Энергия будущего
В этот понедельник в технопарке Иркутского Технического университета состоялась первая сессия образовательного проекта "Энергия будущего". Это проект, инициированный компанией En+, направленный на развитие образования и науки.
Как вы думаете, что ждет в ближайшем будущем нашу энергетику? Будут ли повсеместно строить в Сибири солнечные или ветряные электростанции или может быть мы освоим технологию управляемого термоядерного синтеза?
На мероприятие пришло около 500 студентов, аспирантов, сотрудников университета и иркутских школьников, перед которыми выступили ученые, руководители промышленных предприятий и специалисты в сфере инновационных технологий. Цель организаторов - развить интерес молодых специалистов, чтобы они кроме теории имели представление о вариантах развития энергетики в ближайшие 10-15 лет. Но доклады были вполне рассчитаны не только на специалистов, но и более широкую аудиторию.
«Наверняка вы слышали, как раньше выпускникам вузов, которых брали на работу, говорили: «Забудьте то, чему вас учили - будете учиться тому, над чем вам надо работать, - говорит директор по связям с общественностью En+ Group Елена Вишнякова - К счастью, времена изменились, в нашей стране довольно качественное образование. Мы подумали, что это было бы сильным мотивирующим фактором, если бы студент мог увидеть то будущее, ради которого он работает. Это крайне интересно и для нас, потому что всегда хочется знать, что же мы такого не открыли и не изобрели, что сделает новое поколение специалистов».
Среди приглашенных лекторов были гендиректор «Иркутскэнерго» Олег Причко, писатель-фантаст Леонид Каганов, ученый Сколковского института, кристаллограф и материаловед Артем Оганов и эксперт по возобновляемым источникам энергии и инновациям в энергетике Михаил Козлов.
Первым выступил Леонид Каганов. Он рассказал о прогнозах писателей-фантастов, касающихся будущего энергетики. К сожалению, удачных примеров предсказаний оказалось не так много, большая часть из того, о чем писали авторы несколько десятилетий - век назад, до сих пор является фантастикой, хотя кое в чем мы, может быть, и превзошли их ожидания. Рассказал Леонид о так называемой сфере Дайсона, идею которой известный британский физик почерпнул из фантастической литературы. Идея в том, чтобы построить некий космический объект, который способен аккумулировать энергию звезды системы.
Согласно предположениям, развитие цивилизации в конце концов дойдет до того, что энергии, получаемой традиционными источниками (в том числе возобновляемыми) будет катастрофически не хватать растущим потребностям цивилизации, и строительство "сферы Дайсона" будет неизбежно. Таким образом, если мы обнаружим где-то в космосе характерное излучение этой сферы, может означать, что где-то существует очень высокоразвитая цивилизация.
В отличие от фантастов, Михаил Козлов, эксперт по возобновляемым источникам энергии и инновациям в энергетике, говорит о будущем энергетики весьма уверенно. По его мнению, существующая модель, основанная на крупных источниках, сетях передачи и потребителях уже в обозримом будущем весьма усложнится. Основным тормозом для развития возобновляемых источников энергии является проблема ее накопления. То есть, например, ветер дует ночью, когда люди спят и потребляют значительно меньше энергии, чем днем и соответственно девать ее просто некуда, а передавать на большие расстояния невыгодно из-за потерь. Уже сейчас ответ на этот вопрос очевиден - нужно эту энергию где-то запасать.
Один из вариантов гидро-аккумулирующие станции. Когда идет переизбыток энергии - включается механическое устройство, которое постепенно поднимает большой объем воды. А затем используя кинетическую энергию поднятой воды, раскручивается турбина и вырабатывается электричество. Идея очень интересная, но на сегодняшний день существует немало технологических проблем, таких как огромные потери при преобразованиях.
Существуют уже и другие виды накопителей. Что из этого окажется более перспективным, наверное, мы узнаем уже в ближайшие несколько лет. Вариант сохранения энергии - вложение ее в энергоемкий товар, например, алюминий. В Исландии большой гидропотенциал, также большое количество геотермальных источников. Энергия дешевая, но население совсем небольшое, девать ее до недавних пор было особо некуда. Поэтому там было решено построить несколько алюминиевых заводов. Завозят глинозем на остров из Европы и США, а увозят уже алюминий. Вот такой интересный вариант, экспорта энергии, который возможен ввиду нерациональности строительства магистральных сетей.
Олег Причко рассказал о том, что компания делает уже сегодня для того, чтобы получать энергию более рационально. Во всем мире существует практика государственного регулирования выбросов промышленных предприятий, и Россия здесь не исключение. Так, для уменьшения количества выбросов применяются различные инновации на уже существующих объектах. Например, уменьшаются тепловые потери в электрических и тепловых сетях, модернизируются гидроагрегаты на Ангарском каскаде ГЭС, на севере области проводится перевод угольных котельных на газ. Хотя модель бизнеса энергетических компаний заметно меняется уже сегодня. Например в Европе еще в 70-80-е годы эти компании были самыми надежными заемщиками. Сейчас теперь кредитный рейтинг таких компаний невелик, многие не верят в их надежность из-за серьезных законодательных ограничений. Бывают такие ситуации, когда из-за подобных органичений закрываются очень эффективные станции, а "зеленой энергии" не хватает, поэтому приходится ее импортировать за бешеные деньги. Возникают и проблемы с формированием тарифов. Так в один солнечный ветренный воскресный день где-то в Германии, энергетикам пришлось устанавливать отрицательный тариф только для того, чтобы энергию хоть как-то потребили, ведь девать ее было просто некуда. Российским компаниям пока проще, поэтому они сами заинтересованы в развитии собственных альтернативных источников, чтобы в будещем за счет них "сглаживать" пики потребления и более гибко регулировать тарифы.
Зашла речь и о развитии в Сибири возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и распределенной энергетики. Тенденция такова, что себестоимость ВИЭ заметно снизилась за последние годы, однако у нас все-таки получение энергии традиционными способами все еще в разы меньше, поэтому для больших городов этот вопрос вряд ли будет действительно актуальным в ближайшее время. Хотя в Абакане, например, где нет дефицита, "Евросибэнерго" в прошлом году открыло солнечную электростанцию. Там более 300 солнечных дней в году, поэтому электростанция в конце концов окупится, хотя и стоимость получаемой там энергии в несколько раз больше, чем на ТЭЦ.
Естественно где-нибудь в Магадане, где солнце жителей не балует, вряд ли кто-то будет строить солнечную станцию. А в каком-нибудь отдаленном поселке в Якутии вполне возможно. Если сравнивать стоимость дизеля, который завозят туда вертолетами, получается, что использование более дорогих для нас ВОЭ там очень даже оправданно.
Олег Николаевич привел пример знаков пешеходных переходов, которые освещаются от солнечных батарей. Они появляются не только в отдаленных районах, а в том же Иркутске. Это и есть распределенная энергетика. И скорее всего, ее доля в будущем будет весьма значительна. Частично энергия может вырабатываться в каждом доме и даже продаваться в общую энергосистему, можно делать как в Японии умные тротуары, которые вырабатывают энергию от пешеходов.
Те же фонарики, которые работают от механических нажатий, известны уже не один десяток лет - все это примеры распределенной энергетики. Только в будущем таких примеров будет больше и использовать их будет значительно удобнее чем подобные фонарики.
Профессорор Сколковского института материаловед Артем Оганов рассказал о новых материалах, свойства которых в будущем могут успешно использоваться в энергетике. Артем совместно с группой ученых разработал программу USPEX, с помощью которой можно моделировать кристаллические структуры и свойства неизвестных ранее веществ. Многие из теоретически предсказанных им соединений, существования которых не может объяснить традиционная химия, впоследствии были экспериментально получены и во многом повлияли на современные фундаментальные представления о природе веществ.
Как часто это бывает в науке, многие открытия происходят совершенно случайно. Поэтому, благодаря активным исследованиям веществ, в том числе с помощью программы USPEX, мы можем в обозримом будущем рассчитывать на существенный технологический прорыв. Надежды многих ученых связаны с появлением высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП).
Классическая сверхпроводимость появляется у многих материалов при температурах близких к абсолютному нулю. За последние годы открывают все больше веществ, которые проявляют сверхпроводимость уже при более высоких температурах. Сейчас есть вещества, которые являются сверхпроводниками уже при -70 градусах (то есть уже вполне земных температурах), но только при очень высоких давлениях.
Если удастся получить ВТСП, который будет работать при комнатной температуре и атмосферном давлении, это будет действительно очень большой прорыв. Тогда можно будет строить сколь угодно длинные линии электропередач (ведь тепловых потерь нет), использовать свойства полного вытеснения магнитного поля например в сфере транспорта (машины на летающей подушке), а также создавать очень емкие и эффективные накопители энергии.
Видеозаписи лекций будут опубликованы на сайте «Энергии будущего», а также на страницах в проекта Фейсбуке и ВКонтакте. Там же будут размещаться российские и мировые новости по теме проекта.
Ну а все желающие смогут принять участие в следующей сессии "Энергии будущего", которая состоится в Красноярске в Сибирском федеральном университете уже 24 ноября и будет посвящена климатической экономике. Темы дальнейших сессий - будущее облачных технологий, новые технологии в угольной промышленности и «зеленая» экономика.
