О том, что такое энергия, точнее, ее нехватка, не нужно рассказывать жителям Сибири, Дальнего Востока и Сахалина, чьи города и поселки на протяжении зим последнего десятилетия не раз находились на грани полного вымерзания. А после аномальных январских морозов, ударивших одновременно практически по всей территории России, полагаю, стало очевидно даже самым легкомысленным: мы существуем до тех пор, пока у нас есть энергия.
На первый взгляд дела в этом отношении у нас обстоят неплохо. Россия обладает огромными запасами углеводородов. На каждого ее жителя приходится в 10 раз больше энергоресурсов, чем в среднем в мире. И то, что в силу климатических условий ровно половину производимой энергии мы вынуждены тратить просто на обогрев, никак не сказывается на сложившемся образе жизни. К началу 90-х годов мы к этому привыкли настолько, что почти не задумывались, чем обеспечивалось такое положение.
Академики В. Е. Фортов и О. Н. Фаворский в своем совместном докладе напомнили о том, как и за счет чего оно было достигнуто :
…Энергетика всегда была в центре внимания государства, развиваясь опережающими темпами и получая масштабные инвестиции. Этому способствовали стратегические государственные решения о развитии отрасли, начиная от знаменитого плана ГОЭЛРО до создания крупнейшей энергетической системы. При этом были созданы передовая энергетическая наука и техника, мощное энергетическое машиностроение, завоевавшие самые передовые позиции в мире:
- первые в мире парогазовые установки на сверх- и суперкритические параметры;
- линии электропередач на сверхвысокие напряжения;
- электрогенераторы рекордной гигаваттной мощности;
- первые атомные станции.
Особое место здесь занимает Единая энергетическая система страны, до сих пор самая протяженная в мире (2,5 млн км) и позволяющая, следуя за движением Солнца, передавать до 8 ГВт электроэнергии. При этом она проектировалась и строилась с пятикратным запасом, который очень пригодился в годы перестройки…
Последняя фраза весьма символична. Сегодня очевидно, что происшедшие со страной за последние 15 лет изменения по характеру и, самое главное, своим последствиям нельзя характеризовать иначе, как катастрофические. Вообще, слова "катастрофический" и "катастрофа" в качестве определения нынешней ситуации звучали на сессии достаточно часто, в том числе и из уст главы РАО ЕЭС А. Б. Чубайса, к выступлению которого мы будем возвращаться еще не раз. Основа страны - энергетика, фундамент не только развития, но и самого существования общества - неумолимо разрушалась. Совершенно естественный вопрос: "Что будет завтра?" - не через тридцать или пятьдесят лет, а именно завтра! - начиная с 90-х годов был вычеркнут из повестки дня сменяющих друг друга составов правительства. Не получая инвестиций на развитие, энергетика, по сути, дотировала экономику страны, неся огромные потери.
Завтра уже наступило. Ввод новых энергетических мощностей сократился в 10 раз (с 6-12 ГВт в год до 0,4-0,6 ГВт), а износ оборудования достиг угрожающих размеров. 50% генерирующих и электропередающих мощностей и до 60% теплосетей страны выработали свой парковый ресурс и требуют замены, а 10-20% находятся в аварийном состоянии.
По словам А. Б. Чубайса, прогнозы энергопотребления в нашей стране и вся разработка энергостратегии оказались ошибочными: в 2000-2005 годах был запланирован прирост 46-50 млрд кВт·ч, а фактически он составил 73 млрд кВт·ч. "Эти цифры крайне тревожны, предположения оказались превзойденными почти в два раза - не на проценты, а в разы".
Сегодня энергетический комплекс нуждается уже не в реформировании и модернизации, а в восстановлении, словно после затяжной и разрушительной войны.
Даже на общем невеселом фоне неожиданно драматично прозвучало выступление члена-корреспондента РАН И. В. Грехова (Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН).
Добытую электроэнергию нужно преобразовать и передать потребителю, желательно с минимальными потерями. В США, Японии и Европе более 60% вырабатываемой электроэнергии проходит через полупроводниковые преобразователи. В России сейчас через такие преобразователи проходит только около 30% энергии. Несложные подсчеты показывают, что повышение этой цифры до мирового уровня позволит экономить около 15% энергии - столько, сколько сегодня суммарно вырабатывают атомные станции или гидроэнергетика.
Основными активными элементами преобразователя являются силовые полупроводниковые приборы, а основным полупроводниковым материалом в течение уже почти полувека служит монокристаллический кремний. Однако уже достаточно давно стало ясно, что карбид кремния (SiC) по своим физическим свойствам является гораздо более перспективным материалом. Он имеет на порядок большую напряженность поля лавинного пробоя, втрое большую теплопроводность и вдвое - насыщенную скорость (скорость дрейфа) электронов. Рабочая температура у него примерно втрое выше, на два порядка выше радиационная стойкость. Такое сочетание параметров позволяет резко улучшить характеристики практически всех приборов силовой электроники и преобразователей на их основе. Предполагалось, что к 2015 году подавляющая часть военной и общепромышленной силовой электроники перейдет на карбид кремния.
В 80-х годах СССР не просто лидировал в области SiC-технологий. Наша страна была фактически монополистом в этой сфере. Но в 1991 году грянул гром экономических перемен. Финансирование работ полностью прекратилось. Наши ученые в поисках заработка уехали за рубеж, а вместе с ними и их идеи. В основном - в США, где их с удовольствием приняли и при широкой государственной поддержке начали очень быстро развивать SiC-технологии, что продолжается сейчас с нарастающим темпом. Отставание России в этой области реально грозит стать безнадежным…
