Часть Первая: Союз энергетиков и аграриев - за будущее планеты здесь

Часть Вторая: Почва для диалога власти и науки

– Насколько сами энергетики готовы к участию в реализации климатической повестки и такой перестройке?

– Скорее нужно говорить не о перестройке, а о восстановлении того порядка, когда энергетика работала в едином народно-хозяйственном комплексе страны. Простой пример из прошлого. Повсеместно рядом с ТЭЦ располагались тепличные хозяйства. До 70% в себестоимости продукции теплиц занимают расходы на энергетику. В то же самое время - по законам физики - при выработке электроэнергии на тепловой электростанции обязательно нужно выбрасывать тепло в окружающую среду. Это делается или с помощью градирен или прудов-охладителей.

Раньше это сбросное тепло от электростанции использовалось в тепличном хозяйстве. Покажите мне сейчас хоть одну теплицу рядом с ТЭЦ. Как говорят менеджеры от энергетики, это непрофильный актив. Сейчас повсеместно строят теплицы, которые отапливаются за счёт собственных котельных. Получается, что одни тепло выбрасывают (электростанции), а рядом другие (в теплицах) тепло производят, сжигая топливо и выбрасывая в атмосферу СО₂. Более того, энергетики стараются переложить ответственность за углеродный след на конечных потребителей. Покупая тепловую энергию, потребитель тепла - мы с вами - приобрели и углеродный след этого тепла, и поэтому - это теперь уже НАШ углеродный след. То есть вопрос стоит так, что если будут брать углеродный налог, то его будут брать именно с нас! Каждый продукт имеет углеродный след. Если вы купили продукт, то вместе с ним вы купили и его углеродный след.

Стало быть, покупая его, вы должны быть готовы компенсировать эти углеродные выбросы из своего кармана. Поэтому чисто формально у энергетиков углеродного следа нет. Он переходит потребителям их продукции. Для нас это выразится в том, что мы за эту продукцию станем платить больше. Совсем простой пример. При авиационных перелётах над территорией Европы будет взиматься налог за выбросы парниковых газов. Разумеется, эта плата войдёт потом в стоимость авиабилетов.

Такая постановка вопроса, в конечном итоге, не влечет никаких перемен, кроме удорожания товаров и услуг. В этой связи я бы поставил вопрос перед энергетиками так: друзья, вначале вы должны повысить энергоэффективность, свести к минимуму тепловые потери и так далее. Поскольку всё это отражается на углеродном следе. Чем ниже энергоэффективность, чем выше тепловые потери, тем выше и углеродный след. Бороться за снижение углеродного следа энергетики и потребители тепловой энергии должны согласованно и вместе. Такую позицию высказывал бывший генеральный директор Сибирской генерирующей компании Степан Солженицын.

С одной стороны, у энергетиков, это повышение энергоэффективности, с другой – диверсификация бизнеса путем восстановления тепличных хозяйств при ТЭС.

Поэтому еще раз подчеркну, что речь не идет об обременениях для производителей. Речь идет о создании экономики устойчивого развития, когда производства сосредотачиваются там, где планомерно и грамотно достигается снижение углеродного следа конечной продукции.

Это касается и глобальной конкуренции. Если Россия сумеет, идя таким путем, максимально снизить углеродный след своей продукции, то эта продукция на мировом рынке должна получить явные конкурентные преимущества. Как раз решения этой задачи мы и должны добиться. И у нас такие возможности есть.

Отмечу, что у нашей промышленности – огромный потенциал снижения углеродного следа. О повышении энергоэффективности мы уже говорили. Сюда входит не только повышение КПД энергетических объектов, но также и утилизация сбросного тепла, что ведет к уменьшению объемов сжигания ископаемого топлива. А если вместо того, чтобы сжигать уголь до золы, мы начнем производить из него и тепловую энергию, и углеродные материалы (сорбент, полукокс и т.д.) это станет дополнительным шагом в сторону декарбонизации. Сегодня мы выбрасываем в атмосферу примерно полтора миллиарда тонн СО₂. В случае воплощения той идеи, о которой я говорю, эта цифра значительно уменьшится.

– Валентин Владимирович, у нас в стране принята Стратегия низкоуглеродного развития до 2050 года, принята Климатическая доктрина. Наконец, недавно был утвержден новый вариант Энергетической стратегии. Я внимательно изучал эти документы, но, к сожалению, не обнаружил там озвученных Вами идей по поводу декарбонизации. Складывается впечатление, что наверху еще не очень внимательно прислушиваются к нашему научному сообществу. Как вы это прокомментируете?

– Я думаю, плодотворное взаимодействие науки, власти и бизнеса по проблеме декарбонизации - это вопрос времени.  Самый важный пункт, который я обнаружил в Климатической доктрине, касается вопроса: а кто отвечает в стране за ее решение? Кто является субъектом ее реализации? В Климатической доктрине четко прописано, что реализация возложена на Федеральные органы исполнительной власти, а также на руководящие структуры российских регионов. Последний момент для нас особенно важен. В 2023 году в стране появился единственный лидер в этом вопросе – Республика Татарстан, в которой не только разработана и утверждена Стратегия социально-экономического развития республики с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года (СНУР-2050 РТ), но и разработан план мероприятий по её реализации.

В середине апреля этого года в Академгородке прошли дни науки и культуры Республики Татарстан, было подписано соглашение о сотрудничестве между Правительством Республики Татарстан и Сибирским отделением Российской академии наук. Одним из разделов сотрудничества, я надеюсь, станет кооперация по климатической проблеме.

В преамбуле СНУР-2050 Татарстана зафиксированы вполне конкретные цели. Например, к 2030 году они намерены сократить выбросы парниковых газов на 8 миллионов тонн СО₂ экв, а к 2050 году – на 20 миллионов тонн СО₂ экв.

– Сибирскому Отделению есть что предложить на этот счет?

– Конечно есть. В 2018 году под председательством академика РАН В.Н. Пармона был создан Экспертный совет президиума СО РАН по проблематике Парижского соглашения по климату. За время работы Экспертного совета был рассмотрен целый ряд конкретных предложений по снижению углеродного следа экономики - как для Новосибирской области, так и регионов, входящих в состав Сибирского федерального округа. Многие из этих предложений вполне могут быть реализованы и в Республике Татарстан.

Беседу вел Олег Носков

Представляем новое интервью с главным научным сотрудником Института археологии и этнографии СО РАН, доктором исторических наук, профессором  Андреем Павловичем Бородовским. В этот раз темой для разговора стало археологическое наследие Новосибирского Приобья, которое впервые было описано еще в XVIII веке.

– Расскажите, пожалуйста, о чем идет речь в Вашей новой статье?

– В путевых дневниках одного из родоначальников российской археологии Д.Г. Мессершмидта, а также его более позднего коллеги И.Г. Гмелина, посещавших в первой половине XVIII века территорию будущей Новосибирской области, содержится немало информации о разных объектах археологического наследия – курганах, городищах, и отдельных артефактах и т.д. Дело в том, что это были комплексные экспедиции, организованные молодой Российской Академией наук по поручению власти и их целью был сбор самой разнообразной информации о сибирских землях – здешней географии и топонимике, биологии и, конечно, истории. И данные об археологических памятниках, собранные ими тогда актуальны и сегодня – в рамках идентификации и сопоставления с современными археологическими данными.

Это достаточно сложная задача, решение которой может занимать долгое время. Ярким примером является «Уеньское городище», описанное И.Г. Гмелиным в 1741 г. и опубликованном в Германии 1752 году. Попытки идентифицировать его реальный археологический прототип современными сибирскими археологами предпринимались с тех пор неоднократно, но сделать это удалось только в начале нашего века, то есть почти 250 лет спустя с момента его первого научного открытия.

– А почему это было так сложно? И.Г. Гмелин не указал точного местоположения памятника?

– И.Г. Гмелину его показали местные жители, когда он проезжал по тракту и он его описал достаточно примерно, во многом со слов этих самых местных жителей. Но впоследствии в этой местности д. и. н. Татьяной Николаевной Троицкой в 70-е годы прошлого века было найдено четыре городища и надо было понять, о каком из них идет речь в записках И.Г. Гмелина (или это вообще был собирательный образ нескольких памятников). Долгое время точного ответа на этот вопрос получить не удавалось. Да и того зимовья, которое было указано в качестве ориентира уже давно не существует.

И лишь несколько лет назад мы, вместе со моим учеником к.и.н. С. В. Гороховым, просчитали по дневнику Гмелина все расстояния, сравнили с планами, и выяснилось, что одно городище –Дубровинский Борок-6 - напоминает то рисунок, который был у И.Г. Гмелина.

– И много таких объектов описано в дневниках ученых XVIII века?

– Достаточно много. Но не всегда это на самом деле археологические объекты. Д.Г. Мессершмидт описал, в частности, городище, так называемое Юрт-Оры. Ему его показали, как легендарный объект, якобы это как-то связанный с Кучумом. Но археологические обследования уже в наше время выявили, что это никакой не археологический памятник, а просто геологический объект, какие-то дюнные возвышения, которые в древности почему-то воспринимались как рвы и валы. Но в целом, Д.Г. Мессершмидт описал десятки памятников на территории Урала и Западной Сибири. И.Г. Гмелин тоже, по возможности, описывал памятники, которые ему встречались во время его экспедиции. Так что можно сказать, период с 1721 по 1743 год – это то время, когда, по сути дела, и формировалась современная отечественная археология в том виде, в котором она существует сейчас.

– На сегодня все описанные ими памятники идентифицированы или эта работа еще продолжается?

– Существует еще ряд объектов, которые ждут своей идентификации. И есть вот какой нюанс, некоторые объекты, которые описывали Д.Г. Мессершмидт, И.Г. Гмелин, П.С. Паллас (руководитель еще одной академической экспедиции по изучению Сибири в том же столетии), они стали археологическими памятниками позднее, ближе к нашему времени. Я говорю сейчас про знаменитые сибирские остроги – Умревинский, Чаусский и другие. Сегодня они тоже являются полноценными объектами археологических исследований, а в то время – это были действующие оборонительные сооружения, административно-политические центры русской экспансии в Сибирь и в материалах экспедиций сохранились записи о них, как они выглядели в то время, как функционировали.

– Есть какие-то объекты, которые Д.Г. Мессершмидт или И.Г. Гмелин описали, а современные археологи даже не знают, где они, их только предстоит заново найти?

– Такие памятники есть, в нашей области они расположены где-то в Барабинской лесостепи. Есть объекты на территории Кемеровской области, Томской области, Красноярского края, которые требуют своего дальнейшего поиска. Здесь пригодится та методика, которую мы применяли для идентификации «Уеньского городища».

Есть и задачи, которые, возможно, не удастся решить. Так, Д.Г. Мессершмидт в своих записях указывает, что многие «языческие могилы» по берегам Оби уже разграблены и нужно обладать особенным счастьем, чтобы случайно найти еще что-то ценное. И надо понимать, что и в последующие годы памятники могли подвергаться случайному или целенаправленному разграблению, да и просто быть уничтоженными в результате хозяйственной деятельности.

Иногда бывало, что потенциально ценные артефакты тоже исчезали из поля зрения ученых. Например, при посещении Чаусского острога Мессершмидт упоминает о несостоявшемся приобретении золотых сережек. Судя по описанию, речь шла о «петельчатых серьгах» эпохи раннего железа. К сожалению, локализовать этот артефакт сегодня не является возможным.

Но даже, если речь идет об артефактах или других объектах, местонахождение которых сегодня не установлено, сама информация о них может быть интересна и полезна для ученых. Хорошим примером является история с идолом в форме козла.

– Расскажите подробнее, пожалуйста.

– Во время посещения того же Чаусского острога, Д.Г. Мессершмидту сообщили, что у дворянина Вишневецкого из Томска, ныне пребывающего в остроге, есть медный идол в виде козла, на которого прыгает лев. Но дворянин отказался продать свою находку «для науки» и заявил, что он сам готов отвезти его в Кунсткамеру Его Царского Величества.

Сделка не состоялась, но информация об артефакте дошла до нас, и мы можем ее интерпретировать. Очевидно, что описана бляха, выполненная в скифо-сибирском зверином стиле. Сам сюжет - нападение кошачьего хищника на копытное животное – характерен для аналогичных предметов на юге Западной Сибири в ту эпоху. Также интересно, что указ о приобретении таких находок государством (через Берг- и Мануфактур-коллегии) вышел в том же 1721 году, что и произошла попытка приобрести бляху в остроге. И это говорит о достаточно высокой скорости распространения информации о государственной политике по отношению к предметам древности в петровскую эпоху. Ведь, в том же году, житель острога на окраине империи уже знал, что власть заинтересована в подобных артефактах. Ну а то, что похожую бляху случайно обнаружили уже в нашем веке в районе Бердска, позволяет предположить, что и бляха Вишневецкого происходила из Новосибирского Приобья. Хотя саму ее мы изучить не можем и ее дальнейшая судьба науке не известна. Но, как видите, даже в этом случае изучение записок Д.Г. Мессершмидта приносит пользу.

Работа подготовлена по теме Госзадания НИР ИАЭТ СО РАН «Формирование оригинальных черт российской цивилизации и становление империи на материалах исследований памятников Сибири XVI - XX веков (FWZG-2025-0013)»

Сергей Исаев

Исследователи из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН предложили комбинировать химиотерапию и терапию онколитическими вирусами при лечении глиом. Метод уже показал эффективность на клеточных культурах и модельных животных. Статья ученых опубликована в международном журнале International Journal of Molecular Sciences. 

Глиома — это агрессивный тип трудноизлечимой опухоли центральной нервной системы. Золотой стандарт ее лечения включает удаление новообразования хирургами с последующей химиотерапией темозоломидом и радиотерапией. Однако глиомы устойчивы к разным методам лечения, поэтому терапия часто оказывается малоэффективной. Например, опухолевые клетки глиом способны исправлять нарушения ДНК, вызванные химиотерапевтическими препаратами, и таким образом остаются устойчивыми к лечению. Для решения этой проблемы исследователи предложили дополнить противоопухолевое действие химиопрепарата онколитическим вирусом. 

«Для использования этих вирусов в терапии предпочтение отдается либо вирусам, непатогенным для человека (то есть вирусам животных, птиц и так далее), либо ослабленным штаммам вирусов человека. Наш вирус создан на основе штамма вируса осповакцины L-IVP, который использовался до 1980-х годов для создания противооспенной вакцины: он уже показал, что действительно безопасен и хорошо переносится людьми. Дополнительно наши коллеги из Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» ослабили данный штамм в отношении здоровых клеток и нацелили на опухолевые», — рассказывает младший научный сотрудник лаборатории биотехнологии ИХБФМ СО РАН Алиса Борисовна Агеенко.

Для нацеливания вирусного препарата на злокачественные клетки ученые из ГНЦ ВБ «Вектор» удалили из вирусного генома фрагменты генов вирусной тимидинкиназы (фермент, который участвует в синтезе ДНК) и ростового фактора (белок, который стимулирует рост неинфицированных клеток, способствуя вирусной инфекции). На их места были встроены гены человеческого ГМ-КСФ — фактора, который участвует в созревании подмножеств иммунных клеток, стимулируя тем самым местный противоопухолевый иммунный ответ, и онкотоксического белка лактаптина, который вызывает гибель опухолевых клеток. 

Глиомы способны изменять иммунную систему так, чтобы она игнорировала опухолевые клетки: они становятся невидимыми для нее. Онколитические вирусы помогают сделать новообразование снова видимыми для иммунитета: вирусы распознают опухолевую клетку, размножаются в ней, что приводит к разрушению клетки. При этом из нее высвобождаются опухоль-специфические антигены, которые помогают организму формировать иммунный ответ против злокачественных клеток. Антигены привлекают иммунные клетки в опухоль и таким образом «подсвечивают» глиомы, словно прожектор. 

Для начала ученые подобрали необходимые концентрации темозоломида и онколитического вируса, а также их комбинации на клеточных культурах глиом человека. Специалисты выяснили, что наиболее эффективно опухолевые клетки уничтожала комбинация, где сначала применялся онколитический вирус, потом, через 60 часов, — темозоломид. Дальнейшие исследования на модельных животных — мышах — показали большую эффективность нового метода в сравнении с традиционным лечением темозоломидом. Введение животным только темозоломида вызывает торможение роста трансплантированных опухолей всего на 33 %, а совместное применение с онколитическим вирусом позволило достичь уменьшения размеров опухолей до 96 % в сравнении с контрольной группой животных, не получавших терапию. Проведя гистологический анализ трансплантированных опухолей после проведенной терапии, ученые выяснили, что разрушение опухолевой ткани более выражено при применении сначала онколитического вируса, а затем — темозоломида, что согласуется с выводами, полученными в экспериментах с культурами клеток.

Для применения в клинической практике наиболее действенный подход — обработка вирусным препаратом места нахождения опухоли сразу после ее удаления. Через восемь-девять дней ученые рекомендуют химиотерапию темозоломидом. Этот подход позволит воздействовать на оставшиеся после операции опухолевые клетки и снизить при лечении дозу темозоломида, что уменьшает токсические побочные эффекты терапии.

Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда № 22-64-00041.

Подготовили студенты отделения журналистики Гуманитарного института НГУ Анастасия Толстова и Злата Шагарова для спецпроекта «Мастерская “Науки в Сибири”»

Фото авторов

Часть Первая: Союз энергетиков и аграриев - за будущее планеты

- Валентин Владимирович, как Вы оцениваете европейский опыт реализации климатической повестки? Подходят ли нашей стране такие методы?

Знаете, когда я изучаю европейские подходы к снижению выбросов парниковых газов, у меня возникает такая аналогия. Вот смотрите, каждый из нас, когда дышит, вдыхает кислород и выдыхает углекислый газ. То есть у нас внутри происходит своего рода реакция горения. А теперь представьте, что кто-то заявляет: давайте не будем дышать, чтобы не загрязнять атмосферу парниковым газом! Так вот, Европа поступила примерно таким же образом. Кто там выбрасывает парниковые газы? В основном – тепловые электростанции, которые сжигают ископаемое топливо, содержащее углерод. И в Европе вдруг решили: а давайте не будем сжигать ископаемое топливо. По сути, это равнозначно призыву «А давайте не будем дышать!».

И что получили в итоге? Во-первых, произошло удорожание электроэнергии. А помимо этого, система энергоснабжения потеряла устойчивость, стала менее надежной. То есть принятие простых решений не дало нужного результата. А запрет на ископаемое топливо как раз является путем простых решений. Такой путь вряд ли можно считать приемлемым для России.

- В чем тогда суть здравого подхода к решению проблемы парниковых газов?

Дело в том, что углекислый газ в природе поглощается растениями. Поэтому выбросы СО₂ можно компенсировать через увеличение посадок соответствующих культур, способных накапливать массу и эффективно поглощать «лишние» выбросы СО₂ экономикой. То есть необходимо посадить такое количество растений, которые будут связывать за период роста определенное расчетное количество CO₂. В этом случае ничего закрывать не надо. Энергетика продолжит нормально «дышать», и в экономике всё будет нормально. Баланс по парниковым газом не нарушается, и вы спокойно «выдыхаете».

- Как реализовать этот подход на глобальном уровне?

Смотрите, вот есть пустыня Сахара. Когда-то там были растения, были цветущие экосистемы. Почему бы там не восстановить растительность? Вложите в это дело деньги! Это мой призыв к европейским политикам. Кстати, египтяне собираются озеленить Синайскую пустыню, об этом сообщается в Интернете. Для России наибольший интерес представляют технические растения вроде льна, конопли, мискантуса, на основе которых можно получать полезные продукты, причем – востребованные на рынке. То есть не просто что-то там посадить в землю и отчитаться, понеся при этом расходы. Нет. Речь идет о создании соответствующих производств, способствующих снижению углеродного следа и вместе с тем дающих нормальный доход.  Вот вам конкретный путь к связыванию CO₂. Даже если мы будем сжигать эти растения в топках, то не нарушим углеродного баланса, поскольку в атмосферу попадет тот углерод, который был взят из атмосферы во время роста растений. Если такое топливо идет взамен ископаемому топливу, то в этом случае выбросы углекислого газа снижаются. Правильность такого подхода к борьбе с ростом концентрации парниковых газов в атмосфере для меня совершенно очевидна.

Единственно, на что здесь необходимо обратить серьезное внимание: реализация такой стратегии должна быть выстроена так, чтобы она была окупаемой. Это надо прорабатывать конкретно. В первую очередь я обращаю внимание именно на технические культуры, которые позволят вытеснить «синтетику» с её углеродным следом на примере тканей.

- Это универсальный путь для всех стран?

Понимаете, в атмосфере Земли свободно распространяются и перемешиваются молекулы CO₂, произведенные в любой стране. Скажем, у нас в Сибири в воздухе есть молекулы CO₂, залетевшие к нам из США и Европы. Наши выбросы СО₂ распространяются по всему Земному шару. Поэтому не принципиально, в каком конкретно географическом месте происходит связывание CO₂посредством растений: либо в том месте, где он непосредственно выбрасывается, либо на совершенно другой территории. Например, в Европе нет свободных земель. Поэтому европейцы вполне могут заняться связыванием СО₂ не на своей территории, а где-нибудь в Африке. С той же целью можно культивировать морские растения, которые тоже очень хорошо связывают углекислый газ. В море, кстати, производительность таких растений на порядки выше, чем на земной поверхности. Вот вам хороший повод для организации плантаций морских водорослей. Вопрос в том, что как эти расходы окупятся. Например, плантации морской капусты.  

Так что, на мой взгляд, европейцам – если они действительно переживают по поводу изменений климата – нужно было отправляться в ту же Африку и содействовать там процессам озеленения пустынных территорий. Вот на это и надо было тратить деньги, а не строить ветряки и солнечные электростанции.

- А почему они сделали ставку на ВИЭ?  

Давайте говорить откровенно. У них там, в Европе, действует своя, условно говоря, «мафия», которая занималась и занимается продвижением солнечных панелей и ветряков. Отсюда такие однобокие подходы к вопросам декарбонизации. Обратите внимание вот на что. Например, в Китае тоже развивают возобновляемую энергетику (ВИЭ). Там в больших количествах строятся и солнечные электростанции, и ветряки. Но при этом они не исключают энергетику на ископаемом топливе.

Так, они закрывают старые угольные ТЭС с низким КПД и заменяют их новыми ТЭС – с высоким КПД! Это тоже один из способов снижения удельных выбросов CO₂. Но при этом, обратите внимание, Китай не ставит задачи полного закрытия угольных электростанций, как это происходит в Европе. То есть в этом плане китайское руководство проявляет мудрость. Они развивают и солнечные панели, и ветряки, но при этом не создают для себя лишних проблем.

- Какие возможности России в плане декарбонизации?

У нас в стране (особенно в Сибири) много залежных (пустующих пахотных) земель. Полагаю, что нам по плечу реализовать такой вот масштабный агроклиматический проект – засеять 40 миллионов гектаров техническими культурами. В нашей истории подобный прецедент уже был – легендарное освоение целины. В свое время под эту целинную программу была выстроена целая инфраструктура. Она до сих пор сохранилась, и теперь ее вполне можно задействовать. Давайте выращивать лен, коноплю, мискантус. В наше время есть точные расчеты относительно того, сколько CO₂ вы можете связать с одного га, выращивая ту или иную культуру. В случае с коноплей и мискантусом речь идет о десятках тонн CO₂ в год! Это – с одного гектара!

У таких проектов есть еще одно очевидное преимущество – они не являются затратными. Их нужно рассматривать в контексте конкретных бизнес-планов. По сути, речь идет о диверсификации бизнеса. Здесь рентабельность может оказаться даже выше, чем в случае с добычей угля.

Беседовал Олег Носков

Окончание следует

В Центре коллективного пользования «Ускорительная масс-спектрометрия НГУ-ННЦ» впервые провели анализ содержания биоуглерода в образцах устойчивого авиационного топлива (SAF). В ходе лабораторного исследования были проанализированы 4 образца различного происхождения. Полученные результаты показали, что метод ускорительной масс-спектрометрии может стать рутинным методом анализа биоуглерода в авиационном топливе SAF.

— К нам обратились специалисты РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина (РГУНГ, Москва) для проведения анализа содержания биоуглерода в образцах керосина методом ускорительной масс-спектрометрии. Этот анализ необходим для сертификации разрабатываемого ими авиационного топлива и его дальнейшего применения в рамках современных требований. Данная разработка имеет особую актуальность, которая со временем только возрастет: для снижения углеродного следа Международная организация гражданской авиации (ICAO) в 2016 году запустила программу CORSIA, обязывающую авиакомпании компенсировать рост выбросов. Целью данной программы является предотвращение роста выбросов углекислого газа относительно уровня 2020 года. Россия также планирует принимать участие в этой международной программе. С 2025 года рейсы из ЕС должны использовать 2% SAF (Sustainable Aviation Fuel) — топлива с биогенным компонентом. К 2050 году эта доля достигнет 63%, — рассказала директор ЦКП УМС НГУ-ННЦ Екатерина Пархомчук.

SAF (Sustainable Aviation Fuel) — «устойчивое авиационное топливо» —это продукт переработки биомассы, представляющей собой растительные масла, животный жир, лигноцеллюлозные отходы деревообработки, микроводоросли. Переработка, в зависимости от типа сырья, может включать процессы каталитического гидрирования, гидрокрекинга, гидродеоксигенации, изомеризации, газификации и процесс Фишера-Тропша. Полученный продукт переработки затем добавляется в керосин, полученный из ископаемых источников углеводородов.

Россия является одним из крупнейших производителей авиакеросина — в 2021 году было произведено 12,8 млн тонн данного вида топлива, — а также имеет огромный сырьевой потенциал для производства SAF. В 2020 году выработка растительных масел составила 7,3 млн т. Для производства «устойчивого авиационного топлива» требуется сертификация и контроль за выполнением требований на минимальное содержание доли «биоуглерода», поэтому необходим рутинный метод его анализа. Данный анализ можно выполнить, измеряя концентрацию радиоуглерода, например, опосредованно по радиоактивности материала, или прямым методом ускорительной масс-спектрометрии (УМС). В России развиты оба метода определения радиоуглерода, однако ускорительная масс-спектрометрия представлена только в новосибирском ЦКП УМС НГУ-ННЦ.

Поиск биогенного углерода

— «Биогенный» углерод от ископаемого отличается изотопным составом — прежде всего, концентрацией радиоактивного изотопа С-14 (радиоуглерода) относительно основного стабильного изотопа С-12. В современных биологических объектах доля радиоуглерода хоть и крайне мала — около 10 в минус десятой степени %, — но все еще на детектируемом современной техникой уровне, однако из-за бета-распада ядра С-14 с течением времени в ископаемом сырье радиоуглерода становится на порядки меньше и количественное определение оказывается невозможным.

Ускорительная масс-спектрометрия предоставляет возможность достоверного измерения концентрации радиоуглерода в любых образцах на уровне выше 10 в -14 степени %, что составляет 0,01% от современного уровня в биосфере. Поэтому, проводя УМС-анализ любых материалов, в том числе керосинов, пищевых добавок, лекарственных препаратов и т.д., можно с высокой точностью определить долю углерода современного биологического происхождения, — объяснила Екатерина Пархомчук. 

В ЦКП УМС НГУ-ННЦ в качестве ознакомительных или тестовых экспериментов из РГУНГ поступили 4 образца, из них два реперных (стандартных), представляющих собой керосин, полученный исключительно из биологического сырья, и керосин из ископаемой нефти, а также два образца керосина, полученных смешением первых двух в неизвестных новосибирским ученым пропорциях. При анализе образцов применялась инновационная пробоподготовка, направленная на преодоление «серного барьера». Как пояснила Екатерина Пархомчук, сложность анализа топлив состоит в высоком содержании серы и азота, вызывающих быструю коррозию измерительных приборов. В Новосибирском государственном университете разработан уникальный графитизатор, позволяющий работать даже с высокосернистыми нефтями. Это дает России технологическое преимущество перед зарубежными аналогами.

— Для УМС-анализа требуется изготовление графитового катода из исследуемого материала. Для этого используется метод сжигания пробы, выделения целевого углекислого газа из образующейся сложной газовой смеси и каталитического зауглероживания его в элементарный графит. Сложность анализа большинства углеводородных топлив заключается в том, что материал может содержать примесные элементы, такие как сера и азот, которые быстро выводят из строя традиционно используемые «графитизаторы», например предлагаемые швейцарской компанией Ionplus. В НГУ несколько лет назад был разработан и собран стенд графитизации, позволяющий с достаточной чистотой готовить графитизированные пробы для УМС-катодов даже из высокосернистых нефтей, что выгодно отличает его от иностранных аналогов. Он-то и был использован для описываемой работы, — рассказала Екатерина Пархомчук. 

Исследования проводились в особых условиях с соблюдением всех стандартизованных требований, предъявляемых к лабораториям, которые проводят радиоуглеродные исследования не только древних образцов, но и содержащих избыточную долю радиоуглерода. Данные меры призваны обеспечить радиационную и биологическую безопасность, а также предотвратить перекрестное загрязнение образцов и ложные результаты анализов. Пробоподготовка биологических и меченных С-14 образцов проводится в разных лабораториях. Персонал, работающий в одной лаборатории, не имеет доступа в другую. Сотрудники обеих лабораторий соблюдают изоляцию друг от друга, не пересекаются в офисах, обеденных комнатах и зонах отдыха. Также в обеих лабораториях используются отдельные химикаты, материалы и посуда.

— Из каждого образца было изготовлено по три графитовых катода и проведен УМС-анализ всех проб. Оказалось, что один реперный образец не содержит С-14, то есть относится к ископаемому сырью (наиболее вероятно нефтяному), а концентрация радиоуглерода во втором реперном образце немного превышает современный уровень С-14. Это свидетельствует о том, что время происхождения растительного сырья, из которого было получено биогенное топливо, соответствует периоду 2000-2010 годам, когда концентрация радиоуглерода в атмосфере была все еще выше обычной в результате проводимых в 50-70-е годы прошлого века ядерных испытаний.  Иными словами, действительно оба образца относились к двум разным источникам производства — ископаемому (нефть, газ или уголь) и современному (биомасса). А два других образца показали отличные от первых двух результаты — один содержал около 6% биогенного углерода, а второй — около 13%. Наши экспериментальные результаты совпали с расчетными соотношениями, по которым специалисты РГУНГ приготовили смесевые образцы, что подтверждает правомерность применения метода УМС для определения биоуглерода, — подытожила Екатерина Пархомчук.

Перспективная технология

Технология совместной переработки лигноцеллюлозного сырья PCH-SAF, разработанная в РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, основана на процессах быстрого пиролиза, замедленного коксования и гидрокрекинга традиционного нефтяного и растительного сырья. В качестве исходной биомассы используются отходы — опилки хвойных и лиственных пород, подсолнечная лузга и прочее.

— Данная технология заключается именно в совместной переработке растительного и нефтяного сырья. Существует три стадии получения компонента: быстрый пиролиз биомассы, коксование и гидрокрекинг. Путем быстрого пиролиза мы сжижаем исходную биомассу и получаем на выходе так называемую бионефть. На стадии коксования происходит со-переработка нефтяных остатков, например, гудрона, с бионефтью. На стадии гидрокрекинга сырьем является смесь вакуумного газойля с газойлевой фракцией процесса коксования, содержащей компоненты бионефти, — пояснил профессор кафедры технологии переработки нефти Михаил Ершов.

Одно из преимуществ разработанной в РГУНГ технологии — использование уже имеющейся инфраструктуры нефтеперерабатывающих заводов. Предполагается, что при ее реализации в промышленных масштабах не потребуется замены катализатора на установке гидрокрекинга, а в случае необходимости может понадобиться только корректировка условий процесса. Сейчас процесс находится на лабораторной стадии, наработан лабораторный образец и проходят его испытания. Данная работа проводится в рамках гранта РНФ №22-79-10280 «Исследование новых способов получения возобновляемого авиационного топлива из лигноцеллюлозной биомассы с помощью комплекса термических и термокаталитических процессов».

Перспективы сотрудничества

Михаил Ершов уточнил, что керосин, получаемый по технологии PCH-SAF, должен соответствовать требованиям ГОСТ 10227, предъявляемым к топливам для реактивных двигателей, и ничем не отличаться от нефтяных керосинов.

— В условиях глобального перехода к возобновляемым источникам энергии, к зеленому топливу и снижению углеродного следа мы должны следовать этим трендам. Соблюдение требований ICAO по выбросам будут способствовать росту импорта возобновляемых компонентов, а значит, и зависимости от стран-поставщиков (Китай, Индия). Предложенная нами технология PCH-SAF за счет уже имеющейся инфраструктуры позволит в короткий срок совершить переход на выработку авиационного биотоплива со сниженным углеродным следом без значительных капиталовложений. В случае успешных испытаний и подтверждения снижения углеродного следа, необходимо провести допуск такого топлива при участии ведущих организаций ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России», ФАУ «ЦИАМ им. П.И. Баранова», ФГУП ГосНИИ ГА для применения в воздушных судах гражданской и военной авиации, —  сказал он.

Михаил Ершов отметил, что в настоящее время отечественная методика измерения биогенных компонентов в нефтепродуктах, в частности, авиационном топливе, отсутствует. Однако с увеличением доли вовлечения биогенного сырья возникнет потребность в подтверждении биогенности топлив. Поэтому специалисты РГУНГ планируют совместно с учеными НГУ разработать стандартную методику определения биоуглерода с помощью УМС.

Екатерина Пархомчук считает, что УМС-метод подтвердил свою точность, чувствительность и надежность, и может стать ключевым инструментом для перехода авиации на «зеленые» рельсы. А внедрение технологии, разработанной специалистами РГУНГ, в промышленность откроет России путь к лидерству в производстве устойчивого авиатоплива.

— В настоящее время в разных странах разработаны стандартные методики анализа материалов на биогенное происхождение и радиоуглеродный анализ относится к «золотому стандарту» среди всех возможных методов. Уникальный по чувствительности, точности и производительности метод ускорительной масс-спектрометрии и разработанные нами методики пробоподготовки мы считаем весьма перспективными для данного нового направления хозяйственной деятельности, — резюмировала Екатерина Пархомчук.

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