Энергия — бог цивилизации

Академик РАН Олег Фаворский: "Еще десятки лет самая выгодная энергетика в России будет на газе"

Олег Николаевич Фаворский (род. 1929) — советский и российский учёный, доктор технических наук, специалист в области теплотехники энергетических установок, академик АН СССР (1990) и РАН (1991). Основные работы связаны с исследованиями тепловых и физико-химических процессов в газотурбинных двигателях, в наземных и космических энергоустановках, с изучением влияния авиации и энергетики на атмосферные процессы. Ниже размещена его беседа с Владимиром Губаревым. Текст приводится по изданию: "В мире науки", 2017. №11.

Основа развития нашей цивилизации — энергия. Так было в далеком прошлом, и с тех пор мало что изменилось: энергия по-прежнему определяет нашу жизнь, только тепло костра заменили рев моторов, электрические лампочки и теплые батареи в квартирах. Энергия — бог цивилизации. Академик Олег Николаевич Фаворский всю свою жизнь служит именно этому божеству.

— Не миф ли то, что называется экологически чистой энергетикой?

— Нет, не миф. Приведу свои соображения. С одной стороны, уже много лет ведущаяся во всех видах печати пропаганда того, что человек влияет на климат, — это сознательный обман. Поясню почему. Мы уже 15 лет публикуем работы, которые показывают, что в лучистом теплообмене «космос — Земля» 60% всех видов излучения, от ультрафиолетового до инфракрасного, определяют пары воды, а углекислый газ — только 4%! А пары воды напрямую зависят от температуры океана. Поэтому климат связан с парами воды, а не с углекислым газом. От чего же зависит температура океана, никто объяснить не может — то ли это влияние солнечного излучения, то ли влияние каких-то процессов, идущих в глубинах Земли, то ли это гораздо сложнее, поскольку все процессы не постоянные, а меняющиеся. Но, во всяком случае, количество паров воды в атмосфере определяет только температура океана. Поэтому говорить, что человек влияет на климат через CO2, — это сознательный обман.

— В таком случае ученые ведут себя по отношению к обществу не очень корректно, мягко говоря?

— Не все. Только те, которые идут на поводу у политиков.

— Что вы имеете в виду?

— Например, тот же Монреальский протокол. В нем речь шла об озоновых дырах: мол, они образуются из-за фреона, который используется в промышленности. Это был обман. И компании, проталкивавшие этот протокол, заработали более 8 млрд за счет запрета фреона и использования новых газов в холодильных устройствах. Потом была кампания по поводу утечек метана из газопроводов — мол, он тоже определяет температуру на Земле. Чистый обман! Наши геологи показали, что только выделение метана в северной части России летом из земли гораздо больше, чем все утечки из газопроводов. Проблема CO2 действительно существует, но это не климат — это экология. Разделять климат и экологию чрезвычайно важно. Безусловно, для человека, для животного и растительного мира диоксид углерода очень важен. Без углекислого газа растительного мира не будет. Поэтому когда говорят, что надо уничтожить CO2, люди не думают о том, что будет тогда с растительным миром. Но еще страшнее, когда при горении выделяются продукты, связанные с серой и с тяжелыми металлами. Однако все это не имеет отношения к климату.

— Считается, что энергетика наряду с металлургией, химией очень плохо влияет на экологию. Как должна развиваться энергетика?

— Уверен, что еще десятки лет самая выгодная энергетика в России будет на газе. Другое дело, что ее надо совершенствовать.

— Помню, вы выступали почти два десятилетия тому назад на форуме, который был организован академией наук. Разговор шел о будущем энергетики. Вы говорили, что самое главное — это газотурбинные установки…

— Точно.

— Где же они?

— Их практически нет. С развалом Советского Союза было утрачено влияние государства на промышленную политику. Раньше министерства отвечали за отрасль. Например, Министерство авиационной промышленности отвечало за разработку и эксплуатацию авиационной техники, обеспечение отрасли персоналом и т.д.

— А почему пример взят вами из авиации?

— Я в 1951 г. окончил Московский авиационный институт. Это был первый выпуск специалистов по реактивным газотурбинным двигателям. Руководитель моего дипломного проекта, профессор К.В. Холщевников, был крупный ученый, сделавший большой вклад в развитие двигателестроения. Он меня сразу же взял на работу в Центральный институт авиационного моторостроения (ЦИАМ). Я там прошел путь от инженера до заместителя директора. Моя кандидатская диссертация была посвящена разработке теории двухвальных газотурбинных двигателей. Нам тогда впервые пришла идея разделения на два вала, чтобы резко улучшить работу компрессора. Эту идею мы передали в конструкторское бюро А.А. Микулина, и они сделали первый в стране двухвальный двигатель АМ‑11, который обладал большими запасами устойчивости против помпажа.

В это время запустили атомный реактор в Обнинске и началась работа по авиационному атомному двигателю. Начали разрабатывать два типа авиационных атомных двигателей: один — в конструкторском бюро Н.Д. Кузнецова в Самаре, это двигатель, в котором реактор нагревал жидкий металлический теплоноситель и в теплообменнике отдавали тепло в воздух, а другой — в конструкторском бюро А.М. Люльки в Москве, в котором непосредственно в реакторе нагревался воздух. Открытая схема и закрытая схема. Теоретическими разработками их обеспечивали мы в ЦИАМ под руководством К.В. Холщевникова. Я вел открытую схему, Б.Н. Амелин — закрытую. Моя книжка «Теплотехнические расчеты ядерных реакторов» вышла в 1960 г. Это была секретная работа. Атомные установки тогда активно продвигались.

— Их даже ставили на самолеты.

— Было и такое. Но потом начала бурно развиваться ракетная техника, и наше направление было закрыто, хотя уже можно было приступать к эксплуатации. И мы переключились на использование атомной энергии в космосе. На космические энергетические установки — газотурбинные, термоэмиссионные, термоэлектрические. Создали их очень много. Десятки из них летали. На этих установках я делал докторскую диссертацию.

— Сейчас к ним возвращаются. А дальше?

— В 1973 г. я начал работать в ОКБ «Союз». Был ответственным руководителем и главным МНПО «Союз». Мы создавали двигатели для истребителей вертикального взлета и посадки начиная с Р‑38‑300 для самолетов А.С. Яковлева Як‑38, который много лет летал на авианосцах. Потом он сделал сверхзвуковой Як‑41. Для него под моим руководством был создан двигатель Р‑79 В‑300. Кроме того, в конце 1970-х гг. в «Союзе» создали первый в мире газодинамический лазер (с отбором воздуха от Р‑38‑300) мощностью 189 кВт, непрерывно работающий много минут. Таких в мире не было, это было засекречено. Его долго испытывали в НИИ ВВС. С этими работами знакомились известные академики Ю.Б. Харитон, Н.Н. Семенов, Б.В. Бункин, А.П. Александров и другие. В 1970-е гг. в «Союзе» был создан также малоразмерный ТРД для крылатых ракет, за который в 1982 г. я получил Ленинскую премию. В 1960‑е гг., когда я начинал преподавать в МФТИ, мною были выпущены учебные пособия по космическим энергетическим установкам и теплообмену в космосе. В 1964 г. вместе с коллегами издал первый «Справочник по свойствам газов при высоких температурах».

— Правда, что вас из Лужников «выселил» академик П.Л. Капица? По звуку во время испытаний двигателей он подсчитал их мощность и доказал, что никакой секретности нет, если вы испытываете двигатели в Лужниках.

— Верно. Экспериментальную базу переместили в Тураево. Там была создана огромная экспериментальная база ЦИАМ, она и сейчас там есть. Почему я все это рассказываю? Лазер был сделан почти 40 лет назад. Сейчас к этому лазеру вернулись, так как нужны устройства такого типа. Но оказалось, что все уничтожено. Ничего не осталось, ни одного документа! И теперь все надо начинать сначала.

— Вы активно работали в самых разных областях — от тепловых станций до космических аппаратов...

— В академию наук меня выбрали членкором в 1981 г. и сразу же включили в ученый совет, который назывался «Комиссия по газовым турбинам Академии наук». Академиком АН СССР я избран в 1990 г. Восемь лет был руководителем отделения физико-технических проблем энергетики. С середины 1990-х гг. начал активно заниматься газотурбинными двигателями для энергетики. Как известно, в России была создана первая газовая турбина мощностью 100 кВт.

— Это когда было?

— Где-то в конце 1950-х гг. на Ленинградском металлическом заводе.

— Есть турбина, есть газ. Почему мы не развивали это направление так интенсивно, как это делали американцы?

— В то время предпочтение отдали атомной энергетике. Все силы государства бросили на нее. И газотурбинную энергетическую технику практически забросили. Но потом, когда в мире поняли, что на одной атомной энергетике не проживешь, особенно после случившихся катастроф, начали возвращаться к газовым турбинам. И сейчас их развитие в мире чрезвычайно высокое.

— А у нас?

— В СССР было семь самолетных конструкторских бюро. Сейчас — только одно ОКБ им. П.О. Сухого. Остальные в очень слабом состоянии. Было девять двигательных конструкторских бюро. А сейчас в хорошем состоянии только Пермское конструкторское бюро. Они выжили лишь благодаря газотурбинным установкам для газоперекачки. И сейчас они сделали, наверное, около тысячи установок. А потом начали заниматься авиационными двигателями.

— Олег Николаевич, в каком состоянии находится современная энергетика России?

— С моей точки зрения, кроме атомной энергетики она очень устарела. Проблему должно решать государство, надо создавать конструкторские бюро, возрождать производство. Сейчас только в Рыбинске есть производство газотурбинного двигателя для электростанций. Там же можно делать и парогазовые установки с очень высоким КПД. Производству в Рыбинске уже много лет, но модернизацией установки как следует не занимались. Сейчас что-то начинают делать. Тогда это будет единственная мощная российская установка. А все остальное, что есть в России, делается по лицензии.

В газотурбинной установке самая «мозговая» часть и самая дорогая — это сама газовая турбина и камера сгорания. Все самое сложное, что есть — по теплообмену, прочности, всем видам нагрузок, которые только можно придумать, — это лопатка газовой турбины. Сложнейший инструмент. Одна лопатка мощной газовой турбины стоит дороже престижного легкового автомобиля. Поэтому газовая турбина и камера сгорания поставляются в Россию с Запада, у нас они не производятся. Фирма бережет свои секреты, и это естественно — зачем плодить себе конкурентов?

— И мы вынуждены, как на заре капитализма, использовать паровые турбины?

— К сожалению. Оборудование электростанций — это главным образом паровые турбины, работающие на газе. Это допотопные технологии. Как паровоз начала ХХ в. Если такие турбины заменить на современные парогазовые установки, экономия для государства составила бы 60 млрд м3 газа в год. Это больше, чем идет по «Северному потоку».

— У нас же есть опыт создания установок. Куда делись предприятия и специалисты, которые занимались газовыми турбинами?

— Ленинградский металлический завод, который создал первую в мире газовую турбину, сейчас принадлежит Siemens, и создает турбину Siemens. В этой турбине, кроме камеры сгорания и лопаток, которые везут из Германии, все наше. Впрочем, все можно делать у нас. Это может подтвердить и академик Е.Н. Каблов. Он говорит, что есть все материалы, есть все станки для обработки.

— Он же сделал лопатки и для самолетов, и для подводных лодок?

— Конечно. Он слов на ветер не бросает.

— А как вы считаете, чем бы мы сейчас могли гордиться в энергетике, в науке?

— Атомной энергетикой. Сейчас у нас она наиболее развита, в этом нет никаких сомнений.

— Вы имеете в виду новые реакторы?

— Новые надежные реакторы. Но ни в коем случае нельзя делать всю ставку в стране на атомную энергетику.

— Но и на один газ нельзя ставить тоже?

— Должен сказать, что разговоры о газе, о том, что он закончится через 50–70 лет, — это тоже не очень серьезно, потому что в океанах есть его огромные запасы, надо только научиться перерабатывать.

— Вы имеете в виду газогидраты?

— Конечно. Газа очень много, хватит на много лет. И это самая дешевая энергетика. Некоторые специалисты делают ставку на возобновляемую энергетику. Ее безусловно надо развивать. Но полностью обеспечить энергией за ее счет невозможно, ни ветряная, ни солнечная электростанции постоянно работать не могут, это все циклическое производство.

— Была идея выводить на геостационарную орбиту большие электростанции и оттуда брать энергию.

— Я в это не верю. Как передать на Землю энергию с орбиты? Если это какой-то луч — представьте себе случайность, и луч пошел в сторону….

— Бытует мнение, что в академии наук кризис идей. А мы с вами немного поговорили — и вот уже один из крупных проектов: создание отечественной современной газовой установки.

— Это идея, одобренная президентом РФ В.В. Путиным. Пора отказаться от иллюзий, что все можно купить на Западе.

— Такой проект, как мне кажется, подобно локомотиву, может вытащить многие отрасли. Тем более что газотурбинные установки можно и нужно использовать везде. Не только для перекачки газа, но и в авиации, и на флоте.

— Конечно. Об этом я говорил и в Китае, откуда недавно вернулся. На мой взгляд, для наших стран чрезвычайно важно создать небольшую газотурбинную установку, которая работала бы на бытовых и сельскохозяйственных отходах, на отходах лесопереработки, уничтожала бы весь мусор.

— Это уже чистая экология!

— Да, создание небольших установок улучшило бы местную экологию. С другой стороны, в мире сейчас идет децентрализация энергетики. Вместо длинных тепловых сетей с горячей водой, сетей высокого напряжения надо делать много мелких электростанций. И надежность снабжения электроэнергией резко повышается, и экономичность хорошая. И в России, и в Китае можно делать десятки тысяч маленьких установок. Если будет налажен массовый выпуск таких электростанций, это значительно снизит их стоимость. Там возникает другая серьезная проблема — сжигать мусор таким образом, чтобы продукты сгорания были экологически чистыми. Но для этого у нас тоже все есть. В Санкт-Петербурге есть наш институт, который делает плазменные нейтрализаторы. Сжигаются санитарные отходы, и выходит практически чистый воздух.

— Олег Николаевич, мы упомянули Китай. Вас там любят, уважают и награждают. За что?

— В Китае в конце 1980-х гг. в городе Чэнду был создан газотурбинный институт GTE (Gas Turbine Engines). За основу был взят наш ЦИАМ. В начале 1990‑х гг. меня отправили в командировку в этот институт. Нужно было помочь в организации расчетов компрессоров и турбин. И мы начали учить китайских коллег проектировать двигатели, создавать стенды для испытаний. Первые образцы привозили в Москву и испытывали в ЦИАМ. Еще один мощный газотурбинный испытательный и проектировочный центр построили в Чжучжоу. В Шэньяне построили мощный авиационный газотурбинный центр. В Пекине открыли аэрокосмический университет...

— Это все появлялось на ваших глазах?

— И при нашем участии. Мы начали работать с этим газотурбинным институтом, затем с тремя конструкторскими бюро. Начали проектировать с ними газотурбинные авиационные двигатели. Два-три раза в год туда ездили сотрудники из ЦИАМ. Мы вместе проработали 25 лет. В начале сентября этого года мне сообщили, что правительство Китая наградило меня орденом Дружбы. Им награждают только иностранцев, оказавших помощь в развитии Китая. За 50 лет они наградили около 1,5 тыс. человек. Из них я третий русский.

— Ваше впечатление о том, как в Китае осваивают самую современную науку.

— Они это делают очень активно. Причем пытаются все практически сразу внедрять.

— В Китае приняли обширную программу пропаганды науки и техники. Вся нация к 2049 г. должна быть подготовлена именно в этой области. И ученый там — одна из самых уважаемых профессий.

— Это безусловно.

— Оказывается, в Китае везде есть английские школы, французские, немецкие, а русских нет. Есть только классы. Мне кажется, мы много говорим о дружбе с Китаем, а в реальности нас опережают…

— К сожалению, мы можем сейчас дать китайцам значительно меньше, чем американцы. И это реальность. Мы видим, как они развиваются. В Китае сейчас ветровых электростанций по мощности больше, чем у всех остальных в мире. В Китае налажено колоссальное производство техники, чипов и т.п. У них сейчас самые лучшие и мощные компьютеры, суперкомпьютеры. Построено много железных дорог, по которым поезда едут со скоростью 350 км в час. Уже есть дорога, где пробуют поезда со скоростью чуть ли не 500 км в час. Это современный Китай.

— Мне нравится, что там царит оптимизм. Он чувствуется везде.

— Да, это так. Они уже могут говорить, что Китай — локомотив цивилизации. Этим действительно можно гордиться.

— А мы когда вновь станем оптимистами?

— А разве мы потеряли веру в будущее? Мы всегда были оптимистами, только иногда больше, чем сегодня.

Пишет Николай Подосокорский (philologist)
2017-11-24 https://philologist.livejournal.com/9824686.html