Геотермальная энергетика сможет конкурировать с углеводородной

07.11.2022
117

В основе всех энергетических технологий лежит теплофизика. Изучая вихри, волны, решая последнюю нерешенную проблему классической механики – турбулентность, специалисты Института теплофизики (ИТ) СО РАН, которому в этом году исполняется 65 лет, разрабатывают установки и технологии, которые достаточно быстро находят применение в первую очередь в энергетике, а также в авиастроении, исследованиях космоса и даже электронике.

Ольга КОЛЕСОВА

Первый Сибирский теплофизический семинар состоялся в 1962 году по инициативе академика Самсона Кутателадзе, имя которого носит институт. На юбилейном семинаре, проходившем с 29-го по 31 августа в технопарке Новосибирского Академгородка, ближайший сподвижник и соавтор Самсона Семеновича Кутателадзе академик Александр Леонтьев, вспоминал:

«Самсон Семенович обладал потрясающей физической интуицией и при обсуждении результатов экспериментов высказывал нестандартные, оригинальные соображения. Какие-то из них к концу дискуссии отвергались, но из немногих оставшихся, как правило, вырастали совершенно новые научные направления в самых различных областях теории теплообмена. Яркий пример такого творчества – созданная Кутателадзе гидродинамическая теория кризисов кипения. Очень понятная и простая аналогия между оттеснением жидкости от пористой поверхности за счет вдувания газа и оттеснением жидкости паром от поверхности нагрева при кипении жидкости, предложенная Кутателадзе, позволила ему получить методами анализа размерностей единственный критерий подобия, включающий критическую тепловую нагрузку и ряд других параметров, определяющих процесс кризиса кипения. Гидродинамическая теория кризисов кипения сразу же получила международное признание и считается одним из выдающихся вкладов отечественной науки в теорию теплообмена».

«До сих пор, на мой взгляд, центр теплофизической мысли располагается в Новосибирске. Здесь работают ученики моих учеников: Сергей Алексеенко, Александр Павленко, Дмитрий Маркович. Это уже четвертое поколение ученых, но фундамент научных достижений был заложен в далеком 1957-м».


Академик Леонтьев, которому недавно исполнилось 95 лет, с удовольствием отметил обилие в зале молодых лиц:

Ученики Самсона Семеновича и Александра Ивановича поддерживают высокий научный уровень: из 48 лауреатов международной премии «Глобальная энергия», решение о присуждении которой принимает комитет в составе 20 специалистов в области энергетики из Великобритании, Германии, Китая, России, США, Франции, трое имеют отношение к институту: уже упомянутый академик Александр Леонтьев, академик Владимир Накоряков (к сожалению, ушедший из жизни) и академик Сергей Алексеенко. Но главное, что традиции продолжают молодые ученые: сотрудники института с 2011 года получили три молодежных премии фонда «Глобальная энергия», две премии имени выдающихся ученых Сибирского отделения и 10 медалей и премий Российской академии наук, с гордостью отметил в своем докладе директор ИТ СО РАН академик Дмитрий Маркович.

Неудивительно, что энергетике был посвящен один из центральных докладов семинара – о технологиях и перспективах развития геотермальной энергетики рассказал научный руководитель института академик Сергей Алексеенко. Сибирским теплофизикам удалось сказать новое слово в этой области: в 1970 году на Паратунской ГеоЭС на Камчатке впервые в мире был запущен бинарный цикл, который заключается в использовании легкокипящих веществ типа фреонов для генерации электричества от воды с температурой всего 80 градусов Цельсия. Авторами бинарного цикла были директор Института теплофизики Самсон Кутателадзе и признанный специалист в области низкотемпературной теплофизики Лев Розенфельд.

Сегодня за рубежом эксплуатируются около двух тысяч таких установок, и все специалисты ссылаются на российский опыт. Помимо этого, разработаны и применены на практике новые конструкции парокомпрессионных и абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов. Например, впервые в России созданы теплонасосы, работающие на предельно холодной воде из глубин озера Байкал (в зимнее время температура воды в Байкале снижается до 1,5-20C). Удалось за короткий срок запустить теплонасосную станцию, обеспечивающую теплом Байкальский музей, в подвалах которого стоят аквариумы с озерными эндемиками. Решающую роль в разработке тепловых насосов сыграл академик Владимир Накоряков, коллектив разработчиков получил в феврале 2014 года премию Правительства РФ. Энергоэффективность разработанных в ИТ СО РАН тепловых насосов не уступает зарубежным, но случаи их применения у нас в стране, скорее, единичны. В Швеции, Китае, США развитие низкопотенциальной энергетики поддерживается государственными программами, но кто же будет собирать крохи тепла при наших нефтегазовых кладовых?

“Если говорить о перспективах развития энергетики в целом, которые для каждой страны, конечно, имеют свою специфику, то на первое место (ближайшая перспектива) я ставлю решение задач по энергоэффективным и экологически чистым способам добычи и переработки органического топлива – нефти, газа, угля. А второе место (в более отдаленной перспективе) следует отдать возобновляемым источникам энергии, среди которых по глобальности лидируют два направления – солнечная энергетика и глубинное тепло, – подчеркнул докладчик. – Россия обладает огромными запасами геотермального тепла, энергия которого, возможно, в 8-12 раз превышает потенциал всех углеводородных видов топлива. При оптимальном развитии эти геотермальные ресурсы могли бы радикально изменить энергетический баланс страны”.

Глубинного тепла сухих пород, по мнению Сергея Алексеенко, достаточно, чтобы навсегда обеспечить человечество энергией. В мире было реализовано около двадцати опытных систем добычи геотермальной энергии твердых горячих пород. В США в 2013 году запущена первая коммерческая электростанция. А в 2020-м американские затраты на НИОКР по извлечению глубинного тепла составили 69 миллионов долларов. Основной проблемой остается высокая цена бурения. Необходимы развитие интеграционных программ, применение современных геофизических методов диагностики, а также взаимодействие с традиционными геотермическими системами, особенно в сфере энергетического оборудования.

Геотермальная энергия – самый экологически чистый источник тепла. Для скорейшего перехода к зеленой энергетике академик Алексеенко предложил разработать дорожную карту развития геотермальной и петротермальной малой энергетики в России, а также в кратчайшие сроки подготовить в Совет по приоритетному направлению «Энергетика» заявку на Комплексную научно-техническую программу полного инновационного цикла «Технологии геотермальной энергетики». Имеющиеся в ИТ СО РАН разработки могут помочь восстановить российское первенство в этой области, ведь идею извлечения геотермальной энергии твердых горячих пород высказал Константин Циолковский еще в 1897 году, а первую технологическую схему геотермальной циркуляционной системы предложил академик Владимир Обручев в 1920-м.

ИСТОЧНИК: Поиск https://poisknews.ru/themes/energetika/vidy-na-balans-geotermalnaya-energetika-smozhet-konkurirovat-s-uglevodorodnoj/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *