Дайджест глобальных цифровых трендов. Гибридные батареи, AI в метеорологии и высокоскоростные поезда

В новом дайджесте технологических трендов — инновации в области аккумуляторов, AI-прогнозисты циклонов и осадков, развитие высокоскоростных магистралей и цифровые решения для виноградарства. 

Развитие технологий в аккумуляторных батареях

Суть тренда

В 2023 году рынок накопления энергии увеличился почти в три раза, а к 2030 году он будет ежегодно расти на 21%. Этот сектор важен для развития всех технологических отраслей, включая космические исследования, искусственный интеллект и беспилотный транспорт. Инновационные решения способны кратно увеличить ёмкость аккумуляторов, их долговечность, мощность и экологичность. 

Глобальный рынок хранения энергии

Источник: Statista

Предпосылки тренда

• Все современные гаджеты и носимые устройства не могут функционировать без аккумуляторов, однако батареи литийионного типа имеют множество ограничений и недостатков (цена сырья, плохая работа при минусовых температурах, возможность возгорания). Это стимулирует исследователей искать новые материалы и способы хранения энергии. 

Что происходит в России

• Учёные из Татарстана исследовали новый способ по совершенствованию металл-ионных аккумуляторов с помощью ковалентного триазинового каркаса, допированного атомами кремния и фтора. Этот материал может стать новой основой для электродов, что потенциально увеличит эффективность, долговечность и безопасность батарей. В ходе тестов инновационная технология показала высокие результаты, исследования продолжаются. 
• Автоконцерн запустил производство гибридных аккумуляторов, которые отличаются повышенной долговечностью (рассчитаны на 3000 циклов зарядки-разрядки) и экологичностью. Кроме того, они интегрированы с AI-технологиями управления энергопотреблением. Новые батареи можно будет использовать во всех видах автотехники. 

Что происходит в мире

В Китае 

• Учёные разработали новую технологию изготовления анод из фосфата лития-титана. Это вещество имеет отрицательное тепловое расширение, что важно для эксплуатации аккумуляторов в условиях низких температур. 
• Запустили разработку аккумуляторов для электромобилей нового типа, которые могут за 10 минут зарядиться на поездку в 350 километров.
• Разработали литийсерный аккумулятор, который сохраняет 80% своей ёмкости после 25 000 циклов зарядки. Для сравнения: сегодняшние литийионные батареи резко теряют в ёмкости уже после 1000 циклов. В качестве материала для электродов используется сера, обработанная по новой технологии.  

В других странах 

• В Бразилии создали композитный материал из смеси керамических и полимерных электролитов, который позволяет делать полностью твердотельные литийионные аккумуляторы и отказаться от жидких электролитов, которые могут протекать или взрываться.
• В Беларуси разработали натрий-графеновые аккумуляторы, которые могут выступить более дешёвой альтернативой литийионным. Прототип был создан в 2023 году, а в 2024-м новую технологию испытали в лабораториях, где подтвердили её эффективность. В этом году ожидается практическое внедрение разработки.

Перспективы и связанные тренды

• Объём рынка хранения энергии с 2021 по 2030 год вырастет более чем в четыре раза (с 112 млрд до 424 млрд долларов).
• Главное направление развития рынка — твердотельные батареи, позволяющие минимизировать риски взрывов и возгораний. Кроме того, они более компактны, долговечны и могут работать с более мощными устройствами. 

Развитие железнодорожного транспорта: новые скорости и новые направления

Суть тренда

Высокоскоростные магистрали (ВСМ) могут улучшить транспортную связность государства и стать стимулом по развитию экономики в регионах присутствия. В ряде случаев такое транспортное сообщение превосходит авиаперелёты по скорости, доступности и удобству. Кроме того, ВСМ снижают углеродный след.   

Предпосылки тренда

• В 2023 году в России запустили национальный проект «Развитие высокоскоростных железнодорожных магистралей». Его первый этап — строительство ВСМ между Москвой и Санкт-Петербургом.
• В июле 2024 года было заключено концессионное соглашение о реализации проекта по строительству ВСМ из Москвы в Санкт-Петербург.

Что происходит в России

• В правительстве одобрили законопроект о нулевом НДС для перевозчиков по ВСМ на 37 лет (до 2065 года). Инициатива простимулирует развитие отрасли и повысит налоговый потенциал регионов, через которые проходит магистраль.  
• Завод из Новосибирска будет поставлять инновационные стрелочные переводы для первой российской ВСМ. Их производство началось в прошлом году.   
• В Свердловской области построят фабрику по производству высокоскоростных поездов общей площадью в 60 000 м². Её планируют ввести в эксплуатацию к 2027 году. 
• В Москве согласовали план реконструкции и развития центрального транспортного узла, который включит ВСМ-выход из столицы. Кроме того, будет построено семь новых вокзалов и модернизирован Ленинградский вокзал. 
• Высокоскоростную железнодорожную магистраль кольцевого типа хотят запустить между Самарой, Казанью, Ульяновском и другими волжскими городами. Проект уже прошёл обсуждение на уровне региональных правительств. Сейчас ведётся подготовка по включению его в нацпроект по ВСМ. 
• Отечественный производитель путевой техники запустил разработку установки для сварки рельсовых плетей нового типа, используемых на ВСМ. Текущая спецтехника компании в несколько раз превосходит по производительности зарубежные аналоги.  

Что происходит в мире

• В Китае представили прототип высокоскоростного поезда, который может развивать скорость в 450 км/ч. При его разработке использовали лёгкие композитные материалы, которые позволили снизить массу поезда. Кроме того, поезд интегрирован с автоматизированными системами контроля движения и управления. В ближайшие годы будет запущено серийное производство.   
• Китай к 2030 году увеличит протяжённость высокоскоростных железных дорог до 60 000 км (сейчас 48 000 км). Объём инвестиций в железнодорожную сеть страны в этом году — 590 млрд юаней (более 82 млрд долларов). 
• В ОАЭ разработали проект высокоскоростной железнодорожной магистрали, которая позволит пассажирам перемещаться между Абу-Даби и Дубаем всего за 30 минут. Первые этапы по реализации проекта будут запущены уже в этом году. 
• В Иране готовят запуск первой ВСМ между городами Тегеран и Мешхед, находящимися на расстоянии в 900 км друг от друга. Время поездки сократится примерно на 30% и составит 8 часов 20 минут. 
• В Марокко подготовили проект по развитию и модернизации железнодорожной инфраструктуры. В частности, новые ВСМ свяжут Кенитру и Марракеш. Всего по проекту до 2040 года предусмотрены инвестиции в 9,6 млрд долларов. Предполагается, что высокоскоростные поезда превратят страну в ключевой транспортный узел региона. 

Перспективы и связанные тренды

• Эксперты по железнодорожному транспорту считают, что пределы скорости по современным технологиям сцепления колеса и рельса практически достигли максимумов. Следующий этап — магнитная левитация. Сейчас по этой технологии работает только одна китайская линия. В России её тестируют в Санкт-Петербурге и Якутии.
• В железнодорожном транспорте будет расширяться применение возобновляемых источников энергии (например, солнечных батарей), которые позволят снизить воздействие на окружающую среду. 

• Чтобы быть в курсе важных трендов и мнений ведущих экспертов, следите за нами в телеграм-канале. О развитии навыков управления, личностном росте пишем в «Дзене». Про технологии и развитие в IT — в блоге на VC.