1.2 НАУЧНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ

В течение почти 50 последних лет практически все фундаментальные и

прикладные научные проблемы в области энергетики решались силами российской науки. По ряду направлений, связанных с передачей

электроэнергии на сверхдальние расстояния при высоком напряжении переменного и постоянного тока, созданием безопасных АЭС ново-

го поколения, высокоэффективным комбинированным производством электрической и тепловой энергии, сверхдальним транспортом

большого количества природного газа по газопроводам диаметром до 1,4 м, отечественные разработки не уступают лучшим мировым дос-

тижениям.

Вместе с тем, по другим направлениям, включая парогазовые и газотурбинные электростанции, решение экологических

проблем в электроэнергетике, сокращение непроизводственных потерь электрической и тепловой энергии при ее транспор-

тировке и распределении среди конечных потребителей, автоматизации технологических процессов при производстве элек-

троэнергии и тепла, российские разработки в той или иной мере отстали от передовых зарубежных.

Изменения, происходящие в общественном строе страны и хозяйственных отношениях, резко уменьшили возможности

государства финансировать научно-технический прогресс из средств федерального бюджета. Но и при этом государство

должно сохранить за собой важные рычаги определяющего влияния на научно-технический прогресс в энергетике.

В ближайшие годы должна быть сохранена финансовая поддержка за счет средств госбюджета в важнейших направле-

ниях научно-технического прогресса таких, как:

- сохранение окружающей природной среды на первоначальном этапе и ее улучшение в последующем;

- освоение новых наиболее перспективных и крупных источников энергии, имеющих общегосударственное или межре-

гиональное значение в труднодоступных районах с неразвитой инфраструктурой, суровыми климатическими и неблагопри-

ятными горно-геологическими условиями: шельфы северных морей, полуостров Ямал и др.;

- крупные научно-технические проблемы в энергетике, реализация которых может иметь ограниченное общегосударст-

венное значение, но достижение конечных результатов связано с большим риском, из-за которого коммерческие структуры и

отрасли не пожелают расходовать свои средства (термоядерную энергетику, сверхпроводимость, космическую энергетику,

синтетические топлива и т.д.);

- обеспечение безопасности атомной энергетики, создание и освоение атомных станций нового поколения, локализация

(ликвидация) радиоактивных отходов, в первую очередь, долгоживущих и наиболее опасных;

- повышение эффективности транспортировки природного газа на большие расстояния, в том числе путем его преобра-

зования в другие виды энергоносителей.

Необходимо участие российских предприятий (компаний) в разработке международных проектов, дающих право на по-

следующее использование опыта, накопленного совместными усилиями.

Решение прикладных научно-технических проблем с государственной финансовой поддержкой должно и впредь осу-

ществляться в основном в рамках государственных научно-технических программ «Экологически чистая энергетика» и

«Прогрессивные технологии комплексного освоения топливно-энергетических ресурсов недр России». Фундаментальные

исследования в сфере энергетики должны проводиться по программам и планам Российской академии наук.

Другие направления научно-технического прогресса в топливно-энергетическом комплексе страны, а также в энергети-

ческом и электротехническом машиностроении должны реализоваться в рамках отраслевых программ, финансируемых из

средств бюджетов акционерных обществ, внебюджетных фондов, коммерческих структур, отдельных заинтересованных

компаний, предприятий и организаций. В электроэнергетике научные исследования и разработки в перспективе должны

быть направлены на повышение надежности, безопасности и эффективности электро- и теплоснабжения при неуклонном

соблюдении требований по охране природной среды. Для решения этих задач необходимы создание и организация произ-

водства оборудования для использования качественно новых технологий.

В первую очередь научно-технический прогресс в электроэнергетике должен быть направлен на создание и широкое

применение в стране парогазовых электростанций, работающих на природном газе и на реконструкцию действующих паро-

турбинных тепловых электростанций, работающих на газе. В тот же период должна быть продемонстрирована возможность

промышленного использования тепловых электростанций с топками кипящего слоя на твердом топливе, завершена в основ-

ном работа по повышению уровня безопасности действующих атомных электростанций.

Задачи научно-технического прогресса в электроэнергетике в долгосроч-

ном периоде (до 2010 г.) должны быть связаны с освоением безопасных атомных станций нового поколения, в том числе оборудованных

реакторами на быстрых нейтронах. Созданием технологий безопасной локализации (ликвидации) долгоживущих и особо опасных радио-

активных отходов. В период до 2010 г. должна быть продемонстрирована возможность массового использования высокоэффективных и

дешевых фотоэлектрических преобразователей, а также топливных элементов с внутрицикловой газификацией угля. К этому же сроку

необходимо завершить комплекс научных исследований по нетрадиционной концепции атомной станции с естественной безопасностью.

В кратко- и среднесрочном плане предстоят большие работы по повышению технического уровня теплового хозяйства

страны. Котельные на твердом топливе должны быть оснащены котлами небольшой и средней мощности с топками кипяще-

го слоя и циркулирующего слоя, а также топками, работающими на водоугольной суспензии. Для них необходимо создать

комплексные газоочистные устройства, включающие не только золоулавливание, но и при необходимости серо- и азотоочи-

стку.

Для небольших и средних потребителей, в том числе рассредоточенных, необходимы комплексные микро ТЭЦ или теп-

логенераторные установки разных типов.

Перспективные теплоисточники должны быть надежными, механизированными и автоматизированными, изготавли-

ваться комплектно на заводах (или состоять из блоков заводского изготовления), быть безопасными и экологически чистыми

так, чтобы их можно было устанавливать у потребителей (или в центрах потребления).

В нефтегазовом комплексе внедряются новые методы, технологии и технические средства поиска и разведки месторож-

дений нефти, в том числе глубокопогруженных горизонтов, неоконтуренных ловушек, высоковязких нефтей, природных

битумов, низкопроницаемых коллекторов, газового конденсата и природного газа в целях повышения ресурсной обеспечен-

ности нефтегазового комплекса страны, прироста разведанных извлекаемых запасов углеводородного сырья. Предстоит

серьезно поднять производительность труда на буровых работах за счет создания новых способов разрушения горных пород.

Развитие техники и технологий, обеспечивающих повышение степени утилизации нефтяного газа до 91…95 % против

74…75 % в настоящее время, увеличение производства из нефтяного и природного газов широкой фракции легких углеводо-

родов и сжиженных газов в 2–3 раза, этана в 8–10 раз; формирование комплексных газоперерабатывающих производств,

обеспечивающих рациональное использование легкого углеводородного сырья и неуглеводородных компонентов (серы, ге-

лия, углекислоты, азота) нефтяного и природного газа.

Предусмотрено широкомасштабное внедрение прогрессивных технологий нефтепромыслового и ремонтного оборудо-

вания новых типов для повышения эффективности вскрытия продуктивных пластов на 10…15 % при разработке нефтяных,

газовых и газоконденсатных месторождений, увеличения на 3-4-процентных пункта межремонтного периода работы сква-

жин и снижении в 1,5–1,7 раза трудоемкости добычи нефти.

На данном этапе выделяются следующие основные задачи:

- должна быть осуществлена разработка технологий и технологических комплексов, обеспечивающих глубокое извле-

чение ценных компонентов из газа и рациональное использование газового сырья, которое позволит удовлетворить расту-

щие потребности народного хозяйства в широкой фракции легких углеводородов, сере, гелии, моторном топливе и сырье для

производства пластмасс;

- крупной научной и производственной проблемой в области транспорта газа является поддержание в работоспособном

состоянии системы магистрального трубопроводного транспорта.

Для снижения энергоемкости транспортировки газа на 20…25 % и снижения трудоемкости в 2–2,5 раза необходимо

создать и внедрить автоматизированные ГПА с КПД 35…36 % (в частности, за счет применения регенераторов с высокой

степенью регенерации – 81…87 %).

Перспективы добычи углеводородов связаны с вводом в эксплуатацию месторождений нефти и газа на континенталь-

ном шельфе. В первую очередь будут разработаны и освоены технологии и технические средства для месторождений:

- в мелководных зонах – при глубине моря до 20 м (Крузенштерновского и Харасавейского газоконденсатных в при-

брежной зоне п-ва Ямала, Приразломного нефтяного в районе Печорской губы и др.);

- в зонах с глубиной моря 50…150 м (Ленинградского и Русановского газоконденсатных в Карском море и др.)

Использование возможностей конверсионных отраслей и производственной кооперации с ведущими зарубежными

фирмами позволят создавать:

- высокоэффективные системы и технические средства для проведения морских геофизических и инженерно- геологи-

ческих работ;

- современное оборудование для бурения морских скважин до 6500 м.,

- надежные технические средства для обустройства месторождений, добычи, подготовки транспорта нефти и газа с

морских месторождений, включая уникальную глубоководную ледостойкую платформу для глубины моря до 400 м.

В угольной промышленности – повышение производительности, безопасности и улучшение условий труда при добыче,

обогащении и переработке угля будут достигнуты путем создания и освоения новых технических средств, обеспечивающих

повышение уровня механизации выемки угольных пластов короткими лавами в сложных горно-геологических условиях, а

также добычу угля из крутых пластов с использованием гидромеханизации, отработку пологих угольных пластов с полным

оставлением породы в шахте и высокогазоносных пологих пластов, с применением инертных средств; нетрадиционную под-

земную добычу угля и разгрузку угольных пластов гидроимпульсным способом; подземную добычу угля с использованием

физико-химического, виброимпульсного и другого воздействий на угольный пласт; экологически чистое обогащение углей,

транспортировку и сжигание водоугольной суспензии.

К важнейшим межотраслевым научно-техническим проблемам, решение которых необходимо для повышения техниче-

ского уровня энергетики, следует отнести:

- системные исследования взаимосвязи социально-экономического прогресса с развитием энергетического хозяйства,

обоснование стратегий развития топливно-энергетического комплекса России в качестве звена мирового энергетического

хозяйства;

- прогнозирования развития техники и технологий будущего в области производства, преобразования и потребления

топливно-энергетических ресурсов для формирования перспективных программ и планов и организации конкретных задель-

ных научных работ;

- гидро- и газодинамики, тепло- и массообмена, горения и других химических превращений применительно к процес-

сам, протекающим в энергетическом и гидроохранительном оборудовании (для его конструирования и эксплуатации);

- прочность и свойства материалов, используемых в энергетике, разработки новых перспективных материалов;

- термоядерный синтез;

- информатике, материалы и принципы создания технических средств и систем автоматизации, обеспечивающих базу

для научно-технического прогресса и энергетике.