​Будущее человечества — в развитии экологически чистых и эффективных технологий переработки органического сырья, использовании возобновляемых источников энергии.

Насколько мировая, в том числе и сибирская, наука продвинулась вперед в этих вопросах? На этот и другие вопросы отвечает научный руководитель Института теплофизики СО РАН Сергей Владимирович Алексеенко.

— Сергей Владимирович, общеизвестно, что энергетика является базисом любой экономики. Но как этот базис выглядит сегодня?
— В отечественной энергетической отрасли накопилось много нерешенных проблем. Чтобы остановить деградацию, нужно внедрять инновационные разработки, переходить на энергосберегающие технологии, задействовать передовые проекты ученых.

Необходимо повышать эффективность использования и переработки органического сырья — газа, нефти и угля. Решение этой задачи в части угля возложено на созданный  недавно в Кемерово Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН. Кроме этого, активно развивать  возобновляемые источники энергии — солнечной, ветровой,  геотермальной и энергии биомассы. На это нас ориентирует подписанное в 2016 году Парижское соглашение.

Глобальная цель, которую оно преследует — не допустить превышения температуры на Земле к концу XXI  века на два градуса по отношению к XIX веку. Указанный документ вступил в силу год назад, однако наша страна его пока не ратифицировала.  Но, думаю, что Соглашение мы все-таки подпишем.

— Что будет означать для нашей страны подписание этого Соглашения?
— Мы взвалим на свои плечи неподъемную ношу. В документе все сводится к тому, что в потеплении климата на Земле виноваты антропогенные выбросы углекислого газа. Отсюда следует, что нам нужно будет сокращать углеродную энергетику. Для решения этой задачи потребуются массированные шаги по строительству станций, работающих на возобновляемых источниках энергии.

В отношении глобального потепления имеются некоторые нюансы. Как заявляют многие ученые, никаких убедительных научных свидетельств, что антропогенный выброс СО2 приводит к серьезным изменениям климата, нет. Аналогичное заключение сделала и Российская академия наук. Есть доказательства, что, наоборот, изменения концентрации углекислого газа  есть следствие изменения температуры. И оно связано с колебаниями климатических температур на Земле из-за солнечной активности.

Конечно, будет непросто решить стоящие перед человечеством проблемы. Но мы их должны одолеть к 2050 году, потому что пятидесятый год — принципиальный. С этого года, по оценкам,  начнется фактическое снижение потребления углеродных источников.

— Что для этого необходимо сделать? 
— Нужно срочно перевооружать энергетику, износ сегодня составляет 50—70 процентов, повышать ее энергоэффективность, поскольку наша экономика — самая неэффективная и энергоемкая среди экономик развитых стран. И, наконец, нам нужно переходить к  освоению возобновляемых источников энергии. Отставание в этом направлении недопустимо, иначе мы снова будем продолжать пользоваться продуктами Запада.

— Задачи, конечно, очень сложные, но, наверное, и реалистичные? Может ли наша страна «потянуть» их?
— Ясно, что мы можем что-то развивать, если будем иметь четкие, научно обоснованные программы.  Их воплощение в жизнь невозможно без серьезного финансового обеспечения. Чтобы стало понятно, что я имею в виду, хочу проиллюстрировать  этот  довод таким  примером.

Возьмем американское Министерство энергетики – Departmentof Energy. Так вот, оно  имеет семнадцать лабораторий, которые, по сути, являются научно-исследовательскими институтами. Одна из лабораторий —  типичная энергетическая,  имеет  бюджет 1,5 миллиарда долларов в год! Когда я пересчитал, сколько же денег в переводе на российские рубли приходится на одного сотрудника, то получил «кругленькую» сумму — 20 миллионов рублей! У нас же миллион рублей на человека — это очень высокий показатель.

— Что для сибирских ученых является своеобразным ориентиром в их деятельности?  
— Мы ориентируемся на стратегию научно-технологического развития России. В документе прописано: переход на экологически чистую энергетику, повышение эффективности добычи сырья и использование новых источников энергии. 

Многое зависит от финансирования программ. В связи с этим приведу два примера. Возьмем план ГОЭЛРО 1920 года, реализация которого была возложена на первого председателя Госплана СССР, инженера-электротехника Глеба Кржижановского. Этот план  известный писатель-фантаст Герберт Уэллс назвал абсолютной фантастикой, а самого инициатора этого проекта Владимира Ильича Ленина — «кремлевским мечтателем». 

Но каким бы прозорливым ни был писатель-фантаст, а он не смог предугадать будущее. План ГОЭЛРО  был реализован полностью. Всего за полтора  десятилетия в стране было построено девять  гидро- и 21 тепловая станция, а их общая мощность, в сравнении с имевшейся, возросла в двадцать раз!  Такой рывок в энергетике, безусловно, был сделан за счет своевременного и полного финансирования проектов плана, плюс к этому — был обеспечен надлежащий контроль процесса строительства со стороны руководителей государства. Ускоренная электрификация страны была неслыханным прорывом  в будущее. Историки считают, что если бы этот план не был полностью выполнен, Советский Союз не устоял бы против внутренних и внешних угроз. 

— А какой второй пример? 
— Как мы знаем, наш «великий» деятель Анатолий Чубайс в 2006 году попытался разработать свой план модернизации энергетики, которому присвоили  ироничное наименование «План ГОЭЛРО номер два». В соответствии с ним за полтора десятилетия нам необходимо было ввести 240 гигаватт новых мощностей. Между тем, на тот момент в стране уже имелось 210 гигаватт, и их было достаточно. Понятно, что в условиях разрушенного государства такая задача была полной фантастикой, и в итоге этот план настоящего «кремлевского мечтателя» сегодня абсолютно забыт.

— Что мешает активно заниматься решением проблем возобновляемой энергетики, в частности, в Сибири?
— Сибирь — самый холодный регион мира, здесь  в отличие от любого другого региона  больше всего энергии тратится не  на генерацию электричества, а на производство тепла. К тому же мы — самый богатый регион по энергоресурсам не только в России, но и в мире: по газу, нефти, древесине, гидроресурсам, углю, геотермальным источникам. Это означает то, что мы не просто должны поставлять  первичные энергоресурсы за границу, а должны здесь, на месте производить товар более высокого качества с высокой добавленной стоимостью. Например, электроэнергию либо какой-то конкретный химический продукт.

— Сергей Владимирович, хотелось бы услышать от вас о тех технологиях, которые уже существуют в мире, и тех, что разработали сибирские ученые…
— Возьмем угольную энергетику. Разработаны энергоустановки, которые в процессе эксплуатации не выделяют в атмосферу углекислый газ. Есть интересный цикл известного в мире ученого Родни Алана, который основан на сжигании органического топлива — угля или газа —  не в воздухе, а в кислороде. Стандартные тенденции в угольной энергетике связаны с повышением параметров пара в соответствии с термодинамикой. Лучший образец угольного котла такого типа построили в Германии — с температурой пара в 600 градусов и давлением до 300 атмосфер. Максимальный коэффициент полезного действия 47,5 процента. Подобная технология была впервые предложена в России и испытана на малых станциях. Но, как всегда, мы забросили это важное и нужное дело, и, конечно, зря.

Есть другие проекты, причем довольно оригинальные, в реализации которых мы участвуем. Среди них энергоблок с высокотемпературной паровой турбиной, когда сжигание водорода происходит в паровой среде прямо перед турбиной. По нашим расчетам,  КПД может достигать 50—55 процентов. Успешные эксперименты уже были проведены. Но они застопорились из-за того, что мы пока что не имеем технологий по безопасному использованию водорода.

Еще примеры перспективных угольных технологий. Так, разработанная красноярцами технология получения сорбента путем газификации угля «Сибтермо» дает практически бесплатное тепло. Промышленный стенд уже давно функционирует в самом краевом центре, он показал эффективность, и в скором времени, возможно, эта технология может быть применена в Новосибирском Академгородке. В случае положительного заключения новая технология сибирских разработчиков будет запущена в серию. 

Стала реальностью еще одна разработка ученых — концепция «микроугля», когда в топках котлов сжигается не стандартный стомикронный, а размолотый до сорока или даже до шести микронов уголь, который горит, как газовое топливо.

— Вы коснулись геотермальной энергии, расскажите, пожалуйста, что это такое и насколько этот проект экономически эффективен?
— Все знают геотермальную энергию как энергию горячей воды подземных недр. За прошедшие годы в стране накоплен солидный опыт применения геотермального тепла на практике. На Камчатке успешно эксплуатируются четыре геотермальные станции. Первая из них — Паужетская — построена в 1967 году. А через несколько лет Институт теплофизики запустил первую в мире станцию с бинарным циклом — Паратунскую ГеоЭС. Самая современная – Мутновская

ГеоЭС, введенная в эксплуатацию16 лет назад, считается образцом по уровню автоматизации и экологичности, а ее турбина  признана лучшей в мире в своем классе.

В свое время ученые задумались о происхождении горячих источников и выяснили, что они связаны с глубинным теплом Земли. Как вы знаете, ее ядро имеет температуру более 4700 градусов Цельсия. Это тепло распространяется  по всему телу нашей Земли-матушки! Самая доступная глубина, куда можно добраться с помощью современных средств бурения, достигает 10 километров. Именно там располагаются сухие породы, нагретые до температуры 350 градусов. Мой тезис: этого тепла, которое называется петротермальным,  так много, что его хватит на все время существования человеческой цивилизации!

— Вопрос, наверное, в том, как добывать и использовать эту энергию? 
— Метод простой: бурятся две скважины, по одной — подается обычная вода, а из другой получают горячий пар. Но есть проблемы: дороговизна бурения скважин, которая может стоить примерно два миллиарда рублей, а также отсутствие проницаемых пород между скважинами, через которые бы проникала вода. Поэтому их нужно создавать искусственно, например, методом гидроразрыва пласта.

Передовой опыт накоплен в США. Там уже эксплуатируют пять демонстрационных установок. Недавно запущена первая в мире коммерческая станция, правда,  пока что небольшой мощности — 1,7 мегаватта.

Между прочим, вся Западная Сибирь — тоже довольно «горячая». Внедрение такого перспективного проекта, пусть не так скоро, для России будет иметь принципиальное значение. Технологии извлечения геотермального тепла  можно использовать в районах, где нет других источников энергии. В той же Арктике, которую наша страна начинает активно осваивать. 

— Как можно ускорить внедрение уникальных достижений в реальную экономику страны?
— О наших предложениях, например, по геотермальной энергетике я уже докладывал на Президиуме Сибирского отделения РАН, говорил о них на секции энергетики в Российской академии наук. Для начала необходимо выполнить интеграционный проект и разработать «дорожную карту» по использованию геотермального тепла. Надеюсь, что решение проблемы можно сдвинуть с мертвой точки.

Василий Матвеюк

Похожие новости

  • 07/09/2016

    Дмитрий Маркович: будущее Института теплофизики СО РАН вижу весьма востребованным

    ​Без теплофизики не построить электростанцию и не отправить спутник на орбиту. Член-корр. РАН Дмитрий Маркович, замдиректора по науке Института теплофизики СО РАН, готов доказать государству и бизнесу - без науки ничего не получитсяБез знаний, которые дает теплофизика, нельзя построить электростанцию или отправить на орбиту космический аппарат.
    2735
  • 06/11/2018

    Как развивается малая и альтернативная энергетика в России

    А.Челышев:- Здравствуйте, друзья. Вы слушаете Радио "Комсомольская правда". Антон Челышев у микрофона. 7 декабря в Москве состоится торжественная церемония вручения шестой по счету международной премии «Малая энергетика – большие достижения».
    175
  • 13/06/2018

    Академик Сергей Алексеенко: эта премия — не только личные достижения, но и успех страны

    В 2018 году премия «Глобальная энергия» была присуждена сибирскому ученому, заведующему лабораторией тепломассопереноса Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН и его директору с 1997 по 2017 годы академику Сергею Владимировичу Алексеенко.
    841
  • 10/03/2016

    Сергей Алексеенко: Прорывным технологиям нужна адекватная поддержка

    ​Интервью с директором Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН Сергеем Алексеенко. - Сергей Владимирович, традиционные энергоносители сильно упали в цене. Отразится ли данное обстоятельство на государственной поддержке исследований по возобновляемой энергетике, которыми занимается Ваш институт? - Совершенно очевидно, что главный вопрос здесь заключается в бюджете.
    1598
  • 09/06/2018

    От теплоэнергетики к космосу и климату: интервью с академиком Сергеем Алексеенко

    ​Одним из лауреатов Международной премии «Глобальная энергия» в этом году стал академик РАН, экс-директор Института теплофизики РАН Сергей Алексеенко (опередивший десяток других финалистов, в том числе Илона Маска).
    490
  • 07/06/2018

    Академик Сергей Алексеенко стал лауреатом премии «Глобальная энергия»

    ​Академик Сергей Алексеенко, возглавлявший  Институт теплофизики Сибирского отделения РАН с 1997 по 2017 гг., получил премию за подготовку теплофизических основ создания современных энергетических и энергосберегающих технологий.
    981
  • 28/09/2016

    Сергей Алексеенко - о перспективах использования глубинного тепла Земли

    ​27 сентября 2016 года в рамках общеинститутского семинара "Инновационная среда" прошла встреча студентов и сотрудников Сибирского института управления - филиала РАНХиГС с директором Института теплофизики им.
    1442
  • 03/09/2017

    Дмитрий Маркович: Масштабы молодёжи нас устраивают

    ​2017 год стал для Института теплофизики СО РАН годом перемен — здесь впервые за 20 лет сменился директор. Коллектив одного из крупнейших академических институтов энергетического профиля России возглавил доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН Дмитрий Маркович.
    1028
  • 25/06/2018

    «Глобальная энергия» - прекрасный пример признания крупными компаниями заслуг ученых

    "Глобальная энергия" была учреждена в 2002 году российскими акционерными обществами "Газпром", "ФСК ЕЭС" и "Сургутнефтегаз" по инициативе ряда ученых во главе с Нобелевским лауреатом, академиком Жоресом Алферовым.
    294
  • 18/07/2016

    Сергей Алексеенко: «Петротермальной энергии достаточно, чтобы навсегда обеспечить человечество»

    ​Интервью с членом-корреспондентом РАН, директором Института теплофизики СО РАН Сергеем Владимировичем Алексеенко. На столе у директора ИТ СО РАН, лежит странной формы обгоревший камень, похожий на метеорит.
    2256