Сергей Владимирович Алексеенко родился
30 мая 1950 года в г. Славгород Алтайского края.
В 1972 году окончил Физический факультет
Новосибирского государственного университета со специализацией по теплофизике.
В 1972-1981 гг. — в Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН: стажер-исследователь,
младший научный сотрудник. В 1979-1980 гг. преподавал в Новосибирской физико-математической
школе. В 1981-1988 гг. — старший преподаватель, доцент, заместитель декана Физического
факультета в Красноярском государственном университете. С 1988 года — вновь в
Институте теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН: с 1988 года — ведущий
научный сотрудник, с 1989 года — начальник отдела и лаборатории аэродинамики
энергетического оборудования, с 1995 года — заместитель директора, в 1997-2017
гг. — директор Института, с 2017 года — зав. отделом, зав. лабораторией проблем
тепломассопереноса. С 2019 года — научный руководитель Института теплофизики
им. С.С. Кутателадзе СО РАН.
С 2004 года — заведующий Кафедрой физики
неравновесных процессов Физического факультета Новосибирского государственного
университета. Является профессором Томского политехнического университета и
Красноярского федерального университета.
Член-корреспондент РАН c 2000 года,
академик РАН c 2016 года — Отделение энергетики, машиностроения, механики и
процессов управления.
Академик С.В. Алексеенко — учёный с
мировым именем в области теплофизики, энергетики и энергосбережения. Его
фундаментальные исследования связаны с теплофизическими основами создания
современного энергетического и энергосберегающего оборудования, волновыми
явлениями, пленками жидкости, экспериментальными методами, моделированием
процессов в энергетике, геотермальной энергетикой. Новые результаты получены им
при изучении процессов тепломассопереноса в двухфазных потоках и нелинейной
устойчивости тонких пленок жидкости и кольцевых газо- (паро-) жидкостных
потоков, вихревых структур в закрученных потоках, когерентных структур и
турбулентности в затопленных ограниченных струйных течениях, интенсификации
теплообмена.
Исследования С.В. Алексеенко позволяют создавать
современное экологически чистые тепловые электростанции (моделирование топочных
процессов при сжигании газа, угля и жидкого топлива), вести разработку устройств
и методов для энергетики и энергосбережения, включая возобновляемые источники
энергии, разработку нового типа горелок и методов термической переработки
твердых бытовых отходов с одновременной выработкой энергии, разработку
топливных элементов неводородного типа (на боргидратах и алюминии), в том числе
— портативных. Широкий комплекс работ выполнен для задач энергосбережения и
повышения энергоэффективности. Высоко оценены научным сообществом научные
достижения С.В. Алексеенко в области экспериментальных исследований многофазных
течений и особенно волнового движения жидкостных пленок в приложении к
охлаждению мощных компьютерных процессоров и энергетике.
Он — председатель Национального комитета
РАН по тепло- и массообмену, эксперт в области технологии тепловых насосов.
Член рабочей группы по направлению «Энергетика и энергосбережение» Федеральной
целевой научно-технической программы по приоритетным направлениям развития
науки и техники, член Совета по приоритетному направлению Стратегии научно-технологического
развития РФ «Переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике,
повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья,
формирование новых источников, способов транспортировки и хранения энергии».
В 1979 году защитил кандидатскую диссертацию
«Экспериментальное исследование двумерного волнового течения пленок жидкости», 1994
году защитил докторскую диссертацию «Волновое течение пленок жидкости»,
профессор.
В 1981 году, когда С.В. Алексеенко
работал в Красноярском государственном университете, при его активном участии
была сформирована Кафедра теплофизики — с этого времени его научные интересы были
связаны с теплофизическими основами создания нового поколения тепловых
электростанций, работающих на углях Канско-Ачинского топливно-энергетического
комплекса. Через семь лет, вернувшись в Институт теплофизики, С.В. Алексеенко
создал лабораторию в рамках формировавшегося отдела теплоэнергетики.
Основные области его исследований включают
разработку теплофизических основ создания современного энергетического и энергосберегающего
оборудования, новых типов вырабатывающих энергию устройств, изучение процессов
тепломассопереноса и гидродинамики в пленочных, закрученных и струйных
течениях, термической переработки твёрдых бытовых отходов.
С 1992 года С.В. Алексеенко задействован как
исполнитель и руководитель в исследовательских контрактах с Air Products &
Chemicals в области сжижения природного газа, топливных элементов, анализа
горения топлива, производства энергоресурсов и моделирования процессов в
дистилляционных колоннах с регулярной структурой. Результаты исследований
пленочных и струйных течений, проведенных им и под его руководством, с 2002
года используются этой компанией для модернизации конструкций и проектирования
новых криогенных дистилляционных колонн для производства водорода, кислорода и
т.д., а также теплообменников для сжижения природного газа.
Под руководством С.В. Алексеенко формируются новые
подходы к химии топлив и химической электроэнергетике, фундаментальные основы
технологии получения водорода как топлива для электрохимических генераторов,
осуществляется математическое моделирование различных газификаторов на угле. Он
занимается реализацией методов термической переработки твердых отходов с
одновременной выработкой энергии, моделированием процессов разделения воздуха в
криогенных насадочных колоннах. Ведутся работы по созданию теплогидравлических
кодов нового поколения, обеспечивающих безопасную работу атомных станций,
разрабатываются топливные элементы неводородного типа, в том числе портативные,
занимается применением перфторуглеродов в качестве озонобезопасного
теплоносителя.
Широкий комплекс работ выполнен им для задач
энергосбережения и повышения энергоэффективности, под его руководством решен
цикл прикладных задач в области угольной энергетики, предложены новые подходы
для решения задач возобновляемой, в том числе гео- энергетики. В результате
реализации программы «Энергосбережение» СО РАН, подготовленной и
скоординированной С.В. Алексеенко как одной из первых подобных программ в
России, разработана система автоматизированного контроля и менеджмента
энергоресурсов. Она позволяет в режиме реального времени рассчитывать
электрические и тепловые энергопотоки, а также контролировать прием оперативных
данных для регулирования баланса используемого топлива и генерируемой энергии
на ТЭЦ.
С прикладной точки зрения, его основные научные
усилия сосредоточены на задачах, связанных с проектированием экологически
безопасных тепловых электростанций (моделирование процессов горения газа, угля
и жидкого топлива), разработкой новых типов горелок, а также методов
термической переработки твердых бытовых отходов с целью генерирования тепловой
энергии, моделированием процессов сжижения природного газа и т.д.
Значительный вклад внесен в разработку
экспериментальных методов и приборов, в частности, электродиффузионного метода
диагностики потоков, теневого метода измерения толщины пленок и новейшего
полевого метода измерения скоростей — Particle Image Velocimetry, а также
эндоскопического оборудования. Путем применения методов лазер-индуцированной
флуоресценции, трехкомпонентной лазерной анемометрии и Particle Image
Velocimetry впервые получены данные по тонкой структуре перемешанных пламен,
демонстрирующие наличие спиральных когерентных структур с прецессией вихревого
ядра. Высокоскоростная съемка и специальные методы обработки сигналов позволили
впервые описать процессы волнообразования со срывом капель в кольцевых
газожидкостных потоках. Разработана и доведена до опытно-промышленного образца
оригинальной конструкции жесткая зрительная трубка, которая впервые может быть
использована как одноразовый эндоскоп в медицине.
С.В. Алексеенко известен как ученый, стоявший у
истоков современных представлений о динамике волновых пленочных течений и
процессов тепломассопереноса в них. Принципиальные результаты получены им и его
сотрудниками при исследовании закрученных и струйных течений, где важную роль
играют крупномасштабные вихри — эти работы находятся сейчас на переднем крае
современной гидродинамики.
Научная деятельность С.В. Алексеенко посвящена
исследованию вихревых структур в закрученных потоках, процессов переноса и
нелинейных волн в тонких пленках жидкости, гидродинамики ограниченных
турбулентных струй. Новые фундаментальные результаты получены при изучении
процессов тепломассопереноса и нелинейной устойчивости тонких пленок жидкости и
кольцевых газожидкостных потоков, вихревых и когерентных структур, турбулентных
струй, интенсификации теплообмена. Он занимается разработкой новых экспериментальных
методов. Получил новые фундаментальные результаты — обнаружил многоспиральные
вихревые структуры, им описаны новые типы неустойчивости и различные виды
солитонов, дано объяснение механизмам интенсификации процессов переноса волнами
при конденсации и испарении в тонких пленках жидкости и ривулетах, разработаны
методы управления турбулентной структурой струй и факелов. Результаты этих
исследований имеют прямое отношение к энергетическому оборудованию.
Разработанные под руководством С.В. Алексеенко и при
его участии оптические методы диагностики и результаты исследований вихрей и
течений за лопатками гидротурбин используются на протяжении последних 20 лет
для усовершенствования гидравлического оборудования на Ленинградском
металлическом заводе (ПАО «Силовые машины»). Недавние открытия, касающиеся
явления перезамыкания вихрей в отводе, открывают новые возможности контроля
режимов работы гидроэлектростанций. Это же явление отвечает за вспышки на
Солнце и, соответственно, за климатические изменения на Земле. За исследования
волновых и вихревых явлений С.В. Алексеенко был удостоен премии имени академика
Г. Г. Черного. Особенно высоко оценило научное сообщество, что
экспериментальные исследования многофазных течений, волнового движения
жидкостных пленок дают продвижение в проблеме охлаждения мощных компьютерных
процессоров.
Двадцать лет С.В. Алексеенко возглавлял Институт
теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН — крупнейшее за Уралом научное
учреждение, активно занимающееся исследованиями в развитии источников энергии.
Он убедил коллег, что на исследовательском коллективе Института лежит важнейшая
задача по формированию теплофизических основ энергетики, что невозможно сделать
без новых идей и исследований. Как руководитель, он развил в Институте исследования
в области возобновляемых источников энергии — впервые в мире было запущено
массовое производство топливных элементов на боргидридах, изготовлены
лабораторные образцы топливных элементов на алюминии, предназначенные для
суровых условий эксплуатации, например, в Арктике. По его инициативе в
Институте ведутся работы по совершенствованию турбин ГЭС.
С.В. Алексеенко участвовал и участвует сегодня
в реализации проектов, поддерживающих ведущие научные школы, а также интеграцию
вузовской и академической науки. С 2002 года Институт теплофизики под его
руководством реализует исследовательский контракт с компанией More Energy
(Израиль), в результате чего в Ирландии было запущено первое в мире серийное
производство (до 1,5 млн единиц в месяц) портативных топливных элементов на
основе боргидридов.
В 2011 году возглавляемым им коллективом
создана оригинальная промышленная водоугольная котельная мощностью 2 МВт,
работающая на водоугольном топливе и построенная в Кемерово в 2015 году. Запущен
котел мощностью 10 МВт, планируемый в качестве базового источника энергии для
малой энергетики. Технология применения микроугля (вместо более дорогостоящих
мазута или газа) для воспламенения и розжига котлов, работающих на низкосортных
углях, разработанная в Институте при непосредственном участии С.В. Алексеенко,
успешно реализована в 2014 году на Беловской ГРЭС.
При активном участии С.В. Алексеенко в
Институте теплофизики установлены прочные контакты с ведущими научными центрами
Франции, Великобритании, Нидерландов, США, Португалии, Бельгии, Германии,
Японии, Бразилии, Индии, Китая и других.
По его инициативе в 1999 году
возобновлено проведение конференций «Семинар вузов по теплофизике и энергетике»,
способствующих интеграции академической и вузовской науки, энергетических предприятий
— конференция стала Всероссийской, охватив всю страну от Владивостока до
Санкт-Петербурга. Он участвует в работе Всероссийских и Международных
конференций и семинаров, является председателем и членом оргкомитетов
нескольких из них.
Институт теплофизики под руководством С.В.
Алексеенко стал лидером не только в России, но и в мире по многим научным
направлениям, в 2017 года он передал руководство Институтом, оставаясь его
научным руководителям.
Как руководитель и как ученый С.В.
Алексеенко — известный инициатор развития петротермальной энергетики
(использования высоких глубинных температур недр Земли) как одной из самых
свежих мировых энергетических тенденций. Это направление подразумевает
использование стандартных тепловых циклов и современных бинарных термодинамических
циклов, а также тепловых насосов нового поколения. Недавно он предложил открыть
экотехнопарк, основной задачей которого станет отработка оригинальных
термических и плазменных технологий для решения «мусорного вопроса». К его
большому сожалению, разработки коллектива Института, в отличие от практики зарубежных
коллег, в основном «пылятся на полках» из-за невостребованности.
Из интервью С.В. Алексеенко: «Традиционная
геотермальная энергетика базируется на использовании горячей подземной воды,
запасов которой немного. А вот петротермальная энергетика основывается на
извлечении энергии из глубинных сухих пород Земли. Впервые идею выдвинул
Константин Циолковский — еще в 1897 году, потом ее использовал академик В.А. Обручев.
Как всегда — мы первые предложили, но не мы первые реализовали.
Как функционирует петротермальная
энергетика? Нужно пробурить две скважины на глубину от трех до десяти
километров (технически достижимые глубины). Температура там достигает 350
градусов. Если мы туда через одну скважину закачаем холодную воду, то она там
нагреется, и затем через другую скважину получаем горячую воду или пар, которые
подаются на обычную тепловую станцию. В обозримом будущем петротермальная
энергетика может заменить собой углеводородное топливо, и это не фантастика: петротермальной
энергии достаточно, чтобы навсегда обеспечить энергией все человечество. Но
пока эти технологии находятся на стадии научных исследований и пилотных
проектов.
Тепло из-под земли можно брать откуда
угодно. Важно: если других источников энергии нет, тогда это незаменимый
вариант. Т.е. вопрос в рентабельности. Решение зависит и от тарифов на
электроэнергию: разумеется, если они невысокие, то проще поставить
дизель-генератор и потреблять электроэнергию. Но если это отдаленное место — туда
очень непросто завезти дизельное топливо, скажем, на Север или Курильские
острова. На территории домовладения бурятся несколько скважин и — пожалуйста,
получай тепло, а при желании и электричество. К тому же сразу и экономика, и
экология в плюсе. И еще — это распределенная генерация, потому что в отдаленные
места электрическую сеть не потянешь. Главное отличие России от других
государств — у нас большая территория, и много регионов, куда невыгодно тянуть
линии электропередачи или прокладывать газопровод. Поэтому наиболее оптимальным
вариантом будет сочетание централизованной и децентрализованной энергетики.
Безусловно, централизованная энергетика
— великое достижение России. Однако, учитывая, что в стране много удаленных
регионов, не обеспеченных энергией, особенно остро встает вопрос о применении
технологий децентрализованной, распределенной генерации — так что отрасль малой
распределенной энергетики имеет огромные перспективы.
До сих пор наш проект петротермальной
энергетики был поддержан на всех стадиях, у нас имеются очень серьезные
партнеры из нефтегазового комплекса, а также многие университеты и
научно-исследовательские институты, т.е. мы готовы выполнить все задачи,
которые сформулировали. Наша заявка одобрена Советом по энергетике РФ и
находится на рассмотрении в комиссии при Правительстве — ждем ответа.
Следует сказать, что в мире это
направление очень активно развивается. Сегодня самые большие успехи в развитии
петротермальной энергетики имеют место в США, в этом направлении активно
работают французы, англичане, австралийцы, японцы. К примеру, к 2050 году в США
в пересчете на мощность планируют извлекать 60 ГВт в виде электрической энергии
и 320 ГВт тепловой. Для сравнения: на сегодняшний день все теплоснабжение
России составляет 175 ГВт. У американцев уже есть пять опытных станций и одна
небольшая коммерческая, мощностью 1,7 МВт. Продемонстрирована техническая
возможность получать тепло с глубин порядка 5 километров. Там эта программа
разработана и поддерживается министерством энергетики США. Вначале бюджетные
деньги используются для научной проработки, потом подключаются инвесторы,
создаются пилотные установки и только затем начинается массовое производство.
Я утверждаю, что единственный
по-настоящему экологичный, безотходный и, самое главное, неисчерпаемый ресурс —
это подземное тепло. Другие способы получения возобновляемой энергии —
ветряная, солнечная — нестабильны и наносят вред окружающей среде. Петротермального
тепла достаточно, чтобы обеспечить человечество энергией навсегда с учетом конечного
срока жизни цивилизации. Так, американцы оценили, что для их условий технически
доступной петротермальной энергии хватит на 50 тысяч лет.
Увы, наша проблема в том, что о
петротермальной энергии в России мало кто знает. Почему разработки не востребованы?
В последнее время звучат мнения, что в России недостаточно инноваций, в том
числе потому, что научная среда работает плохо. Абсолютно не согласен. Одна из
главных причин в том, что есть большой «зазор» между академическими
исследованиями и промышленностью. Если раньше у нас было много конструкторских
бюро и отраслевых институтов, то сейчас вообще нет такого понятия, как
отраслевой институт. Мы пытаемся восполнить эту гигантскую нишу разными
способами, но из-за отсутствия конструкторских бюро у нас фактически связаны
руки. Да, можем провести исследование и сказать, будет ли эффект или как будет
происходить процесс, но сконструировать ничего не можем — значит, должны
подхватывать другие. У нас есть хороший академпарк, он в основном работает на
нужды малой промышленности, но есть же большая промышленность, большая
энергетика — кто будет заниматься ими?
Люди научились считать деньги, а новое —
это не всегда выгодное уже сегодня. Значит, нужна планомерная государственная
политика, потому что это будет выгодно завтра. Нужен специальный наукоёмкий
бизнес, который у нас в России только зарождается. В России есть федеральная
целевая программа, но ее недостаточно. Необходимо сформировать целую систему —
инновационную инфраструктуру, частью которой могут стать технопарки, но не
стоит полностью полагаться только на них. Должны быть стимулы для развития
инноваций, нужно поддерживать перспективные разработки, проводить конкурсы для
определения наиболее эффективных решений. За научные исследования никто, кроме
государства, платить не будет. У нас же многие компании занимаются ими на свой
страх и риск».
Среди учеников С.В. Алексеенко 1
академик РАН, 3 доктора наук и 6 кандидатов наук.
Он — автор и соавтор более 600 научных
работ, опубликованных в ведущих международных и отечественных изданиях, 11
монографий (2 из них изданы за рубежом на английском языке), двух учебных пособий
и ряда методических указаний, обладатель более 50 патентов на изобретения.
Специалистам известны его труды, написанные индивидуально или в соавторстве: «Феноменологическая
теория процессов переноса в сплошных средах» (учебное пособие по спецкурсу), «Wave Flow
of Liquid
Films», «Введение в Теорию Концентрированных Вихрей»,
«Теория процессов переноса в сплошных средах», «Theory of Concentrated
Vortices. An Introduction», «Sustainable Energy Technologies», «Nonlinear
waves in a rivulet falling down a vertical plate», «New ecology safe
waste-to-energy technology of liquid fuel combustion with superheated steam», «Геотермальная энергия», «Coal-water slurry atomization in a new pneumatic
nozzle and combustion in a low-power industrial burner», «Mass and momentum
transport in the near field of swirling turbulent jets. Effect of swirl
rate», «Waste-to-Energy», «Процессы
переноса и структура волновых плёнок жидкости, турбулентных струй и вихревых
потоков» и др.
Главный редактор журнала «Теплофизика и
Аэромеханика», зам. главного редактора журналов «Journal of Engineering
Thermophysics», «Промышленная теплотехника», член редколлегий научных журналов:
«Experimental Thermal
and Fluid
Science», «Multiphase Science and Technology»,
«Инженерно-физический журнал» (Минск), «Прикладная механика и техническая
физика», «Тепловые процессы в технике», «Interfacial Phenomena and Heat
Transfer», «Известия Томского политехнического
университета», «Вестник Новосибирского госуниверситета». Серия: Физика, «Журнал
Сибирского федерального университета». Техника и технологии, «ЭНЕРГИЯ:
экономика, техника, экология», интернет-энциклопедия «Thermopedia».
Член Бюро Отделения энергетики, машиностроения,
механики и процессов управления РАН, член бюро Президиума СО РАН, с 2017 года —
председатель Объединенного ученого совета по энергетике, машиностроению,
механике и процессам управления СО РАН, заместитель председателя Научного
совета РАН по возобновляемым источникам энергии, председатель
Научно-координационного совета СО РАН по энергосбережению, член Национального
комитета по тепло- и массообмену РАН, член Научного совета РАН по комплексным
проблемам развития энергетики, председатель Национального комитета РАН по
тепломассообмену, член Национального комитета РАН по теплофизическим свойствам
веществ, член Ученого совета НГУ и Физического факультета НГУ, председатель
двух докторских диссертационных советов при ИТ СО РАН и НГТУ, член
наблюдательного и Попечительского советов ОАО «Технопарк Новосибирского
Академгородка».
Член Совета по грантам Президента РФ, председатель
секции «Возобновляемые источники энергии» Совета по приоритетному направлению
Стратегии научно-технологического развития РФ, член Национального комитета по
теоретической и прикладной механике, член Российского Национального комитета по
механике, член Научно-технического совета «Газпром-Энергохолдинг», член
Экспертного совета фонда «Глобальная Энергия», член Межрегиональной ассоциации руководителей
предприятий, член Координационного совета по энергоресурсосбережению
межрегиональной ассоциации «Сибирское соглашение».
Член Дирекции межрегиональных программ и
Экономического совета мэрии г. Новосибирска, член Научного экспертного совета
Новосибирской области, член Научного экспертного совета при Правительстве
Новосибирской области.
Член Международного комитета по тепло- и
массообмену, член Международного комитета по теплообмену, член Экспертного
совета по присуждению Международной премии «Малая энергетика — большие
достижения». Член Американского физического общества (American Physical Sоciety), член Общества химической промышленности (Society of Chemical Industry), член European Mechanical Society, член EUROMECH, член Бюро конференций EUROMECH, член Scientific Council of the International Centre for Heat and Mass Transfer,
член Governing Board of International Conferences on
Multiphase Flow, член Assembly of World Conferences on Experimental Heat
Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, член Assembly for International Heat Transfer Conferences
(AIHTC).
Председатель Совета Новосибирского Дома
учёных. Многие годы возглавлял Общественный совет по физической культуре и
спорту Новосибирского научного центра СО РАН, в ведении которого плавательный
бассейн, лыжная база, спорткомплекс «Юность», яхт-клуб «Наука», стрелковый и
горнолыжный комплексы, теннисный корт, каток для фигурного катания.
С.В. Алексеенко — автор ряда фотоальбомов
и многих фотовыставок про разные уголки мира, где побывал: Аргентина и Индия,
Тибет и Китай, Монголия и Исландия, США и другие страны; также он частично
прошёл и запечатлел на фото маршрут легендарной Центрально-Азиатской экспедиции
Н.К. Рериха в Индии и Тибете.
Награжден медалью ордена «За заслуги
перед Отечеством» II ст.
Лауреат премии Правительства РФ.
Удостоен международной премии имени
академика А.В. Лыкова, премии «Глобальная энергия», премии и медали им.
академика Г.Г. Черного (Российского Национального комитета по теоретической и
прикладной механике), Международной премии «Малая энергетика — большие
достижения», медали Федерации космонавтики «Полёт Ю.А. Гагарина», юбилейной
медали «300 лет Российской академии наук».
Ему присвоено почетное звание
«Заслуженный деятель науки Новосибирской области», награжден золотым знаком
«Достояние Сибири» в номинации «Наука и образование».
Отмечен премией памяти Митрополита
Московского и Коломенского Макария (Булгакова).