Бережливое производство России

В Испании уже год работает 50 мегаваттная станция по производству электричества на фотоэлементах, и  две группировки ученых спорят до сих пор. Одни говорят, никак не влияет, а у вторых есть данные, которые  говорят, что влияет. Однозначно можно  сказать, что да, влияет. Вопрос: насколько  сильно, насколько критично, насколько  это сложно? К сожалению, по испытанию  одного года это сказать нельзя. Вот через 5-10 лет мы сможем сказать, какой ущерб, вред наносит солнечная  энергетика окружающей среде. Если мы поднимем КПД солнечных элементов  хотя бы в 2 раза, то мы достигнем цифр 50-75%. И это уже дает нам некий  шанс на то, что количество мест на Земле, частично в состоянии обеспечить человечество энергией.

Есть другая проблема с  этой электроэнергией - она вырабатывается в виде постоянного тока. Линии  по переброске постоянного тока - это  очень дорогое и технически сложное  удовольствие. Постоянный ток у нас  нигде не используется для передачи мощности, у нас используется переменный ток, значит, нам нужны преобразователи. Очень большие потери идут при  преобразовании постоянного тока в  переменный. Сейчас вполне серьезно обсуждается  концепция, что у нас во всей бытовой  технике стоят выпрямители, то есть, везде в приборах используется постоянный ток. Возникает вопрос: почему мы в  одном месте производим постоянный ток, потом делаем его переменным, потом, когда втыкаем прибор в  розетку, используем постоянный ток. Может  быть, нам вот эту переменную убрать?

Это та же самая проблема, которая у нас есть с нефтью. У нас раньше была одна машина, потом  две машины, потом завод машин  Форда, потом General Motors, потом Daimler, Chrysler, Mercedes-Benz, Volkswagen, Honda. Параллельно с  этим развивалась добыча и переработка  нефти, заправки и все остальное  прочее. Сейчас мы не можем взять, вырвать  всю эту инфраструктуру и построить  с нуля огромную новую инфраструктуру.

Та же самая проблема есть в энергетике. СМИ говорит, что  есть там какой-то «мировой заговор», что нефтяные компании плохие и всячески давят новую энергетику. Два крупнейших инвестора в альтернативную энергетику, в водородную энергетику, в геотермальную  энергетику, в другую энергетику - это British Petroleum и Shell. Это две крупнейшие нефтяные компании в мире инвестируют  очень приличные суммы.

Есть большая проблема, связанная с добычей и производством  водорода. В середине 60-х годов  появился такой умный человек, который  сказал: «Ребята, у нас водород  является самым распространенным элементом  во Вселенной, его больше всего». И  этот умный человек сказал, что  тогда в земле тоже должно быть много водорода. На основании вот  этого он построил некую теоретическую  модель, которая говорила о том, что  на глубине от 10 до 17 км под землей должны быть огромные запасы водорода в гидрированном состоянии.

Поскольку теория была новая, она была как-то очень прохладно  воспринята научным сообществом, особенно геологическим. Была только одна очень  любопытная статья на эту тему в  журнале «Успехи физических наук», правда, вместо Земли решили рассмотреть  околоземную атмосферу и, в общем, дядька оказался прав.

Поскольку мы до сих пор  не умеем бурить на глубину 10-17 км, ученый, к своему стыду не помню фамилию, по-моему, Лукьянов сказал так, что в  принципе, у нас земная кора, у  нее есть разломы, и она где-то выходит наверх. Где она выходит  наверх на нашей территории наиболее близко? Это Байкальский разлом. Курилы, Камчатка. Он пробил какую-то исследовательскую  программу в Академии наук, дали ему деньги, поехал, посмотрел, забурился  на 3-5 км - есть водород! Много водорода, безумное количество водорода. Дошло  до того, что в 1986 году Совет министров  СССР, Академия наук, ЦК КПСС, в общем, все приняли программу по этому  подземному бурению. А в 1985 году у  нас началась перестройка, в 1995 все  закончилось. К сожалению, мы эту  программу так и не реализовали. Но все-таки Shell и British Petroleum пытаются научиться  бурить очень глубоко.

Согласно предсказаниям  этой теории, на глубине от 10 до 17 км на территории примерно 100 кв. метров должно быть такое количество водорода, которое  позволит обеспечить город с населением примерно в 1,5 миллиона человек и  со всей необходимой инфраструктурой, с автомобилями, электричеством, водой  и всем остальным прочим на 500 лет  как минимум. Это непросто много, это очень много.

У нас есть возможность  отказаться от производства электричества  в виде сжигания угля, нефти, газа, в  виде гидроэлектростанций, просто его  получать из земли. Нефтяные компании будут называться водородные компаниие. Суть их не изменится, будут бурится  в землю и добывать необходимое  количество водорода, при этом нам  не нужна будет большая инфраструктура с трубами, заводами, еще чем-то.

Многие знают о том, что у Земли есть геотермальные  ресурсы. Они не очень большие  по мощности, но если пробурится на глубину  от 50 до 120 метров, то поверхности размером 20 на 30 метров хватит на то, чтобы весь этот лагерь обеспечивать горячей водой, электричеством и отоплением. И такие  примеры есть. К сожалению, с городами уже такого не получится, потому что  для этого нужны очень большие  площади. Количество мощности, которое  мы можем снимать с такой поверхности, очень и очень невелико. Но, тем  не менее, в каких-то альтернативных случаях, например, здесь это было бы хорошо, с точки зрения экологии, с точки зрения комфортности, и  у вас по крайней мере в палатках всегда было бы тепло и было бы электричество.

Вот суть альтернативной энергетики. Она на самом деле не альтернативная. У нас нет ни какого выбора другого, кроме как ее развивать. Мы никаким  другим способом и никаким другим образом не сможем обеспечить себя энергией, у нас ресурсы заканчиваются, нефть заканчивается. Нефть нам нужна для других целей. Она не нужна нам в виде горячего воздуха и выхлопов в атмосферу, она нам нужна в виде продукции. Значит, мы каким-то другим способом будем пытаться получить электрическую энергию. Электрическая энергия нам нужна для промышленных предприятий, для быта, для передвижения, для перемещения. Есть прецеденты с водородными автомобилями, к сожалению, пока они получаются дорогими. Но если мы сделаем 30-50 долларов за киловатт установленной мощности, даже 100 долларов за киловатт установленной мощности, нам хватит, по стоимости это будет удовлетворительно, чтобы поставить 25 киловаттный двигатель на автомобиль городского цикла и вполне им пользоваться. Мы уже сократим свое потребление нефти как минимум на 50%. Соответственно, у нас на 50% увеличится срок жизни нашей цивилизации с точки зрения пластиков. Это не значит, что когда нефть закончится, мы будем бегать - извините - по помойкам, пытаться находить старый пластик и делать из него новый. Мы что-нибудь другое придумаем и как-нибудь обязательно выкрутимся из этой ситуации. И эта ситуация будет такова, что альтернативная энергетика будет обычной энергетикой.

Срок службы должен быть 20 тысяч часов. Остается примерно то же самое, что остается от автомобиля: набор деталей, который можно  разобрать и утилизировать.

У нас в России никто  не занимается водородной энергетикой. Были у «Норильского Никеля», «ОНЭКСИМа» и компании «НИК НЭП» заявления о  том, что они будут заниматься водородной энергетикой.

Есть в России единственное место, где занимаются с топливными элементами - это Новосибирский завод  химконцентратов, в силу того, что  они там разрабатывали еще  в советские времена низкотемпературные щелочные топливные элементы для  лунной программы и для всяких военных целей, они этим занимаются серьезно. Все остальные попытки  носят какой-то спорадический, непонятный совершенно, неструктурированный характер.

В ФГУП «Центр Келдыша» этим занимается. Но в основном он занимается тем, что «НИК НЭП» покупает где-то там  импортные комплектующие, а центр  Келдыша из них пытается собрать  какие-то девайсы. Это опять таки не хай-тек, это простой инжиниринг. Я могу пойти с тем же самым  успехом на какой-нибудь радиорынок, отобрать деталей, собрать компьютер. Это не будет означать то, что  я делаю компьютеры. Это будет  означать, что я умею из деталек  собирать какие-то девайсы. Нужно уметь  делать сами детальки - это очень  важно. Если вы умеете делать процессор - вы умеете делать компьютер, если вы не умеете делать процессор, то вы умеете собирать компьютер, но не делать.

КПД топливного элемента - 80%.

Если по электричеству, воде и теплу считать, то это получается до 90% КПД. В противном случае, тепло  рассеивается. По электричеству - 50%. Самые  эффективные - это щелочные топливные  элементы, у них КПД 55-60% может  быть только по электричеству. У всех остальных КПД на уровне 30-40%. По электричеству, не по комбинированному циклу, включая  тепло.

Как мы будем запасать водород - непонятно. В автомобильной промышленности принята в настоящий момент концепция, что это будут баллоны под  давлением 350 и 700 атмосфер. И мы будем  запасать водород в них в газообразном состоянии. Дело в том, что с точки  зрения физики и химии нужно затратить  огромное количество энергии, чтобы  водород закачать в фуллерены  или нанотрубки. Согласно закону сохранения энергии, столько же энергии нужно  потратить, чтобы оттуда потом этот водород достать. Поэтому, вряд ли. У  всех совершенно разные данные по сорбции  водорода, одни говорят одно, начинают повторять - получается другое, у третьих - третье, у четвертых - четвертое. На самом деле, эта проблема имеет  отношение и к нанотехнологиям, и к фуллеренам, и к углеродным нанотрубкам. Мы пока не умеем получать, у нас нет технологии такой  же простой, как кирпичный завод. Вот он выдает эти глиняные прямоугольнички  под названием «кирпичи», и мы всегда знаем: сколько кирпичей, какого они качества, с заранее заданными  параметрами физическими, механическими, геометрическими, и т. д. Вот той  же самой технологии, которая бы позволяла нам получать заранее  необходимого размера, длины и качества углеводородные всякие устройства, типа фуллеренов, нанотрубок, в мире нет. И это основная проблема, которую  сейчас пытаются решить наука и техника. То есть получение наноустройств, заранее  заданного размера, с заранее  заданными свойствами в массовом количестве по дешевой цене. Если мы решим эту проблему, мы решим сразу  огромное количество проблем.

Мы отбираем тепло у  земли и пускаем его в электричество. Какой ущерб мы наносим? Пустыни - они не просто так существуют. В  природе никогда ничего не бывает просто так, всегда этому есть какое-то рациональное объяснение. Не было бы пустынь - не было бы ледников.

Есть гипотеза, что у  нас у всех будут маленькие  источники атомной энергии, которые  всю жизнь будут работать. Сомневаюсь я, что человечество настолько поверит  ученым, что будет с собой в  кармане носить маленькие «чернобыли».

По оценкам, урана всего  на 300 лет хватит. А солнца, электричества, воды у нас, в общем, залейся в  ближайшие 5 миллиардов лет. Солнце не взорвется. Это точно совершенно. Правда, надо понимать, что через 2 миллиарда  лет у нас уже жарковато  будет жить на Земле, потому что Солнце начнет раздуваться, количество тепла, которое оно начнет выделять, начнет сильно возрастать, и нас припекать  будет очень сильно. И надо будет  уезжать с нашей планеты куда-нибудь.

Вопрос. Говорят, что им даже удалось провести эксперименты, которые  КПД 25% показали. Им удалось подписать  соглашение с агентством, первую фазу они проверили, они получили вторую фазу. Есть ли у нас в стране подобные эксперименты в этой области?

Кучкин: Рассказываю вам  реальную историю из жизни. Приходит как-то ко мне директор нашего фонда  небольшого и говорит: «Слушай, тут  есть совершенно чумовая разработка, у мужика получается вечный двигатель. Он берет стакан воды, засовывает туда алюминиевую проволочку, алюминиевую  проволочку взрывает, у него вырабатывается огромное количество энергии». То же самое  происходит в автомобиле. У вас  маленькая искорка, которая поджигает  бензиновую смесь или вообще дизель, который вообще ничего не поджигает, просто бум! - сдавливает - и там происходит взрыв. То есть вы тратите один электрон, условно говоря, на поджиг смеси, а  смесь вам выдает несколько сотен  лошадиных сил. Совершенно верно, все  очень просто. Но надо уметь считать.

В этой проволочке алюминиевой  в виде химической связи запасена энергия. Когда вы эту проволочку сжигаете - эта энергия освобождается. То есть вам на инициацию вот этого  поджига нужно чуть-чуть совсем. А выделяется энергии больше, вот  и все. Закон сохранения энергии  действует. Энергия из химических связей переходит в тепловую. У них  то же самое. А это говорит о  том, что реально КПД там не больше 100-15%. Я видел много проектов, когда приходит человек и говорит: «Вы знаете, у меня в расчетах КПД 300%, пока всего получали 160%». Обычно я всегда отвечаю: «Получишь 200 - приходи». И он с энтузиазмом уходит. Честное  слово, никто еще не возвращался. И не вернется.

Понимаете, иногда мир устроен  чуть-чуть хитрее, чем вам кажется. Иногда у них могут быть какие-то свои специальные цели, о которых  они, может быть, ученым не говорят. Во-вторых, они исследуют какой-то процесс. А в-третьих, иногда людям  специально дают деньги, чтобы они  занимались не тем.

Я вот могу вам сказать, что исследовательские проекты  в наших некоторых компаниях  структурированы очень хитро. Так, чтобы только один человек понимал, что и зачем, и как делается. Просто, чтобы секреты не воровали, и чтобы никуда не стекло что-то ценное. И я вам могу точно совершенно сказать, что у нас тоже есть проекты, которые совершенно в тупую делаются. Люди абсолютно уверенны, что они  занимаются, правильным, важным и нужным делом.

Я, например, не понимаю, почему наше государство не скажет: «Ребята, не надо в деревню тянуть газ и  электричество - это долго, дорого. Давайте  ветряки, солнечные элементы, электролизеры  и водородные топливные элементы поставим, и все». А этот газ и  металл сэкономленный будем продавать  или делать из него что-то полезное. Не понимаю, почему это у нас не сделано. В Японии сделано - нормально  вполне.

Когда появились паровозы, люди говорили так, что этот черный дым от паровозов постепенно закроет  от нас солнце, у нас станет темно  и холодно. А люди, которые ездят  на поездках со скоростью 40 миль в час, сойдут с ума.

На рубеже веков в Лондоне  вполне серьезно говорили о том, что  количество экипажей вырастет до такой  степени, что лошадиный помет  закроет все, практически до третьего этажа. Количество лошадей, действительно, увеличилось. В этом отношении прогноз  сбылся. Только они были компактифицированны  в виде двигателя внутреннего  сгорания. По-другому, но заваливают нас  отходами, но не до третьего этажа. Поэтому, да, в какой-то степени прогноз  сбылся, лошадей стало больше, только они стали другие и железные. Поэтому  невозможно спрогнозировать.

Кучкин. Все будет так, как оно должно быть, даже если все  будет иначе. Но, тем не менее, все  будет хорошо. Понимаете, нам нужна  технология дешевая и массовая. Если у нас будет технология дешевая  и массовая, все будет нормально. Что это будет, никто, строго говоря, не знает. Заранее, к сожалению, мы не можем дать ответа. Не понятно, получится  до конца все доделать или не получится. Вообще, электрохимия - штука очень  сложная. Вы сделали замечательный  катод, мучились, сделали замечательный  анод, когда стали делать катод  и анод вместе, загрузили все это  в топливный элемент, начали смотреть общую электрохимию, оказалось, что  по отдельности это очень хорошо, а вместе как-то не дружат они. Начали оптимизировать. Сейчас вроде бы добираемся до той цели, куда хотели, но это все  сложные процессы очень.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Слово «инновация» в различных  сочетаниях (к примеру, инновационные  технологии, инновационные разработки, инновационное развитие) приобрело  необычайную популярность во многих странах, в том числе и в  России. Причем термин одинаково активно  применяется во всех отраслях науки  и техники, это такой процесс (или  результат процесса), в котором  используются частично или полностью  охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности и обеспечивается выпуск патентоспособной продукции, товаров  или услуг, по своему качеству соответствующих  мировому уровню.