Глубинного тепла земли хватит, чтобы обеспечить человечество энергией навсегда!..

С его историей связаны имена таких известных ученых-академиков, как И.И. Новиков, С.С. Кутателадзе, В.Е. Накоряков. Сегодня институтом руководит член-корреспондент РАН Сергей Алексеенко. Журналу СТИЛЬ он рассказал, сколько мы еще проживем на нефти и какие источники энергии заменят органическое топливо уже через 30 лет.

СТИЛЬ: Сергей Владимирович, какими научными достижениями гордится Институт теплофизики?

СЕРГЕЙ АЛЕКСЕЕНКО: По количеству грантов, которые мы получаем на научные исследования, институт теплофизики входит в топ‑10 по стране: только от Российского фонда фундаментальных исследований мы получаем около 90 грантов, а стипендий президента РФ — 22, что весьма прилично. В целом же то, чем мы занимаемся, можно назвать теплофизическими основами энергетики. Мы выполняем фундаментальные исследования и не ставим перед собой задачи производить технологии: ученые этим не занимаются. Но кое-какие интересные разработки у нас все-таки есть. Например, методика выявления онкологических заболеваний на ранней стадии путем лазерного анализа любой органической жидкости в теле человека, проще всего это сделать для мочи. Это изобретение уже запатентовано и, я надеюсь, скоро будет внедрено в медицинской практике. Еще одна разработка из сферы энергетических технологий — водоугольное топливо. Идея далеко не новая: наверное, многие слышали, что ТЭЦ‑5 была построена именно под водоугольное топливо, но до конца проект реализован не был, в частности из-за быстрого эрозионного износа топливных форсунок. И сейчас мы, наконец, разработали первую в мире систему с форсунками, которые практически не имеют износа, и уже запустили в Кемерово котел, работающий на жидких шламах — отходах углеобогащения. В целом в России контрактов у нас немного: промышленность страны фактически лежит на боку, платежеспособных заказчиков мало. С 1992 года мы имеем постоянный крупный контракт с американской компанией Air Products & Chemicals Inc — занимаемся задачами криогенного разделения воздуха, на что имеется большой спрос со стороны энергетики и космической индустрии. Это хорошее подспорье для нашего бюджета и яркий пример того, как зарабатывает институт.

А сколько зарабатывает институт?

Наш бюджет сейчас составляет 605 миллионов рублей. 245 из них — это госбюджетные деньги, а остальное зарабатывает наш коллектив, в котором трудятся почти 500 человек.

Это не мало, но и не много, учитывая, что вы занимаетесь таким перспективным направлением, как альтернативная энергетика, в том числе энергосберегающими технологиями.

Здесь вы не совсем правы. Россия — добывающее, ресурсное государство. Я интересовался: в 2013 году бюджет страны составил 13 триллионов рублей, из них 5,7 триллиона — это доходы, получаемые за счет нефти и газа. И вот в этих условиях вы говорите: а давайте переключим внимание с нефти и газа на другие источники энергии. Да на вас посмотрят как на идиота. Получение энергии за счет любого вида возобновляемых источников в нашей стране на данный момент просто неконкурентно. А теперь представьте, что произошло падение цен хотя бы на 1 доллар за баррель — это сразу минус 70 миллиардов рублей. А если цены упали со 130 долларов до 30? Невероятные цифры, которые невозможно себе представить. И Россия сама встала на такой путь: вместо того чтобы развивать наукоемкие технологии, мы по-прежнему всё черпаем из-под земли.

А как это делают в других странах?

В США поступили по-умному: они законсервировали значительную часть источников органического топлива и активно развивают альтернативные источники. Очевидно, что, развивая это направление, можно избежать множества экономических проблем. Обратите внимание: национальная валюта полетела только у России, даже в Таиланде соотношение осталось то же самое. Есть еще и экологический аспект, которому мы не придаем значения, а в Европе его важность просто зашкаливает. С 2014 года идет уже восьмая рамочная программа Европейского союза по развитию инновационных технологий, и экология в ней является одним из приоритетов. Я вхожу в рабочую группу по взаимодействию ЕС и России в области энергетики и могу сказать, что сейчас наиболее перспективными на Западе считаются три направления: энергоэффективность, неуглеродная энергетика с упором на развитие возобновляемых источников энергии и вовлечение в указанные выше направления компаний малого и среднего бизнеса. Мне нравится, как западные коллеги решают поставленные перед ними задачи. Выполнили очередную рамочную программу — запустили следующую, но обязательно с учетом выполнения предыдущей. И так далее. А у нас конкурс провели — забыли, программу по энергоэффективности приняли — ничего по ней не делается. Хотя сейчас, казалось бы, наше государство обратило внимание на возобновляемые источники энергии, но действующей системы по-прежнему нет: мечемся от абсолютного отрицания новых технологий до их абсолютного восхваления.

Но институт теплофизики, несмотря на все это, свою работу делает.

Да, у нас есть, например, очень интересный проект по солнцу. У себя в стране мы поддержки в его развитии пока не нашли, поэтому работаем с Казахстаном: в Астане под нашу разработку уже создали целый научный центр. Если конкретно, то речь идет о плазмохимическом методе получения пленочного кремния для солнечных элементов. У нашего изобретения КПД небольшой — около 10%. В мире есть опытные кремниевые модули, дающие и по 30%. Зато наш метод самый дешевый, и кремниевые панели мы предлагаем делать на гибкой подложке. Это значительно упрощает транспортировку и установку: модули легко сворачиваются в рулон и крепятся практически на любой поверхности. Во всем мире солнце считается одним из самых перспективных возобновляемых источников: по некоторым прогнозам к 2100 году 63% всей энергии на Земле будут получать за счет солнца. Это громадные цифры, но в России считается, что гелиоэнергетика нам не нужна, хотя солнечных мест у нас очень много: от южных краев до Якутии. И потом, все забывают, что мы можем не только потреблять, но и производить — поставлять продукцию за рубеж. Напомню, что наш нобелевский лауреат, академик Жорес Алферов лично занимается разработкой солнечных батарей на полупроводниковых структурах, аналогов которым нет в мире.

Помимо солнца есть ли еще какие-то перспективные источники получения энергии?

Конечно. Например, геотермальная энергетика. Вы, конечно, думаете, что это горячая вода, но на самом деле это лишь малая часть того, что можно использовать. Хотя горячими подземными водами Россия тоже очень богата, более всего — Западная Сибирь, Камчатка и Северный Кавказ. В Новосибирской области температура подземных вод доходит до 39 градусов — это уже очень прилично, в Томской области — даже до 85 градусов: бери и используй напрямую. Хочу напомнить, что Институт теплофизики был первым в мире, кто получил электричество из геотермальной воды с температурой 80 градусов на основе бинарного цикла с фреоновой турбиной. Затем проект был закрыт, а в мире сейчас работает более 1000 таких турбин, и все ссылаются на наш опыт. Сегодня делаются попытки возобновить этот проект на Камчатке, используя экологически чистый фреон. Ждем решения РусГидро, в чьем ведении находятся все разработки в области возобновляемой энергии.

По логике, проектами такого масштаба должно заниматься государство. К кому нужно обратиться, чтобы вашими идеями заинтересовались на высшем правительственном уровне?

Хороший вопрос. Я не знаю, к кому обратиться. В этом плане очень позитивный опыт у американцев. В США, как и у нас, есть министерство энергетики — Department of Energy. Но если наше министерство больше занимается текущими проблемами, затыканием дыр, то у них оно занимается всем, включая развитие новых технологий. К примеру, есть раздел возобновляемой энергетики и соответствующие «дорожные карты», где по годам расписано, когда и сколько государственных средств будет выделено на НИОКР (научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки). НИОКР — это всегда зона ответственности государства, потому частный инвестор ни копейки не даст на развитие технологии, которую нельзя мгновенно внедрить в производство. Хотя некоторые крупные западные компании занимаются научными исследованиями для своих целей, но в основном частные инвесторы привлекаются уже на этапе изготовления пилотного образца и доказательства экономической эффективности технологии. Что касается геотермальной энергетики, то в ней есть такой интересный раздел, как петротермальная энергетика, которая основана на использовании глубинного тепла сухих пород Земли (глубины от 3 до 10 километров). Так, на глубине 10 километров температура пород может превышать 300 градусов. Идея извлечения геотермальной энергии твердых горячих пород была высказана еще в 1897 году Константином Эдуардовичем Циолковским, а наш знаменитый писатель-фантаст Владимир Обручев даже нарисовал схему действующей установки. Всё очень просто: достаточно пробурить две скважины, и в одну подавать воду, а из другой получать пар, который поступает в обычную тепловую электрическую станцию. В 1970 году Лос-Аламосская национальная лаборатория США уже провела такой эксперимент и доказала, что это в принципе возможно. В Массачусетском технологическом институте посчитали, что петротермальных ресурсов достаточно, чтобы обеспечить США энергией на ближайшие 50 тысяч лет, а это означает практически навсегда. Кстати, органического топлива на Земле, с учетом урана и газогидратов, хватит на 3000 лет.

Почему же о петротермальной энергетике так мало говорят?

Во‑первых, это чрезвычайно дорого. Бурение скважины глубиной в 10 км обойдется в несколько миллиардов рублей. До 60% капзатрат при сооружении петротермальной станции уйдет именно на бурение. Вторая проблема — создание подземного резервуара с проницаемыми породами, чтобы вода проходила между скважинами. Пород с естественной проницаемостью в мире очень мало. Франции, например, сильно повезло. Близ Парижа породы как раз проницаемые, и там действует петротермальная установка, обеспечивающая энергией значительную часть Парижа. Впрочем, проблема проницаемости пород решаема: нефтяники давно освоили технологию гидроразрыва в скальных породах. При должной подготовке практически в любом месте можно соорудить станцию, которая будет работать сотни лет. В мире уже проведено более 20 крупных экспериментов, доказана экономическая состоятельность предлагаемой технологии. В США в позапрошлом году заработала первая коммерческая станция мощностью 1,7 МВт. К 2050 году 10% всей генерации электроэнергии в США планируется осуществлять за счет глубинного тепла. В пересчете на российские масштабы — это почти половина электрических мощностей в нашей стране. По глобальности данная научная задача сопоставима с освоением термоядерной энергии, но более реалистична, так как тут необходимо решать главным образом технические проблемы.

Наши власти это понимают?

Я недавно делал доклад по петротермальной энергетике на заседании секции энергетики РАН в Москве. Многие считают, что это фантастика. Высказывается даже мнение: «Может, мы не будем упоминать глубинное тепло, а то нам совсем денег не дадут». Вот вам яркий пример того, что даже ученые боятся об этом говорить. Между тем, когда в США к власти пришел Обама, первое, что он сделал, — выделил деньги на НИОКР в области петротермальной энергетики. Бюджет США на исследования в этой области в 2016 году составил уже 45 миллионов долларов. К счастью, и у нас в этом направлении некоторое движение пошло. По итогам заседания мы составили протокол и написали от имени секции энергетики РАН письмо в РусГидро, а мне поручено в ближайшее время подготовить предложения для разработки программы по развитию геотермальной энергетики в России.

Сколько нужно денег, чтобы в ближайшее время вдохнуть жизнь в какие-то масштабные проекты в этой области?

Нельзя вот так просто сказать: «Дайте мне миллиард рублей, и я совершу революцию в науке». Не верьте тем, кто так говорит. Люди, занимающиеся фундаментальной наукой, проводят в стенах институтов и лабораторий большую часть жизни, зная, что их работа может быть хотя и очень важным, но всего лишь шагом на пути к великому открытию. И для нас главное — сделать так, чтобы наши сотрудники получали удовольствие от любимого дела: мы путешествуем, общаемся с коллегами по всему миру, занимаемся творчеством. Наука для комфортной жизни, наука во благо человека, наука для защиты окружающей среды — вот что по-настоящему вдохновляет. И только если у коллектива есть понимание этой высокой гуманистической миссии ученого, есть вера в перспективу, то… тогда и миллиард рублей будет очень кстати (смеется).