Марина ХАЛИЗЕВА, журналист

В рамках XII Петербургского экономического форума состоялось вручение лауреатам Международной премии "Глобальная энергия" -2008. Ее обладателями стали российские ученые академики Эдуард Волков и Олег Фаворский, а также профессор Клемент Боуман (Канада). Волков и Боуман удостоены награды за теоретическое обоснование, создание и внедрение в промышленную эксплуатацию технологий выработки синтетического топлива из битуминозных сланцев и нефтяных песков, Фаворский - за разработку газотурбинных двигателей, установок для децентрализованной энергетики и газоперекачивающих станций.

Напомним, "Глобальная энергия" - первая в мире премия, учрежденная в 2003 г. в России и присуждаемая за выдающиеся открытия, исследования, изобретения в области энергетики. По международному статусу и премиальному фонду, формируемому до июня 2008 г. из ежегодных взносов учредителей - крупнейших российских энергетических компаний ОАО "Газпром", РАО "ЕЭС России" и ОАО "Сургутнефтегаз", она сравнима с Нобелевской. В 2008 г., как и в прошлом, победители разделили призовую сумму в 30 млн. руб.

За небольшой срок существования премия стала заметным явлением в мировой научной и общественной жизни. Решение о ее присуждении принимает Международный комитет, возглавляемый российским академиком Федором Митенковым. В его состав входят 30 всемирно известных ученых, лауреатов Нобелевской премии, руководителей ведущих научных центров, представляющих 10 стран, а номинирование проводят 1200 ученых из 45 стран. В 2008 г. на получение награды претендовали 182 работы, направленные на решение наиболее значимых проблем в области ядерной, водородной, плазменной, термоядерной энергетики, возобновляемых видов энергии (ветер, солнце) и энергосбережения. И только три проекта - Волкова, Боумана и Фаворского - четко вписались, по мнению жюри, в систему сформулированных Международным комитетом критериев: они отличаются новизной решений, перспективностью развития данного направления в энергетике для всего человечества, экономической эффективностью и экологической безопасностью.

Академика Волкова и профессора Боумана объединяет тематика изысканий. Оба занимаются созданием технологий, базирующихся на термической переработке битуминозных сланцев и нефтяных песков путем их пиролиза* и получения высококалорийного топлива, замещающего нефть. Здесь принципиальны два момента - количество и цена. Во-первых, содержание смолы, из которой образуется синтетическая нефть, в сланцевых месторождениях мира, по разным оценкам, колеблется от 550 до 630 млрд. т, тогда как разведанные запасы натурального продукта составляют на сегодня 140 - 160 млрд. т. Во-вторых, один баррель нефти из битумных сланцев стоит 15 - 25 дол., в то время как за такой же объем сырой сегодня в мире платят уже более 120 дол.

Наша страна была пионером использования горючих сланцев в энергетике. В 1970 - 1990-х годах специалисты старейшего Энергетического института им. Г. М. Кржижановского (ныне ОАО "ЭНИН"; Волков возглавляет его с 1986 г.) предложили новую технологию переработки мелкозернистых сланцев с помощью установок с твердым теплоносителем. Их достоинство заключается в том, что в результате переработки из сырья получают два вида высококалорийного топлива: жидкое и газообразное, причем первого по массе в 2 - 3 раза больше. Технологию успешно внедрили в 1980-х годах на Эстонской ГЭС в Нарве, где до сих пор функционируют два агрегата, перерабатывающие по 3000 т этой горной породы в сутки. Опыт показал, что они способны обеспечить топливом энергоблок мощностью в 200 МВт. В настоящее время это самая производительная и эффективная в мире техника, пригодная для переработки сланца. Причем она не требует его классификации, потребляя все фракции топлива до 20 мм, а более крупные подвергая предварительному дроблению. Для сравнения: одна из лучших схожих технологий -

* Пиролиз - термическое разложение органических соединений - древесины, нефтепродуктов, угля и т.д. без доступа воздуха (прим. ред.).

бразильский "Петроликс" - использует только классифицированный продукт 6,5 - 65 мм.

Поскольку сланцы в нашей стране, как правило, высокосернистые, применение рассматриваемых установок позволяет получать из них ценные сераорганические соединения и, кроме того, решать ряд экологических задач. Например, утилизировать огромное количество старых автомобильных покрышек. Их добавляют в пиролиз и превращают в те же мазут и газ. Таким же способом можно перерабатывать и использовать продукты очистки нефтяных танкеров или грунты с места разлива нефти.

Есть соответствующее предприятие, правда единственное, и в России - ОАО "Ленинградсланец" (Санкт-Петербург), где добывают горючий сланец и ведут его разработку (коммерческий запас составляет 1 млрд. т). По качеству месторождение занимает третье место в мире после австралийского и эстонского. Сейчас на его базе создают производственный комплекс по энерготехнологической переработке сланцевого сырья в высоколиквидный товар - синтетическую нефть, газ и электроэнергию. "Сердцем" новшества станут установки с твердым теплоносителем, огромный вклад в разработку которых внес Эдуард Волков.

Что касается других стран, то искусственное "черное золото" получают в Канаде, где под руководством Клемента Боумана, возглавляющего компанию ProGrid Ventures Inc., созданы и работают в промышленном масштабе установки по переработке битуминозного песка, производящие миллионы баррелей ценного топлива в год. Планируют строительство и ввод аналогичных агрегатов Китай, Турция, Иордания, Израиль, Германия, Марокко, Япония. США. При неуклонном истощении запасов нефти в XXI в. и необходимости рационально использовать мировые ресурсы эти технологии выходят на первый план.

Область научных интересов Олега Фаворского - теплотехнические газотурбинные двигатели, ядерные и космические энергоисточники. Более двадцати лет его труда в Центральном институте авиационного моторостроения (Москва) и пятнадцать - генеральным директором и главным конструктором Московского научно-производственного объединения "Союз" (ныне Авиамоторный научно-технический комплекс) были посвящены энерготехнологиям будущего. Под его руководством для гражданской и военной авиации созданы и приняты в серийное производство надежные двигатели, определившие новые направления отечественного моторостроения. В их числе Р79 - 300, не имеющий мировых аналогов. Он дает возможность проводить поворот сопла при работе на форсажном режиме, что делает самолет сверхманевренным. Не случайно "небесные ласточки" всемирно известных ОКБ им. СВ. Ильюшина, А. И. Микояна, П. О. Сухого, А. Н. Туполева, А. С. Яковлева и О. К. Антонова, на которых стоят двигатели "Союза", установили около 100 мировых рекордов.

На базе предложенных Фаворским и его коллегами разработок созданы газотурбинные установки небольшой мощности для децентрализованной электроэнергетики. Они известны давно, но активно используются лишь в последние годы. Из них особенно эффективными оказались комбинированные парогазовые установки, которые, по мнению ученого, могут частично решить проблему дефицита электроэнергии и экономии топлива.

Сегодня изношенность парка действующих отечественных электростанций составляет 60%. Конечно, нужно строить новые, используя современные технологии. Но этот процесс займет не менее 5 - 7 лет. Есть более короткий (2 - 3 года) и эффективный путь:

замена старых паровых турбин на комбинированные парогазовые установки, позволяющие существенно увеличить выработку электроэнергии и сэкономить газ. Дело в том, что они основаны на использовании не только разогретого пара, но и продуктов сгорания топлива - газа, мазута, солярки. Каждая состоит из двух блоков: газотурбинного и паросилового. В первом лопасти вращаются благодаря продуктам сгорания топлива. Затем последние, все еще сохраняя высокую температуру, поступают в так называемый котел-утилизатор, где нагревают пар до температуры, достаточной для работы паровой турбины. В таких комбинированных установках общий КПД достигает 60% (сравним: для паросиловых установок 40% являются недостижимой мечтой). Кроме экономических требований, они удовлетворяют еще и жестким экологическим: снижают уровень выбросов оксида азота в 2 раза.

Неудивительно, что на долю парогазовых и газотурбинных станций приходится 2/3 вводимых ныне в мире генерирующих мощностей. Особенно широко их используют Китай, Индия, Германия, Англия. К сожалению, Россия, хотя и первой теоретически доказавшая преимущества парогазового цикла (соответствующие расчеты сделал еще в 1950-х годах академик Сергей Христианович), пока отстает от развитых стран. Чтобы пересчитать количество построенных у нас парогазовых теплоэлектростанций, хватит пальцев одной руки. Но в последнее время процессы технического перевооружения энергетики заметно оживились, и многие отечественные регионы, в частности Сочи, Псков, Иваново, планируют или уже запустили на ТЭС газотурбинные установки. Олег Фаворский также ратует за их массовый ввод на базе старых котельных, эффективность которых удручающе мала (они преобразуют в тепло только 50% энергии топлива). Если идеи ученого овладеют людьми, принимающими решения, то широкое внедрение газотурбинных технологий в энергетику страны может обеспечить в ближайшие 15 - 20 лет снижение расхода топлива на 10 - 12%, а газового - на 25%. Ежегодная экономия при этом составит миллиарды рублей.

Публикатор:

Постоянная ссылка для научных работ (для цитирования):

Комментарии: