Български учени с пробив, който може да е Game changer в енергетиката

Доц. Илиян Илиев, къде е мястото на българските учени в световните усилия за ускоряване на декарбонизацията на енергийната система?

Българските учени имат значимо място чрез иновативни изследвания и разработки в ключови области като ядрения синтез, възобновяемите енергийни източници (ВЕИ) и енергийната ефективност. Техният принос включва както фундаментални научни открития, така и приложни проекти с потенциал за глобално въздействие.

Учени от БАН със световен пробив

Колектив от учени от Българската академия на науките постигна пробив, като за първи път в света реализира реакция на ядрен синтез чрез фемтосекундно лазерно излъчване. Това откритие има потенциал коренно да промени производството на енергия в глобален мащаб и да осигури изключително чист и мощен енергиен източник.

Българските учени участват активно в международното сътрудничество и научни форуми, посветени на декарбонизацията и енергийния преход. Страната участва в изпълнението на общата цел на ЕС за климатична неутралност до 2050 г., като научните среди играят ключова роля в разработването на стратегии и модели за този преход.

Въпреки че политическата рамка в България понякога е критикувана за недостатъчна амбиция по отношение на декарбонизацията, научната общност демонстрира значителен потенциал и конкретни постижения, които са разпознаваеми на глобалната научна сцена и допринасят за търсенето на глобални решения за чиста енергия.

Кои са основните бариери пред бързото намаляване на въглеродните емисии?

Те са комплексни и включват икономически, технологични, политически и социални предизвикателства. Преходът към нисковъглеродна икономика изисква значителни инвестиции в нови технологии, инфраструктура и възобновяеми енергийни източници, които първоначално могат да бъдат скъпи. Много икономики са силно зависими от изкопаемите горива (въглища, нефт, природен газ), а отстъпването от тях е свързано с големи икономически и социални промени.

Финансирането на проекти за декарбонизация - все още е предизвикателство

Въпреки наличието на различни фондове, осигуряването на адекватно и навременно финансиране за проекти за декарбонизация остава предизвикателство. Съществуват търговски бариери и различия в регулациите между държавите, които затрудняват въвеждането на единни стандарти и политики за намаляване на емисиите.

Някои ключови технологии за пълна декарбонизация, като например улавянето и съхранението на въглерод (CCS), все още не са достигнали пълна зрялост и са скъпи. Енергийните мрежи в много региони се затрудняват да се справят с бързото интегриране на променливи възобновяеми енергийни източници като слънчевата и вятърната енергия. Инфраструктурните нужди налагат необходимостта от изграждането на нови съоръжения, като например широка мрежа от зарядни станции за електромобили и станции за зареждане с водород по основните транспортни артерии.

Процесите по планиране и одобрение на проекти за зелена енергия често са бавни и сложни. Координирането на глобалните усилия за намаляване на емисиите е трудно, тъй като всяка държава има различни национални интереси и нива на развитие. Преходът към нисковъглеродна икономика може да има различно въздействие върху различни социални групи, заетостта и регионите, което води до съпротива.

Кои са иновациите за ефективно съхранение на енергия, които ще са основни в бъдеще?

Бъдещето на зелените технологии е обещаващо и изключително важно за постигането на устойчиво развитие и опазване на околната среда. Те ще бъдат в основата на глобалния преход към нисковъглеродна икономика. Очаква се технологиите за генериране на енергия от слънце, вятър, вода и биомаса да станат още по-ефективни и достъпни. Иновациите ще позволят по-доброто им интегриране в енергийните мрежи и ще намалят зависимостта от изкопаеми горива.

Напредъкът в технологиите за съхранение на енергия, като например батерии с висок капацитет, е от ключово значение за осигуряване на постоянен достъп до енергия от ВЕИ, които по своята същност са променливи. "Умните" енергийни мрежи (smart grids) и сгради ще оптимизират потреблението на енергия, като управляват ефективно производството, съхранението и разпределението на електричество. Зелените технологии ще насърчат преминаването от линеен към кръгов модел на икономиката, където отпадъците се минимизират, а ресурсите се използват повторно и рециклират по-ефективно.

AI и интернет на нещата за оптимизиране на зелените процеси

Информационните технологии, като например изкуственият интелект и интернет на нещата (IoT), ще играят важна роля в оптимизирането на зелените процеси и управлението на ресурсите.

Въпреки огромния потенциал, има и предизвикателства, включително необходимостта от ясни и последователни държавни политики, значителни инвестиции и сътрудничество между научните среди и бизнеса. Като цяло, зелените технологии не са просто тенденция, а необходимост и основен двигател на промяната към едно по-устойчиво и екологично бъдеще.

Още по темата

Хуманитарните умения се връщат в центъра на обучението в ерата на AI

Amazon откри материали със сексуално насилие над деца в обучението на AI

Къде е мястото на България в проекти за интелигентни уреди, автоматизация, енергийно ефективни сгради, цифрови близнаци?

България активно участва в проекти, свързани с интелигентни уреди, автоматизация, енергийно ефективни сгради и цифрови близнаци, като фокусът е върху адаптирането на европейските инициативи, развитието на местни иновации и научноизследователска дейност. България е част от мрежата на Европейските цифрови и иновационни хъбове, като четири от тях са съфинансирани по програма "Цифрова Европа". Това подпомага цифровизацията на бизнеса, включително малките и средни предприятия, в сфери като киберсигурност и индустриален интернет на нещата. Българската академия на науките и техническите университети разработват научни трудове и участват в изследвания, свързани с концепциите за интелигентни сгради, цифрови близнаци и автоматизирани системи за управление на енергията (EMS).

„Умни“ сгради и интелигентни градски решения

В България се изпълняват пилотни проекти за внедряване на "умни" сгради и интелигентни градски решения, като например проектът MetaCities, в който участват България, Гърция и Кипър. Общините също търсят финансиране от ЕС за проекти за интелигентни градове и екологични инициативи. Като цяло България има работеща екосистема от компании, академични институции и европейско финансиране, което подпомага развитието и прилагането на съвременни технологии в областта на интелигентните сгради, автоматизацията и цифровите близнаци.

Кои са бизнес моделите, ускоряващи внедряването на иновации?

Те обикновено се фокусират върху гъвкавост, сътрудничество и ефективно използване на технологиите. Модел на отворените иновации (Open Innovation): насърчава компаниите да си сътрудничат с външни партньори като университети, стартъпи и научноизследователски организации. Друг модел е "платформа" (Platform Business Model): Компании като Uber, Airbnb и Amazon използват платформи, които свързват производители/доставчици с крайни потребители.

„Абонамент" (Subscription Model) е следващият вариант. Той (напр. Netflix, Spotify, софтуер като услуга) осигурява постоянен поток от приходи и позволява на компаниите непрекъснато да обновяват и предлагат нови функции и подобрения, които достигат до клиентите незабавно. Модел "Дигитална трансформация" (Digital Transformation): Интегрирането на дигитални технологии (като изкуствен интелект, блокчейн, 5G) във всички аспекти на бизнеса води до иновации в бизнес процесите, потребителското поведение и самите бизнес модели.

Тези модели позволяват на компаниите да бъдат по-адаптивни, да намаляват риска от провал на иновациите и да достигат до пазара по-бързо в сравнение с традиционните, по-консервативни подходи.

Близо ли сме до ефективното цялостно интегриране на иновациите в енергетиката с други сектори (транспорт, индустрия и т.н.)?

Това е процес, който напредва, но все още не е завършен. Ключови области на напредък включват електрификация на транспорта, интелигентни мрежи (smart grids) за по-добра координация на потреблението и производството, и използване на възобновяеми енергийни източници за индустриални нужди. Въпреки напредъка, съществуват предизвикателства като необходимостта от мащабна инфраструктура, регулаторни бариери и нуждата от по-голяма координация между секторите, за да се постигне пълна ефективност.

Какво е бъдещето на енергийната сигурност в контекста на глобалните рискове?

Бъдещето е свързано с преминаване към диверсифицирани, децентрализирани и по-устойчиви енергийни системи, като се отчитат и смекчават множество глобални рискове, включително геополитическа несигурност, изменение на климата и кибератаки.

Разширяване на микса за сигурност на доставките

Диверсификацията е свързана с разширяване на микса от енергийни източници (възобновяеми, ядрена енергия, природен газ от различни доставчици) и маршрути за доставка, за да се намали зависимостта от един източник. Друга водеща стратегия е намаляването на общото потребление на енергията чрез подобрена ефективност, което пряко допринася за сигурността на доставките.

Бъдещето на енергийната сигурност ще бъде белязано от комплексен подход, при който техническата надеждност, икономическата достъпност и устойчивостта на глобални рискове са еднакво важни приоритети.

AI ще има нужда от огромно количество енергия. Какви са световните тенденции при иновациите за задоволяване на тези нужди?

Те са съсредоточени основно върху енергийната ефективност на центровете за данни, възобновяемите енергийни източници и разработването на нов хардуер. Основните тенденции включват: повишена енергийна ефективност на центровете за данни; интегриране на възобновяеми енергийни източници (ВЕИ); иновации в съхранението на енергия; разработване на специализиран хардуер; използване на ядрената енергия; AI за управление на енергията.

Тези тенденции показват, че индустрията работи както за увеличаване на наличното чисто енергийно предлагане, така и за намаляване на общото потребление чрез ефективност и иновации в хардуера и управлението.

Как да използваме данни, изкуствен интелект и автоматизация за оптимизация на енергийната система?

Събирането и анализът на големи масиви от данни (Big Data) от интелигентни мрежи, сензори и интелигентни електромери е в основата на оптимизацията. Тези данни предоставят информация в реално време за моделите на потребление, състоянието на мрежата и метеорологичните условия. AI използва тези данни, за да предостави интелигентни решения и прогнози.

Традиционните мрежи стават „умни“

Основните приложения включват: прогнозиране на търсенето и предлагането; интеграция на възобновяемите източници; оптимизация на съхраняването на енергия и превантивна поддръжка. В обобщение, данните, AI и автоматизацията работят в синергия, за да трансформират традиционните мрежи в интелигентни мрежи (smart grids), които са по-гъвкави, устойчиви и ефективни, осигурявайки надеждно и устойчиво енергоснабдяване.

Какви политики и регулации подпомагат иновациите и справедливия преход?

Трябва да включват комбинация от финансови инструменти, законодателни рамки и инвестиции в човешки капитал. Такава е механизъм за справедлив преход на ЕС, който е ключов инструмент им гарантира, че преходът към климатично неутрална икономика е справедлив и никой не е изоставен. Директивата на ЕС относно надлежната проверка на устойчивостта на предприятията е друг ключов документ. Акцент са регулациите, които създават или разширяват пазари за устойчиви продукти и услуги (напр. чрез зелени обществени поръчки), стимулират търсенето на иновативни решения, инвестиции в човешки капитал и социално включване.

Комбинацията от тези мерки има за цел икономическите ползи от прехода да се разпределят справедливо, докато се създава благоприятна среда за развитие и внедряване на нови, екологични технологии и бизнес модели.

Визитка:

Доц. дн инж. Илиян Христов Илиев е роден на 4 февруари 1978 г. във Видин. Средното си образование завършва в Техникум по механотехника – Видин през 1996 г., а висше в Технически университет – Габрово, специалност „Електротехника и електроенергетика“ през 2001 г.

Научната и преподавателската си дейност започва през 2014 г., когато записва докторантура в ТУ – Габрово. Защитава докторската си дисертация през 2016 г. През 2017 г. става асистент, по-късно главен асистент, а от 2019 г. доцент в Минно-геоложки университет „Св. Иван Рилски“ – София, като е избран и за ръководител на Катедра „ЕСЕО“ в университета. От 2024 г. е ръководител на лаборатория „Роботизирани системи в енергетиката“ в Института по роботика при БАН, а от 2025 г. е ръководител на секция „Роботика в Енергетиката“ в същия институт.