Интернет-портал интеллектуальной молодёжи

http://ipim.ru/discussion/4731.html (версия для печати)

Дискуссии

"Потребность человечества в энергоносителях с годами будет только расти"

Научный руководитель ИВТЭ УрО РАН, профессор УрФУ, доктор химических наук Юрий Зайков. Фото с сайта www.fedpress.ru Над энергетикой будущего работают во всем мире. Быстрее и эффективнее всего результаты достигаются там, где усилия ученых, производственников и государства объединяются в один проект. Институт высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) УрО РАН еще в 80-90-е годы ХХ века был ведущим в мире в области твердооксидных топливных элементов. В сложные для отечественной науки времена институту удалось сохранить научный потенциал и нарастить приборную базу. Научный руководитель ИВТЭ УрО РАН, профессор УрФУ, доктор химических наук Юрий Зайков рассказал ФП о том, как институту удается выигрывать гранты и стипендии, зачем ученым-электрохимикам Центр превосходства и почему здесь самые молодые доктора наук.

Юрий Павлович, работа на энергетику будущего, создание альтернативных источников энергии – действительно ли это такая важная, значимая проблема, которой неотложно должны заниматься ученые? Нефть скоро кончится?

Энергетика была, есть и будет. И чем дальше, тем больше будет увеличиваться потребность в энергоносителях. Полвека назад предполагали, что нефти хватит лет на 30-40. Сегодня говорят, что на 100, а угля – и вовсе на 1000 лет. Так что пока человечеству не грозит дефицит не возобновляемых источников энергии. Тем не менее, ученые учатся работать с возобновляемыми источниками и создавать их.

Зачем? В чем их преимущества?

В их экологичности и высоком КПД. Именно это – экономически выгодное использование энергии и экологичность технологии – обеспечивают перспективность наших устройств. Их разработкой и испытаниями занимается совместная с УрФУ лаборатория высокотемпературных устройств для распределенной электрохимической энергетики, научным руководителем которой является греческий профессор Панайотис Циакарас. Лаборатория была создана в рамках пилотного проекта взаимодействия академических институтов и федерального университета. Это один из примеров эффективного объединения научных сил в работе над значимым проектом.

Что нового и полезного даст этой проект? Для чего объединять академический институт и вуз?

Это современный международный подход, стремление получить синергетический эффект. Наука не может развиваться изолированно, она интернациональна. Обмен опытом, возможность перенимать актуальные методы своих или зарубежных коллег непосредственно в процессе работы – это очень полезно. На сегодняшний день УрФУ работает в партнерстве с тремя институтами УрО РАН: физики металлов, математики и механики и нашим. Эти три совместные лаборатории должны стать Centres of Exellence, как называют такие структуры иностранцы, Центрами превосходства. Это термин, а не эмоциональное высказывание, между прочим. Центры превосходства призваны аккумулировать все самое передовое в том или ином направлении, привлекать к важной проблеме ведущих ученых мира.

Мегагрант российского правительства, который вы получили в 2014 году, тоже является "синергетическим" проектом?

Да, безусловно. При этом мегагранты – очень серьезная и эксклюзивная целевая финансовая поддержка. ИВТЭ получил мегагрант совместно с профессором университета Фессалии Панайотисом Циакарасом. Наше сотрудничество с греческим коллегой в области разработки твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) началось еще в 2000-м, тогда вышло более 70 совместных публикаций. Сумма мегагранта составила 80 млн рублей, срок действия – 3 года с возможным продлением, задача – разработка электрохимических устройств на протонных электролитах, в том числе установок на базе ТОТЭ.
Преимущество подобных установок – их "всеядность". Исходным топливом может служить все, что может сгорать: природный газ, метан, бутан, пропан, бензин, дизельное топливо, уголь, спирты, древесина, торф, стружка, отходы сельхозпроизводства. В топливном процессоре это сырье подвергается конверсии, или газификации, в результате чего образуется водородсодержащий горючий газ, который подается в ТОТЭ. Энергоустановки на ТОТЭ экологически чистые, так как продукт сгорания водорода – обычная вода. Не образуются и оксиды азота, как, например, при работе двигателя внутреннего сгорания или турбины электростанции.

Возможность работать над значимым проектом в партнерстве с иностранными учеными удерживает молодежь в институте и вообще в России? У вас есть отток кадров?

Привлечение иностранных коллег, развитие сотрудничества с ними дает возможность нашим ученым, в том числе молодым, публиковаться в высоко рейтинговых научных изданиях, участвовать в значимых международных конференциях. Безусловно, это важно для каждого исследователя. В институте около 40% сотрудников – в возрасте до 35 лет. В этой же лаборатории ТОТЭ нашего института защитил докторскую диссертацию молодой ученый – ему 31 год! Прекрасно! Найдите такое по региону!
Что касается отъезда за рубеж, было и такое: уезжали, но возвращались. Рынок научных идей и кадров сегодня открыт. Мне кажется, правильно, интересно поставленные нужные задачи, участие в конкурсах (а для этого необходимо находиться на соответствующем уровне) – создают конкурентоспособные и привлекательные условия. Имеет значение и соответствующее финансовое обеспечение. Мы активно набираем людей, в этом году приняли 6 человек в аспирантуру, в следующем будет 8 или 9.

Условия мегагранта делают возможным, в случае успешной реализации, продление его действия. Если так случится, какие задачи будут главными на новый период?

Развивать и дальше чрезвычайно перспективное направление – протонпроводящие материалы. Исследование процессов, протекающих в устройствах с использованием новых материалов, – это очень важная задача. Мы говорим о водородной энергетике, развитие которой невозможно без этих устройств. Есть, например, интересный проект, связанный с получением синтетического искусственного топлива. Высокотемпературные электролизеры могут использовать то тепло и электроэнергию тепловых электростанций, которые сегодня теряются в ночное время. В частности, это весьма интересно и выгодно для атомной энергетики.

Наверное, объединение ресурсов особенно важно в условиях, когда сокращается финансирование, а задачи стоят большие?

У нас финансирование не сокращается. Сейчас оно состоит из двух частей: базовое, которое действительно сокращается, и конкурсное. Участвовать в конкурсах надо обязательно! Это требует времени и особых навыков, не всегда исследователь может это сделать успешно. Но конкурентоспособные разработки у нас есть! Чтобы для их развития привлекать дополнительные средства, мы создали патентно-инновационный отдел, который взял на себя всю работу по подготовке заявок и документов для участия в конкурсах всех имеющихся научных фондов. И мы не просто участвуем, а побеждаем. У нас есть получатели стипендий президента, правительства, областных структур, есть гранты РФФИ, РНФ, госконтракты с Минобрнауки РФ. Консолидированный бюджет института увеличился по сравнению с прошлыми годами (2013-2014) практически в два с половиной раза.

Какова доля внебюджетных источников финансирования у вашего института?

Порядка 60%, из которых хозяйственные договоры составляют 10-15%, например, с LG, Русалом. Так, сегодня в производство Русала внедряется наша технология. Речь идет об алюминий-скандиевых сплавах, которые могут получить в дальнейшем достаточно широкое применение и в авиации, и в космосе, и в автомобилестроении. В уральском регионе, например, для УГМК, мы разрабатываем технологию переработки свинецсодержащих отходов. А на следующий год они уже ставят задачу внедрить в производство технологию переработки цинксодержащих отходов. У института есть хоздоговоры и с Китаем.
Но основное для нас не хоздоговоры, а участие в федеральных целевых программах. По договору с Газпромом мы работаем над защитой газопроводов от коррозии, болезни ХХ века, которая перекочевала в ХХI. Нашим институтом совместно с заводом электрохимических преобразователей Росатома была разработана технология и создан топливный элемент до 1,5 кВт, который отработал безаварийно больше года. Таких ресурсных испытаний в реальных погодных условиях в России никогда не проводилось.
Как выглядит такая защита? Это не покрытие труб или обматывание их, а прикладывание определенного электрического потенциала от нашего источника тока. Мы подключаем источник тока к трубе, и он создает условия, при которой коррозия не возникает. Насколько мы знаем, в Газпроме принято решение в строящемся газопроводе "Сила Сибири" осуществлять защиту на базе автономных источников энергии, в частности, на твердооксидных топливных элементах. Но для этого нужно производство этих элементов.

Это реально при нынешнем сложном экономическом положении?

Не только реально, но уже делается. Мы в тандеме с Росатомом выиграли конкурс, объявленный правительством РФ. И теперь на базе наших разработок в Новоуральске создается завод твердооксидных топливных элементов. Финансирует строительство государство. Работы по этому проекту начаты в 2016 году. К концу 2017-го мы обязаны начать выпускать продукцию. В течение 3-5 лет технология будет отработана полностью, и мы выйдем на расчетные показатели – до сотни штук в год. В дальнейшем реальная потребность может быть колоссальная. Потому что такие топливные элементы нужны не только Газпрому, а, например, жителям коттеджных поселков или удаленных районов.

Над топливными элементами будущего работает далеко не только ваш институт. Каковы российские достижения в этом направлении по сравнению с европейскими?

Мы находимся примерно на одном уровне. У них тоже идут испытания, в широкую практику пока ничего не запущено. Источники финансирования примерно такие же, как у нас: государство, фонды, спонсоры, промпредприятия, но львиную долю берет на себя государство, и уровень финансирования в десятки раз выше, чем у нас. Что бы я отметил в европейском опыте – правильно поставленную кооперацию в работе над крупным проектом. Одни делают керамику, другие электродные материалы, при этом компании-изготовители могут располагаться по всему миру – в Австрии, Австралии, Швейцарии, Германии. Они кооперируются, получают хорошее финансирование проекта и решают поставленную задачу.
Такая практика была бы очень полезна в России. И это движение постепенно начинается. Стали все чаще говорить о проектном финансировании, проектном управлении, совсем недавно я слышал подобные тезисы на Вузпромэкспо в выступлениях зампреда правительства РФ Дворковича, министра науки и образования Васильевой. Возможно, 2017-18 годы станут временем полномасштабного внедрения проектного финансирования. Тогда науке будет легче решать крупные задачи.

Екатерина Долгова

источник: ФедералПресс