ПЕРСПЕКТИВИ ЕНЕРГЕТИКИ: УПЕРЕД ДО… СКАЛКИ!

У редакцію «ДТ» надійшло звернення групи депутатів, учених і представників громадських організацій із приводу необхідності розвитку нетрадиційних напрямів енергетики. Ось цитата з цього документа: «Відповідно до плану розвитку енергетики України, основні положення якого викладено в «Національній енергетичній програмі України на період до 2010 року», ухваленого Верховною Радою України в травні 1996 року, внесок нетрадиційних видів енергетики у виробництво тільки електроенергії в Україні 2010 року повинен становити 10,2 млрд. КВт/рік, або 3,6% від загального прогнозованого її виробництва». Перспективи розвитку нетрадиційної енергетики в Україні кореспондент «ДТ» попросив оцінити директора Інституту технічної теплофізики НАНУ академіка Анатолія ДОЛИНСЬКОГО.

«Наведені у зверненні цифри справляють враження, але в них є певне лукавство, — вважає вчений. — Вони настільки великі тому, що в рубрику «нетрадиційні» записали електроенергію, яку генерують гідроелектростанції України. А внесок інших нетрадиційних джерел досить жалюгідний — менше 1%, тоді як тільки їхня частка повинна бути не менше 10%. Про те, що наш прогноз цілком реальний, ми можемо довести на будь-якому рівні з конкретними цифрами. Окремо хочу підкреслити: коли говоримо про можливості, треба стояти двома ногами на землі, а не витати в хмарах. Давайте домовимося, що обговорюємо тільки економічно вигідні напрями, а не фантазуємо загалом на тему можливого в енергетиці. І ще одна деталь — усе, нами запропоноване, вигідне й реальне саме для України, а не для Німеччини, Японії чи США, де цілком інакші економічні умови».

Тепло з-під землі

Геотермальна енергетика, на думку академіка Долинського, дозволяє Україні заощаджувати 50 млн. тонн умовного палива (у.п.) — майже третину необхідного! Це загальні запаси, які в нас є.

Якщо обмежитися тим, що вимагає мінімальних витрат при використанні геотермальних джерел, одержимо економію в 1—2 млн. тонн у.п. Мається на увазі одержання тепла з уже наявних свердловин (це, передусім, 140 розвідувальних сверд-ловин, пробурених під нафту й газ). Їх використання не вимагає великих витрат, окупність — 2—2,5 року. Розташовані такі свердловини (глибиною від 1 до 2 кілометрів) переважно в дуже перспективних районах, приміром, у Криму, де відчувається дефіцит енергії.

Увесь проект виглядає вельми конкурентоспроможним, оскільки традиційні енергогенеруючі станції дорогі — окупність теплової чи ядерної станції не буває меншою від 10 років. До того ж ця енергетика будується на стовідсотково нашому джерелі, ми не залежимо від імпорту й амбіцій політиків.

Енергія сонця

Джерела електроенергії від сонця сьогодні невигідні. Їхня окупність — близько сотні років. Але це зовсім не означає, що вирок остаточний і обговоренню не підлягає. Сонце надзвичайно перспективне як... нагрівач води. Цей шлях на два порядки дешевший. Дуже просто нагріти воду й використовувати її для опалення чи акумулювати для використання в холодну пору року. До речі, багато людей самостійно, не чекаючи, поки наша промисловість прийде до них на допомогу, пристосовують бочки, посудини з затемненими боками для нагрівання води на дачах. У більших масштабах цю ідею збираються реалізувати за нашим проектом у Криму. Фінансувати почин зголосилися датчани.

Ідея зимового обігріву Ялти в тому, щоб нагрівати на горі труби, якими йде вода. Потім закачати її на глибину водоносного шару близько 150 метрів і використовувати взимку для опалення. Упевненості в абсолютній реальності такої, на перший погляд, безглуздої ідеї надає те, що досить багато аналогічних акумуляторів функціонує в західних країнах. Нам слід наважитися на масштабний експеримент, аби згодом поширити його на інші регіони.

— І яка температура води збережеться до зими в такий спосіб?

— На 60 градусів С цілком можна розраховувати. Цього досить, аби протягом усієї зими її можна було використовувати. До речі, не обов’язково нагрівати воду від сонця — така схема дозволяє використовувати промислове тепло, приміром, хімічних виробництв. Такого тепла (його зазвичай викидають в атмосферу) дуже багато в Україні. Ми загалом майже не приділяємо уваги акумулюванню теплової енергії, хоча це дуже багатообіцяючий напрям нетрадиційної енергетики.

— Кілька років тому швейцарці привозили для ознайомлення й реклами будинок, що опалювався енергією сонця. Вони його намагалися поставити десь у Херсонській області. Новинка в нас, очевидно, не пішла?

— Я бачив такий будинок у японському центрі нетрадиційної енергетики. Південний схил котеджу вкрито трубами, якими циркулювала вода. Такий дах дає 4 КВт електричної потужності плюс тепло на опалення. У системі є маленький тепловий насос. Генерованої електроенергії досить для живлення телевізора, холодильника, інших домашніх електроприладів.

Японці сконструювали й місткіший будинок, у якому генерується 45 кіловат. На його даху встановлено півтори сотні щитів для одержання термоелектрики. Кожен щит обертається серводвигуном із програмним управлінням, аби максимально використовувати падаюче сонячне тепло. Ясна річ, це дорога установка. Нам поки що годі навіть мріяти про масове виробництво чогось подібного, бо навіть для японців це занадто накладно.

Але в Японії, як і в Німеччині, у сільській місцевості часто й густо можна побачити будинки із зачерненим південним схилом даху, який нагріває воду для миття, купання й інших потреб. Це порівняно недорого. При промисловому виробництві нагрівальних установок загалом доступно.

Вітроенергетика

Моє запитання про те, чому на заході вітроелектростанції стають дедалі звичнішою деталлю пейзажу, а в нас це — лише рідкісна екзотика, — в Анатолія Долинського не викликало помітного ентузіазму. Аби підштовхнути його до обговорення питання, я навіть пригадав, що бачив із вікна поїзда, їдучи в Крим, систему вітроустановок.

— Щодо використання вітру, — роз’яснив, зрештою, А.Долинський, — мені не хочеться говорити, бо на цю тему вже сказано багато. Є велика програма. Проте наводжувані офіційні цифри відрізняються десятикратно. Від одних доповідачів я чув, що вітроенергетика може замінити 30% генерованої енергії. Одночасно в інших аудиторіях називаються цифри, з яких випливає, що вітроенергетика спроможна витягнути лише... близько 1%.

Коли мене запитують про вітер в енергетиці, я відсилаю до фахівців, котрі розробили програму, завдяки якій будується велика кількість вітроустановок, що працюють із ККД 6%. Авжеж, початковий етап розвитку напряму не дуже показовий, але в принципі така цифра насторожує.

Утім, є також обнадійливі повідомлення. Недавно в Білорусі вчені продемонстрували президенту країни вітродвигун із примусовим запуском. Це був не традиційний лопатевий вітродвигун, а роторний. Він складається з чотирьох конусних, примусово розкручуваних роторів.

Продемонстрована новинка дозволяє використовувати силу набагато слабшого вітру, ніж у класичних вітряках. Такі двигуни починають стабільно працювати при швидкості вітру 4 метри. І це при тому, що попередні традиційні моделі працюють при швидкості вітру не менше 7 метрів на секунду.

Як доповідали на конференції, у білорусів уже є такий 50-кіловатовий двигун. Робота нібито інтенсивно розвивається. Отже, цей напрям на місці не стоїть й у ньому можливі цікаві технічні прориви.

Використання біомаси

— Найбільший парадокс у тому, — розвив далі свою думку про різні види нетрадиційної енергетики Анатолій Долинський, — що в Україні вкрай мало використовується біомаса. На відходи деревини разом з усією іншою біомасою припадає лише... близько однієї сотої відсотка загальної кількості споживаного палива! Знов-таки в нашої сусідки Білорусі поставлено завдання найближчим часом довести внесок біомаси в енергетику до 4%.

А візьмімо такі країни, як Фінляндія чи Данія, — там використання біомаси доходить до 20% від загальної кількості спожитого палива! Я на власні очі бачив (підкреслюю це, бо якби сам не бачив, то не повірив би!): в Англії для цілей великої енергетики вирощують... спеціальну солому. Її косять, скручують у тюки, які є паливом для електростанцій. Там же я бачив казани потужністю в 100 КВт для маленьких шкіл, що працюють на деревині. Якщо так роблять далеко не бідні й, до того ж, технічно передові країни, чому ж ми так нехлюйськи ставимося до енергетичних ресурсів, які валяються в нас буквально під ногами?

Сьогодні в інституті інтенсивно вивчається цей досвід. В Україні з’явилися казани потужністю в 1 МВт, які працюють на відходах деревини. Дуже важливо, що це можуть бути відходи з вогкістю до 60% — їх не потрібно попередньо сушити. Останнє — істотна деталь, бо те, що ріжеться в лісі, має вогкість порядку 40—50%. А коли полежить під дощем, то вогкість може дійти й до 60%. І все це може згоряти в топках. Для цього відходи досить порізати на цурки, засипати в бункер і казан спалить усе в автоматичному режимі. Завантаження бункера розраховане на вісім годин. Такі автомати, що надходять з-за кордону, вигідно відрізняються від наших казанів, які, до того ж, працюють на деревині з вогкістю не вище 40%.

— А ви знаєте, що тимчасом, як ви впроваджуєте «новинку» — казан на деревині, у багатьох селах України в розрахунку на газове опалення зруйнували печі, розібрали такі геніальні конструкції, як знамениті наші печі, які працюють практично на будь-якому біопаливі. Ефект вийшов цілком дивовижний — тепер у лісах стоїть нерубана деревина, ніхто не вивозить некондиційний ліс, його їсть короїд і загалом українськими лісами пройти неможливо — настільки вони недоглянуті. Це що — прогрес?

— Я майже цілий рік живу в селі Романівка біля Ірпеня і спостерігаю подібне. Правда, нині позначились і зворотні процеси. У наше село провели газ, але його останнім часом дають із такими перебоями, що будинки буквально замерзають. Люди, котрі зруйнували дров’яні печі, шукають майстрів, аби відновити грубки й муровані печі.

Приклад із використанням закордонних казанів навчив нас багато чого — датський казан потужністю 1 МВт окупається за 2,3 року! Очевидно, з огляду на це, датчани здерли з нас за нього шалені гроші. Тож в інституті перед одним із відділів поставили завдання — створити свій казан, який працював би на відходах деревини. Ми не знаємо ноу-хау й підемо своїм шляхом. Казан працюватиме на цурках певної довжини з бункером, аби не потрібно було стояти вахту біля печі, — завантажив, і вісім годин пічка має працювати в автоматичному режимі, видавати таке тепло, яке замовив.

Загалом, використання деревини в майбутній енергетиці, з моєї точки зору, — одне з найактуальніших завдань. І це не тільки вирішення паливної проблеми, а й питання екології. В Україні — величезна кількість невикористаної деревини. Від нашого інституту по прямій до лісу — шість кілометрів. І цей ліс неподалік міста завалений нікому не потрібними дубовими деревами. Дерева гниють, а ми носимося по країнах і випрошуємо газ! Хіба це не знущання над здоровим глуздом?

Переконаний — потенціал нетрадиційних енергоресурсів в Україні дуже великий. В енергетичному балансі він має становити 10%. І не тільки за рахунок енергії гідроелектро- станцій: це й геотермальні джерела, і деревина, і використання енергії сонця.

Про «прикладників» і «фундаменталістів»

— Ми звернулися до мера Києва Олександра Омельченка з пропозицією, — повідомив Анатолій Долинський. — У нас запущено експериментальну установку, яка дозволяє в спе- ціальних умовах із додаванням модифікатора спалювати пласт-масу. Наші розробники пішли не таким шляхом, як на сміттєспалювальних заводах — цілком розкладаємо полімер і одержуємо горючий газ, який потім спалюється. З одного кілограма пет-пляшок виходить 5 тисяч кілокалорій. Проект зустрів підтримку.

— Установку з переробки пет-пляшок збираються купити в поляків. Замовлення може «пролетіти» повз вас. Ви цього не боїтеся?

— Анітрішки не здивуюся. Адже в той час, як ми впровадили свою технологію одержання пектидів в Індії, практично продали ноу-хау в Іспанію і нині підписуємо контракт на будівництво в Нью-Йорку заводу з одержання надзвичайно цінного продукту з відходів лимона, я дізнався, що підписується договір на поставку зарубіжного пектидного заводу.

— Можливо, вони просто не знають про вас і ваші досягнення?

— Як сказали б в Одесі — ой, не смішіть мене! Усі знають про все, коли хочуть. Просто система сприяє не впровадженню українських наукових розробок, а придбанню чужих. Знаєте прислів’я: якщо не хочете годувати свою армію, незабаром годуватимете чужу. Отаке в нас сус-пільство — не хоче годувати свою науку, але з задоволенням підгодовує чужу. Нехай дорожче, нехай гірше, але неодмінно купимо за кордоном. І зрозуміло чому — ми ж не можемо запропонувати 10% комусь за оформлення. А ті, хто підписує покупку, теж хочуть щось із цього мати...

Що пектиди! Ви думаєте в нас підуть «на ура» енергетичні розробки, які, здавалося б, усім потрібні? Треба наперед готуватися до постійних труднощів — таке наше життя. Вкотре переконуємося — треба розробити технологію продажів, аби той, хто купує, мав ті самі 10%, які так приваблюють покупця.

— Ну Академії наук самий Бог велів знайти ключ до розв’язання проблеми як розпорядитися власним науковим добром. А справді, що заважає при такій кількості економічних інститутів у НАНУ знайти алгоритм вирішення такої нескладної задачки?

— У нашій академії як було вельми стримане ставлення до технологічних розробок, так і залишилося.

— На академіка Патона в цьому плані гріх скаржитися!

— Борис Євгенович завжди стояв обличчям до таких проблем, завжди підкреслював: прикладні й фундаментальні дослідження — дві сторони однієї медалі. Але той-таки Ярослав Яцків дотримується цілком інакших поглядів! А ви послухайте, що Юрій Глєба говорив із цього приводу, принаймні доти, поки не занурився в американський науковий побут... А що говорить Костянтин Ситник і всі біологи, мікробіологи, котрі зазирають у пробірочку й колбочку та вважають, що тільки це — основне!..

І ось два роки тому Ю.Глєба приїжджає на загальні збори академії. Газети друкують з ним інтерв’ю, і в одному з них читаю його слова про те, що кожен учений, який не може... продавати результати своїх досліджень, незалежно від його фаху і так далі, не має права займатися наукою...

Я вухам своїм не повірив — як змінилася тональність адепта фундаментальної науки! Що ж головне після цього? Виявляється, не цитованість, а створення суспільно корисного продукту, який хтось купить. Отаким став підхід Ю.Глєби після роботи в США, і я його точку зору в цьому варіанті поділяю.

Про цікавість за державний кошт

В Інституті теплофізики питання про те, що важливіше: фундаментальні чи нефундаментальні дослідження — ніхто ніколи не ставив. Значною мірою така філософія усталилася завдяки академіку Олегу Олександровичу Кремньову. Він теж помилявся, як усі смертні, але в головному дивився далі свого часу й усіх нас навчив: дійшовши в дослідженні до якоїсь точки, потрібно скерувати пошук у такому напрямі, щоб одержати щось корисне для практики. Не повинні бути дослідження заради досліджень, заради задоволення своєї цікавості за державний кошт.

У результаті в нас з’явилися такі напрями, як методи управління кінетикою сушіння, розпадом струменя стосовно завдань одержання монодисперсного розпилу. І цю ідею реалізували всупереч твердженням великого фізика Релея! Виник метод дискретно-імпульсного введення енергії в гетерогенні середовища. Це цілком новий метод, про який я доповідав торік у Нью-Йоркському університеті. Чотири години тривало обговорення доповіді, що вже досить красномовно говорить про зацікавленість аудиторії. І таких прикладів можу навести багато — у нас завжди проводилися цікаві фундаментальні дослідження.

Інша річ, нині різко зменшилися можливості, бо на реконструкцію наших стендів бракує грошей. Зате в нас з’явилося багато комп’ютерів, які дозволяють значно просунути вперед моделювання процесів, приміром, таких, як горіння в замкнутому просторі. Пам’ятаєте пожежу в Чорнобилі, у каналах, де проходили провідники? Наш співробітник чітко визначив температури й інші параметри. Він змоделював цілу низку інших пожеж у закритих приміщеннях.

— Мабуть, якби московські пожежники читали ці роботи, вони знайшли б як швидко загасити пожежу на Останкінській вежі?

— Вони їх, судячи з усього, не читали, але ці роботи визнано за кордоном. Дослідник одержав грант НАТО й тепер працює з американцями. До нього приїжджає чимало делегацій з-за кордону. Як бачите, розвиваючи прикладні дослідження, ми не забуваємо про фундаментальні, вони ніби йдуть поруч. І я переконаний, це — абсолютно правильний шлях не тільки для нашого інституту.