Известный факт, что потери энергии, получаемой из постоянно дорожающего ископаемого топлива очень велики. Даже сверхсовременная ТЭС с парогазовыми установками направляет в эти облака до 60% энергии сгорающего топлива.

Однако, как минимум частично эту «работу на облака» можно переключить на благо энергетики: термоэлектрические приборы способны генерировать ток на разности температур, и их установка вдоль простейших ТЭС-труб может превращать в электроэнергию значительную часть того, что сейчас улетает, по сути, в трубу.

Но неумолимая действительность состоит в том, что термоэлектрические устройства сродни серебряным проводам: теоретически энергоэффективны, а в деле почти золотые. К тому же материалы для термоэлектрики обычно ядовиты.

термоэлектрик
термоэлектрик

Группа ученых из Института вещества и лучевых технологий Общества Фраунгофера, возглавляемая Алёшей Рохом (Aljoscha Roch), попробовала создать термоэлектрические генераторы на основе более дешёвых и, главное, нетоксичных материалов. Исследователи выбрали электропроводящие пластики, изготавливаемые при помощи 3D-принтеров в виде рулонов (для упрощения последующего наматывания на трубы и прочие поверхности). Толщина пластиковой плёнки в таких рулонах колеблется от 20 до 30 мкм.

Правда, у текущей технологии есть проблемы. Так, КПД таких пластиковых материалов с точки зрения термоэлектрогенерации не превышает пока 8%. «Звучит незначительно, — соглашается г-н Рох. — Но если мы преуспеем в производстве термоэлектрических генераторов по разумной цене, то в больших масштабах, да к тому же используя гибкие материалы, сможем пристроить их в градирнях. В этом случае [даже при низком КПД] из огромного количества энергии больших электростанций (испаряющих 1 500 л воды в минуту) получится сгенерировать очень много электроэнергии». Для лучшего понимания проблемы напомним: тепловые потери ТЭС, о которых идёт речь, в мире составляют не менее 20 трлн кВт•ч, а 8% от них — это более 1,5 трлн кВт•ч, то есть примерно 160% того, что электропотребляет за год Россия.

Действительно, при потерях в виде низкопотенциального тепла в 60% от энергии топлива даже 8-процентная утилизация означает более чем 10-процентный рост общего КПД ТЭС. (Кстати, именно на действующей модели градирни, хотя и не в натуральную величину, новые термоэлектрические материалы демонстрируются сейчас на Ганноверской ярмарке.)

Но градирнями дело не ограничится. Опытные работы ведутся также с обёртыванием в такие материалы радиаторов и выхлопных систем автомобилей. Пока пиковая генерация дополнительной энергии достигает лишь 600 Вт. На фоне среднего энергопотребления современного автомобиля (10–20 кВт•ч) не много, но для страны вроде Германии в случае установки подобных систем на все авто это означало бы миллиарды киловатт-часов в год. Сегодня же для их получения мощность отбирается генераторами у ДВС, что увеличивает выхлопы и тратит впустую горючее.