Одна из тематических секций была посвящена вопросам энергетики. Это совершенно понятно, поскольку именно энергетика является базисом экономики, и, как выразился ведущий секции – научный руководитель Института теплофизики СО РАН академик Сергей Алексеенко – энергетические технологии актуальны на всем протяжении человеческого развития. И с этим ничего не поделаешь. Если брать нашу эпоху, то проблема развития энергетических технологий возрастает многократно ввиду сильного влияния дополнительных факторов – глобального потепления и истощения запасов ископаемого топлива в различных регионах планеты. Для нашей страны эта тема также актуальна. Но здесь есть своя специфика, игнорировать которую отечественная наука не имеет права. Такова, надо полагать, позиция ученых из Сибири, которую в целом отразил академик Сергей Алексеенко в своем установочном докладе.
Так совпало, что одновременно на другом конце планеты – в Бразилии – проходил очередной форум, посвященный климатической проблеме. Там, разумеется, опять поднимался вопрос о глобальном переходе на возобновляемые источники энергии, где в первых рядах значатся ветер и солнце. В принципе, ничего нового. И в этой связи остается сожалеть, что фанатичные сторонники ВИЭ не прислушиваются к голосам сибирских ученых, поскольку та модель энергетического перехода, которую они намерены применить ко всем странам и народам без исключения, вряд ли подходит нашей стране как раз в силу упомянутой специфики.
Россия, напомнил Сергей Алексеенко, является самой большой и при этом – самой холодной страной в мире. Несмотря на то, что глобальное потепление происходит у нас более высокими темпами (примерно в 2,5 раза быстрее), чем в более теплых регионах планеты, вопрос сезонного отопления зданий у нас нисколько не снимается. А это значит, что тепловая энергетика еще долго будет играть у нас более важную роль, чем даже выработка электричества. Поэтому ставка на ВИЭ выглядит для нашей страны достаточно абсурдным решением. Ведь было бы нелепо, иронично заметил Сергей Алексеенко, решать проблему отопления домов за счет ветряков и солнечных панелей.
Следовательно, категоричный отказ от ископаемого топлива (на чем настаивают борцы с глобальным потеплением) нам совершенно не подходит. К счастью, Россия обладает колоссальными запасами энергетических ресурсов, включая уголь и углеводороды. По этим показателям она опережает многие страны мира. Этих энергоресурсов хватит нам на несколько десятилетий (угля – на несколько сотен лет). Поэтому, отмечает ученый, нет никакого рационального смысла в том, чтобы совершенно от них отказаться.
С научной точки зрения – когда вы одновременно решаете и энергетическую, и климатическую проблему – рациональный подход связан с более высоким технологическим уровнем использования упомянутых энергоресурсов. То есть климатическую проблему необходимо решать не путем отказа от ископаемого топлива, а путем более эффективного его использования. Как раз для этих целей необходимо сегодня сосредоточиться на развитии энергетических технологий. Ведь совершенно понятно, что более эффективное сжигание ископаемого топлива вполне укладывается в стратегию низкоуглеродного развития, принятую у нас в стране в рамках реализации целей Парижского соглашения по климату.
Это как раз то поприще, на котором можно задействовать потенциал отечественной науки. Некоторые технологии, отметил Сергей Алексеенко, готовы к испытанию и внедрению уже сейчас. Некоторые появятся лишь в отдаленном будущем, и возможно, их внедрения не дождутся даже сегодняшние студенты. Тем не менее, сам путь развития ученым совершенно понятен. Причем, многое в нынешних условиях придется делать самостоятельно, не рассчитывая на помощь и подсказки со стороны. Получится ли у нас всё это реализовать? Здесь никаких гарантий нет, честно признался ученый. И все же необходимо уже сейчас работать на перспективу, поскольку суть научного подхода в том и заключается, что наука реализует свои программы, исходя не из текущей конъюнктуры, а строя планы на отдаленное будущее.
Основным документом, регулирующим деятельность ученых на поприще создания низкоуглеродных энергетических технологий, является российская Климатическая доктрина, напомнил Сергей Алексеенко. Основная цель – достижение к 2060 году так называемых «нулевых выбросов» (то есть достижение нулевого баланса между объемами выбросов и объемами поглощения). В ряду ключевых мер достижения указанной цели – существенное повышение энергоэффективности. Это – один из важнейших путей снижения углеродных выбросов. «Чем выше у нас КПД сгорания, тем меньше мы выбросим углекислого газа», - подчеркнул ученый.
Другие меры – расширение доли ВИЭ и атомной энергии. Не менее важными являются и меры по снижению энергетических потерь. У России здесь огромный потенциал – примерно 40 процентов. Как заметил Сергей Алексеенко, если бы нам удалось максимально повысить энергосбережение, то существенно отпала бы необходимость ввода дополнительных объектов генерации.
Стоит отметить, что этими темами в ИТ СО РАН занимаются на протяжении многих лет. До сих пор активно ведется работа по повышению энергоэффективности котлов. По словам Сергея Алексеенко, прежде всего здесь необходимо добиться интенсификации теплообмена. В Институте на этот счет создаются модели гидродинамики и аэродинамики топочных камер. Визуализация данных моделей показывает формирование в топочных камерах вихревых движений, которые рассматриваются как основной способ повышения энергоэффективности. Проще говоря, котел данного типа, где хорошо формируется вихревой поток, будет обладать более высоким КПД (чем, как мы заметили выше, и обеспечивается снижение углеродных выбросов). Причем, вихревое движение внутри топки формируется без всяких лопастей, в основном – за счет тщательно продуманной геометрии котла. А эта геометрия, в свою очередь, выводится путем упомянутого моделирования процесса сжигания топлива.
Еще одно направление – создание водно-угольного топлива. Работа в этом направлении ведется давно, и в первую очередь она направлена на эффективное сжигание отходов углеобогащения (которая является серьезной проблемой для мировой угольной промышленности). В настоящее время, по словам Сергея Алексеенко, в городе Бердске один из котлов мощностью 50 МВт собираются перевести как раз на данный вид топлива. Запуск задерживает одно нелепое обстоятельство – отсутствие в России огнеупорного кирпича! Такой кирпич придется завозить из Китая. Но если этот вопрос будет решен, то нас могут ожидать знаковые события, связанные с запуском инновационных разработок.
Также ученый упомянул разработку по использованию воды для эффективного сжигания тяжелого и низкосортного топлива из нефти (дизельное топливо, мазут и даже отработка машинного масла). Для этого используются специальные горелки, разработанные специалистами ИТ СО РАН. Так, если при обычном сжигании солярки образуется копоть, то при использовании упомянутой горелки мы получаем совершенно чистое белое пламя без всякой копоти, что является наглядным примером одного из путей снижения углеродных выбросов.
В последнее время, по словам Сергея Алексеенко, появилось еще одно направление исследований – создание цикла горения с улавливанием углекислого газа. Это неоднократно упоминавшийся нами цикл Аллама. Данная работа теперь также ведется в ИТ СО РАН (изобретатель этой технологии – Родней Джон Аллам – неоднократно посещал Институт по рабочим делам). Общая идея здесь проста, пояснил Сергей Алексеенко: сжигать топливо (например, природный газ) не в воздухе, а в кислороде. На выходе мы будем иметь углекислый газ и водяной пар. Затем водяной пар конденсируется, и в установке остается углекислый газ. Ни одной молекулы, отметил ученый, наружу не выбрасывается.
На данный момент уже есть коммерческие проекты такой установки. Причем, для Сибири очень важно, что такие проекты можно сделать не только на природном газе, но и на угле. Для этого угль необходимо газифицировать, и полученный продукт – синтез-газ – пустить в цикл Аллама. Сейчас за эту технологию всерьез взялись новосибирские специалисты. Всего в стране этим занимаются как минимум три исследовательские группы.
Как видим, наши ученые совсем не намерены сбрасывать со счетов ископаемое топливо, в том числе и уголь. Причину мы обозначили выше. Это не значит, что они не признают других направлений. В том же ИТ СО РАН занимаются как ВИЭ, так и атомной энергетикой. Правда, переводить две трети генерирующих мощностей на солнце и ветер (к чему призывают европейские борцы с глобальным потеплением) у нас никто не собирается. Но и пренебрегать исследованиями в данной области не считают нужным. И как мы уже успели убедиться, прослушав установочный доклад академика Сергея Алексеенко, наши ученые не отрицают ни самого факта глобального потепления, ни необходимости снижения углеродных выбросов. В то же время из этих фактов никто у нас не делает страшилок (как это имеет место в Европе). Такой подход вполне можно назвать взвешенным и объективным. А по большому счету – научным. Остается надеяться, что такая позиция будет воспринята на мировом уровне, а значит, у нас есть шанс на то, чтобы скорректировать пути глобального развития энергетических технологий.
Андрей Колосов
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии