В конце марта этого года Германия сделал еще один эпохальный шаг в «зеленое» будущее: в Гамбурге наконец-то взорвали самую современную угольную ТЭС Moorburg, давно уже вызывавшую раздражение у экологических активистов. Еще в 2018 году возле нее устраивала пикеты небезызвестная защитница климата Грета Тунберг. В 2021 году электростанцию остановили, а с 2024 года начали последовательно уничтожать с помощью взрывчатки.

Что самое характерное, объект, судя по всему, был построен на совесть, поэтому взрывчатка неважно справлялась с поставленной задачей. И всё же дело довели до конца. Чтобы понять глубину этого замысла, отметим, что ТЭС Moorburg была построена в 2015 году и считалась самой передовой и безопасной электростанцией такого класса. Ее мощность составляла 1,6 ГВт. Этого вполне достаточно, чтобы снабдить электрической энергией весь Гамбург. Но, как выяснилось, требования защитников климата оказались важнее.

Владелец станции, конечно же, сослался не ее нерентабельность, однако надо понимать, что руководство Германии давно уже «щемит» угольную генерацию и принимает планы по полному отказу от угля. В таких условиях, конечно же, даже самый современный и эффективный объект может стать «головной болью» для ее владельца.

В нашей стране, похоже, правительство идет несколько иным путем – у нас вообще перестали строить современные высокоэффективные ТЭС большой мощности. Мало того, недавно правительство даже «зажало» средства на модернизацию старых электростанций (о чем мы уже писали). Очевидно, именно так в нашей стране решили реализовать официально утвержденную стратегию «низкоуглеродного» развития. Судите сами: у нас есть планы по развитию АЭС, есть планы по развитию гидроэнергетики, планы по развитию ВИЭ. Есть даже планы по «зеленому» водороду! А вот по тепловым электростанциям вопрос остается открытым. Россия, конечно, не во всем похожа на нынешнюю Германию, но в чем-то мы решили с ней сравняться, пусть и не очень спешно.

Впрочем, не будем судить сурово. Может, наверху есть задумка радикально «переформатировать» тепловую генерацию, сделав акцент на создании большого количества небольших распределенных мощностей. Гениальность этого замысла мы оценить, к сожалению, не в состоянии, поскольку слишком плохо о нем информированы. Пока что можем констатировать только одно: в наших городах продолжают пыхтеть старенькие низкоэффективные тепловые электростанции. Однажды они непременно начнут выходить из строя в силу высокого капитального износа. Сколько лет еще продлится этот музей под открытым небом, сказать невозможно. Это наш особый раритет, которого скоро трудно будет отыскать в соседних странах, поскольку там (например, в Китае или в Польше) такую рухлядь давно уже сносят и заменяют новыми высокоэффективным ТЭС – как раз такими, какие у нас не строят. А ведь было время, когда наша энергетика по своему техническому уровню занимала в мире почетное второе место (после США). Мы говорим сейчас о 1960-х годах. Советский Союз оказался первой страной, построившей действующую атомную электростанцию. Наши ученые, не останавливаясь на достигнутом, проводили смелые эксперименты по управляемому термоядерному синтезу, намереваясь первыми в мире построить термоядерный реактор. Планы были головокружительными, и всё это обсуждалось на страницах научных журналов. Почитайте материалы научных конференций и симпозиумов по энергетике тех лет, и вы с удивлением обнаружите там обсуждение технологий, которые в наши дни по недоразумению считают новейшими изобретениями. Например, в середине 1960-х наши ученые обсуждали не только проблемы термоядерного синтеза, но также вопросы развития топливных элементов и тепловых насосов. В те далекие годы по этим направлениям у нас также серьезно работали. Но что самое интригующее: в те годы постоянно мелькала тема, почти напрочь забытая в наши дни – тема так называемых магнитогидродинамических генераторов (МГД-генераторов). Речь идет о разработке метода ПРЯМОГО преобразования тепла в электрическую энергию. По своей актуальности данная тема фактически находилась на втором месте после проблемы термоядерного синтеза. Учтем, что она напрямую соприкасалась с последней, а равно и с темой «мирного атома». Ведь даже на АЭС электричество вырабатывали с помощью паровых турбин.

Над МГД-генераторами работали как в нашей стране, так и за рубежом. Здесь начиналось примерно такое же взаимодействие между учеными, как и в случае с термоядом. Ученые исходили из того, что опосредованная выработка электрической энергии имеет естественные ограничения, поэтому переход к прямой выработке будет означать революционный прорыв. Подчеркиваем, значение этому прорыву придавали столь же серьезное, как и управляемому термоядерному синтезу.

На этот счет приводился пример с первоначальным применением энергии пара в XVIII столетии. Так, первые паровые машины приводили в движение водяной насос, который понимал воду в бак. Оттуда вода бежала вниз по желобу и вращала мельничное колесо. Когда же привод от поршня прямо присоединили к колесу, тогда и произошел настоящий революционный прорыв. По такому же сценарию, считали ученые, должен осуществиться новый революционный прорыв в тепловой энергетике.

В научно-популярных статьях тех лет МГД-генератор сравнивался с огненным драконом, поскольку здесь играла свою основную роль струя раскаленных газов, вырывающихся словно из сопла ракеты. Именно в этой реактивной струе прозорливые умы узрели образ тепловой электростанцию будущего. Да, в хвосте пламени они видели одновременно и топку, и котел, и турбину, и электрический генератор – главное средство прямого преобразования тепловой энергии в электрическую. Ведь если к ревущей струе огня поднести обыкновенный магнит, то из этого союза возникнет самый настоящий генератор электрического тока.

В струе ракетного пламени, помещенной в магнитное поле, электрический ток возникает так же, как во всяком движущемся проводнике. Но этот проводник обладает особыми свойствами. Как мы понимаем, речь идет о плазме – «четвертом состоянии вещества». От обычного газа плазму отличает то, что в ней главную роль играют свободные электроны и ионизированные атомы и молекулы. Поэтому в основе теории МГД-генератора как раз лежит теория плазмы. Фактически, это была новая наука, родившаяся из изучения поведения оболочек звезд. Но, как ни странно, случилось так, что именно это «космическое» направление науки обещало решить вполне земной вопрос – создать принципиально новый тип генератора, не требующего котлов, турбин и подвижных механических деталей.

В 1960-е годы в нашей стране уже создавались соответствующие экспериментальные установки. Наши ученые были полны решимости проводить исследования в этом направлении, хотя они прекрасно давали себе отчет, что лабораторный прибор весьма и весьма далек от индустриального воплощения столь смелой идеи. Чтобы полностью решить задачу, исследователям предстояло, образно говоря, укротить трех «драконов» - высокую скорость, высокое давление и высокую температуру. Продвижение в каждом из этих направлений также привносило революционные новшества в технику. К примеру, советские физики изучали поведение многих материалов при сильном нагреве в агрессивных средах. При этом всесторонне была исследована физика самой плазмы. Всё это в совокупности открывало возможности моделирования промышленной установки прямого преобразования (получившей индекс У-02). Причем, если верить тогдашним публикациям, эта модель превосходила зарубежные аналоги.

Во второй половине 1960-х годов не только в научных журналах, но даже в многотиражных газетах писали об успешных опытах в этой области. МГД-генераторы прямо называли значительным шагом в энергетику будущего. Начиналось реальное предвосхищение революционного рывка. Казалось, что паровые и газовые турбины скоро уйдут в прошлое. Правда, чуть позже выяснилось, что победные реляции оказались преждевременными. В 1970-е годы появились публикации, объяснявшие, почему создание промышленных МГД-генераторов содержит слишком много проблем. К теме стали терять интерес примерно так же, как это было в случае с управляемым термоядерным синтезом.

Впрочем, обидно не это. Для нашей страны проблема не в том, что ожидаемого революционного прорыва на этом направлении так и не произошло. Обидно другое: за предыдущие полвека мы не только не создали действующих МГД-генераторов, но даже утратили возможности промышленного выпуска турбин для тепловых электростанций. Сегодня нам это выходит боком, когда из-за санкционной политики бывшие партнеры банально отказывают нам в поставках оборудования для ТЭС (из-за чего не в последнюю очередь откладывается модернизация старых электростанций). И вдвойне обидно от того, что производство турбин сумели наладить наши соседи, когда-то считавшиеся нами «технически отсталыми».

Андрей Колосов

Мы продолжаем наш цикл публикаций, посвященный 10-летию образования ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» и постепенно переходим от истории к современным исследованиям, которые ведут сотрудники центра.

Одно из таких направлений – высокопроизводительное фенотипирование и использование машинного зрения для решения научных и производственных задач в области сельского хозяйства.

Цифровые методы, которые лежат в основе высокопроизводительного фенотипирования (описания признаков растения) позволяют существенно оптимизировать сбор данных и их форматирование для дальнейшего анализа. Анализ больших данных о связи между генотипом и фенотипом растения, того, как генетические изменения проявляются фенотипически – очень важен в селекции растений. Именно на этой основе затем можно планировать работу над новыми сортами с улучшенными свойствами.

Очень важную роль в этом процессе играют методы анализа изображений с использованием современных информационных технологий. «Селекция начинается с того, что мы должны выделить важный признак, связанный с урожайностью, продуктивностью, измерить и оценить его вариабельность в популяции. Ранее эта работа была очень трудоемкой. Всё делалось вручную с помощью линеек, на глаз. Мы хотим бы сделать так, чтобы ученым больше не надо было бы вручную измерять параметры растений, а просто сделать фотоснимок колоса пшеницы, соблюдая при этом ряд технических условий, и затем получить интересующую их информацию, загрузив это фото в нашу базу данных», - рассказал заместитель директора ИЦиГ СО РАН по научной работе, д.б.н. Дмитрий Афонников.

Эта работа основана на огромном экспериментальном материале, который накоплен в институте, включая коллекцию видов пшениц, собранную академиком РАН Николаем Гончаровым и генофонд сибирских сортов пшениц СибНИИРС, а также на программном обеспечении, разработанном сотрудниками за последние годы..

Первые результаты уже есть. В их числе – приложение для автоматического подсчета количества зерен в колосе растения (важный этап в оценке урожайности сорта), которое можно установить на мобильное устройство – планшет или смартфон. После этого, все, что требуется – поместить зерна на белый лист бумаги и сфотографировать их. А дальше программа сама проводит подсчет, масштабирование и обмеры зерен, а затем – оформляет результаты в виде готового отчета. Причем, делает это не только быстрее человека, но и с большей степенью точности. Приложение уже несколько лет находится в открытом доступе и пользуется популярностью среди селекционеров и агрономов по всему миру.

Другой продукт из этой линейки – приложение, которое по фотоснимку может определить тип грибного заболевания, поразившего побеги пшеницы. «Заболеваниям злаков, которые вызываются патогенными грибами, подвержены многие культуры. И часто эти болезни существенно снижают урожайность растений. С такими болезнями трудно бороться, поскольку площадь поражения быстро разрастается. Одним из актуальных подходов является мониторинг посевов, который помогает на ранней стадии идентифицировать заболевание, принять меры к его нераспространению. На решение этой задачи направлен наш продукт, который с достаточно высокой степенью точности распознает основные грибные заболевания побегов пшеницы, как по отдельности, так и в комплексе, с одновременной возможностью идентификации стадии развития растений», - объяснил Дмитрий Афонников.

В настоящее время эта программа реализована в формате телеграм-бота и также доступна для использования как селекционерами, так и сотрудниками агропромышленных предприятий.

Впрочем, машинное зрение ученые используют не только в формате мобильных приложений, но и для более масштабного наблюдения.

Современное точное земледелие требует регулярного мониторинга полей с сельскохозяйственными культурами. Одна из важных задач такого обследования – подсчет количества взошедших после посева растений: свеклы, картофеля, подсолнечника и других пропашных культур. Эти данные позволяют оценить качество всходов и спланировать агротехнические мероприятия по повышению урожайности.

Ранее специалисты «на глаз» оценивали количество взошедших растений по снимкам полей с беспилотников. Решить эту задачу быстрее и точнее можно с помощью методов обработки изображений, основанных на алгоритмах искусственного интеллекта, попробовали сотрудники ИЦиГ совместно с компанией ГЕОСАЭРО.

Сотрудники компании собрали большую базу изображений, полученных при съемке с дронов и разметили их, чтобы обучить нейронные сети их распознавать. Ученые ИЦиГ взяли на себя разработку необходимых алгоритмов и программных продуктов, работающих на основе обученных нейросетей. «Результатом стала новая технология, которая позволяет подготовить рекомендации для хозяйств или фермеров, например, рассчитать необходимую растениям дозу подкормки и полива, снизить расходы и повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Возможная выгода от использования разработки зависит от потребностей конкретного производителя, но она может быть очень существенной», – подчеркнул Дмитрий Афонников.

Работа в этом направлении продолжается и, по мере накопления опыта и компетенций, сотрудники лаборатории эволюционной биоинформатики и теоретической генетики ИЦиГ СО РАН ставят перед собой все более сложные задачи.

В их числе – создание цифровой модели колоса пшеницы. Одним из шагов по решению этой задачи стало создание информационной системы SpikeDroidDB, которая позволяет хранить цифровые изображения колоса, аннотировать их фенотипические характеристики по 14 важным признакам (эта работа проводилась совместно с Новосибирским государственным университетом).

Сложность задачи состоит в том, что множество морфологических признаков колоса принято оценивать качественно, более того, часто они не имеют количественной оценки. К таким признакам относятся форма колоса, его плотность, цвет колоса, опушение колосковых чешуй и множество других. Поэтому применение подходов цифрового анализа изображений для описания формы зерна и колоса необходимо сопоставлять с оценками этих признаков, выполненными экспертами-селекционерами.

Но когда эту задачу удастся решить, селекционеры получат уникальный инструмент – цифровую модель, которая сделает намного ускорит и облегчит их работу, сделав ее одновременно более эффективной и целенаправленной.

Еще более масштабные задачи ставит перед учеными общемировой тренд развития точного земледелия. А именно – создание методов точного прогнозирования урожая, на основе постоянного мониторинга состояния посевов, анализа полученной информации и выработки рекомендаций по корректировке производственных процессов с учетом реалий. Проще говоря, фермеру необходимо точно знать, сколько растений взошло на его полях, как они развиваются, чего им не хватает для роста, где и когда их атакуют патогены и какие именно, и так далее. А еще – получать с помощью искусственного интеллекта рекомендации по исправлению ситуации и оптимизации своей работы. Это позволит добиваться высокой производительности без злоупотребления удобрениями и при разумной себестоимости полученного урожая.

В рамках такой стратегии большую роль играют методы машинного зрения для мониторинга и анализа состояния полей, которые и развивают сегодня сотрудники ИЦиГ СО РАН.

«По сути, мы работаем на передовом крае, не только решаем те задачи, которые ставят перед нами селекционеры и аграрии, но и пробуем поставить себя на их место и понять, чем генетика и биоинформатика могут им помочь, как сейчас, так и в будущем, по мере развития общего технологического прогресса», - подытожил Дмитрий Афонников.

Сегодня активно развиваются технологии, использующие терагерцевое излучение (ТГцИ), например, для создания высокоскоростных систем передачи данных, разработки методов диагностики офтальмологических и онкологических заболеваний. В связи с этим становится все более важным исследовать влияние воздействия ТГц-излучения на живые организмы и устанавливать стандарты безопасности работы с ним. Специалисты из Научно-исследовательского института клинической и экспериментальной лимфологии (НИИКЭЛ-филиал ИЦиГ СО РАН) совместно с коллегами из Новосибирского филиала ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза»  имени академика С.Н. Федорова» Минздрава России, Новосибирского государственного университета (НГУ), ИЦиГ СО РАН, Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН (НИОХ СО РАН), Института ядерной физики им. Г. И. Будкера (ИЯФ СО РАН) провели ряд экспериментов по изучению влияния различных протоколов облучения терагерцевым излучением глаз кроликов. Исследования проводились на пользовательской станции Новосибирского лазера на свободных электронах (НЛСЭ) ИЯФ СО РАН с частотой 2.3 ТГц и интенсивностью 0.012–0.024 мВт/см². Генерация излучения с такими параметрами возможна только на этой установке. Все наблюдаемые изменения в роговице глаз лабораторных животных были субклиническими, то есть бессимптомными, и не привели к ее значимым патологическим изменениям. Эти научные изыскания направлены на разработку будущих инструкций и рекомендаций по работе с ТГц-излучением и прошли согласование в комитете по этике.  Результаты опубликованы в журнале Biomedical Optics Express.

«Терагерцевое излучение и основанная на нем терагерцевая спектроскопия действительно может войти в клиническую практику, как эффективный метод диагностики онкологических заболеваний, или для возможной диагностики заболеваний органа зрения, – прокомментировала младший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий НИИКЭЛ-филиал ИЦиГ СО РАН Екатерина Бутикова. – Несмотря на то, что такой вид диагностики в настоящее время является экспериментальным и находится на стадии разработки, уже сейчас необходимо начинать думать о рекомендациях по безопасности при работе с источниками терагерцевого излучения. В ходе данного исследования мы изучали влияние различных протоколов облучения ТГцИ по времени и интенсивности на роговицу глаз восьми лабораторных животных –  кроликов.  В работе мы оценивали только изменения переднего отрезка глазного яблока.  На основе полученных нами данных преждевременно делать окончательные выводы, но исследование является хорошим заделом для составления таких рекомендаций в будущем».

Облучение проводилось на биологической пользовательской станции новосибирского лазера на свободных электронах ИЯФ СО РАН – уникальном источнике терагерцевого излучения. Использовалось облучение длительностью 15 и 30 минут с различными интенсивностями.

«По средней мощности НЛСЭ на много порядков превышает любые существующие в мире источники, что позволяет проводить абсолютно уникальные эксперименты в очень широкой области длин волн с различными биологическими объектами, – пояснил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Василий Попик. – Если мы воздействуем ТГцИ на живые системы, то можем довольно сильно влиять на работу их клеток, на процессы, проходящие внутри них. Такие эксперименты представляют интерес с той точки зрения, что ни у одного живого организма не сформировано никаких защитных механизмов от интенсивного ТГц-излучения, так как оно полностью поглощается атмосферой, а значит, воздействуя им на биологические объекты, можно исследовать, каким образом они приспособляются, какие механизмы защиты включают. Для подобных биологических экспериментов на НЛСЭ была создана специальная пользовательская станция, на которой реализована технология регулировки средней и пиковой мощности излучения, а также интенсивности воздействия. Для чистоты экспериментов станция была оборудована обтюратором и тепловизором – эти устройства поддерживают и контролируют нужную температуру. Благодаря этому мы понимаем, что получаем реакцию системы именно на воздействие облучения, а не на повышение или понижение температуры».

Диагностические исследования кроликов проводились в нулевой день, то есть в день облучения, на следующий день, через неделю и через месяц специалистами МНТК «Микрохирургия глаза».

«Специалисты-офтальмологи проводили диагностические исследования глаз кроликов методами оптической компьютерной томографии и эндотелиальной микроскопии, –  добавила врач-офтальмолог Новосибирского филиала МНТК «Микрохирургия глаза» младший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий НИИКЭЛ Кристина Краснер. – Наше исследование подтверждает факт дозозависимого эффекта терагерцевого излучения при высоких частотах его применения на структуры переднего отрезка глаза, в частности, на эндотелиальный слой роговицы, который является уникальным “насосом” для поддержания оптимальной гидратации и гомеостаза роговицы».

По словам Екатерины Бутиковой, облучение роговицы ТГцИ привело к снижению плотности эндотелиальных клеток. Выявленные изменения носили обратимый характер и не привели к патологическим изменениям роговицы.

«К сожалению, мы не можем проверить остроту зрения у животных – это очень сложно, так как они получают информацию о мире при помощи и других органов чувств. Поэтому не всегда со стопроцентной уверенностью можно сказать, за счет чего животное в данный момент больше ориентируется в пространстве: за счет зрения или обоняния? В день облучения мы также брали анализ крови у животных, который показал, что в организме идет системный воспалительный процесс, хотя, скорее всего, это просто реакция организма на стрессовое воздействие, так как, напомню, что у живых организмов нет никаких механизмов защиты от ТГЦи. Основной результат, представленный в нашей статье, заключается в том, что мы показали, что терагерцевое излучение с параметрами 2.3 ТГц и интенсивностью 0.012–0.024 мВт/см² в течение 30 минут является условно безопасным для структур глаза кролика. Однако выявленные изменения роговицы требуют дальнейшего изучения для определения безопасных пределов воздействия», – подчеркнула она.

Коллаборация ученых очень тщательно подошла к подготовке и постановке эксперимента, максимально тщательно выполнив каждый этап. Это было необходимо, чтобы отсечь любые внешние факторы, влияющие на живые организмы (смена привычного температурного режима, стресс от перевозок и др.). Перед экспериментом лабораторные животные проходили 14-тидневный карантин в виварии НИОХ СО РАН. Также до начала экспериментов ветеринары, участвующие в работе, полностью обследовали животных, чтобы исключить возможные глазные заболевания, например, катаракту. Ветеринарные врачи следили за их состоянием на каждом этапе облучения и после.

«В процессе подготовки и проведения эксперимента требовалось генерировать много ноу-хау и лайфхаков, связанных, как с сугубо практическими моментами, например, с доставкой кроликов в зимний период в ИЯФ на облучение, а также организацией их офтальмологического обследования – добавил заведующий лабораторией ядерной и инновационной медицины физического факультета НГУ доцент Владимир Каныгин. – Например, часть диагностических исследований проводилась на оборудовании, которое нам предоставила ветеринарная сеть “Интерра” и ее руководитель Е.В. Дробот, что сильно упростило нашу логистику. И в целом это очень масштабный по количеству участников эксперимент, который задумывался НГУ, и который был совершенно неосуществим без ИЯФ, а именно без уникальной установки ЛСЭ и данной пользовательской станции. Задачу, которую мы перед собой ставили – посмотреть, как терагерцевое излучение влияет на ткани здорового организма крупного модельного животного, мы выполнили. И именно кролики, как объект исследования, хороши тем, что получаемые на них данные наиболее экстраполируемы на человека».

Эксперименты на лабораторных животных широко используются во всем мире для получения фундаментальных знаний, а также для выявления первопричин различных заболеваний у людей и животных, для изучения вариантов их лечения. Все подобные эксперименты проводятся согласно этическим стандартам обращения с лабораторными животными и перед началом проходят согласование в этическом комитете. Биоэтическая комиссия ИЦиГ СО РАН одобрила проведение экспериментальной работы с животными по теме: «Клинические изменения роговицы кролика после воздействия ТГц-излучения». Выписка из протокола №160 от 05.12.2023 г.

Студенты Института интеллектуальной робототехники Новосибирского государственного университета Никита Зеленков, Ян Комаревцев и Илья Трушкин, участники Стартап-студии НГУ, создали систему ACMS Censor, которая автоматически скрывает нежелательный контент в видео- и аудиофайлах. Новый сервис ориентирован как на обычных пользователей и авторов контента, так и на крупные медиакомпании, онлайн-кинотеатры и видеохостинги. Куратором проекта выступил выпускник ИИР НГУ Максим Емельянов.

По словам разработчиков, система самостоятельно распознаёт сцены с курением, нецензурную лексику, признаки экстремистских материалов и контент 18+. Такие фрагменты она автоматически закрывает мозаикой или «запикивает» — без участия человека.

«Мы создаем решение, которое позволит публиковать безопасный контент, не нарушающий правила платформ и законодательства. Наша система фильтрует материалы до публикации, чтобы авторам не приходилось делать это вручную», — рассказал представитель команды Илья Трушкин.

Приступая к этому проекту, разработчики тщательно изучили рынок на предмет наличия на нем подобных сервисов.

«На текущий момент аналогичных решений на рынке мы не нашли. Большинство существующих инструментов ограничены фотоформатом, требуют ручной модерации или просто уведомляют о наличии нарушающего контента. Наша система идёт дальше — она скрывает нежелательные элементы автоматически, что упрощает публикацию и повышает безопасность контента», — пояснил Илья Трушкин.

Такое решение может оказаться интересным медиаплощадкам, которые в первую очередь несут ответственность за контент. С помощью этого сервиса они смогут автоматически приводить попадающий к ним контент со сторонних лиц в соответствие требованиям законодательства.

Сейчас команда завершает настройку развертывания и тестирует интеграцию продукта. Сервис будет доступен в двух версиях: бесплатной — для обычных пользователей, и коммерческой — для крупных компаний. Бесплатная бета-версия появится в открытом доступе уже 19 мая по ссылке https://acmscensor.ru/. 

Запуск первых вариантов корпоративных решений запланирован на август. В этом варианте система будет устанавливаться локально на серверах корпорации и разработчики не будут иметь к ней доступ, что повысит безопасность ее использования компанией-клиентом.

Создатели сервиса также сообщили, что открыты к партнёрству и активно ищут инвесторов для масштабирования проекта.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Правительство РФ утвердило распоряжением № 908-р от 12 апреля Энергетическую стратегию Российской Федерации на период до 2050 года.

Честно говоря, мы с нетерпением ждали подобного документа, способного пролить свет на то, как в руководстве страны понимают будущее отечественной энергетики. Напомним, что предыдущий вариант Стратегии был рассчитан на период до 2035 года. В новом документе, как видим, фигурирует 2050 год – весьма символическая дата, если учесть то, что в развитых странах к этому периоду запланирован переход на «нулевые» выбросы.

По этой причине создавалась интрига: а может, новый вариант Стратегии продемонстрирует наш, российский ответ на злободневные вопросы? Ведь мы до сих пор уверены, что Россия как-то по-своему видит процесс развития энергетической отрасли, причем в глобальном масштабе. Если в руководстве страны просматривают горизонт до 2050 года, стало быть, прекрасно осознают реальные тренды, и уже под них подстраивают свои планы.

Кроме того, хотелось получить прояснения относительно развития генерирующих мощностей. Ведь не совсем ясно, какие объекты будут вводить в эксплуатацию, на какие параметры рассчитывают, какие целевые показатели выдвигают на первый план? Например, какие планы у правительства в отношении угольной генерации? Пойдем ли мы по европейскому пути, ликвидируя угольные ТЭС, или предложим какие-то инновационные шаги в отношении угля? Вопрос не праздный. Запасы угля у нас в стране огромны, и какие решения будут приняты на этот счет? Как мы знаем, в институтах СО РАН отношение к углю позитивное. Со стороны сибирских ученых давно звучат предложения насчет перехода на «чистые» угольные технологии (о чем мы писали неоднократно). Услышаны ли они в руководстве страны?

Именно такие вопросы у нас и возникали. Со временем их поднакопилось порядком, особенно после некоторых заявлений главы Минэнерго РФ Сергея Цивилева, где он огласил планы по строительству двадцати (!) новых АЭС, а также высоко оценил гидропотенциал России – 250 ГВт. При этом министр посетовал на то, что указанный гидропотенциал еще недостаточно реализован. Мы, конечно, давно догадывались о ведущей роли «Росатома» и «Русгидро», но все же хотелось бы получить подробности насчет других генерирующих мощностей - того же угля. Напомним, что Сергей Цивилев не так давно был главой Кузбасса – главной «кузницы» страны. Казалось бы, кому, как не ему, замолвить словечко об угольной генерации и подробно очертить ее перспективы. Но почему-то про нее говорят у нас не очень охотно.

А ведь для нас, сибиряков, это далеко не праздный интерес. В Новосибирске, например, пыхтят четыре угольных ТЭЦ, которые никак нельзя назвать современными и эффективными. И какова их дальнейшая судьба? Была надежда на то, что как раз новый вариант Стратегии и расставит здесь все точки над «i». Открывая текст Документа, я уже искренне надеялся получить какие-то четкие ориентиры. Допустим, руководство решило действовать вполне по-европейски и наметило конкретную дату окончательного отказа от угля. Вариант? Да, вариант (хоть и далеко не лучший). Или другой вариант, компромиссный: перевести угольные электростанции на природный газ к такому-то году. Или такое: заменить угольные электростанции атомными (ведь недаром глава Минэнерго заявил о двадцати новых АЭС). А может, правительство решило пойти «китайским» путем, то есть наметило графики замены старых угольных электростанций новыми – более мощными и эффективными. Или там решили испробовать «американский» подход и вывели отдельной строкой разработку и внедрение технологий «чистого угля» (о которых, кстати, много говорят наши ученые).

Подчеркиваем, мы ожидали любой из возможных вариантов. Главное, чтобы была конкретика, чтобы отпали вопросы и всё стало совершенно отчетливо и недвусмысленно. К сожалению, после ознакомления с текстом Документа вопросы не отпали. Вопросов стало еще больше, поскольку Документ содержит массу двусмысленностей. Впечатление такое, будто его скомпоновали из разных частей, подготовленных в разных ведомствах, и даже не удосужились логично согласовать ключевые пункты и положения. Почти на треть текст состоит из тезисов и утверждений, как будто списанных у экспертов МЭА или МГЭИК. Над остальным же явно потрудились представители ТЭКа и «Росатома».

С одной стороны, наш национальный интерес базируется на продаже углеводородов, а потому руководству страны нежелательно, чтобы снижался спрос на нефть и газ. Авторы Документа вроде бы невысоко оценивают сценарий полного отказа от ископаемого топлива к 2050 году. Троекратное увеличение инвестиций в «зеленую» энергетику, по их же словам, приведет к критическим нагрузкам на потребителей и мировую экономику. В то же время спрос на ископаемое топливо будет обеспечиваться ростом экономик развивающихся стран. Здравый смысл в таких суждениях есть, вне сомнений. Можно было бы даже усилить приведенный тезис примерно в таком стиле: поскольку политика декарбонизации не дала странам, ее проводившим, никаких экономических выгод и преимуществ, глобальное значение «зеленого» энергоперехода будет снижаться, а так называемая климатическая политика ставиться под сомнение в ряде ведущих экономик мира (а разве не так сейчас всё происходит?). Этот пункт вообще можно было сделать ключевым и объективно проанализировать итоги борьбы с ископаемым топливом. Каковы ее результаты и что ждать в будущем? Вот здесь-то и можно было сослаться на то, что от ископаемого топлива никуда не деться, что его запасы в нашей стране огромны, и надо только до них добраться. В такой канве интересы российского ТЭКа выглядят без всякой двусмысленности.

Однако авторы документа решили (как принято выражаться в наши дни) не класть яйца в одну корзину. Поэтому в других частях они прилежно воспроизвели все основные нарративы МЭА, показав себя искренними сторонниками климатической политики и курса на декарбонизацию. Во всяком случае, они пишут об этом так, словно не сомневаются ни на йоту в правильности и даже неизбежности наращивания доли ВИЭ в электрической генерации и расширении парка электромобилей. Также они принимают как неизбежность развитие водородной энергетики. Причем, речь идет не просто о том, как будут развиваться события «там», то есть за рубежом. Нет, они четко включают в этот контекст и Россию.

Так, технологии «новой энергетики» авторы четко ассоциируют с возобновляемыми источниками энергии, с накопителями, с водородом, а также (что особо показательно) – с улавливанием и захоронением углерода. То есть Стратегия недвусмысленно выдает нам контуры «европейского» пути развития энергетической отрасли. Конечно, упомянута и тепловая генерация, но, к сожалению, без особых подробностей. Заявлено, что запущена программа модернизации тепловой генерации, в рамках которой отобраны проекты по замене (модернизации) 46,2 ГВт устаревшего и отработавшего свой ресурс оборудования. На всякий случай напомним, что совсем недавно правительство заморозило свыше десятка проектов по модернизации тепловых электростанций (куда входила и новосибирская ТЭЦ-3). При этом нам заявляют о замене 46 ГВт.

Смеем сразу же спросить: где, как и когда? На какие сроки растянута эта замена, учитывая, что данный вариант Стратегии рассчитан на 25 лет? Что здесь в приоритете, на какие технологии будет сделан упор? Будет ли это что-то принципиально новое для нашей страны или будет воспроизведена технология сорокалетней давности? Скажем, нам важно определиться, к какому году модернизируют новосибирские угольные ТЭЦ? Произойдет ли это через пару лет или через пару ДЕСЯТКОВ лет - когда то, что считается современным сегодня, станет к тому времени откровенным старьем?

Справедливости ради отметим, что в Документе отдельной строчкой упомянуто оборудование для установок, работающих на сверхкритических и ультрасверхкритических параметрах пара. И даже упомянута газификация угля. Но всё это, подчеркиваем, упоминается бегло и одной строкой – без всякой привязки к какому-либо концептуальному положению, а уж тем более – к обозначенной «генеральной линии». Как выражаются в наше время, упомянули «до кучи», чтобы выглядеть компетентными. Нам же приходится лишь разводить руками: когда появятся эти электростанции на «сверхкритке»? Может, аккурат к 2050 году? Пока это – всего лишь благие пожелания непонятно в чей адрес.

При этом нам тут же объявляют, что продлена программа поддержки возобновляемых источников энергии на период 2025 – 2035 годов. Мало того, государство намерено локализовать производство на своей территории оборудования для «зеленой» генерации. Далее следует сообщение о том, что запущена национальная система координации «зеленых» инструментов в электроэнергетике. И что особо важно подчеркнуть – у нас уже намерены скрупулезно высчитывать выбросы парниковых газов при производстве электроэнергии. То есть одной рукой государство стремится осваивать новые нефтегазовые месторождения ради пополнения бюджета, а другой рукой будет осуществлять декарбонизацию. И под эту декарбонизацию, заметьте, уже готовятся производственные мощности для выпуска гигантских ветряков и солнечных панелей. Вдобавок к этому нам обещают расширить производство накопителей энергии.

Говоря честно, в этих «зеленых» планах ничего принципиально нового для нас нет. Приходится напомнить, что чуть более десяти лет назад возглавляемая Чубайсом компания «Роснано» продвигало весьма схожие инициативы, где были и солнечные панели, и накопители энергии (не было, разве что, гигантских ветряков). Теперь, судя по всему, за «зеленую» тему решили взяться всерьез. Водородную тему тоже не обошли стороной. Правда, теперь её попытались «скрестить» с темой развития атомной энергетики.

Любопытно, что отдельной строкой проходит тема микрогенерации. В принципе, вещь хорошая и нужная, особенно в условиях сильного роста тарифов и ненадежной работы сетей. Может, правительство нас к чему-то готовит и потому открывает нам окно возможностей для самостоятельного решения проблемы с энергообеспечением? В Документе, между прочим, подчеркивается, что тарифы на электроэнергию в нашей стране одни из самых низких. О том же, кстати, регулярно заявляет глава Минэнерго. А в СМИ уже разгоняют тезис о том, что эпоха «дешевой энергии» заканчивается. В этой связи напомним, что в европейских странах «зеленый» энергопереход уже привел к росту стоимости электричества.  У нас, как мы показали, также настраиваются на «европейский» путь. Пазл, таким образом, складывается. Но вряд ли этот сценарий можно назвать оптимистическим для потребителей.

Что у нас остается в сухом остатке? Текст новой Стратегии еще раз наглядно подтвердил, что для российского правительства эксперты МЭА более авторитетны, чем те российские ученые, которые рассказывают о прорывных решениях в области угольной генерации или в области геотермальной энергии (то, о чем мы пишем не один год). Во всяком случае, у нас нет ни малейшей уверенности в том, что кто-то из них принимал участие в подготовке подобных Документов.

Андрей Колосов

Научный руководитель ИХТТМ СО РАН академик Николай Захарович Ляхов:

— В настоящее время всё чаще говорят не о литий-ионных, а шире, металл-ионных аккумуляторах. Однако пока самыми распространенными являются литий-ионные, спрос растет именно на них, потому что именно у этого вида батарей оптимальное соотношение емкости, мощности, размера, безопасности и других значимых параметров. Если литий-ионный аккумулятор смартфона держит заряд двое-трое суток, то с натрий-ионным при той же интенсивности использования сядет за день, или потребуется источник тока больше самого аппарата, хотя натрий-ионная схема при прочих равных изначально дешевле. Поэтому многообразие типов металл-ионных (включая литиевые) накопителей тока будет нарастать, поскольку расширяется горизонт потребностей в них: от напольных весов до атомной электростанции или подводной лодки.

Потребности в литий-ионных и отчасти других накопителях электроэнергии увеличиваются в связи с массовой цифровизацией всех сфер человеческой деятельности, с развитием электротранспорта и беспилотных систем, со становлением новой энергетики (солнечная, ветровая генерация), которая просто невозможна без больших накопителей. Их требует и традиционная энергетика — для выравнивания пиковых нагрузок и аварийного электроснабжения. Здесь как раз могут применяться и применяются массивные натрий-ионные устройства на основе соединений натрия, которых в России и мире куда больше, чем соединений лития.

Электрический транспорт, замечу, — это направление, целиком и полностью зависящее от двух факторов: характеристики аккумуляторов и способа подзарядки. Что касается первого, то сегодня вполне реален пробег легкового автомобиля на одной зарядке в 800 километров, то есть от Новосибирска до Красноярска. С подзарядкой сложнее. Во-первых, точек зарядки на наших улицах и дорогах пока что считаные единицы, во-вторых, этот процесс требует времени, в отличие от заправки обычным топливом. В будущем оптимальной инфраструктурой для электромобилей видится сеть станций перестановки аккумуляторов, наподобие замены газовых баллонов, для этого на начальном этапе требуется достаточное разнообразие типов батарей, а затем — их национальная и международная унификация в сопряжении со стандартами автопрома.

Общественный транспорт переходит на электротягу легче. Электробусы и другие машины работают по определенному графику, позволяющему ставить их на длительную подзарядку от сети. По крайней мере, весь Мосгортранс перешел на электрическую тягу. В Новосибирске, увы, продолжает работать единственный гибридный троллейбус на маршруте «Центр — аэропорт Толмачёво».

Директор ИХТТМ СО РАН член-корреспондент РАН Александр Петрович Немудрый:

— При прогнозируемом росте спроса на литий-ионные накопители уже сегодня наблюдается нехватка лития. Это редкий и рассеянный элемент: например, он есть в морской воде, но в ничтожных концентрациях. Реальная добыча всё больше отстает от потребностей: в земной коре литий достаточно редко концентрируется в виде минералов, в последнее время больше соединений лития извлекается из озерных рассолов и пластовых вод, в том числе сопутствующих нефтегазодобыче. В последнем случае в российских попутных водах концентрация лития может достигать 0,5 грамма на литр.

Наш институт с самого его основания в 1944 году был нацелен на литиевую тематику. Правда, не для производства накопителей энергии, а в рамках атомного проекта СССР. Уже в 1950 году коллектив под руководством доктора технических наук Ивана Сергеевича Лилеева был удостоен Сталинской премии за разработанный метод получения лития из минерального сырья — сподумена, в котором его может содержаться от четырех до семи процентов. Технология получилась непростая, но, тем не менее, была успешно запущена на Красноярском химико-металлургическом заводе — там наладили выпуск гидроокиси лития, в том числе и для Новосибирского завода химконцентратов. 

У нас в институте сложилось четкое понимание ограниченности сподуменовых запасов, и мы начали перенацеливаться на получение лития из пластовых вод. Эти исследования возглавила доктор технических наук Наталья Павловна Коцупало, настоящий долгожитель науки, с которой мне посчастливилось поработать довольно долго. Пробовали использовать воды из недр Сибири, Дагестана, Якутии (самоизливающиеся высококонцентрированные рассолы трубки Удачная). Затем, можно сказать, фортуна повернулась ко мне лицом: я обнаружил, что взаимодействие гидроокиси алюминия с солями лития почти на 100 % селективно и дает практически идеальную экстракцию из рассолов со сложным составом, и эту идею команда Натальи Павловны методично довела до технологии, которая сегодня считается наиболее распространенной и эффективной. В частности, Иркутская нефтяная компания запустила производство возле Усть-Кута, где из подземных рассолов получена первая тысяча тонн карбоната лития. По моим сведениям, эту же технологию собирается использовать государственная корпорация «Росатом», получившая лицензию на разработку озерных рассолов в Боливии. Добытый там литий дешевле, чем сибирский, хотя и наш при определенных условиях получения вписывается в конкурентную ценовую вилку семь-восемь долларов за килограмм карбоната лития.

Н. З. Ляхов:

— Кроме классических накопителей всё больший интерес вызывают технологии хранения электроэнергии в гибридных установках, а также ее получения из газа без сжигания, без получения пара для турбин, вращающих роторы генераторов. Второе направление видится перспективным, прежде всего для систем автономизации электроснабжения — в нашем институте плотно занимаются и этой тематикой. Коэффициент полезного действия таких установок можно довести до 60 %, что недоступно на обычных ТЭЦ, газовых и тем более угольных. 

А. П. Немудрый:

— Газовое топливо можно подавать на один электрод, окислитель на другой, разделив их электролитом. На электродах идут окислительно-восстановительные реакции и образуются ионы, которые движутся по электролиту, а электроны — по внешней цепи. Этот принцип известен почти 150 лет, но реализовать его достаточно сложно. Низкотемпературным элементам нужен, к сожалению, сверхчистый водород — труднополучаемый, сложный в хранении и транспортировке. Высокотемпературные элементы могут работать на метане, но там все элементы должны быть из керамики и обладать определенными свойствами. Их достоинствами является работа на обычном газе, высокая энергоотдача, механическая прочность, бесшумность, а недостаток один — длительность первичного запуска из-за необходимости прогрева твердооксидных топливных элементов.

Тем не менее в нашем институте нашли решение — создали первые в России микротрубчатые твердооксидные топливные элементы, которые выдерживают быстрый нагрев и охлаждение и являются ключевым элементом мобильных автономных источников электроэнергии. Разработанная ГК «Инэнерджи» в сотрудничестве с ИХТТМ СО РАН мобильная электростанция «Топаз-Гамма М» является базовым генерирующим модулем для построения комплектных источников питания эффективной мощностью от 100 Вт до 2 кВт, она внесена в реестр инновационных разработок ПАО «Газпром». В прошлом году началось опытное производство этих установок, крайне востребованных для удаленных точек Сибири и Арктики: они могут работать в диапазоне температур от минус до плюс 50 ℃. 

Ведущий научный сотрудник ИХТТМ СО РАН доктор химических наук Нина Васильевна Косова:

— И прямое преобразование топлива в электроэнергию, и заряд-разряд в аккумуляторной батарее основаны на специфичных физико-химических процессах. Самой сложной проблемой здесь является поиск и получение оптимального катодного материала, стоимость которого может достигать 35—50 % цены всего аккумулятора или автономного источника питания. Металлов, способных быстро менять степень окисления и при этом не очень дорогих, в таблице Менделеева совсем немного, и с ростом потребностей в металл-ионных, прежде всего литий-ионных аккумуляторах (ЛИА), цены на эти материалы тоже растут.

Первым из катодных материалов для ЛИА был кобальтат лития, но кобальт в настоящее время очень дорог. Более того, он признан ядовитым — в соединениях его стали заменять, в основном на никель и марганец. Так появилась аббревиатура NMC — никель, марганец, кобальт, используемые одновременно. В современных аккумуляторах катодные материалы с участием NMC обеспечивают максимальную емкость. При этом компании-производители экспериментируют с пропорциями: никель может составлять до 80—90 % массы, а марганец и кобальт — 5—10 %.

По кристаллической структуре катодные материалы делятся на три класса. В одноразмерных структурах (например, железофосфат лития) ионы лития могут двигаться только по единственному каналу (1D), в 2D-структурах (кобальтат лития) два канала образуют некоторую плоскость, по которой перемещается весь литий. Наконец, 3D-структура (литий-марганцевая шпинель) дает возможность диффузии лития в трех направлениях. На основе каждого структурного класса катодные материалы производятся в промышленном масштабе и разрабатываются новые.

Н. З. Ляхов:

— И катодные материалы, и анодные, и накопители в целом (как производимые, так и перспективные) представляют постоянно расширяющееся поле возможностей, привязанных к столь же подвижному фронтиру задач. Поэтому говорить «будущее — за вот этим» в корне неверно, будущее продолжает быть вариативным.

Подготовил Андрей Соболевский

В Институте археологии и этнографии СО РАН под руководством доктора исторических наук, академика РАН, профессора НГПУ, главного научного сотрудника ИАЭТ СО РАН Вячеслава Ивановича Молодина готовится к печати монография о древнейших наскальных изображениях в Монголии. 

 Изображения эпохи каменного века были исследованы во время российско-монгольской экспедиции Вячеслава Ивановича и его коллег на правом берегу реки Бага-Ойгур.

– На этом удивительном памятнике мы обнаружили древнейшее святилище и скопление наскальных изображений животных – горных баранов, змей, быков, маралов, лошадей. Это самые древние известные сейчас изображения на территории Монголии, мы отнесли их к калгутинскому стилю, названному так по местонахождению Калгутинский рудник на плато Укок в Горном Алтае. Относятся они к позднему плейстоцену – раннему голоцену, то есть были созданы примерно 10-12 тысяч лет назад. Таким образом, нам удалось установить, что древнее население юга Горного Алтая и Монголии представляло собой единый анклав, – рассказал Вячеслав Иванович.

Книгу планируется сдать в печать в конце 2025 года, также, как и второй том издания «Тартас-1 – перекресток культур и эпох», посвящённого анализу погребений крупнейшего некрополя Западной Сибири, который раскапывается в Венгеровском районе Новосибирской области (первый том вышел в 2022 году). Отметим, что во всех экспедициях под руководством Вячеслава Ивановича Молодина принимают участие студенты ИИГСО НГПУ.

Виталий Соловов

Пресс-служба Новосибирского государственного педагогического университета

Минцифры России совместно с АНО «Аналитический центр при Правительстве Российской Федерации» завершили конкурсный отбор вузов, которые будут обучать высоквалифицированных специалистов в сфере искусственного интеллекта до 2030 года. Грантовая поддержка предоставляется в форме субсидий из федерального бюджета, существенным условием является софинансирование со стороны индустриальных партнеров в объеме не менее 30%. НГУ вошел в список победителей, заняв четвертое место в рейтинге вузов, и стал единственным вузом за Уралом, получившим поддержку.

Грантовая поддержка будет предоставлена на разработку и реализацию новой бакалаврской программы «Прикладной искусственный интеллект» в Институте интеллектуальной робототехники НГУ, приём на обучение начнётся уже с этого учебного года. Первый набор составит не менее 150 студентов.

«Одним из ключевых научно-исследовательских направлений, которое будет развиваться на базе инфраструктуры современного кампуса НГУ, возводимого в рамках национального проекта «Молодежь и дети», является тематика «Передовые области прикладной математики: искусственный интеллект и обработка больших данных, прикладной инжиниринг». Новая образовательная программа разработана в целях решения технологических задач нового направления. Выпускники программы смогут проводить настройку существующих моделей ИИ, дообучение таких моделей, использовать ранее созданные программные библиотеки и фреймворки для решения прикладных задач», — прокомментировал ректор НГУ академик РАН Михаил Федорук.

Институт интеллектуальной робототехники — самое молодое образовательное подразделение НГУ, в котором численность студентов бакалавриата по программе «Мехатроника и робототехника. Искусственный интеллект» за 5 лет выросла более чем в 7 раз, в том числе и за счет иностранных студентов. В 2024 г. по результатам рейтинга вузов по качеству подготовки специалистов в области искусственного интеллекта НГУ стал лидером среди вузов СФО и вошел в топ-15 лучших вузов страны.

«Конкурс грантов был направлен на поддержку лучших российских вузов с сильными образовательными программами в сфере ИИ и большим потенциалом для подготовки кадров нового уровня. Высокая итоговая оценка заявки НГУ, которая подготовлена совместно Институтом интеллектуальной робототехники и Исследовательским центром в сфере искусственного интеллекта НГУ, подтверждает значительный потенциал университета для подготовки кадров в целях обеспечения технологического лидерства страны.  Предполагается, что обучающиеся на новой бакалаврской программе будут активно участвовать в реализации стратегических технологических проектов Программы развития НГУ в рамках «Приоритета», — отметила Светлана Саблина, проректор по учебной работе НГУ.

Ключевая особенность обучения — это фокус на практическом применении ИИ и решении реальных задач от индустриальных партнёров, которые обеспечивают софинансирование образовательных программ в объеме не менее 30% суммы гранта. Это стало одним из существенных условий конкурса.

«Партнером университета по реализации нового образовательной программы выступила компания «Ростелеком. Информационные технологии». С «Ростелекомом» мы уже больше года сотрудничаем в рамках Центра искусственного интеллекта НГУ.  Среди основных совместных проектов —  разработка интеллектуальной системы управления городскими транспортными потоками, системы обеспечения безопасности и другое. Вторая компания, которая поддержала нашу инициативу, — «Т1 Иннотех». Это крупная компания, работающая в сфере ИТ и ИИ, наш новый партнер, с которым мы только начинаем работать.  Благодаря такой кооперации образовательная программа будет ориентирована на потребности рынка и решение задач современной ИИ-индустрии. Еще во время обучения мы будем привлекать преподавателей-практиков и включать студентов в работу над реальными проектами», — подчеркнул Александр Люлько, директор Центра искусственного интеллекта НГУ.

Справка:

Конкурс на получение правительственных грантов проводился в рамках реализации мероприятий федерального проекта «Искусственный интеллект» национального проекта «Экономика данных и цифровая трансформация государства». Конкурсный отбор вузов осуществлялся по двум уровням – «ТОП ДС» и «ДС». В общей сложности победителями стали 22 вуза из 14 регионов России, которые будут готовить топ-специалистов в сфере ИИ. В итоговый список вошли ВШЭ, МФТИ, ИТМО, СПбГУ и другие ведущие вузы страны. До 2030 г. по новым образовательным программам планируется обучить более 10 тыс. студентов.

Окончание. Начало здесь

Часть вторая: «Гаражный» дизель из пластика

Вообразим такую ситуацию: в стране (или в мире) неожиданно возник дефицит автомобильного топлива. На заправках выстроились многокилометровые очереди. А в это время вы спокойно идете на ближайшую свалку и набираете там несколько мешков пластиковых бутылок. Приносите их в свой гараж и там, в гараже, с помощью несложного устройства делаете для себя автомобильное топливо – из этих самых пластиковых бутылок! Это может показаться невероятным, но такое вполне возможно.

Не так давно возможности переработки пластика в дизель для автомобиля наглядно продемонстрировал голландский дизайнер Гейс Шалкс. Он самостоятельно собрал необходимое оборудование, которое установил прямо на крыше своего старенького Volvo 240, и теперь перемещается на нем, используя только этот «самопальный» дизель из пластиковых отходов.  

Внешне (да и по принципу работы) данная конструкция практически ничем не отличается от дровяных газогенераторов, о которых мы говорили в первой части. Напомним, что во время Второй мировой войны с подобными устройствами колесили сотни тысяч автомобилей по всей Европе. Дров тогда еще было многою. Сегодня с дровами в Европе дела обстоят хуже. Зато полным-полно пластиковых отходов.

Производство пластика началось только в 1950-е годы. В 2019 году его количество достигло 460 миллионов тонн. Это вдвое больше, чем в 2000 году и в восемь раз больше, чем в 1976 году. При этом большая часть произведенного пластика оказывается на свалках. И только 9% более-менее успешно перерабатывается. Практика показала, что вторичное использование пластиковых отходов (по тому же принципу, как это происходит с металлическим ломом или макулатурой) экономически нецелесообразно. Всякие громкие заявления на этот счет оказались блефом. Поэтому горы пластиковых отходов продолжают накапливаться даже в развитых странах (включая США, где ежегодно на одного человека производится более 200 кг пластика).

Мы говорим это сейчас к тому, что если вы научились превращать пластиковые отходы в автомобильное топливо, то у вас не будет проблем с сырьем. То есть дрова – не единственная альтернатива бензину. И в наши дни, пожалуй, с пластиком будет куда проще и дешевле, чем с дровами.

Поскольку пластик производится из углеводородов, то этот процесс можно «повернуть вспять». Так рассудил упомянутый дизайнер-экспериментатор из Нидерландов, приспособив свой старенький автомобиль для работы на дизельном топливе. Дизель, как мы уже сказали, он самостоятельно производит из пластиковых отходов, которые собирает на окрестных свалках.

Технология здесь не особо сложная. Вначале пластик нагревается в котле примерно до 700 градусов Цельсия. После этого начинается испарение. Затем пары охлаждаются, в результате чего получается жидкость, близкая по свойствам к дизельному топливу. Это топливо разливается по пластиковым баллонам, которые в дальнейшем также могут статья сырьем для производства топлива. Поскольку данное оборудование смонтировано на крыше автомобиля, топливо можно производить и во время движения (как в случае с дровяными газогенераторами).

Насколько эффективно такое топливо? Как показал опыт, при крейсерской скорости 80 км/час Volvo 240 может проехать расстояние в 7 километров, затрачивая один килограмм пластика. То есть на 100 км пробега потребуется как минимум 14 кг пластиковых отходов. Сюда включается и тот пластик, что используется для разогрева котла. В целом 1 кг пластика дает пол-литра дизельного топлива. 

Учитывая, что пластиковые отходы являются объемным материалом, для сбора одного килограмма потребуется несколько больших мусорных мешков. На перспективу изобретатель планирует обзавестись небольшим измельчителем, чтобы уменьшить объем собираемых им пластиковых отходов.

Что касается самих отходов, то на сегодняшний день это весьма обширный ресурс даже для Нидерландов. Так, в 2017 году в этой стране было накоплено примерно 1 650 000 000 кг пластиковых отходов. Этого количества хватило бы на то, чтобы проехать 11,55 млрд километров! Среднестатистический легковой автомобиль в Нидерландах проезжает в год примерно 12 000 километров. Для такого пробега потребовалось бы 1714 кг пластика. С другой стороны, текущее ежегодное количество пластика на душу населения составляет 97 кг. Этого количества хватило бы для проезда на расстояние 679 км. Впрочем, учитывая, что производство пластика растет ежегодно, когда-нибудь упомянутые показатели удвоятся.

Приведенные цифры, конечно же, не являются аргументом в пользу полного перехода на данный вид альтернативного топлива. Мы просто показали здесь масштабы потенциального сырья для такой альтернативы, которой кто-нибудь может воспользоваться по собственной инициативе.

В этой связи возникает закономерный вопрос: насколько приемлема такая альтернатива с точки зрения экологической безопасности? В наше время принято учитывать углеродный след. И надо сказать, что здесь он достаточно высокий – выше, чем в случае применения бензина. Однако, как мы знаем, не все из нас беспокоятся об углеродном следе. Куда важнее для нас проблема с выбросами в атмосферу токсичных веществ. Сжигание пластика чревато такими последствиями. Правда, специалисты указывают, что в европейских странах почти половина пластиковых отходов уничтожается на мусоросжигательных заводах, где тот же пластик используется как топливо, только напрямую. Разумеется, на крупном предприятии легче решить проблему с выбросами токсичных веществ, чем на «самопальном» гаражном оборудовании.

Однако надо понимать, что никто не предлагает всех автомобилистов перевести на дизель из пластика. Опыт, продемонстрированный голландским экспериментатором, важен в том плане, что позволяет оценить технические возможности простых одиночек-любителей. «Гаражное» изготовление топлива из органических отходов – это сама по себе весьма перспективная тема, актуальность которой может со временем только возрасти. Пластиковые отходы в качестве исходного сырья являются лишь одним из возможных вариантов. А таких вариантов может быть десятки.

Главное, что показал нам голландский умелец – это способность добиться независимости от инфраструктуры ресурсного снабжения, опираясь на научные и технические знания. По большому счету, мы имеем дело с экспериментом, продвигающим нас к Шестому технологическому укладу, когда человек обретает свободу через собственные компетенции и полезные навыки.

Николай Нестеров

В 2025 году наша страна отмечает важнейшую дату: 80 лет Победы в Великой Отечественной войне. В этих суровых испытаниях вместе со своей страной были и советские ученые. О том, как развивалась Академия наук в военные годы, как приближали Победу научные разработки и какой фундамент для послевоенного периода заложили исследователи, рассказывается в специальном проекте РАН.

В создании проекта приняли участие вице-президенты РАН академики Николай Андреевич Макаров и Сергей Леонидович Чернышев, научный руководитель Института этнологии и антропологии РАН академик РАН Валерий Александрович Тишков, заместитель директора по научной работе Архива РАН кандидат исторических наук Надежда Михайловна Осипова, заведующий отделом археографии Института славяноведения РАН кандидат исторических наук Андрей Васильевич Мельников.

Комментируя действия советского руководства и руководства Академии наук СССР по перестройке науки на военные рельсы, академик Николай Макаров отметил: «Современная война — это, во многом, война знаний, умений и технологий. Это был тот вызов середины ХХ века, который советское руководство быстро почувствовало и своевременно на него отреагировало. Поэтому были приняты рациональные и прагматичные решения, которые были необходимы в тот момент и были обусловлены заботой о стране и её перспективах».

После начала Великой Отечественной войны Академия наук СССР в рекордно короткие сроки не только осуществила массовую эвакуацию сотрудников и научных учреждений, но и быстро перестроила направление научных исследований так, чтобы максимально обеспечивать нужды фронта и потребности тружеников тыла.

Опираясь на фотографии и документальные материалы, предоставленные Архивом РАН и Центральным аэрогидродинамическим институтом им. профессора Н. Е. Жуковского, спецпроект РАН рассказывает о сложнейших условиях жизни и работы научных сотрудников Академии в эвакуации, о прорывных изобретениях ученых в области физики, химии, математики, материаловедения и других научных дисциплин, которые обеспечили преимущество советской военной техники в воздухе, на воде и на земле.

В спецпроекте также рассказывается о шефской помощи, которую оказывали сотрудники Академии: о сборе средств на строительство танковой колонны, чтении лекций в тылу и в войсковых частях, об организации со стороны жен академиков медицинской помощи раненым в госпиталях и содействии им в реабилитации в мирной жизни.

Особое внимание уделено организации празднования 220-летнего юбилея Академии наук СССР в июне 1945 года. Чтобы вместить всех участников этого масштабного мероприятия, торжественное заседание проходило в Большом театре. На юбилей прибыли многочисленные делегации иностранных ученых, что стало настоящим международным признанием роли советской науки и свидетельством интеллектуальной мощи Советского Союза.

Отдельный раздел спецпроекта посвящен ветеранам Великой Отечественной войны — сотрудникам Президиума Академии наук. Он повторяет стенд, размещенный еще в советское время в Александринском дворце в Москве. Оцифрованные портретные фотографии ветеранов с имеющейся информацией о них теперь доступны в интернет-пространстве.

Планируется, что спецпроект будет развиваться и дополняться новыми разделами, фотографиями, документальными источниками.

Пресс-служба РАН