Произойдут ли в связи с грядущей EXPO-2017 изменения в системе высшего образования, а точнее, в вузовской науке – об этом наша беседа с учеными энергетиками из Алматинского университета энергетики и связи. В ней приняли участие ректор университета, кандидат технических наук Гумарбек ДАУКЕЕВ, проректор по научной работе и международным связям Вячеслав СТОЯК и молодой ученый Сауле КУМЫЗБАЕВА. Чем сегодня занимаются университетские ученые? Г. Даукеев: Они заняты решением актуальных проблем энергетики, за что электрические станции, электросетевые и другие компании готовы платить (как известно, государство до прошлого года почти не финансировало науку, во всяком случае, в области энергетики). Например, это проблема формирования оптимальной стоимости электроэнергии. Стоимость электроэнергии – один из основных факторов стабилизации цен на все виды производимых в стране продуктов, товаров, услуг и, в силу этого, занимает ключевое место в государственной экономической политике. В стоимости электроэнергии у конечного потребителя в Казахстане особую значимость имеет стоимость ее транзита. Самые крупные по мощности электростанции с самой дешевой электроэнергией располагаются в местах добычи угля (север страны), а самые крупные потребители электроэнергии – на юге и в центральной части. По поручению Правительства наш университет занялся совершенствованием методологии формирования тарифов для национальной компании по межрегиональным сетям АО «KEGOC». Мы посоветовали им сделать неизменным тариф при дальности линий электропередачи свыше 600 км. Таким образом, электричество стало более доступным для населения, а производство – рентабельным, появились новые рабочие места. Вторая не менее важная задача для нас заключалась в разработке цен на электричество и тепло в Алматы. И в первую очередь мы позаботились о малообеспеченной части населения, повысив тариф на электричество, но при этом понизив его на тепло. В итого обе стороны остались в выигрыше. Энергетическая компания «Алматы пауэр консолидейтед» (АПК) получила стабильный (на 6 лет) окупаемый тариф и прибыль за счет увеличения спроса, а жители южной столицы стали экономить дорогую электроэнергию и получили более дешевое тепло. В 2006 году нашу методику узаконили Агентство РК по регулированию естественных монополий и Министерство энергетики и минеральных ресурсов. Также наши ученые занимаются разработкой автоматизированной системы коммерческого учета энергии (АСКУЭ). Экономить киловатт/часы дешевле, чем строить новые источники. Такая система позволяет определять, где, что и сколько расходуется. Комитет таможенного контроля Минфина РК поручил нашему университету разработать АСКУЭ для межгосударственных перетоков электроэнергии, где в двухтысячные годы имела место «неучтенка». Такая система была создана, теперь КТК Минфина РК может вести контроль в режиме реального времени за 60 подстанциями и межгосударственными линиями даже из Астаны. Подобная АСКУЭ может использоваться на предприятиях, в жилых домах, на животноводческих фермах. Кроме этого, мы используем АСКУЭ в нашем университете. Благодаря ей мы поняли, где можно сэкономить электроэнергию, горячую и холодную воду. Учеными нашего университета разработана и запатентована автоматизированная система регулируемого отопления офисных зданий. Мы стали регулировать подачу тепла пофасадно – на солнечной стороне температура нагрева ниже, посуточно – ночью учебные корпуса отапливаются меньше, понедельно – в воскресные и праздничные дни интенсивность отопления также автоматически снижается. При этом экономия достигает 30%. А что делается в университете в сфере «зеленой» энергетики? В. Стояк: Проблемой использования возобновляемых источников энергии ученые университета занимаются со дня его образования. Например, широко известны и находят практическое применение труды профессора Альберта Васильевича Болотова в области использования энергии ветра. За это время сотрудниками университета опубликованы сотни научных трудов, получены десятки патентов на изобретения. В 2006 году руководством университета принято решение считать развитие альтернативной энергетики одним из приоритетных направлений учебной и научной деятельности. Был создан научный центр «Возобновляемые источники энергии и новые технологии в энергосбережении». В рамках этого центра у нас появилась межфакультетская научно-учебная лаборатория «Нетрадиционные возо-бновляемые источники энергии и интенсивное энергосбережение». Ежегодно на развитие ее научной и материально-технической базы университет затрачивает до 15% внебюджетных средств от общей суммы, расходуемой на техническую модернизацию. Сегодня лаборатория располагает рядом исследовательских установок, разработанных сотрудниками и учащимися университета, оснащена самыми современными измерительными приборами и информационно-вычислительными управляющими комплексами. На базе лаборатории проводят научные исследования не только сотрудники и учащиеся нашего университета, мы принимаем на научную практику магистрантов других вузов города. А с недавнего времени в нашем коллективе появились два школьника, которые обратились в лабораторию за помощью в технической реализации разработанного ими солнечного коллектора. Хотелось бы подчеркнуть, что значительным импульсом в развитии направления нетрадиционной энергетики в нашем университете послужило принятие в 2011 году нового закона о науке, который предполагает новые формы финансирования научных исследований. Из выигранных в прошлом году двенадцати грантов три проекта посвящены теории и технике использования возобновляемых источников энергии. Объединение средств, выделяемых университетом и полученных в виде грантов, позволило существенно ускорить работу и расширить технические возможности лаборатории. Например, помимо имевшихся помещений на дополнительных площадях организованы производственный участок и проектно-конструкторский отдел на шесть рабочих мест, оснащенные всей необходимой оргтехникой и программным обеспечением. Не могли бы вы подробнее рассказать о проекте? - Он посвящен актуальной проблеме, отвечающей современным приоритетам научно-технической политики, – разработке новых энергосберегающих технологий и оборудования, вовлечению вторичных энергетических ресурсов и использованию нетрадиционных возобновляемых источников энергии, в том числе энергетического потенциала существующих в природе градиентов температур. В результате анализа ситуации в области электро- и теплоснабжения удаленных районов установлено, что повышается интерес потребителей к созданию собственных автономных источников энергии – особенно в местах, где отсутствует доступ к централизованным системам. Отсюда цель проекта – создание современной высокотехнологичной альтернативы существующим энергоисточникам для автономного энергоснабжения, позволяющей существенно снизить удельные затраты первичного топлива на производство тепловой энергии и обеспечить качественное электроснабжение автономных объектов. Актуальность проекта обусловлена наличием в Казахстане большого числа объектов сельского хозяйства: ферм, поселков, отгонов, лишенных электроэнергии. Количество населенных пунктов, не имеющих электроснабжения, по официальным данным, составляет порядка 5000. Более 180 тысяч хозяйств не подключены к электрическим сетям. Также мы имеем большую протяженность нефте- и газопроводов, автомобильных трасс в местах, лишенных электроэнергии, необходимость электрификации национальных парков, мест туризма. Кроме того, у Казахстана есть международные обязательства по улучшению экологической обстановки и сокращению выбросов парниковых газов. Какие преимущества даст Казахстану создание и широкое применение ваших разработок? - Прежде всего это увеличение производства тепловой энергии на единицу ископаемого топлива в 3-5 раз (по сравнению с наиболее эффективными топливосжигающими котлами) за счет вовлечения неисчерпаемых низкопотенциальных источников тепла. Далее это увеличение производства электроэнергии на единицу ископаемого топлива в 1,5-2 раза за счет сведения к минимуму транспортных потерь. При этом не забывайте о мощной социальной составляющей. Устойчивое и надежное комплексное энергообеспечение автономных объектов повлечет за собой повышение качества жизни населения в отдаленных сельских районах. Значительно повысится производительность труда в сельском хозяйстве и снизятся в отрасли потери продукции. Выше станет производительность труда в энергоснабжающих организациях, поскольку предлагаемые энергоустановки выполняются в необслуживаемом или малообслуживаемом исполнении. Немаловажные факторы в условиях Казахстана – независимость энергоснабжения от погодных и климатических условий при использовании низкопотенциального тепла верхних слоев земли; возможность адаптации к широкому спектру первичного топлива, такого как природный и сжиженный газ, дизельное и биодизельное топливо, биогаз и так далее, исходя из конкретных условий применения. В экспертном сообществе и у производителей электроэнергии существует еще скепсис в отношении альтернативных источников. Как вы думаете, «зеленая» энергетика – это веяние моды или необходимость? Г. Даукеев: Это неизбежность. И неудивительно, что со временем мы все перейдем на альтернативную энергетику. Потому как все минеральные ресурсы закончатся рано или поздно. А вот солнце и ветер будут существовать вечно, то есть пока живо человечество. Но до 2030 года возобновляемые источники энергии составят не больше 10% от общего объема вырабатываемой энергии в Казахстане. Такой долгий переход заключается в дороговизне «зеленой» энергии. Например, для добычи геотермальной энергии необходимо пробурить скважину глубиной не менее 2-3 километров, где каждый километр стоит около 1 миллиона долларов. Причем таких скважин нужно много. Правда, есть места, где геотермальные воды залегают ближе к поверхности, как в Исландии, на Курилах или у нас в Панфиловском районе Алматинской области. Возможно, эту энергию можно будет использовать для отопления города в недалеком будущем. А пока нам нужно поставить альтернативные источники энергии для отдаленных сел, страдающих из-за полного отсутствия электричества и тепла. Впрочем, холдинговая компания «Самрук-Энерго», дающая 40% всей электроэнергии Казахстана, уже сегодня строит ветроустановки возле города Ерейментау в Акмолинской области и в так называемом Чиликском коридоре. По прогнозу, эти ветровые станции будут иметь мощность 45-60 МВт с возможностью расширения до 300 МВт. Также планируется поставить на Капшагае станцию с фотоэлектрическими установками мощностью до 2 МВт. В. Стояк: Большая энергетика – это достаточно консервативная область. И поэтому не следует ожидать быстрых перемен. Главная причина, я согласен, кроется в высокой стоимости оборудования и продолжительности строительства. Но это не означает, что Казахстану не стоит торопиться с внедрением «зеленой» энергетики. Как раз наоборот, в наше время актуальность альтернативных источников постепенно нарастает. Представьте себе, что только за одно поколение человечество израсходовало половину мировых запасов топлива, хотя все месторождения накапливались природой миллионы лет. Поэтому для нашей страны развитие альтернативной энергетики является дальновидным проектом. Однако пока этот процесс идет не так быстро, как хотелось бы. Наверное, оттого, что мы щедро одарены природными ресурсами, и, как следствие, цены на тепло и электричество относительно невысоки. Все это вселяет в казахстанцев необоснованный оптимизм. Но мнение однозначное – альтернативные источники должны сегодня осваиваться, и чем быстрее – тем лучше. Со своей стороны наш университет прилагает для этого значительные усилия. Я имею в виду нацеленную на опережение профессиональную подготовку кадров, создание новых технологий энергосбережения и энергоэффективности путем развития научной, информационной, методической и материально-технической базы университета для учебных, учебно-исследовательских и научных работ в данной области и использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии. В этом же ряду – оказание образовательных услуг другим вузам и организациям, в том числе с использованием новых технологий удаленного лабораторного практикума и удаленного научного (учебно-исследовательского) эксперимента. А также проведение научных исследований и создание новых знаний в области применения ВИЭ, пропаганда достижений в области энергоэффективных технологий, энергосберегающего оборудования, применения технологий использования возобновляемых источников энергии. Ваши прогнозы относительно окупаемости «зеленых» проектов? Г. Даукеев: Возобновляемые источники энергии в наших условиях нужно рассматривать не как бизнес, а как конечный пункт в развитии мировой энергетики. Пока начальная цена энергии, получаемой с помощью ветроустановок, – 20 тенге за 1 кВт/ч при сроке окупаемости 18 лет и двадцатилетнем сроке службы. Вряд ли кому-то понравится получать прибыль только в последние два года. Но это пока. Со временем она станет дешевле и может сравняться со стоимостью электроэнергии от тепловых и гидроэлектростанций (5-7 тн/кВт/ч). Логично было бы спросить, какие изменения произойдут в связи с новой темой в учебном процессе вашего университета? Г. Даукеев: Конечно, «зеленая» энергетика развивается, и кто-то должен ее обслуживать. Но, я думаю, достаточно в уже действующей специальности «Электроэнергетика» создать специализацию «Возобновляемые источники энергии». Также мы должны понимать ответственность перед нашими выпускниками. Ведь мы готовим людей, а не подшипники. Причем выбор своей стези порой дается нам один раз и на всю жизнь. Безусловно, EXPO-2017 – это важное событие, куда потребуются свежие умы, но мы понимаем студентов, которые заботятся о своем будущем, выбирая проверенные временем профессии. Исходя из этого, я обещаю, что если появится потребность в знатоках альтернативной энергетики, мы обязательно подготовим их и сделаем это быстро в рамках специализации. Как АУЭС планирует участвовать в выставке EXPO-2017? В. Стояк: Мы подали несколько заявок на рассмотрение в рабочую группу холдинга «Парасат». Первый наш проект – это компактная моноблочная установка для комплексного энергоснабжения 1-2-квартирного дома повышенной комфортности. Применение такой установки позволит обеспечить круглогодичное устойчивое энергоснабжение (отопление, горячее водоснабжение, электроснабжение и кондиционирование) и при этом затрачивать в несколько раз меньше топлива по сравнению с существующими системами. Такая экономия достигается благодаря применению гибридных систем с предельным, экономически обоснованным замещением энергозатрат возобновляемыми источниками энергии. А второе предложение – это строительство на площадке EXPO-2017 моноблочного теплично-холодильного комплекса на базе разработанной нами тригенерационной энергетической установки. Такой комплекс имеет большую практическую значимость, так как позволяет организовать круглогодичное производство и сохранение сельскохозяйственной продукции в любых климатических условиях Казахстана с минимальным потреблением ископаемого топлива и воды. Мы также предложили к разработке энергетическое использование попутных газов малых нефтяных месторождений для их собственных нужд в тепло- и электроснабжении и выдачи избытков электроэнергии в линии электропередачи до 10 кВ. Как вы думаете, что EXPO-2017 даст полезного Казахстану? В. Стояк: Любая выставка привлекает интерес к стране, на территории которой она проводится. Да и наше Правительство для этого теперь будет активно развивать внутренние проекты, которые достойны поддержки. Также это активизирует молодых ученых, и они станут стремиться к участию в таком важном событии. С. Кумызбаева: Безусловно, ожидаются перемены. Выставка послужит поводом для развития новой тенденции – перехода энергетики на во-зобновляемые источники. Вот этим мы и занимаемся с нашей научной группой – проектируем энергоустановки с высокой степенью автоматизации. А они, в свою очередь, позволят сохранить нашу экологию. Я верю, что EXPO-2017 станет серьезным шагом в развитии казахстанской экономики и науки. У меня пока нет собственных изобретений в этой области, но, работая в команде, я приобретаю практический опыт по созданию совершенных энергетических систем, использующих возобновляемые источники энергии. Надеюсь, что проект, над которым трудится наш коллектив, будет представлять университет на международной выставке в Астане. Сауле ЖАНЫСОВА, фото Бориса Бузина ВИНДРОТОР БОЛОТОВА Об Альберте Васильевиче Болотове и его энергетической установке наш журнал рассказывал в №№ 5-6 за 2011 год. «Виндротор Болотова» вырабатывает энергию, питаясь от ветра и солнца. Эта система экологична, автономна и, как показал опыт ее промышленной эксплуатации, проста и надежна – чего-чего, а ветра и солнца в стране много. Она отвечает общим глобальным тенденциям развития энергетики, поскольку традиционная энергетика уже не успевает за темпами прироста населения Земли: около150 человек каждые 60 секунд! Для сравнения: в ХХ веке при росте численности населения в 3,8 раза произошло 15-кратное увеличение потребления энергии. Но вернемся к виндротору. Установка работает при любой скорости ветра (как минимальной, так и запредельно максимальной), при любом направлении. По данным Болотова, мощность источников энергии, необходимая для покрытия дефицита на отдаленных объектах республики, оценивается на уровне 5 млн. кВт. Исходя из этого, выстраивается перспективный план производства и строительства комплексных энергетических систем в стране, то есть автономных источников питания. Энергия виндротора – бесплатная. Солнце и ветер счетов не выставляют. Не исключено, что центральным звеном EXPO-2017 может стать апробированная и признанная в мире комплексная энергетическая система «Ветровая роторная турбина Болотова». Эти станции компактны, бесшумны, быстро монтируются. Изобретение казахстанского ученого по праву можно назвать инновационным брендом Казахстана.
