Текст книги "Книга о людях, изменивших мир"

Его волнует то, что происходит в России, и в последние годы он не раз выступал в прессе с аналитическими статьями на экономические темы. Так, в одной из публикаций он предлагал идею о введении национальной валюты в виде «энергорубля» для ее функционирования внутри страны как в безналичной, так и в наличной формах. «Энергорубль» не должен быть привязан к доллару, а может быть обеспечен частью доходов от энергоресурсов страны и может использоваться при безналичных расчетах при оплате за энергоресурсы», – писал он. И в том самом выступлении на вручении ему премии «Глобальная энергия», обращаясь к президенту В. В. Путину, он подчеркнул: «Я думаю, что Россию ждет великое будущее. Россия – великая страна, и она ею и останется».

И хочется сказать еще об одном, без преувеличения, достижении Владимира Накорякова. В девяностых годах ему и его коллегам удалось практически невероятное – ему удалось сохранить институт, сотрудников, благодаря тому, что ученые под его руководством начали работать по договорам с крупными западными компаниями и зарабатывать деньги. Еще в 1993 году был заключен первый контракт, на несколько десятков тысяч долларов с известной американской фирмой Air Products, специализирующейся на производстве газов.

Еще одна история, которую не просто любят цитировать, а которая вошла уже в кейсы учебников по бизнесу по теме «ученые-предприниматели». В 1996 году во время одной из своих многочисленных научных командировок Владимир Накоряков получил от руководителя крупного подразделения одной известной американской корпорации заказ на разработку новой технологии для сверхскоростной пайки микроэлектронных устройств. Нужно было придумать и сделать прибор, который с большой скоростью и точностью мог бы наносить припой.

Вернувшись в Новосибирск, Накоряков на институтском Ученом совете рассказал коллегам о задаче. И уже через несколько недель к академику пришел тот самый способный ученик – Михаил Предтеченский с готовым решением. Предложенная им новая технология была, с одной стороны, очень эффективной, а с другой – удивительно простой и стоившей буквально копейки. Всего через месяц в институте была сделана демонстрационная модель, показанная в работе иностранному заказчику.

В 1999 году была даже учреждена автономная некоммерческая организация «Институт перспективных исследований» (АНО ИПИ), директором которого до 2004 года был Владимир Накоряков.

Он никогда не считал, что наука должна быть как-то обособлена от реальной жизни и потребностей общества. «Я занимался довольно сложной областью – турбулентные течения смеси пара и жидкости, акустики этой смеси…, – сказал он в своем лауреатском выступлении. – За свою жизнь я убедился, что не следует делить науку на фундаментальную и прикладную: если ты человек творческий и получил сильный теоретический результат – у тебя руки чешутся, куда тогда приладить… Я работал по контракту со многими компаниями: «Дженерал моторс», «Продакс», «Хьюлетт Паккард», знаю, что это такое на деле, что такое инновация. И когда ты делаешь прикладную работу, рождается какая-то цель для мысли, и вдруг возникает что-то новое и в науке».

Кстати, он и сам использует в быту нетрадиционную энергетику. Раньше он много путешествовал, объехал не один десяток стран, но сейчас считает самым лучшим отдых в тишине тайги. Как он рассказывает, чаще всего он сейчас просто берет машину и едет в свой дом, который находится вдали от цивилизации, больше, чем в ста километрах от города. В доме академика-теплофизика даже электричества нет. Энергию вырабатывает обычная печка на дровах с помощью ячеек Пельтье (термоэлектрические преобразователи, принцип действия которых базируется на возникновении разности температур при протекании электрического тока, – ред.). От этого устройства фактически «на дровах» освещается дом, работает телевизор. И для такого комфорта, в котором человек нуждается даже в уединении, совсем не обязательно строить электростанцию или прокладывать ЛЭП. В таких удаленных местах, считает он, в небольших населенных пунктах всегда будет востребована небольшая локальная энергетика.

И наверное, это и есть самое главное: не только жизнь отдана науке, но когда-то давным-давно пришло понимание, что наука – это и есть сама жизнь. Потому что и изучение кризиса кипения, и попытки использовать тепло Земли, и новые идеи, которые становятся технологиями, нужны и ценны не сами по себе, а для тех, чью жизнь они будут освещать и согревать. Хоть в больших городах, хоть в маленьких домиках в тайге.

Торстейнн Инги Сигфуссон
Приручение водорода

Лауреат премии «Глобальная энергия» 2007 года

Торстейн Сигфуссон считает свои усилия по развитию водородных технологий – своим вкладом в чистый воздух

Этот лёгкий газ первые любознательные химики наблюдали еще несколько сотен лет назад, задолго до того, как он стал «правофланговым» периодической системы элементов. Сначала его называли «горючим воздухом». Но когда химик Антуан Лавуазье совместно с инженером Жаном Мёнье в 1783 году осуществил синтез воды, а затем разложил водяной пар раскалённым железом, он установил, что «горючий воздух» входит в состав воды и может быть из неё получен.

Он и дал этому газу привычное нам название – «водород», или, по-латински, Hydrogenium (от греч. ὕδωρ «вода» и γεννάω «рождаю») «порождающий воду».

Водород (или коротко H), который носит порядковый номер 1 периодической системы, – самый распространенный элемент во Вселенной. Звёзды и межзвёздный газ, в основном состоят именно из него. Он входит в состав воды. Он нетоксичен, но при соединении с кислородом и воздухом взрывается и горит, становится опасен.

Энергия, заключенная в этом бесцветном широко распространенном газе, уже давно привлекает внимание учёных. В последние десятилетия даже родилась особая отрасль энергетики – водородная. Водород рассматривают как альтернативу традиционным ископаемым ресурсам, ведь теплота сгорания водорода очень высока. К тому же, водород не нужно специально добывать, он доступен и всегда под рукой, содержится в каждой капле воды.

Одним из тех, кто сделал попытку «приручить», как он сам выражается, водород для того, чтобы использовать его в качестве топлива, источника электричества и тепла, стал исландский ученый, инженер и исследователь Торстейн Инги Сигфуссон.

Профессор – признанный международный эксперт в области возобновляемой энергетики. Он добился серьезных успехов в изучении низкотемпературных геотермальных ресурсов для производства электрической и тепловой энергии.

Ученому удалось разработать эффективную технологию получения водородного топлива, все предыдущие технологии были слишком дорогостоящи. Станции, построенные по проекту профессора Сигфуссона, способны выделять водород в процессе электролиза воды, источниками которой являются гидроэлектростанции.

Проект профессора Торстейнна Инги Сигфуссона предполагал не только развитие исследований альтернативных источников энергии, но и переход из области научных разработок в практическую плоскость. Он также предусматривал возможность перехода целой страны на водородную энергетику. Одним из позитивных результатов проекта в Исландии стало то, что он пользовался абсолютной поддержкой исландского народа. Опросы общественного мнения показывали до 90 % поддержки жителями «водородной экономики». Власти также поддержали ученого: он получил финансирование и техническую поддержку. Реализация эксперимента началась в транспортной сфере.

Еще в 1991 году в кооперации с Гамбургским водородным обществом был начат проект перевода на водород транспорта в Исландии. Доктор Сигфуссон разработал концепцию строительства и меры по обеспечению безопасности созданной в стране системы заправки автотранспорта водородным топливом и привлек финансирование и партнеров, в первую очередь, нефтяную компанию Shell. Уже в начале двухтысячных на улицах столичного Рейкьявика появились первые автобусы общественного транспорта, которые работали на водороде, и первая водородная заправочная станция.

Профессор Сигфуссон считает усилия по развитию водородных технологий – своим вкладом в чистый воздух, он является сторонником альтернативной энергетики. Что, в общем, не удивительно! Исландия – один из пионеров ее использования. Геотермальная энергия развивается в Исландии более 70 лет, и сейчас доля возобновляемых источников энергии в этой небольшой стране превышает 80 %.

Торстейн Сигфуссон родился на небольшом острове архипелага Вестманнаэйяр к югу от Исландии. Его дедушка был директором школы. А отец – завучем и учителем математики и физики. То есть, он родился и вырос в семье преподавателей, и про теорию атома первым ему рассказал отец.

«Когда мне было 14 лет, мы сдавали национальный экзамен по физике. Один мальчик в нашей школе получил самый высокий балл на экзамене, 10 из 10, и этим мальчиком был я, – рассказывает он. – И тогда я подумал, что, возможно, у меня есть способности к физике».

Кроме того, как он считает, затерянный остров в Северной Атлантике – это идеальное место для воспитания будущих ученых: «Физика казалась мне настолько естественной, у меня появлялось интуитивное чувство физических сил природы».

Физика для мальчика была полна веселья. Он делал воздушные змеи, чтобы играть с сильными ветрами, и пытался оценить высоту облаков. Эксперименты с кайтом обучали его тригонометрии и, как он рассказывает, «были хорошим и здоровым упражнением для молодого научного энтузиаста». Он даже пытался использовать волновую энергию Атлантики при помощи небольших устройств, которые устанавливал вблизи прибоя.

А однажды Торстейн с другом упросили местного химика продать им соляную и серную кислоту и попытались произвести водород в подвале родительского дома, что-то вспыхнуло в момент опыта, но обошлось в итоге.

После гимназии в Рейкьявике он уехал в Данию, в Копенгаген для изучения физики и математики. В Дании витали духи Эрстеда и Бора, и датские профессора поощряли эксперименты студентов. «Я помню, что построил сферический резонатор на основе звуковых индукторов и микрофонов, чтобы доказать, как звуковая волна ведет себя в полости, – рассказывает доктор Сигфуссон. – Я смог воспроизвести всевозможные формы математически красивых сферических волн и гармоник. Это дало мне представление о прекрасной теории и фантастической красоте физики. И я понял, что имеет в виду физик, когда говорит о «музыке сфер».

Однажды в Копенгагене он слушал лекцию известного профессора Кембриджа Дэвида Шёнберга, который считал себя учеником русского ученого Петра Капицы. «Профессор Шёнберг предложил мне приехать в Кембридж, чтобы продолжать обучение и работать в его группе по исследованию поведения электронов проводимости при низких температурах. Таким образом, через него я стал своеобразным «потомком» Капицы, а некоторые стали считать меня даже его дальним родственником», – рассказывает с улыбкой доктор Сигфуссон. Книги, которые он потом изучал в лаборатории, куда попал в Кембридже, так же были написаны выдающимися советскими физиками Давидом Ландау и Евгением Лившицем.

«В Кембридже я действительно стал свидетелем красоты и гармонии физики. Я выращивал очень чистые кристаллы слабого ферромагнетика Ni₃Al. С моим руководителем Лонзарихом мы изучили природу электронной структуры сплава и смогли сделать ряд выводов о слабом ферромагнетизме, который был характерен для соединения, – вспоминает он. – В Кембридже было замечательно, и мне была присуждена стипендия Клерка-Максвелла за совершенствование новой техники в магнитных исследованиях. Я был избран научным сотрудником Дарвин-колледжа и готовился стать преподавателем. Время в Кембридже и вне науки было полно возможностей. Я посещал концерты в различных музыкальных залах или просто в прекрасной гостиной Шёнберга, где Дэвид и его жена Кейт любили играть произведения Мусоргского, Прокофьева, Рахманинова и других музыкальных гениев. Мне всегда нравилась музыка, и я убежден, что между музыкой и наукой существует связь».

Торстейн Сигфуссон защитил там диссертацию по физике на тему «Электронная структура и магнитные возбуждения в Ni₃Al», однако преподавателем Кембриджа он не стал: «Я подумал, что если я так хорошо изучил физику, разбираюсь в ней, то я могу сделать что-то полезное для своей страны. И я вернулся в Исландию».

В Исландии он стал сотрудником Научного института Исландского университета. Свои знания о природе металлов молодой учёный применил для того, чтобы полностью перепроектировать технологию охлаждения на металлургическом заводе к северу от Рейкьявика. «Я решил изучить термическую историю сплава, используя сложную ядерную физику, с тем, что обычно называют «эффектом Мессбауэра».

С помощью добавки углерода в Fe-Si-C были получены химическим путем высокотемпературные стойкие керамические материалы с очень высоким сопротивлением высокой температуре (1600–1700 °C). Эта работа привела к созданию кафедры по физике металлов, возглавить которую Университет Исландии предложил в 1989 году Торстену Сигфуссону.

Работа с этим сплавом заставила ученого задуматься о водороде. Для охлаждения конечного продукта, который назвали Strongsil, использовалась вода. Вода, которая льется на поверхность расплавленного и светящегося металла, может быть разделена во время процесса. Постепенно у него укрепилось желание попытаться «приручить» водород.

Этот вид топлива не оставляет углеродного следа, его можно получить из воды, из окружающей среды. При соединении водорода и кислорода образуется пар и энергия. Этот горючий газ сложен для «приручения», но решать эту задачу было необходимо. Уже обсуждался и был принят Киотский протокол. Исландия и до того была наиболее продвинутой страной в области альтернативных источников энергии, но надо было двигаться дальше. Дома освещались и отапливались с помощью тепла земли, но оставался транспорт, который продолжал заправляться бензином. Были два варианта замены: использование электромобилей или искусственное топливо, такое, как водород или метанол.

Университет Исландии принимал участие в изучении этих вариантов. Были протестированы электрические автомобили, но стало ясно, что они не станут реальной заменой до тех пор, пока не будет увеличена ёмкость их аккумуляторов. И тогда обратились к водороду. В Исландии водород производится с 1953 года, когда на окраине Рейкьявика был построен завод по производству удобрений. В соединении с атмосферным азотом водород используется в качестве компонента удобрений. Кандидатом в альтернативные энергоносители в Исландии водород был впервые назван в пионерской работе Браги Арнасона, профессора химии в Исландском университете.

Получение водорода методом электролиза воды с использованием недорогой электроэнергии из возобновляемых источников энергии могло бы стать решением именно для этой конкретной страны.

Между исследовательской группой водорода в Университете Исландии и рядом немецких компаний и учреждений, как рассказывает доктор Сигфуссон, тогда существовала тесная связь, и казалось очевидной возможностью объединиться с немцами, чтобы добиться дальнейшего прогресса в области водородной технологии. В Гамбурге было организовано первое исландско-германское совещание по водородному топливу, которое было организовано Гамбургским обществом по внедрению водорода в энергетическое общество.

Вскоре после встречи в Гамбурге Гамбургское общество организовало выставку водородной техники в университетском кинотеатре в Рейкьявике. При активном содействии посла Исландии в Германии Ингимундура Сигфуссона были установлены связи с Daimler Benz в Штутгарте.

Основная идея заключалась в том, что немецкая компания Daimler Benz выберет Исландию в качестве площадки для тестирования автобусов, которые использовали бы в качестве топлива электролитический водород. Например, тот, который будет производиться на исландском заводе по производству удобрений.

Правительство Исландии заявило о своем намерении ориентироваться на водородную экономику, после чего было создано государственно-частное предприятие, Исландская новая энергетическая компания (INE). Владельцам 51 % исландских энергетических компаний и учреждений принадлежало 51 %, остальное поделили три международных партнера: Daimler Benz (позже Daimler Chrysler), Norsk Hydro (производители оборудования для электролиза) и Shell Hydrogen, компания, образованная Shell International, чтобы начинать использовать водород в качестве коммерческого энергоносителя.

Для Университета Исландии внедрение технологий в практику стало своего рода очень важным «побочным эффектом» научной работы. Годы интеллектуального развития в области технологий водородной энергетики принесли свои плоды в международной специализированной компании.

Переход к полностью водородной экономике может занять полвека, и его необходимо совершать по этапам, считает доктор Сигфуссон. Начали с внедрения водородных топливных элементов в транспортном секторе. Финансовую поддержку пилотному проекту ECTOS (так он стал называться) оказала Европейская комиссия. Была проведена большая подготовительная работа, и в результате в Рейкьявике была открыта первая коммерческая водородная заправочная станция, а на линии пущены три первых автобуса на водородных топливных «ячейках».

С тех пор университет посещают сотни журналистов, каждую зиму здесь проводится информационно-образовательный семинар, на который съезжаются сотни людей. Проводятся международные летние школы, сотрудники университета проводят лекции и семинары по всему миру. Уже даже появился термин «водородный туризм»! Идея обрела сторонников и стала материальной силой.

«Экономика такого острова, как наш, просто идеально подходит для 100 % использования возобновляемых ресурсов, – говорит профессор Сигфуссон. – В результате Исландия первой из стран может прекратить выбросы СО₂ и отказаться от закупки нефти и природного газа, превратившись в «Эколандию» – страну водородной экономики. Поскольку эксперимент Исландии успешен, другие страны будут примерять его к себе. Но ключ к копированию – производить водородное топливо необходимо с помощью экологически чистой энергии. Водородная экономика не будет возможна в полной мере, пока мы не «приручим» точно так же солнце или ядерную энергию. Ведь водород – не первичный источник, это – энергоноситель».

Недавно Торстейн Сигфуссон, помимо того, что он является профессором Университета Исландии, возглавил Инновационный центр Исландии. Инновации, внедрение в производство научных изобретений и технологий, стали любимым делом его жизни, за последние годы он запустил около 15 разных таких научно-внедренческих компаний.

В своей должности координатора процессов инноваций в стране он поддерживает и изучает новые проекты. И вдохновляет их. «Один исследователь приехал изучать особенности исландского населения. И он меня называл «коммутатором», – рассказывает он. – Это такой переключатель на телефонной станции. Вот, с его точки зрения, я такой переключатель. Я люблю работать с людьми, я люблю их мотивировать. В Исландии, в частности, я попытался изменить менталитет людей».

В подвале дома у него расположена библиотека, он иногда там проводит время, думает. Но, как он уверяет, для того, чтобы думать, ему не обязательно спускаться в библиотеку, он думает всегда, постоянно, и неважно, где он находится в данный момент. Наилучшие идеи приходят спонтанно, они могут озарить в любое время, независимо от того, где вы и что вы делаете. «Я не офисный человек, мне не нравится сидеть постоянно в кабинете за столом и что-то штамповать, печати ставить. Когда я работал над Центром инноваций, мне позвонил премьер-министр, и он мне сказал: «Я хочу, чтобы вы были не просто менеджером центра, а чтобы вы были лидером, чтобы двигали его вперед, зажигали его своей энергией. И мне это очень нравится», – вот как он это объясняет.

«То, что над чем сейчас работает мой мозг и мое сердце – это именно сокращение углеродного следа, – продолжает он. – Мы должны меньше воздействовать на окружающую среду. Есть довольно много проектов, над которыми мы работаем. Вот один пример. В индустрии Исландии большое место занимает рыбная отрасль, переработка рыбы. Мы ловим рыбу траулерами, огромными сетями, которые тащит за собой траулер, чтобы много рыбы попало в эти сети. Но за это время его двигатели сжигают значительное количество топлива. Мы рассчитали углеродный след от такой деятельности, и получилось, что на одну тонну рыбы мы сжигаем одну тонну нефти. И сейчас мы пробуем направлять рыбу в сеть с помощью лучей света. Рыба старается уйти от световых лучей, и мы светом направляем ее в нужном направлении. Можно не тащить за собой огромную сеть, не тратить на это топливо, она приходит сама. Суда в таком случае используют гораздо меньше топлива, на одну тонну добытой рыбы уже на 70 процентов меньше».

Свою активность Торстейн Сигфуссон объясняет «творческим началом». «Мною движет не стремление к богатству, мне нравится сам процесс создания чего-то нового, – говорит он. – Я счастливый человек, потому что занимаюсь любимым делом».

После вручения российской премии Торстейна Сигфуссона пригласили в Томский университет, где он в течение нескольких лет возглавлял лабораторию по фундаментальным исследованиям в области водородной энергетики. «Мы хотели создать русскую версию топливной ячейки из новых материалов, – рассказывает он. – У томских ученых есть довольно много наработок, которые хотелось бы использовать. Также вместе с молодыми учеными я образовал своего рода общество по возобновляемым источникам энергии. Было очень приятно работать с ними в Томске. И по-прежнему там звучит своего рода эхо – от того, что мы там наработали. Проект закончился, но остались наработки, оборудование, и возможно, наше сотрудничество будет продолжено».

Его последний проект также успешен. В 2014 году Торстейнну Инги Сигфуссону пришла идея найти способ запуска телекоммуникационных мачт в отдаленных районах не на дизельных генераторах, а на более экологичном аналоге. Была основана компания XRG – Power, представившая XRG генератор, который может производить электричество из горячей воды, не доходящей до точки кипения. Эта технология была разработана в сотрудничестве с Инновационным центром Исландии. В генераторе XRG использовалась горячая вода из обычного крана в Рейкьявике. Установка вырабатывает 1200 ватт электроэнергии, при потоке воды 0,3 л в секунду и температуре в 70 °C.

Суть технологии проста: в генераторе находится специальная жидкость, с низкой температурой кипения. Горячая вода её нагревает, она кипит, пар приводит в действие турбину.

По словам Торстейнна Сигфуссона, у XRG генератора большой потенциал как в Исландии, так и за рубежом, поскольку в мире существует большой запас низкотемпературных геотермальных источников. Один из новых способов использования XRG генератора – превращение тепла, отработанного моторами рыболовных лодок, в электричество для питания различных устройств на борту судов.

Кстати, доктор Сигфуссон сделал еще одно очень интересное открытие, на этот раз в литературе: «Водород очень давно известен как энергетический носитель. В футуристическом романе Жюля Верна «Таинственный остров», который был опубликован в 1874 году, компания людей обсуждает будущие источники энергии, и один из главных героев, инженер, указывает на воду как источник энергии будущего! Ещё Жюль Верн знал об электролизе воды, знал, что воду можно разделить на ее элементарные компоненты, водород и кислород, поместив в воду два противоположных электрических полюса!»

Ученый уверен, что таинственный остров из книги Жюля Верна вполне может быть Исландией.