В рамках Санкт-Петербургского международного экономического форума состоялось торжественное вручение премии «Глобальная энергия», лауреатами которой стали известный учёный, академик Филипп Рутберг и его коллега из США, профессор Калифорнийского университета Беркли Артур Розенфельд. Награду лауреаты получили из рук президента России Дмитрия Медведева. Академик Рутберг любезно согласился ответить на вопросы STRF.ru.

Рис. 1. Филипп Рутберг считает, что нам нужно срочно реставрировать и обновлять энергетический комплекс. Фото предоставлено Институтом электрофизики и электроэнергетики РАН.

Для справки: Рутберг Филипп Григорьевич, директор Института электрофизики и электроэнергетики Российской академии наук. Родился 22 сентября 1931 года. Окончил юридический факультет Ленинградского государственного университета (1954) и Ленинградский политехнический институт имени М. И. Калинина по специальности «электрофизика» (1961). Начал заниматься научной работой в Физико-техническом институте имени А. Н. Иоффе АН СССР, затем в Институте электромеханики АН СССР, в дальнейшем и во ВНИИ Электромашиностроения. Профессор Санкт-Петербургского государственного политехнического и Балтийского университетов. Автор более 500 научных работ, в том числе пяти монографий и нескольких десятков изобретений, включая международные патенты.
Доктор технических наук, профессор. Действительный член (академик) РАН, член президиума Санкт-Петербургского научного центра РАН, председатель Научного совета РАН «Энергомашиностроение»; имеет правительственные награды, лауреат Государственной премии СССР, Государственных премий РФ и премии Правительства Санкт-Петербурга имени А. Н. Крылова в области технических наук, награждён медалью Питера Марка, почётный профессор Университета Бен-Гурион в Негеве. Именем Рутберга названа малая планета Солнечной системы № 14815.

Болезненные проблемы российской энергетики

— Филипп Григорьевич, прежде всего, разрешите присоединиться ко всем тем поздравлениям, которые, наверное, Вы получили от тысяч людей. Давайте поговорим о проблемах российской энергетики – их много. Какие из них, на Ваш взгляд, наиболее болезненны?

— Самое главное: фактически в течение двадцати пяти лет не производилось обновления оборудования, и очень ограничен был, до минимума, ввод новых мощностей. Считайте, что у нас 180–200 ГВт установленных мощностей, следовательно, по всем законам эксплуатации оборудования и прочего надо было вводить порядка 7–8 ГВт новых мощностей ежегодно, следя одновременно за старыми. Ни то ни другое не делалось. Поэтому сейчас у нас около 60 процентов энергогенерирующих мощностей, то есть электрических станций, работает на изношенном оборудовании. Все ресурсы вышли. Продлевали, продлевали, но уже опасно продлевать, потому что обычный срок работы такого оборудования – двадцать пять лет. При грамотной эксплуатации этот срок можно продлить лет на десять, но не больше.

Это надо исправлять, причём это надо делать ускоренными темпами, если не хотим дождаться больших неприятностей. А они уже случаются. Вспомните Саяно-Шушенскую ГЭС. Случаются неприятности и на тепловых станциях. А у нас большинство энергии производится на подобных станциях, просто такие случаи не так громко известны. Это первое, о чём надо сказать.

Второе: в ещё худшем состоянии распределительные сети. Им тоже не уделялось должного внимания, не было соответствующих вложений. Оборудование устаревшее, не хватает трансформаторных станций. Как иллюстрация: у нас ещё стоят трансформаторы производства Brown, Boveri & Cie 1910 года! Недавно авария была на Васильевском острове, в Санкт-Петербурге, так вот там был такой трансформатор. Он бы и дальше стоял, если бы во время ремонта крыши его не залили водой.

К сожалению, сети в основном не закольцованы. Все более-менее крупные сети надо закольцовывать, чтобы – если что случится – можно было перебросить энергию.

— А у нас этого не делается?

— Только сейчас начинают делать. Но на большинстве территорий не сделано, нет соответствующего оборудования. Поэтому была неприятность в Москве. В Санкт-Петербурге имела место ещё более крупная авария, когда 2 ГВт отключилось. Это недопустимо. Нужны вложения, немалые, но очень нужны. И я бы сказал – немедленно.

Но это только начало. Оборудование надо менять на более современное, новое. Если в советские времена было восемь заводов для большой энергетики, то сейчас реально осталось два – «Электросила» и Лысьвенский завод на Урале, но там производят сравнительно маленькие машины. А газовые турбины мы практически не делаем. Пока идёт только сборка на Металлическом заводе из блоков Siemens. На Невском пытаемся наладить производство турбин малой мощности, вот и всё. А без газовых турбин сейчас никуда. Покупать – дорого. Во-первых, нельзя попадать в зависимость, это вопрос стратегический. Во-вторых, во всём мире сейчас идёт замена энергетического оборудования, мощности заняты. В-третьих, если будем покупать, то скоро не будем понимать, что это такое, с какой стороны подойти. Придётся, как при царе Петре, посылать за границу молодёжь учиться.

Энергомашиностроение у нас раньше было на очень приличном уровне – по паровым турбинам, по генераторам. Сейчас, извините, всё это надо восстанавливать.

Об атомной энергетике я не говорю. Прежде всего надо проверить состояние нынешних станций, комплектацию устаревшего оборудования. Это первоочередная задача.

Кроме того, на тепловых станциях уже несколько десятков лет в мире практически строят установки так называемого комбайн-цикла. Это газовая турбина – котёл-утилизатор – паровая турбина. Тогда у вас электрический КПД может быть 55–60 процентов, плюс 30 процентов – тепловой. То есть экономится энергия.

А у нас на тепловых станциях, где просто паровая турбина, электрический КПД, стыдно сказать, порядка 20 процентов. Остальное идёт на топку атмосферы, а заодно и на её загрязнение.

Для Справки: Премия «Глобальная энергия» была учреждена в 2002 году для поощрения учёных, которые ищут решение самых актуальных энергетических проблем человечества. Размер премии в 2011 году составил 33 миллиона рублей. За девять лет существования её обладателями стали 24 учёных из крупнейших стран мира: Великобритании, Германии, Исландии, Канады, России, США, Украины, Франции, Японии. Неформально за премией «Глобальная энергия» закрепилось название «энергетический Нобель».

Перспективы возобновляемой энергетики

— Вы много говорите и пишете о загрязнённости нашей планеты.

— Загадили, да.

— И Вы предлагаете решение…

— Одно из решений. Я предлагаю решение, связанное с возобновляемой энергетикой. Это одновременно и решение проблемы мусора. Но надо иметь в виду, что возобновляемая энергетика – это не только то, что мы предлагаем. Это и многое другое.

Тут и гидроэнергетика, которая, к сожалению, исчерпала свои возможности. Если малые гидроэлектростанции, горные особенно, ещё имеют какой-то ресурс, то в основном он исчерпан.

Дальше – ветер. Ветряки. В Дании около 19 процентов всей энергии производится ветряками. В Северной Германии их тоже очень много. Ветряки своё место займут. Но, понимаете, у них КПД только 30 процентов: сегодня ветер дует, завтра – нет.

Солнечная энергетика? Безусловно. Но я должен сказать, что она сыграет большую роль в будущем. А сейчас, в силу дороговизны полупроводников и низкой эффективности преобразования, там низковольтный сигнал получается, который ещё надо преобразовать в высоковольтный – я не вижу особых перспектив солнечной энергетики на сегодняшний день. Для локальных вещей – возможно. И для тепла, скажем, в Израиле, в Турции, на юге есть много тепловых трубок, которые нагревают воду, но не генерируют электричество.

Есть ещё энергия приливов, геотермальная энергия…

А есть ещё то, что мы предлагаем. И не только предлагаем – делаем. Судя по всему, в ближайшем будущем это займёт 50 процентов всех возобновляемых источников. А прогнозы, кстати, пересматриваются. Если раньше думали, что через десять-пятнадцать лет возобновляемые источники займут 5 процентов мировой энергетики, то сейчас уже считают, что в развитых странах они займут от 15 до 20 процентов, а это сумасшедшие цифры! Кстати сказать, сегодня атомная энергетика – это всего 5 процентов.

В будущем ещё будет энергетика на органике, атомная энергетика, о чём я упомянул. А там и термоядерная подойдёт, ещё что-нибудь. Но это не скоро. К концу XXI века, в лучшем случае.

Вернёмся к мусору. В чём суть дела? В мире огромное количество отходов.

Огромные площади мирового океана, например, загажены пластиком. За 80 лет накопились целые острова величиной с Техас. Пластик измельчается под воздействием ультрафиолета, но не разлагается. А пластик – это хлор в каком-то смысле. Он отравляет местных жителей, я имею в виду рыбёшек. А от мирового океана 3 миллиарда людей, между прочим, кормится. И у берегов это всё накапливается. Проблема дичайшая.

А для нас пластик – идеальное сырьё.

Я расскажу, как это всё может выглядеть. Строится корабль, на котором размещаются наши установки, можно совместить всё это с атомным реактором, можно без такового. Весь этот мусор можно перерабатывать на месте, вырабатывая энергию, синтетическое топливо, да ещё и океан бы чистили. Эта идея корабля в сочетании с нашей технологией не моя. Я её обсуждал с Евгением Велиховым, с которым мы с 1961 года вместе работаем.

Но мусор везде, не только в океане. Например, в Нью-Йорке каждый человек «производит» 4 килограмма в день только бытовых отходов. А муниципальные отходы включают в себя многое другое. Отходы сельского хозяйства в огромном количестве, слэдж – канализационный ил, водоросли, сельскохозяйственные отходы, токсичные отходы и др. Их и сейчас используют, но часть из них сама по себе не горит. Надо либо жидкое топливо, либо газы добавлять, чтобы уничтожить всё это.

Какие сегодня существуют методы переработки этих отходов? Допустим, сложить в кучу, ждать, пока сгниёт. Но, во-первых, не всё гниёт, во-вторых, в процессе гниения выделяется всякая дрянь, включая диоксины, страшные канцерогены, в атмосферу и почвенные воды. Процесс медленный и опасный.

Второй способ (в основном у нас принят) – вывести в лес и свалить. В результате всё кругом загажено.

Более цивилизованный способ – сжигание. В мире 40 тысяч мусоросжигающих заводов. Но сжигание обычным образом, по старой технологии, идёт при температуре 800–1000 градусов. Это оптимум для выброса диоксинов и цианидов. Страшное дело.

Эти заводы потихоньку закрываются по всему миру. И нам продают устаревшие заводы. На определённых условиях…

Мы предлагаем переход в другое качество. А для этого надо использовать плазменные технологии.