Поиск - новости науки и техники

На солнечной стороне. Премия высветила приоритеты безопасной энергетики.

Вот уже в 12-й раз состоялось вручение Международной премии “Глобальная энергия”, но впервые награда нашла героя, прошедшего огонь, воду, да и медные трубы. Ашот Аракелович Саркисов – кавалер 10 орденов, академик РАН, вице-адмирал, профессор МФТИ. 17-летним курсантом ушел на фронт Великой Отечественной, воевал в рядах морской пехоты. В мирное время служил на кораблях Балтийского флота, в Севастопольском высшем военно-морском инженерном училище возглавлял первую в мире кафедру, располагавшую собственным исследовательским ядерным реактором, разработал тренажер для управления энергетическими установками атомных подлодок. Был заместителем начальника Военно-морской академии им. А.А.Гречко по научной работе. Вслед за своим почитаемым учителем, академиком Анатолием Александровым внес огромный вклад в развитие отечественного атомного флота, в научное (9 монографий!) и конструкционное обеспечение его безопасности, подготовил 10 тысяч специалистов по эксплуатации ядерных энергетических объектов.
Этот обаятельный человек, сохранивший в 90 лет абсолютную ясность мысли и стройность речи, первую половину жизни занимался созданием атомного флота, вторую – ликвидацией избыточного наследия “холодной войны”. Под его научным руководством был разработан стратегический мастер-план утилизации выведенных из эксплуатации российских атомных подводных лодок, ставший после утверждения международными структурами директивным документом. В соответствии с ним, 194 из 201 таких АПЛ утилизированы, топливо из их реакторов вывезено и переработано, реакторные отсеки помещены в построенные для них хранилища. Премия Ашоту Саркисову, как и шведскому ветерану атомной отрасли Ларсу Ларссону, присуждена за выдающиеся заслуги в повышении безопасности атомной энергетики.
Однако прошедшие в рамках лауреатской недели конференция в питерском региональном центре  ИТАР-ТАСС “Инновации в сфере энергоэффективности и энергосбережения в России” и симпозиум “Энергия мысли” в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете “ЛЭТИ” не стали бенефисом мирного атома. Саркисову пришлось не только выступать, но и слушать отчеты победителей всероссийского конкурса молодежных проектов “Энергия молодости”, получивших гранты на исследования в сфере солнечной и биоэнергетики. Вот она, желанная для многих альтернатива атомной энергии!
Так, Дмитрий Лопатин из Кубанского государственного университета занимается разработкой гибридных фотоэлектрических источников тока. Предложенная конструкция – “бутерброд” из органических и неорганических полупроводников – позволяет упростить технологию производства, увеличить срок службы солнечных батарей, повысить их КПД и снизить стоимость.
Мало того, при добавлении титаносодержащего красителя полупроводник меняет цвет, что дает возможность создавать из фотоэлементов красивые композиции. В Политехническом институте Лозанны (Швейцария) уже научились делать из них витражи. Пока что в этих разработках больше эстетики, чем экономики. Но важен тренд. С таких конструкций начинается мода на солнечную энергетику, которая обеспечит ее популярность по сравнению с традиционными, тяжеловесными энергоблоками.
В сущности, полагает Дмитрий, конкурентоспособность солнечной энергетики определяется не КПД фотоэлементов (который вырос уже до 44,7% – рекордный показатель достигнут в Германии), а умением хранить энергию из солнечных лучей. Кто научится ее запасать, сделает дешевый аккумулятор, тот и победит на энергетическом рынке.
Александр Чернокульский из лаборатории теории климата Института физики атмосферы им. А.М.Обухова РАН прогнозирует прирост гелиоресурсов, обусловленный глобальным потеплением. С повышением температуры происходит перераспределение типов облачности: становится меньше слоистых облаков и, соответственно, пасмурных дней с обложными дождями и больше – кучевых облаков и связанных с ними ливней и прояснений. Меняется соотношение энергии, поступающей от прямых солнечных и от рассеянных лучей, что важно учитывать при выборе типа фотоэлементов.
Анализируя климатические модели для России в XXI веке, молодой ученый отметил тенденцию движения циклонов, несущих облачность, к северу, а вот на юге европейской части страны и Дальнего Востока ожидается рост гелиоресурсов на 5-10%. Перспективными для развития солнечной энергетики признаны Забайкалье, Амурская область, Хабаровский край, Приморье и даже юг Якутии. Там, в удаленных от ЛЭП районах, разумно использовать автономные гелиоисточники.
Проводя  конкурсы на соискание грантов, организаторы из Некоммерческого партнерства “Глобальная энергия” убедились в том, что некоторые молодые ученые уже внедрили свои разработки. Так возникла идея еще одной премии (за реализованные инновационные проекты) “Энергия прорыва”, которая отныне вручается в связке с большой “Глобальной энергией”.
Первым лауреатом новой премии стал сотрудник Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе РАН Дмитрий Малевский, также трудящийся на ниве солнечной энергетики. Он создал инструментарий для измерения параметров (ток, напряжение, максимальная мощность, спектральный состав излучения, уровень солнечной радиации на поверхности и т.д.) как отдельных кремниевых (аморфных и кристаллических) и гетероструктурных фотоэлементов, так и целых батарей. Без этих данных невозможно оценить эффективность, надежность, сроки эксплуатации преобразователей неисчерпаемой энергии светила! Солнечные элементы и составленные из них модули тестируются и на производстве – в порядке выходного контроля, и в натурных условиях, при естественном излучении, с непрерывной записью параметров окружающей среды и передачей данных на сервер: ресурсные испытания могут длиться и год, и два!
Так совпало, что Д.Малевский – прямой научный наследник академика Жореса Алфёрова, инициатора “Глобальной энергии”, горячего приверженца солнечной энергетики, разработавшего для нее уникальные полупроводниковые гетероструктуры. Дмитрий мальчишкой слушал его лекции в стенах физико-технической школы, а ныне работает под руководством ближайшего ученика нашего нобелиата – заведующего лабораторией фотоэлектрических преобразователей профессора Вячеслава Андреева. В лабораторию Д.Малевский попал студентом Политехнического университета в поисках летнего приработка. И, как говорит, почувствовал себя в дружной семье: там оказались люди, которые знают, как сделать фотоэлемент и как измерить его параметры.
“Прорыв” – это выход в новое пространство. В данном случае в пространство космическое, где солнечная энергетика уж точно вне конкуренции. И лучшей аттестацией Дмитрия Малевского служит тот факт, что созданные с его непосредственным участием измерительные комплексы внедрены на предприятиях Роскосмоса для предполетных испытаний солнечных батарей, которые затем отправляются на орбиту. Кстати, премия поможет ему сделать шаг в научной карьере: как признался Дмитрий, он наконец-то систематизировал материалы для защиты кандидатской диссертации.
Отдав должное достижениям “конкурентов”, академик Саркисов заметил:
– Сумей ребята заместить возобновляемыми источниками истощающиеся запасы органического топлива, атомная энергетика была бы вообще ни к чему. Я первый голосовал бы за ее свертывание. Но сегодня, даже по самым оптимистичным оценкам, эти источники в состоянии обеспечить лишь 15-20% потребности энергии на планете. А топливо, независимо от происхождения, подходит к концу, никуда от этого не деться. И до наступления этого “часа Х” атомная энергетика нужна как воздух.
Вместе с тем он согласился, что общественные настроения не благоприятствуют ее развитию. В ряде стран запрет на строительство новых АЭС и постепенное закрытие действующих стал официальным курсом, как в Германии. Тогда как в соседней, близкой по технологическому уровню и углеводородным ресурсам, Франции около 80% энергии производится на атомных станциях.
По мнению Саркисова, неадекватно подозрительное отношение к атомной энергетике вырастает из стереотипов общественного сознания. Во-первых, она возникла как побочный продукт производства ядерного оружия и отождествляется с ним, хотя связи между ними нет, кроме некоторых технологических процессов. Второй стереотип: “радиоактивность имеет чисто техногенное происхождение” – также неверен: есть места на Земле, где природный радиационный фон значительно выше, чем на АЭС. Далее, за всю историю атомной энергетики непосредственно в ходе аварий погибли 59 человек. А что происходит в других отраслях энергетики? Взять лишь недавнюю катастрофу на шахте в Турции, жертвами которой стали более 300 человек, или аварию на Саяно-Шушенской ГЭС…
Разумеется, нельзя не считаться с потенциальными рисками атомной энергетики. Прежде всего, это колоссальная концентрация энергии в единице веса атомного топлива – в миллионы раз выше, чем для химических топлив. Это избыточная реактивность, которая может вызвать неуправляемый процесс деления, как в Чернобыле. Это остаточное тепловыделение и вынос радиоактивности в окружающую среду, как случилось в японской Фукусиме. Но, как подчеркнул лауреат, сама авария на этой станции, рядом с эпицентром землетрясения, с учетом ее минимальных последствий для жизни людей, показала потрясающую устойчивость и надежность атомной энергетики.
Атомная энергия не конфетка, образно заключил человек, посвятивший ей 68 лет жизни. Тем не менее достигнутыми на сегодня техническими, инженерными, научными средствами обеспечена ее практическая безопасность. Высокую культуру безопасности, ставшую нормой в атомной энергетике, следует перенести и на другие виды деятельности.
Это было честное, объективное выступление, напрочь лишенное цехового патриотизма. Но многие в аудитории, наверное, подумали о том, что даже при крайне малой вероятности подобных аварий предпочли бы получать энергию иным способом, без страстей и страхов наступления точки невозврата. Как сказал нам Дмитрий Малевский, “атомный киловатт-час пока самый дешевый. Но солнечная энергетика децентрализована, экологически чиста и безопасна, она себя еще покажет, надо только подождать”.
Понятно, что ждать сложа руки Малевский и его коллеги не намерены.

Аркадий СОСНОВ
Фотоснимки предоставлены
НП “Глобальная энергия”
и ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН

Нет комментариев