ПЕРСПЕКТИВЫ ЭНЕРГЕТИКИ: ВПЕРЕД К… ЛУЧИНЕ!

В редакцию «ЗН» поступило обращение группы депутатов, ученых и представителей общественных организаций по поводу необходимости развития нетрадиционных направлений энергетики. Вот цитата из этого документа: «Согласно плану развития энергетики Украины, основные положения которого изложены в «Национальной энергетической программе Украины на период до 2010 года», принятого Верховной Радой Украины в мае 1996 года, вклад нетрадиционных видов энергетики в производство только электроэнергии в Украине в 2010 году должен составлять 10,2 млрд. кВт/год, или 3,6% от общего прогнозированного ее производства». Перспективы развития нетрадиционной энергетики в Украине корреспондент «ЗН» попросил оценить директора Института технической теплофизики НАНУ академика Анатолия ДОЛИНСКОГО.

«Приводимые в обращении цифры впечатляющи, но в них есть определенное лукавство, — считает ученый. — Они столь велики потому, что в рубрику «нетрадиционные» записали электроэнергию, вырабатываемую гидроэлектростанциями Украины. Вклад же остальных нетрадиционных источников достаточно жалок — менее 1%, в то время как только их доля должна быть не менее 10%. О том, что наш прогноз совершенно реален, мы можем доказать на любом уровне с конкретными цифрами. Особо хочу подчеркнуть: когда говорим о возможностях, надо стоять двумя ногами на земле, а не витать в облаках. Давайте договоримся, что обсуждаем только экономически выгодные направления, а не фантазируем вообще на тему возможного в энергетике. И еще одна деталь — все, нами предлагаемое, выгодно и реально именно для Украины, а не для Германии, Японии или США, где совсем иные экономические условия».

Тепло из-под земли

Геотермальная энергетика, по мнению академика Долинского, позволяет Украине экономить 50 млн. тонн условного топлива — почти треть необходимого! Это общие запасы, которые у нас есть.

Если ограничиться тем, что требует минимальных затрат при использовании геотермальных источников, получим экономию в 1—2 млн. тонн у.т. (условного топлива). Имеется в виду получение тепла из уже существующих скважин (это прежде всего 140 разведывательных скважин, прорытых под нефть и газ). Их использование не требует больших затрат, окупаемость — 2—2,5 года. Расположены такие скважины (глубиной от 1 до 2 километров) большей частью в очень перспективных районах, например, в Крыму, где ощущается дефицит энергии.

Весь проект выглядит очень конкурентоспособно, так как традиционные энергогенерирующие станции дорогие — окупаемость тепловой или ядерной станции не бывает менее 10 лет. Ко всему эта энергетика строится на стопроцентно нашем источнике, мы не зависим от импорта и амбиций политиков.

Энергия от солнца

Источники электроэнергии от солнца сегодня не выгодны. Их окупаемость — около сотни лет. Но это вовсе не означает, что приговор окончательный и обсуждению не подлежит. Солнце чрезвычайно перспективно как… нагреватель воды. Этот путь на два порядка дешевле. Очень просто нагреть воду и использовать ее для отопления или же аккумулировать для использования в холодное время года. Кстати, многие люди самостоятельно, не дожидаясь, пока наша промышленность придет к ним на помощь, приспосабливают бочки, сосуды с затемненными боками для нагрева воды на дачах. В более широких масштабах эту идею собираются реализовать по нашему проекту в Крыму. Финансировать начинание взялись датчане.

Идея зимнего обогрева Ялты в том, чтобы нагревать на горе трубы, по которым идет вода. Затем закачать ее на глубину водоносного слоя около 150 метров, а зимой использовать для отопления. Уверенность в абсолютной реальности подобной, вроде бы сумасбродной идеи придает то, что аналогичные аккумуляторы функционируют в западных странах в достаточно большом количестве. Нам следует решиться на масштабный эксперимент, чтобы потом распространить его на другие регионы.

— И какая температура воды будет сохраняться до зимы при этом?

— На 60о С вполне можно рассчитывать. Этого достаточно, чтобы в течение всей зимы ее можно было использовать. Кстати, необязательно нагревать воду от солнца — при такой схеме можно использовать промышленное тепло, к примеру, химических производств. Такого тепла (оно обычно выбрасывается в атмосферу) очень много в Украине. Мы вообще почти не уделяем внимания аккумулированию тепловой энергии, хотя это очень многообещающее направление нетрадиционной энергетики.

— Несколько лет назад швейцарцы привозили для ознакомления и рекламы дом, отапливаемый от Солнца. Они его пытались расположить где-то в Херсонской области. Новинка у нас, по-видимому, не пошла?

— Я видел подобный дом в японском центре нетрадиционной энергетики. Южный скат у коттеджа покрыт трубами, по которым циркулировала вода. Такая крыша дает 4 кВт электрической мощности плюс тепло на отопление. В системе есть маленький тепловой насос. Вырабатываемой электроэнергии достаточно для питания телевизора, холодильника, других домашних электроприборов.

Японцы сконструировали и более вместительный дом, в котором вырабатывается 45 киловатт. На его крыше установлены полторы сотни щитов для получения термоэлектричества. Каждый щит вращается сервомотором с программным управлением, чтобы максимально использовать падающее солнечное тепло. Естественно, это дорогая установка. Нам пока даже мечтать о производстве чего-то подобного в массовом количестве не приходится, так как даже для японцев это слишком накладно.

Но в Японии, как и в Германии, в сельской местности сплошь и рядом можно увидеть дома с зачерненным южным скатом крыши, который нагревает воду для мытья, купания и прочих нужд. Это сравнительно недорого. При промышленном производстве нагревательных установок вообще доступно.

Ветроэнергетика

Мой вопрос о том, почему на Западе ветроэлектростанции становятся все более привычной деталью пейзажа, а у нас это — лишь редкая экзотика, — у Анатолия Долинского не вызвал особого энтузиазма.

— На эту тему уже сказано много. Есть большая программа. Однако официальные цифры, которые приводятся, расходятся в десять раз. От одних докладчиков я слышал, что ветроэнергетика может заменить 30% вырабатываемой энергии. В то же время в других аудиториях называются цифры, свидетельствующие, что ветроэнергетика способна вытянуть всего... около 1%, — рассказал Анатолий Андреевич. — Поэтому, когда меня спрашивают про ветер в энергетике, я отсылаю вопрошающих к специалистам, разработавшим программу, благодаря которой строится большое количество ветроустановок, работающих с КПД 6%. Конечно, начальный этап развития направления не очень показательный, но в принципе такая цифра настораживает.

Впрочем, есть и обнадеживающие сообщения. Недавно в Белоруссии ученые продемонстрировали президенту страны ветродвигатель с принудительным запуском. Это был не традиционный лопастный ветродвигатель, а роторный, представляющий собой четыре конусных ротора, раскручиваемых принудительно.

Продемонстрированное новшество позволяет использовать силу ветра гораздо более слабого, чем классические ветряки. Такие двигатели начинают стабильно работать при скорости ветра 4 метра. И это при том, что прежние традиционные модели работают при скорости ветра только 7 метров в секунду.

Как докладывали на конференции, у белорусов уже есть такой 50-киловаттный двигатель. Работа вроде бы интенсивно развивается. Значит, данное направление на месте не стоит и в нем возможны интересные технические прорывы.

Использование биомассы

— Величайший парадокс в том, — развил дальше свою мысль о различных видах нетрадиционной энергетики Анатолий Долинский, — что в Украине крайне мало используется биомасса. Отходы древесины, любая другая биомасса занимают всего… около одной сотой процента общего количества потребляемого топлива! Опять же у нашей соседки Белоруссии поставлена задача довести вклад биомассы в энергетику в ближайшее время до 4%.

А возьмите такие страны, как Финляндия или Дания, — там вклад биомассы в общее количество потребляемого топлива доходит до 20%! Я собственными глазами видел (подчеркиваю это, потому что если бы сам не видел, то не поверил бы!): в Англии для целей большой энергетики выращивается… специальная солома. Ее косят, скручивают в тюки, которые являются топливом для электростанций. Там же я видел котлы мощностью в 100 кВт для маленьких школ, работающие на древесине. Если так поступают далеко не бедные и к тому же передовые в техническом отношении страны, почему же мы так пренебрежительно относимся к энергетическим ресурсам, валяющимся у нас буквально под ногами?

Сегодня в институте интенсивно изучается этот опыт. В Украине появились котлы мощностью в 1 МВт, работающие на отходах древесины. Что очень важно, это могут быть отходы с влажностью до 60% — их не нужно предварительно сушить. Последнее — существенная деталь, так как то, что режется в лесу, имеет влажность порядка 40—50%. А если полежало под дождем, влажность может дойти и до 60%. И вот все это может сгорать в топках. Для этого отходы достаточно порезать на чурки, засыпать в бункер, и котел сожжет все в автоматическом режиме. Засыпка бункера рассчитана на восемь часов. Такие автоматы, поступающие из-за рубежа, выгодно отличаются от наших котлов, которые к тому же работают на древесине с влажностью не выше 40%.

— А вы знаете, что в то время, когда вы внедряете «новинку» — котел на древесине, во многих селах Украины в расчете на газовое отопление разрушили печи, работающие практически на любом биотопливе. Эффект получился совершенно удивительный — теперь в лесах стоит нерубленная древесина, никто не вывозит некондиционный лес, его ест короед, и вообще по украинским лесам пройти нельзя — настолько они неухожены.

— Я почти круглый год живу в деревне Романовка у Ирпеня, и все подобное наблюдаю. Правда, сейчас наметились и обратные процессы. У нас в село провели газ, но его в последнее время дают с такими перебоями, что дома буквально замерзают. Люди, поразрушавшие дровяные печи, ищут мастеров, чтобы восстановить грубки и русские печки.

Пример с использованием заграничных котлов нас многому научил — датский котел мощностью 1 МВт окупается за 2,3 года! По-видимому, учитывая это, датчане содрали с нас за него сумасшедшие деньги. Поэтому в институте перед одним из отделов поставлена задача — создать свой котел, который работал бы на отходах древесины. Мы не знаем ноу-хау и пойдем своим путем. Котел будет работать на чурках определенной длины с бункером, чтобы не нужно было стоять вахту у печки, — загрузил, и далее восемь часов печь должна работать в автоматическом режиме, выдавать такое тепло, какое заказал.

Вообще использование древесины в будущей энергетике, с моей точки зрения, — одна из самых актуальных задач. И это не только решение топливной проблемы, но и вопрос экологии. В Украине — огромное количество неиспользуемой древесины. От нашего института по прямой до леса — шесть километров. И этот лес вблизи города завален никому не нужными дубовыми деревьями. Деревья гниют, а мы носимся по странам и выпрашиваем газ! Не насмешка ли это над здравым смыслом?

Уверен — потенциал нетрадиционных энергоресурсов в Украине очень велик. В энергетическом балансе он должен составлять 10%. И не только за счет энергии гидроэлектростанций: это и геотермальные источники, и древесина, и использование энергии солнца.

О «прикладниках» и «фундаменталистах»

— Мы обратились к мэру Киева Александру Омельченко с предложением, — сообщил Анатолий Долинский. — У нас запущена экспериментальная установка, позволяющая в специальных условиях с добавкой модификатора сжигать пластмассу. Наши разработчики пошли другим путем, чем на мусоросжигающих заводах — разлагаем полностью полимер и получаем горючий газ, который затем сжигается. Из одного килограмма пет-бутылок получается 5 тысяч килокалорий. Проект встретил поддержку.

— Установку по переработке пэт-бутылок собираются купить у поляков. Заказ может «пролететь» мимо вас. Вы этого не боитесь?

— Нисколько не удивлюсь. Ведь в то время, как мы внедрили свою технологию получения пектидов в Индии, практически продали ноу-хау в Испанию и сейчас подписываем контракт на строительство завода в Нью-Йорке по получению ценнейшего продукта из отходов лимона, я узнал, что подписывается договор на поставку зарубежного пектидового завода.

— Может быть, они просто не знают о вас и вашем достижении?

— Как сказали бы в Одессе — ой, не смешите меня! Все знают обо всем, если хотят. Просто система способствует не внедрению украинских научных разработок, а покупке чужих разработок. Знаете пословицу: если не хотите кормить свою армию, вскоре будете кормить чужую. Так вот у нас такое общество, которое не хочет кормить свою науку, но с удовольствием подкармливает чужую. Пусть дороже, пусть хуже, но обязательно купим за рубежом. И понятно почему — мы же не можем предложить 10% кому-то за оформление. А те, кто подписывает покупку, тоже хотят с этого что-то иметь…

Что пектиды! Вы думаете у нас пойдут «на ура» энергетические разработки, которые, казалось бы, всем нужны? Надо заранее готовиться к постоянным трудностям — такова наша жизнь. В который раз убеждаемся — надо разработать технологию продаж, чтобы тот, кто покупает, имел те же 10%, так привлекающие покупателя.

— Ну Академии наук сам Бог велел найти ключ к решению проблемы как распорядиться собственным научным добром. А действительно, что мешает при том количестве экономических институтов в НАНУ найти алгоритм решения такой несложной задачки?

— В нашей академии как было очень сдержанное отношение к технологическим разработкам, так и осталось.

— На академика Патона в этом отношении грех жаловаться!

— Борис Евгеньевич всегда стоял лицом к таким проблемам, всегда подчеркивал: прикладные и фундаментальные исследования — две стороны одной медали. Но тот же Ярослав Яцкив придерживается совсем иных взглядов! А вы послушайте, что Юрий Глеба говорил по данному поводу, во всяком случае до тех пор, пока не окунулся в американский научный быт… И вот два года назад Ю.Глеба приезжает на общее собрание академии. Газеты печатают с ним интервью, и в одном из них читаю его слова о том, что каждый ученый, который не может… продавать результаты своих исследований, независимо от его специальности и так далее, не имеет права заниматься наукой…

Я ушам своим не поверил — как изменилась тональность адепта фундаментальной науки! Что же главное после этого? Оказывается, не цитируемость, а создание общественно-полезного продукта, который кто-то купит. Вот каким стал подход Ю.Глебы через какое-то время после работы в США, и я его точку зрения в этом варианте разделяю.

О любопытстве за государственный счет

В Институте теплофизики вопросы о том, что важнее: фундаментальные или нефундаментальные исследования, никто никогда не ставил. В значительной степени такая философия была выработана благодаря академику Олегу Александровичу Кремневу. Он тоже ошибался, как все смертные, но в главном смотрел дальше своего времени и всех нас научил: доходя в исследовании до какой-то точки, нужно направить поиск в таком направлении, чтобы получить что-то полезное для практики. Не должны быть исследования ради исследований, ради удовлетворения своего любопытства за государственный счет.

В результате у нас появились такие направления, как методы управления кинетикой сушки, распадом струи применительно к задачам получения монодисперсного распыла. И эту идею реализовали вопреки утверждениям великого физика Релея! Появился метод дискретно-импульсного ввода энергии в гетерогенные среды. Это совершенно новый метод, о котором я докладывал в прошлом году в Нью- Йоркском университете. Четыре часа шло обсуждение доклада, что уже достаточно красноречиво говорит о заинтересованности аудитории. И таких примеров могу привести много — у нас всегда проводились интересные фундаментальные исследования.

Другое дело, сейчас резко уменьшились возможности, поскольку на реконструкцию наших стендов не хватает денег. Но зато у нас появилось большое количество компьютеров, позволяющих значительно продвинуть вперед моделирование процессов, например, таких, как горение в замкнутом пространстве. Помните пожар в Чернобыле, в каналах, где шли провода? Наш сотрудник четко определил температуры и другие параметры. Он смоделировал целый ряд других пожаров в закрытых помещениях.

— Наверное, если бы московские пожарные читали эти работы, они бы нашли как быстро потушить пожар на Останкинской башне?

— Они их, судя по всему, не читали, но эти работы признаны за рубежом. Исследователь получил грант НАТО и сейчас работает с американцами. К нему приезжает немало делегаций из-за рубежа. Как видите, развивая прикладные исследования, мы не забываем о фундаментальных, они как бы идут рядом. И я уверен, это — совершенно правильный путь не только для нашего института.