На церемонии вручения премии “Глобальная энергия” в рамках Санкт-Петербургского международного экономического форума произошел забавный эпизод. В ходе выступления 84-летнего Артура Розенфельда (США) несколько страничек текста соскользнули с конторки на пол. Возникла пауза. Сидевший на сцене рядом с другими официальными лицами Президент России Дмитрий Медведев оказался проворнее всех — поднял и передал листки докладчику. Тот растроганно сказал в микрофон: “Вот спасибо, выручили меня”. Американская делегация была в полном восторге.
Напомним, лауреатами международной энергетической премии “Глобальная энергия” 2011 года стали директор Института электрофизики и энергетики РАН академик Филипп Рутберг — он отмечен за фундаментальные исследования, разработку и создание энергетических плазменных технологий, и профессор Национальной лаборатории Лоренса Беркли Калифорнийского университета Артур Розенфельд, который награжден за выдающиеся разработки и реализацию энергосберегающих технологий.
Таким образом, начиная с 2003 года “энергетической нобелевки” удостоились уже 24 ученых из Великобритании, Германии, Испании, Канады, России, США, Франции, Украины и Японии. Но, пожалуй, в этом году церемония отличалась особым сопереживанием аудитории, которой, как никогда, была близка и понятна практическая значимость сделанного двумя седовласыми мэтрами.
На трон с плазмотроном
Филипп Рутберг предложил использовать плотную низкотемпературную плазму в мирных целях — для уничтожения бытовых, медицинских и промышленных отходов. Идея заключается в том, чтобы разложить их при температуре 1200-2000 градусов (для самых токсичных — вдвое выше) на атомы или ионы, а затем быстро охладить и связать в нейтральные соединения. Метод позволяет не только ликвидировать мусор “как класс”, избавляя от него окружающую среду, но и производить при этом полезную энергию (электрическую или тепловую): каждый киловатт-час, вложенный в генерацию плазмы, — это 5-6 киловатт-часов на выходе.
При утилизации отходов, на 70-85% состоящих из органики, перспективна схема с получением синтез-газа (горючей смеси водорода и окиси углерода), по калорийности лишь немногим уступающего природному. Это еще и самый дешевый способ получения водорода. Пригоден он и для газификации углей.
Метод пришел из физики плазмы и ракетной техники. Первые плазмотроны появились у немцев. Но если у них электрическая дуга для превращения газа в плазму зажигалась с помощью постоянного тока, то генераторы Рутберга работают на многофазном переменном токе. Они оказались дешевле, эффективнее и надежнее зарубежных, благодаря принципиальным технологическим решениям, обеспечившим оптимальный режим горения дуг, рекордный КПД при передаче энергии плазме и, соответственно, пропуск на мировой рынок.
Академик давно и успешно работает с западными партнерами, встраивающими его плазмотроны в технологические цепочки по газификации отходов. Готов бесплатно (что всегда подчеркивает) применять плазменные технологии и на благо родного Петербурга, с привлечением зарубежного, в частности американского, опыта и лицензий. Но дома получается хуже. В том числе потому, что у нас внедрение автономных установок по производству электроэнергии нерентабельно из-за большой разницы цен на отпускаемый и принимаемый энергосистемой киловатт-час.
Можно сказать, ученый вознагражден за верность теме. Направление, еще недавно недо-оцениваемое, в последние годы бурно развивается. Ясно, что оно не позволит разом решить энергетические и экологические проблемы, но — на фоне перманентного роста цен на нефть — обещает новые возможности.
Пример — борьба с загрязнением Мирового океана. В нем продолжают скапливаться гигантские острова из отходов медленно разлагающегося пластика. Этот опасный для природной среды хлорсодержащий продукт — идеальное сырье в процессах плазменного пиролиза (если при газификации килограмма дерева или муниципальных отходов можно получить 4 киловатт-часа энергии, то пластик дает 11 киловатт-часов). В качестве пробы хорошо бы снарядить к одной из плавучих свалок судно с несколькими плазмотронами на борту, что может стать предметом международного сотрудничества.
На церемонии вручения премии Президент России активно поддержал этот проект, а уже после, как рассказал нам лауреат, они с Дмитрием Медведевым обсудили конкретные формы этой поддержки.
Гений энергосбережения
Артур Розенфельд, начинавший научную карьеру как физик-ядерщик, после нефтяного эмбарго ОПЕК в 1973 году посвятил себя разработкам в области энергоэффективности зданий, сооружений и бытовой техники. Обнаружил огромный потенциал экономии в этой сфере, где тратится 40% всей потребляемой в США энергии.
Благодаря его неустанной деятельности потребление электроэнергии в Калифорнии с середины 1970-х годов остается неизменным, что уже получило название “эффекта Розенфельда”. А еще предложено назвать в его честь единицу сохраненной энергии. “Один розенфельд” будет равен сбережению 3 млрд киловатт-часов. Словом, личность легендарная.
“Правда ли, что в 2005 году вы добились принятия строительного стандарта, по которому крыши зданий в Калифорнии должны быть выкрашены в белый цвет?” — спросил я. “Да, и теперь я хочу охладить весь мир”, — шутливо ответил он, подтверждая репутацию “помешанного на энергосбережении”. С таким же упорством он добивался выпуска экономичных холодильников, а также кондиционеров, выключающихся, когда человек выходит из комнаты. Профессор убежден: в каждом доме должно быть определенное количество “умных площадей”, что прямо отражается на оплате счетов за электроэнергию.
Артур и сам живет в энерго-сберегающем доме: “Он почти мой ровесник, постройки 1929 года, когда еще не было ни изоляционных материалов, ни кондиционеров, ни экономичных ламп, ни стеклопакетов. Мы всей семьей откладывали деньги на теплоизоляцию, даже дети экономили на мороженом”.
В 2010 году комиссия по коммунальному хозяйству Калифорнии выделила 3,1 млрд долларов на три года для стимулирования потребителей, использующих флуоресцентные лампы, и производителей, реализующих их на территории штата. Благодаря энергосберегающим технологиям штат экономит более 1 триллиона долларов в год. Активным сторонником энергосбережения был губернатор-республиканец Арнольд Шварценеггер, но и сменивший его демократ Джерри Браун поддерживает этот курс.
О калифорнийском опыте Розенфельд рассказывал на симпозиуме “Энергия мысли”, традиционно проходившем в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете. Сидевший рядом со мной ректор вуза член-корреспондент РАН Андрей Рудской сообщил, что и у них действует программа энерго-сбережения. В зданиях кампуса предстоит в течение двух ближайших лет заменить 18 тысяч кв. м оконных рам на стеклопакеты, которые гораздо лучше держат тепло. Одна из вузовских лабораторий ведет тепловизионный контроль “утечек”.
Как транслируется опыт Калифорнии по всей Америке? Розенфельд отмечает, что неплохо, по принципу “не было бы счастья…”. После энергетического кризиса 2000 года в стране пришлось реструктурировать энергетический комплекс и пересмотреть тарифную сетку. Она стала пятиярусной, причем каждый следующий ярус на 50% дороже предыдущего. Первый — минимальный уровень комфортного проживания. Розенфельд считает плодотворной саму идею дать возможность энергетическим компаниям устанавливать гибкие цены, чтобы потребители экономили деньги осознанно.
…На церемонии, поблагодарив Президента России (и за поднятые листочки тоже), он закончил свой спич вдохновляюще: “Раз мы сделали это у себя в Калифорнии, вы, ребята, тоже сможете это сделать!”
Молодым во благо
Одним из трендов “Глобальной энергии” стала поддержка молодых дарований. Речь не только о конкурсе исследовательских проектов “Энергия молодости”.
Почетный гость церемонии, лауреат премии 2005 года за разработку мощных газовых турбин Клаус Ридле (Германия) рассказал о том, как, вдохновленный наградой, вспомнил о коллеге-математике, который платил своим магистрантам небольшие стипендии из собственных средств, чтобы они днем занимались исследованиями, а не подрабатывали на стороне. На часть премиальных средств Ридле учредил фонд поддержки российских и германских студентов, специализирующихся в энергетике, и поспособствовал заключению соглашения между Московским энергетическим институтом и университетом родного Эрлангена. Фонд назначает стипендии, организует стажировки и обменные поездки студентов и преподавателей. К этому альянсу охотно присоединилась компания “Сименс”, которая уже приняла на работу двух российских участниц программы. Аналогичный фонд создал в Японии лауреат премии 2006 года за научный вклад в проект международного термоядерного реактора Масаджи Йошикава.
У Артура Розенфельда благотворительный фонд появился еще после получения им престижной медали Энрике Ферми. Теперь копилка пополнится частью премии “Глобальная энергия”, которая, как объявил лауреат, будет разделена между разработкой систем охлаждения домов, проектом Гарвардского университета, где преподает одна из его дочерей, по заботе о новорожденных в развивающихся странах и помощью молодым специалистам, продвигающим идеи экономии энергии в России. Приоритеты личные и симптоматичные!
Филипп Рутберг гордится тем, что в его институте 70% сотрудников в возрасте до 35 лет, они получают весьма приличную зарплату и трудятся на современном оборудовании. Задача сохранения научной школы для него вполне материальна. А потому существенную часть премии он намерен потратить на улучшение благосостояния младших коллег.
Мудрую вещь сказал Филипп Григорьевич победителям конкурса “Энергия молодости”: прекрасно, что все вы намерены продолжать работать в России, но не беда, если кто-то и уедет, это лучше, чем уходить из науки в банкиры и бюрократы здесь.
Два мира — два кумира
У лауреатов 2011 года много общего — близкий возраст, статус. Оба — гуру энергоэффективности. Вот только один пошел во власть, участвовал в формировании государственной политики, был старшим советником министра энергетики США, членом Энергетической комиссии штата. И недаром многие его разработки прошли путь от концепции до прототипа, производства и признания на рынке, превратились в строительные стандарты, в программы создания электростанций малой мощности…
Другой пытался вести с властью диалог, вразумлял чиновников, выступал на совещаниях, пока в один прекрасный день не сказал себе: “Стоп. Жизнь коротка, наука вечна. У меня нет времени пробивать лбом бюрократические барьеры”.
Прислушивается ли наша власть к мнению ученых? Я заметил, с каким искренним интересом внимала красочной презентации Рутберга губернатор Петербурга Валентина Матвиенко. Особенно словам о полной конверсии мусора без вредных выбросов и о том, что его стандартная установка способна обеспечить теплом и частично электроэнергией микрорайон с населением 30-40 тысяч человек. Может быть, теперь ученому дадут шанс продемонстрировать, как это делается.
В конце концов, есть кумиры в своем Отечестве. И если за океаном придумали единицу энергосбережения “один розенфельд”, то предлагаю узаконить и “один рутберг”, то есть количество энергии, полученной за счет плазменного пиролиза тысячи тонн мусора.
Аркадий СОСНОВ
Фото Вячеслава КОРОЛЕВА
Нет комментариев