Сессия «Биоэкопоселение. Новая модель энергетической и коммунальной инфраструктуры удалённых и опорных населённых пунктов, объединяющих все системы жизни» Российской энергетической недели была организована при поддержке Курчатовского института. Модератором выступил Раиль Василов, вице-президент по биоэкономике Курчатовского института.
Участие в мероприятии приняли генеральный директор Карельского научного центра РАН Ольга Бахмет; профессор кафедры Э9, руководитель кластера «Технологии защиты природы» МГТУ имени Н.Э. Баумана Михаил Иванов; директор ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии Геннадий Карлов; заместитель директора по арктическим исследованиям НИЦ «Курчатовский институт» Андрей Королев; заместитель начальника НИИ перспективных исследований и инновационных технологий в области безопасности жизнедеятельности Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России Григорий Орлов; заместитель директора по научной работе ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН Николай Пименов; исполнительный директор АНО «Экофактор» Илья Черноок; и заместитель директора по технологическому развитию и сопровождению проектов ООО «НПО ТН-Биотех» Айрат Шамсуллин.
От Ладоги до Камчатки
– Несколько вводных слов о биоэкопоселениях, – открыл дискуссию модератор Раиль Василов. – С этого года в нашей стране активно начала развиваться деятельность в сфере биоэкономики. В рамках национального проекта «Технологическое лидерство» на этой неделе состоялась стратегическая сессия председателя правительства, на которой, в том числе, обсуждался вопрос реализации этого национального проекта, включая технологическое обеспечение биоэкономики. А на прошлой неделе была утверждена Стратегия развития биоэкономики в Российской Федерации до 2036 года с перспективой до 2050 года. Таким образом, Россия уверенно обозначает развитие биоэкономики как стратегическое направление. Тема биоэкопоселений возникла здесь неслучайно, поскольку она чётко обозначена в Стратегии развития биоэкономики.
Инициативу развития этой темы сформировал Михаил Ковальчук, который примерно 15 лет назад высказал идею об интеграции всех возможных источников энергии, в первую очередь для того, чтобы обеспечить функционирование автономных поселений. На одном из полигонов Курчатовского института на Ладожском озере был разработан проект, в значительной степени воспроизводящий ключевые элементы этой концепции. Далее этот термин был введён с высокой трибуны: на Форуме будущих технологий в феврале этого года о биоэкопоселении говорил Владимир Путин. Затем появился целый ряд поручений Президента, непосредственно связанных с темой биоэкопоселения. На том же Форуме будущих технологий Владимиру Путину был продемонстрирован макет биоэкопоселения, в котором ключевым энергетическим элементом являются атомные станции малой мощности. Впрочем, атом лишь один из вариантов энергетического обеспечения биоэкопоселения.
Биоэкопоселения вбирают в себя практически все аспекты, связанные с жизнью и деятельностью человека. Но биоэкономика – это биоресурсы и биотехнологии, которые распространены по всей территории. По сути, такие поселения могут создаваться везде, хотя главный смысл – освоение необъятной территории нашей страны, две трети которой не обжиты. И выполнять эти поселения будут, конечно, самые разные функции, хотя основная градостроительная идея биоэкопоселения, связанного с биоэкономикой, – это использование биоресурсов, применение современных высоких технологий и так далее. Основа, конечно, – это энергетика в первую очередь, поэтому тема появилась в рамках РЭН. Но нужен не просто механический набор решений, а интегрированная система, и ключевым фактором здесь помимо хозяйственной, производственной, экономической деятельности являются социальные аспекты. Речь о высокотехнологичном поселении с небольшой численностью, решающем важные задачи. Мы будем говорить о разных аспектах создания и функционирования таких биоэкопоселений. Всю тему в полном объёме раскрыть невозможно, но коснёмся наиболее ключевых аспектов.
Курчатовский подход
– Когда мы говорим о биоэкопоселениях, в первую очередь мы говорим о развитии территории. Мы обладаем огромной территорией, две трети которой ещё не обжиты, – сказал заместитель директора Курчатовского института по арктическим исследованиям Андрей Королёв. – Стоит стратегическая задача распространить новые подходы для создания комфортной среды для людей, которые живут в удалённых арктических регионах вдоль Трансарктического транспортного коридора, в регионах Дальнего Востока. Но на самом деле не только на этих удалённых территориях. Говоря о биоэкопоселениях, можно говорить и о сельских поселениях в средней полосе.
Биоэкопоселение – практическая модель жизнеустройства на принципах устойчивого социобиосферного развития. Курчатовский институт прорабатывает подходы, которые должны быть заложены при создании биоэкопоселений. Существует ряд концепций, сформулированы принципы, которые необходимо закладывать при создании биоэкопоселений. Если мы говорим о масштабности их внедрения – а речь идёт о сотнях, если не о тысячах биоэкопоселений – то основное требование заключается в практичности, повторяемости и масштабируемости. Причём эти биоэкопоселения должны обеспечить высокое качество жизни, реализовать принцип самообеспечения и, конечно же, экологичность.
Для примера мы взяли Трансарктический коридор. Одна из задач для Российской Федерации – это развитие Арктики. Об этом неоднократно говорил Президент. Есть поручение по результатам форума будущих технологий: совместно с МЧС России и другими заинтересованными организациями проработать возможность создания биоэкопоселений в составе Трансарктического транспортного коридора. Цели и основные направления создания экопоселений – это прежде всего энергонезависимость. Когда мы говорим об Арктике и удалённых территориях, без энергетики и тепла невозможна жизнь в этих действительно суровых условиях.
Создавая костяк на принципах построения биоэкопоселений, мы связываем территорию. Причём задачи создания биоэкопоселений могут быть различными: начиная от удержания территории и обеспечения безопасности до решения конкретных региональных задач в лесопользовании или сельском хозяйстве. Конечно же, это экологичность и самое главное – создание комфортных условий для людей, которые там живут. Это образование, медицина и вопрос продовольственной безопасности. Важен и принцип замкнутости, построения системы обращения с отходами в биоэкопоселении. Соответствующие модули в обязательном порядке должны входить в биоэкопоселение.
Когда мы говорим о создании биоэкопоселения, это не значит, что мы берём некий открытый участок, поле и создаём посёлок. Существуют элементы и принципы, которые заложены в построении биоэкопоселений. Например, вопрос энергоэффективности и энергетики. Те элементы, которые прорабатываются под биоэкопоселения, можно использовать и в других существующих населённых пунктах, например в опорных населённых пунктах и так далее.
Точкой отсчёта был проект на острове Коневец – филиале Курчатовского института – по созданию парка природоподобных технологий. При формировании этого подхода, при формировании идеи создания парка были заложены принципы, которые сейчас мы используем, когда говорим о концепции биоэкопоселений. Также были проработки на основе применения атомных станций малой мощности под проект Амдерма – это некий футуризм, но, с другой стороны, развивая футуристические проекты, мы понимаем, как двигаться дальше. Курчатовским институтом подписано соглашение с Республикой Карелия о взаимодействии, идут работы с Чукоткой и Якутией. В рамках этого взаимодействия прорабатывается уже с привязкой к конкретному региону, к конкретному месту концепция применения биоэкопоселений для региона.
По каждому региону есть свои задачи, которые формируются экономическими показателями. Мы понимаем, что Чукотка и Якутия – это на самом деле в основном добыча полезных ископаемых, а в Карелии это аквакультура, лесопользование и другие аспекты. У МЧС России есть программа по созданию арктических комплексных аварийно-спасательных центров. Они привязаны к опорным населённым пунктам, и соответственно подходы, которые формируются при создании биоэкопоселений, как дополнение могут использоваться, например, для этих опорных населённых пунктов. Для того чтобы создавать комфортные условия жизни для людей, которые там проживают, и для сотрудников, которые занимаются обеспечением безопасности в этих суровых условиях.
Главная цель – это создание энергонезависимости и связанности опорных населённых пунктов вдоль Трансарктического транспортного коридора для Арктики. Похожие задачи на самом деле распространяются также на среднюю полосу и на те регионы, где есть сложности для проживания.
Без чудес, и с МЧС
– Мы говорим о концепции, и её реализация требует большой научной работы, которую надо провести, – сказал заместитель начальника НИИ перспективных исследований и инновационных технологий в области безопасности жизнедеятельности Санкт-Петербургского университета МЧС России Григорий Орлов. – Для нас актуален вопрос арктических аварийно-спасательных центров, сеть которых должна покрывать ключевые маршруты и стать каркасом. Предлагается, что биоэкопоселения станут звеньями этой комплексной сети безопасности. Это будут опорные точки, реализующие две задачи. В первую очередь, обеспечение собственно хозяйственной деятельности. Второе – они являются базой развёртывания и точкой безопасности близлежащей территории. В этой связи для биоэкопоселения надо решать вопросы организации поисково-спасательных работ, осуществления мониторинга, предотвращения чрезвычайных ситуаций и подготовки кадров.
Специфика биоэкопоселений в Арктике – это их автономность, которая несёт риски, но, с другой стороны, в этом и сила. Обеспечение автономности, в том числе с точки зрения безопасности, требует повышенной надёжности и ресурсов, сконцентрированных в биоэкопоселении, и готовых кадров. Автономность – это условие выживания и эффективности биоэкопоселений. Решение, которое должно быть реализовано для реализации концепции, должно быть стандартизировано, масштабировано и готово к тиражу. Оно должно гибко настраиваться под конкретные цели и задачи и увеличивать оперативность реагирования в арктическом регионе.
Комплексная система безопасности биоэкопоселений должна включать ряд элементов. Это автоматизированные системы защиты. Как одно из средств энергоснабжения рассматриваются атомные реакторы, но они сами создают определённые риски. Некоторые реакторы вообще не предполагают присутствия обслуживающего персонала, обеспечение безопасности ложится на пассивные системы и на автоматизированные автоматические системы защиты.
Должны быть созданы беспилотные транспортные системы, которые станут как средствами мониторинга окружающей обстановки и самого экопоселения, так и средствами транспортного обеспечения доставки грузов, доставки средств спасения людям, терпящим бедствие. Необходима система беспроводной связи дальнего радиуса действия. Мы знаем, что в Арктике существует серьёзная проблема со связью. И биоэкопоселения могут быть именно тем хабом, который обеспечивает связь в округе.
Цифровая информационная модель безопасности автономного объекта позволит как реализовать научные проекты, так и прогнозировать аварийные ситуации, благодаря чему можно осуществлять профилактику чрезвычайных ситуаций. Система мониторинга и прогнозирования может работать благодаря искусственному интеллекту. Анализ результатов автоматизированных систем безопасности, их сигналов и прогнозирование опасных ситуаций будет способствовать их предупреждению.
Периметр безопасности, система автоматического обнаружения и оповещения позволит свести к минимуму ситуации конфликтные с хищными животными. А ситуационный центр как мозг и главное звено этой комплексной системы может стать ключевым элементом. В нём реализуется дистанционный мониторинг, приходят сигналы от систем безопасности, реализуется задача предупреждения чрезвычайных ситуаций, принимаются решения. Ситуационный центр может стать органом, контролирующим все аспекты безопасности внутри биоэкопоселения, и координационным центром проведения аварийно-спасательных работ в той зоне ответственности.
При этом биоэкопоселение является и хабом, куда в случае ЧС высокого уровня приходят силы и средства наших аварийно-спасательных центров и на базе которого они разворачивают свою деятельность, через которую проходит вся информация, управляются силы и средства, распределяются ресурсы. То есть биоэкопоселение является опорной точкой, обеспечивающей безопасность во всём регионе, где оно находится. Поскольку обслуживающий, дежурный персонал ситуационного центра со временем будет обладать серьёзными компетенциями, это позволит масштабировать их экспертную составляющую при развитии сети поселений.
Такой дежурный персонал сможет также являться центром подготовки и рекрутинга волонтёров, потому что мы понимаем, что с учётом ограниченных ресурсов поселения от 500 до 1 000 человек решение вопросов безопасности будет завязано на вопросах добровольчества. Потому что если опять же мы говорим об атомных реакторах, надо будет решать вопросы безопасности. Сейчас атомные реакторы защищают спецподразделения, но в посёлке на 500 человек создавать подразделение в 100–150 человек – не совсем риск-ориентированный подход. Надо изучать: необходимо это или нет, соответствует ли рискам, которые создаёт атомный реактор.
– Решая вопросы в контексте Трансарктического транспортного коридора, надо понимать, что биоэкопоселение решает проблему безопасности в целом, – прокомментировал Раиль Василов. – Сегодня это один из магистральных путей глобального развития. И для нашей страны, необъятной территории это тем более актуально. Но при этом поселение – не только тема безопасности. Это и биоэкономика, это развитие хозяйственной деятельности. Биоэкопоселение по сути высокотехнологичный форт по продвижению, развитию, внедрению самых передовых научно-технологических решений во всех сферах, потому что они являются, по сути дела, интегральной платформой для соединения всех аспектов, будь то транспорт, энергетика, просто обеспечение жизнедеятельности и так далее. И всё это нужно рассматривать, конечно, как некую интегральную соединённую систему.
Следующая станция Бауманская
– В Бауманском университете исторически занимались широким кругом инженерных вопросов, связанных с энергетическими и иными сетями, – рассказал профессор кафедры Э9, руководитель кластера «Технологии защиты природы» МГТУ имени Н. Э. Баумана Михаил Иванов. – Изучая эти направления по отдельности, мы пришли к тематике биоэкопоселений, и подошли к ней прежде всего с точки зрения ЖКХ: нас интересовало, как предотвратить теплопотери, повысить экологичность зданий и сооружений, снизить энергопотребление и поднять энергоэффективность, децентрализовать теплоснабжение, обеспечить очистку сточных вод и решить ряд других задач. Разобрав эти вопросы,мы поняли: биоэкопоселение подчиняется законам системной инженерии. Её нельзя рассматривать как набор отдельных зелёных решений.
Первый вопрос для биопоселения – это энергетика. Её может закрывать агровольтаика: используя комбинацию различных источников зелёной энергетики – тепловые насосы и солнечные панели, – мы можем одновременно обеспечивать генерацию электроэнергии из солнечных панелей, генерацию тепловой энергии из тепловых насосов. Функционирование теплового насоса обеспечивается за счёт работы солнечной панели, а остатки обеих составляющих энергии идут, например, на функционирование теплицы. Это рабочий проект, который мы реализовали в Архангельске и который успешно доказал своё функционирование. Дополнительно мы обеспечиваем термостабилизацию грунта: солнечные панели не дают нагревать грунт, а ещё тепла изымается тепловыми насосами. Получается комбинированный эффект.
Вместе с этим мы разрабатываем технологии очистки стоков, которые комбинируют различные стадии очистки воды. Традиционно они в разных аппаратах, но мы собираем их в одном корпусе, синхронизируем гидравлические режимы и таким образом повышаем эффективность очистки, упрощаем энергетические и материальные потоки.
То же касается отходов. Для автономных биоэкопоселений важная проблема – генерация отходов. Мы умеем их перерабатывать: если их сжечь, то методами выщелачивания и магнитной сепарации мы получаем материалы, включая редкоземельные, а остальное перерабатывается в цементный клинкер и может быть использовано для строительства. Упомяну и технологию производства строительных материалов из растительных культур: таких как техническая конопля и прочее. Они обеспечат строительную отрасль как так называемыми костроблоками – кирпичами, которые выполнят несущую функцию, но также обеспечат теплоизоляции, звукоизоляцию.
У нас получается замкнутый биоэкологический, биоэкотехнологический контур, в котором все материальные и энергетические объёмы и массы взаимосвязаны. Чтобы биоэкопоселение было полноценно устойчивым, нужна единая система мониторинга. Поэтому все технологические решения обеспечиваются датчиками и единой платформой для сбора данных и для управления этими потоками энергии и материалов. Единую платформу мы пока не собрали, но к этому идём. А когда соберём, встаёт вопрос о том, как оценивать эффективность всего решения.
И тут возникает вопрос. Когда у нас есть и технологические процессы, и первичные данные о них, измерять можно в самых разных физических величинах. Энергетику можно мерить рублём, но это не единственный подход. Более интересно оценить эффект в углеродных единицах; ценность данного подхода в том, что он позволяет «упаковать» климатические проекты и получить углеродные единицы, которые имеют рыночный потенциал. Продать их по цене до $50 за углеродную единицу всё ещё возможно.
Можно сформулировать и единицы так называемых экосистемные услуг. Мы являемся одним из авторов методики, которая позволяет пересчитывать экосистемные функции зелёных насаждений и влияние инженерных факторов на зелёные насаждения в непосредственные физические величины, которые за ними стоят: количество пыли, удержанной воды и так далее. Это даёт интегральный социальный эффект, который может быть в конечном счёте рассчитан в продолжительности жизни людей. Уже существует отличный пример, на котором это реализовано – проект Татнефти в Актюбинском, и мы как инженеры рекомендовали бы это как лучшую практику.
– Подходы, связанные с природными, экологическими и углеродными единицами, тоже могут быть одним из функционалов в зависимости от того, где биопоселение будет находиться, – прокомментировал Раиль Василов. – В рамках биоэкономики прорабатывается концепция биокапитала – что из себя представляет биосфера как ресурс для развития. Биоэкопоселения могут стать главными площадками для проработки в этом направлении – от биоразнообразия до экосистемных услуг, и так далее. Здесь мониторинг и контроль за окружающей средой – тоже ещё один из важнейших функционалов. Пример Актюбинска иллюстрирует, что тема биоэкопоселений не абстракция. Наиболее продвинутой в этом отношении, конечно, является компания „Татнефть», которая на базе своего посёлка реализует отдельные элементы этой концепции.
Актюбинск – столица чистой земли
– Для «Татнефти» развитие территорий присутствия является одной из составных частей развития компании, – рассказал заместитель директора по технологическому развитию и сопровождению проектов ООО «НПО ТН-Биотех» Айрат Шамсуллин. – В партнёрстве с Курчатовским институтом мы развиваем концепцию биоэкопоселений. Научный подход наших коллег, наши технологии и компетенции позволили создать такие решения на базе посёлка Актюбинский в Республике Татарстан. Здесь формируются практические модели, в которых производство, энергетика, коммунальная инфраструктура и социальная жизнь уже воплощены в реальность.
Проект может быть тиражирован и в других регионах страны. Эффективные ресурсные решения интегрированы в коммунальную сферу и энергообеспечение. С 2023 года посёлок отапливается котельной на древесной щепе. Проведена модернизация сетей с внедрением композитных труб, что позволило повысить эффективность и снизить теплопотери более чем на 40%. Биогазовая установка мощностью 1 МВт вырабатывает тепло и электроэнергию на отходах животноводческого комплекса. В посёлке создано производство строительных материалов из местного сырья. На стадии пилотирования две установки: получение метанола и углеводов из растительного сырья, в дальнейшем они будут переработаны в моноэтиленгликоль и пластик.
Для общественного благополучия «Татнефть» создаёт здоровьесберегающую среду. Так, в данном посёлке были реконструированы многоквартирные дома, что позволило снизить потребление ресурсов более чем на 30%. Были созданы и реконструированы детские площадки, школы и местные спортивные площадки. Всё это позволяет привлечь жителей и молодёжь в данный посёлок. Следующим шагом мы видим создание модульных и мобильных производственных комплексов, которые могут быть тиражированы в различных регионах, в том числе зонах Северного завоза. Наши компетенции в нефтегазовой сфере позволят успешно реализовать такие проекты, например используя компетенции в области проектирования, строительства, эксплуатации и энергообеспечения.
При этом для каждого посёлка необходимо определить и реализовать комплекс мер, таких как обеспеченность сырьём, энергоресурсами, оценить влияние климатических факторов. Цифровой мониторинг и прогнозирование помогут нам существенно повысить эффективность этих процессов, согласовать выработку электро– и тепловой энергии для производственных и коммунальных нужд, повысить надёжность работы оборудования. Биоэкопоселение – это возможность соединить местные ресурсы и современные технологии и сформировать новые центры компетенций, которые позволят повысить качество жизни людей.
– Кто выступал инвестором технологий посёлка Актюбинский, – поинтересовались участники. – И какие ещё компании видят интерес в биоэкопоселениях?
– В решениях, которые я назвал, большую часть инвестиций вложила сама компания «Татнефть» – это инвестиции в инновационную деятельность. Есть ряд технологий, вышедших из лабораторий, некоторые апробированы в промышленном масштабе, и мы инвестировали их развитие. Ну и не обошлось без помощи Республики.
– А говоря о том, кому ещё это интересно, – думаю, что мы пока в начале пути, – добавил Раиль Василов. – Но однозначно эти вопросы прорабатываются в Росатоме, и всеми другими компаниями, которые ведут добычу ископаемых полезных ресурсов, имеют распределённую собственную сеть вахтовых и других объектов. А стратегическим партнёром по реализации этого проекта является МЧС России, в соответствии с поручением Президента.
Карелия, форели и модели
– Биоэкопоселение – это концепция автономного проживания на любой территории с созданием жизнеобеспечения, – согласна генеральный директор Карельского научного центра РАН Ольга Бахмет. – Но акцент на арктическую зону не случаен: она занимает в России значительные площади, развитие экономики требует выхода в арктическую зону, а население там невелико. Что касается Карелии, 40% её территории относится к арктической зоне. Условия, в которых мы можем проводить испытания технологий, позволяют оценить, насколько они соответствуют Северу и можно ли их масштабировать далее. Я представляю опорную научную организацию, мультидисциплинарный федеральный исследовательский центр, и мы рассматриваем целый ряд направлений и вопросов, которые так или иначе касаются биоэкопоселений.
Опыт Карелии показывает, что задача создания биоэкопоселений не то что назрела – они давно необходимы. В Республике в 1960-1970 годах интенсивно осваивались лесные ресурсы. Было создано огромное количество лесных посёлков. Люди успешно работали, но в большинстве не остались. Потому что не было условий, которые им хотелось бы видеть, чтобы росли дети, чтобы они учились и работали дальше. У нас сейчас создаётся целый ряд предприятий горно-промышленного комплекса, предприятия аквакультуры. 70% товарной форели в настоящее время в России выращивается в Карелии. Но люди работают вахтовым методом. А как создать условия, чтобы они оставались на территории? Это и есть вопрос биоэкопоселений.
Ещё пример: недавно были ковидные времена, много людей из мегаполисов приехало в это время в Карелию. И общались с этими людьми – те, кто мог работать дистанционно, говорили что остались бы жить в Карелии. Но условия комфортной жизни не созданы. Биоэкопоселение – это назревшая тема. Но в этой связи встаёт много вопросов. Например, создание композитных материалов. Карелия это лесной регион, много лесных ресурсов и отходов деревообработки. Необходимо найти решения, когда мы могли бы дальше развивать биоэкопоселения, одновременно утилизируя эти отходы. Этими вопросами в том числе мы занимаемся.
Вопрос проживания населения – это вопрос энергетики. Могут быть разные источники. Упоминали о малых АЭС – это необходимо там, где идёт обширное производство. Но для небольших поселений могут рассматриваться и малые ГЭС, биотопливо. Важный момент – это доступная, качественная пищевая продукция. Это опять же вопросы к науке: дать районированные сорта сельхозпродукции, создание умных теплиц, вопросы, как они снабжаются энергией. Нужен не набор, а система технологий. То есть создание – первый шаг той или иной технологии, а потом включение её в систему технологий. Следующий этап – вопросы здоровья и сбережения населения. Это вопросы не только телемедицины, но и быстрого проведения лабораторных анализов, интернет умных вещей. Люди сейчас заинтересованы в том, чтобы они быстро получали те или иные товары в любой точке, где они находятся.
На самом деле, это целый комплекс задач для научного сообщества, и мы в этом направлении сейчас очень активно двигаемся. Пользуясь возможностью, мне хотелось бы пригласить всех заинтересованных к сотрудничеству с нами. Мы работаем по различным направлениям: и сельского хозяйства, и медико-биологических проблем, геологии, создания композитных материалов, использования отходов целлюлозно-бумажной промышленности, очистных сооружений городских территорий и так далее. Это и вопросы национальной безопасности. Мы – приграничный регион, вопросы мониторинга экологического характера стоят остро. Поддерживаю идею, что система мониторинга работать должна постоянно и обеспечивать оценку состояния экологической среды детально и быстро.
Не на гектарах, а в кубометрах
– На северных территориях транспортная доступность крайне сложна, а климат жёсткий, – сказал директор ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии Геннадий Карлов. – Поэтому хотел бы остановиться на роли растений в создании благоприятной среды обитания, и обеспечении продовольствием. Понятно, что когда мы говорим о северных территориях, можно завезти крупу, консервы – это долго хранящиеся продукты. Но если мы говорим о свежей продукции, она должна выращиваться на месте и обеспечивать потребности проживающих на этих территориях. Нами разрабатываются замкнутые системы, о классических теплицах на таких территориях говорить нельзя. Зимой велики теплопотери, света нет; летом может быть избыточно жарко, нужны расходы на охлаждение. Наибольший выигрыш дают закрытые системы, в которых легче поддерживать температуру, свет, влажность и все необходимые параметры. Причём это могут быть и автономные системы под управлением ИИ-технологий. Конечно, не 10 урожаев в год, но шесть поколений мы получаем на важнейших сельскохозяйственных культурах, таких как пшеница, соя, томат. Пшеницу в закрытых системах выращивать нет смысла, но томаты, огурцы, овощная продукция может быть выращена на месте. В наших климатических камерах мы можем моделировать любые условия, от юга до севера.
Если говорим о свете, то светодиодное освещение позволяет получить в полтора раза больше, чем Солнце даёт на экваторе. Такие параметры мы можем заложить. Это и высокая энергоэффективность, и срок службы более 25 лет без потери мощности. Растения сильно зависят от спектра, и мы можем регулировать рост и развитие растений, меняя не только температуру или продолжительность светового дня, но и спектр. Можем регулировать урожайность и содержание биологически активных веществ в конечной продукции.
В традиционном сельском хозяйстве и в сортах, которые предназначены для теплиц, экономика строится на урожайности с квадратного метра. Но на Севере нужно создавать такие сорта и такую архитектуру, чтобы экономика строилась от кубического метра. Выращивание идёт уже не на площади, а в объёме. Надо вести селекционную работу, и мы её тоже начинаем. Я надеюсь, что в ближайшее время будут создаваться сорта, которые действительно подходят для условий биоэкопоселений, которые будут развиваться по Северному морскому пути. В принципе технологически можно уже сейчас обеспечивать определённую автономию экопоселений. Если там будет атомная энергетика, достаточно электроэнергии и тепловой энергии, то реально развивать такие поселения в гармонии с природой и не только удовлетворять потребности, но и создавать благоприятную среду обитания внутри.
Отходы в доходы
– Переработка отходов – проблема, которая, с одной стороны, поначалу кажется труднорешаемой, – отметил заместитель директора по научной работе ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН Николай Пименов. – Сегодняшние технологии позволяют надеяться, что переработка отходов тоже станет не сжиганием, а биологией – именно микробные процессы лягут в основу таких технологий. Отходы – это сырьё. Их можно называть не отходами, а прекрасным субстратом для получения продуктов с добавленной стоимостью. Уже есть технологии, которые позволяют надеяться, что через вполне реальный промежуток времени мы увидим другую Арктику, где возможно не выживание с последующим отъездом на континент, а комфортное проживание с доступом к привычным в более тёплых условиях благам.
Главный вопрос в том, чтобы вокруг поселений не создавались свалки, что, к сожалению, часто происходит. Кто бывал в Арктике, это хорошо знает. Работают целые большие команды, которые очищают побережье. Если говорить о биологических системах очистки, главный их вопрос сегодня – это температура. Наличие атомной энергетики и других способов получения энергии говорит о том, что этот вопрос может быть решён. А раз так, следующим моментом становится переработка отходов не только физико-химическими методами. Микроорганизмы умеют всё, они везде. Но понятно, зачем мы убираем продукты в холодильник – чтобы продлить срок хранения. Однако также многие институты работают и над тем, чтобы повысить активность процессов, а микроорганизмы могли перерабатывать отходы при низких температурах. Есть ограничения, это должны быть автономные системы, закрытые от климата, потому что хорошо понятно: Арктика – это очень короткий вегетативный сезон и очень длительный период низких температур. Тем не менее есть возможность обеспечить активность процессов, снизив температуру на 5–10 °C. Микробиологи выводят психроактивные микроорганизмы – такие, что выдерживают низкие температуры, у которых максимум температурного диапазона достигает где-то 20–25 °C. Снизить активность процессов переработки отходов до 10–15 °C – вполне реальная задача. С другой стороны, нужно создавать биоразлагаемые материалы. В биоэкопоселениях необходимо в обязательном порядке использовать исключительно то, что впоследствии может быть переработано.
Направления, которые развивает наш центр вместе с Курчатовским институтом – это биопроцессы очистки сточных вод; переработка жидких органических отходов путём метанового сбраживания, когда образуется метан и водород; и переработка твёрдых органических отходов – компостирование. На каждом из этих этапов можно работать, создавать консорциумы микроорганизмов с полезными свойствами на выходе. Из твёрдых отходов можно получать компост, который будет обладать фитостимулирующими свойствами, содержать фитогормоны, поскольку многие микроорганизмы в процессе жизнедеятельности способны вырабатывать такие соединения. Здесь много работы для микробиологов – отшлифовать процесс, чтобы он давал необходимую эффективность и оправдывал себестоимость.
При гидропонике качество жизни никого не устроит – мы это хорошо знаем. А поставки с континента сопровождаются потерями и низким качеством продукции. Всё основное, что можно, должно выращиваться рядом или внутри таких экопоселений – и растения, и животные. Именно тогда мы достигнем того, что называется автономное биоэкопоселение.
– Более того, то, о чём сейчас мы говорим, – это фактически воспроизводство природы, природоподобные технологии, – прокомментировал Раиль Василов. – И именно за счёт этого вся деятельность экопоселений вписывается в сам природный цикл как таковой. Социо-техносферное развитие – фактически трансформация техносферы, которая сегодня находится в непреодолимом кризисе с окружающей средой, и это как раз один из способов его преодоления. Вся вся земная поверхность купается в энергии. И вопрос только в том, как её извлечь наиболее приемлемым способом. днако техническая и технологическая сторона биопоселения – это только один аспект. Необходимо обеспечить в биопоселениях качество и уровень жизни, чтобы люди туда стремились. И здесь мы подходим к формированию социумов как таковых.
Медвежий угол в хорошем смысле
– Расскажу о пилотном проекте, который реализуется в межрегиональном арктическом восточно-Сибирском кластере и охватывает территории Западной Чукотки и Северо-Востока Якутии, – сказал исполнительный директор АНО «Экофактор» Илья Черноок. – Это населённые пункты Черский, Певек и Билибино, а также крупнейшее в России медно-золоторудное Баимское месторождение. В буквальном смысле это медвежий угол: здесь расположены два заповедника – «Медвежьи острова» и Остров Врангеля, включённый в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.
На территории живут уникальные люди – представители коренных малочисленных народов: эвены, чукчи, юкагиры и эскимосы. Есть и старожильческое русское население, пришедшее ещё с Дежнёвым в XVII веке. Это фронтир, который Россия и Советский Союз развивали и удерживали. Людям здесь непросто, они из последних сил держат этот фронтир. С другой стороны, сегодня это один из наиболее динамичных с точки зрения экономического развития регионов. Цены на золото и медь растут; медь по сути становится новым золотом в в связи с развитием обработки данных и искусственного интеллекта. Геологическая изученность Арктики и составляет порядка 20%. Впереди большие открытия и большие индустриально-экономические проекты.
Будущее, как говорят классики, уже наступило, но неравномерно. Появился целый пакет новых технологических решений, которые также динамично развиваются; идёт связанное с этим изменение социально-экономической модели мира, происходят климатические изменения, и Российская Арктика, и данный конкретный регион очень сильно подвержены влиянию этих изменений. С учётом дефицита ресурсов – финансовых, человеческих, временных – и с учётом динамики, должен применяться экосистемный и природоподобный подход к управлению. В лесу нет инжинирингового центра, который указывал бы, кому как расти: система динамично изменяется в зависимости от факторов, влияющих на неё. Наш подход должен быть модульным. Это наше на опыте убеждение: модули должны быть совместимы, адаптированы к совместной работе и иметь возможность взаимозамены.
Биоэкономика по сути является новым космическим проектом России, междисциплинарной программой. Она включает энергетику, транспорт, социально-экономические и экологические задачи, сельское хозяйство, туризм и так далее. Поэтому задачей развития биоэкопоселений, биоэкологических кластеров и биоэкономики в целом является создание конвергентной инновационной среды сотрудничества организаций, физических лиц, в том числе международного сотрудничества, для того чтобы, как говорится, могли расти все цветы.
Говорить о том, что кто-то один выстроит универсальную модель, которая должна быть масштабирована, не приходится: то, что хорошо для Арктики, не будет хорошо для Северо-Запада и совсем неприемлемо для Алтая или южных территорий. Но знания и технологии, которые будут найдены на отдельных территориях, могут быть адаптированы, тиражированы и масштабированы на другие проекты и территории.
Если говорить о функциональном назначении биоэкопоселений, как мы это себе видим, то, по большому счёту, их два. Первое – функциональное обеспечение деятельности транспортной, стратегической добычи полезных ископаемых и так далее: биоэкономика выступает инфраструктурой обеспечения основной функциональной деятельности. Второе направление – интеграция с городскими агломерациями: здесь Северо-Запад, центральная часть России, средняя полоса нуждаются в создании биоэкопоселений, потому что и пандемия COVID-19, и внешние угрозы, и антропогенная, урбанистическая нагрузка толкают людей на природу, но нет модели, которая позволила бы снизить порог входа для этих людей на природные территории. И биоэкопоселения могут стать той моделью, которая позволяет человеку интегрироваться в сельские территории и в природную среду. Курчатовский институт, Минпромторг создают широкую модель сотрудничества и кооперации достаточно большого числа пилотных проектов.
– Хотя наша сессия посвящена биоэкопоселениям как новой модели энергетической и коммунальной инфраструктуры и мы этого касались, о ней очень много говорили, надо подчеркнуть, что это не просто модель отдельных вещей – это практически новая принципиальная модель жизнеустройства, новое начало новой цивилизационной модели развития человека, природы, техники, технологий и так далее, гармонии, как было сказано, – прокомментировал Раиф Василов. – В этом плане ключевой вопрос: мы говорим, что наша страна – это северная цивилизация, и она действительно отличается тем, что две трети нашей территории находятся фактически в арктических или экстремальных климатических условиях, что накладывает определённый отпечаток на всё, чем мы занимаемся и что для нас является приоритетом.
Концепция биоэкопоселения, модели гармоничного развития, будет воспринята везде: не только на территории нашей страны, в сельских местностях и так далее – это будет не менее востребовано, чем в Арктике, но и повсеместно в мире. Потому что человечество стоит на развилке: куда дальше идти – к постчеловеку или, наоборот, к раскрытию возможностей человека. Эта модель позволит идти пути социогуманизма, максимально полного раскрытия потенциала человечества. Россия уже в этом веке станет лидером, предложив человечеству новую модель развития как таковую.
Блиц. Сколько их будет?
Далее ведущий воспользовался сэкономленным временем и предложил блиц-вопрос: сколько биоэкопоселений должно быть создано в России до 2050 года?
– Андрей Королёв: Много. Если серьёзно, то до 2050 года речь может идти о нескольких сотнях экопоселений, поскольку данный подход является универсальным. Привязка исключительно к арктическим регионам не обязательна: это может быть и сельская местность. Существующие технологии в принципе позволяют решить эти задачи, необходимо лишь планомерно двигаться к их решению.
– Григорий Орлов: Чем больше, тем лучше. Нам нужны новые технологии и инновационные подходы в обеспечении безопасности .
– Михаил Иванов: Мы как одни из основных участников научно-технического совета при комитете по Арктике выступаем за то, чтобы таких поселений было много именно в Арктике и чтобы они обеспечивали арктическую часть. Что касается технологий, они уже есть, а с появлением поселений будут только развиваться дальше.
– Айрет Шамсуллин: Я бы несколько сместил акцент с одних только биоэкопоселений. Внедрение отдельных технологических решений в уже действующие поселения, которых в России несколько тыс., также позволит повысить комфорт и энергоэффективность. Масштаб может быть очень значительным.
– Ольга Бахмет: Я согласна, что биоэкопоселение – не конечная модель, мы не создаём её с нуля. Мы внедряем технологии в имеющиеся поселения. Такое поступательное движение позволит охватить очень многие поселения.
– Геннадий Карлов: Если говорить о стране в целом, то, наверное, речь о сотнях поселений. Но если говорить о технологиях, то необходима их сборка и интеграция. Для полностью закрытых технологий потребуются ещё и фундаментальные прикладные исследования. У меня есть уверенность, что первые экопоселения в соответствии с концепцией должны появиться в ближайшие годы; как минимум должен быть реализован пилотный проект.
– Николай Пименов: Я считаю, что это сильно зависит от энергообеспечения: насколько быстро и каким образом оно будет организовано. Будет ли это одна электростанция на ядерном топливе или на чём-то другом, насколько она сможет обеспечивать окружающие экопоселения. Одна станция – одно поселение или как-то иначе? Энергетическая логистика в значительной степени определит создание таких полноценных экопоселений.
– Илья Черноок: Я продолжу свою линию. Я считаю, что биоэкопоселение, то есть биоэкологическая среда, должно обеспечивать бесшовную интеграцию в различные типы экосистем. Биоэкопоселение как отдельный объект в перспективе существовать не должно: оно должно стать частью общей системы расселения, то есть нового, инновационного человечества. Технологии для этого есть.
Итак…
– Если резюмировать все высказывания, мы фактически уже сегодня занимаемся созданием биоэкопоселений и обладаем готовностью практически по всем направлениям, – подвёл итог модератор. Как это будет выглядеть на практике, узнаем в ближайшее время. По предварительным оценкам, к 2030 году – на первом этапе реализации национального проекта и стратегии по биоэкономике – появится порядка 5 – 10 модельных объектов в различных климатических зонах. К 2050 году, по оптимистическому видению, их число должно достигнуть тыс.. В целом мы должны охватить всю территорию страны. Именно тогда мы гарантируем себе лидерство, безопасность и сохранение территории. Модель биоэкопоселения можно назвать флагманом внедрения новых технологий. Сейчас мы будем разрабатывать критерии качества жизни и определять, что она должна обеспечивать. Элементы биоэкопоселения, о которых мы недаром говорили, получат повсеместное распространение.
Об авторе
