Перспективные технологии России

Господа:

                Лично моё видение совокупности российских проблем базируется на обзоре Паршева "Почему Россия - не Америка": http://lib.ru/POLITOLOG/PARSHEW/parshew.txt.

                Вкратце, рассмотрение климата России показывает насколько этот самый климат хуже чем в других странах: в среднем он холоднее, солнца меньше, переходов через 0 градусов (это когда вода заползает во всякие дырочки, замерзает, расширяется и лёд разрушает все конструкции) больше чем у других. Посему урожайность ниже чем у партнёров, плотность населения ниже, дороги длиннее - и разваливаются благодаря климату быстрее. Соответственно, сложная перерабатывающая промышленность оказывается неконкурентноспособной: в какой-нибудь ЮВА можно было поставить фанерные сараи, соединить долгоживущими дорогами - и нанять население на работу за чашку риса в день. В России же похожая фабрика должна быть сделана из кирпича, дороги нужно часто латать, а народ ест больше - чисто чтобы оставаться в тепле. Соответственно, когда капиталу открыли границы, он ломанулся туда где климат благоприятствовал повышенной отдаче на вложения - и большая часть населения России оказалась не при деле.

                Карту плотности населения России, коррелирующую с климатом, и соответствующие комментарии можно найти у ув. Анпилогова: http://alex-anpilogov.livejournal.com/139352.html

                Для эффективного развития российской экономики, кмк, государство должно сделать приоритет (сконцентрировать вложения) на тех отраслях/ в тех технологиях которые должны принести бОльшую отдачу в России, нежели в других странах. Поэтому если кто-то вносит предложение о развитии какой-то новой технологии, то автор должен объяснить, почему эта технология окажется более подходящей имено для России - и что если Россия потратит 10 лет на её развитие, то через 20 лет не обнаружит что технология уплывёт к китайцам, а китайцы завалят российский рынок продукцией этой самой технологии по расценкам, делающим своё собственное производство неконкурентноспособным.

                Касаясь технологий, приоритет должен сконцентрироваться на технологиях использования холодного, континентального климата и низкой плотности населения страны в условиях уменьшающихся выработок, отдачи и продаж нефти и газа.

Аналогичныепредложения

                Уважаемый Алексей Анпилогов предлагал сконцентрироваться на развитии 3-мерной печати - технологии, позволяющей резко снизить сложность изготовления всяких вычурных деталей - и таким образом сократить затраты на транспортировку. Он же предлагал сжижать газ для последующей транспортировки на полюсе холода в Оймяконе. Чтобы сам холод использовался как неустранимое преимущество российского климата.

                Уважаемый Островцов предлагал разместить связку ядерных реакторов и ветряков на Новой Земле. Эту энергию он предлагал использовать для превращения СО2, привозимого на танкерах из других стран, в диметиловых эфир, увозимый в тех же танкерах. Лично мне этот вариант не импонирует по нескольким причинам: 1) Климат Новой Земли. Во время частых снегопадов там ничего не видно дальше руки. Вообще ничего. И там пропадали люди, которым нужно было перейти между соседними зданиями. Поэтому строительство ядерных реакторов я считаю слишком опасным. 2) Танкеров, возящий СО2, сейчас нет. Построят ли их партнёры только потому что Россия что-то построила у себя - сомневаюсь.  3) Рынок диметилового эфира мал; соответствующих танкеров нет.

                Однако, если будет развита другая форма вывоза энергии (например, в форме магния, полученного электролизом морской воды, или лития - что потребует много энергии на обогащение/ выделение из океанской воды), то это повысит шансы внедрения технологии.

Мои предложения

                Мои предложения о направлениях развития и технологиях, перспективных для специфических российских условий, особенно Сибири:

1) Зелёная энергетика: размещение дешёвых тонкоплёночных солнечных панелей (плёнок) на дирижаблях, поднятых над уровнем облаков. Низкая температура и бОльшая освещённость (возникшая из-за отсутствия облаков и разворачивания панелей перпендикулярно солнцу) приведёт к бОльшей выработке ээ на них чем на наземных кремниевых или CdTe панелей с фиксированным углом налкона.  Я надеюсь что этот выигрыш более чем скомпенсирует затраты связанные с подъёмом троса (кабеля) и затратами на технологию дирижаблей. Низкая плотность населения приведёт к тому что эти дирижабли с тросами не будут так сильно мешать самолётам, как в более густонаселённых районах западных партнёров  - что, опять-таки, приведёт к конкурентнум преимуществам использования этой технологии в специфических условиях России.

Ссылки:     Guiming Peng, Xueqing Xu, and Gang Xu. Hybrid Organic-Inorganic Perovskites Open a New Era for Low-Cost, High Efficiency Solar Cells.  Hindawi Publishing Corporation Journal of Nanomaterials Volume 2015, Article ID 241853, 10 pages http://dx.doi.org/10.1155/2015/241853

http://cleantechnica.com/2010/04/13/could-huge-solar-blimps-haul-cargo-fast-and-clean-at-30000-feet/ -

По моим прикидкам, для поднятия тонкоплёночных панелей потребуется дирижабль толщиной только 20 см. На его наполнение водородом уйдёт ~11 часов.

2) Традиционная энергетика: Развитие добычи метана из болот и газгидратов - чтобы избежать дорогой прокладки сети газопроводов.

Другие технологии: добыча, изотермальная сушка и утилизация торфа - сырья и топлива. Например, для сушки торфа его можно обрабатывать диметиловым эфиром под давлением (т.кип = -24С), фильтровать, затем откачивать эфир из смеси восы с эфиром под пониженым давлением. Такой способ сушки позволит обойти затраты тепла на испарение воды.

3) Транспорт: Создание дешёвых лесополос, покрытых плёночным покрытием (например, сополимером полиэтилена с полипропиленом или лигнином) для транспортировке суднами на воздушной подушке и/или экранопланами. Прокладка лесополос и их поддержание в рабочем состоянии будут дешевле прокладки/ремонта дорог.

4) Технологии основанные на использования жидкого аммиака.

5) Расширение технологий использования возобновляемого материала – древесины, в которой сосредоточена значительная часть биомассы Сибири.

а) Использование для еды: пропитка древесины жидким аммиаком вызовет декристаллизацию целлюлозы; последующее нагрев и резкое снятие давления вызовет взрыв древесины, так что её углеводы станут доступны для ферментов, например, грибов. Процесс называется AFEX. На этой древесине можно выращивать грибы (лучше - грибы, так как, в отличие от КРС, они не тратят энергию на обогрев). Грибы есть самим.

Ссылка: MARK T. HOLTZAPPLE,* JAE-HOON JUN, GANESH ASHOK, SRINIVAS L. PATIBANDLA, AND BRUCE E. DALE, The Ammonia Freeze Explosion (AFEX) Process A Practical Lignocellulose Pretreatment. Applied Biochemistry and Biotechnology, Vol. 28/29, 1991, 59-74.

б) Оставшийся после съедения углеводов лигнин использовать на покрытие дорог/лесополос, как клей для брикетов, делать из него пену для теплоизоляции.

в) Развивать технологию 3-мерной печати лигнином.

6) Направления в строительных технологиях: а) Развитие пеноматериалов для утепления жилищ. б) Развитие мембранные технологий для выделения СО2 + Н2О из воздуха и обмен с кислородом воздуха окружающего пространства для снижения потерь тепла при вентиляции. в) Развитие прозрачных материалов стёкол, обладающих особенно сильным парниковым эффектом, используемых для пассивного обогрева. г) Развитие технологий использования древесины в строительстве.

                В идеале, как мне представляется, строительство в Сибири будет выглядеть так: на подготовительную площадку привезут якорь к которому присоединят трос/кабель, к другому концу которого присоединят цепочку сдутых дирижаблей с солнечными панелями. Когда на дирижабли посветит солнышко, они начнут вырабатывать электричество - которое вначале уйдёт на выработку водорода, который их будет надувать. Надувшись, они взлетят выше уровня облаков - и обеспечат строительство энергией.

                Затем на стройплощадку прийдут лесорубы, которые свалят несколько деревьев. Потом прибегут строительные роботы-пауки, как в статье http://www.gizmag.com/siemens-3d-printing-spider-robots/42957/. Эти пауки соберут деревья, распилят и сложат в реактор где древесина будет обработана: а именно, гемицеллюлоза будет удалена, ковалентные связи между лигнином и целлюлозой будут разрушены, и в результате получится материал с механическими свойствами древесины - но только растворимый в жидком аммиаке. Эту древесину растворят в аммиаке со стеаратом натрия (мылом) и заправят раствор в строительных роботов-пауков. Пауки за неделю работы сваяют дом из пенодревесины. Затем в дом вставят сделанные в городах детали, полученные в сложных многостадийных процессах, и жильё будет готово.

7) Технологии хранения электричества - выработанного длинными нежаркими летними днями для исполЬзования длинными зимними ночами.

8) Технологии медленных многостадийных процессов, протекающих на холоде, требующие значительных объёмов и площадей для оборудования и человеческого участия. Грубо говоря, нужно занять народ длинными холодными ночами - чтобы не спивался. Самыми перспективными процессами являются биотехнологические. В идеальном процессе одну тонну древесины микробы перерабатывали бы полгода при -10С - и выработали бы один грамм какого-нибудь ценного лекарства, которое можно было бы продать в других странах. Такой процесс идеально подходил бы для длинных холодных сибирских ночей - и был бы более выгоден (конкурентноспособен)  если его проводить в Сибири вместо того чтобы вырубить лес и перевезти лес в Китай, где на переработку потребуется слишком много энергии на охлаждение.

9) Развитие других технологий холода - например, электролитическое восстановление распространённых элементов (Mg, Al, Fe, Ti, Si) при низких температурах в быстро прерываемых/быстро перезапускаемых процессах.

                Конструктивные  добавления и комментарии читателей отвечающие на вопрос "Что делать?" всячески приветствуются.