В ноябре 2018 года Совет безопасности одобрил новую доктрину национальной энергобезопасности. Этот документ в том числе предусматривает меры по импортозамещению важнейших для ТЭК технологий и оборудования, т. е. применение разработок российской науки. «Всё о новостройках» узнал, что готовы предложить ученые.

На заседании Совбеза президент России Владимир Путин констатировал, что Россия остается одним из главных гарантов энергобезопасности в мире.

«Для нашей страны энергетика – это, собственно, электроэнергетика, добыча нефти, газа, угля – имеет особое, стратегическое значение. Уникальные запасы всех ключевых источников энергии дают нам сегодня возможность полностью закрыть внутренние потребности в энергоресурсах, а внушительный экспорт, в том числе в страны Евросоюза, Азиатско-Тихоокеанского региона, СНГ, приносит России не только ощутимые доходы, но и позволяет оставаться одним из главных гарантов мировой энергетической безопасности», – заявил глава государства.

Президент отдельно обратил внимание на то, что в последнее время используются возможности многостороннего и глобального энергетического сотрудничества не как инструменты развития, а как инструменты сдерживания. По словам президента, негативное воздействие на долгосрочное развитие ТЭК оказывают попытки недобросовестной конкуренции на рынках.

«В том числе и запрет на поставку в Россию современных технологий и оборудования для разведки и добычи энергоресурсов. Зачастую используется и прямое политическое давление на страны – импортеры российских углеводородов», – отметил Владимир Путин.

Президент также остановился на вопросах обеспечения безопасности объектов ТЭК.

«Следует значительно повысить защищенность объектов ТЭК от терактов, техногенных аварий и других потенциальных угроз», – поставил задачу Владимир Путин. Это нужно сделать за счет качественной подготовки персонала, строгого контроля за соблюдением всех требований безопасности, «малейших технологических и технических нюансов, которые могли бы привести к неблагоприятному развитию событий, а также совершенствования системы охраны, регулярного проведения учений и тренировок».

Обновленная доктрина энергобезопасности России будет направлена как раз на решение этих задач.

Совбез одобрил новую доктрину энергетической безопасности, она будет утверждена указом президента. Секретарь Совета безопасности Николай Патрушев напомнил, что нынешняя доктрина энергетической безопасности была принята в 2012 году.

«За это время произошли серьезные изменения, как в мире, так и у нас в стране, сформировались новые вызовы и угрозы, на которые нельзя не реагировать. В связи с этим возникла необходимость корректировки доктрины национальной безопасности, что и было сделано», – пояснил секретарь Совбеза.

По словам Николая Патрушева, на заседании обсуждались вопросы импортозамещения. «Чтобы было и наше оборудование, наши технологии, программное обеспечение и так далее. Здесь эта проблема существует», – сказал секретарь Совбеза.

Инновации в энергетике

Сибирские ученые сделали еще один шаг к энергетике будущего. Как пишет «Наука в Сибири», ученые из Института катализа СО РАН и лаборатории структуры и функциональных свойств молекулярных систем физического факультета НГУ выяснили, как существенно улучшить свойства протонно-обменной мембраны – главной части топливной электрохимической ячейки, которая в будущем, возможно, позволит уйти от энергетики, построенной на нефти и угле, и решить проблему сохранения энергии.

Эффективные топливные электрохимические ячейки с двумя основными компонентами – водородом и кислородом – призваны решить проблему сохранения и передачи энергии на расстоянии химическим путем, при этом они будут более экологичны в эксплуатации. Также они смогут сохранять энергию в таких устройствах, как мобильные телефоны или зарядные батарейки, материал которых со временем деградирует, а способность удерживать заряд истощается. Между тем достаточно долговечный материал для того, чтобы решить эту задачу, еще не создан.

Прототип мембраны для топливной электрохимической ячейки с использованием металло-органических каркасов разработали сотрудники Манчестерского университета, а сибирские ученые методом ядерного магнитного резонанса исследовали базовый материал на основе лантанидов и показали, каков механизм протонной проводимости, а также определили, как его доработать. Благодаря этим исследованиям проводимость конечной мембраны усилилась в 100 раз.

В основе принципа работы лежит соединение заранее заготовленных компонентов-газов, которые хранятся в баллонах внутри ячейки. Основная ее часть – протонно-обменная мембрана, которая пропускает только ионы водорода, образующиеся на аноде ячейки. В ходе работы ионы водорода проходят сквозь мембрану и взаимодействуют с кислородом, образуя воду. В процессе создается электродвижущая сила, которую можно использовать для работы различных устройств. Мембрана должна быть влагоустойчивой и непроницаемой для остальных веществ.

«Наша заслуга заключается в том, что мы экспериментальным методом смогли разобраться с механизмом протонной проводимости и показали, каким образом возникают частицы-переносчики на поверхности мембраны, а также предложили дополнительную обработку поверхности, чтобы увеличить концентрацию переносчиков, тем самым улучшив проводимость. Потенциально это новый шаг в энергетике, который будет использоваться в современных источниках электропитания с помощью экологически чистых материалов. Ячейка имеет неограниченный по времени способ хранения электроэнергии в виде раздельных веществ, не будет ломаться и не требует технического обслуживания, в отличие от обычно используемых переносных дизельных электрогенераторов», – цитирует сайт НГУ научного сотрудника ИК СО РАН, старшего научного сотрудника лаборатории структуры и функциональных свойств молекулярных систем физического факультета НГУ кандидата физико-математических наук Даниила Колоколова.

Конечно, это не единственная разработка сибирских ученых.

«Сибирское отделение РАН и его институты обладают в этом направлении огромным потенциалом. СО РАН – признанный в мире интегратор научных разработок, – отметил полномочный представитель президента России в СФО Сергей Меняйло. – Осталось одно – все эти разработки внедрить».

И шаги в этом направлении уже сделаны. Так, Сибирское отделение РАН предлагает новые разработки и форматы взаимодействия ПАО «Татнефть». Всего исследовательские институты Новосибирска, Томска, Красноярска и Кемерово представили 11 научных тематик и проектов, связанных с предметом деятельности ПАО «Татнефть». Они относятся к поиску и разведке перспективных нефтяных месторождений и повышению отдачи действующих, перевода их в цифровой режим, развитию глубокой переработки углеводородного и возобновляемого сырья.

«В новых условиях Сибирское отделение отвечает за науку на территории около 13 млн км2, – акцентировал председатель СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон. – И для нас исходный приоритет не количество статей, а достижение результатов. Не случайно около 50 % финансирования научные институты Сибирского макрорегиона получают за счет внебюджетных источников – контрактов, хоздоговоров и тому подобного».

Однако ученые идут еще дальше, заглядывая за 10-летний горизонт развития технологий. Так, директор Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН (Иркутск) член-корреспондента РАН Валерий Стенников уверен, что системы тепло- и электроснабжения России на сегодняшний день уже исчерпывают свой ресурс. По словам ученого, в ближайшие 5–10 лет необходимо сделать выбор: модифицировать старые коммуникации или создавать совершенно новые, работающие по принципам интернета, где потребитель будет свободен от диктатуры монополии и сам сможет стать производителем ресурса.

Имеющимся в России энергетическим системам уже около 70—80 лет. Они формировались в 1950–1970-х годах прошлого века, когда динамично развивалось производство, осуществлялось массовое многоэтажное жилищное строительство. У таких систем были совершенно определенные принципы построения. Во-первых, все управлялось централизованно, например, на ТЭЦ, и потребитель не мог регулировать количество энергии, которое ему поставляют. Во-вторых, топливо и его транспортировка в то время были дешевыми, поскольку цены на него, как и на тепло, и на электроэнергию, носили чисто учетный характер и не соответствовали реальной стоимости.

«Когда в 1990-х годах функционирование отрасли перешло на рыночные условия, возникла потребность сократить расходы на обеспечение тепловой, электрической энергией, чтобы они были по карману каждому потребителю. Возник вопрос, что же делать с этими системами, как их преобразовать, чтобы было меньше финансовых, ресурсных и технических затрат?» – цитирует Валерия Стенникова «Наука в Сибири».

Многие из таких задач уже в настоящее время получают свое решение – в технологиях их создания и функционирования. Например, в Иркутске от Ново-Иркутской ТЭЦ до аэропорта идет единая 15-километровая тепловая труба. Регулирование подачи тепла по ней осуществлялось в зависимости от температуры наружного воздуха 2 раза в сутки: утром и вечером. Однако если раньше отпущенная с ТЭЦ вода доходила до аэропорта через 4–5 часов, то благодаря автоматизированным узлам регулирования и различным управляющим системам подача тепла потребителям стала мгновенной. Его количество меняется в зависимости от температуры наружного воздуха, что обеспечивает огромную экономию энергии. Кроме того, сейчас внедряются индивидуальные системы, позволяющие потребителю самому контролировать и регулировать эту подачу тепла. Активно появляются коммуникационные технологии для энергетики.

«Мы разрабатываем цифровые модели теплоснабжающих систем, которые фактически являются компьютерным аналогом того, что реально есть в городе. Эта платформа позволяет нам связываться по датчикам с теплоснабжающей системой, проигрывать все режимы, какие она может иметь в зависимости от потребностей пользователей, и, отправляя информацию в управляющие структуры, осуществлять регулирование в режиме реального времени», – говорит исследователь.

Причем созданные на основе разработанного в ИСЭМlass="orglink" id="hcei" title="Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники (ИСЭ СО РАН), г. Томск (ИСЭ СО РАН)" href="http://www.hcei.tsc.ru">ИСЭМ СО РАН методического аппарата программные комплексы используются уже во многих городах России, а также за рубежом. Технологии создания таких интеллектуальных интегрированных систем реализуются сегодня в 64 городах в 18 европейских странах. Например, в Гётеборге (Швеция) по одному трубопроводу предполагается передавать различные виды энергоносителей (электричество, газ, теплоносители). В московском ГУМе работает освещение, которое автоматически – через умную систему – регулируется в зависимости от числа присутствующих в зале, количества поступающего света и времени суток. На базе тепловой энергии, вырабатываемой на ТЭЦ, можно производить холод и поставлять его потребителю в летний период. Такой подход уже реализован в здании Управления Восточно-Сибирской железной дороги в Иркутске и применяется в других городах. Исследования по возможности использования нетрадиционных источников энергии развиваются и в других институтах Сибирского отделения: Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Институте катализа им. Г.К. Борескова СО РАН. Задача ИСЭclass="orglink" id="sei" title="Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭМ СО РАН), г. Иркутск (ИСЭМ СО РАН)" href="http://www.sei.irk.ru">ИСЭМ – встроить все эти технологии в активно перестраиваемые энергетические системы.

А в перспективе возможен переход к принципиально новым для России источникам энергии. Лауреат премии «Глобальная энергия» 2018 года, заведующий лабораторией Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН академик Сергей Алексеенко привел данные статистики: в 2003 году доля возобновляемых источников в мировой генерации электроэнергии составляла 2 %, в 2015-м – 7,3 %, в 2020 году прогнозируется 11,2 %. Однако в России к этому же году предполагается только около 1 %. При этом ученый видит стратегическую перспективу отечественной энергетики именно в переходе на возобновляемые ресурсы: их суммарный потенциал Сергей Алексеенко оценивает как в 6 раз превосходящий сегодняшний уровень энергопотребления в стране.

Новосибирский академик видит два этапа обновления энергетической парадигмы России. В ближайшей перспективе предполагается переход на сжигание органических топлив в высокоэффективных парогазовых установках, в дальнейшем – все более и более масштабный поворот к возобновляемым источникам. Среди последних С.В. Алексеенко выделяет энергию Солнца и петротермальную, то есть тепла сухих пород до 3 000 ˚С на глубинах 3–10 км.

Глава Минэнерго Александр Новак подчеркнул, что в обновленной доктрине энергобезопасности отмечается необходимость усиления импортозамещения в критичных для промышленности страны областях.

«В качестве задач доктрины, которая была сегодня утверждена, выработан перечень мер и мероприятий, направленных на защиту российских интересов с точки зрения энергетической безопасности, и одно из направлений – это усиление работы в части импортозамещения и тех критичных технологий, которые на сегодня определены, чтобы наша промышленность в полном объеме перешла на их производство», – сказал министр. Это не означает отход от сегодняшних рыночных подходов, но, тем не менее, необходимо иметь такое оборудование и технологии на случай, если будут запрещаться отдельные технологии по поставкам в Россию.

Источники

Энергетика: инновации и безопасность
Все о Новостройках (vseon.com), 14/01/2019

Похожие новости

  • 04/10/2017

    Ученые СО РАН ищут новые виды генерации

    ​​​Спрос на альтернативную энергетику в регионах страны неизменно растет. Успешные примеры внедрения инновационных проектов появляются и в Новосибирской области. ​В столице Сибири активно обсуждается идея создания энергетического технопарка на основе инновационных разработок и продукции научно-образовательных учреждений и энергетических компаний региона.
    766
  • 25/02/2019

    СО РАН: разработки по сходной цене

    ​Количество открытий и инновационных разработок Сибирского отделения РАН увеличивается с каждым годом. Сегодня у сибирских ученых полные руки новинок. Хорошо? Разумеется. Но... Сегодня ученым институтов СО РАН фактически все равно, в рамках ли проекта «Национальная технологическая инициатива» (НТИ), программы ли реиндустриализации Сибири в целом и Новосибирской области в частности или какого другого проекта начнется широкое применение их разработок в российской промышленности.
    415
  • 06/02/2018

    Сергей Меняйло: Нужно максимально использовать уникальный потенциал сибирской науки

    ​«Нужно максимально использовать уникальный потенциал сибирской науки для развития регионов округа. Для этого необходимо создать систему, которая позволит довести результаты работы сибирских учёных до наиболее широкого круга потребителей», – считает полномочный представитель Президента Российской Федерации в Сибирском федеральном округе Сергей Меняйло.
    1473
  • 11/12/2018

    Как ученым достучаться до власти?

    ​Академик РАН, научный руководитель Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН Сергей Алексеенко стал в этом году лауреатом международной премии «Глобальная энергия». Награда присуждается ему за подготовку теплофизических основ для создания современных энергетических и энергосберегающих технологий, которые позволяют проектировать экологически безопасные тепловые электростанции (за счет моделирования процессов горения газа, угля и жидкого топлива).
    1077
  • 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.
    1489
  • 28/08/2018

    Анонс: круглый стол «Новосибирск. Цифровая экономика "умного города"»

    ​29 августа мэр Анатолий Локоть примет участие в работе круглого стола «Новосибирск. Цифровая экономика «умного города», который пройдет в рамках VI Международного форума и выставки технологического развития «Технопром-2018».
    1005
  • 20/06/2017

    Международная выставка «НТИ ЭКСПО» в Новосибирске

    ​​​Уникальная международная выставка достижений технологического развития "НТИ ЭКСПО" пройдет в рамках V Международного форума технологического развития "Технопром-2017" 20-22 июня в Новосибирске при поддержке правительства РФ, коллегии ВПК, Минпромторга России, Минэкономразвития России, МИДа РФ, правительства Новосибирской области.
    2653
  • 04/10/2018

    История и порядок вручения премии «Глобальная энергия»

    4 октября 2018 года в рамках форума "Российская энергетическая неделя" состоится торжественное вручение премии "Глобальная энергия". В этом году ее удостоены двое ученых из России и Австралии: академик Российской академии наук (РАН) Сергей Алексеенко и профессор Мартин Грин.
    756
  • 22/11/2017

    Андрей Травников познакомился с Академгородком

    Врио губернатора Новосибирской области Андрей Александрович Травников посетил Новосибирский научный центр СО РАН. В ходе визита он побывал в некоторых институтах Сибирского отделения, ознакомился с разработками, которые будут полезны региону, и сформулировал ряд задач для научного сообщества.
    1912
  • 29/11/2016

    Академический час для школьников

    30 ноября в 15.00 в малом зале Дома ученых СО РАН состоится лекция директора Института теплофизики  им.  С.С.  Кутателадзе  СО  РАН академика Сергея Владимировича Алексеенко  "Перспективы   использования   глубинного   тепла  Земли" — об альтернативных источниках энергетики.
    2418