ЭНЕРГИЯ СЕГОДНЯ И ЗАВТРА
К Международной специализированной выставке «ЭКСПО-2017» готовятся многие страны мира. На сегодняшний день более пятидесяти стран и одиннадцать международных организаций подтвердили свое участие. «Энергия будущего» — главный лозунг, ведь энергия — это природный источник, создающий Традиционные источники энергии, используемые для снабжения энергией наших машин, обогрева домов и освещения городов, вызывают неуверенность и озабоченность. Связано это и с их прогрессирующим истощением, и с неспособностью к восполнению, и с серьезным влиянием, которое оказывает их использование на планету, наше здоровье и безопасность. Энергия сегодня и завтра условия для стимулирования и развития жизнедеятельности человека. Умение распоряжаться источниками энергии определяет конкретные сценарии социального, экономического и экологически устойчивого развития. Научные исследования и достижения в области зеленых технологий, связанные с экологически чистыми источниками энергии, а также энергосбережением, определяют функциональные подходы сообществ и создают перспективу устойчивого развития энергетики. Сегодня «Энергия будущего» — тема важная и своевременная. Проблема энергоэффективности и развития альтернативных источников энергии особо актуальна во всем мире. Прежде напомним читателям, что представляют собой эти источники. Это энергия ветра, приливов, солнца и геотермальные источники, которые довольно длительное время успешно используются людьми. Такого рода источники энергии эффективны и выгодны. Некоторые страны уже сегодня активно используют возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Великобритания генерирует 19% энергии из возобновляемых источников, Коста-Рика довела этот показатель до 90%. К альтернативным относится применение соленой воды для получения электроэнергии. В Норвегии существует первая экспериментальная электростанция, которая получает энергию из соленой воды. Технология использования ветра, например морского, как считают эксперты, станет массовой приблизительно через 25 лет, так как идет активное заимствование технологий из аэронавтики, с помощью которых можно извлечь максимальное количество энергии из морского ветра. Особенно активен этот процесс в Дании, где на энергию ветра приходится треть электроэнергии страны, а к 2020 году, по прогнозам, ее доля достигнет 50%. Аналитики также полагают, что в ближайшие десятилетия ученые найдут конкурентоспособный метод использования геотермальной энергии. В таких странах, как Исландия, ученые потратили несколько лет на бурение напрямую в вулканы, чтобы получить доступ к запасам горячей воды и магмы, при этом намереваясь развивать ресурсы и превращать их в более продуктивные геотермальные электростанции. Ведь их цель заключается в экспорте продукции. Солнечное «топливо» особенно актуально в наше время. У ученых есть идея превращать солнечный свет, воду и углекислый газ в химическую энергию, которую можно использовать и хранить. И хотя наука в этом направлении еще не достигла высот, ученые из Массачусетского технологического института за последнее десятилетие уже добились определенного прогресса. Иран, согласно национальному плану развития, планирует достичь объема производства 5 гигаватт электроэнергии из ВИЭ. Правительство страны уже выделило из Нацфонда развития 500 млн евро на ВИЭ. Традиционные нефть и уголь будут заменены альтернативными источниками энергии — солнечная энергия и сила ветра. В ближайшие 20 лет Саудовская Аравия намеревается вложить 109 млрд долларов в развитие солнечной энергетической инфраструктуры. В планах обозначена выработка до 41 гигаватта энергии за счет солнечных станций к 2040 году. В преддверии «ЭКСПО-2017» в Алматы был проведен международный семинар на тему «Зеленая энергетика и энергосберегающие технологии в Казахстане», подготовленный НТО «КАХАК», учеными химического факультета КазНУ им. аль-Фараби при поддержке посольства Кореи. Известные изобретатели представили свои инновационные научно-производственные проекты.
Мировая энергетика до 2100 года и в настоящее время ориентирована на использование органического топлива, главным образом низкосортных углей, доля которых в выработке электроэнергии составляет 40%, а тепловой — 24%. Повышение энергоэффективности пылеугольных тепловых электростанций (ЭТХПТ) является чрезвычайно важным. Ученые-физики в своем проекте выявили преимущества, заключающиеся в повышении эффективности сжигания энергетических углей и сокращении выбросов оксидов азота и механического недожога топлива. Плазменно-топливные системы испытаны на котлах Усть- Каменогорской ТЭЦ, алматинских ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3. Исследованы плазменно-топливные системы на котлах с системами пылеприготовления с прямым вдуванием пыли на Шахтинской ТЭЦ и Алматинской ТЭЦ-2. В основе технологии плазменного воспламенения угля и плазменно-топливных систем лежит электротермохимическая подготовка топлива к сжиганию. Результаты проекта показали, что при работающих плазменно-топливных системах воспламенение пылеугольного факела начинается раньше, фронт горения смещается в топке котла. Это приводит к снижению температуры отходящих газов, концентрации в них оксидов азота и снижению механического недожога топлива по сравнению с традиционным режимом сжигания угля без плазменной активации горения. Согласно нормативам, на одну растопку расходуется 12 тонн топочного мазута, что по теплотворной способности эквивалентно 30 тоннам экибастузского угля. Вместо этого на одну растопку в среднем расходовалось около 16,5 т угля, что подтверждает энергоэффективность ЭТХПТ. Относительные затраты электроэнергии на плазмотроны составили 1,2-1,4% от тепловой мощности пылеугольных горелок. Новая технология авторов плазменно-топливной системы подтвердила техническую реализуемость, экологическую и энергетическую эффективность безмазутной растопки котлов и стабилизации горения пылеугольного факела. И в этом заключается оригинальность новой технологии, обреченной на успех.
Текущая ситуация в органической химии отражает дефицит новых структур-лидеров, которые могут быть оптимизированы до терапевтически пригодных лекарств. Кроме того, большой дефицит новых материалов, таких как регуляторы роста растений, гербициды, пестициды, ветеринарные препараты, испытывает и АПК. В проекте «Энергосберегающие технологии в тонком органическом синтезе биологически активных веществ» автором представлены результаты исследований по применению энергосбережения. Технология микроволнового промотирования привела к повышению выхода целевого продукта до 20%, что дает возможность проводить реакцию в условиях без применения легкокипящих и легковоспламеняющихся органических растворителей. Значителен факт сокращения времени реакции от часов до минут. Ультразвуковая активация оказалась успешнее цианэтилирования первичных аминов. Аналитика результатов автора показала сокращение продолжительности органического синтеза с помощью микроволн и ультразвука как залог уменьшения времени производства новых высокоэффективных биологически активных веществ.
Эдуард Сон предложил новые направления в зеленой энергетике и энергосберегающих технологиях. Известно, что помимо ядерной, тепло-, гидроэнергетики существуют и ВИЭ, к которым относятся древесина, отходы, ветер, солнце и геотермальная энергетика. К примеру, солнечная фотоэнерго установка на основе каскадных солнечных элементов и концентраторов излучения обеспечивает снижение стоимости в два раза. К ВИЭ относится так называемая голубая энергия, возможность получения электроэнергии за счет смешения пресной воды. Различия солености воды и других жидкостей могут быть использованы для генерации чистой возобновляемой энергии. Каждый литр речной воды при перемешивании в море соответствует выделению свободной энергии в 2,3 кДж, и часть этой энергии может быть преобразована в электрическую. С учетом всех рек в мире глобальный потенциал этого источника энергии составляет около 1 ТВт. Такие источники энергии также могут быть доступны локально: например, соленые озера Мертвого моря или угольные шахты, естественные геологические образования и солеварни. Развитие альтернативной энергетики — одно из наиболее развивающихся направлений науки и технологий в Европе, США и Юго-Восточной Азии. Это так называемая зеленая энергетика: «зеленые города», «зеленый квартал», «зеленый дом». Существуют пилотные регионы с альтернативными источниками энергии. Например, в Южной Корее в городе Че Джу Донет ничего вредного, вся энергия возобновляемая — нет тепловых станций, есть только солнечная, ветровая, геотермальная или приливная энергетика. Это место называют Зеленый остров. В Японии тоже есть аналогичный город. На деле вся энергетика происходит из одного источника — от солнца, и это альтернативный источник энергии. В Казахстане в 14 экономических зонах можно создать ВИЭ. Например, в Кызылординской области смешанная энергетика — ветер и солнце. А в регионах, где есть реки, — биоисточники. Под действием солнца выращиваются водоросли из древесины или соломы— пеллеты. Это целое направление возобновляемой энергии. Если в каждом доме поставить ветряки до метра, то будет электрический свет. Эдуард Сон считает, что ВИЭ — это своего рода энерго-сети, подобные интернету, который связывает всех. В мире их называют «умные сети», «умное электричество». Однако энергетика должна быть полностью управляемой. Все мы пользуемся электричеством, и идея совмещения с альтернативными источниками энергии — это экономично и эффективно. Например, двухтарифная оплата электричества: днем одна цена, ночью — другая, при этом жильцы будут рассчитывать выгодность использования электричества. После ограничений развития атомной энергетики развитые страны Европы стремятся увеличить долю возобновляемых источников энергии для обеспечения энерго-независимости. В России в настоящее время ВИЭ составляют около 1,5%, правительство декларировало развитие до 4% до 2030 г. В странах с высоким уровнем использования ВИЭ, например в Испании, для развития солнечной энергетики существуют значительные дотации. В Казахстане тоже существует рынок ВИЭ. Эдуард Сон предложил создание научного центра Казахстана, России и Кореи для решения задачи, поставленной Нурсултаном Назарбаевым, — довести ВИЭ в Казахстане до 50%.
Ирина Никонова
«Бизнес & Власть» (№44 (566).
Бизнес&Власть. Деловой еженедельник. "ЭНЕРГИЯ СЕГОДНЯ И ЗАВТРА" (стр.4)