Конференция MIT Energy Initiative освещает приоритеты исследований в условиях меняющегося энергетического ландшафта | Новости Массачусетского технологического института

«Мы здесь, чтобы поговорить о действительно существенных изменениях, и мы хотим, чтобы вы приняли в этом участие», — сказала Дезире Плата, заслуженный профессор инженерной школы климата и энергетики факультета гражданского и экологического строительства Массачусетского технологического института, на Energizing@MIT: ежегодной исследовательской конференции MIT Energy Initiative (MITEI), которая проходила 9-10 сентября.

Слова Платы нашли отклик у более чем 150 участников из научных кругов, промышленности и правительства, встретившихся в Кембридже на конференции, темой которой было «решение возникающих энергетических проблем». Выступавшие согласились, что решение таких проблем и, в конечном итоге, изменение траектории глобальных климатических изменений требует партнерских отношений.

«Мы должны быть скромными и открытыми», — сказал Джакомо Сильвестри, председатель Eniverse Ventures в Eni, в общем программном обращении. «Мы не можем развивать инновации, сосредоточившись только на себе и своих компетенциях… поэтому нам необходимо сотрудничать со стартапами, венчурными фондами, такими университетами, как Массачусетский технологический институт, и другими государственными и частными учреждениями».

Его коллега из Eni Анналиса Муччиоли, руководитель отдела исследований и технологий, добавила: «Энергетический переход — это гонка, которую мы можем выиграть, только объединив зрелые решения, готовые к развертыванию, вместе с новыми технологиями, которые все еще требуют ускорения и управления рисками».

Цели исследования

На конференции, которая продемонстрировала ряд исследовательских приоритетов, которые MITEI определила как центральные для обеспечения будущего низкоуглеродной энергетики, участники поделились как многообещающими открытиями, так и стратегиями продвижения проверенных технологий в условиях меняющихся политических ветров и политической неопределенности.

Одна из дискуссий сосредоточилась на устойчивости энергосистемы — теме, которая переместилась с периферии в центр энергетического дискурса, поскольку вызванные климатом сбои, киберугрозы и интеграция возобновляемых источников энергии бросают вызов устаревшим системам. Яркий пример: отключение электричества в Испании и Португалии в апреле 2025 года, в результате которого миллионы людей остались без электричества на срок от восьми до 15 часов.

«Я хочу подчеркнуть, что эта неудача была связана не только с энергосистемой», — сказал научный сотрудник MITEI Пабло Дуэньяс-Мартинес. Выявив технические проблемы с реактивной мощностью и контролем напряжения, ставшие причиной краха системы, Дуэньяс-Мартинес также указал на нехватку пропускной способности в Центральной Европе и устаревшие рабочие процедуры, а также рекомендовал улучшить подготовку и коммуникацию между системами передачи и операторами коммунальных предприятий.

«Вы не можете планировать каждое событие отдельно, а это означает, что нам необходимо расширить портфель экстремальных событий, к которым мы готовимся», — отметила Дженнифер Пирс, вице-президент энергетической компании Avangrid. «Мы делаем систему умнее, сильнее и устойчивее, чтобы лучше защищать от широкого спектра угроз, таких как штормы, наводнения и экстремальная жара». Пирс отметил, что стремление Avangrid поставлять безопасную и надежную электроэнергию своим клиентам требует «тщательного планирования действий в чрезвычайных ситуациях».

Устойчивость электросети в условиях значительно возросшего спроса является важной мотивацией запуска MITEI в сентябре 2025 года Форума по энергетике центров обработки данных, о котором также было объявлено во время ежегодной исследовательской конференции. Форум будет включать в себя исследовательские проекты, вебинары и другой контент, посвященный поставкам и хранению энергии, проектированию и управлению сетями, инфраструктуре, а также государственной и экономической политике, связанной с центрами обработки данных. В число участников форума входят компании MITEI, которые также участвуют в Центре исследований экологической и энергетической политики MIT (CEEPR).

Хранение и транспортировка: ошеломляющие проблемы

По словам Асегуна Генри, профессора факультета машиностроения Массачусетского технологического института, достижение климатических целей по декарбонизации мира к 2050 году требует строительства около 300 тераватт-часов хранения энергии. «Это невероятно огромная проблема, над которой людям приходится думать», — сказал он. Генри разрабатывает высокотемпературную систему хранения тепловой энергии, которую он прозвал «солнцем в ящике». В его системе используется жидкий металл и графит, чтобы удерживать электричество в виде тепла, а затем преобразовывать его обратно в электричество, что позволяет хранить его от пяти до 500 часов.

«В конце концов, хранилище предоставляет услугу, а тип технологии, которая вам нужна, зависит от услуги, которую вы цените больше всего», — сказал Нестор Сепульведа, коммерческий руководитель отдела перспективных инвестиций в энергетику и партнерства в Google. «Я не думаю, что здесь существует какой-то один тип рынка, где победитель получает все».

Другая группа изучила экологически чистые виды топлива, которые могут помочь декарбонизировать такие отрасли, которые трудно электрифицировать, такие как авиация, судоходство и дальнемагистральные грузовые перевозки. Рэндалл Филд, директор по исследованиям MITEI, отметил, что устойчиво производимое топливо — топливо, которое в значительной степени совместимо с существующими двигателями — «может потенциально исключить триллионы долларов затрат на замену автопарка и строительство инфраструктуры, а также поможет нам ускорить темпы декарбонизации транспортного сектора».

Эрик Дж. Биркертс — директор по развитию компании LanzaJet, которая производит авиационное топливо с высокой энергетической плотностью, полученное из сельскохозяйственных отходов и других источников углерода. «Ключом к широкому внедрению экологически чистого авиационного топлива является решение как проблемы предложения за счет увеличения производства, так и препятствия со стороны спроса за счет снижения затрат», — сказал он.

«Мы считаем, что хорошая политическая основа [for sustainable fuels] Это будет что-то технологически нейтральное, не исключающее никаких путей производства, основанное на практике учета жизненного цикла и рыночных механизмах», — сказала Вероника Л. Робертсон, менеджер портфеля технологий энергетических продуктов в ExxonMobil.

MITEI планирует значительно расширить свои исследования в области экологически чистых видов топлива, объявив о двухлетнем исследовании «Будущее топлива: пути к устойчивому транспорту», которое начнется в начале 2026 года. По словам Филда, в исследовании будут анализироваться и оцениваться биотопливо и электронное топливо.

Решения от больших и малых лабораторий

Лидеры мировой энергетики рассказали о своих исследовательских проектах. На дискуссии по улавливанию углерода при производстве электроэнергии было представлено три взгляда на эту тему: Девин Шоу, коммерческий директор по технологиям декарбонизации компании Shell, описал улавливание углерода после сжигания на электростанциях, использующих пар для рекуперации тепла; Ян Марш, руководитель глобальной программы Siemens Energy, обсудил использование новых материалов для улавливания углекислого газа непосредственно из воздуха; и Джеффри Голдмир, старший директор по технологической стратегии GE Vernova, объяснил интеграцию улавливания углерода в системы газовых турбин.

Во время дискуссии по электрификации транспортных средств Брайан Стори, вице-президент по энергетике и материалам Исследовательского института Toyota, представил обзор портфеля проектов Toyota по декарбонизации, включая твердотельные батареи, гибкие производственные линии и инверторы, образующие сеть, для поддержки инфраструктуры зарядки электромобилей.

Сессия, посвященная проектам посевного фонда MITEI, выявила многообещающие исследования на ранней стадии, проводимые в собственных лабораториях MIT. Новый процесс декарбонизации производства этилена был представлен Йогешем Сурендранатом, профессором Доннера химического факультета Массачусетского технологического института. Доцент материаловедения и инженерии Аристид Гумюсенге также обсудил разработку полимеров, необходимых для нового типа натрий-ионных аккумуляторов.

Перенос таких смелых новых технологий из академических лабораторий в реальный мир невозможен без достаточной поддержки и умелого управления. На дискуссии о путях коммерциализации была представлена работа Ивенетима Абата, профессора развития карьеры Чипмана и доцента кафедры материаловедения и инженерии Массачусетского технологического института, который основал компанию Addis Energy, основанную на новом геотермальном процессе сбора чистого водорода и аммиака из подземных богатых железом пород. Среди его спонсоров: ARPA-E и принадлежащая MIT компания The Engine Ventures.

Участники дискуссии также отметили программу MIT Proto Ventures — инициативу, направленную на использование идей MIT на ранней стадии и их реализацию в качестве стартапов, меняющих мир. «Всего 4,2 процента всех патентов, которые фактически рассматриваются в мире, когда-либо были коммерциализированы, и это кажется шокирующей цифрой», — сказал Эндрю Инглис, предприниматель, работающий с Proto Ventures над внедрением геотермальных открытий в бизнес. “Разве мы не можем сделать это лучше? Давайте сделаем это лучше!”

Геополитические опасности

На протяжении всей конференции участники часто выражали обеспокоенность по поводу последствий конкуренции между Соединенными Штатами и Китаем. Келли Симс Галлахер, декан школы Флетчера в Университете Тафтса и эксперт по энергетическому ландшафту Китая, в своем программном выступлении представила отрезвляющую новость: «Конкурентоспособность США в низкоуглеродных технологиях снизилась почти во всех категориях», — сказала она. «Китайцы выигрывают гонку чистых технологий».

На долю Китая приходится 51 процент мирового производства ветряных турбин и 75 процентов солнечных модулей. Он также контролирует цепочки поставок низкоуглеродных технологий, от которых зависит большая часть мира. «Китай становится настолько доминирующим, что никто не может добиться сравнительного преимущества ни в чем», — сказал Галлахер. «Китай настолько велик, а масштабы настолько огромны, что китайцы могут по-настоящему завоевать рынки и затруднить проникновение на них потенциальных конкурентов».

А для Соединенных Штатов проблема заключается в «качелях энергетической политики», говорит она. «Частному сектору невероятно сложно планировать и действовать, учитывая отсутствие здесь предсказуемости и политики».

Тем не менее, Галлахер считает, что у Соединенных Штатов все еще есть шанс, по крайней мере, восстановить конкурентоспособность путем создания стабильной двухпартийной энергетической политики, восстановления внутреннего производства и цепочек поставок; предоставление последовательных финансовых стимулов; привлечение и удержание талантов со всего мира; и содействие международному сотрудничеству.

Конференция пролила свет на одно такое сотрудничество: совместное китайско-американское предприятие по производству литий-железо-фосфатных аккумуляторов для коммерческих автомобилей в США. Предприятие объединяет Eve Energy, китайскую компанию по производству и производству аккумуляторов; Daimler, мировой производитель коммерческих автомобилей; PACCAR Inc., американский производитель грузовиков; и Accelera, подразделение Cummins Inc., занимающееся нулевым уровнем выбросов. «Производство аккумуляторов в США делает цепочку поставок более надежной и снижает геополитические риски», — сказал Майк Герти из PACCAR.

Хотя она признала препятствия, с которыми столкнулись ее коллеги в зале, Плата, тем не менее, завершила свое выступление в качестве модератора дискуссии с некоторым оптимизмом: «Я надеюсь, что вы все покинете эту конференцию и оглянетесь на нее в будущем, сказав, что я была в комнате, когда они фактически решили некоторые из проблем, стоящих между настоящим и будущим, которые мы все хотим проявить».