На пороге энергетической революции. Украинский студент нашел в море ток
Студент-второкурсник Киевского политехнического института Михаил Литовченко готовит революцию в сфере возобновляемой энергетики.
Вместе с отцом-инженером он строит на заводе в Днипре промышленный образец электростанции, которая генерирует ток из морских волн.
Если прототип покажет хотя бы половину заявленной мощности, то такие установки станут самыми эффективными "альтернативными" станциями.
Проект уже выиграл несколько престижных международных наград, а его создатели получили первые предварительные заказы.
ЭП узнала у Литовченко, на каком этапе находится проект, чем он уникален и почему никто в мире до сих пор не создал подобную установку.
— Михаил, чем уникален ваш проект морской электростанции?
— Мы создали устройство, которое преобразовывает энергию ветровых волн в электричество, опресняет морскую воду и выступает в роли волнолома.
Волны заставляют вращаться валы, состоящие из нескольких отсеков, перекрытых клапанами. Полученный крутящий момент приводит в действие механический насос. Он забирает морскую воду и по трубопроводу под давлением подает ее на берег.
На берегу 10% воды опресняется с помощью обратно осматического фильтра. Остальные 90% морской воды подаются в накопительный резервуар, расположенный на определенной высоте по отношению к уровню моря.
Из резервуара вода спускается на гидротурбину, которая вырабатывает электричество. Это позволяет аккумулировать энергию и избегать перепадов напряжения из-за смены интенсивности волн.
Еще одно преимущество нашей установки в том, что она выступает в роли волнолома. Наш проект так и называется — Modular breakwater-power plant. Когда волна проходит через нашу установку, она гасится.
— Выходит, волны разрушают и вашу установку?
— Учитывая простоту конструкции и используемые компоненты, в ней попросту нечему ломаться. Более того, она не работает в реверсном режиме, нет опасных "знакопеременных" нагрузок, есть просто плавное вращение.
Конструкция установки позволяет применять технологии ротационного литья и использовать композитные материалы, для которых срок эксплуатации будет исчисляться десятками лет.
— Зависит ли эффективность станции от интенсивности волнения?
— Я с отцом сейчас занимаюсь изготовлением промышленного образца. Он будет состоять из модулей диаметром два метра. Идеальная высота волн для него — 1,1-1,5 м. При меньшей волне установка работает менее эффективно, но все-таки работает в отличие от остальных волновых электростанций.
Упреждая ваш вопрос о том, что будет с установкой в случае шторма, скажу, что шторм установке не страшен — конструкция прочная и упругая. Можно опасаться лишь того, что сильный шторм может сорвать установку с якоря. Для таких случаев мы разработали систему ее временного затопления.
— Что вас натолкнуло на идею создать этот проект?
— Идея появилась в 2012 году.
У моей семьи был дом на берегу реки, я любил сидеть и смотреть на волны. А так как у нас вся семья связана с техническими науками — дедушка кандидат технических наук, папа инженер, работал в КБ "Южное", — мне с детства прививались любознательность, интерес к пониманию физических явлений.
Общение с отцом, вовремя "подсунутые" научные книги — так и родилась идея создать электростанцию для волн. По большому счету, принцип ее действия основан на физике девятого класса. Я сразу начал со сборки экспериментальных образцов, а не теоретических расчетов.
Когда стал изучать патенты на похожие установки, оказалось, что сама идея не нова. Но при этом известные установки малоэффективны или вовсе не работают из-за ряда причин, связанных с законами физики. Например, из-за того, что концепция системы была построена лишь на силе тяжести.
Однажды, можно сказать, случайно, мы собрали опытный образец, который работал намного лучше предшественников. Причину мы обнаружили, когда набросали на бумаге принцип его работы. Этот принцип заключается в противодействии силы тяжести и закона Архимеда.
— Когда можно ожидать появления первой промышленной установки?
— Сейчас на заводе в Днипре, который специализируется на ротационной формовке, завершается производство промышленного образца. Мы находимся на стадии MVP (Minimum Viable Product — минимально жизнеспособный продукт). В октябре 2016 года планируем завершить производство.
Это будет "гирлянда" из 12 модулей мощностью 5 кВт. В год она будет вырабатывать около 35 МВт/ч и производить 6 тыс м куб пресной воды.
Учитывая относительную дешевизну применяемых материалов при серийном производстве установок, расчетная стоимость генерации электроэнергии составит 1 кВт/ч — 0,1-0,12 долл. Добавьте сюда фактически бесплатное опреснение и получите период окупаемости устройства для конечного потребителя где-нибудь на островах около одного года.
— Сколько стоит производство промышленного образца?
— В нашем бизнес-плане на это отводится 60 тыс долл. Поскольку такую сумму я пока не получил, мы вынуждены действовать "по обстоятельствам". Мы смогли убедить достаточно крупное предприятие в перспективности наших исследований, и нам пошли навстречу.
Часть работ производят очень дешево, а часть и вовсе бесплатно. Однако деньги, конечно же, тратятся. Часть из них я выиграл в международных конкурсах, это гранты, остальные, — это накопления семьи.
Очень жаль потерянного времени: будь у нас такая сумма, мы бы давно закончили изготовление промышленного образца и провели его испытания. А сейчас зарабатывали бы хорошие деньги на серийном производстве.
| Фото "Наше місто" |
— В каких конкурсах вы участвовали?
— Если брать только США, то я занял третье место на самом крупном в мире научном конкурсе для молодежи Intel ISEF. На нем помимо призовых мест существуют специальные награды от спонсоров.
Кроме призовых денег мне досталась награда 2 тыс долл от короля Саудовской Аравии, в частности, от его фонда MAWHIBA. Также получил специальный грант от USAID (Департамент развития правительства США).
Затем была уже золотая медаль на не менее престижном, но более специализированном энергетическом конкурсе I-SWEEEP.
В 2016 году я вышел в финал глобального инновационного конкурса Tech-I GIST (Global Innovation through Science and Technology). Здесь немного другой формат. Финалисты уже признаются победителями и они представляют свои проекты инвесторам и промышленникам.
Серьезных предложений по поводу инвестиций я пока не получил, зато набрался опыта в области маркетинга и менеджмента. Благодаря этой победе меня пригласили на GES 2016 (Global Entrepreneurship Summit), который в 2016 году проходил в Кремниевой Долине. Там я смог представить свой проект.
Кроме того, были победы в Швеции и Нидерландах. С технической точки зрения проект получил и максимально предвзятую экспертизу, и высочайшие оценки самого разнообразного научного жюри в разных уголках мира.
— Вам уже удалось найти первых клиентов?
— У нас есть предварительная договоренность с Энергетическим агентством Микронезии. После того, как мы испытаем установку и покажем заявленные показатели, агентство намерено заключить с нами контракт на поставку установок общей мощностью 1,5 МВт.
Купить установку выразил желание украинец, который владеет отелем на Канарских островах. Он тоже ждет результатов испытаний.
Мы также планируем подать заявку на участие в шотландском инвестиционном конкурсе Wave Energy Scotland. Его спонсирует компания Highlands and Islands Enterprise с целью поддержки исследований в области "волновой" энергетики. Бюджет конкурса в 2015 году составил 14,3 млн фунтов стерлингов.
— На какую бизнес-модель вы ориентированы?
— Для начала — производство и продажа установок в отдельные страны, а после такой рекламы — продажа лицензий на производство. Не менее интересен и сегмент продажи готовой продукции — электричества и воды. С подробностями мы определимся перед выходом на рынок.
Наши первые клиенты — это, прежде всего, островные государства. В первый год работы объем нашего "подтвержденного" рынка мы оцениваем 6 млн долл.
После его освоения перед нами откроются рынки отдельных островов или целых островных государств: Океания, Гавайи, Канары, Ибица… Затем — все побережья. Продажи будут ограничены только производственными мощностями предприятия, а это около 50 млн долл в год.
При ориентировочной стоимости одной установки — "гирлянды" на 12 модулей — для конечного потребителя 200 тыс долл ее окупаемость по пессимистическим оценкам составит два-три года.
Получается, что стоимость оборудования в пересчете на киловатт установленной мощности равна 4 тыс долл, а это весьма и весьма приемлемый показатель для всего рынка возобновляемой энергетики.
Даже если наша электростанция покажет половину заявленной нами мощности, на островных и труднодоступных прибрежных территориях она станет основным источником электроэнергии. В перспективе наша технология вполне сможет обеспечить безболезненный отказ от нефти, угля и газа.
Комментарии экспертов
Александр Нестеренко, CEO & Founder ARTKB
— Как вы считаете, способна ли представленная установка вырабатывать электроэнергию?
— Думаю, что способна. Я предпочитаю верить людям на слово, тем более, что проект принимает участие в международном конкурсе, то есть прошел элементарную проверку.
— Какие вы видите слабые и сильные стороны данного проекта с технической точки зрения? Какие детали будут самыми сложными?
— Прелесть проекта в том, что конструкция выглядит достаточно просто. Удастся ли добиться стабильной работы в реальных условиях не на единичном валу, а на "связке", это вопрос. Непонятно также, как будет вести себя устройство при продольной волне.
Возможно, "связки" валов в системе придется располагать под разными углами. Тогда в зависимости от направления волн какие-то связки будут оставаться нерабочими. Возникает вопрос об общей эффективности системы.
В любом случае это только поверхностные суждения. Наверняка у разработчиков есть ответы на эти вопросы.
— Как вы бы оценили проект в целом?
— Это концепция, требующая дальнейших испытаний. Желаю ребятам победы. Любые изыскания настоящих инженеров всегда приводят к положительным результатам. Даже если это будет не совсем то, на что они рассчитывали.
Денис Довгополый, президент бизнес-акселератора GrowthUP
— Какие вы видите слабые и сильные стороны данного проекта с точки зрения привлекательности для инвестора?
— Чтобы определить сильные стороны, надо проводить детальный разбор проекта. Пока видны такие сильные стороны: решена проблема, которую не решили до сих пор, и уaстановка отдает электроэнергию по приемлемой цене.
Слабые стороны. В команде нет человека с опытом продаж и дистрибуции такого оборудования. Кроме того, непонятно, как будут масштабироваться производство и продажи. Рынок устройств такого типа и мощности должен измеряться сотнями тысяч, продавать десятки — неэффективно.
— Почему этому проекту будет сложно найти инвестора?
— В команде не видно предпринимателя, который понимает, как изобретение превратить в продукт, а продукт — в бизнес.
— Что должны показать инвестору основатели проекта, чтобы получить инвестиции?
— Для начальной стадии — прототип, который есть, executive summary — краткое описание проекта, презентацию и предварительные оценки по объему рынка и стратегии выхода на него.
— Как вы бы оценили проект в целом?
— Изобретение интересное. Основная задача ребят — привлечь в команду предпринимателя с опытом и правильно структурировать с ним отношения.