Кто приручит Солнце

12-я церемония вручения премии «Глобальная энергия» ещё раз показала, что в российской науке немало перспективной молодёжи

Эта награда присуждается за выдающиеся открытия и разработки в области энергии и энергетики. В перечне номинаций Нобелевской премии, самой престижной в области науки, такой формулировки нет. Инициатору «Глобальной энергии» нобелевскому лауреату Жоресу Алфёрову, а также учредителям – «Газпрому», «Российским сетям», «Сургутнефтегазу» – мечталось, что по размеру и значимости она не уступит награде, завещанной миру Альфредом Нобелем. Размер соблюдён – тут всё в щедрых руках учредителей. Значимость тоже несомненна: обеспечение энергоресурсами в условиях исчерпания углеводородного сырья становится глобальной проблемой цивилизации.

Проблема даже не в запасах органического топлива, их, по заверениям Алексея Конторовича, лауреата «Глобальной энергии – 2009» как раз за апробацию новых методов поиска, разведки и разработки углеводородных месторождений, России с лихвой хватит до конца нынешнего века. Проблема – в нестабильности нефтяного рынка. Снизятся цены на баррель в полтора-два раза, и в каком состоянии окажется наша экономика? Не случайно в структуре мировых энергетических корпораций действуют подразделения, изучающие солнце, ветер, подземное тепло как альтернативы нефти и газу. 

Есть ещё такое понятие, как авторитет премии в мировом научно-технологическом сообществе. Судя по ежегодному росту числа участников и расширению географии представлений на «Глобальную энергию», её авторитет тоже неуклонно растёт. Победителей определяет международный комитет, в объективности которого сомневаться не приходится, особенно после недавнего избрания его председателем известного британского учёного-технократа, лауреата «Глобальной энергии – 2012» Родни Аллама.

Впрочем… Знакомый немецкий журналист, не первый год приезжающий на вручение премии, окинув взглядом группу почётных гостей церемонии, ехидно заметил, что лауреаты «Глобалки» – сплошь геронтократы. Упрёк отчасти справедлив. Заветный приз получают люди, чьи изыскания носят прикладной характер и должны воплощаться в мощных установках – термоядерных реакторах, электростанциях, парогазовых котлах, турбинах, системах трубопроводов, проектирование и создание которых требует серьёзных технологических сдвигов, а значит, не только денег, но и времени. В энергетике надо жить долго. Вместе с тем организаторам из некоммерческого фонда «Глобальная энергия» удаётся разглядеть и молодую научную поросль.

Вообще за 12 лет жизни премия стала отражением тенденций современной энергетики. Как правило, поощряется на паритетных началах, с одной стороны, поиск новых источников и способов получения энергии, с другой – повышение эффективности традиционных технологий и производств. Не стал исключением и нынешний год, что зримо проявилось на первом же мероприятии лауреатской недели – конференции «Инновации в сфере энергоэффективности и энергосбережения в России». За одним спикерским столом сидели лауреат «Глобальной энергии – 2014», корифей атомной энергетики 90-летний академик РАН Ашот Саркисов и четвёрка победителей всероссийского конкурса исследовательских проектов «Энергия молодости» (Михаил Ершов, Александр Чернокульский, Дмитрий Лопатин, Татьяна Панцырная), получивших полумиллионные гранты на исследования в сфере солнечной и биоэнергетики. Они же на равных выступали на симпозиуме «Энергия мысли» в Электротехническом университете «ЛЭТИ» в компании со вторым лауреатом этого года – Ларсом Ларссоном, стоявшим у истоков шведской атомной энергетики. Оба ветерана, Саркисов и Ларссон, удостоены премии «За выдающийся вклад в повышение безопасности атомной энергетики и вывод из эксплуатации ядерных объектов».

Так что, к сведению немецкого коллеги и прочих скептиков, обширная молодёжная программа «Глобальной энергии», запущенная через два года после её учреждения, не менее важна, чем пышные почести лауреатам, которые действительно давно уже всё и всем доказали. Соискатели грантов через сайт премии подают заявки на участие в конкурсе и проходят беспристрастный отбор согласно экспертным оценкам. Именно так достигается всероссийский охват участников и попадание в энергетическую повестку дня с наиболее актуальными темами. Недаром среди выявленных талантов представители большинства федеральных округов. Обязательное условие для победителей – публичный доклад о ходе и результатах проведённых исследований, и отчёты эти звучат по-взрослому, с осознанием своей меры ответственности за энергетическое будущее страны.

Так, Дмитрий Лопатин из Кубанского государственного университета занимается разработкой гибридных фотоэлектрических источников тока. Предложенная конструкция – «бутерброд» из органических и неорганических полупроводников – позволяет упростить технологию производства, увеличить срок службы солнечных батарей, повысить их КПД и снизить стоимость. Мало того, при добавлении титансодержащего красителя полупроводник меняет цвет, что даёт возможность создавать из фотоэлементов красивые композиции. В Политехническом институте Лозанны (Швейцария) уже научились делать из них витражи, вырабатывающие электроэнергию. Пока что в этих разработках больше эстетики, чем экономики. Но важен тренд. С таких конструкций начинается мода на солнечную энергетику, которая обеспечит её популярность. В сущности, полагает Дмитрий, конкурентоспособность солнечной энергетики определяется не КПД фотоэлементов (который вырос уже до 44,7 процента), а умением её хранить. Энергия из солнечных лучей вырабатывается и потребляется в разное время. Кто научится её запасать, сделает дешёвый аккумулятор, тот и победит на энергетическом рынке.

Александр Чернокульский из лаборатории теории климата Института физики атмосферы имени А.М. Обухова РАН прогнозирует прирост гелиоресурсов, обусловленный глобальным потеплением. С повышением температуры происходит перераспределение типов облачности: становится меньше слоистых облаков и, соответственно, пасмурных дней с обложными дождями и больше кучевых облаков, связанных с ними ливней и прояснений. Меняется соотношение энергии, поступающей от прямых солнечных и рассеянных лучей, что важно учитывать при выборе типа фотоэлементов. Анализируя климатические модели для России в XXI веке, молодой учёный отметил тенденцию движения циклонов, несущих облачность, к северу, а вот на юге европейской части страны и Дальнего Востока ожидается рост гелиоресурсов на 5–10 процентов. Перспективными для развития солнечной энергетики признаны также Забайкалье, Амурская область, Хабаровский край, Приморье и даже юг Якутии. Там, в удалённых от ЛЭП районах, разумно использовать автономные гелиоисточники.

Отбирая соискателей грантов, организаторы убедились в том, что некоторые молодые учёные уже выполнили разработки, имеющие практический эффект. Так возникла идея ещё одной премии – за реализованные инновационные проекты «Энергия прорыва», которая отныне вручается в связке с большой «Глобальной энергией». Первым её лауреатом стал сотрудник Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН Дмитрий Малевский, тоже работающий на ниве солнечной энергетики.

Он разработал высокоточный инструментарий для измерения параметров (ток, напряжение, максимальная мощность, спектральный состав излучения, уровень солнечной радиации на поверхности и т. д.) как отдельных кремниевых (аморфных и кристаллических) и гетероструктурных фотоэлементов, так и целых батарей. Без этих данных невозможно оценить эффективность, надёжность, сроки эксплуатации преобразователей неисчерпаемой энергии нашего светила. Так совпало, что Дмитрий – прямой научный наследник академика Жореса Алфёрова, горячего приверженца солнечной энергетики, разработавшего для неё уникальные полупроводниковые гетероструктуры, мальчишкой слушал его лекции в стенах физико-технической школы на улице Хлопина. А ныне работает под руководством ближайшего ученика нашего нобелиата – заведующего лабораторией фотоэлектрических преобразователей профессора Вячеслава Андреева. В лабораторию Дмитрий попал студентом Политехнического университета в поисках летнего приработка. И, как говорит, почувствовал себя в дружной семье – есть люди, которые знают, как сделать фотоэлемент и как измерить его параметры.

«Прорыв» – это всегда выход в новое пространство. В данном случае пространство космическое, где солнечная энергетика уж точно вне конкуренции. И лучшей аттестацией Дмитрия Малевского служит тот факт, что созданные с его непосредственным участием измерительные комплексы внедрены на предприятиях «Роскосмоса» для предполётных испытаний солнечных батарей, которые затем отправляются на орбиту. Кстати, премия поможет ему сделать новый шаг в научной карьере: как признался Дмитрий, наконец-то систематизировал материалы для защиты кандидатской диссертации.

Вручая Дмитрию Малевскому заслуженную награду, председатель международного комитета по присуждению «Глобальной энергии» Родни Аллам, оговорившись, сказал, что размер её составляет миллион евро. И с улыбкой исправился: миллион рублей, но, может быть, в следующий раз…

Что ж, подождём следующего раза?