«Наука в Сибири» № 1-2 (2537-2538) 13 января 2006 г. ПРЕНИЯ В НАУЧНОМ СОБРАНИИ «Задача Академии наук — проанализировать все возможные гипотезы и дать им квалифицированную научную экспертизу. По каждому виду источников энергии необходимо составить перечень аргументов „за“ и „против“, чтобы предсказать наиболее эффективные пути развития энергетики Сибири и всей России», — под таким девизом разворачивались прения вокруг проблем нетрадиционной энергетики на Общем собрании СО РАН. Юрий Плотников, «НВС» Резервы энергосбережения Энергию нужно не только в достаточных количествах производить, но и эффективно использовать. На этом направлении кроются колоссальные резервы, поэтому столь ценен уже наработанный опыт. О деятельности Кузбасского центра энергосбережения рассказал его директор Г. Незнанов. За пять лет удалось разработать нормативно-правовую документацию областной программы энергосбережения и, что самое главное, наладить механизм ее финансирования. В чем его суть? Региональная энергетическая комиссия (РЭК) добавляет к тарифу 1 %, который целенаправленно идет на мероприятия по энергосбережению. За отчетный период целевым порядком было собрано 600 млн руб., из них только 43 млн бюджетных средств. Задачи энергосбережения в Кузбассе идентичны проблемам других регионов. Прежде всего, начали с учета потребляемой энергии. На сегодняшний день во всех бюджетных организациях областного подчинения установлены приборы учета тепловой энергии, внедряется система регулирования потребления тепла. Удалось организовать совместное с итальянской компанией производство квартирных счетчиков холодной и горячей воды в Анжеро-Судженске. Стержень работы — прежде всего, коммунальная энергетика. Котельные Кузбасса в основном работают на твердом топливе, потребляя около 4,5 млн тонн угля за отопительный сезон. Но эффективность сжигания весьма невысока, в отличие от топок нового поколения с высокотемпературным кипящим слоем. Таких котлов в области эксплуатируется уже 18. Результаты обнадеживают. Итоги выполнения пятилетней программы энергосбережения: средний срок окупаемости проектов — 1,2 года, экономическая эффективность — 2,7 руб. на рубль вложенных средств. Тем не менее, масштабы работ в Кузбассе считают неудовлетворительными. Прежде всего, нет абсолютно никакой помощи от федеральной власти. Более того, правоохранительные органы придираются к областным законам об энергосбережении в части того самого целевого однопроцентного сбора — приходится отбиваться вплоть до Верховного суда. Поэтому кемеровчане предложили внести в решение Общего собрания СО РАН обращение к государственным органам с целью форсировать принятие постоянно откладываемого «Закона об энергосбережении». Через призму экономики Любопытный спор развернулся вокруг эффективности энергосбережения. — Каждый из нас согласен обеими руками голосовать за создание новых энергетических машин. Но, говоря об энергосбережении, акценты надо переставить и выдвинуть на первое место старую добрую тепловую изоляцию, — убежден ак. А. Ребров. — Через наши архаичные окна уходит на улицу 3 ватта на квадратный метр на градус. Хорошо разработанные современные технологии покрытия архитектурных стекол теплозащитными покрытиями из серебра, окиси титана позволяют уменьшить потери вдвое. Вакуумные пакеты — в три раза. Площадь остекления Дома ученых — 1500 кв. метров или, выражаясь садово-огородной терминологией, 15 соток. Сегодня Дом ученых обогревает окружающую среду с мощностью 112,5 киловатт. За год набегает 378 тысяч кВт/часов. Много это или мало? Если по рублю за киловатт, вроде бы и немного. Но мы располагаемся в регионе, где много больших городов, суммарная площадь остекления которых занимает порядка 80 млн кв. м. Годовые потери тепла через окна в регионе составляют 40 миллиардов кВт/ч. Если заменить хотя бы 40 % остекления в регионе (около 32 млн кв. м) на теплозащитное, годовые потери тепла снизятся на 7,5 млрд кВт/ч, что уменьшит потребление угля высокого качества на 850 тыс. тонн в год (16 тысяч вагонов) при одновременном снижении выброса СО2 в атмосферу на 3 млн т в год. Ошарашивающие цифры! Европа уже вся остеклилась, а в Сибири только начинают по мере наличия финансовых средств. В архитектурной теплоизоляции научных вопросов немного. Здесь нужны инженерный подход и политическое решение. Нужно, чтобы законодательство требовало жесткого мониторинга потерь тепла. — Действительно, ближайший резерв энергосбережения находится на жилищно-коммунальном уровне, — согласен ак. Н. Добрецов. — Но вопрос упирается в экономику. Пример Дома ученых впечатляет: полмиллиона рублей уходит в виде потерь тепла через окна. Но установка хороших стеклопакетов, тем более с теплоизоляционным покрытием, с учетом большого размера окон обойдется в 15 миллионов. Значит, окупятся эти окна за 30 лет. А за 30 лет ситуация может очень сильно измениться. Поэтому не так все очевидно. Иногда купить и заменить обходится дороже, чем продолжать тратить впустую. Мы действительно должны бороться за энергосбережение, но решения должны быть нестандартными. Энергия Солнца Сегодня солнечная энергетика — одна из наиболее динамично развивающихся областей. За последние годы ежегодный прирост ее производства превышает 35 %. Но существуют две проблемы: нехватка материалов и повышение активности солнечных элементов. Об этом говорил д.х.н. А. Непомнящих. Основным элементом для производства солнечных батарей является кремний (до 95 % солнечных модулей, выпускаемых в мире, из них более 60 % на мультикремнии). В 2005 г. нехватка материала для выпуска солнечных батарей составляла около 5 тыс. тонн, а к 2012 году она составит до 40 тыс. тонн. Поэтому встают две проблемы: создание производства мультикремния солнечного качества для производства солнечных батарей и повышение их эффективности. Обе эти проблемы можно решить в рамках интеграционных проектов СО РАН. По мнению А. Непомнящих, перспективы солнечной энергетики в Сибири серьезно недооценивается. Инсоляция районов Прибайкалья, Забайкалья, Горного Алтая, Южной Сибири достигает 1300 Вт на кв. метр, что превышает показатели Кавказа. Поэтому развитие солнечной энергетики именно в этих районах является одним из серьезных резервов обеспечения электроэнергией за счет возобновляемых источников. Однако, приведенные цифры вызывают серьезные сомнения у ак. Э. Круглякова. По его данным, в условиях Новосибирска получается всего 200 Вт на кв. метр. Маловато будет! Кроме того, чтобы эффективно использовать солнечную энергию, необходимы механические устройства, которые будут все время направлять детектор на дневное светило. Все это в совокупности сильно удорожает картину. Наконец, даже солнечная энергетика не вполне благополучна в экологическом смысле. Надо понимать, что она меняет локальный климат. А для ее создания нужно производить столько тяжелых и вредных металлов, что надо посмотреть, станет экология лучше или хуже. Энергия ветра Наибольшие сомнения вызывают перспективы ветровой энергетики. — Те, кто видели большую ветровую станцию в Калифорнии под Ливермором на 0,7 гигаватт, знают, что она почти все время стоит, — говорит ак. Э. Кругляков. — Фирма, которая получила колоссальные льготы от правительства США, разорилась при её эксплуатации. В Европе просто нет свободных пространств, где можно было бы ставить ветровые станции плотно. Дело в том, что при своей работе ветряки издают колоссальный вой, вибрацию, инфразвук. Последний вообще может привести к серьезным нарушениям в психике человека. Есть важные факторы, которые нужно вскрыть и показать. — Мне посчастливилось пересечь Калифорнию трижды, и я видел эти поля ветряков, — солидарен с коллегой ак. И. Коропачинский. — Один ветряк находится на расстоянии нескольких сотен метров от другого. Все они связаны дорогами, потому что их надо обслуживать. Огромные площади попросту потеряны. Поэтому разговоры о многократном увеличении производства электроэнергии за счет ветряков — это еще одно заблуждение. Надо, прежде всего, посчитать, во что это обойдется. Энергия Жизни Оживленную дискуссию вызвал доклад ак. Е. Ваганова. — Поскольку затронуты проблемы использования лесов, хотел бы обратить внимание на одно заблуждение, которое существует в умах, наверное, большинства народонаселения России, — полемизирует ак. И. Коропачинский. — Речь идет о том, что мы используем только 15 % расчетной лесосеки, т. е. той древесины, которую можем тратить. Но что такое «расчетная лесосека»? Подсчитывается весь ежегодный прирост древесины, а дальше — элементарная логика: сколько наросло, столько и можем взять! Но дело в том, что расчетная лесосека определяется с учетом всех лесов: и тех, что в Академгородке, и тех, что на крутых склонах, которые нельзя трогать, и тех, что севернее 60-й параллели, где фактически никакой древесины нет… И вот с этой гигантской цифрой на знамени мы идем в доступные леса с хорошей древесиной, прежде всего, сосняки Приангарья, кедровые леса Саян, Томской области и т. д. Через 10-15 лет сосняков в Приангарье не будет! Примеры можно множить. Это очень опасное заблуждение, создающее миф о якобы неисчерпаемых лесных богатствах. — Земля является живой планетой благодаря тому, что существуют растения, — говорит ак. В. Пармон. — У нас в Сибири леса больше, чем где-либо в мире вообще. По официальным сводкам в России заготавливается около 250 млн кубометров деловой древесины в год. По энергоемкости это сопоставимо с добываемым количеством нефти и природного газа. Если перейти от нефти и газа к биомассе, которую мы все равно добываем (а у нас есть еще огромные отходы сельского хозяйства), можно в ряде случаев сделать что-то очень полезное. — Конечно, биоресурсов на 4-5 порядков меньше, чем ископаемого топлива, — уточняет ак. Н. Добрецов. — Но это возобновляемые ресурсы. И если за тысячу лет сжечь весь уголь, примерно столько же можно получить из превращаемых в энергию биоресурсов. Но, наверное, широко использовать в энергетике будут не лес, а другие виды возобновляемых ресурсов, способные дать больше биомассы, чем медленно растущие леса, особенно северные. Возможно, появятся биотехнологии, связанные с бактериями, поскольку более половины биомассы на Земле — это бактерии и планктон, а вся остальная биосфера просто вложена в бактериальную. Но вопросов здесь еще намного больше, чем ответов. Ак. И. Гительзон затронул еще одну сторону проблемы — превращение биохимической энергии живых организмов в свет. Это не фантастика. Еще лет сто назад в Париже зал конгресса был освещен светящимися бактериями. Но тогда культивировались малоэффективные организмы, использовавшие на свечение единицы процентов. Сегодня уже выделены ключевые ферменты, которые позволяют избежать тепловой диссипации энергии, поэтому энергия химического соединения, окисляемого кислородом, превращается в свет почти целиком. Такие ферменты можно синтезировать с помощью извлеченных генов. Можно даже менять цвет свечения направленным мутагенезом. Основной биохимический процесс со столь высоким преобразованием энергии в свет хорошо изучен. Тем самым заложена фундаментальная основа для создания реальных светильников. Энергетика будущего Почти все докладчики говорили, что ни энергосбережение, ни использование нетрадиционных видов энергетики без государственного регулирования невозможно. Во всем мире это делается с серьезным использованием льгот и преференций, предоставляемых государством. — Убеждение, что рынок сам расставит все по местам, применительно к России по определению неверно, — уверен ак. Н. Добрецов. — Особенно в Сибири с ее огромными расстояниями, низкими температурами, высокими затратами в жилье и на производстве… В наших природных условиях без специальных мер невозможно конкурировать с Европой или Соединенными Штатами, северная граница которых проходит по параллели Киева. В России нужно, прежде всего, мощное государственное регулирование. Яркий пример — энергосбережение и ресурсосбережение. Сегодня и угольным, и нефтяным компаниям выгодно, чтобы тратили без всякого сбережения — чем больше продашь, тем прибыльнее. В конечном счете, это неизбежно приведет к тому, что продукция станет неконкурентоспособной. Например, из-за возрастания транспортных расходов. Обсуждая транспортную стратегию, наши экономисты подсчитали, что, если в 1,5 раза не будет повышено энергосбережение, по Транссибу в недалеком будущем придется возить только уголь. Но и уголь возить не удастся, поскольку транспортные тарифы возрастут настолько, что и он станет неконкурентоспособным. Будет полный тупик. Об этом мы должны говорить непрерывно и настойчиво. Вторая группа вопросов: о балансе энергоресурсов, которыми мы располагаем. Существует несколько мифов, устойчиво повторяемых, в том числе, и в научном сообществе. Один из таких мифов — миф об исчерпаемости ископаемых природных ресурсов. Примеры, которые приведены на сессии, красноречиво говорят о том, что не существует исчерпаемости природных ресурсов! Есть только вопрос их цены. Запасов уже разведанных угольных бассейнов хватит точно на тысячу лет! А если добавить и битумы, и горючие сланцы, и газогидраты, запасы которых на порядок или полтора выше, чем нефти, газа и угля вместе взятых, еще больше. Да, газогидраты еще не освоены — нет технологии. Но в принципе их столько, что хватит еще на две тысячи лет. Поэтому исчерпаемость ресурсов — это миф. Но цена ресурсов — это реальный вопрос. Любой ресурс, в конце концов, упирается в экономику и технологии, позволяющие снижать его цену. Ясно, что нефть — исчерпаемый ресурс № 1 — будет дорожать. И производство моторного топлива из нефти рано или поздно станет экономически невыгодным. Нефтехимия, т.е. производство из нефти более дорогих продуктов, будет развиваться. К концу этого века, по-видимому, будут использовать жидкий газ или биогаз, обогащенный водородом, но не моторное топливо, произведенное из нефти. Для крупной энергетики, конечно, большим резервом останется уголь. Возможно, и моторные топлива будут производиться из угля при наличии соответствующих технологий. Наконец, вопросы экологии не менее важны, чем стоимость. Если в стоимости реально учитывать экологические затраты, которые потребуются на снижение или полное элиминирование негативных последствий, многие виды энергетических ресурсов тоже станут слишком дорогими. Мы сегодня находимся на пороге энергетической революции. На этом этапе именно наука обязана предсказать наиболее эффективные пути, особенно для России и Сибири. Поэтому мы должны на всех этапах иметь комплексную оценку по разным энергоносителям с учетом появляющихся новых технологий и экологических ограничений, с учетом экономики и т.д. Это весьма многофакторная система. И все-таки в многофункциональной системе Сибирского отделения, где институты умеют дружно работать друг с другом и слушать друг друга, легче всего найти оптимальное решение этой сложной, но жизненно важной задачи. стр. 14