2025 год стал ключевым для глобальных усилий по сохранению климата и созданию устойчивых источников энергии. Ведущие мировые страны, такие как Китай, достигли впечатляющих результатов в развитии солнечной энергетики, а новые материалы обещают революционные изменения в отрасли. Одним из важнейших событий стало достижение углеродной нейтральности на Сахалине. Эти достижения подчеркивают важность интеграции науки и технологий для стабильного и безопасного будущего.
Олеся Купцова кандидат технических наук, доцент кафедры Безопасности жизнедеятельности Института естественных наук и техносферной безопасности СахГУ
Мировая научно-техническая повестка переориентируется с абстрактной «борьбы с изменением климата» на конкретные задачи энергетической безопасности, импортонезависимости и создания конкурентных промышленных преимуществ. Как отмечает Всемирный экономический форум, правительства все меньше говорят о «спасении планеты» и все больше — о гарантированном энергоснабжении, управлении счетами и поддержке национальной промышленности. Две трети глобальных инвестиций в энергетику (более $2.2 трлн из $3.3 трлн) направляются в чистые технологии. Вложения в чистые технологии становятся инвестицией в геополитическую устойчивость и экономическое лидерство.
Эта переориентация кардинально меняет фокус прикладных исследований, в том числе в моих областях — водородной энергетике, промышленной безопасности и дистанционном зондировании земли. Ученым и инженерам, в том числе в России, теперь необходимо создавать решения, которые становятся прямым инструментом обеспечения национальной безопасности и создают конкурентные преимущества для национальной промышленности — будь то в производстве электролизеров, систем накопления энергии или водородного транспорта.
Такие технологии дают немедленный социально-экономический эффект — создание рабочих мест, стабильные тарифы, улучшение экологии в регионе. Таким образом, главное событие последнего года — это консолидация мирового научно-технического сообщества вокруг новой парадигмы: технологии как основа национальной безопасности и процветания.
Анатолий Соловьев Директор Геофизического центра РАН, член-корреспондент РАН по Отделению наук о Земле, геофизик, специалист в области геоинформатики
Наиболее значимым прорывом в области прикладной науки можно считать лавинообразное развитие энергогенерирующих мощностей, основанных на возобновляемых источниках энергии. В частности, на основе солнечной энергии.
На сегодня общая генерирующая мощность солнечных электростанций превысила не только все традиционные (сжигание ископаемого топлива, атомная энергетика), но все т.н. «зеленые», основанные на возобновляемых источниках (гидроэнергетика, ветряная энергетика). Сейчас она приближается к цифре 3 ТВт.
Несмотря на то, что новых прорывных технологических решений в прошлом году не было, масштабы развития этого направления впечатляют. Лидер здесь — Китай, где вводятся в строй все новые и новые солнечные электростанции. Быстрое развитие энергогенерации важно с точки зрения удовлетворения потребностей ИИ-инфраструктуры и вычислительных мощностей современных суперкомпьютерных систем. Последние необходимы, в частности, для эффективной работы с возрастающими объемами данных геофизических наблюдений и создания сложных моделей, отражающих динамику физических оболочек Земли и других планет солнечной системы. Возникающий дефицит энергии можно оперативно компенсировать либо увеличением сжигания ископаемого топлива, что может оказать опасное влияние на состояние атмосферы, либо масштабированием и вводом в строй новых солнечных электростанций. Китай смог превратить некогда сильно затратную отрасль энергетики в индустрию планетарного масштаба.
Здесь возникают, конечно, и дополнительные проблемы, связанные с эффективной передачей и хранением генерируемой энергии. Эти задачи требуют решения со стороны фундаментальной науки. В частности, разработки новых материалов для аккумуляторов, технологий их эффективной и безопасной утилизации.
Алексей Тарасов кандидат химических наук, заведующий Лабораторией новых материалов для солнечной энергетики, факультет науки о материалах, МГУ имени М.В.Ломоносова
Наиболее престижный международный научный журнал Science назвал прорывом 2025 года ошеломляющие темпы роста солнечной энергетики.
Со времен промышленной революции человеческое общество функционирует фактически на древней солнечной энергии, которую растения улавливали сотни миллионов лет назад, а затем превратили в ископаемое топливо в недрах Земли.
Однако в этом году тенденции развития энергетики явно сместились в сторону энергии, получаемой от Солнца напрямую. Возобновляемая энергия, большая часть которой поступает от солнечного света в ушедшем году по многим показателям начала обгонять традиционную энергетику.
Уже в 2024 году общемировое производство фотовольтаических модулей составило более 700 ГВт, а среднегодовой темп роста (CAGR) общего числа установленных фотовольтаических систем в период с 2014 по 2024 год составил около 27%. За это же время рыночная стоимость солнечных батарей снизилась более чем семь раз.
Мощной движущей силой этих изменений является Китай. После многих лет терпеливого развития сектора с помощью субсидий Китай теперь доминирует в мировом производстве технологий возобновляемой энергии. Он производит 80% мировых солнечных батарей, 70% ветряных турбин и 70% литиевых батарей по лучшим мировым ценам. В самом Китае возобновляемые источники энергии вместе взятые произвели в этом году больше электроэнергии, чем уголь, а одна солнечная электростанция на Тибетском плато занимает более 400 квадратных километров.
Пока что Китай опирается на ту же базовую технологию, которую фактически одновременно изобрели США и СССР для энергообеспечения спутников. И хотя сегодня кремниевая солнечная технология занимает 98% рынка, она выходит на плато зрелости, как с точки зрения КПД (приближающегося к теоретическому пределу), так и с точки зрения снижения цены.
Большие надежды возлагаются на солнечные элементы последнего из открытых типа — перовскитные, которые можно наносить поверх кремниевых, создавая элементы на 20-30% более эффективные чем сегодняшние, за счет улавливания большего количества цветов света. В начале декабря 2023 года в Китае была введена в эксплуатацию «первая в мире коммерческая» солнечная электростанция на перовскитных солнечных панелях мощностью 1 мегаватт (МВт). Модули для нее были разработаны и произведены китайской компанией Microquanta. В январе 2025 года китайская компания Renshine Solar, ввела в эксплуатацию завод по выпуску перовскитных солнечных панелей годовой мощностью 150 МВт.
Основной проблемой перовскитных солнечных элементов остается их высокая чувствительность к кислороду и влаге воздуха, однако эта проблема постепенно решается.
Основным преимуществом ПСЭ, помимо высокого КПД и потенциально низкой стоимости производства, является их беспрецедентная устойчивость к ионизирующему излучению. Учитывая на порядок более низкую стоимость производства, а также отсутствие в космических условиях кислорода и влаги, ПСЭ наиболее перспективны для применения в космических аппаратах. С учетом крайне интенсивного развития ближнего космоса (прежде всего дистанционное зондирование земли, телеком и низкоорбитальный интернет), ПСЭ могут принципиально повлиять на развитие этой отрасли.
Раньше покупатели платили больше за энергию из возобновляемых источников, чем за ископаемое топливо, из-за опасений по поводу изменения климата. Теперь же реальным двигателем становится личная выгода: снижение затрат и повышение энергетической безопасности. Это изменение мотивации может стать самым важным прорывом, гарантирующим, что переломные моменты этого года — лишь начало.
Максим Червяков заведующий кафедрой метеорологии и климатологии СГУ
Одним из наиболее значимых событий 2025 года в климатологии и науках об атмосфере стало формирование многоуровневой системы мониторинга эмиссии метана — одного из наименее изученных парниковых газов. Речь идет не об отдельном исследовании, а о целой серии взаимосвязанных событий, которые, на мой взгляд, ознаменовали качественный скачок в этой сфере.
К ним относятся как ввод в строй спутниковых систем нового поколения (например, MethaneSAT), так и проведение уникальных экспедиционных проектов по измерению выбросов метана в различных физико-географических регионах планеты. Суть этого прорыва заключается в эффективном сближении двух подходов: детальных наземных исследований, изучающих конкретные механизмы эмиссии (как, например, работы Института физики атмосферы РАН по выбросам метана из водохранилищ при вскрытии ото льда, или исследования арктических болот и озер, где ключевую роль играют таяние льда и деградация мерзлоты), и глобального спутникового картирования, обеспечивающего количественную оценку суммарных выбросов с обширных территорий.
Такой симбиоз методов, как представляется, позволит минимизировать критический разрыв между прогностическими климатическими моделями и данными натурных измерений. Особенно актуально это для природных источников метана, которые до сих пор остаются малоизученными и плохо учтенными в расчетах, включая те, что имеют выраженную сезонную динамику.
Владимир Ювонин председатель правления Ассоциации «Климатическая инициатива», эксперт АСИ по вопросам адаптации к изменениям климата. ЮНИСЕ
Главное событие в 2025 году — это достижение углеродной нейтральности в рамках эксперимента на Сахалине. Это может стать прорывом в вопросе углеродного регулирования в РФ. В мире — это первый регион, достигший углеродной нейтральности с помощью системы квотирования выбросов парниковых газов.
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram