Союз тепловых сетей с нейронными

Новосибирский государственный университет и крупнейшая сетевая компания Советского района Новосибирска ФГУП «Управление энергетики и водоснабжения» заключили договор о сотрудничестве в области внедрения современных технологических решений в области ЖКХ.

«Мы заинтересованы в том, чтобы ФГУП УЭВ динамично развивалось, поэтому готовы поддерживать совместные проекты, в том числе в рамках Центра искусственного интеллекта НГУ. За последнее время в этой организации произошли положительные изменения, и для нас очень важно, чтобы ФГУП УЭВ и дальше работало в таком же динамичном режиме», – подчеркнул во время процедуры подписания документа ректор НГУ академик РАН Михаил Федорук.

На первом этапе сотрудничества будет построена модель теплоснабжения определенного теплового участка, которая позволит, во-первых, отслеживать и управлять параметрами системы централизованной подачи отопления, а во-вторых, предсказывать возникновение различных нестандартных ситуации.

Модель, получая информацию с помощью датчиков, которые уже смонтированы на экспериментальном участке, будет четко в режиме онлайн показывать возникающие утечки с точной локализацией, и, соответственно, уменьшается время на поиск и реагирование. А точные параметры текущего потребления позволят регулировать подачу тепла, обеспечивая тем самым необходимую температуру в помещениях всех пользователей, но при этом избегая ненужных затрат.

«В принципе, если какой-то сотрудник долго-долго работал с конкретной сетью, он смотрит на датчики, и по их показаниям может достаточно хорошо понимать, что происходит в сети, идет штатная работа или есть признаки каких-то отклонений. Мы же хотим возложить эту роль «опытного сотрудника» на нейросеть, которую будем обучать как на массиве накопленных в ходе эксплуатации данных о работе участка теплосети, так и с помощью компьютерного моделирования разных внештатных ситуаций.  Чтобы, в результате, она могла указать, есть ли какая-то проблема, какого рода эта проблема и на каком участке теплосети она происходит», - поделился подробностями один из авторов проекта, научный сотрудник Центра искусственного интеллекта НГУ Олег Гобызов.

Энергетика – достаточно консервативная отрасль и цена ошибки может быть очень высокой, поскольку речь идет о снабжении теплом и водой тысяч жителей многоквартирных домов. Поэтому на первом этапе речь идет о модели одного теплового участка. Но в случае успешной реализации этого пилотного проекта, ФГУП УЭВ готово оперативно масштабировать ее на другие части своей инфраструктуры.

«Для нас это очень важный проект. По итогам его реализации мы планируем максимально оцифровать наши сети, что позволит более оперативно принимать необходимые решения, сокращать сроки устранения нештатных ситуаций, тем самым, значительно повысить эффективность оказания услуг. И в целом – мы будем иметь более объективную картину состояния наших систем, что позволит лучше планировать и выполнять нашу работу», - отметил директор ФГУП УЭВ Дмитрий Бурденко.

Для университета этот проект стал очередным этапом разработки и внедрения в области ЖКХ решений с использованием технологий искусственного интеллекта. В начале лета этого года университет и наукоград Кольцово запустили схожий проект по созданию системы мониторинга состояния отопительных сетей и прогноза возможных аварий и утечек тепла, также интегрировав ее работу с цифровым ассистентом.

В университете отмечают, что с подобными задачами сталкиваются фактически все муниципалитеты нашей страны и после апробации на инфраструктуре Кольцово, созданные решения можно будет предлагать для широкого внедрения в других населенных пунктах.

«Сейчас в работе Центра наступает этап, когда мы от теоретических работ переходим к созданию на базе этих исследований уже конкретных цифровых продуктов и сервисов, подразумевающих использование искусственного интеллекта в управлении городским хозяйством и строительной отрасли. Напомню, что практическое применение наших разработок было одним из ключевых условий открытия центра. И наукоград Кольцово сразу рассматривался как одна из главных площадок для внедрения пилотных проектов», – рассказал директор ЦИИ НГУ Александр Люлько.

Сотрудники ЦИИ НГУ не скрывают, что в рамках пилотного проекта совместно с ФГУП «УЭВ» хотят отработать еще одну задачу – отработать саму процедуру внедрения подобных технологий в реальное коммунальное хозяйство.

«Мы с высокой долей вероятности могли не учесть какие-то существенные для практической работы теплосетей проблемы или моменты. Все знают, что при переходе от теории к практике встречаются шероховатости. Кроме того, есть ряд регуляторных, юридических ограничений, например, доступ к данным, с этими вопросами тоже надо будет разбираться уже в процессе. Это и есть задача пилотных проектов, на небольшом участке наработать необходимый опыт применения решения, а потом масштабировать его на большие масштабы», - поделился Олег Гобызов.

Разработчики подчеркивают, что этот проект имеет значение не только для отдельной компании, но и для всей отрасли, поскольку износ коммунальных систем в стране растет, значит, возрастает вероятность различных нештатных ситуаций. В то же время, средств на единовременную модернизацию всего огромного массива коммуникаций нет ни в одном бюджете. Альтернативой может стать как раз использование подобных цифровых решений, которые позволят прогнозировать различные нештатные ситуации и либо предотвращать их, либо – оперативно устранять с меньшими затратами.

Сергей Исаев

Топливо из опилок

Некоторые типы углей обладают низкой реакционной способностью — они трудновоспламеняемы, что зачастую делает их невостребованными. Сибирские ученые придумали способ, позволяющий увеличить эффективность использования этих углей путем добавления к ним отходов деревообрабатывающих производств.

Для исследования взяли угли различной стадии метаморфизма, а также некоторые из продуктов углеобогащения компании «Сибантрацит», которые обладают низкой реакционной способностью. В качестве древесной добавки был выбран сосновый опил — этот материал имеет высокую теплоту сгорания, и уже известно, что его смесь с низкореакционными углями повышает степень полезного использования последних. Однако простое смешение компонентов не слишком эффективно: на начальном этапе опилки быстро выгорают, лишь незначительно повышая выгорание угля. К тому же такая смесь не подходит для применения в обычном энергетическом оборудовании.

Ученые ИТ СО РАН и ИХТТМ СО РАН предложили новый метод использования подготовки двухкомпонентного топлива. Если раньше образцы угля и опилок сначала по отдельности высушивали и измельчали, и только потом смешивали, то при приготовлении композитного топлива высушенное сырье подвергалось механоактивационному измельчению совместно, уже в перемешанном виде. Получившийся композит продемонстрировал синергетическое поведение, что означает превосходство его характеристик над простой механической смесью тех же компонентов. Это подтвердили эксперименты по термогравиметрическому анализу, воспламенению в вертикальной трубчатой печи и факельному сжиганию. 

«Основные причины эффективности композита в том, что при совместном механохимическом активировании в мельнице-активаторе происходит формирование общей поверхности частиц угля и опилок, из-за чего на поверхности частиц возникают парамагнитные центры (свободные радикалы), которые ускоряют реакции воспламенения. Также в композитах происходит тесный контакт между компонентами: частицы угля прилипают к более крупным частицам опилок, что обеспечивает лучшую передачу тепла и активных центров и приводит к совмещению стадий выделения летучих веществ из биомассы и окисления угля. В результате время задержки воспламенения снижается на 20–30 % по сравнению со смесью и происходит более стабильное и полное сгорание с более высокой температурой в факеле. В случае газификации композит обеспечивает равномерное выделение синтез-газа (H₂, CO). Таким образом, ключевой фактор — не просто смешивание, а совместная механическая активация, приводящая к образованию реакционноспособных структур с общей поверхностью», — рассказал младший научный сотрудник ИТ СО РАН Артём Валерьевич Кузнецов.

По словам ученых, композит предназначен в первую очередь для сжигания в угольных энергоустановках по технологии совместного сжигания угля и биомассы. На тепловых электростанциях (ТЭС) и в городских котельных, а также в установках для частного сектора существуют угольные котлы, где уже используется пылеугольное топливо. Добавление 5—10 % биомассы к угольному топливу обычно не требует серьезной модификации энергетического оборудования, что делает этот метод экологически и экономически привлекательным для промышленных предприятий. Также композит может применяться в газогенераторах для переработки отходов в синтез-газ.

«При увеличении доли биомассы (например, до 30—50 %) могут потребоваться настройка системы подачи и корректировка режимов дутья для стабилизации факела, также возможна установка дополнительных горелок для поджига. Для использования в газогенераторах будет необходима адаптация системы загрузки и управления температурным режимом. Важно, что технология не требует капитальной реконструкции и может быть внедрена поэтапно», — отметил Артём Кузнецов.

Еще одно преимущество разработанной технологии в том, что она позволяет эффективно утилизировать сельскохозяйственные отходы. В качестве компонентов топлива возможно использовать отходы как деревообрабатывающих предприятий, так и нефтепереработки, целлюлозно-бумажного производства, углеобогащения. 

Сейчас разработка находится на стадии экспериментальной апробации и полупромышленных испытаний. Уже проведены лабораторные исследования (термогравиметрический анализ, воспламенение в трубчатой печи), испытания на полупромышленной горелке, эксперименты по плазменной газификации с анализом синтез-газа. Имеются паттерны воспламенения и горения для разных соотношений компонентов (30/70, 50/50, 70/30 угля/опилок). Ученые подтвердили стабильность горения композита даже для низкореакционных углей (антрацита).

«Технология близка к пилотному внедрению, но требует масштабирования на реальных котлах, в том числе в вопросах подготовки топлива, и долгосрочных испытаний на износ оборудования. Кроме того, необходимо разработать стандарты подготовки композитного топлива», — заключил Артём Кузнецов.

Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

Диана Хомякова

Фото автора

Как можно исправить ошибки в ДНК

В Институте цитологии и генетики СО РАН создают уникальные методы редактирования митохондриальной ДНК, которые в будущем могут помочь пациентам с тяжёлыми наследственными заболеваниями. Подробности – в очередном материале нашего цикла, посвященного десятилетию образования ФИЦ ИЦИГ СО РАН.

Клеточные технологии сегодня называют одним из главных двигателей современной биомедицины. В перспективе, они позволят не только изучать работу клетки, но и вмешиваться в её процессы, исправлять ошибки генома, моделировать заболевания и подбирать эффективные методы терапии. Благодаря этому человечество получит принципиально новые возможности в борьбе с болезнями, которые ещё недавно считались неизлечимыми.

Одним из научных центров, где ведут такие исследования, в нашей стране является Институт цитологии и генетики СО РАН. Здесь работает сектор клеточных технологий, возглавляемый к.б.н. Константином Орищенко. Его команда занимается исследованием и созданием методов редактирования митохондриальной ДНК – области, где пока сделаны лишь первые шаги, но именно они могут в будущем подарить надежду тысячам пациентов по всему миру.

«Сегодня развитие биологии строится на клетке и понимании тех процессов, которые в ней происходят на молекулярном уровне. Клеточные технологии охватывают всё, что связано с клеткой: от базового изучения, до вмешательства в её механизмы. Наш сектор работает в этой области и разрабатывает собственные методы в области клеточных технологий. Одно из направлений – создание инструментов для редактирования митохондриальной ДНК», – рассказал Константин Орищенко.

Митохондрии: маленькие органеллы с огромным значением

В каждой клетке человека есть митохондрии – органеллы, отвечающие за производство энергии в форме молекул АТФ. За редким исключением, без них невозможна жизнь ни одной клетки. В отличие от большинства клеточных органелл, митохондрии имеют собственную ДНК. Она очень небольшая по размеру и кодирует ограниченное число белков и РНК, но эти молекулы критически важны для правильной работы цепи переноса электронов.

Если в митохондриальной ДНК происходят мутации, нарушается синтез и работа белков, что может приводить к развитию тяжёлых заболеваний. Хотя такие болезни встречаются редко, они практически неизлечимы и часто приводят к инвалидности или смерти в раннем возрасте. В первую очередь страдают мышцы, нервная система, органы чувств: зрение и слух.

«Обычно речь идёт о сложных синдромах, которые затрагивают сразу несколько систем организма. Именно поэтому поиск методов борьбы с митохондриальными мутациями так важен», – объяснил ученый.

Команда исследователей ИЦиГ и Новосибирского государственного университета разрабатывает разные подходы к борьбе с заболеваниями, вызванными мутациями митохондриальной ДНК.

Первый основан на том, что в каждой клетке в митохондриях присутствуют тысячи копий таких молекул. Заболевание проявляется только тогда, когда доля мутантной формы превышает определённый порог, например, 60–70 %. Если разрушить именно мутантные копии, а нормальные оставить, то они восстановят баланс.

«Мы учим систему геномного редактирования CRISPR-Cas9 распознавать дефектные копии митохондриальной ДНК и специфично вносить в них разрыв. Повреждённая ДНК деградирует, а молекулы дикого типа восстанавливают общее количество мтДНК. Таким образом можно снизить уровень мутаций и облегчить состояние пациента», – пояснил Орищенко.

Второй подход ещё более точечный – это исправление конкретного нуклеотида. Если мутация заменила, например, гуанин на аденин  или тимин на цитозин, технология позволяет вернуть исходный вариант без разрушения всей молекулы. Такие методы разработаны для ядерной ДНК, и сегодня учёные ИЦиГ адаптируют их для митохондрий.

От клетки к клинике

В перспективе возможны разные сценарии применения. Один из них – вмешательство на стадии яйцеклетки, поскольку митохондриальная ДНК передаётся только по материнской линии. В таком случае можно предотвратить передачу мутации ребёнку. Другой вариант – доставка редактирующих систем прямо в ткани взрослого организма с помощью вирусных векторов.

Пока исследования ведутся только на клеточных культурах. Но важно понимать, что путь от лаборатории до клиники всегда долгий и непростой. Даже крупные фармацевтические компании тратят годы и десятилетия на то, чтобы довести новую технологию до пациента. Однако первые результаты уже показывают, что разработанный в ИЦиГ подход жизнеспособен.

«Мы находимся на стадии разработки конкретной системы в клеточных культурах. Она работает, но эффективность пока не такая высокая, как требуется. Наша задача – улучшить её, довести до уровня, при котором технология сможет стать основой медицинских решений», – подчеркнул Константин Евгеньевич.

Подобных совместных проектов у сектора несколько. Они показывают, насколько востребованы клеточные технологии – не только для фундаментальной науки, но и для решения прикладных задач, связанных со здоровьем человека Значимость подобных исследований выходит далеко за рамки одной лаборатории. Клеточные технологии в целом открывают возможности для разработки новых лекарств, тестирования их безопасности, персонализированной медицины и моделирования заболеваний. Благодаря ним можно создавать клеточные модели наследственных патологий, изучать работу белков и сигнальных путей, искать мишени для терапии.

Выход на медицинские технологии крайне сложен, но именно клеточные модели дают нам возможность на ранних этапах понять, работает ли идея и куда двигаться дальше.

Совместные проекты

Сектор клеточных технологий ИЦиГ работает не только над собственными проектами, но и как Центр коллективного пользования. Это значит, что его уникальное оборудование и компетенции сотрудников могут быть задействованы в проектах других научных групп. Не каждая лаборатория может позволить себе дорогостоящее оборудование для длительной прижизненной визуализации и анализа клеток, оценки параметров клеточных популяций или поддержания сложных культур. Благодаря ЦКП исследователи получают доступ к передовой инфраструктуре, а институт становится точкой притяжения для исследовательских групп из других научных организаций страны.

«К нам приходят со своими проектами, и мы предоставляем возможности для их реализации – будь то культивирование клеток, прижизненная визуализация и анализ или работа со специфическими методами клеточной биологии», – отметил Орищенко.

Один из примеров такого сотрудничества – совместная работа с лабораторией Ольги Посух, изучающей мутации, связанные с потерей слуха у различных этнических групп Сибири. Генетики показали, что определённые мутации действительно связаны с нарушением слуха, но как именно они влияют на работу клетки, оставалось неясно.

«Мы пытаемся выяснить молекулярные механизмы. То есть что именно происходит на уровне белка в клетке: нарушается ли транспорт белка к мембране, меняется ли его стабильность, скорость созревания или функциональная активность каналов, которые формируются этим белком. Это сложная работа, особенно потому, что речь идёт о мембранных белках, исследовать их крайне трудно», – пояснил учёный.

Подобных совместных проектов у сектора несколько. Они показывают, насколько востребованы клеточные технологии – не только для фундаментальной науки, но и для решения прикладных задач, связанных со здоровьем человека.

Исследования митохондриальной ДНК и других направлений клеточных технологий – это долгий путь, который займёт ещё годы. Но именно такие разработки становятся основой медицины будущего. Они позволяют мечтать о том, что тяжёлые наследственные заболевания перестанут быть приговором.

«Конечно, путь от клеточной культуры до клиники очень длинный. Но каждая маленькая победа в лаборатории – это шаг к тому, чтобы когда-то эти технологии помогли реальным людям», – резюмировал Константин Орищенко.

НГУ снова в топе

Аналитический центр «Эксперт» представил итоги первого рейтинга инженерных университетов России. Всего были проанализированы научно-технологические достижения более 190 российских университетов, в итоговый список вошли 80 из них. Новосибирский государственный университет занял 8-9 позицию и вошел в топ-10 лучших инженерных вузов России.

Новый рейтинг построен на анализе научно-технологических достижений вузов. Научные достижения вузов оценивались через призму качества публикаций, технологические — через анализ качества патентов. Вес первого блока — 40%, второго — 60%. Анализируемые показатели были разделены на три смысловых блока: «Масштаб» (13,3%), «Востребованность» (13,3%) и «Превосходство» (13,3%).

На первом этапе отбора вузов были проанализированы научные публикации более 190 российских университетов, из них были отобраны 90 вузов, вошедших хотя бы в одну из десяти инженерных (технических) предметных областей — Инжиниринг, Математика, Компьютерные науки, Науки о Земле, Химия, Химические технологии, Энергетика, Физика, Экология и Материаловедение. На втором этапе были собраны данные о патентной активности университетов за 2021–2024 годы.  В итоговый рейтинг вошли 80 вузов, которые имеют более 20 опубликованных патентов за этот период.

— Новосибирский государственный университет активно развивает инженерно-технологический трек в образовании, инженерные направления сейчас представлены практически на всех основных факультетах: на Мехмате создана инженерная школа, на Физфаке открыто направление «Прикладные математика и физика», конкурс на которое в этом году превысил 30 человек на место. Также университет является участником федерального проекта Передовые инженерные школы: на базе НГУ уже три года работает ПИШ «Когнитивная инженерия». Поэтому вхождение НГУ в топ-10 российских инженерных вузов является закономерным результатом нашей работы, — прокомментировал ректор НГУ академик РАН Михаил Федорук.

НГУ разделил 8-9 место с ИТМО, но, как отмечают аналитики АЦ «Эксперт», в отличие от питерского вуза, для НГУ характерно сотрудничество в разработке инноваций как с компаниями, так и с научными организациями при довольно высокой доле процитированных патентов. 

НГУ в последние годы усиливает взаимодействие с высокотехнологичными компаниями и реальным сектором экономики, развивая новые форматы сотрудничества. Так, объем внебюджетных доходов от НИОКР увеличился в пять раз с 2019 по 2024 гг., и тенденция к дальнейшему росту сохраняется и в этом году.

— На наш взгляд, важно сосредоточиться на формировании долгосрочных партнерств. Сейчас такое партнерство, к примеру, формируется у нашего вуза с СИБУР ПолиЛабом — центром прикладных разработок по переработке и исследованию полимеров. Еще одно важно направление — создание новых продуктов, которые нужны реальному сектору. Так, сегодня перед нефтегазовой отраслью стоит задача повышения эффективности добычи трудноизвлекаемых запасов. НГУ стал головной организацией консорциума, выигравшего грант на развитие методик цифрового керна с использованием синхротронного излучения. Инновационный инструмент поможет нефтяной отрасли ответить на этот вызов, — добавил Владислав Канажевский, заместитель директора Передовой инженерной школы НГУ.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Возрождение «прекрасной» энергетики

Из-за внешнеполитических событий мы как-то упустили из поля зрения одно знаковое событие: 6 августа этого года Владимир Путин подписал Указ № 547 «О сокращении выбросов парниковых газов». Согласно этому Указу, правительство РФ обязано обеспечить к 2035 году сокращение парниковых выбросов до 65 – 67% относительно уровня 1990 года «с учетом максимально возможной поглощающей способности лесов, иных естественных экологических систем».

Как нетрудно догадаться, этот Указ напрямую связан с реализацией целей Парижского соглашения по климату, ратифицированного нашей страной. Почему данное постановление появилось только сейчас и какими путями его будет реализовывать наше правительство, пока не совсем понятно. Хотя ссылка на поглощающую способность лесов и иных естественных экологических систем весьма четко отражает специфику российского «зеленого курса». В целом же руководство страны, как видим, никак не демонстрирует отказа от реализации климатической повестки и всячески сигнализирует о том, что мы полностью разделяем это направление глобального развития (хотя и с некоторыми оговорками).

Таким образом, несмотря на все перипетии геополитической обстановки, Россия не намерена брать на себя роль аутсайдера, демонстрируя миру несогласие в плане формулировок стратегических целей и задач. Если кто-то у нас рассчитывал на какой-то особый курс, где в приоритете окажутся исключительно национальные интересы, а не международные планы, тот сильно ошибся. Мы говорим так потому, что слишком активная и плохо продуманная реализация климатической повестки на практике вполне может привести к негативным экономическим результатам. Осознают ли это на самом верху, судить пока не беремся. Насколько серьезными будут у нас решения по сокращению парниковых газов тоже непонятно (как мы знаем, западные борцы за климат обвиняют Россию в том, что она борется с парниковыми выбросами только на словах, а не на деле).

Однако в любом случае нашему правительству придется выдумывать такие схемы и сценарии развития, которые позволили бы сделать так, чтобы и волки были сыты, и овцы целы. Задача непростая, но в руководстве страны ее принимают как неизбежность. В правительстве углеродная тема воспринимается, скорее всего, без энтузиазма, но относятся к ней там вполне серьезно (о чем свидетельствуют хотя бы заявления главы Минэкономразвития РФ Максима Решетникова). Поэтому есть большая вероятность, что у нас при решении этих вопросов будут всячески «петлять», но от самой темы формально не откажутся.

Как раз на этом фоне на противоположной стороне глобуса разворачивается совершенно другая картина. Так, администрация Трампа решила не «петлять» - просто грубо и открыто отмахнулась от Парижского соглашения. Здесь недавно также произошло знаковое событие: 4 июля президент Трамп подписал «Один большой прекрасный законопроект» (One Big Beautiful Bill Act), способный поставить крест на «зеленом» энергетическом переходе. Эту законодательную инициативу не так давно очень бурно обсуждали – и в мире, и в самой Америке. Илон Маск даже назвал ее «отвратительной мерзостью», обращая внимание на то, что она приведет к увеличению бюджетного дефицита. Российские аналитики также сосредотачивались на этих аспектах. А вот как это должно отразиться на реализации климатической повестки, на энергетической политике, наших наблюдателей интересовало во вторую очередь.

Однако нас в большей степени интересует как раз энергетический аспект данной инициативы, ибо он четко выявляет отказ администрации Трампа от «безуглеродной» стратегии развития. Согласно «прекрасному законопроекту» (после его вступления в силу) будут отменены налоговые льготы и прочие послабления для возобновляемой энергетики и, с другой стороны, будет дан зеленый свет нефтегазовой отрасли. По сути, этой законодательной инициативой новая администрация пытается перечеркнуть законотворчество времен Байдена, направленное на всемерную поддержку «зеленого курса».

Отметим, что проекты в области «зеленой» энергетики финансово поощрялись в США еще с 1978 года, когда солнечные панели и ветряки воспринимались как инновационное направление. С тех пор данная поддержка продлевалась не менее 15 раз.

Администрация Байдена решила идти еще дальше, приняв так называемый «Закон о снижении инфляции», продиктованный исключительно климатической повесткой. То, что сегодня предпринимает администрация Трампа, по сути является попыткой устранения худших положений упомянутого байденовского закона. Принятые в рамках этого закона программы поддержки проектов ВИЭ прекращают свое действие в 2028 году. Однако эту поддержку вполне можно пролонгировать, если к власти опять придут сторонники «зеленого курса». Поэтому новые законодательные инициативы выстраиваются с расчетом на то, чтобы полностью погасить государственное финансирование проектов ВИЭ. Это будет означать, что если в ближайшем будущем бразды правления окажутся у борцов с глобальным потеплением, им придется всё начинать с нуля (а не просто продевать то, что уже есть и работает). То есть «зеленые» субсидии придется возрождать заново через очередные законодательные инициативы. Это потребует больше времени и усилий, и еще не факт, что такие инициативы будут поддержаны законодательными органами. Отметим в этой связи, что только за последние десять лет федеральные расходы на обеспечение налоговых льгот для ВИЭ увеличились двадцатикратно! Трамп решил положить этому конец, о чем он неоднократно заявлял публично.

В общем, команда Трампа совсем не скрывает своих намерений. Пытаясь лишить «зеленые» проекты права на государственное финансирование, она параллельно предписывает продажу новых земельных участков для добычи нефти и газа на федеральных землях, вводит для производителей налоговые льготы и смягчает регуляторные механизмы. Иными словами, вводит как раз всё то, с чем уже много лет борются защитники климата. Еще один показательный момент – «прекрасный законопроект» откладывает введение налогов на выбросы метана до 2035 года. Кроме того, угледобыча также не осталась без внимания, поскольку предполагается выделение не менее четырех миллионов дополнительных акров федеральной земли для добычи полезных ископаемых. К примеру, девять штатов, где имеются такие федеральные земли, обязуются проводить не менее 30 ежеквартальных аукционов по продаже прав на добычу.

Кроме того, чтобы подчеркнуть недвусмысленность своих намерений в отношении «зеленой» энергетики, президент Трамп 7 июля этого года подписал отдельный Указ об отмене субсидий для «ненадежных» (unreliable) источников энергии, находящихся под «иностранным контролем». Какие источники энергии считаются командой Трампа «ненадежными», совершенно понятно. Речь идет о ВИЭ. Что касается иностранного контроля, то здесь также всё ясно, учитывая то обстоятельство, что сегодня основным поставщиком ключевых компонентов для объектов «зеленой» энергетики является Китай – главный геополитический конкурент США. Следовательно, этим указом Трамп прямо подчеркивает, что национальные интересы он ставит выше общечеловеческих задач вроде борьбы с глобальным потеплением (в отношении которого Трамп настроен скептически).

Помимо этого, новые законодательные инициативы призваны свернуть борьбу за электрификацию автомобильного транспорта. Со стороны Трампа на этот счет прозвучало много заявлений, где он ругал электромобили за их дороговизну и ненадежность. И, судя по всему, государственная поддержка прекращается и на этом направлении (к величайшему неудовольствию бывшего соратника Трампа - Илона Маска, вложившего немало усилий в продвижение электромобилей). С 30 сентября намечается отмена федеральной налоговой льготы (в размере 7500 долларов) при покупке или аренде новых электромобилей. Указанные льготы были частью широкой стратегии по стимулированию перехода на электромобили. Команду Трампа, исходя из публичных заявлений, в корне не устраивает сам факт использования в таких делах политических инструментов – в противовес рыночным механизмам. То же самое касается и «зеленой» энергетики.

По мнению экспертов, «прекрасный законопроект» знаменует собой масштабную корректировку американской энергетической политики, осуществляемой под лозунгом укрепления энергетической и экономической безопасности США. Противники Трампа, как мы знаем, исходят из «общечеловеческих» гуманитарных задач, ставя национальные интересы на второе место. Станет ли этот разворот примером для подражания для других стран, сказать не беремся. Страны Глобального Юга, как мы знаем, отстаивают свои интересы через общегуманитарную повестку (о чем мы писали). Последует ли Европа этому примеру, также неясно (на данный момент ничего такого не намечается). А вот как поведет себя Россия в случае сближения наших политических и экономических позиций – вопрос весьма интересный и очень актуальный. Поэтому к этой теме мы еще вернемся не раз. 

Андрей Колосов

Генетическая карта сельхозкультур

Ученые ИЦиГ СО РАН проводят работу по анализу пангеномов сельскохозяйственных растений. Это исследование имеет большой потенциал для обеспечения продовольственной безопасности страны, сообщил, выступая на форуме OpenBio д.б.н., доцент, заместитель директора по научной работе ИЦиГ СО РАН Дмитрий Афонников.

— Анализ пангеномов сельскохозяйственных растений, таких как рис, кукуруза и соя, заключается в создании полного набора всех уникальных генов и последовательностей внутри вида, а не только на основе одного референсного генома. Благодаря пониманию геномной архитектуру агрономических признаков, можно создать более полную «карту» генетического разнообразия и использовать ее для улучшения культур, — подчеркнул ученый.

По его словам, улучшать сельскохозяйственные характеристики культур через генную инженерию намного безопаснее и привлекательнее для населения, чем использование, например, ГМО или удобрений.

— Мы работаем только с естественным материалом самого растения, скрещивая или модифицируя растения из разных регионов, обладающих разными свойствами, — заявил Афонников.

Напомним, в Новосибирске запустили биотехнологический стартап, который специализируется на производстве химозина — фермента, нужного для изготовления сыра. Над этим проектом работают ученые из Новосибирского государственного университета (НГУ) и сотрудники ГНЦ ВБ «Вектор» Роспотребнадзора. Традиционно фермент получают из желудков телят или закупают за границей. Сибирские исследователи предложили новый, более этичный и технологический способ — производство химозина с помощью генно-модифицированных дрожжей.

Стоит также отметить, что в регионе развивается органическое производство сельхозпродукции.

Ранее редакция приводила мнение эксперта о том, что в России нужно разрабатывать новые вакцины против вирусов и бактериальных инфекций.

Завучи следующего поколения

В Новосибирском государственном университете стартует программа повышения квалификации «Гуманитарные модели для современной школы». Её участниками станут педагоги и управленцы, которые в ближайшие годы будут определять развитие школьного образования.

Университет реализует подобный курс впервые, партнерами выступают лицей № 130 имени академика М. А. Лаврентьева — одна из сильнейших школ региона и Институт философии и права СО РАН. Программа рассчитана на молодых руководителей и педагогов, готовых претендовать на должности директоров и заместителей по научно-методической работе. Она предполагает сочетание теоретического и практического форматов: слушатели будут изучать гуманитарные концепции отечественной педагогики ХХ века и применять их в проектной мастерской для разработки собственных моделей школ.

«Обычно программы повышения квалификации посвящены управлению школой, менеджменту, каким-нибудь методикам и технологиям, а в данном случае будем обсуждать передовые отечественные гуманитарные концепции, которые руководители образовательных учреждений могли бы использовать как основу для разработки концепции развития своих школ», — подчеркнул один из авторов программы, главный научный сотрудник Института философии и права СО РАН, ведущий научный сотрудник Центра искусственного интеллекта НГУ, д-р.филос. наук Сергей Смирнов.

Курс охватывает широкий спектр идей: от наследия Ушинского и Макаренко до культурно-исторического подхода Выготского и школы диалога культур Библера. Среди модулей — философия диалога Бахтина, теория развивающего обучения Эльконина–Давыдова, педагогические практики коммунарского движения и современные дискуссии о будущем массовой школы.

По словам другого соавтора программы, директора лицея № 130 Сергея Сопочкина, программа не ограничивается только классикой. «В педагогике одна идея питает другую. Конечно, теоретические наработки в основном появились в ХХ веке, но они актуальны и сегодня. Многие подходы уже работают в школах, пусть и не в форме целостных моделей. Задача программы — показать, как эти идеи могут стать основой авторских проектов», — отметил он.

Отдельное внимание будет уделено практическим заданиям: слушатели представят собственные проекты гуманитарных моделей школ, которые могут быть реализованы на базе образовательных учреждений. Итогом станет защита авторских предложений, а лучшие решения смогут получить дальнейшее развитие.

«И лицей, и университет накопили серьёзные результаты на образовательном поприще, и есть желание делиться этим опытом. Главный автор программы, Сергей Алевтинович Смирнов — известный ученый. Накопленный опыт и его теоретическое осмысление   нашли отражение в программе, которая получилась, как нам кажется, довольно качественной и содержательной. Современной школе необходим профессиональный разговор о завтрашнем дне, и наша программа как раз даёт площадку для такого диалога», — подчеркнул Сергей Сопочкин.

Интерес к программе уже проявляют как представители ассоциации молодых педагогов Новосибирска, так и действующие директора школ Новосибирска.

Организаторы уверены, что проект позволит вырастить новое поколение руководителей, готовых внедрять в работу школ лучшие образовательные модели, а также свои разработки на их фундаменте. В условиях, когда государственный стандарт делает школу достаточно унифицированной, именно авторские подходы и инициативы могут стать драйвером её обновления.

«Школа сегодня нуждается в свежих идеях. Мы не противопоставляем гуманитарную традицию цифровым технологиям, а показываем, что без понимания человека как личности никакая инновация не будет работать», — подчеркнул Сергей Сопочкин.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

 

Программа стартует этой осенью, обучение займёт 64 часа, форма обучения очная. По окончании слушатели получат документ о повышении квалификации. Занятия начнутся по мере комплектования группы.

Курс на «зеленое» строительство

Мы уже неоднократно уделяли внимание экологическому домостроению. Напомним, что конкретно в нашей области данную тему еще с 1980-х годов продвигает группа ученых из новосибирского Академгородка. Несмотря на видимые успехи, она еще не приобрела широкой известности, что в наши дни вызывает некоторое удивление, поскольку экологическое домостроение по сути своей четко вписывается в современную климатическую повестку.

Может показаться, будто эта тема еще не получила у нас одобрения со стороны властей. Однако это не так. В стране официально задекларирован курс на «зеленое» строительство, и сейчас мы находимся на этапе его юридического оформления. Инерция строительной отрасли, конечно же, велика. Тем не менее, разворот как будто наметился. Не будем пока обсуждать скорость возможных изменений. Отметим лишь, что если к вопросу отнесутся серьезно, то изменения предстоят существенные - и для строителей, и для девелоперов, и для потребителей.

Мы сделали здесь оговорку насчет серьезности не просто так. Безусловно, профанировать можно любой вопрос. Но если исходить из того, что наверху очень хорошо осознают проблему и считаются с современными трендами, то «зеленое» строительство не ограничится отдельными нововведениями и ужесточением некоторых правил (например, увеличением требований к теплозащите зданий или обязательным использованием определенного энергосберегающего оборудования). Подчеркиваем, что при серьезном решении вопроса будет внедряться принципиально новый подход к формированию жилой среды, включающий целый комплекс нововведений, где вопросы теплозащиты и энергоэффективности являются лишь частью этого комплекса. Причем, речь идет не только об индивидуальном строительстве. Многоквартирные дома также включаются в этот «зеленый» тренд. Мало того, реконструкция и капитальный ремонт старых зданий (и даже целых кварталов) будет также осуществляться с поправкой на новые подходы.

Все эти вопросы были подробно разобраны на Международном форуме «Острова устойчивого развития: климатический аспект», состоявшемся 1 – 2 августа на территории Сахалинской области.

Показательно, что в европейских странах тема «зеленого» строительства популяризуется наравне с темой «зеленого» энергетического перехода. Рассматривается она в разных аспектах, в том числе и в аспекте озеленения городов как одного из способов локального снижения температуры. Так, совсем недавно (о чем напомнили участники форума) мэр города Афины заявил о необходимости посадки в городе 25 тысяч деревьев. Согласно расчетам, данная мера способна смягчить летнюю жару на 3 – 5 градусов. Надо сказать, что теперь каждое лето на юге Европы люди изнывают от жары, и потому власти ищут способы повышения комфортности городской среды. Увеличение зеленых зон, таким образом, решает сразу две задачи: улучшает условия проживания горожан (как локальная задача) и параллельно увеличивает поглощение углеродных выбросов (как глобальная задача).

В нашей стране, к сожалению, во многих городах до сих пор идут прямо противоположным путем, когда по решению местных руководителей зеленые насаждения и даже целые скверы вырубаются под многоэтажную застройку. Однако согласно исследованиям, проводимым в рамках климатической повестки, строительство и эксплуатация многоквартирных домов сами по себе оказывают негативный экологический след.

Так, строительство многоквартирного дома сопровождается уничтожением растительного и почвенного покрова, загрязнением воздуха строительной пылью, сажей и газами. Производство строительных материалов требует расхода воды и энергии и ведет к выбросам углекислого газа. То же самое происходит и при возведении домов. Эксплуатация также приводит к истощению жизненно важных ресурсов, выбросам углекислого газа и образованию отходов (включая твердые бытовые отходы, загрязненные стоки и вредные химические соединения от моющих и чистящих средств).

В настоящее время примерно 40% мирового сырья используется для строительства, реконструкции и ремонта зданий. Строительство продуцирует порядка 30% мирового объема отходов. На здания и сооружения приходится примерно 27% прямых выбросов CO2, а с учетом сопряженных процессов (производство строительных материалов) – не менее одной трети.

Как мы понимаем, «зеленое» строительство как раз и призвано устранить основной перечень негативных экологических последствий. Поэтому еще раз отметим, что речь идет о решении комплексной задачи, на что как раз обращали внимание участники форума. То есть ставится вопрос о строительстве зданий с минимальным воздействием на окружающую среду, где учитывается снижение уровня потребления энергии, строительных материалов и потребления жизненно важных природных ресурсов (например, воды), а также эффективной утилизации отходов (не в ущерб комфортности проживания).

В настоящее время в этих целях внедряются национальные и международные стандарты «зеленого» строительства. В данный перечень входят соответствующие регуляторные документы, обязательные к исполнению, а также системы добровольной оценки соответствия возводимых зданий критериям экологичности и «устойчивого развития». В нашей стране распространение получили как минимум шесть видов международных стандартов.

На данном этапе как раз происходит апробация регуляторных механизмов. Поскольку Россия также движется в фарватере «зеленого курса» (не будем это сбрасывать со счетов), то на этом направлении уже сейчас наблюдаются соответствующие нормативные подвижки. Так, с ноября 2022 года у нас начал действовать ГОСТ Р 70346-2022 «Зеленые стандарты», распространяемый на сферу многоэтажного жилищного строительства. Стандарт был разработан при непосредственном участии Министерства строительства РФ. В его основу легли международные системы сертификации «зеленых» зданий BREEAM, LEED и DGNB. Здесь используется 37 обязательных критериев и 44 добровольных критерия. Упомянутые критерии затрагивают архитектуру и планировку участка, энергоэффективность, рациональное использование воды и материалов, ресурсную эффективность, отходы производства и потребления, экологическую безопасность территорий, безопасность эксплуатации зданий, наличие «зеленых» инноваций и так далее.

Правда, эксперты отмечают, что значимость некоторых показателей у нас находится пока ниже, чем в западных странах. Например, значимость показателей по такому критерию, как энергоэффективность, у нас ниже, чем в США, Великобритании и Германии. Хотя данный критерий является наиболее важным в системе «зеленого» домостроения, поскольку напрямую сопряжен с экономией энергоресурсов, а значит - с углеродными выбросами.

Важно отметить, что в соответствии с самыми строгими сценариями низкоуглеродного развития уже к 2030 году во всех странах мира необходимо добиться нулевых выбросов для всех существующих зданий. Согласно менее строгим вариантам, нулевые выбросы должны затронуть лишь новые здания. Насколько реалистичными окажутся эти цели, время покажет. Хотя ориентиры уже предельно понятны. И вряд ли стоит думать, будто в России (из-за царящего здесь климатического скепсиса) «зеленое» строительство превратится в обычную кампанейщину, и через несколько лет всё «рассосется» и затем будет все как раньше. Мы могли бы принять такую версию, если бы не одно обстоятельство – прогнозируемый уже сейчас высокий рост стоимости основных ресурсов – воды, электричества и энергоносителей. Так что не исключено, что в скором времени популярность «зеленых» домов будет определяться не «экологической сознательностью», а банальным экономическим расчетом. Скажем, выгоднее будет вложиться в ту же энергоэффективность, чем платить за тепло по высоченным тарифам.

И напоследок отметим следующее. По сути, «зеленое» строительство как таковое выросло из области добровольных инициатив, перейдя затем в часть государственной политики. Показательным примером тому может служить не раз упоминавшийся нами проект «Экодом», которым наши специалисты из Академгородка занимаются почти полвека. Как мы отмечали, когда-то такое жилище воспринималось как результат научного «чудачества». Однако сегодня мы наблюдаем, как уже на государственном уровне создаются регуляторные механизмы, в основу которых заложены определенные критерии, как будто взятые из концепции экодома. И это – только начало.

Еще раз отметим, что мы не можем предсказать, насколько строго в нашей стране будут реализовываться принципы «зеленого» строительства. Здесь теория вполне может не срастить с практикой. Тем не менее, не приходится сомневаться, что само направление не взялось ниоткуда, и его актуальность для потребителей в ближайшей перспективе только подтвердится. 

Николай Нестеров

Онколитические вирусы для медицины

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН сообщил о готовности приступить к клиническим исследованиям нового препарата против рака головного мозга. Препарат создан на основе генно-модифицированного онколитического вируса осповакцины, уточняет ТАСС. По словам старшего научного сотрудника института Елены Кулигиной, испытания планируется начать уже в 2026 году.

Разработка базируется на механизме действия онколитических вирусов — модифицированных штаммов, способных проникать преимущественно в раковые клетки, разрушать их и одновременно стимулировать иммунный ответ организма. Вирусная основа лишена генов, вызывающих опасные симптомы инфекции, вместо них встроены элементы, усиливающие противоопухолевую активность.

Ранее тот же препарат прошел первую фазу испытаний при лечении рака молочной железы. Исследование проводилось в четырех клинических центрах: при однократном введении в половине случаев фиксировалась стабилизация опухоли, при многократном введении положительный эффект наблюдался у 80% пациентов.

Доклинические исследования показали, что препарат подавляет рост опухоли, не повреждая здоровые клетки. Разработчики подчеркивают, что новая терапия может стать значимым дополнением к существующим методам лечения онкологических заболеваний.

Геодинамика Анатолии

Сотрудница Новосибирского государственного университета изучила движение литосферных плит в районе Анталийского побережья на юге Турции и выявила новые свидетельства процесса деламинации — отслоения части литосферы от коры и ее погружения в мантию. Последствия деламинации могут приводить к геодинамическим изменениям на поверхности, включая подъем рельефа (рост гор), проявление вулканической активности, появление землетрясений, а также тектонических разломов. Результаты исследования опубликованы в журнале Tectonophysics.

Анатолия — тектоническая плита, бóльшую часть которой занимает территория Турции. Анатолия активно взаимодействует с окружающими ее плитами, что приводит к возникновению мощнейших землетрясений, которые регулярно сотрясают территорию Турции, угрожая инфраструктуре и людям. Например, разрушительные землетрясения, произошедшие 6 февраля 2023 года, в юго-восточной Турции и северо-западной Сирии привели к гибели более 50 000 человек и нанесли значительный экономический ущерб. Механизмы, управляющие взаимодействиями плит, всё еще во многом остаются загадкой. Ключ к пониманию глубинных процессов — карта неоднородностей земной коры и верхней мантии. Получить ее позволяют методы геофизики, и один из самых эффективных — сейсмическая томография. Этот аналог компьютерной томографии для Земли использует сейсмические волны от землетрясений, чтобы создать трехмерные изображения недр. Опираясь на модели сейсмической томографии, ученые могут выдвинуть гипотезы о геодинамических сценариях эволюции Земли и лучше оценивать сейсмические риски по всему миру.

Катализатором тектонических и геодинамических изменений в районе Анталийского побережья Анатолии ученые называют Африканскую плиту — одну из семи крупнейших литосферных плит Земли. По мере своего движения на север, она глубоко погружается под Кипр и Анатолию — этот процесс называется субдукцией, которая в итоге приводит к высокой сейсмической активности. Процесс столкновения схожих по толщине и геохимическому составу плит называют коллизией, которая приводит к образованию гор и разломов. В совокупности эти процессы считаются основной причиной землетрясений, в частности на Анталийском побережье. 

«Наше исследование основано на методе сейсмической томографии. Сеть сейсмических станций, расположенных в Турции, фиксирует время прихода сейсмических волн, источниками которых служат землетрясения. Зная место сейсмического события и скорость распространения волн, мы смогли воссоздать скоростную модель до 120 километров вглубь земли. Из-за активного взаимодействия тектонических плит Анатолия обладает высокой сейсмичностью. Мощная и древняя Евразийская плита, расположенная севернее Анатолии, выступает в роли упора: она не позволяет двигаться на север Аравийской и Африканской плитам, которые, в свою очередь, оказывают прессинг на Анатолийскую плиту, выдавливая ее на запад. Граница между западной и центральной частями Анатолийской плиты проходит по углу Испарты (регион на юго-западе Турции. — Прим. ред.), который испытывает растяжение. Именно под углом Испарты прослеживается низкоскоростная аномалия сейсмических волн, что характерно для зоны растяжения», — рассказала старший научный сотрудник лаборатории обработки и анализа сейсмических данных НГУ кандидат геолого-минералогических наук Ирина Викторовна Медведь.

Деламинация — это гипотетический процесс, при котором тяжелая нижняя часть литосферы отрывается от более легкой континентальной коры и тонет в глубине мантии. Хотя эту идею предложили еще в 1980-х годах, ее долго ставили под сомнение. Ученые утверждали, что континентальные плиты, сталкиваясь, являются слишком легкими и плавучими, чтобы их часть могла погружаться таким образом.

Однако сегодня набирает силу гипотеза, согласно которой при столкновении двух тектонических плит в нижней части коры происходят изменения, приводящие к погружению плит на глубину. При этом освободившееся место погруженных в мантию частей плит занимает материал горячей астеносферы. Оказываясь вблизи земной коры, астеносфера прогревает ее нижнюю часть. Это проявляется в виде аномалий на моделях сейсмической томографии. 

«Описания природы глубинных процессов Земли формулируются в виде гипотез, так как методы их изучения имеют большую степень неопределенности. Для изучения глубинного строение Земли применяются геофизические методы, но на сегодняшний день они еще не обладают высоким качеством и точностью. Существующие геофизические инструменты позволяют приблизительно выстроить картину глубинных неоднородностей, которая на базовом уровне дает понимание о глубинных взаимодействиях. Описание процесса деламинции существует также на уровне гипотезы, но полученные в нашем исследовании модели позволяют утверждать в пользу его существования», — отметила Ирина Медведь. 

Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий

Кирилл Сергеевич

Фото Екатерины Пустоляковой

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS