Академик
Волков Эдуард Петрович
Эдуард Петрович Волков родился 18 июля
1938 года в с. Ново-Чайкино Макеевского района Донецкой области.
В 1961 году окончил Московский
энергетический институт по специальности «инженер-теплоэнергетик», затем — аспирантуру
МЭИ. Далее — на Кафедре тепловых электростанций МЭИ в различных должностях — до
должности профессора. В 1966-1968 гг. — заведующий Кафедрой теплотехники
института кхмеро-советской дружбы (Камбоджа). В 1970-1971 гг. проходил
стажировку в научном центре «Электриситэ дэ Франс». В 1980-2008 гг. — заведующий
Кафедрой «Котельные установки и экология энергетики» МЭИ. В 1986-2017
гг. — генеральный директор ОАО «Энергетический институт им. Г.М.
Кржижановского». В настоящее время — главный научный сотрудник, заведующий
лабораторией №23 инновационных технологий в электроэнергетике в Объединенном
институте высоких температур РАН (ОИВТ РАН).
Член-корреспондент РАН с 1997 года,
академик РАН с 2006 года — Отделение энергетики, машиностроения, механики и
процессов управления.
Академик Э.П. Волков — всемирно
известный ученый в области развития электроэнергетики и экологии энергетики, процессов
горения и термической переработки твердых топлив, теоретического обоснования
высокоэффективных процессов и создания новых технологий извлечения нефти из
битуминозных сланцев. Его работы в области гидродинамики двухфазных систем,
пиролиза различных видов топлива, распространения в атмосфере вредных примесей,
выбрасываемых объектами энергетики — стали основой для разработки многих технических
решений, реализованных на практике. Под руководством Э.П. Волкова разработана и
создана первая в СССР автоматизированная система контроля загазованности
атмосферы от выбросов тепловой электростанции с функцией управления уровнем
загазованности.
Член Правительственной комиссии по
развитию топливно-энергетического комплекса страны. Разрабатывал пути
модернизации и развития электроэнергетики России на базе новейших
энергетических технологий. Руководитель разработки Стратегии развития
электроэнергетики страны на период до 2020 года, как составной части
Энергетической стратегии России на этот период (1996-2003 гг.). Руководитель
разработки Целевого видения и Стратегии развития электроэнергетики России на
период до 2030 г. (2005-2007 гг.).
Вице-президент Международной
Энергетической Академии, член Европейской комиссии ООН по развитию
нетрадиционной энергетики, член Европейского энергетического дома по проблемам
Энергетического диалога ЕЭС-Россия. Председатель комитета по развитию
возобновляемой энергетики Мирового Энергетического совета (1990-1994 гг.), член
Правления Международного Клуба «Энергетика и Геополитика» (Франция), член
руководства Европейского энергетического клуба.
В 1964 году защитил кандидатскую
диссертацию, в 1978 году защитил докторскую диссертацию, профессор с 1982 года.
Э.П. Волков занимался
научно-исследовательской работой начиная с четвертого курса института. Когда в
начале 60-х годов стали бурно развиваться работы по магнитогидродинамическому
методу получения электроэнергии, он занялся оптимизацией тепловых схем
МГД-установок и выбором основного и вспомогательного оборудования. Особенно
сложным вопросом был расчет сложных тепловых схем с использованием
газотурбинных установок, этим тогда занимались целые институты. Э.П. Волков
сделал расчеты не на машинах, а аналитически — и оказалось, что все его расчеты
верны. Это стало темой его кандидатской диссертации.
После полугода работы в Институте
кхмеро-советской дружбы в Камбодже его назначили заведующим Кафедрой
теплотехники и гидравлики, там он, в частности, писал учебные пособия, изданные
в Камбодже на французском языке. Далее — стажировка в научной лаборатории
«Елэктриситэ де Франс» в Шату (Франция), где занимался изучением движения
дымового факела в атмосфере, струй в турбулентных потоках. В Гренобле у
французских коллег удалось поработать на аэродинамической трубе, эта идея
запала в памяти — затем специализированную аэродинамическую трубу они с
коллегами построили в подвале основного здания МЭИ. Так в те годы удалось провести
уникальные эксперименты по моделированию потоков различной турбулентности и
подъема в них нагретых поперечных струй. Результатом исследований стали так
называемые «критериальные зависимости»: расчеты подъема дымового факела над
устьем газоотводящих труб тепловых электростанций при различных режимных
условиях работы энергоблоков и различных состояниях атмосферы. Э.П. Волков
исследовал дымовые факелы над газоотводящими трубами ТЭС и АЭС.
По методике, разработанной тогда Э.П.
Волковым в МЭИ совместно с Главной геофизической лабораторией, можно рассчитать
лимиты выбросов из любых промышленных труб, станций любой мощности. Методы
расчета дымовых труб ТЭС и АЭС, которые тогда были созданы, использовались и
используются при строительстве всех дымовых труб в СССР (сейчас в странах СНГ)
и в России. Они испытаны в крупных многолетних натурных экспериментах,
проведенных с применением радиоуправляемых зондов, вертолетов, самолетов и
космической техники. Доказано, что полученные выражения обобщают все известные
в мировой практике расчетные и экспериментальные данные.
Так еще в 70-е годы, задолго до
Киотского протокола и других мер, направленных на сокращение эмиссии СО2, Э.П.
Волковым на базе этих исследований была создана первая в СССР
автоматизированная система контроля загазованности атмосферы от выбросов
тепловой и атомной электростанций. Проект системы контроля был реализован на
крупном комплексе Запорожских тепловой и атомной электростанций общей мощностью
9600 МВт.
Разработанная автоматизированная система
контроля загазованности позволяла менять процессы сжигания в зависимости от
погоды, температуры воздуха, скорости ветра, раскрытия факела. Если же возникали
опасные условия: резкое перемешивание, высокая турбулентность атмосферы, ее неустойчивое
состояние, можно было переводить станцию на другое топливо или подавлять
образование оксидов азота и углерода, «подмешивая» воздух, вводя в зону горения
пар и воду. Аналогичный проект, но уже с учетом радиоактивности, был реализован
и на Запорожской АЭС.
На основе теоретических и экспериментальных
исследований он предложил критериальную формулу расчета подъема факела из
дымовых труб электростанций, охватывающую и обобщающую практически все
полученные в мировой практике экспериментальные результаты. Им разработана
расчетная математическая модель распространения вредных выбросов от тепловых
электростанций для различных режимных и метеорологических условий. Формула,
описывающая реальное движение факела, по сей день остаётся уникальной, которой
пользуются во всем мире.
В 80-е годы Э.П. Волков перешел от
гидродинамики горячих струй к собственно процессам горения топлива — тогда эти
работы были первыми, и не только в СССР. Он — руководитель и непосредственный
разработчик создания прямоточно-вихревого метода сжигания газового, жидкого и
твердого топлив и метода локального дозированного впрыска воды в зону горения
топлива для подавления образования окислов азота и углерода при работе мощных
блоков (300 и 800 МВт) и испытательных стендов ракетной техники (1981-1986 гг.).
Им создан комплекс математических моделей процессов горения и пиролиза твёрдого
топлива (1986-1994). Исследовались процессы, происходящие не только в
котельных, но и в ракетных установках. За эти работы Э.П. Волков вместе с
академиком В.С. Авдуевским получил Государственную премию СССР — первую в СССР
премию в области экологии энергетики.
Необходимо сказать о важности вклада,
который внес Э.П. Волков в развитие научных представлений в области
использования низкосортных топлив и разработки экологически чистых технологий, особенно
в теорию пиролиза твердых топлив и разработку энерготехнологических установок.
Исследования Э.П. Волкова, проведенные
на мировом уровне, составляют новое направление в использовании в энергетике
низкосортных твердых топлив, включая сланцы, с одновременным производством
электроэнергии и искусственного жидкого топлива. Россия остается одним из
мировых лидеров по запасам твердого сланца — в России их в 6-7 раз больше, чем
всех запасов и нефти, и сланцевой нефти вместе взятых — а теперь здесь
появилась совершенная технология по их переработке. Это — богатство нашей
страны, её будущее.
Он исследовал процессы пиролиза
битуминозных сланцев и разработал математические модели пиролиза (монография
«Гидродинамика и кинетика пиролиза угля и битуминозных сланцев»). Он создал лаборатории
и испытательные установки по переработке горючих сланцев методом пиролиза с
использованием твердых теплоносителей, в которых был выполнен анализ образцов
крупнейших в мире залежей нефтяных сланцев. На основе этих исследований он
предложил полуэмпирическую теорию процесса пиролиза горючих сланцев.
Э.П. Волков — руководитель и
непосредственный разработчик (1986-1998) пуска в эксплуатацию, испытаний и
доводки первой в мире энерготехнологической установки по переработке сланцев с
получением товарных продуктов (искусственной нефти и высококалорийного газа). Процесс
внедрения промышленной переработки сланцев в России сильно затянулся, но когда
станцию запустили, то получили установку, которой до сих пор нет равных ни по
экономической эффективности, ни по тепловой эффективности. Построено крупнейшее
в мире предприятие по промышленной переработке 1 млн. тонн сланцев в год,
обеспечивающее наивысшие экономические показатели.
Так Россия впервые в мире запустила в
технологическую эксплуатацию высокоэффективные установки по выпуску
синтетического топлива из так называемых битуминозных сланцев. При неуклонном
истощении запасов нефти в XXI веке предложенные
технологии являются одним из перспективных направлений в рациональном
использовании мировых энергоресурсов. В настоящее время планируется
строительство и ввод аналогичных установок в Китае, Иордании, Израиле, Марокко и
США. За создание и внедрение технологий выработки синтетического топлива,
восполняющих часть мировой потребности в энергоресурсах в 2008 г Э.П. Волков
получил Международную премию «Глобальная энергия».
Э.П. Волковым разработаны новые
технологии сжигания топлива в прямоточно-вихревом факеле. Данные технологии
осуществлены на действующих котлоагрегатах (около 100 котлов), работающих на
газовом, жидком и твердом топливах. Тем самым Э.П. Волков внес в развитие
научных представлений и в реальную практику использования низкосортных топлив
существенный вклад. Его исследования проведены на мировом уровне и составляют
новое направлении в использовании в энергетике низкосортных твердых топлив,
включая сланцы, с одновременным производством электроэнергии и искусственного
жидкого топлива.
В 2003-2009 годы под руководством и с
участием Э.П. Волкова выполняется крупная работа по созданию первого в России и
самого протяженного в Европе высокотемпературного сверхпроводящего кабеля. В
рамках данной работы создана первая в мире система криообеспечения и активного
криостатирования, позволяющая обеспечивать надежное функционирование
протяженных (десятки километров) сверхпроводящих кабелей и превосходящая по
своим параметрам существующие в мире системы криогенного обеспечения.
Основные результаты научных исследований
обобщены в пяти томах избранных трудов Э.П. Волкова, изданных в 2014 и 2015 гг.,
в которых последовательно рассмотрены практически все вопросы, связанные с
различными направлениями в области тепло и электроэнергетики: Том 1. Охрана
воздушного бассейна от выбросов ТЭС. Том
2. Газоотводящие трубы ТЭС и АЭС. Том 3. Моделирование процессов горения и
пиролиза твердого топлива. Том 4. Энерготехнологическое использование сланца.
Том 5. Проблемы развития и модернизации электроэнергетики России.
В этих книгах представлены все
теоретические и прикладные исследования автора, изложены основные критериальные
и математические решения в области защиты окружающей среды от выбросов тепловых
электростанций, представлена теория пиролиза угля и сланца, сформулированы
основные теоретические основы для выбора оптимальных параметров газоотводящих
труб промышленных предприятий различных конструктивных схем с высотой до 420м,
изложены научные основы для решения задач анализа, управления режимами и
развития сложных энергосистем и их объединений. Каждый том содержит
предисловие, написанное выдающимся ученым мира по данному направлению исследований,
посвящённое анализу основного содержания книги. Подобная систематизация
позволяет читателю осознать текущее состояние научных исследований в мире и
ознакомится с основными результатами, полученными автором, что важно, особенно
для молодых ученых.
Почти 32 года Э.П. Волков был генеральным
директором ОАО «Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского». Институт был
создан в 1930 году и тогда же самим Г.М. Кржижановским была поставлена задача разработки
научных основ электроэнергетики и энергетики в СССР, создания фундаментальной
научной школы и прикладной школы в электроэнергетике. В 1934 году Институт переведен
из Ленинграда в Москву — его аббревиатура была изменена на ЭНИН. Предмет работы
коллектива Института — Единая электроэнергетическая система СССР, высокие и
сверхвысокие параметры пара и воды (переход на эти параметры наша страна
осуществила первой в мире), линии электропередачи с высоким и сверхвысоким
напряжением, все крупные идеи и их реализация.
Однако с 1991 года начались трудности: полностью
прекратилось финансирование — буквально ноль государственных и ноль
коммерческих средств, нужно было выходить из положения. Заключили несколько
серьезных договоров. Выиграли в Израиле тендер по переработке сланцев несмотря
на то, что на участие в конкурсе было заявлено 53 компании со всех стран мира —
только американских компаний было представлено пять, но победителем оказался
ЭНИН. Затем были заключены договора с США по геотермальным источникам. Эти
работы помогли сохранить и коллектив, и Институт.
Э.П. Волков всемерно способствовал
развитию научных исследований в институте. Удалось создать пять технологий,
которые превышают мировой уровень. В частности, смогли закончить дело
предшественников — доработали и освоили установку по переработке сланцев в
высококачественное жидкое и газообразное топливо УТТ-3000. Установка до сих пор
— лучшая в мире по технической эффективности, по экономике, по всем параметрам.
Другая выдающаяся разработка — создание нейтрально-кислородного водного режима
для парогенерирующего оборудования тепловых и атомных электростанций.
Разработка, которая только через 15 лет была повторена с помощью сотрудников
ЭНИНа в США.
Было разработано фазоповоротное
устройство для управления потоками электроэнергии, вышли на последнюю стадию изготовления
первого в России промышленного устройства на стыке энергосистем «Сибирь» и
«Дальний Восток» — чтобы эти системы связать и управлять ими.
Далее следует отметить сверхпроводящий
кабель — тоже первый в России, самый длинный в Европе. А система криообеспечения
— первая в мире, это — коллективный труд, в нем участвовали также сотрудники
Всероссийского научно-исследовательского института кабельной промышленности,
Московского авиационного института, Энергомаш им. В. П. Глушко и некоторых
специальных организаций. В этом направлении не только догнали американских
разработчиков, но и создали принципиально новую систему криообеспечения. И,
наконец, - это разработка пневмоимпульсной системы сухого золоудаления на
угольных электростанциях и использования золы для различных технологических
нужд. В этом случае используется на порядок меньше воздуха, и соответственно
электроэнергии, чем в обычных пневмосистемах.
Э.П. Волковым создана научная школа
«Процессы горения и переработки твердых топлив и защита воздушной среды от
вредных выбросов тепловых электростанций» — подготовлено 6 докторов и более 20
кандидатов наук.
Научные интересы Э.П. Волкова в
настоящее время сосредоточены на проблемах развития электроэнергетики в
условиях климатических изменений, технологиях перехода к безуглеродной
энергетике, в том числе водородной. Им предложена безотходная технология
получения водорода методом гидроокисления алюминия без предварительного его
смешения с водой, что позволяет кратно увеличить ресурс непрерывной работы
таких установок. В сфере внимания находятся также методы и средства создания
локальных энергетических систем с распределенной генерацией, и имплементация в
них энергоустановок возобновляемой и атомно-водородной энергетики.
Им опубликовано около 400 печатных
работ, из них 37 монографии и учебники, 85 — изобретения и патенты.
Специалистам известны его труды, написанные индивидуально или в соавторстве: «Контроль
загазованности атмосферы выбросами ТЭС», «Моделирование горения твердого
топлива», «Кинетика и гидродинамика пиролиза углей и сланца», «Проблемы и
перспективы развития электроэнергетики России», «Engineering physics and Mechanics:
Analysis, prediction and applications Nova
Science Publishers»,
«Методология обоснования и перспектива развития электроэнергетики России», «Моделирование
энерготехнологических процессов», «New renewable Energy
resources», «О проблемах сжигания твердых топлив
и охрана воздушного бассейна от выбросов тепловых электростанций», «Газоотводящие
трубы ТЭС и АЭС», «Кинетика и гидродинамика пиролиза углей и сланцев», Учебники
и учебные пособия по курсу «Охрана окружающей среды»: «Охрана воздушного
бассейна от выбросов тепловых электростанций», «Источники, состав и контроль
выбросов промышленных предприятий», «Определение предельно допустимых выбросов
ТЭС», «Методы расчета приземных концентраций вредных веществ в атмосферном
воздухе» и др.
Э.П. Волков — главный редактор журнала
«Энергетика. Известия РАН» (2009-2023гг), главный редактор журнала «Энергетик»
(с 2016 г – по н/вр), член редколлегий журналов «Электрические станции», «Oil
Shale», «Perspective en energy».
Член Бюро (по 2022) Отделения
энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН, председатель Научного
совета РАН по комплексным проблемам развития энергетики, председатель Экспертной
комиссии по присуждению премии имени Г.М. Кржижановского.
Член Правительственной комиссии по
топливно-энергетическому комплексу, в 2004-2006 гг. входил в состав
Правительственной комиссии по вопросам топливно-сырьевого комплекса и
воспроизводства, председатель одной из секций научно-технического совета ОАО
РАО «ЕЭС России», вице-президент Московского Энергетического Клуба.
Награжден орденом «Знак Почета», орденом
Почета, орденом «За заслуги перед Отечеством» III и IV степени, медалями.
Лауреат Государственной премии СССР, лауреат
премии Совета Министров СССР, дважды лауреат премии Правительства РФ, лауреат премии
Министерства образования СССР, лауреат премии Правительства г. Москвы.
Удостоен премии имени Г.М.
Кржижановского РАН — за работу «Проблемы и перспективы развития
электроэнергетики России», Международной премии им. Н.К. Байбакова, премии «За
заслуги перед российской электроэнергетикой» РАО «ЕЭС России», Международной
Сократовской премии.
Он лауреат Международной премии
«Глобальная энергия».
Отмечен орденом офицера Королевского
ордена Шахметрей (Камбоджа), орденом Почетного легиона (Камбоджа).