Решение холодильных проблем — за молодежью

В Москве состоялась первая международная конференция «Инновационные разработки в области техники и физики низких температур»

Екатерина ВЛАСОВА

Основным препятствием для сегодняшнего развития науки и техники в России является кадровый голод. Проведение международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Инновационные разработки в области техники и физики низких температур» — шаг в решении этой проблемы. В послании на 2009 год Президент РФ Дмитрий Медведев подчеркнул необходимость «организовать масштабный и системный поиск талантов и в России, и за рубежом…содействовать приходу молодых, одаренных людей в фундаментальную и прикладную науку». Исходя из этого посыла, главными целями проведения конференции являлись:

• отбор и содействие приходу молодых, одаренных людей в научные и учебные организации, работающие в области техники и физики низких температур, формирование базы данных о наиболее подготовленных молодых специалистах в области холодильной техники и систем кондиционирования воздуха;
• выявление прорывных направлений развития низкотемпературной техники с использованием высоких технологий XXI века, а также перспективных направлений использования технологий искусственного холода; обмен информацией о приоритетных направлениях развития холодильной техники на ближайшую и среднесрочную перспективу.

Организаторами конференции стали Российский Союз предприятий холодильной промышленности (Россоюзхолодпром), Московский государственный университет инженерной экологии (МГУИЭ), Государственная академия профессиональной переподготовки и повышения квалификации руководящих работников и специалистов инвестиционной сферы (ФАОУ ДПО ГАСИС), Международная академия холода (МАХ). Конференция проводилась по инициативе Московского государственного университета инженерной экологии, Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана, Московского государственного университета прикладной биотехнологии, Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий. Мероприятие поддержано также Министерством промышленности и торговли Российской Федерации и общероссийской общественной организацией «Деловая Россия». Проведенная организационная подготовка дала свои плоды благодаря финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ, колоссальным усилиям организаторов и, конечно же, самим молодым участникам, которые, равно как и их руководители, проявили непосредственный интерес в продвижении своих исследовательских работ на рынок холодильной отраслевой науки. Для осуществления целей конференции и организационно-технической подготовки мероприятия были сформированы организационный комитет под председательством ректора Московского государственного университета инженерной экологии д.т.н., профессора Дмитрия Баранова и экспертный совет, который возглавил заведующий кафедрой «Холодильная и криогенная техника» МГУИЭ д.т.н., профессор, академик Международной академии холода, заслуженный деятель науки РФ Игорь Калнинь. Конференция проходила на базе ГАСИС и МГУИЭ под руководством д.т.н., профессора, лауреата Государственной премии СССР, руководителя кафедры «Инновационные технологии» Марка Абелева. Интенсивная информационная деятельность обеспечила привлечение на конференцию широкого круга молодых ученых, аспирантов, студентов и специалистов холодильной сферы — 150 человек. Конференция оправдала заданный статус международной. В ней участвовали представители России, Украины и Беларуси. Свои работы защищали москвичи, одесситы, астраханцы, представители Калининграда, Краснодара, Казани, Омска, Новосибирска, Минска, Могилева. На конференцию было представлено 111 докладов молодых специалистов, включая заочные. В проведении научной школы приняли участие профессора, доктора технических наук Марк Абелев, Игорь Калнинь, Олег Цветков, кандидат технических наук председатель технического комитета № 271 Ростехрегулирования Олег Таганцев.

Первое слово с трибуны конференции сказал один из руководителей ее организационного комитета Марк Абелев. В процессе выступления докладчик озвучил задачу конференции, которая, по его мнению, заключается не только в получении диплома, но и в том, чтобы молодые холодильщики все умели, все знали, стали профессионалами и могли работать на уровне коллег из Германии, Австрии, Италии и всех других ведущих стран. Марк Абелев отметил, что международная конференция проводится с целью поддержать молодых ребят, и выразил надежду о создании своего объединения — союза ГАСИСа, МГУИЭ, Россоюзхолодпрома и других организаций. Они могли бы помочь и финансировать исследования, проводимые молодыми людьми, чтобы молодые ученые имели возможность получить грант, поехать за границу, чтобы были сильными профессионалами. «Это сложная, умная, тяжелая и элегантная профессия — быть холодильщиком, — резюмировал Марк Абелев. — Работать в холодильной промышленности — честь и достоинство!» Исполнительный директор Россоюзхолодпрома Эдуард Багиряну поблагодарил всех, кто принял активное участие в подготовке и сопровождении молодых специалистов. Это Одесская академия холода, Астраханский университет, Белорусская ассоциация индустрии микроклимата и холода (АПИМХ).

Желая всем участникам конференции успехов в предстоящей работе, Эдуард Багирян процитировал великого ученого в области низких и сверхнизких температур Петра Леонидовича Капицу: «Задача ученого не только быть первым, но и уметь доказать свою правоту и пропагандировать свои идеи». Работу пленарного заседания открыл вице-президент Международной академии холода (МАХ) профессор Санкт-Петербургского университета низкотемпературных и пищевых технологий Олег Цветков, который выступил с докладом «Холодильные агенты — энергоэкологический статус-кво». Он рассказал о развитии холода в мире и значимости холодильных агентов не только в холодильной технике, но и их влиянии на международные интересы. Коснулся темы Монрельского и Киотского протоколов, глобального потепления, озонового слоя Земли и других актуальных тем, связанных с энергоэкологическим статус-кво холодильных агентов.

Генеральный директор ООО «ВНИИХОЛОДМАШХОЛДИНГ» Олег Таганцев рассказал о задачах отечественного машиностроения. Обращаясь к истории вопроса, докладчик отметил, что первое применение холодильных машин в России зафиксировано в 1888 году. До начала Второй мировой войны были подготовлены условия для глубоких научных исследований в области холодильных технологий, на московском заводе «Компрессор» созданы первые аммиачные холодильные компрессоры и машины. В 70–80 годах происходило наращивание объема холодильных мощностей, равномерное распределение промышленных холодильников по регионам и областям страны. СССР вышел на второе место в мире по количеству холодильных мощностей на душу населения. За последние 20 лет потеряна часть производственных мощностей холодильной отрасли, некоторые заводы оказались за рубежом (Украина и Молдавия), произошло сокращение производства базовых элементов — отечественных компрессоров и теплообменной аппаратуры (90 % установок завозится из-за рубежа). Между тем техника низких температур применяется во многих отраслях народного хозяйства: для снабжения продовольствием, в сфере искусственного климата, в криомедицине и криобиологии, в промышленности, энергетике, ракетно-космическом комплексе, для очистки и утилизации выбросов. Масштабы применения техники низких температур в России представлены в табл.1. Таблица 1. Масштабы применения техники низких температур в России

Основными направлениями развития холодильной техники в России являются:

• Повышение энергетической эффективности машин и оборудования.
• Создание высокоэкономичных компрессоров и эффективных теплообменных аппаратов.
• Оптимизация схемных решений машин и холодильных систем.
• Комплексное внедрение систем регулирования холодильного оборудования в эксплуатацию.
• Комплексное применение холодильных машин и низкопотенциальной энергетики, в том числе:

— компрессионные тепловые насосы, использующие электроэнергию; — абсорбционные термотрансформаторы, использующие тепловую энергию.

• Использование сезонных и суточных разностей температуры для аккумуляции холода и снижения энергозатрат на его выработку («соляные пруды», охладители с аккумуляторами холода и др.).
• Утилизация теплоты промышленных предприятий и предприятий ЖКХ.
• Совершенствование теплоизоляции холодильного оборудования и сооружений холодильных комплексов.

В плане охраны окружающей среды важную роль играет использование экологически безопасных принципов применения искусственного холода, а также переход на природные холодильные агенты: аммиак, углеводороды, диоксид углерода, воздух, вода. К перспективным разработкам ООО «ВНИИХОЛОДМАШХОЛДИНГ» относятся: аммиачные холодильные машины малой производительности, машины холодильные модельного ряда чиллеров на базе одноступенчатого винтового компрессора, низкотемпературная холодильная машина МКТД200-7-5 на базе винтового двухступенчатого компрессора АД200-7-5, холодильный турбокомпрессор малой производительности. Докладчик остановился на вопросе регулирования развития холодильной отрасли. Процесс создания холодильных машин связан не только с созданием конструкции, но и с организацией производства, а также с организацией внешней инфраструктуры взаимодействия во всей холодильной отрасли. Если вернуться к истории, то видно, что в 1909 году в России была создана организация комитета по холодильному делу. Само положение о комитете принималось на уровне Советов Министров царской России. Комитет был полуобщественной, полугосударственной организацией и входил в подчинение министерства торговли и промышленности царской России. В этой связи докладчик отметил, что на сегодняшний день подобная система управления и взаимодействия холодильной отрасли с государством в России отсутствует. В то же время в Германии, например, существует объединение холодильщиков, напрямую работающих с государственными органами. При этом инициатива совместной работы идет именно от государственных структур. Сегодня совершенно ясно, что для эффективного развития национальной холодильной промышленности необходимы координация и регулирование этого процесса. Результат отсутствия такой координации можно проиллюстрировать на примере заводов бытовой холодильной техники. Нескоординированное создание новых производств (под Санкт-Петербургом) привело к тому, что мощности заводов в два раза превысили потребности страны в этом виде холодильной техники. В результате — ни один завод не может выйти на проектные мощности. Создана излишняя конкуренция в стране, из-за чего некоторые предприятия прекращают свое существование. Как резюмировал Олег Таганцев, такая жизненно важная отрасль не может оставаться в нынешнем состоянии. Перспектива состоит в восстановлении на территории России конкурентоспособного производства базового холодильного и криогенного оборудования, теперь уже с привлечением опыта зарубежных партнеров. И должен быть создан центр, эффективно регулирующий этот процесс.

Об актуальных направлениях развития систем низкопотенциальной энергетики рассказал Игорь Калнинь. Докладчик заметил, что пересечение техники низких температур с энергетикой не является точечным пересечением: техника низких температур — это неотъемлемая составная часть энергетики, и сегодня эта отрасль не может развиваться без техники низких температур. В этом контексте можно назвать несколько направлений:

• сжижение природного газа, здесь комментарии излишни;
• жидкий водород, который в обозримое время станет моторным топливом;
• сверхпроводимость, низкотемпературная и высокотемпературная при азотных температурах материалов, что является основой электрических машин ХХI века;
• сверхнизкие температуры для охлаждения сверхпроводящих магнитов, без которых термоядерная энергия не родится;
• низкопотенциальная энергетика — большое направление в энергетике, связанной с техникой низких температур.

Энергетические системы подразделяются на традиционные и нетрадиционные. К традиционным относятся тепловые, газотурбинные системы, парогазовые электростанции, гидростанции, атомные станции. Нетрадиционные включают ветровые, солнечные, геотермальные, термоядерные системы, низкопотенциальную энергетику, биоэнергетические установки, малые гидроэлектростанции, установки на топливных элементах. Задачи нетрадиционной энергетики: замещение невозобновляемых энергоресурсов, защита окружающей среды, ослабление процесса глобального потепления. Говоря о низкопотенциальной энергетике (НПЭ), в первую очередь речь идет о нетрадиционной энергетике. Необходимость замещения органического топлива, решение экологических проблем побуждает развитые страны вести интенсивную работу в области исследований, разработки, организации производства и эксплуатации различных видов нетрадиционной энергетики. В целом НПЭ в настоящее время в мире развивается бурно. В развитых странах оказывается реальная поддержка: проводятся огромные финансовые вливания в развитие возобновляемых источников энергии. Чтобы эти программы осуществлялись, необходимо мощное государственное регулирование — и оно происходит! Работы, которые приводят к внедрению таких альтернативных систем, прежде всего замещающих органическое топливо, — всячески поощряются и субсидируются. И результат достигается. При замещении органического топлива наиболее значимую долю занимают тепловые насосы — один из видов техники низкопотенциальной энергетики. Такие машины легко осуществимы, надежны, относительно дешевы и дают быстрый результат. Поэтому сегодня в мире, не считая обратимых кондиционеров, работает около 40 млн тепловых насосов. Энергопотребление тесно связано с ВВП. Критический уровень благосостояния населения страны достигается при ВВП 18 тыс. долларов на человека, после которого считается, что люди должны жить вполне комфортно. На этом уровне и выше находятся Испания, Греция, Израиль, Япония, Германия, Франция, США, Канада, Норвегия. Ниже — Россия, Венгрия, Польша, Турция, Китай, Индия. Показатели ВВП, энергопотребления и энергоемкости экономики приведены в табл. 2. Таблица 2. ВВП, энергопотребление и энергоемкость экономики стран

Как видно из таблицы, в России очень высокий показатель энергоемкости экономики. Это означает, что есть огромный резерв в области энергосбережения и развития альтернативной энергетики. В табл. 3 приведен потенциал и использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России и ЕС. Таблица 3. Потенциал и использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России и ЕС

Сегодня потенциал объемов энергосбережения России — 40 % от общего энергопотребления (это означает, что примерно половину энергии в России тратится впустую), источников низкопотенциального тепла — 300 млн т.у.т. (30 % от общего энергопотребления), биомассы — 55 млн т.у.т., солнечной и ветровой энергии — 3 млрд т.у.т. (технически и экономически труднореализуемо). Факторами необходимости использования ВИЭ в России являются истощение запасов органического топлива (запасы легкодобываемых газа — на 80 лет, нефти — на 20 лет), энергоснабжение труднодоступных районов (50–70 % территории России с населением 20 млн чел.), экология (энергетика на органическом топливе вносит наибольший вклад в загрязнение окружающей среды, в том числе эмиссии парниковых газов). К системам НПЭ относятся тепловые насосы, энергоустановки, абсорбционные термотрансформаторы, теплонасосные опреснители. В мире сегодня наибольшее замещение топлива достигается с помощью тепловых насосов. Источниками низкопотенциального тепла являются воздух (–5...+15 °С), грунт (5...10 °С), грунтовые воды (8...15 °С), реки, озера, моря (4...17 °С), сточные воды (10...17 °С), оборотная вода (25...40 °С), геотермальные воды (40...100 °С), высокотемпературные сбросы (40...180 °С). Игорь Калнинь также остановился на регулировании холодильной отрасли, в частности, низкопотенциальной энергетики. Те, кто производит и продает электроэнергию, газ и нефть, по сути, не заинтересованы в их экономии. Поэтому, по мнению докладчика, нужна «надкорпорационная» инстанция, которая, во-первых, была бы компетентна, а во-вторых, могла бы решать вопросы в интересах населения и видеть перспективу использования НПЭ. Многие экономические вопросы в России решаются с перспективой не более 1–3 года. Но развитие НПЭ требует десятилетий. Сегодня в стране фактически нет программ, которые обеспечивали бы расширение применения энергетических систем с использованием ВИЭ. Озвучивая существующие в стране проблемы в холодильной отрасли, докладчики отметили, что решать сегодняшние вопросы необходимо будет молодому поколению. Поэтому первая международная молодежная конференция «Инновационные разработки в области техники и физики низких температур» имеет важное значение в подготовке молодых специалистов. Работа конференции велась по шести секциям: криогенная техника, компрессоры и детантеры, низкопотенциальная энергетика, процессы и рабочие вещества, теплообменные аппараты, холодильные машины. В рамках конференции были проведены конкурсы на лучшие доклады по секциям. Победителям, занявшим первое и второе места по каждой секции, были вручены именные дипломы и премии в виде ценных подарков. Все, принявшие участие в конкурсе, получили дипломы участников конференции. Конференция прошла успешно и по результатам превзошла ожидания и организаторов, и участников! Организаторы поблагодарили всех, кто принял в ней участие, и выразили надежду на ежегодные встречи в рамках очередной конференции для «холодильной» молодежи.