Международное сотрудничество стало важным фактором жизни мирового сообщества. Оно охватывает практически все сферы деятельности человечества: политику, экономику, пауку, образование, культуру и т. д. Особенно широкое развитие научно-техническое сотрудничество получило в 60—70-х годах нашего столетия. За последние два десятилетия значительно выросло число организаций, занимающихся координацией и содействием международной кооперации в различных: областях пауки и техники. Ярким примером крупномасштабного научно-технического сотрудничества явился комплексный многоцелевой международный проект «Вега», связанный с осуществлением полета двух советских межпланетных станций к комете Галлея. В его осуществлении приняли участие ученые девяти стран: мира: СССР, Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, Чехословакии, Австрии, Франции, ФРГ.
В ряду глобальных международных проблем энергетика занимает важное место. Большой вклад в ее развитие вносят международные организации, и прежде всего Организация Объединенных Наций и ее специализированные учреждения.
В 1948 г. в соответствии с резолюцией Генеральной Ассамблеи ООН была созвана Международная конференция по природным ресурсам в городе Лейк-Саксесс (США), на которой рассматривались энергетические проблемы ряда районов земного тиара. Инициатором в развитии сотрудничества по новым и возобновляемым источникам энергии была Организация Объединенных Наций по вопросам образования, пауки и культуры (ЮНЕСКО). На третьей сессии Генеральной конференции ЮНЕСКО, состоявшейся в 1948 г., была начата подготовительная работа по организации международной исследовательской программы по аридным (засушливым) зонам земного шара. Основная цель ее состояла в изучении природных ресурсов этих районов, включая энергетические, в частности использование энергии солнца и ветра.
Данная программа осуществлялась 10 лет. За это время ЮНЕСКО субсидировала организацию нескольких международных симпозиумов и семинаров по солнечной и ветровой энергии, а также публикацию ряда научных исследований по использованию этих видов энергии. Первое крупное международное совещание по данной тематике состоялось в 1954 г. в Дели (Индия). ЮНЕСКО, несомненно, является пионером в осуществлении международных проектов в области новых и возобновляемых источников энергии.
В 1961 г. ООН провела свою первую конференцию по проблемам использования возобновляемых энергетических ресурсов. Однако эта конференция не привлекла к себе достаточного внимания в силу умеренных в то время цен на нефть, богатых ее запасов и оптимистических прогнозов в отношении развития ядерной энергетики. 60-е годы можно назвать периодом «энергетического» затишья, особенно в части альтернативных источников энергии.
Энергетический кризис, разразившийся в начале 70-х годов, вновь поднял значимость новых и возобновляемых источников энергии и заставил специалистов- энергетиков практически всех стран мира вернуться к их изучению. В 1978 г. ООН приняла решение созвать конференцию по новым и возобновляемым источникам энергии, основной задачей которой должна была явиться разработка мер по развитию и использованию новых и возобновляемых источников энергии в государствах- членах ООН.
Секретариат ООН проделал большую подготовительную работу перед этим важным международным форумом. К ней было привлечено более 2 тыс. экспертов, консультантов, сотрудников международных организаций, национальных государственных и научных учреждений. А в самой конференции, которая состоялась в Найроби (Кения), приняли участие делегации практически всех стран мира.
Основным документом конференции стала Программа действий Найроби по развитию и использованию новых и возобновляемых источников энергии. Она определила основные пути развития международного сотрудничества, направленного на интенсификацию внедрения нетрадиционных источников энергии в практику, и указала первоочередные задачи, которые требовали безотлагательного решения. Это обмен научно- технической информацией, подготовка инженерных кадров, развитие исследовательской базы и промышленных предприятий по производству оборудования для использования этих источников энергии. Программа призывала все государства—члены ООН решить эти задачи.
Конференция явилась важным импульсом для развития исследований и практического применения новых и возобновляемых источников энергии. Во многих странах были разработаны национальные программы. Однако нехватка материальных ресурсов в большинстве развивающихся государств, расположенных в районах, где использование нетрадиционных источников энергии особенно перспективно, явилась серьезным препятствием для реализации таких программ. В связи с этим ряд международных организаций: Программа развития ООН (ПРООН), Организация ООН по промышленному развитию (ЮНИДО), Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП), Организация ООН по продовольствию и сельскому хозяйству (ФАО), ЮНЕСКО, региональные экономические комиссии ООН и др. — значительно увеличили долю своей программной деятельности, чтобы оказать техническую помощь развивающимся странам по освоению новых и возобновляемых источников энергии. В частности, ПРООН исследовала перспективные в отношении использования ряда энергетических источников регионы. Был изучен опыт строительства в Китае на малых реках гидроэлектростанций. Результаты этой работы были особенно важны для тех районов, в которых возможно лишь развитие мини-гидроэнергетики.
В середине 70-х годов ПРООН совместно с ЮНИДО и Комиссией ООН по экономическому и социальному развитию для стран Азии и бассейна Тихого океана осуществила крупномасштабный, пятилетний проект по строительству биогазификационных заводов в большинстве азиатских стран. Проект был закончен в 1980 г. Он послужил началом широкого использования отходов животноводства для производства метана во многих странах Юго-Восточной Азии, а некоторые из них, так же как Китай и Индия, занимают в данной области лидирующее положение в мире.
ЮНЕП сосредоточила свои усилия па финансировании показательных проектов, демонстрирующих широким слоям населения способы использования энергии солнца, ветра, биомассы и т. д., их экологическую чистоту. С помощью этой организации построено несколько деревень в Азии, Африке, в арабских странах, в которых энергоснабжение жилых домов, общественных и производственных помещений обеспечивается за счет этих источников.
Деятельность ФАО связана в основном с использованием возобновляемых источников энергии в сельской местности и в сельскохозяйственном производстве. Организация финансирует и осуществляет проекты по созданию установок для солнечной сушки овощей, фруктов и рыбы, холодильных аппаратов для храпения скоропортящихся продуктов, теплиц с солнечным охлаждением и вентиляцией в странах с тропическим климатом. Большие исследования провела ФАО по использованию отходов сельскохозяйственного производства для получения метана и высококачественного удобрения. Крупные проекты по этой тематике были выполнены в странах Юго-Восточной Азии: на Филиппинах, в Малайзии, Индонезии и др. За последнее время ФАО организовала в некоторых регионах мира кооперативные сети по улучшенному использованию энергии в сельском хозяйстве. В этой связи необходимо отметить Европейскую сеть, в рамках которой осуществляется интенсивный обмен научно-технической информацией и практическим опытом по использованию главным образом солнечной и ветровой энергии в сельских местностях большинства европейских стран.
Значительную работу но распределению научно-технической информации и подготовке научных кадров проводит Университет ООН, расположенный в Токио. Специалистам, занимающимся использованием солнечной энергии, хорошо известен ежеквартальный бюллетень, дающий обзоры статей по различным разделам «солнечной» технологии. Университет осуществляет и крупные проекты, финансируемые ПРООН. В качестве таких проектов можно упомянуть программы по переработке органических отходов в сельских местностях в целях получения биогаза, осуществляемые в Танзании и Китае.
Все это свидетельствует о росте масштабов сотрудничества в области использования новых и возобновляемых источников энергии. Однако отсутствие должной координации деятельности различных организаций зачастую приводит к дублированию, параллелизму в работе.
В декабре 1981 г. по решению Генеральной Ассамблеи ООН был создан межправительственный комитет, в который вошло более 90 государств—членов ООН. Основная задача комитета — контроль за выполнением Программы действий, одобренной Найробийской конференцией, мобилизация финансовых ресурсов для решения наиболее перспективных задач по использованию возобновляемых источников энергии в различных регионах и странах, а также осуществление координации деятельности организаций системы ООН в этой области.
Серьезным сдерживающим фактором в развитии эффективного сотрудничества в рамках ООН является нестабильность мирового энергетического рынка. Спекулятивные акции, предпринятые нефтяными монополиями, привели в последнее время к резкому снижению цен на нефть и нефтепродукты, что может отразиться и на объемах финансирования проектов, связанных с использованием возобновляемых источников энергии.
Как уже отмечалось, многие международные организации разработали программы и проекты по новым и возобновляемым источникам энергии. Однако только ЮНЕСКО организовала наиболее полную по своему охвату программу, которая включает в себя поддержку различных международных мероприятий, содействие региональному сотрудничеству, подготовку специалистов для развивающихся стран, а также создание международной системы обмена научно-технической информацией в области новых и возобновляемых источников энергии. Энергетическая деятельность ЮНЕСКО входит в крупную программу VI.3 организации «Ключевые области науки и техники» под общим названием «Возобновляемая энергия». Несмотря на сравнительно небольшой объем финансирования, примерно 1 млн долл. в год, организации удается вот уже более 10 лет многое делать в этой области. ЮНЕСКО организовала сама и субсидировала более 100 международных конференций, симпозиумов и семинаров. Крупнейшая международная конференция «Солнце на службе человека» была организована ЮНЕСКО и состоялась в ее штаб- квартире в Париже в 1974 г. Более 1000 специалистов из 65 стран приняли участие в этом представительном форуме ученых-энергетиков. Важными научными событиями стали конференции Международного общества по солнечной энергии, проводимые один раз в четыре года при активном участии ЮНЕСКО. Последние две конференции состоялись в 1981 г. в Перте (Австралия) и в 1985 г. в Монреале (Канада).
При помощи ЮНЕСКО и при ее активном участии было развито региональное сотрудничество в области солнечной энергетики. Были организованы кооперативные сети в Азии, Европе, с 1982 г. начало свою деятельность Африканское общество солнечной энергии.
В Европейской сети по солнечной энергии, созданной в 1983 г., принимают активное участие советские научно-исследовательские организации и отдельные специалисты. Институт высоких температур АН СССР (ИВТАН) является головной организацией сети по аккумулированию тепла. В феврале 1985 г. в Москве ИВТАН организовал заседание рабочей группы по этой проблеме.
Успешно развивается в рамках Европейской сети сотрудничество по проблеме солнечной сушки. Состоялось уже два заседания рабочей группы: первое в 1984 г. в городе Перпиньян во Франции, второе в 1985 г. в Ашхабаде. Члены рабочей группы — ведущие специалисты из Франции, Швеции, Англии, Болгарии, Греции, Венгрии, Бельгии, Италии и СССР — решили сосредоточить свои усилия на выработке методики технико-экономической оценки сушильных установок, а затем на этой основе перейти к разработке рекомендаций по их проектированию и эксплуатации.
Рабочая группа по солнечному водонагреву, возглавляемая Институтом ядерной энергии им. Б. Кидрича в Белграде, посвятила свою деятельность изучению зависимости эффективности водонагревательных систем от срока их службы. Созданы также рабочие группы по фотоэлектричеству и пассивным солнечным системам. В марте 1986 г. в университете города Штутгарта (ФРГ) состоялось заседание рабочей группы по фотоэлектричеству, а первая встреча ученых группы по пассивным системам была проведена в сентябре 1986 г. в Венгрии.
Европейская сеть имеет своей целью распространение результатов научно-технического «солнечного» сотрудничества в развивающихся странах, используя для этого каналы ЮНЕСКО. Создание международной информационной системы по новым и возобновляемым источникам энергии — другой важный проект в деятельности ЮНЕСКО.
В настоящее время в стадии разработки находятся региональные системы в Азии, Африке, Латинской Америке и арабских странах. Планируется создать банки данных, на основе которых будет производиться анализ и оценка научно-технической информации. С помощью вычислительных машин и современных средств связи эти банки данных станут доступны многим исследовательским и учебным центрам развивающихся стран.
ЮНЕСКО подготовила несколько выпусков Международного справочника национальных информационных и исследовательских центров по новым и возобновляемым источникам энергии, краткий словарь терминов, специфических для этого раздела энергетики, опубликовала несколько информационных брошюр и т. д. Кроме того, ЮНЕСКО — первая международная организация, которая более 10 лет назад организовала несколько постоянно действующих учебных курсов по данному направлению. Это прежде всего аспирантские курсы по солнечной энергии при университете в городе Перпиньян, на которых ежегодно обучается свыше 20 молодых ученых из стран Африки, Азии и Латинской Америки, в городе Ниамей (Нигер) и в Бангкоке (Таиланд). За время существования этих курсов около 70 специалистов защитили диссертации па соискание различных ученых степеней. Многие из них сейчас возглавляют исследовательские лаборатории или ведут преподавательскую работу.
В течение многих лет организуются ежегодные учебные курсы по геотермальной энергии в городах Фукуока (Япония) и Пиза (Италия). За последние годы был проведен также целый ряд краткосрочных курсов и летних школ по различным проблемам нетрадиционных источников энергии такими научными международными организациями, как Международный центр по тепло- и массообмену, Международный центр теоретической физики, Региональный центр по тепло- и массообмену и энергии для Азии и стран бассейна Тихого океана. С 1975 по 1985 г. было подготовлено более тысячи специалистов для развивающихся стран.
Одна из важных сфер деятельности ЮНЕСКО — публикация и распространение в государствах—членах ООН научных книг, учебников, обзоров, трудов конференций, симпозиумов и семипаров. Еще в 50-х годах ведущие специалисты по просьбе организации подготовили ряд фундаментальных книг по использованию солнечной и ветровой энергии.
В конце 70-х — начале 80-х годов ЮНЕСКО были опубликованы такие известные книги, как «Солнечное электричество. Экономический подход к использованию солнечной энергии», написанная В. Пальцем, ученым из ФРГ, «Освоение энергии Океана» и др. Проблемам использования новых и возобновляемых источников энергии были посвящены три выпуска «Курьера ЮНЕСКО», один выпуск научного журнала «Импакт. Наука и Общество».
Несмотря на ограниченные финансовые ресурсы, ЮНЕСКО удается расширять свою программную деятельность в основном за счет развития сотрудничества с другими международными организациями.
Говоря о международном сотрудничестве, нужно упомянуть программы по новым и возобновляемым источникам энергии крупнейших межправительственных экономических организаций — Совета Экономической Взаимопомощи (СЭВ) и Комиссии Европейских Сообществ (Общий рынок). Сотрудничество в рамках СЭВ охватывает такие области, как солнечная энергетика, геотермальная и ветровая энергия. Совместные работы проводятся ведущими исследовательскими учреждениями государств—членов СЭВ на основе координационных планов.
В области солнечной энергетики перед специалистами СЭВ стоят задачи по созданию и массовому производству фотоэлектрических солнечных электростанций мощностью от 0,1 до 1000 Вт, по разработке методов измерений и испытаний солнечного энергетического оборудования. Большое внимание в совместных работах уделяется созданию высокоэффективных солнечных тепловых установок и строительству экспериментальных жилых домов с их использованием.
Научно-техническое сотрудничество стран—членов СЭВ в области использования геотермальной энергии охватывает широкий круг аспектов теоретического и технического характера. Большие совместные работы были проведены в 70-х годах. Составлен прогноз использования ресурсов геотермальной энергии до 1990— 2000 гг.
Осуществление программы, намеченной на 80-е годы, позволит обеспечить в странах—членах СЭВ значительную экономию органического топлива, оцениваемую в 10—12 млн тут. Эта экономия будет достигнута за счет как строительства ГеоТЭС, так и широкого использования геотермальных вод для теплоснабжения жилых домов и производственных, главным образом сельскохозяйственных, помещений.
Работы СЭВ но использованию ветровой энергии направлены на решение задач, связанных с разработкой ветровых установок мощностью от 1 до 1000 кВт и с применением их в системах водоснабжения, а также для выработки электроэнергии.
По оценкам специалистов, новые и возобновляемые источники энергии могут занять важное место в топливно-энергетическом хозяйстве стран—членов СЭВ.
Другой крупной программой по использованию этих энергетических источников является программа Комиссии Европейских сообществ — политико-экономической организации ведущих капиталистических стран Западной Европы. Она называется «солнечной», хотя имеет в своем составе проекты, связанные с использованием энергии ветра и биомассы.
Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии в электрическую занимает главное место в программе. В 1982—1983 гг. было построено несколько довольно крупных электростанций мощностью 60—300 кВт. Самой крупной из них, мощностью 300 кВт, является ФЭС на острове Пеллворн (ФРГ), которая была построена по контракту с «Общим рынком» компанией «АЕГ—Телефункен». К числу других крупных станций можно отнести ФЭС на острове Киспос (Греция) мощностью 50 кВт и др. В 1984 г. пущены в действие четыре ФЭС мощностью 45—80 кВт, построенные различными итальянскими фирмами.
В области проводимых исследований в программе сделан упор на удешевление фотоэлектрических элементов. По мнению ведущих западноевропейских специалистов, создание технологий по производству тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей может значительно уменьшить стоимость фотоэлектрических модулей, а следовательно, и удешевить электроэнергию, производимую ФЭС.
Существует еще одна международная организация капиталистических стран — Международное Энергетическое Агентство (МЭЛ) Организации Экономического Сотрудничества и Развития (ОЭСР), которая несколько лет развивает сотрудничество в области новых и возобновляемых источников энергии. ОЭСР по своему составу более расширенная, чем Общий рынок. Основные направления работы МЭА сконцентрированы па решении следующих задач: тепловое превращение солнечной энергии; использование геотермальной энергии (нагревательные и охлаждающие системы, производство электроэнергии); переработка биомассы; разработка океанических термосистем; производство водорода.
В своей работе агентство уделяет большое внимание вопросам стандартизации энергетических устройств, оценке их экономической эффективности. МЭА создало несколько рабочих групп по стандартизации солнечных коллекторов, как водяных, так и воздушных, а также по унификации основных частей солнечных нагревательных систем.
К числу значительных международных программ по нетрадиционным источникам энергии относится Кооперативная программа по использованию солнечной энергии в Средиземноморском районе. В ней участвуют не только страны Средиземноморья, но и ряд стран Азии, Африки и Латинской Америки. Советский Союз также принимает участие в программе. Организованная в 1964 г. по инициативе видных ученых-энергетиков Франции, Италии, Испании, Греции и Португалии, программа предусматривает обмен научно-технической информацией и практическим опытом по использованию солнечной энергии. Секретариат программы, который находится в Марселе, публикует 2 раза в год Международное гелиотехническое ревю. В рамках программы действуют рабочие группы, собираются семинары и симпозиумы. Хотя программа не финансирует и не осуществляет непосредственно научно-исследовательских работ, как СЭВ или Общий рынок, однако она вносит немалый вклад в решение научно-технических проблем, связанных с использованием солнечной энергии, содействуя установлению рабочих контактов между специалистами разных стран. Она относится к разряду неправительственных организаций, которых в настоящее время в мире насчитывается более 2 тыс. Некоторые из пих имеют ярко выраженный энергетический профиль. Это прежде всего Мировая энергетическая конференция (МИРЭК), Международный институт холода, Международный центр по тепло- и массообмену, Международное общество по солнечной энергии (МОСЭ).
Самое видное место в ряду неправительственных международных организаций, работающих в области энергетики, безусловно, занимает МОСЭ, объединяющее ученых и инженеров более чем из 60 стран мира. Практически все «солнечные» специалисты участвуют в международных конгрессах по солнечной энергетике, организуемых обществом один раз в три года. Несколько конгрессов было организовано с участием ЮНЕСКО.
Некоторые другие авторитетные международные организации, такие, как МИРЭК, тоже стали уделять внимание новым и возобновляемым источникам энергии. Создан комитет по нетрадиционным источникам энергии, а на конгрессах МИРЭК которые созываются один раз в четыре года, обсуждаются перспективы их использования и вклад в национальные и мировой энергетические балансы.
Международное экономическое и научно-техническое сотрудничество развивается не только на многосторонней основе в рамках определенных организаций. Большие перспективы для такого сотрудничества открывают двусторонние связи между различными странами. Особенно продуктивны двусторонние связи между промышленно развитыми странами. Однако новые и возобновляемые источники энергии практически не нашли места в этом сотрудничестве.
Двустороннее сотрудничество между социалистическими, а также между социалистическими и развивающимися странами носит равноправный и взаимовыгодный характер. В этой связи необходимо упомянуть советско-гвинейский научно-исследовательский центр, который был построен в столице Гвинеи городе Конакри и передан в качестве дара СССР гвинейскому народу. Основные области работы центра — океанография, гелиофизика и испытание материалов в тропических условиях. Центр построен и эксплуатируется на средства СССР. Исследования по гелиофизике и гелиотехнике проводились в соответствии с научной программой, разработанной в Государственном энергетическом научно-исследовательском институте им. Г. М. Кржижановского и имеющей следующие направления:
исследования процессов тепло- и массообмена в элементах солнечных водо- и воздухонагревательных систем при их эксплуатации в тропических условиях;
исследования процессов старения конструкционных материалов элементов солнечных установок и определение ресурсов их работы в условиях повышенной влажности и запыленности;
исследования динамики оптических характеристик концентрирующих систем солнечных установок в местных условиях;
исследования радиационных режимов зданий в местных условиях и принципов их оптимальной ориентации;
накопление статистических материалов и их обобщение по солнечному радиационному режиму города Конакри и других районов страны;
технико-экономические исследования перспектив использования солнечных установок в местных условиях.
Важнейшая задача центра в области солнечной энергетики — создание надежных энергетических систем, приспособленных для местных климатических условий Гвинеи, и широкое их использование в народном хозяйстве.
Создание научного центра в Конакри является ярким примером бескорыстной помощи, оказываемой Советским Союзом развивающимся странам в области науки и техники, и в частности в деле освоения новых и возобновляемых источников энергии.
Советские ученые, инженеры и техники принимают активное участие в международном научно-техническом сотрудничестве как в рамках отдельных международных организаций, так и на основе многосторонних и двусторонних соглашений.
Сотрудничество в области новых и возобновляемых источников энергии, пока еще сравнительно молодое — немногим более 20 лет, будет способствовать ускоренному развитию решения проблем по широкому использованию этих энергетических источников.
Заканчивая наш рассказ о новых и возобновляемых источниках энергии, хочется еще раз подчеркнуть, что роль их будет возрастать но мере удорожания и исчерпания ископаемых топлив. На определенном этапе они могут даже стать одним из основных источников энергии, поскольку обладают рядом преимуществ — равномерным распределением, экологической чистотой и др.
Хотя абсолютная величина запасов возобновляемых источников энергии исключительно велика, плотность их, к сожалению, мала, и это является существенным препятствием для крупномасштабного их использования. Поэтому сегодня стратегия практического освоения возобновляемых источников заключается в комплексном их сочетании с традиционными видами топлив.
Проблемы развития энергетики сложны и многообразны, наряду с научно-техническими они включают социальные и политические. Все более широкое применение новых и возобновляемых источников энергии, безусловно, явится вкладом в решение проблем социально-экономического развития многих стран мира.
При написании книги авторы консультировались по многим вопросам с крупными учеными и видными специалистами в области энергетики. Авторы выражают сердечную благодарность за ценные советы и замечания академику М. А. Стыриковичу, члену-корреспонденту АН СССР П. С. Непорожнему, Э. Э. Шпильрайну и О. С. Попелю.
Борис Михайлович Берковский
Владимир Алексеевич Кузьминов
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ
ЭНЕРГИИ НА СЛУЖБЕ ЧЕЛОВЕКА
В последние годы «солнечная» архитектура находит все большее применение в строительстве. Солнечные коллекторы становятся неотъемлемой частью энергетических систем не только отдельных жилых домов, но даже их комплексов.
