№ 6
ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК ЭНЕРГЕТИКА
2008
УДК 620.9
© 2008 г. МАКАРОВ A.A.
СВЕРХЗАДАЧА - "УЧЕНИЕ ОБ ЭНЕРГЕТИКЕ"
Символично и кажется закономерным, что вековой юбилей видного советского энергетика академика Льва Александровича Мелентьева практически совпадает со столетием научной дисциплины "общая энергетика". Превращение процесса выбора лучших решений по развитию энергетических объектов и их объединений "из искусства классных специалистов в науку" стало делом жизни Льва Александровича, внесшего неоценимый вклад в развитие общей энергетики.
Проведенные с 1900 по 1913 гг. семь регулярных Всероссийских электротехнических съездов консолидировали разрозненные группы исследователей разных разделов энергетики, сформулировали задачи и дали яркие примеры комплексного энергоэкономического анализа и проектирования развития энергетических объектов в их взаимосвязи между собой и с потребителями. В 1921 г. Восьмой электротехнический съезд обсуждал первый в истории государственный документ по комплексному развитию экономики, электроэнергетики и топливной промышленности целой страны -план ГОЭЛРО.
Так закладывались основы энергетики как области знаний о всей совокупности созданных человеком средств преобразования энергии (т.е. антропогенной энергетики). Российские ученые1 были здесь в числе первопроходцев, определивших главные направления энергетической науки. Это, во-первых, активное использование и синтез разных разделов физики и химии для создания новых способов и технических средств преобразования энергии и инструментов управления этими процессами. Во-вторых, оценка и отбор всего множества технических решений с позиций общественной полезности - первое время по критериям экономической эффективности2, а затем с учетом безопасности и качества жизни (в частности, экологической приемлемости). В-третьих, сочетание глубоких научно-методических исследований с острой нацеленностью на решение практических задач развития энергетики, причем обязательно в их комплексе (по всей цепочке преобразования энергии от источников до потребителей включительно), позднее - во все усложняющихся системных взаимосвязях.
Первое и самое мощное направление энергетических исследований и разработок изначально структурировалось по секторам антропогенной энергетики (видам первичных энергоресурсов и стадиям преобразования энергии) - электрофизика и электротехника, теплофизика и теплотехника, гидравлика и гидротехника, горное дело - и расширялось с увеличением разнообразия используемых источников энергии (атомная физика и техника, космическая наука и техника и др.).
Второе и третье направления энергетических исследований оформились позднее и объединяются теперь научной дисциплиной общая энергетика, изучающей закономерности и разрабатывающей методы управления функционированием и развитием
1 В конце XIX - начале XX века это были A.M. Бутлеров, М.О. Доливо-Добровольский, Г.О. Графтио, Д.А. Лачников, A.H. Лодыгин, В.Н. Чиколаев, П.Н. Яблочков и др.
2 Позднее академик М.А. Стырикович повторял: техника - это синтез физики и экономики.
Структура научного направления "общая энергетика"
Предмет общей энергетики
1. Энергетические объекты
3. Энергетика в целом
Основные стадии исследования
тизация Энергети- Экономич. Структу- Модели- Свойства Тенденции Прогнозы Генезис и
информа- ческии оценка и ризация рование систем развития развития закономерности
анализ сравнение систем систем развития
Задачи и методы исследования
Состав, структура, внутренние связи Задача: оптимизация схем и параметров энергетических объектов Задача: оптимизация состава объектов, структуры, внешних и внутренних связей энергетических систем в их развитии
Внешние связи и Комплексный энергоэкономический анализ Методология системных исследований в энергетике
Аспекты взаимодействия Становление: 20-50-е годы Становление: 60-80-е годы
исследо-
ваний
Задача: объяснение прошлого и предвидение
Роль энергетики будущего антропогенной энергетики
в природе и обществе Методология формируется Становление: с 70-х годов
антропогенной энергетики во взаимосвязи с природой и обществом. Сегодняшнее понимание общей энергетики приведено в таблице, где в столбцах представлены предмет (от отдельных энергетических объектов до энергетики как целого) и стадии исследования, а по строкам - аспекты их изучения. Их пересечение выделяет основные классы задач и соответствующие им методы общеэнергетических исследований (с указанием времени их становления).
У истоков общей энергетики стояли академик Г.М. Кржижановский, член-корреспонденты М.А. Шателен и В.И. Вейц, профессора В.В. Болотов, А.С. Кукель-Краев-ский и др. Первых двух Лев Александрович считал своими учителями.
Л.А. Мелентьев3 родился 9 декабря 1908 г. в С.-Петербурге в семье дворянина (флотского офицера), окончил в 1930 г. инженерно-экономический факультет Ленинградского электромеханического института (ныне С.-Петербургский политехнический университет), работал в Ленэнерго и по совместительству в архитектурно-планировочном управлении Ленгорисполкома и проектных организациях. В 1936 г. он перешел в Ленинградский инженерно-экономический институт и работал в нем до 1960 г. (с перерывом на войну). Преподавание и немалая организационная работа (заведующий кафедрой, заместитель и затем исполняющий обязанности директора в тяжелое блокадное время) органично совмещались с научной деятельностью в Энергетическом институте АН СССР и его Ленинградской лаборатории, которую Лев Александрович помогал создавать и возглавил в конце 50-х годов. Вокруг него быстро сложился неформальный, но очень дружный и творческий коллектив энтузиастов, который стал затем центром притяжения для энергетиков республик Прибалтики, Белоруссии, Карелии и Мурманской обл. Так возник на общественных началах научный совет по проблемам развития энергетики Северо-западного района. Позднее на этой базе было создано Северо-западное отделение Научного совета АН СССР по комплексным проблемам энергетики, активно работавшее под патронажем Льва Александровича до конца его дней.
В ленинградский период Л.А. Мелентьев глубоко освоил и творчески развил начальные стадии общеэнергетических исследований, необходимые для комплексного энергоэкономического анализа энергетических объектов (см. таблицу). Обязательные для общей энергетики инженерная изобретательность, полноценные теплотехнические и электрические расчеты сочетались с корректным определением и сравнением народнохозяйственной эффективности энергетических объектов. Это требовало приведения их к равному энергетическому эффекту у потребителей, соизмерения разновременных затрат на их сооружение и эксплуатацию с учетом неизбежной погрешности используемых данных и др.
Такой синтез позволил Л.А. Мелентьеву выйти на новый уровень разработки комплексных схем энергоснабжения сначала промышленных предприятий и центров [2], а затем крупных городов (Ленинград, Минск, Мурманск, Челябинск) и целых регионов (Казахская ССР, Эстонская ССР, Карело-Финская АССР и др.). Но главным достижением (и докторской диссертацией) Льва Александровича в первое десятилетие его научной деятельности стало формирование технико-экономических основ совершенствования теплового хозяйства на базе теплофикации с обоснованием эффективных схем, параметров и режимов работы теплофикационных систем и их основного оборудования [3].
Расширение исследований от энергетических установок и объектов до энергосистем и схем энергоснабжения крупных территорий привело Льва Александровича к углубленному изучению многообразия внешних связей родных ему систем тепло- и электроснабжения - от условий их топливоснабжения до взаимосвязей с развитием экономики соответствующего региона и страны в целом. Это позволило ему вместе с акад. М.А. Стыриковичем и д.э.н. Е.О. Штейнгаузом развить концепцию единого
3 О жизни и деятельности Л.А. Мелентьева см. [1].
Потери 15%
Потери 3%
3% Энергопотребляющие ^ процессы Силовые 7%
Высокотемпературные
8%
Средне-и
низкотемпературные процессы 21%
Потери 5%
Отопительные печи и бытовые приборы г
Рис. 1. Структура энергетики СССР конца семидесятых годов
энергетического хозяйства страны и регионов как ".. .совокупности процессов получения, преобразования, распределения и использования в народном хозяйстве природных энергетических ресурсов (топлива, энергии рек, ветра, солнца и т.д.) и всех видов энергии" [4]. В этой монографии Лев Александрович дал также количественно-графическую интерпретацию основных потоков энергии (рис. 1), которая затем получила международное признание как наглядное и информативное представление структуры антропогенной энергетики.
Ядром концепции стали методы и приемы разработки топливо-энергетических балансов, понимаемых как ".комплексная характеристика и взаимная увязка получения и использования в народном хозяйстве топливно-энергетических ресурсов и произведенных из них всех видов энергии (электроэнергии, тепла и т.п.4). Основная задача анализа отчетных и составления перспективных единых топливно-энергетических балансов. заключается в определении оптимальных пропорций производства и наиболее эффективных методов использования топливно-энергетических ресурсов и всех видов энергии." [5]. А это в свою очередь потребовало разработки специальных методов экономической оценки и сравнения вариантов развития сложных энергохозяйственных комплексов.
Таким образом, уже тогда энергетические балансы рассматривались не как бухгалтерская сводка "прихода и расхода энергии", а как основной инструмент корректного соразмерения и эффективного синтеза всех составляющих антропогенной энергетики в согласовании с остальными сферами человеческой деятельности не только по потокам энергии, но и по социально-экономическим (в частности, ценовым, налоговым и т.д.) условиям их осуществления.
Эти результаты не просто подвели итог ленинградского этапа деятельности Л.А. Мелентьева, но и создали необходимые предпосылки для перехода общей энергетики на новую стадию - к системным исследованиям энергетики (см. таблицу). Лев
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.