Поиску ответов на вызовы, стоящие перед энергетикой, был посвящен Международный форум по энергоэффективности и энергосбережению ENES 2016, прошедший в Москве. Центральным его событием стал Global Energy Prize Summit, который проводится уже в пятый раз. На форуме наградили победителей XIII Общероссийского конкурса молодежных исследовательских проектов в области энергетики "Энергия молодости" - одной из подпрограмм, пестуемых внутри проекта "Глобальная энергия".
На мероприятиях саммита получила продолжение живая дискуссия по проблемам отрасли в привязке к демографическим и климатическим процессам на планете. Тема "Стресс-сценарий развития мировой энергетики" столкнула в полемике всемирно известных ученых - лауреатов Международной энергетической премии "Глобальная энергия" - и ведущих экспертов из шести стран мира, выявив ключевые моменты, которым в будущем предстоит стать отправной точкой развития энергетики.
По мнению специалистов, прогнозы на 2050 год показывают рост мирового спроса на энергию примерно на половину, на электроэнергию - вдвое. Дело в том, что уровень жизни и мощь экономики любой страны коррелируют с использованием энергии на душу населения. Сейчас по этому показателю существует огромный разрыв между индустриально развитыми и не слишком богатыми государствами мира; последние стремятся активно развивать энергообеспечивающие отрасли. Другая причина в том, что население планеты продолжает быстро расти, соответственно, увеличивается и объем потребляемой энергии. Сейчас центр увеличения спроса на энергоносители перемещается из стран Северной Америки и Европы в быстро растущие экономики, прежде всего в Китай и Индию.
По мнению выступившего на саммите австрийского ученого и инженера Клауса Ридле, удовлетворение растущего спроса зависит от топливных ресурсов, технологий их использования, финансов и экологических ограничений. Подтвержденные топливные запасы покроют мировой спрос минимум до конца столетия, существуют и технологии их использования. Что касается финансов, то для преодоления разрыва в энергопотреблении между бедными и богатыми странами в течение ближайших 20 лет потребуется примерно 40 триллионов долларов, из которых 16 триллионов необходимо на развитие электроэнергетики.
Пункт касательно экологических ограничений вызвал острую дискуссию среди ученых. В последние десятилетия "зеленое" давление на углеводородную энергетику еще более усилилось из-за опасений глобального потепления. С идеей его антропогенного происхождения согласны далеко не все специалисты, полагая, что большую роль в этом процессе играют другие факторы. О них, в частности, говорил лауреат премии "Глобальная энергия" 2008 года, академик РАН Олег Фаворский.
К тому же, утверждал Клаус Ридле, требование снижать выбросы CO2 налагает все больше ограничений в использовании органического топлива, обязывая делать ставку на ВИЭ. А это означает неподъемную финансовую нагрузку не только для развивающихся стран, но даже для богатых экономик. Так, к примеру, в Германии уже треть выработки электроэнергии приходится на ВИЭ, но их поддержка ежегодно обходится потребителям в 24 миллиарда евро. Страна поставила перед собой цель обеспечить к 2050 году выработку 80 процентов электроэнергии из возобновляемых источников. По некоторым оценкам, это обойдется более чем в триллион евро.
Часть специалистов настаивает - и это нашло отражение в дискуссиях на саммите, что бурный экономический рост всегда влечет загрязнение атмосферы, именно это и грозит глобальным потеплением. По их мнению, если сейчас ничего не делать для изменения технологий использования органических энергоресурсов, то рост температуры к 2100 году составит от четырех до шести градусов. Поэтому необходимо добиться значительного сокращения выбросов CO2, чтобы к 2050 году их уровень не превышал уровня 450 ppm (ppm - единица измерения концентрации, равная одной миллионной доле. - Ред.). Сейчас этот показатель составляет 400 ppm, что, по расчетам, пока позволяет ограничить максимальное глобальное потепление до 2 C.
Между тем дороговизна "зеленых" проектов - одна из причин того, что многие эксперты не видят перспектив стремительного роста доли ВИЭ, чтобы он коррелировал с кривой увеличения численности населения Земли. Их прогноз для существующих технологий ВИЭ - не более трети в энергобалансе первичного потребления к 2050 году (сейчас около 20 процентов). Это означает, что по крайней мере до середины века нефть, уголь и природный газ останутся основными источниками первичной энергии.
А раз эксперты признают, что проблему нехватки энергоресурсов в ближайшие десятилетия не решить за счет ВИЭ, очевидно, будут по-прежнему применяться и другие источники: ядерные и тепловые. Что касается последних, сжигать углеводородное топливо на ТЭС необходимо не только с высоким КПД, но и с улавливанием CO2 и его хранением в глубоких стабильных геологических образованиях, нефтегазовых скважинах, в засоленных водоносных горизонтах.
Причем утилизация CO2 не должна быть самоцелью - необходимо создать технологии, эффективные и с точки зрения себестоимости. Пока же власти некоторых стран зачастую продавливают "зеленые" идеи без привязки к затратам. Как резюмировали участники московского саммита, стимулом снижения выбросов парниковых газов должна стать адекватная стоимость новых энергетических технологий.
И победители XIII Общероссийского конкурса молодежных исследовательских проектов в области энергетики "Энергия молодости" уже создают подобные технологии - недорогие, эффективные, с прицелом на улучшение экологических параметров деятельности человека. Поэтому их награждение логично прозвучало финальным аккордом мероприятий "Глобальной энергии" на ENES 2016.
Разработки этих молодых ученых уже начинают приносить практическую пользу и завоевывать отраслевые рынки, замахиваясь порой и на удовлетворение мирового спроса. Так, исследование способов подавления низкочастотных пульсаций давления, проведенное коллективом из Красноярского филиала Института теплофизики Сибирского отделения РАН под руководством Андрея Минакова, открывает путь для продления срока службы оборудования гидроэлектростанций. Наработки молодых ученых увеличивают ресурс уже работающих агрегатов и механизмов ГЭС и, существенно снижая риски аварийных ситуаций, повышают их безопасность. Результаты исследования красноярской группы интересны и разработчикам - причем не только российским - проектируемого гидравлического оборудования для дальнейшего улучшения рабочих параметров станций, таких как КПД, эксплуатационные режимы, ресурс и безопасность.
Иван Старков и его коллеги из Санкт-Петербургского Национального исследовательского университета ИТМО изучают способы создания твердотельных охладителей на так называемом мультикалорическом эффекте. Экологически чистые недорогие холодильные системы, работающие по этой технологии, способны произвести прорыв в энергосбережении. К тому же распространение подобной доступной бытовой техники является одним из пунктов программы ООН по снижению уровня бедности в странах Африки и Южной Азии. Отсутствие в таких холодильниках небезопасных для природы хладагентов решает ряд проблем экологического характера. Универсальность разрабатываемых холодильных систем позволяет охватить колоссальные по объему рынки, по самым скромным оценкам составляющие миллиарды долларов. К разработке проявляют интерес корпорации Bosch, LG и другие.
Молодые ученые из Томска под руководством Михаила Андреева получили награду за разработку мультипроцессорного моделирующего комплекса. Созданная ими платформа позволяет виртуально воссоздать практически любые типы существующих и проектируемых энергосистем и, организовывая виртуальные стрессовые условия, анализирует их работу, выявляя слабые точки. Такие модели пригодятся и для обучения и тренинга персонала, имеющего дело с энергооборудованием.
Global Energy Prize Summit - одна из крупнейших мировых дискуссионных площадок, которая с 2012 года ежегодно вовлекает выдающихся профессионалов-энергетиков в обсуждение самых острых проблем энергетической отрасли и оценку ее перспектив. Выводы, полученные в результате прений, транслируются в дальнейшем для ознакомления и анализа ведущим энергетическим организациям планеты, а также адресуются широкой общественности. В разные годы саммит проводился в Москве, Брюсселе, Сингапуре и Милане.
Общероссийский конкурс молодежных исследовательских проектов в области энергетики "Энергия молодости" проводится ежегодно с 2004 года. Программа "Глобальной энергии" стимулирует молодых исследователей создавать заделы будущих эффективных технологий в области энергетики и экологической безопасности. Разработчики-победители получают гранты в размере 1 миллиона рублей на свои исследования. За прошедшие 12 лет гранты получили 204 молодых ученых из 43 научных центров. Общая сумма выделенных средств составляет 38,5 миллиона рублей.