными.
Пэйдун Ян совершил прорыв в технологии искусственного фотосинтеза.
Работы Николаоса Хатциаргириу связаны с интеллектуальным управлением электросетями.
Жюри премии "Глобальная энергия" назвало имена лауреатов 2020 года. Учёные из Италии, США и Греции получат награду за достижения в области переработки ядерных отходов и природного газа, а также солнечной энергетики и управления электросетями.

Жюри премии "Глобальная энергия" назвало имена лауреатов 2020 года. Учёные из Италии, США и Греции получат награду за достижения в области переработки ядерных отходов и природного газа, а также солнечной энергетики и управления электросетями.

Эксперты выбрали победителей среди 78 номинантов из 20 стран мира. Каждый лауреат получит 39 миллионов рублей.

Лауреатом премии в номинации "Традиционная энергетика" стал Карло Руббиа (Carlo Rubbia) из Италии. Согласно официальной формулировке, премия присуждена ему за содействие развитию устойчивой энергетики в контексте утилизации ядерных отходов и пиролиза природного газа.

Премию в номинации "Нетрадиционная энергетика" получит Пэйдун Ян (Peidong Yang) из США за изобретение солнечных панелей на основе наночастиц и разработки в сфере искусственного фотосинтеза.

Наконец, Николаос Хатциаргириу (Nikolaos Hatziargyriou) из Греции удостоен награды в номинации "Новые способы применения энергии" за вклад в стабилизацию работы электросетей, разработку умных электросетей и микросетей с использованием искусственного интеллекта.

Теперь подробнее расскажем о работах лауреатов.

Исследования Карло Руббиа могут сделать ядерные отходы более безопасными.

Карло Руббиа: реакторы, газ и солнце

Карло Руббиа в 1984 году стал лауреатом Нобелевской премии по физике за решающий вклад в открытие W- и Z-бозонов – переносчиков слабого взаимодействия. Однако исследователь, раскрывший одну из самых глубоких тайн строения материи, многое сделал и для практических нужд человечества.

Так, именно ему принадлежит концепция ядерного реактора нового типа: так называемого усилителя энергии (energy amplifier).

Напомним, что в традиционном атомном реакторе ядра, например, урана-235 делятся и испускают нейтроны. Эти нейтроны врезаются в другие ядра и вызывают уже их деление, и так далее. Это называется цепной реакцией. При этом масса реакторного топлива должна быть с очень большой точностью равна критической. Если она меньше критической, то реакция затухнет, а если больше – произойдёт ядерный взрыв. Именно на этой тонкой грани работают все современные атомные реакторы.

В усилителе энергии главным источником нейтронов являются не сами распадающиеся ядра, а протонный луч из ускорителя. Пучок протонов бьёт в неподвижную мишень и вступает с её веществом в реакцию, в результате которой образуются нейтроны. Эти нейтроны и делят атомные ядра в реакторе.

Такая концепция имеет целый ряд преимуществ, и первое из них – безопасность. В подобном реакторе используется докритическая масса топлива, поэтому деление ядер прекращается сразу же после остановки ускорителя. В таких условиях невозможен не только полномасштабный ядерный взрыв, но и тепловой взрыв вроде случившегося на Чернобыльской АЭС.

Второй плюс в том, что в такой установке может "гореть" самое разное топливо. Например, вместо урана-235 можно использовать более дешёвый торий-232.

"Всеядность" предложенного лауреатом устройства может сыграть и огромную экологическую роль: в нём можно "дожигать" отходы традиционных реакторов. Уже через 500 лет после такой процедуры (дающей к тому же дополнительную энергию) отработанное ядерное топливо станет не радиоактивнее угольной золы. А вот без такого "дожигания" отходы АЭС остаются опасными в тысячу раз дольше.

Отметим, что усилитель энергии пока остаётся заманчивой концепцией. Чтобы его построить, нужно решить множество сложных научно-технических проблем. Тем не менее однажды эта идея Руббиа может воплотиться в жизнь на радость человечеству.

Также исследователь работал над технологиями термической переработки (пиролиза) природного газа. Он продвигал идею, что углеводороды должны быть сырьём для химического синтеза, а не топливом.

Физик внёс свой вклад и в солнечную энергетику. Он работал над установками, в которых солнечный свет собирается зеркалами и используется как источник тепловой (а не электрической) энергии. Руббиа предложил ряд интересных решений, которые значительно снизили стоимость подобных устройств.

Пэйдун Ян совершил прорыв в технологии искусственного фотосинтеза.

Пэйдун Ян: энергия солнца

Ян внёс огромный вклад в дело использования солнечной энергии. Именно его группа создала первый действующий нанопроволочный фотоэлемент. Физик продемонстрировал, что в качестве основы для солнечных батарей нанопроволоки выгоднее других типов наночастиц. Ян и его коллеги предложили несколько новых типов нанопроволочных фотоэлементов.

Учёному также принадлежат выдающиеся результаты в области искусственного фотосинтеза. В 2013 году его группа представила первую искусственную наносистему, которая расщепляла воду на водород и кислород под воздействием солнечного света.

А в 2015 году Ян с коллегами представил первую систему, осуществлявшую полноценный искусственный фотосинтез. Полупроводниковые нанопроволоки собирали энергию солнечного света, а бактерии вида Sporomusa ovata использовали её, чтобы перерабатывать воду и углекислый газ в бутанол (отметим, что без помощи искусственных "собирателей солнца" эти бактерии не способны на фотосинтез).

Это была первая инженерная система, вырабатывающая органическое вещество непосредственно из углекислого газа и воды под действием солнечного света. Исследователь продолжал совершенствовать подобные разработки и в последующие годы.

Также Ян создал новый метод синтеза сверхрешёточных нанопроволок из кремния и германия. Команда Яна продемонстрировала, что эти структуры эффективно преобразуют тепловую энергию в электрическую. Поэтому их можно использовать для дополнительного извлечения энергии везде, где есть горячий отработанный "выхлоп", будь то двигатель автомобиля или турбина тепловой электростанции.

Работы Николаоса Хатциаргириу связаны с интеллектуальным управлением электросетями.

Николаос Хатциаргириу: умные сети

Выработать энергию – это важно, но не менее важно разумно ею распорядиться. Именно этому посвящены работы Николаоса Хатциаргириу.

Он был одним из первых европейских учёных, занимавшихся проблемами микросетей (то есть электрических сетей с небольшим количеством потребителей) и смартсетей.

Хатциаргириу усовершенствовал методы централизованного и децентрализованного управления электросетями. Он создал несколько оригинальных методов, позволяющих новым генераторам подключаться к действующей сети без существенных изменений в самой сети. Это аналог компьютерной технологии "подключи и работай" (Plug and Play).

Благодаря исследователю на острове Китнос была создана первая в Европе микросеть с децентрализованным управлением, всё электричество в которой вырабатывалось солнечными батареями.

Также Хатциаргириу работал над применением искусственного интеллекта в управлении электросетями, методами оценки безопасности сетей и так далее. Его разработки особенно полезны для сетей с большой долей ветрогенераторов. Они обеспечивают стабильное функционирование системы даже при резких и неожиданных капризах погоды.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о лауреатах премии за 2019 и 2018 годы.