Энергия чистой воды, или что скрывает океан: интервью с деканом Энергетического факультета

Фото: www.susu.ru

8 июня отмечается Всемирный день океанов, занимающих большую часть поверхности Земли. Люди научились использовать их неограниченные ресурсы для получения электричества из энергии волн, приливов и отливов, подводных течений, биогаза, геотермальных источников, но возможности, которые скрывает Мировой океан, гораздо шире. Декан  Энергетического факультета   ЮУрГУ  Сергей Ганджа   рассказал о разработках в области гидроэнергетики, которые ведутся в мире, в России и университете.

— Какая энергия скрывается в Мировом океане?

— Источником всех видов энергии на Земле, которые использует человечество, является Солнце. Солнечная радиация, достигая Земли, преобразуется в другие виды энергии, которые можно использовать.   Мировой океан занимает ¾ поверхности Земли  и является гигантским аккумулятором энергии Солнца. Он трансформирует ее в энергию волн, ветра, океанских течений, биогаза, термальную энергию. Современная цивилизация научилась преобразовывать эти виды энергии в электричество. Солнце неисчерпаемый источник, поэтому энергия Мирового океана практически неограниченная.

—Как используются геотермальные источники для получения энергии?

— В Земле хранится много тепловой энергии, которая образовалась при ее формировании. В земной коре находится вода, которая, достигая лавы, нагревается и, выходя на поверхность Земли, образует геотермальные источники. Воду, нагретую до состояния пара, очень легко можно преобразовать в   механическую энергию, направив струю на лопатки турбины, которая вращает ротор генератора для выработки электрической энергии. Этих источников на Земле немного, в России они расположены на Дальнем Востоке. Геотермальное тепло тоже представляют собой практически неисчерпаемый источник энергии.

— Как работают океанические гидроэлектростанции?

— Океанические гидроэлектростанции существуют в разных видах. Есть ГЭС, использующие энергию волн. Проще говоря, они представляют собой «поплавки», которые поднимаются и опускаются. Возвратно-поступательное механическиое движение можно преобразовать в электричество. Очень эффективно можно использовать энергию движущейся воды при приливах и отливах. Много энергии содержат в себе подводные течения. Они постоянны и не подвержены сезонным колебаниям. Современные технологии позволяют трансформировать эти формы механической энергии в электричество.

— Как можно использовать Мировой океан в области водородной энергетики?

— Мировой океан представляет собой неисчерпаемый источник водорода. Можно, используя какой-либо источник альтернативной энергии, расщепить воду на ее составляющие: водород и кислород, а водород – это основа водородной энергетики. Его можно напрямую использовать в топливных элементах для получения электричества и тепла. Оба вида энергии необходимы для такой холодной страны, какой является Россия.

Электрическая энергия – очень удобная форма энергии, которую использует современная цивилизация. Ее достаточно легко получить, передать на большие расстояния, регулировать, использовать. Но у нее есть одна особенность. Ее очень сложно накапливать в больших масштабах. Произведенная в данный момент в одном месте, она должна быть использована практически мгновенно в другом месте. Проблема накопления электроэнергии в гигантских масштабах названа одной из 12 мировых проблем, которые существенно могут изменить развитие мировых экономик. Водородная энергетика и Мировой океан, как источник водорода, может решить эту проблему. Но использовать ресурсы Мирового океана необходимо разумно. Нужно строго продумать вопросы сохранения экологии, чтобы не нарушить структуру, которая создавалась миллионы лет.

— Работают ли в ЮУрГУ над решением этой проблемы?

— На кафедре теоретических основ электротехники Энергетического факультета мы развиваем водородную энергетику и работаем над проблемой накопления электричества в больших объемах. Водород — самый маленький атом, созданный природой. Он легко проходит через любую кристаллическую решетку другого вещества, даже металла. Если вы наполните под давлением баллон водородом, то, через достаточно короткое время, он просочится сквозь стенки любой оболочки. Мы нашли инновационное решение проблемы дешевого накопления водорода в неограниченных объемах. Используя электричество, на основе электротехнологий топливных элементов мы химически связываем водород с углекислым газом и переводим его в жидкое топливо — метанол. Таким образом, мы накапливаем электрическую энергию, преобразуя ее в химическую энергию углеводородного соединения. В дальнейшем, это жидкое топливо можно использовать в метаноловой и батареи, получая электричество, тепло, воду и углекислый газ. По проведенным исследованиям мы оформили статью «Разработка накопителя электрической энергии с использованием топливных элементов прямого действия на основе метанола», которая будет опубликована журнале, индексируемым наукометрической базой Scopus. Результаты исследований будут доложены на Международной конференции «International Ural Conference on Green Energy» в октябре этого года.

— Какие еще исследования в области гидроэнергетики проводятся студентами и сотрудниками факультета?

— Мы работаем над возможностями использования энергии малых рек, поскольку этот ресурс недооценен как в стране, так и в регионе. Этими вопросами активно занимаются аспиранты под руководством опытных профессоров. Мы планируем восстановление гидроэлектростанции «Пороги» на реке Большая Сатка. С одной стороны, мы хотим восстановить уникальный исторический объект, который планируется внести в каталог охраняемых памятников Юнеско, так как это старейшая непрерывно действующая ГЭС России, ей больше 100 лет. В то же время, после восстановления ГЭС может дать коммерческий результат, ведь ее мощность, по нашим оценкам, составляет примерно 640 киловатт. В год электростанция может вырабатывать электроэнергии по существующим тарифам на 12 миллионов рублей.   На этой территории создается учебный центр, где устанавливается оборудование для дистанционного обучения студентов.

— Какие изменения ожидаются в работе Энергетического факультета в будущем?

— На факультете реализуется утвержденная ректором стратегия «Распределенная цифровая энергетика и интеллектуальный электропривод». По этой стратегии на первом этапе планируется компьютеризация всех объектов генерации и потребления электрической и тепловой энергии.   На Энергетическом факультете есть пять источников энергии: газопоршневая станция, газотурбинная станция, ветроэнергетическая установка, накопитель электрической энергии и городская стационарная сеть. Мы будем работать над их оцифровкой, делать «интеллектуальными». На втором этапе будет создана компьютерная надсистема, которая будет управлять всеми этими объектами с точки зрения энергоэффективности, энергосбережения и защиты от авариных ситуаций. Согласно направлению, заданному президентом, сейчас активно ведется работа в области цифровой экономики, индустрии 4.0. Мы готовы к этой работе. Автоматизация и компьтеризация в энергетике началась 50–60 лет назад, все формировалось таким образом, чтобы у нас была «умная» энергетика (Smart Energy), и мы подошли к этому рубежу с хорошими научными заделами.

Азалия Шарафутдинова, фото: PressFoto, Анна Стяжкина
 
По теме
Осень скоро наступит. Сергей Бердников пообещал начать отопительный сезон, как только понадобится - Магнитогорский Рабочий     Фото: Динара ВОРОНЦОВА (архив) Магнитогорск. Несмотря на то, что в последние дни погода балует нас «бабьим летом», в ближайшее время температура станет нестабильной.
21.09.2018
 
Сегодня, 21 сентября, по данным единой дежурно-диспетчерской служб, в связи с плановыми работами с 09-00 до 17-00 будет отключено энергоснабжение на улицах: Мебельная, дома 1-66, 2-74, Восточная, дома 1-65, проспекте Гагарина,
21.09.2018
 
ОАО «МРСК Урала» внедряет комплаенс по снижению антимонопольных рисков - Агентство новостей Доступ ОАО «МРСК Урала» сообщает о внедрении в своей организации комплаенс-системы, направленной, в том числе, на актуализацию знаний сотрудников в сфере антимонопольного законодательства и Правил техприсоединения,
21.09.2018
ночь1.jpg - Полит74 Во время профилактической операции «Ночь», которая прошла сегодня, 23 сентября, в шести крупных городах Челябинской области, раскрыто 105 преступлений, сообщает пресс-служба регионального полицейского главка.
22.09.2018 Полит74
Следственный отдел ОМВД России по Саткинскому району передал в суд два уголовных дела по статье «Мошенничество».
21.09.2018 Саткинский рабочий
Фото Натальи РЯПОЛОВОЙ Организаторы назвали программу «Нежность». Цикл встреч «Вдохновение», задуманный сотрудницами музея, позволяет горожанам познакомиться с интересными людьми и их творчеством.
21.09.2018 Новая жизнь
Осенний марафон сотрудников МЧС - ГУ МЧС Челябинской области В Копейском и Златоустовском пожарно-спасательных  гарнизонах Челябинской области прошли очередные массовые спортивные мероприятия в рамках Спартакиады 2018 года.
22.09.2018 ГУ МЧС Челябинской области
    Фото: Динара ВОРОНЦОВА (архив) Магнитогорск. Несмотря на то, что в последние дни погода балует нас «бабьим летом», в ближайшее время температура станет нестабильной.
21.09.2018 Магнитогорский Рабочий