ОТ ТЕПЛОСЧЕТЧИКА -- К СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ
На одном из очередных заседаний Президиума СО РАН с докладом
"Теплофизические основы энергетики и энергосбережения" выступил
директор Института теплофизики СО РАН, доктор
физико-математических наук С.АЛЕКСЕЕНКО. Завершая дискуссию по
докладу, председатель Сибирского отделения академик Н.Добрецов отметил, что
отличительная особенность института -- непосредственная связь
большинства фундаментальных исследований с прикладными
разработками. Аналогичное мнение высказал и академик-секретарь
Отделения физико-технических проблем энергетики РАН
О.Фаворский на выездном заседании Отделения в г.Новосибирске
нынешним летом.
Именно о проблеме взаимодействия фундаментальных и прикладных
исследований, а также о продвижении научных разработок, их
"выходе в свет" рассказывает Сергей Владимирович АЛЕКСЕЕНКО.
Бесспорно, что роль академической науки заключается в получении
новых знаний. Также бесспорно, что новые знания лежат в основе
новых технологий, а то и другое вместе -- это научно-технический
прогресс в обществе. В России традиционно фундаментальные
исследования проводились в учреждениях Академии наук и
немногочисленных университетах, в то время как прикладные
исследования и внедренческая деятельность были сосредоточены в
огромном количестве отраслевых НИИ, "ящиков" и технических вузов.
Конечно, не всегда можно провести четко границу между
фундаментальной наукой и прикладной. Нередко результаты
прикладных исследований оказываются куда более
"фундаментальными", чем аналогичные изыскания в академической
науке, и наоборот. Тем не менее деление науки на "чистую" и
прикладную существовало и существует. Надо сказать, что многие
ученые вполне успешно сочетали разного рода научную деятельность,
но, как правило, в рамках личной инициативы. Однако в эпоху
"перестройки" ситуация в науке изменилась коренным образом.
Уровень госбюджетного финансирования науки катастрофически упал.
И нет никакой надежды, что в ближайшем будущем (да и в отдаленной
перспективе) научные учреждения будут обеспечены в надлежащей
мере за счет государства. Поэтому поиск дополнительных источников
финансирования -- актуальнейшая задача любого академического
института.
Конечно, лучший вариант -- это гранты отечественных или
зарубежных научных фондов. К сожалению, они не решают проблему в
силу их незначительного объема. Другой же путь связан с
активизацией деятельности в области прикладных разработок и
внедрения их в промышленность, прежде всего, отечественную.
Какими же возможностями реализации этого направления мы
располагаем сегодня? Ответ, казалось бы, очевиден -- возможности
близки к нулю, поскольку абсолютное большинство
предприятий-заказчиков неплатежеспособно, да и потребительский
спрос на наукоемкую продукцию практически отсутствует. Но
безвыходных ситуаций не бывает. Поэтому институт затрачивает
огромные усилия в попытках определить пользующиеся спросом
научно-технические разработки и внедрить их в производство.
Несомненно, что на данном этапе наиболее актуальны разработки в
области энергоресурсосбережения и теплоэнергетики, в чем и
специализируется Институт теплофизики.
Решение поставленных задач немыслимо без тесного взаимодействия с
органами местной власти, заводами, отраслевыми НИИ. Я уверен, что
многое можно и нужно делать на региональном уровне без оглядки на
центр. Большие надежды возлагаются на Межрегиональную ассоциацию
руководителей предприятий (МАРП), членом которой я состою.
Основная цель деятельности МАРП -- возрождение экономики Сибири.
МАРП объединяет около 400 руководителей предприятий, НИИ, вузов,
а также представителей власти. Президентом МАРП является директор
СИНАРа А.Елезов, а генеральным директором -- Ю.Бернадский.
Значительную роль в поддержке и проведении научных разработок
играет Межрегиональная ассоциация Сибирское соглашение (МАСС).
Недавно сформирован координационный совет МАСС по
энергоресурсосбережению, который возглавил губернатор Томской
области и Председатель Совета МАСС В.Кресс. И этот выбор
неслучаен, так как Томская область одна из первых в России
приняла закон и разработала программу энергоресурсосбережения и
уже приступила к ее реализации. Энергетический центр TACIS в
Новосибирске оказывает, главным образом, консалтинговые услуги,
хотя многие ожидали финансовой поддержки. Но его влияние на жизнь
города уже ощутимо. Немало полезных советов получили и мы. А
недавно, по инициативе TACIS в Новосибирске открыт Энергетический
клуб, его цель -- неформальное общение специалистов и выработка
энергетической политики.
Несомненно, положительную роль в реализации прикладных разработок
играет Сибирская ярмарка. Пока никак не проявил себя "Технопарк".
Теперь хотелось бы рассказать о состоянии дел по ряду
научнотехнических разработок ИТ СО РАН, которые представляются
наиболее перспективными.
Тепловые насосы (ТН). Тепловой насос представляет собой тепловую
машину, в которой низкопотенциальная теплота (низкой температуры)
преобразуется в теплоту более высокого потенциала (высокой
температуры). Причем, количество полученной энергии значительно
превышает затраты на этот процесс. Источником низкопотенциального
тепла могут служить промышленные и бытовые стоки, вода
естественных водоемов, геотермальные воды. Экономия топлива по
сравнению с котельными может достигать 40--60%. Основное
назначение тепловых насосов -- получение тепла для отопления и
горячего водоснабжения.
В настоящее время разработаны и производятся тепловые насосы двух
типов. Изготовление тепловых насосов компрессионного типа
(рабочее тепло -- фреон) осуществляется под руководством Ю.Петина
фирмой "Энергия". Работы по абсорбционным бромистолитиевым
тепловым насосам (АБТН) ведутся в ИТ под руководством академика
В.Накорякова и основного разработчика А.Попова. В этом году два
крупных АБТН мощностью 2 МВт впервые запущены в эксплуатацию в
России.
В октябре утверждена областная программа по
энергоресурсосбережению, в которой тепловые насосы выделены в
отдельную подпрограмму. Планируется широкомасштабное внедрение
этих машин как в городе, так и в регионах Новосибирской области,
весьма богатой на геотермальные источники. Большой интерес
проявляют другие регионы, в особенности, Красноярский край. Не
будет обойден стороной и Академгородок, где также предполагается
в ближайшее время внедрить тепловые насосы.
По публикациям многим известно -- что такое комплексная районная
тепловая станция (КРТС), использующая в качестве топлива горючие
бытовые и производственные отходы. Это крупнейший проект,
разрабатываемый в нашем институте совместно с
"Техэнергохимпромом" (г.Бердск) и НГПИИ ВНИИПИЭТ. КРТС имеет
двойное назначение -- уничтожение отходов и получение тепла (а в
перспективе -- и электроэнергии). Кроме того, частично решается
еще и проблема теплобезопасности, поскольку отходы
рассматриваются как постоянно возобновляющийся вид топлива. В
проекте применен ряд оригинальных научно-технических разработок,
уже прошедших апробацию. Заманчива, с нашей точки зрения, идея
создания КРТС для Академгородка. Во-первых, таким образом
решается остро стоящая проблема утилизации отходов, а во-вторых,
КРТС может стать мощной экспериментальной базой для многих
институтов Сибирского отделения. Тогда появляется возможность в
производственных условиях апробировать и доводить до промышленных
образцов научно-технические разработки, касающиеся плазменных
технологий, очистки газов и воды, утилизации тепла и твердых
отходов, методов сжигания и диагностики.
По предложению Межрегиональной ассоциации руководителей
предприятий на уровне мэрии и областной администрации сейчас
рассматривается вопрос о создании акционерного общества, которое
занялось бы проблемой утилизации отходов, прежде всего, на базе
создания системы КРТС.
Пошел в дело теплосчетчик "Тритон", предназначенный для
коммерческого учета потребления тепла и воды (руководитель
разработки доктор технических наук А.Серов). В его основе лежит
ультразвуковой расходомер. Несмотря на огромное количество
западных конкурентов, данный прибор имеет ряд преимуществ --
более низкую цену, технологичность в изготовлении, расширенный
диапазон возможностей, высокую точность, надежность. При
поддержке Инвестиционного фонда СО РАН прибор прошел аттестацию.
Заключен договор с холдинговой компанией "НЭВЗ-Союз" (генеральный
директор В.Медведко) на производство таких теплосчетчиков.
Существенная роль учету потребления тепла отводится в областной
программе энергоресурсосбережения. При этом учитывается, что
тепломер "Тритон" будет базовым прибором программы.
По достоинству оценен энергетиками и экологами Новосибирска и
Красноярья универсальный переносной инфракрасный газоанализатор
ПЭМ-2. Прибор разработан в группе В.Разваляева и позволяет
измерять концентрацию окиси углерода, двуокиси серы, окислов
азота, а также кислорода. Принцип действия основан на измерении
поглощения инфракрасного изучения анализируемого компонента.
Основное предназначение ПЭМ-2 -- контроль вредных выбросов
предприятий теплоэнергетики и других отраслей промышленности.
Широкомасштабное внедрение таких приборов будет в значительной
мере способствовать решению экологических проблем.
Назову еще один прибор экологического профиля --
центробежно-барботажный аппарат (ЦБА), который позволяет с
высокой эффективностью производить очистку дымовых газов ТЭЦ от
золовых частиц, а также окислов серы и азота. Принцип действия
заключается в создании высокоскоростного закрученного двухфазного
слоя, через который барботируется газ. Габариты такого аппарата в
5--10 раз меньше, чем в традиционных системах. Впервые для нужд
теплоэнергетики ЦБА (разработанные в отделе профессора
А.Бурдукова) установлены недавно на ТЭЦ-4. В будущем открываются
широкие возможности для оснащения многих ТЭЦ Сибири
центробежно-барботажными аппаратами, что приведет к существенному
улучшению экологической обстановки.
Плазмохимия принадлежит к числу наиболее многообещающих "высоких
технологий". Непременным атрибутом большинства плазмохимических
технологий является генератор плазмы -- плазмотрон. В технике
наибольшее распространение получили электродуговые плазмотроны,
которые, однако, имеют существенный недостаток -- короткий срок
службы электродов. В Институте теплофизики предложен
принципиально новый тип генератора плазмы -- трансформаторный
(безэлектродный) плазмотрон. Он представляет собой трансформатор,
вторичной обмоткой которого является плазменный виток. В
настоящее время создан плазмотрон с рабочей частотой 10 кГц и
мощностью 200 кВт. По сути это плазмохимический реактор
проточного типа, который позволяет осуществлять самые
разнообразные технологические процессы -- получение озона и
азотной кислоты, переработка и утилизация токсичных и отравляющих
веществ и т.д.
Другим важным примером плазмохимии является струйный
плазмохимический метод осаждения пленок, разработанный доктором
физико-математических наук Р.Шарафутдиновым. Одно из наиболее
интересных применений метода -- получение пленок аморфного
гидрогенизированного кремния для солнечной энергетики. Это, без
сомнения, революционная технология. Достигнуты рекордные скорости
осаждения пленок -- в 500 раз выше, чем в традиционных методах,
при высоком качестве слоев. Возможно также использование
плазмохимического метода с целью производства кремния для нужд
микроэлектроники. Работы ведутся в содружестве с институтами
Неорганической химии, Физики полупроводников, НГУ и
новосибирскими предприятиями. Новосибирск вполне имеет шансы
стать крупнейшим производителем кремния для новой отрасли --
солнечной энергетики.
стр.
|
