Увеличение мощностей ЦОД для расширения вычислительной базы для искусственного интеллекта упёрлось в недостаток электрической энергии. Быстро и много энергии может дать только атомная отрасль. Но есть проблема — своего атомного топлива у западных стран в необходимом объёме нет, и долго не будет. Отсутствие быстрого решения взвинтило на цены на обогащённый уран более чем в три раза за три последних года и это не предел.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Источники сообщают, что стоимость единицы работы разделения (ЕРР, англ. Separative Work Unit, SWU) урана выросла с $56 до $190. Этот показатель отражает затраты на получение топливного изотопа радиоактивного вещества. В эту величину входят стоимость добычи и переработки, а ограничение источников сырья ведёт к дефициту и повышению цен.

По данным аналитиков Berenberg, в 2023 году из России в США поступало 27 % обогащённого урана. Введение санкций и условие полностью прекратить поставки с 2028 года стимулировало рост цен на уран. Самостоятельно западные страны могут перерабатывать уран в топливо во Франции, США и Канаде. Однако эти мощности ограничены, и обеспечить все потребности в краткосрочной перспективе они не смогут.

«У нас просто недостаточно конверсии и обогащения на западе, и именно поэтому цена так резко изменилась. Эта цена будет только расти», — пояснил Ник Лоусон (Nick Lawson), исполнительный директор инвестиционной группы Ocean Wall.

По мнению аналитиков, сокращение доступности уранового топлива может привести к росту цен на немедленную доставку. Казатомпром, государственная горнодобывающая компания Казахстана и крупнейший в мире производитель урана, недавно предупредил, что добыча ниже, чем ожидалось.

«Мы всё чаще видим, что казахстанское сырьё будет поступать в Китай и Россию, и всё меньше его будет уходить на запад, — сказал Андре Либенберг (Andre Liebenberg), исполнительный директор урановой инвестиционной компании Yellow Cake, зарегистрированной в Лондоне. — Мы легко можем увидеть сокращение предложения в среднесрочной перспективе просто из-за отсутствия новых проектов, которые могут быть быстро запущены в эксплуатацию».

Эту ситуацию разогревает спрос владельцев ЦОД на атомную электроэнергию, который не собирается угасать. Так, в прошлом году и AWS, и Microsoft подписали соглашения о получении электроэнергии от атомных электростанций. Кроме того, Meta✴ запустила «запрос предложений» по выявлению потенциальных разработчиков решений в ядерной энергетике для создания 1,4 ГВт новых ядерных генерирующих мощностей по всей территории США. Компания готова рассматривать буквально любые варианты.

Операторы центров обработки данных также поддержали идею малых модульных реакторов (SMR), поскольку они обещают быструю отдачу. В прошлом году Amazon Web Services (AWS) подписала три сделки по атомной энергетике в США, включая соглашение с Energy Northwest, консорциумом государственных коммунальных служб, которое позволит создать четыре передовых SMR.

Кроме того, Google объявила о сделке на 500 МВт с поставщиком SMR-услуг Kairos Power. Компания ожидает, что первый из шести или семи реакторов, предусмотренных соглашением, будет введён в эксплуатацию в 2030 году. Иными словами, возникшему дефициту противопоставляются планы и намерения, которые не гарантируют результат, а лишь обещают его в будущем. И всё это опирается на новые и непроверенные практикой технологии. Нетрудно представить, что цены на урановое топливо будут расти завидными темпами не менее пяти, а то и значительно более лет.

Премьер-министр Великобритании Кир Starmer (Keir Starmer), как сообщают ведущие зарубежные СМИ, сегодня должен выступить с программным заявлением о запуске государственной инициативы, которая поможет стране к 2030 году увеличить вычислительные мощности в сфере ИИ в 20 раз, а также поднять производительность труда в экономике.

Источник изображения: Unsplash, Mahmudur Rahman

Суть программы развития «суверенного ИИ» в Великобритании будет сводиться к созданию упрощённой регуляторной системы и финансированию необходимой инфраструктуры, включая энергетическую. Начать решено с регионов концентрации атомных электростанций в Великобритании, а в дальнейшем вычислительные кластеры предполагается размещать в непосредственной близости от АЭС и прочих объектов энергетики нового поколения. Амбиции британских властей простираются до уровня создания «историй успеха», сопоставимых с появлением на рынке OpenAI.

Существующий план подразумевает формирование на территории Великобритании нескольких «зон роста», которые будут способствовать бурному развитию «суверенного ИИ». В экономике страны должны появиться свои «чемпионы ИИ», не уступающие по масштабу тому же OpenAI. Обучаемые на территории Великобритании языковые модели не должны зависеть от активности компаний из США, поскольку власти Королевства относят данную деятельность к категории национальных приоритетов. Британские компании, развивающие ИИ, будут иметь доступ к национальным банкам данным, используемых для создания моделей, учитывающих особенности британской экономики и традиций. Некоторые из участников рынка призывают британские пенсионные фонды, располагающие в общей сложности $7 трлн денежных средств, часть из них направлять на финансирование стартапов в сфере искусственного интеллекта.

Сопутствующему развитию энергетической инфраструктуры в Великобритании будет способствовать специально созданный совет, включающий чиновников и представителей бизнеса. Проект предполагает подключение мощных центров обработки данных к модульным ядерным реакторам, которые полагаются на технологию расщепления ядер. Финансирование программы будет осуществляться и с привлечением частного капитала. Правительство Великобритании ожидает, что широкое внедрение систем искусственного интеллекта позволит поднимать производительность труда в национальной экономике на 1,5 % ежегодно и увеличивать ВВП на $57 млрд ежегодно в течение десяти лет.

31 декабря 2024 года в работу вступил последний из 12 энергоблоков гидроаккумулирующей электростанции Фэннин (Fengning), расположенной в одноимённом уезде в Китае. Это крупнейший в мире объект такого рода, накапливающий избытки возобновляемой энергии путём закачки воды в искусственный водоём, расположенный на возвышении. Общая мощность электростанции составляет 3,6 ГВт, а запасённой воды хватает на работу в течение 10,8 часа.

Источник изображений: State Grid Corporation of China

Гидроаккумулирующая электростанция в Фэннин строилась 11 лет, а её реализация обошлась в $2,6 млрд (19,24 млрд юаней). Объём верхнего резервуара, служащего аккумулятором, достигает 45,04 млн м³, а нижнего — 71,56 млн м³. На полной мощности электростанция может работать 10,8 часа, аккумулируя почти 40 ГВт·ч электричества. Избытки энергии для подъёма воды на высоту поступают от ветряных и солнечных электростанций соседнего уезда. Электросеть гидроаккумулирующей электростанции подключена к тому же сегменту и сглаживает пики выработки, поставляя энергию в ночное время и в периоды безветрия.

Аппаратный зал электростанции также поражает воображение, особенно учитывая, что он полностью скрыт под землёй. Его длина составляет 414 м, высота — 54,5 м, ширина — 25 м. Вспомогательная инфраструктура включает 190 тоннелей общей протяжённостью 50 км.

Перекачку воды и выработку энергии обеспечивают 12 реверсивных турбин, каждая из которых имеет мощность 300 МВт. Две из них отличаются переменной скоростью вращения, что необходимо для более гибкой выработки и стабилизации частоты. Для закачки полного объёма воды в верхний резервуар требуется 8,71 ТВт·ч электроэнергии в год. Чистая выработка при спуске воды составляет 6,61 ТВт·ч в год, что означает потери на уровне около 2 ТВт·ч. Эти потери являются платой за использование восполняемых ресурсов.

Проект гидроаккумулирующей электростанции разработан компанией State Grid Xinyuan Group, дочерним подразделением Государственной сетевой корпорации Китая. Это далеко не единственная гидроаккумулирующая электростанция в стране. К концу 2024 года Государственная сетевая корпорация Китая управляла гидроаккумулирующими мощностями общей мощностью 40,56 ГВт, а ещё 53,48 ГВт находились в стадии строительства. С учётом активного создания электростанций на возобновляемых источниках энергии, Китай нуждается в аккумулирующих и гидроаккумулирующих мощностях для формирования устойчивой энергосистемы.

Федеральное сетевое агентство Германии (Bundesnetzagentur) сообщило, что в 2024 году был установлен рекорд по выработке электроэнергии с отрицательными ценами. Если в 2023 году на оптовом рынке отрицательные цены сохранялись в течение 301 часа, то в 2024 году цены на электроэнергию оставались отрицательными уже 457 часов.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Также в минувшем году биржевая цена на электроэнергию реже пересекала критическую отметку в €0,10 за 1 кВт·ч. Превышение фиксировалось в течение 2296 часов, тогда как годом ранее такое наблюдалось в течение 4106 часов. Таким образом, средняя оптовая цена на рынке «на сутки вперёд» в годовом исчислении снизилась на 17,5 % — до €0,07851 за 1 кВт·ч.

Агентство также сообщило, что в 2024 году на возобновляемые источники энергии пришлось 59 % чистой выработки электроэнергии, что на 3 % больше, чем в 2023 году. Аналитики Fraunhofer ISE определили долю солнечной энергетики в Германии чуть выше — на уровне 62,7 %. При этом Bundesnetzagentur учитывает только ту электроэнергию, которая поступила в сеть, исключая собственное потребление владельцами генераторов.

В 2024 году общий объём выработки электроэнергии в Германии снизился на 4,2 %, составив 431,7 ТВт·ч. Возобновляемые источники энергии произвели 254,9 ТВт·ч, из которых на ветровую энергетику пришлось 111,9 ТВт·ч, а на солнечную — 63,3 ТВт·ч (по сравнению с 55,7 ТВт·ч в 2023 году). Доля солнечных систем составила 14,7 % выработки, а ветровых установок — почти 26 %.

Выработка электроэнергии из ископаемых ресурсов сократилась примерно на 11 %, составив 176,8 ТВт·ч. Производство электроэнергии на основе каменного угля уменьшилось на 31,2 %, бурого угля — на 8,8 %, тогда как выработка на газе увеличилась на 8,6 %.

Для электромобилей компании Tesla 2024 год стал первым провальным за долгие годы — впервые сократились годовые поставки электрокаров. Однако у компании резко увеличились поставки аккумуляторных комплектов Megapack и Powerwall, демонстрируя рост второй год подряд. Это частично компенсирует неудачи Tesla на рынке электромобилей. Аккумуляторные системы для энергетики приносят компании до 10 % выручки и становятся всё более значимыми в её бизнесе.

Источник изображений: Tesla

До очередного квартального и годового отчёта Tesla остаётся около трёх недель. Тем не менее, компания уже поделилась радостной новостью: в 2024 году она поставила накопители энергии на литиевых батареях общей ёмкостью 31,4 ГВт·ч. Сообщение появилось одновременно с объявлением о запуске нового предприятия по производству комплектов Megapack в Шанхае, Китай. До этого промышленные батарейные комплекты Megapack и домашние Powerwall производились только в США на заводе в Латропе (Калифорния), где мощность составляет 10 тысяч Megapack в год.

Резкий рост продаж комплектов Megapack начался в 2023 году, когда клиентам было поставлено батарей суммарной ёмкостью 14,7 ГВт·ч. В 2024 году продажи выросли на 214 %, что соответствует поставке батарей ёмкостью 31,4 ГВт·ч — более чем в два раза больше. Среди ведущих клиентов Tesla остаётся Австралия, активно использующая солнечную энергетику в своих пустынных регионах.

Перед публикацией финансовых результатов за четвёртый квартал и весь 2024 год известно, что одна из крупнейших выручек Tesla от продаж батарейных комплектов была зафиксирована в третьем квартале прошлого года и составила $2,38 млрд, или 9,4 % от совокупной выручки компании за тот период. Поскольку мир продолжает наращивать мощности возобновляемой энергетики, потребность в аккумуляторных системах Megapack от Tesla будет только увеличиваться.

Шанхайский институт прикладной физики (SINAP) Китайской академии наук в новом году начнёт строительство демонстрационного 10-МВт ториевого реактора на расплаве солей. Пилотный проект реактора был введён в эксплуатацию в 2021 году, что предопределило судьбу направления — ториевым реакторам быть! Проект показал свою успешность и будет повторён на новом уровне.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Создание сети реакторов на тории позволит Китаю и ряду других стран избавиться от зависимости от уранового топлива. Тория на Земле более чем достаточно для сотен и больше лет сжигания в ядерных реакторах для получения энергии, чего не скажешь об уране, запасов которого едва ли хватит более чем на 500 лет. Кроме того, торий в избытке находится в отходах при извлечении редкоземельных элементов. Китай лидирует в переработке таких руд и уже накопил невообразимое количество отходов, переработка которых ждёт своего часа.

Сложность с торием заключается в том, что он не подвержен ядерному распаду, и его нужно превратить в подходящий изотоп урана. Для этого торий-232 загружается в реактор-размножитель на расплаве солей. Фторид тория расплавляется в активной зоне реактора, и изотоп торий-232 в процессе облучения становится изотопом торий-233. Период полураспада тория-233 — около 20 минут, после чего половина этого вещества распадается до изотопа протактиний-233. У последнего период полураспада больше — 27,4 дня, в течение которого он распадается на уран-233 — подходящее топливо для реакции деления. На время распада до урана-233 протактиний выводится из реактора и возвращается в него уже в виде уранового топлива. Пилотный проект Китая показал свою работоспособность, хотя экономическая целесообразность процесса пока под вопросом.

Напомним, пилотный проект был реализован в пустыне Гоби. Там был построен 2-МВт жидкосолевой реактор электрической мощностью 1 МВт. Ответственный за проект институт SINAP оценил проект как перспективный и запланировал в 2025 году построить там же 60-МВт реактор с электрической мощностью 10 МВт (остальное — это тепло, что тоже можно использовать). Более мощный жидкосолевой ториевый реактор должен быть введён в эксплуатацию в 2030 году. В случае успеха он будет масштабирован ещё на порядок — до выработки 100 МВт электрической энергии.

До начала работы ториевых реакторов в Китае единственной созданной в мире установкой такого рода был реактор в Ок-Риджской национальной лаборатории в США (ORNL). Он был остановлен в 1969 году. С тех пор никто не создавал ториевых реакторов. Сегодня к ним возник интерес не только в Китае. Многие страны начинают проектировать реакторы на расплавах солей как более безопасную альтернативу классическим АЭС. Присутствует некоторая обеспокоенность тем, что радиоактивное топливо некоторое время должно находиться вне реактора, пока оно «дойдёт до кондиции», а это угроза неконтролируемого распространения. Поэтому есть проекты, в которых протактиний не покидает реактора и образует уран в активной зоне, до которой добраться нельзя.

Как бы там ни было, ториевые реакторы сегодня проектируют в странах Европейского Союза, в США, Японии и Индии. Китай показал, что по этому пути можно идти, и намерен дальше оставаться впереди планеты всей. Пока остальные рисуют чертежи, он уверенно строит.

Арсенал зелёной энергетики пополнился самым мощным в мире электрогенератором на чистом водороде. Его мощность составляет 30 МВт, для чего каждый час сжигается 443,45 т водорода. Это примерно как 25 раз в час заправить один из крупнейших в мире дирижаблей «Гинденбург», печально известный катастрофой в мае 1937 года. Разработчики генератора надеются, что он поможет сгладить провалы в выработке энергии возобновляемыми источниками.

Источник изображения: Mingyang

Генератор Jupiter One разработали специалисты группы компаний Mingyang Smart Energy. Этот производитель известен созданием самых больших в мире ветряных турбин высотой до 300 метров. Ветер, как и солнце не вырабатывают энергию непрерывно. Промежутки с безветрием и ночью необходимо заполнять выработкой из иных источников. Использование водорода интересно тем, что излишки электричества во время пиковых поставок днём можно направлять на электролиз — извлечение водорода расщеплением обычной воды.

Представленный компанией Mingyang генератор способен создать буферный источник энергии для солнечных и ветряных установок. Это тем более важно, что свет и ветер вырабатывают энергию преимущественно в северных и западных районах Китая, тогда как главным потребителем остаётся восток и прибрежные районы. В связи с этим в Китае сложилась ситуация, что во время пиковой выработки около 25 % энергии из возобновляемых источников просто теряется — в стране недостаточно линий электропередач, чтобы в полном объёме передавать эту энергию на восток и юг. Эти излишки можно пустить на электролиз и затем использовать в генераторах электричества на водороде.

Jupiter One сжигает столько водорода в час, что можно было бы заправить 78 487 автомобилей Toyota Mirai с водородными ячейками

Генератор Jupiter One имеет десять камер сгорания. Водород — капризное и опасное топливо. Для согласованной работы всех камер пришлось решить множество задач, чтобы воспламенение и сгорание топлива всё время оставались под контролем.

В Китае успех первой очереди системы по хранению излишков возобновляемой энергии в сжатом воздухе в пещере вдохновил на 10-кратное увеличение мощности установки. Проект Jintan в Чанчжоу (провинция Цзянсу) получит два 350-МВт генератора, которые смогут вырабатывать 2,8 ГВт·ч электричества в год. Энергия будет накапливаться в соляной пещере объёмом 1,2 млн м³, что сделает этот проект крупнейшим в мире решением в данной области

Источник изображения: CNSIG

Первая в мире установка по хранению излишков энергии в сжатом воздухе в подземных условиях была создана в Германии в 1978 году (электростанция Huntorf). Она способна вырабатывать 290 МВт в течение двух часов ежедневно. В 1991 году подобная станция была построена в США — McIntosh Power Plant, её мощность составляет 110 МВт. В Китае сегодня работают от девяти до десяти таких станций с общей мощностью около 700 МВт, где сжатый воздух преимущественно хранится в контейнерах.

Проект Jintan, запущенный совместно с Китайской национальной группой соляной промышленности (CNSIG), Huaneng International Power Jiangsu Energy Development (дочерней компанией Huaneng Group — главного инвестора проекта), а также учёными из Университета Цинхуа, основан на использовании соляной шахты, выведенной из эксплуатации. Первая фаза проекта включала запуск 60-МВт установки по выработке энергии. Успешная реализация проекта подтвердила его эффективность, и теперь площадка будет дополнена двумя турбинами мощностью по 350 МВт каждая.

Система рассчитана на 330 циклов заряда и разряда в год. Днём она будет накапливать излишки солнечной энергии, закачивая воздух в пещеру, а ночью — вырабатывать электричество, используя сжатый воздух для вращения турбин. Для повышения КПД воздух будет предварительно подогреваться. Энергия для подогрева будет браться из предыдущего цикла: тепло, выделяемое при сжатии воздуха компрессором, будет сохраняться для использования в процессе генерации.

Эти технологии позволили поднять КПД установки до 60 %. Для сравнения: КПД аналогичной установки в США достигает 54 %, а в Германии — 40 %. После модернизации система автоматики позволяет запустить генерацию энергии за пять минут нажатием одной кнопки, тогда как ранее для этого требовалось 20 минут и последовательное выполнение операций специально обученным персоналом.

Санкт-Петербургский государственный университет, компания «Лартех» и концерн «Энергомера» в рамках форума «Электрические сети — 2024» (МФЭС) представили первый в мире счётчик электроэнергии с интегрированным алгоритмом на базе искусственного интеллекта. Устройство предназначено для борьбы с нелегальным майнингом и энергетическим мошенничеством. Сообщение об этом опубликовано на сайте СПбГУ, специалисты которого создали ПО для нового счётчика.

Источник изображений: СПбГУ, Лартех

Майнинг криптовалют является серьёзной проблемой для энергетической системы России. В регионах с низкими тарифами на электроэнергию нелегальные майнеры создают значительные нагрузки на сети, что может приводить к перебоям и убыткам для ресурсоснабжающих компаний. Решить эту проблему поможет новый прибор, способный автоматически распознавать аномальное потребление электроэнергии и предотвращать злоупотребления.

В отличие от обычных счётчиков электроэнергии, новый прибор не только фиксирует данные, но и анализирует поведение потребителей. После подключения к системе устройство получает информацию о мощности и частоте электросигнала, что позволяет выявлять нестандартные нагрузки и сигнализировать об этом поставщику энергии. Например, если в жилом районе появится активность, характерная для криптофермы, ИИ-счётчик немедленно уведомит об этом поставщика энергии, который сможет оперативно принять меры.

Кроме того, СПбГУ и «Лартех» в рамках форума представили антифрод-систему для борьбы с энергетическим мошенничеством. Эта система анализирует данные, поступающие от умных приборов учёта, и с помощью специального алгоритма выявляет модификации, незаконные подключения, нецелевое использование электроэнергии и другие способы хищения.

ИИ-счётчик и антифрод-система получили гран-при конкурса перспективных разработок в области внедрения искусственного интеллекта в электроэнергетику. «Наш прибор с искусственным интеллектом — это не просто инновация, а шаг к более прозрачной экономике и безопасной энергосистеме. Он помогает выявлять нелегальное потребление и оптимизировать работу энергосетей, повышая их надёжность и эффективность», — отметил директор компании «Лартех» Дмитрий Полторак.

Сегодня в Японии начались полевые испытания систем передачи энергии на расстоянии. Целью проекта является отработка технологий по сбору солнечной энергии на орбите и её передаче на Землю. Солнечные панели на высоте 36 000 км смогут работать круглосуточно и будут вырабатывать энергию в 10 раз эффективнее, чем на земной поверхности. Это мечта человечества о чистой энергии, к которой сегодня сделан первый шаг.

Источник изображения: Kyoto University

Идея вырабатывать энергию от Солнца на орбите Земли родилась в 60-е годы прошлого века. Она имеет неоспоримые плюсы, но минусов пока так много, что реализовать передачу энергии из космоса на Землю очень и очень непросто. Во-первых, нет необходимых технологий. Во-вторых, это будет крайне дорого. Однако начинать всегда нужно с технологий.

Япония не стала первой страной, которая начинает эксперименты с передачей энергии из космоса. Дальше всего по этому пути продвинулись учёные в США. В прошлом и в этом году хорошо показала себя экспериментальная установка Калтеха, отправленная в космос в начале 2023 года. Китай также проводит в этой области эксперименты. На данный момент известно о работах в пределах высотных зданий с планами разместить передатчики на дирижаблях.

В Японии систему дистанционной передачи энергии начала испытывать компания Japan Space Systems (JSS). Работы будут проводиться по заказу Министерства экономики, торговли и промышленности Японии. Для этого на земле развёрнута сеть из 13 приёмников на площади 600 м², а передатчики будут подвешены под крыльями самолётов. Также установленные на крыльях солнечные панели будут собирать энергию, и передавать её на землю в виде микроволнового излучения с высоты 5–7 км. Отработка технологии позволит на следующем этапе начать передачу энергии из космоса, для чего в следующем году на орбиту будет отправлен 150-кг спутник.

Даже если всё пройдёт успешно, эксперты говорят о сложном масштабировании подобных решений. Например, для передачи из космоса энергии порядка 1 ГВт необходимо поле панелей площадью 2 км². Всё это будет весить 10 тыс. т и стоить не менее $6,7 млрд в нынешних ценах. Потребуется ещё не менее четверти века, чтобы эти планы приблизились к реализации.

Meta✴ Platforms подтвердила своё намерение использовать ядерную энергетику для питания собственных центров обработки данных в США. По данным источника, компания готова принять предложение о сотрудничестве от компании, работающей в сфере ядерной энергетики, с целью добавить к уже имеющимся мощностям от 1 до 4 гигаватт энергии к началу следующего десятилетия.

Источник изображения: Bermix Studio/Unsplash

В сообщении сказано, что Meta✴ продолжает искать партнёров, имеющих опыт работы с «малыми модульными реакторами (SMR), либо с более крупными ядерными реакторами». Отмечается, что компания «географически независима» в отношении местоположения потенциальных ядерных объектов. Ранее в этом году Meta✴ уже планировала построить в США «атомный» ЦОД, но от этого проекта пришлось отказаться из-за того, что в районе потенциального строительства ядерного объекта обитает редкий вид пчёл.

«Поскольку инновации приносят значительные технологические достижения во всех секторах и поддерживают экономический рост, мы считаем, что ядерная энергетика может помочь обеспечить надёжную базовую мощность для поддержки растущих потребностей электросетей, которые питают наши центры обработки данных (физическая инфраструктура, на базе которой работают платформы Meta✴), а также окружающие их сообщества», — говорится в заявлении компании.

Meta✴ — не единственная крупная технологическая компания, которая стремится использовать ядерную энергетику для реализации своих амбиций в сфере искусственного интеллекта. Не так давно Google объявила о подписании соглашения, в рамках которого на территории США будет построено несколько реакторов с целью получения 500 мегаватт энергии. Ранее в этом году Microsoft заявила о желании возродить атомную электростанцию в Пенсильвании, чтобы стимулировать развитие ИИ-технологий.

В конце октября финский стартап Polar Night Energy завершил наполнение ёмкости теплового аккумулятора 2000 тонн измельчённого мыльного камня. Аккумулятор будет хранить до 100 МВт·ч тепловой энергии с пиковой отдачей мощности 1 МВт. Этой ёмкости хватит на отопление небольшого городка неделю зимой и на месяц нагрева воды летом. Ввод в эксплуатацию состоится в 2025 году. Испытания начнутся через месяц или чуть позже.

Источник изображений: Polar Night Energy

О начале строительства масштабного накопителя тепла от избыточной выработки энергии солнечными и ветряными установками в регионе было сообщено в начале 2024 года. Ранее компания Polar Night Energy на примере пилотной установки мощностью 100 кВт и ёмкостью 8 МВт·ч показала, что идея хранить тепло в нагретом песке для последующего использования вполне рабочая и достаточно эффективная.

Для реализации масштабного проекта был заключён договор с общиной Порнайнен на юге Финляндии. Проект предусматривал наполнение бункера теплового аккумулятора диаметром 15 м и высотой 13 м 2000 тоннами песка. Точнее, песок использовался в пилотном проекте. Для масштабного проекта был выбран более теплоёмкий материал и по совместительству отходы производства одной из местных компаний — талькохлорит, который ещё называют мыльным камнем. Этот материал используется компанией Tulikivi для облицовки каминов и печей для саун. Использование для теплоаккумулятора отходов производства — это высший пилотаж в сфере безотходной экономики, и финны оказались в этом вопросе на высоте.

Поскольку основная часть работы завершена и остался только монтаж внешних узлов, работы вскоре перейдут в область проверки накопителя в условиях зимней эксплуатации. Ожидается, что полностью заряженный тепловой аккумулятор сможет неделю снабжать теплом дома граждан округа Lämpö. Накопитель будет подключёна к системе централизованного отопления и сможет обогревать до 5 тысяч граждан. Сдача объекта в эксплуатацию ожидается позже в 2025 году по результатам испытаний.

Компания Anthropic, специализирующаяся на разработке искусственного интеллекта, совместно с Министерством энергетики США проводит уникальные испытания своей модели Claude 3 Sonnet. Целью эксперимента является проверка способности ИИ «не делиться» потенциально опасной информацией, связанной с ядерной энергетикой, в частности, с созданием оружия.

Источник изображения: Copilot

Как стало известно изданию Axios, специалисты из Национального управления ядерной безопасности (NNSA) при Министерстве энергетики США с апреля этого года проверяют модель Claude 3 Sonnet, чтобы убедиться, что она не может быть использована для создания атомного оружия. В ходе «красных запросов» эксперты манипулируют системой, пытаясь её «сломать».

По словам Anthropic, подобные тесты, проходящие в совершенно секретной среде, являются первыми в своём роде и могут открыть путь для аналогичных взаимоотношений с другими государственными структурами. «В то время как американская промышленность лидирует в разработке передовых ИИ-моделей, федеральное правительство приобретает уникальный опыт, необходимый для оценки систем искусственного интеллектана предмет определенных рисков для национальной безопасности», — заявила руководитель отдела политики национальной безопасности Anthropic Марина Фаваро (Marina Favaro).

Представители NNSA также подчеркнули важность работы в этом направлении. Вендэн Смит (Wendin Smith), заместитель администратора NNSA, заявила, что ИИ является «одной из ключевых технологий, которая требует постоянного внимания в контексте национальной безопасности».

Anthropic планирует и дальше продолжить сотрудничество с правительством, чтобы разработать более надёжные меры безопасности для своих систем. Пилотная программа, в рамках которой тестируется также более новая модель Claude 3.5 Sonnet, продлится до февраля 2024 года. Компания обещает поделиться результатами тестирования с научными лабораториями и другими организациями.

Международная группа учёных определила способы получения электроэнергии от тепла человеческого тела с использованием экологически чистых материалов. Идеальным материалом для создания мембраны, с помощью которой можно получать энергию от низкотемпературных термоэлектрических процессов, оказался лигнин, добываемый из отходов древесины. Это материал растительного происхождения, возобновляемый, экологически чистый и широкодоступный.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Человеческое тело в среднем за час вырабатывает 60–80 Вт тепловой энергии — вполне достаточно, чтобы запитать ноутбук. Проблема в том, как собрать это тепло и преобразовать его в электричество, а также накопить. КПД термоэлектрических преобразователей обычно составляет единицы процентов и даже ниже, если речь идёт о температурах ниже 200 °C. Но именно от источников такого «мусорного» тепла больше всего потерь в атмосферу — свыше 66 %. Его теряют тёплые механизмы, теплотрассы, строения и многое другое, включая нас самих. А ведь преобразование тепла тела в электричество могло бы надолго, если не навсегда, обеспечить работу носимой электроники.

Учёные из Университета Лимерика (Ирландия) в сотрудничестве с Университетом Валенсии (Испания) смогли создать мембрану из лигнина, способную создавать разность потенциалов на обеих её сторонах. Для этого мембрану пропитывали солевым раствором, в котором под действием тепла на одной стороне возникало движение положительных ионов на противоположную сторону. Оставалось лишь аккумулировать этот ток и использовать по назначению. Учёные и здесь не ударили в грязь лицом и создали экологически чистый накопитель ионов.

Исследователи изготовили из древесных отходов пористый углеродный материал, способный накапливать ионы после их прохождения сквозь мембрану из лигнина. Аккумулятор также оказался экологически чистым, как и термоэлектрический элемент. Точнее, исследователи создали углеродный суперконденсатор из отходов древесины, доказав, что тепло можно преобразовывать в электричество и накапливать без использования токсичных веществ, таких как свинец, сурьма и другие.

Исследователи из Австралии и Латвии открыли способ превратить бесполезные отходы из полистирола в источник чистой и условно бесконечной энергии. Полистирол оказался наиболее перспективным материалом для генерации статического электричества среди других пластиков. Статику можно снимать с полистирола, накапливать и превращать в бесплатную электроэнергию. А всё что нужно для возникновения зарядов — это лишь поток воздуха через пластинки полистирола.

Источник изображения: RMIT

Полистирол, использующийся, преимущественно, для упаковок, ежегодно производится в объёме 25 млн тонн. После использования он в основном оказывается на свалках. В переработку поступает лишь малая часть этого материала. Свойства полистирола делают его мусором длительного разложения — до 500 и более лет. Но эти же качества сделали его лучшим выбором для создания электростатических генераторов.

Учёные из Австралийского университета RMIT и Латвийского технического университета в Риге обнаружили, что обдуваемые потоком воздуха тончайшие пластинки из полистирола активно вырабатывают статическое электричество. Пластинки должны быть толщиной в десять раз тоньше человеческого волоса. Движение воздуха между ними заставляет их тереться друг от друга и возбуждать статический заряд, который затем направляется для зарядки конденсатора и дальше в электрическую цепь.

Источник изображения: Advanced Energy and Sustainability Research 2024

Такую установку для выработки электричества из множества параллельно расположенных полистироловых пластинок учёные предлагают устанавливать в местах постоянного движения воздуха. Например, в системах вентиляции. Установки смогут подпитывать местную сеть и даже сэкономят до 5 % потребления кондиционеров, если в последние встроить предложенную систему по сбору статического электричества.

Параллельно созданию электростатических генераторов из вторсырья исследователи глубже изучили природу возникновения статического заряда, чем двинули дальше фундаментальную науку. А ещё раньше подобное исследование провели учёные из США, которые изучили тонкости возникновения статики на примере шерсти домашних котиков. Возвращаясь к полистиролу, отметим, что сама идея вторичного использования полистирола не менее ценная, чем изобретение способа добывать энергию с его помощью.