Вопрос эксперту

Вызовы времени

На современной стадии развития международная энергетическая безопасность приобретает новые качества. Возникают различные сложные задачи, в частности, проблемы энергетического суверенитета и новые опасности, в том числе террористическая угроза. Проблемы носят глобальный и надсистемный характер. Только объединенными усилиями всего человечества, или, по крайней мере, большинства развитых стран, их можно разрешить. Ни одному государству в одиночку не под силу самостоятельно справиться с этими вызовами. Поэтому необходимо целевое долгосрочное деполитизированное международное сотрудничество в этой области.

В последние несколько лет стало очевидно, что обеспечение энергетической безопасности — ключевой фактор для устойчивого развития и для предотвращения возможной необратимой регрессионной катастрофы. 

В настоящее время выявились новые опасности, такие как кибернетическая угроза, возможность удаленной деактивации производства химической защиты, появление электромагнитного, лучевого и импульсного оружия военного и террористического назначения. Облачные среды и автоматизированные системы также могут представлять опасность. Смена технологических укладов и растущее несоответствие возможностей техники и реакции человека в критической ситуации, становятся причиной очень опасных аварий. Классический пример — то, что произошло на Фукусиме.

 

Переходный «возраст»

Сегодня мы можем наблюдать достаточно уникальную ситуацию — переход цивилизационной системы от индустриальной фазы к постиндустриальной. Происходит смена технологического уклада, связанная с появлением новых технических средств. Неизбежно на стадии перехода возникает целая группа структурных кризисов: технологические, сырьевые, финансовые, политические и религиозные и многие другие. Совокупность этих кризисов обуславливает набор хорошо известных региональных и глобальных проблем соответствующих переходных периодов. 

Переход к новой фазе связан с преодолением барьеров, требует энергетических и сырьевых ресурсов. Он происходит на пределе возможностей, и особого счастья участникам процесса не приносит. Но те, кто не могут преодолеть переход, либо вымирают, либо оттесняются на обочину жизни — в труднодоступные регионы с бедными ресурсами, теряют политические и социально-экономические перспективы. Поэтому лучше собраться с силами и осуществить переход, чем отстать надолго или навсегда. 

Но возможен и третий вариант — самый опасный и непредсказуемый. Это фазовая катастрофа. Это не просто распад технической базы, это регрессионный скачок и катастрофическое упрощение системы. В результате чего происходит стремительный откат с предыдущей фазы с большими человеческими и материальными потерями. Пример — Средневековье после распада Римской империи.

 

На пути к устойчивому развитию

В переходные периоды различные системы безопасности играют исключительно важную роль. При этом такие сферы как общая национальная безопасность, экономическая безопасность и энергетическая безопасность тесно соотносятся между собой. 

В модели перехода к энергетике устойчивого развития (см. рис.) отражены тренды с 1850 г. и прогнозы до 2150 г. Общая динамика событий — снижение доли минерального топлива, доли твердого топлива и постепенный переход к жидким энергоносителям, а затем — нарастание доли использования газообразных видов топлива (сначала углеродного газа, а затем водорода как универсального энергоносителя). При этом также происходит переход от централизованных технологий производства и распределения энергии к устойчивому экономическому развитию на базе высококонкурентных рынков малых и средних производителей энергетического продукта. 

Если мы посмотрим на ситуацию в современных США, то увидим, что всего несколько лет назад эксперты рисовали так называемое возобновляемое энергетическое будущее. Расчет был на увеличение доли атомной энергетики и ВИЭ, биотопливо. Но последние прогнозы носят консервативный характер. Даже к 2035 г. вряд ли изменится современная доля ВИЭ, а минеральное топливо по-прежнему будет обеспечивать до 78 %. В этой ситуации Соединенные Штаты были вынуждены перейти на регрессионные трансформации внутренней энергетической политики. Это активизация внутренней топливно-энергетической базы, использование государственного стимулирования от традиционных нефтегазовых корпораций и при этом параллельное развитие инновационных энергетических технологий. 

Таких технологий более 50, ряд из них носит прорывной характер. Это комбинированные когенерирующие системы теплоснабжения, энергоэффективные электродвигатели, системы пароснабжения и конденсатно-возвращающие линии, оптимизированные системы подачи сжатого воздуха, волоконно-керамические композитные конструкционные и геосинтетические материалы, отличающиеся легкостью, прочностью, устойчивостью к коррозии и низкой теплопроводностью. 

Также это активно-адаптивные системы и линии электропередач, компактные газотурбинные электрогенераторы, криогенные технологии генерации, передачи и хранения энергии, турбодетандеры для производства сжиженного природного газа и водорода, твердотельные КИП для низких температур. Кроме того, диффузионно-мембранные установки для разделения фракций воздуха и природного газа, металлогидридные системы безопасного хранения топливного водорода. Методы получения сверхплотных композитов, солнечные батареи и аккумуляторы нового поколения и многое-многое другое. С помощью инновационных энерготехнологий США готовят резкий качественный скачок на следующие этапы развития, поэтому они имеет огромное стратегическое значение.

 

Трудности и опасности

Во время фазовых переходов, переходов на новые технологические уклады, возникает ряд непредвиденных и сложных проблем  и задач. К примеру, если мы говорим о развитии интеллектуальных энергетических систем, то здесь возникают проблемы, связанные с устойчивостью разнородных элементов такой структуры, и с ускоренной модернизацией, с совместимостью и синхронизацией энергетических и информационных потоков, и, главное, с безопасностью таких систем.

С 2011 г. на рынке появились квантовые компьютеры. Сейчас они используются для расчетов по аэродинамике перспективных истребителей и суперсверхзвуковых бомбардировщиков. Но именно эти системы, уже более совершенные, должны использоваться для интеллектуальных энергетических систем. Однако даже предварительный анализ показывает, что расчет диверсионно-террористического воздействия для дестабилизации крупных активно-адаптивных сетей с помощью квантовых устройств может создать очень серьезную угрозу и техногенной катастрофы, и ситуацию для военно-политического и экономического шантажа. Появление квантовых компьютеров требует серьезного внимания специалистов при разработке мер безопасности, обычных систем защиты в данном случае уже недостаточно. 

Европейский опыт показывает, что одним из наиболее перспективных с точки зрения обеспечения энергетической безопасности становится сценарное моделирование. Одновариантные прогнозы факторов безопасности жестко задают единственную линию будущего развития и нередко оказываются ошибочными. При сценарном подходе разрабатывается несколько наиболее вероятных, но резко контрастных вариантов будущего развития ситуации.

Сценарное прогнозное моделирование с обратной связью предусматривает определение ключевых направлений действий, установление опасных факторов внешней среды, ранжирование угроз по важности и степени неопределенности, выявление альтернативной логики развития каждого сценария, модификацию перспективного плана действий, оценку устойчивости возможных решений, разработку индикаторов эффективной системы раннего обнаружения возможных угроз безопасности.

 

Человеческий фактор

Самый главный критический фактор на современном этапе — человеческий. Если возникают проблемы, прежде всего психологической адаптации и базовой профессиональной подготовки, то неправильные действия в критической ситуации могут ее еще больше усугубить. 

Одной техники на современном этапе уже совершенно недостаточно. На стыке человеческого восприятия, ограниченных физиологических возможностей и постоянно возникающих и усугубляющихся угроз безопасности работы энергосистем, должны быть принципиально новые методы подготовки персонала. Необходимо резкое увеличение мотивации персонала, автоматизм реакции, регистрация действий и оптимизация реагирования на критические ситуации в условиях жесткой нехватки времени.

При этом необходимы системы непрерывной профессиональной подготовки и переподготовки персонала на протяжении всего производственного стажа с использованием автоматизированных систем. Существуют российские и зарубежные системы профессионального обучения, системы интенсивного игрового тренинга, программы дистанционного компьютерного обучения и контроля знаний и качества реакций. Без этого качественно оператора энергосистемы уже не подготовить.

В целом, современный комплекс функциональной защиты энергетических систем, как минимум, должен включать защиту от: 

- от общей некомпетентности и безответственности персонала;

- от нарушений целостности и режимов работы сетевых коммуникаций;

- от вскрытия и злонамеренной переналадки аппаратуры;

- от сознательного коррупционного небрежения в отношении мер безопасности;

- от враждебных и предательских инсайдеров;

- от военного и промышленного шпионажа;

- от террористических актов вымогательства и устрашения;

- от нарушений качества рабочей среды функционирования персонала.

В современной ситуации актуально создание специальных координационных центров, интегрирующих и охранные мероприятия, и контроль доступа, и мониторинг, и базы данных, и средства связи. Кроме этого, необходимы специальные системы принятия экспертных решений на базе сетевых когнитивных технологий и математического моделирования. В России уже разработаны соответствующие рабочие схемы. Желательно использовать циклические схемы, постоянно обновляя план обеспечения производственной безопасности.

 

Действовать вместе

Как уже говорилось выше, необходимо международное сотрудничество в области энергетической безопасности. Необходимы совместные инновационные проекты по улучшению технологической безопасности, создание средств коллективной защиты важнейших международных объектов. Большое значение имеет долгосрочное прогнозирование и организация многостороннего сотрудничества по предотвращению техногенных угроз. Создание систем автоматизированного производства и обучения в рамках международных программ. Создание международных стандартов подготовки специалистов в области энергетической безопасности и унифицированных процедур аттестации. 

Нужны интенсивный обмен технической информацией и опытом, создание международных баз данных по критическим ситуациям в энергетике. И, наконец, требуется выработка процедур и алгоритмов международного взаимодействия в критических ситуациях на предприятиях ТЭК. 

Суммируя, хотелось бы отметить, что с одной стороны мы сталкиваемся с очень сложными процессами и угрозами. Опасность возрастает с каждым годом и обычной человеческой реакции уже недостаточно, чтобы эффективно пресекать угрозы.

Но с другой стороны, можно выработать такую систему, при которой энергетическая безопасность будет развиваться опережающими темпами, и тогда можно будет заняться профилактикой, предвидеть и прогнозировать будущие угрозы. В этом качестве новые методы могут стать очень важным стабилизирующим фактором именно на этапе качественного фазового перехода.

 

Записала Кира Патракова

По материалам Московского международного форума «ТЭК России в ХХI веке»

Фото Олега Никитина