В детстве трансформаторные будки я обходила стороной. Табличка с черепом и надписью «Не влезай! Убьет!» меня реально пугала, на что, собственно, и было рассчитано. А люди в униформе, которые смело такие будки открывали и разбирались во всех этих немыслимых проводках, казались мне небожителями. По правде сказать, с тех пор мало что изменилось. И электричества боюсь, и к энергетикам отношусь с пиететом. Но за это время у меня накопилось много вопросов, детских, странных и футурологических.
В поисках ответов я встретилась с заместителем директора Политехнического института по энергетическому направлению Южно-Уральского государственного университета. Кандидат технических наук Антон Бычков как раз из тех, кто разбирается в «немыслимых проводках». Он знает, что отличает настоящего энергетика, и мечтает, чтобы маятник техногенного взаимодействия с природой поскорее остановился.
Справка «АН»
Антон Бычков родился в 1988 году. В 2010 году окончил ЮУрГУ по специальности «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов». Кандидат технических наук. Работает заместителем директора Политехнического института ЮУрГУ и по совместительству доцентом на кафедре электропривода, мехатроники и электромеханики. Стаж научно-педагогической работы 10 лет. Читает лекционные курсы и ведет практические занятия по ряду дисциплин. Автор более 50 научных работ и пяти учебных пособий.
.jpg)
Правильная боязнь
– Какое определение слова «энергетика» вам ближе, Антон Евгеньевич?
– Думаю, это та кровеносная система, на которой держится вся промышленность. Все наши достижения стали возможны именно благодаря современному качественному энергообеспечению. Без этого не будет ничего. Программирование, микропроцессорная техника – все получает питание от электричества. Любая разработка в IT-сфере легко интегрируется на поле электроэнергетики. Кроме того, это серьезный полигон для испытаний. Не все, что работает на слаботочных элементах, также легко будет работать на высокомощном оборудовании.
– В каком возрасте вы проснулись энергетиком… или уснули?
– Очевидно, проснулся. У нас кафедра активно сотрудничает с предприятием «Лабсис», которое производит лабораторные стенды для вузов. Я с третьего курса ЮУрГУ там сначала практику проходил, а потом трудился электромонтажником. Это было не то чтобы озарение. Просто пришло понимание, как многие вещи в энергетике работают. И проснулся с четким решением: хочу связать свою жизнь с этим направлением.
– Какие качества присущи энергетику?
– Главное, конечно, ответственность. Есть жизненно важные объекты энергетики, и к такой работе особенно серьезно нужно подходить. Во-вторых, я бы сказал, вдумчивая смелость при работе в электроустановках нужна энергетику. Когда у тебя есть знания и понимание устройства всей системы, эта смелость становится просто частью тебя. И еще я бы вот что отметил… Мы ведь электроэнергию не видим. Поэтому, наверное, очень важно умение искать и находить суть проблемы по косвенным показателям и принимать правильные решения в условиях неочевидности.
– Слышала поговорку: энергетики могут работать везде, а в энергетике могут работать только энергетики. Велика доля истины?
– Это правда. Вообще высшее техническое образование дает способность подходить к задачам с правильной стороны и правильно их решать. Энергетика – очень широкая отрасль. Электрические сети, станции, системы электроснабжения, электроприводы и т. д. – огромная цепочка от производства электроэнергии до ее потребления. В этой сфере большое количество рабочих мест, и они очень разнообразны. Специалисты-энергетики могут трудиться в разных областях. Что касается второй части утверждения… То и такое я замечал не раз. Видимо, в первую очередь здесь речь идет об отсутствии страха перед электричеством. Система под высоким напряжением, но ты не боишься к ней подойти. Понимаешь, как это работает, потому и не боишься.
– А вы не боитесь?
– Нет. После защиты диссертации первые годы очень много подрабатывал, на разных объектах пусконаладкой занимался. Кроме того, у меня специальность – электропривод, на стыке механики и электричества. То есть, если технику безопасности не соблюдать, может не только током ударить, но и механически нанести повреждение. В общем, двойная «неприятность».
– И что же, вас никогда током не ударяло?
– Были такие случаи. Точнее, ударяет напряжение, а ток по тебе протекает… Если однажды это почувствуешь, в следующий раз не захочется. Будешь аккуратнее. Поэтому надо быть внимательным и ответственным. Все зависит от отношения человека к своей работе. Бывают, конечно, случаи халатности. Но получить разряд можно не только, когда ты за провод схватился. Можно получить повреждение, находясь в области действия сильного электромагнитного поля. Например, банальное: дети играют, залетел мячик на трансформаторную подстанцию, полезли доставать. Вроде ничего страшного. На самом деле это очень опасно. Не зря на старых табличках было написано «Не влезай! Убьет!». Это правильная боязнь.
Знаковое имя
– Кто был первым энергетиком на Земле? Ну… если не считать Прометея.
– Здесь уж тогда лучше Зевса вспомнить. Прометей, скорее, теплоэнергетик. Тоже, к слову, серьезная отрасль. Надо заметить, что именно в Древней Греции было открыто само явление «электростатический заряд».
– А как же первобытный человек, который принес головешку в пещеру и сообразил подбросить веточек?..
– Понятно, что человек и энергия всегда были рядом. Но если мы говорим об осмысленности действий, то, наверное, человеком, без которого бы современной энергетики не существовало, можно считать Майкла Фарадея. Его работы способствовали прогрессу и развитию промышленности. Он открыл электромагнитную индукцию, благодаря ему созданы все электрические генераторы. Думаю, здесь точка отсчета. А вообще достижений много в разных направлениях. Кто-то был теоретиком, кто-то – практиком. Знаковые имена можно долго перечислять.
Вечный двигатель
– Что сейчас является доминирующим энергоносителем в мире и что будет доминировать лет через 50?
– В разных странах – по-разному. У нас пока традиционные источники энергии играют большую роль: тепловые, нефтяные, гидроэлектростанции, ядерная энергетика. Был интересный межнациональный проект по созданию термоядерной станции. Если же говорить о возобновляемых источниках энергии, то они должны быть на своем месте. Возьмем для примера Челябинск. Солнечные батареи нам не подойдут. Достаточной ветровой нагрузки нет. Кстати, в Голландии от ветряков шум – тоже проблема. Можно пустыню покрыть солнечными батареями, но не получится ли, что Земля начнет остывать?.. Ядерные электростанции вообще, на первый взгляд, не выделяют ничего. Но есть серьезная проблема отработанного топлива и потенциальная опасность аварий. Понятно, что мощности возрастают, но ко всему надо подходить с умом.
– Некоторые и с фантазией подходят. С пушкинской литературной, которая оказалась пророческой. В Австралии была запущена первая в мире электросиловая установка, где топливом является ореховая скорлупа. С учетом баснословной стоимости скорлупки таки золотые. А вам нравятся экзотические альтернативные источники энергии?
– Сейчас благодаря накопленному опыту – я говорю не только о нашем университете и стране, но и о мире в целом – цепочка от идеи до пробной установки очень короткая. Планы стремительно воплощаются в жизнь. Еще недавно геотермальные и приливные электростанции были весьма специфичными. Сегодня они уже широко распространены. Что же касается моих предпочтений… Знаете, наверное, более внушающего уважение и производящего впечатление сооружения, чем гидроэлектростанция, я не видел никогда.
– Вы говорите «цепочка сокращается»... Так, может, и до создания перпетуум-мобиле недалеко?
– Всегда есть потери. Простой пример, который легко заметить. Электрочайник включаем – часть энергии тратится на нагрев провода. С этим позволяет бороться явление под названием «сверхпроводимость». Сейчас появились даже электрические машины с применением этого эффекта. Выгода от внедрения этой технологии стала выше, чем затраты на оборудование, которое обеспечивает ее работоспособность. А вечный двигатель – это физически невозможно. Сегодня законы физики его отрицают. Но кто знает, может, нам что-то откроется? Может быть, физики зафиксируют и изучат какие-то неведомые пока явления, и мы увидим картину в целом. А пока мой прогноз такой: мы максимально приблизимся к вечному двигателю, но вряд ли создадим.
– Никола Тесла мечтал получать энергию из окружающего пространства и вел эксперименты в этом направлении. Чем не вечный двигатель?..
– Вокруг его имени всегда был ажиотаж. И реальные его открытия, которых очень немало, с каждым годом все больше обрастают какими-то мистификациями. Чего только ему не приписывали?! Даже Тунгусский метеорит. Отрицать гениальность Николы Теслы как ученого невозможно. Уже только за те настоящие достижения, которые до нас дошли, его имя подлежит увековечению. А тем, кого будоражат мистификации, я бы порекомендовал идти в науку и попробовать повторить описанные эксперименты Теслы. Будет возможность либо опровергнуть какой-то постулат, либо его подтвердить.
– А корпускулы Ломоносова не мистификация? Это ведь он впервые объяснил теплоту движением мельчайших частиц?
– Здесь как раз мистификации не было, это серьезное открытие по сути молекул. Сегодня ученые имеют возможность обмениваться знаниями. Конечно, это привело и к побочному эффекту, так скажем, к загрязнению фона, поскольку много шарлатанов, антиученых. Тем не менее, люди выдвигают идеи, и кто-то их может подхватывать. Это взаимодействие очень помогает двигать науку. В случае же с Ломоносовым каждое достижение было особо ценным, поскольку он находился, условно говоря, в информационной изоляции. Но при этом делал гигантские шаги вперед.
Перспективные системы
– Рассудите давний спор. Кто все-таки изобрел электрическую лампочку?
– В современном виде – Томас Эдисон.
– А как же Яблочков?
– Он тоже изобрел осветительный прибор, свечу Яблочкова, которая являлась дуговой лампой. Принцип действия там другой, хотя это изобретения одного уровня. Но в конструкции Эдисона все спрятано в колбе. Его лампочка оказалась более безопасной и соответственно более востребованной. Заслуга Эдисона еще и в том, что он популяризировал электрическое освещение. Если же говорить о наших соотечественниках, то стоит вспомнить и Александра Лодыгина, который через пару лет после Эдисона предложил использовать в лампах нить из вольфрама.
– Сегодня уникальные исследования в области энергетики ведутся? Можно ждать открытий?
– В нашем университете идет серьезная работа в сфере цифровизации, программирования, машинного обучения, IT-технологий. Любая энергосистема хочет, чтобы мы спрогнозировали ее энергопотребление. Мы должны обеспечить работоспособность огромной электросети, следить при этом за качеством электроэнергии и контролировать процесс. Это реализуется с помощью мощных систем диспетчеризации, везде устанавливаются датчики. Системы считывают показания, передают оператору, который как в ручном режиме, так и в автоматическом может всем управлять.
Адаптивная система видит, что происходит и может себя настроить таким образом, чтобы качество электроэнергии было наилучшим и не происходило перебоев со снабжением. Уникальность разработок ученых ЮУрГУ в первую очередь связана с большой территорией России. В Европе энергосистемы довольно компактные, у нас же их протяженность масштабная. Это должно учитываться и обеспечиваться.
Очень активно развивается силовая полупроводниковая техника. Сегодня каждый телефон, диктофон, монитор оснащен какими-то полупроводниковыми элементами, которые обеспечивают режим работы. А есть силовые полупроводниковые приборы, которые позволяют энергии больших мощностей коммутировать и преобразовывать. Одна из перспективных разработок нашего университета – транзисторные преобразователи частоты с повышенными энергетическими показателями для буровых установок. Специальные электродвигатели обеспечивают качественное электропотребление буровых систем.
Разумный альянс
– Между тем полезной для природы рукотворной энергии не существует?
– Конечно. Есть очевидные примеры. Угольная электростанция – это выбросы. Но при ответственном подходе будут и системы улавливания выбросов устанавливаться. Даже с «зеленой» энергетикой нужно вести себя аккуратно.
– …Потому что природа сильнее человека. Но у нас есть козыри: разум, научная мысль. Как все же свести к минимуму неблагоприятное воздействие на биосферу?
– Безусловно, наука приходит на помощь. Сначала это математическое моделирование. Потом – глубокая детальная апробация, ответственный подход к результатам исследований. И здесь велика роль не только ученых, но и инженеров.
– Удастся примирить техносферу и биосферу?
– Без их разумного альянса будущее человечества просто невозможно. Здесь нет и не может быть выбора в чью-то пользу. Только разумное совмещение, гармоничное развитие в согласовании с природой.
– Сколько на это времени потребуется? И что будет, когда наступит этот «мир»?
– Знаете, у меня есть ощущение маятника. То у нас резко начинается эксплуатация природы. То, наоборот, возникает неудержимое стремление ее восстановить, возможно, пожертвовав даже какими-то техническими разработками. И вот это качание провоцирует очень много разных факторов: политика, мировоззрение, открытия ученых, общественные явления. Взять ковид, к примеру. Он же воздействовал на все сферы нашей жизни. Последствия повсюду. Пандемия сподвигла людей на серьезные решения. Вот у меня сейчас электронные ведомости, электронный документооборот. Возможно, в планетарном масштабе это небольшие импульсы, но в совокупности они могут маятник сильно качнуть.
Прогнозировать всегда очень сложно. Хотелось бы, чтобы к разумному альянсу мы подошли как можно скорее. Может, даже настанет момент, когда у нас энергия будет бесплатной для всех. Тоже было бы здорово. Но когда маятник все же остановится где-то посередине, думаю, результат превзойдет наши ожидания. Будет даже лучше, чем мы могли бы сегодня с вами нафантазировать.