Энергетика непроизвольно становится предметом познания и изучения в каждой школьной дисциплине. Просто мы, как правило, не говорим об этом напрямую. Сегодня эта отрасль создания и производства энергии меняется на глазах. Появляются автономные мобильные энергосистемы, бионические роботы на водороде, посёлки без ведущих к ним проводов, но с солнечными панелями и цифровыми диспетчерами. И школьники, которые это обсуждают, вовсе не мечтают стать электриками.
О том, как показать, что энергетика – рядом с каждым из нас каждый день, мы поговорили с Игорем Чаусовым, директором аналитического направления Центра энергетических систем будущего «Энерджинет». Он занимается не просто наукой или инженерией, а самой передовой частью энергетики: поддержкой новых бизнес-моделей и российских технологий на мировом рынке, законодательными изменениями, связанными с накопителями энергии, локальными энергорынками, роботизацией, электромобилями и водородом.
И главное – он умеет объяснять, зачем всё это школьникам, и почему энергия – это не только про провода.
Между физикой и обществознанием – энергетика
Энергетика – это точка, в которой пересекаются физика и экономика, химия и социология, биология и информатика, география и история. Если внимательно присмотреться, каждый школьный предмет уже говорит об энергии – просто разными словами. Это не непонятная область работы для взрослых инженеров. Это разговор, который можно начать ещё в школе – и который может пройти через все уроки.
По данным Международной организации труда (МОТ), ожидается, что к 2030 году в мире появится 18 миллионов «зеленых» рабочих мест. Тренд очевиден: в энергетике будущего будут нужны не только физики, но и экологи, химики, айтишники, социологи, психологи, дизайнеры и даже лингвисты. Всё это – те профессии, о которых дети могут начать думать уже в школе. Но чтобы они увидели свой путь, важно показать, как много энергии – в их собственных предметах и вопросах.
Можно, конечно, дать ученикам формулу мощности и задачу посчитать, сколько ватт потребляет холодильник. Но от этого никто не почувствует, почему энергия сегодня — это про людей, роботов, территории, города и будущее.
Настоящий разговор начинается не с задачника, а с вопроса. Например, почему электромобили в Непале стали массовыми раньше, чем у нас? Можно ли в деревне жить без сетевого электричества – и как это влияет на сообщество? Кто должен отвечать за обеспеченность энергией: государство, бизнес, человек?
Мы предлагаем примеры вопросов, задав которые на уроках, можно увидеть, как энергия прячется даже в самых неожиданных темах – и оживляет их.
История. Светлое будущее на солнечной тяге
История энергетики – это история перемен. В 1920-х электрификация была национальной идеей. Ленин не верил, что победа новой власти возможна без неё. Почему он так считал? Действительно ли электрификация многократно увеличивала шансы на то, что власть коммунистов установится и приживется надолго? А почему? Эти вопросы сильно расширят представление школьников (а, может быть, и учителей) и об историческом контексте, и о возможностях энергетики.
А если бы Ленин жил в XXI веке, он бы сказал: «Коммунизм – это советская власть плюс… интернет энергии?» Какая технология точно бы была в фокусе его государственных интересов? Пусть ваши ученики спорят, смеются, задают вопросы.
Биология. Почему ты не амёба — и при чём тут энергия
Почему эволюция выбрала многоклеточных? Потому что жизнь на одном дыхании – не самая эффективная стратегия. У одноклеточного организма всё в одном флаконе. Он дышит, ест, передвигается одной-единственной клеткой. Но у такого существа – предел. По скорости обмена веществ, по количеству энергии, которой оно может обмениваться с окружающей средой и многим другим параметрам. Многоклеточный организм похож на распределённую энергетическую систему. Каждая клетка в нём – не универсальный солдат, а специализированный элемент. Есть те, кто производит энергию. Те, кто её передаёт. Те, кто запасает. То есть, по сути, тело – это слаженный энергетический проект. Сравните метаболизм бактерии и человека. А потом аккумулятор телефона или электробуса и систему электроснабжения поселка.
Всё это – примеры одной и той же задачи – как собирать, использовать и перераспределять энергию так, чтобы хватило на сложную жизнь. Это уже не просто биология. Это инженерное мышление.
Самые крупные из действующих предприятий по производству «зеленого» водорода, вырабатываемого из воды электролизом при помощи солнечной энергии, находятся в Китае:
1. Электролизный завод Ningxia Baofeng Energy Group мощностью 27 тыс. тонн водорода в год на базе солнечной электростанции мощностью 200 МВт и расположен в Нинся-Хуэйском автономном районе.
2. Электролизный завод Xinjiang Green Hydrogen Plant компании Sinopec мощностью 20 тыс. тонн водорода на базе солнечных и ветровых электростанций общей мощностью 300 МВт расположен в уезде Куча в Сицзян-Уйгурском автономном районе.
Кроме того, в июле во Внутренней Монголии, в г. Чифэн (КНР) заработал завод Envision Chifeng по производству «зеленого» водорода и аммиака мощностью 320 тыс. тонн по водороду.
Химия. Водород как вещество свободы
Водород – не просто элемент. Это символ новой энергетики. Его можно хранить, передавать, производить из воды. На выставке в Японии показали бионического коня – он скачет, везёт человека, при этом работает на водороде. Это не фантастика, а реальный инженерный проект. Когда ученики это видят – у них не возникает вопроса, зачем нужен водород. Возникает вопрос: «А как это вообще работает?» И это уже химия, физика, энергетика и технологии – в одной точке. Но водород вызывает и страхи: «взрывоопасно», «непонятно», «не для нас».
Пусть школьники попробуют разобраться, а потом убедить «бабушку» из вымышленной деревни, что водородная установка ей не повредит.
Это будет и химия, и социальное моделирование, и риторика.
Интересный факт. В Тикси в Якутии особые ветроустановки работают даже при −50 °C и выдерживают ураганы со скоростью до 70 м/с
Физика. Свет, магнит и немного волшебства
Покажите видео с поездом на магнитной подушке – и спросите: а если бы в вашей области строили такой? Какие силы тут действуют? Почему нельзя использовать обычные колёса?
Ещё один пример: сравнить мощность обычного фонарика, лазерной указки и светодиодной панели. Откуда такая разница? Как связаны сила тока, энергия, тепло и свет? Главное – не просто объяснить, а дать детям почувствовать, что физика – это не формулы на доске, а технологии, которые можно трогать руками.
География. Поставь ветряк, если сможешь
Спросите о том, где в вашем городе или области можно поставить ветряк? А солнечную панель? А можно ли жить за счёт реки или леса? Пусть класс соберёт энергетическую карту будущего: наложите карту региона на карту ветров, солнечной активности, гидроресурсов.
Дальше – начинается игра. Кто выбирает ветряк на холме? Кто – малую ГЭС на берегу? Кто строит сеть с накопителями? Можно устроить дебаты: где дешевле, а где – надёжнее? Где мешает экология, а где – экономика?
География превращается в проектирование. А урок – в стратегическую симуляцию.
Социология. Когда технология приходит быстрее, чем доверие
Почему одни люди ставят себе солнечные панели, а другие смеются над этим? Пусть школьники поговорят о том, что мешает людям принимать новые технологии. Это может быть страх, недоверие, усталость от перемен. А может – простое: «А вдруг соседи скажут, что вы чудик?» Значит, энергетика – это не только провода, но и социальные отношения. И это отличная тема для классного часа или дискуссионного клуба.
Информатика. Если бы мэр был программистом
Например, можно создать программу, которая рассчитывает, сколько энергии даст солнечная панель на крыше школы. Или игру, где ученик – мэр маленького города, и ему нужно выбрать: ветряк, ГЭС или дизельный генератор? Как сделать, чтобы энергии хватило на больницу и школу? Это не обязательно сложный код. Это погружение в мышление проектировщика.
Энергетика есть практически в каждом предмете. Всё, что описано выше – не набор заданий, а способы заставить учеников почувствовать, что энергия – это их дело. Можно жить так, как будто электричество – просто незаметный фон. А можно видеть, как оно меняет деревни, архитектуру, роботов, отношения между людьми – и даже самих людей.
Пусть ваши ученики увидят – у каждого есть шанс включить энергию. Не только в розетке, но и в себе.
Опубликовано в журнале "Юный киберфизик", №3, 2025 г.