Общее собрание академии наук СССР (3-5 февраля 1964 г.) (стр. 5 )

30

ОБЩЕЕ  СОБРАНИЕ  АКАДЕМИИ  НАУК  СССР

Конечно, строительство экономичных гидроэлектростанций будет продолжаться, и в ряде крупных районов их роль в энергоснабжении и особенно в решении комплексных вопросов водного хозяйства будет весь­ма велика. Однако доля их участия в общей выработке электроэнергии в стране останется к 1980 г., как и теперь, на уровне примерно 20%..

Такие источники энергии, как морские приливы, экономически вы­годны лишь в отдельных точках океанского побережья.

Тепло земной коры, в первую очередь ее поверхностных слоев, мо­жет быть эффективно использовано для энергетики там, где на неболь­ших глубинах имеются значительные запасы пара, например на Кам­чатке (там уже развертываются работы по строительству станции про­мышленного масштаба). Однако такие установки могут иметь значе­ние лишь для отдельных вайонов. Громадные ресурсы глубинных слоев земной коры, о которых сейчас ставится вопрос в связи с развитием глубокого бурения, существуют, конечно, повсеместно. Но малая теп­лопроводность горных пород делает возможным эффективный отвод тепла от них только там, где природа сама создала естественно разви­тые поверхности теплоотдачи — пористые или сильно трещиноватые породы, особенно, если поры уже заполнены паром.

Огромные ресурсы ветра и солнечной радиации из-за непостоянства во времени и главное рассредоточения по поверхности Земли непригод­ны для выработки энергии в крупных масштабах. Всерьез говорить об использовании солнечной радиации в большой энергетике можно будет лишь в том случае, если удастся разработать, например, эффективные-полупроводниковые фотоэлементы со стоимостью единицы поверхности в тысячи раз меньшей, чем сейчас.

Таким образом, по крайней мере до того времени, пока физики не решат проблемы управляемых термоядерных реакций, основными источниками большой энергетики остаются отчасти энергия рек, а глав­ное-— ископаемые топлива, органические и ядерные. Однако громадные ресурсы органических топлив распределены по территории страны весь­ма неравномерно. В Европейской части страны, включая Урал, разве­данных запасов ископаемых топлив, пригодных для разработки с уме­ренными затратами по 10—12 руб. за топну условного топлива, явно недостаточно для покрытия растущих потребностей этого наиболее на­селенного и промышленно развитого района. Трудно ожидать ради­кальных изменений и в дальнейшем. Более того, следует полагать, что дефицит энергоресурсов в Европейской части СССР в перспективе бу­дет расти.

Вместе с тем восточнее Урала имеются огромные запасы очень де­шевых углей центральной Сибири; только в Канско-Ачинском бассейне можно добывать с расчетными затратами по 1,5—2 руб. за тонну до 500 млн г условного топлива в год, т. е. почти половину всей потребно­сти страны в 1965 г. Там же сосредоточены уникальные гидроресурсы Ангары и Енисея. Правда, в Сибири до последнего времени не было-обнаружено большой нефти и газа, но сейчас становится все яснее, чтор. северо-западная Сибирь — один из крупнейших в мире нефтегазонос­ных районов, и это делает целесообразным значительное увеличение темпов развития в Сибири промышленности, особенно химической, ко­торой не хватало пока самого выгодного для нее сырья — нефти и газа.

Однако все эти громадные ресурсы энергии отдалены от основного потребителя — Европейской части СССР и передача их или путем газо­провода или в виде электролиний сверхвысокого напряжения обходится в 2—4 раза дороже их стоимости на месте. Поэтому и в перспективе останутся районы дорогого топлива — Европейская часть Союза и райо-

СОСТОЯНИЕ  И  РАЗВИТИЕ  НАУКИ  8  1963  Г.

31

ны очень дешевого топлива — центральная Сибирь и Средняя Азия. Таким образом необходимо решительное смещение энергоемких потре­бителей на Восток в районы дешевого топлива — это даст громадную экономию и по капиталовложениям и по себестоимости продукции, при­том не только для алюминия, но и для черной металлургии, ряда хими­ческих производств.

Значительную роль в смягчении дефицита знергоресурсов центра и северо-запада Европейской части СССР могут по мере улучшения сво­их техно-экономических показателей сыграть атомные электростанции. К концу 70-х годов в этих районах наиболее дорогого топлива, так же как и в ряде отдаленных областей, их значение может оказаться ре­шающим.

Для обеспечения огромного роста энергетики с умеренными капита­ловложениями в энергетическое строительство и топливную промыш­ленность необходимо резко снизить удельные капиталовложения в строительство электростанций и электросетей, а также, особенно в зоне дорогих топлив, всемерно повышать к. п. д. электростанций.

Какие же научные проблемы здесь возникают? По-видимому, даже в 1975—1980 гг. основную роль в выработке электроэнергии будут иг­рать турбинные станции, и потому их усовершенствованию надо уде­лять большое внимание. В этой области много инженерно-технических задач, которых я касаться не буду: ими занимаются в основном отра­слевые институты. Однако разработка новых схем в значительной части носит принципиально научный характер и проводится в академических учреждениях.

Так, Институтом теоретической и прикладной механики Сибирского отделения предложена и создается новая схема мощной установки с парогазовыми турбинами, обещающая резкое снижение капиталовло­жений. Особый интерес представляет органическое соединение этой схемы с газификацией мазута под давлением, перспективное для выде­ления серы из мазута с получением товарной серной кислоты.

Институт теплофизики Сибирского отделения разрабатывает паро­турбинные установки на парах низкокипящей жидкости (фреона) для использования подземного пара, что может резко повысить показатели геотермических электростанций.

Наряду с кардинальным усовершенствованием турбинных установок необходимо уже сейчас форсировать исследования по принципиально новым схемам получения электроэнергии на базе органического и ядер­ного топлива — путем прямого превращения тепловой энергии или даже химической энергии окисления в электрическую. Только эти методы (обычно в комбинации с турбинной установкой) обещают в будущем увеличение к. п. д. до 50—60%.

Однако даже наиболее перспективный для большой энергетики магнитогидродинамический метод прямого преобразования энергии тре­бует проведения громадного объема исследований в новых Для энерге­тики областях науки (магнитная гидродинамика, свойства низкотемпе­ратурной плазмы, длительно работающие сверхжаропрочные материа­лы, мощные магнитные системы на сверхпроводящих материалах и т. п.). Одновременно приходится создавать и осваивать опытные и полупромышленные установки.

Эти работы широко развернуты в ряде учреждений Академии наук СССР, республиканских академий,  а также в отраслевых институтах.

По другим методам прямого преобразования тепловой энергии в электрическую — термоионному и термоэлектрическому — достигнуты определенные успехи в области небольших установок, но потребуется

32        ОБЩЕЕ  СОБРАНИЕ  АКАДЕМИИ  НАУК  СССР

еще несколько лет упорных трудов, чтобы определить, насколько они перспективны для большой энергетики.

Новые методы генерации электроэнергии, как правило, рассчитаны на получение постоянного тока. Поэтому в ряде учреждений республи­канских академий и отраслевых институтах проводятся большие рабо­ты, связанные с усовершенствованием методов преобразования постоян­ного тока в переменный и изысканием экономичных методов безма­шинного получения переменного тока. Все исследования, касающиеся новых методов генерации электроэнергии, координируются и направля­ются Научным советом по прямому преобразованию тепловой энергии в электрическую.

В связи с проблемами сверхдальних электропередач предстоит ре­шить много задач, особенно в области высоковольтных линий постоян­ного тока, для которых надо создать сверхмощные ртутные, может быть, и управляемые полупроводниковые вентили, а также рациональ­ные системы преобразовательных устройств. Для дальней перспективы необходимо работать над возможными принципиально новыми метода­ми передачи электроэнергии (волноводы, сверхпроводящие провода, направленное излучение). Электроэнергетические исследования сейчас ведутся в академиях наук Украинской, Латвийской, Литовской, Эстон­ской ССР и в отраслевых институтах.

В решении задач устойчивости и управления мощными энергетиче­скими системами значительную роль должно сыграть применение ки­бернетических методов и электронных вычислительных машин; это на­правление успешно развивается в Энергетическом институте Сибирско­го отделения и отраслевых институтах.

Большое значение имеют работы по транспортной (мобильной) энергетике всех типов. Достаточно указать, что не только по суммарной мощности транспортные двигатели значительно превосходят мощность электростанций, но и в расходе топлива они соизмеримы. Над транс­портными энергетическими установками разных типов трудится ряд членов Отделения.

Решение всех задач, стоящих перед энергетикой, требует не только больших конкретных проработок, но и развития ряда научных дис­циплин.

Среди фундаментальных исследований, являющихся научной базой развития энергетики, очень важную роль играют теплофизические. К ним относятся работы по теплоносителям и конструкционным мате­риалам, особенно при высоких температурах, а также в прилегающих областях химической термодинамики (свойства растворов, константы равновесия, главным образом при высоких температурах и т. п.); изучение тепло - и массообмена, особенно при высоких температурах или больших плотностях теплового потока; вопросов гидродинамики, существенных для развития тепло - и гидроэнергетики, в частности двух­фазной гидродинамики и гидрогазодинамики лопаточных машин (па­ровые, газовые и гидравлические турбины, компрессоры, насосы, венти­ляторы и т. п.); ряда проблем химической кинетики, в том числе горе­ния (в особенности при очень высоких форсировках), поведения минеральных примесей топлива в процессе горения и взаимодействия материалов с рабочим телом при высоких температурах.