В рамках данного базового технологического направления предусматривается разработка следующих комплексных проектов:

1) создание технологий гарантированного электроснабжения для обеспечения безопасности особо ответственных объектов.

Работы по данному направлению обеспечат создание высокозащищенных систем внутреннего электроснабжения мощностью от 200 до 15000 кВт для объектов группы 1 (категория 1а) с использованием новых автономных источников энергии. В процессе выполнения работ будет создана демонстрационная энергетическая система и разработана основополагающая элементная база. Будут также разработаны опытные образцы компактных передвижных электростанций мощностью 100 - 200 кВт на основе генератора - силового преобразователя с микропроцессорным управлением с высокоскоростными (до 100 тыс. об/мин) газовыми турбинами с электромагнитными подшипниками для гарантированного электропитания потребителей. Реализация этих мероприятий позволит обеспечить как гарантированное энергоснабжение особо ответственных потребителей, так и широкое внедрение малой энергетики при строительстве объектов жилищно-коммунального хозяйства и промышленных объектов, удаленных от энергосетей;

2) создание технологий и оборудования для изготовления фотоэлектрических преобразователей и фотоприемных модулей на основе многослойных наноструктур.

Будут разработаны технологии и оборудование для изготовления фотоэлектрических преобразователей и фотоприемных модулей с коэффициентом полезного действия более 30 процентов и организовано на их основе производство космических солнечных батарей с удельным энергосъемом более 300 Вт/кв.м и увеличенным более чем в 2 раза сроком службы. Для получения "солнечного" электричества в наземных условиях будут разработаны технологии и переданы для промышленного производства наноструктурные фотопреобразователи и модули с коэффициентом полезного действия более 35 процентов при 1000-кратном концентрировании наземного солнечного излучения и в 1,5 - 2 раза меньшей стоимостью по сравнению с существующими преобразователями;

3) разработка ключевых технологий водородной энергетики.

Будут разработаны:

эффективные и безопасные методы и технологии получения, хранения и использования водорода, научные основы и базовые технологии развития атомно-водородной энергетики, опытные установки для производства синтетического топлива в составе атомно-водородных комплексов;

атомно-водородные комплексы и системы получения водорода с использованием возобновляемых источников энергии, включая биотехнологии;

энергосистемы малой и средней мощности (до 200 кВт) на базе электрохимических генераторов для транспортных средств и систем энергоснабжения специальных объектов;

технологии хранения и распределения водорода, обеспечивающие безопасность эксплуатации водородной инфраструктуры на всех этапах (от производства до использования водорода), включая элементную базу средств контроля и измерения;

агрегатная и электротехническая базы, обеспечивающие эффективное и безопасное функционирование всех систем водородной энергетики;

4) разработка базовых технологий силовой электроники - мощных полупроводниковых и вакуумных управляющих элементов и переключателей.

Будут разработаны технологии и освоено производство силовой элементной базы нового поколения для выпуска конкурентоспособных силовых полупроводниковых приборов, в которых остро нуждаются различные отрасли народного хозяйства, в том числе электроэнергетика, транспорт, машиностроение, добывающая промышленность, оборонная техника.

Будет решена задача импортозамещения и будут разработаны базовые технологии производства наиболее востребованных приборов для современной электропреобразовательной техники, отсутствие отечественного производства которых сегодня ставит под угрозу технологическую независимость и безопасность России, включая IGBT-модули, в том числе на ток до 3000А и напряжение до 6500 В, запираемые тиристоры с жестким выключением (IGCT) на ток до 6000 А, напряжение до 8000 В, "интеллектуальные" силовые приборы и модули с интегрированными элементами драйверов управления, самозащиты и самотестирования на ток до 2000 А, мощные светоуправляемые приборы с оптоволоконной гальванической развязкой цепи управления.

Наряду с силовыми полупроводниковыми приборами будут разработаны технологии вакуумных ключевых приборов, имеющие большую по сравнению с силовыми полупроводниковыми приборами электрическую прочность, быстродействие, стойкость к пробоям и воздействию электромагнитного излучения;

5) разработка технологий и оборудования для создания перспективных высокоэнергетических химических источников тока.

Разработка новых технологий и специального технологического оборудования позволит создать производство конкурентоспособных химических источников тока со следующими характеристиками:

удельная энергия до 200 - 600 Вт ч/кг (превышение существующего уровня в 2 - 5 раз);

удельная мощность до 150 - 1500 Вт/кг (превышение существующего уровня в 3 - 10 раз);

диапазон рабочих температур от минус 50°С до плюс 65°С;

срок сохраняемости до 20 лет, срок службы до 10 - 12 лет.

Реализация этого направления позволит:

создать современные высокоэффективные системы автономного электропитания особо ответственных энергопотребителей на промышленных и военных объектах;

увеличить сроки активного существования космических аппаратов;

повысить сроки функционирования переносных средств управления и связи;

увеличить эффективность и время функционирования морских погружных, буксируемых и сбрасываемых средств многоцелевого назначения;

повысить напряжение бортовой сети автомобильной и бронетанковой техники до 42 В, расширить температурный диапазон и увеличить время работы при стартерном режиме без снижения мощности;

исключить применение драгоценных металлов и сократить использование дефицитных материалов (в том числе иностранного производства) в качестве электроактивных и конструкционных компонентов химических источников тока.

Технологии ядерной энергетики нового поколения

Указанное технологическое направление предусматривает реализацию следующих комплексных проектов:

1) разработка и создание технологии и оборудования для получения новых видов ядерного топлива, в том числе уранплутониевого для реакторов различного назначения.

Реализация этого проекта позволит:

повысить конкурентоспособность ядерного топлива российского производства на мировом энергетическом рынке;

создать реакторы и ядерное топливо нового поколения повышенной безопасности с увеличением ресурса работы активных зон в 1,5 - 2 раза, способных работать как в стационарном, так и в маневренном энергетическом режиме;

снизить на 15 - 20 процентов себестоимость электроэнергии, вырабатываемой атомными электростанциями, за счет уменьшения доли топливной составляющей;

создать высокоэффективные ядерные энергетические установки для флота и малой атомной энергетики, в том числе плавучих энергоблоков, для районов Дальнего Востока и Крайнего Севера;

вовлечь в топливный цикл запасы оружейного плутония, что позволит существенно сократить потребность в уране, снизить затраты на горно-геологические работы и разделение изотопов урана;

2) создание конструкционных материалов, сплавов, соединений и технологий изготовления изделий из них для ядерной техники.

Реализация этого проекта позволит:

получать чистые по радиогенным и балластным примесям ядерные материалы для их последующего использования в оборонной и гражданской технике;

обеспечить прорыв в разработке материалов с особыми физическими свойствами (сверхпроводящий кабель, магнитные материалы со сверхвысокими параметрами, материалы с повышенным поглощением гамма-излучения и другими), что позволит существенно продвинуться в создании современной ядерной техники (ускорители, установки термоядерного синтеза, установки для перевозки ядерного топлива, ядерные энергетические установки различного назначения);

разработать новые технологии производства оболочечных и корпусных материалов тепловыделяющих элементов и активных зон реакторов различного назначения с целью повышения полноты выгорания ядерного топлива в 2 раза, увеличения ресурса работы корпусов реакторов до 60 лет и ускоренного снижения уровня наведенной активности;

3) разработка новых экономически и экологически эффективных технологий хранения, транспортировки и переработки отработанного ядерного топлива, других радиоактивных материалов и обращения с радиоактивными отходами.

Выполнение работ по указанному проекту позволит:

осуществить новый этап реализации концепции замкнутого ядерного топливного цикла, в процессе которого снизится стоимость переработки отработавшего ядерного топлива в 1,4 раза, сократится количество образующихся при этом среднеактивных отходов в 3 раза, высокоактивных в 1,5 раза, расход содовых реагентов в 10 раз, снизится объем продуктовых потоков в 1,5 раза;

разработать энергосберегающие, экономически эффективные, экологически безопасные технологии и аппаратуру обращения с высокоактивными отходами, в том числе решить вопросы их иммобилизации в минералоподобные матричные материалы, что позволит сократить объем высокоактивных отходов, подлежащих захоронению, и в несколько раз сократить производственные площади, необходимые для обращения с отходами;

4) разработка уникальных комплексных ядерно-физических технологий с использованием пучков нейтронов, электронов, ионов и лазерной плазмы для решения различных задач оборонного и гражданского назначения.

Разработка технологий, предусмотренных в указанном проекте, позволит:

создать портативные мобильные комплексы обнаружения взрывчатых делящихся веществ;