Люди цифры. Шесть взглядов на новую энергетику
И все же это поражает. Для реализации АГСЭ вам потребовалось собрать на себе знания о виртуальных синхронных машинах, особенностях применения ВИЭ и систем накопления энергии, мультиагентном управлении, распределенных реестрах и смарт-контрактах, рыночных методах управления гибкостью. Это сильно разные области знаний: механика, электрохимия, теория управления, искусственный интеллект, киберфизика, рыночная теория. Как так получилось, что этот сложный синтез знаний произошел? Насколько здесь факт личности в истории важен? Можно ли собрать прорывное решение «демократическим путем» на основе отбора предложений разных участников процесса?
Я думаю, нет, важна личность. Может, даже не для синтеза на себе всех этих знаний, а для принятия ответственных решений. Возьмем Стивена Джобса. Он был фактически менеджер проекта, у него в голове и рынок, и дизайн, и определенные технические решения.
Но главное – он не боялся принимать сложные, иногда интуитивные решения.
Но мне кажется, что это не уникумы. Такие люди рождаются, их достаточно много, не все, правда, реализуются.
О предпринимательстве
Вы вспомнили Стивена Джобса, а он был силен в коммерциализации совершенно новых вещей. Интересно узнать, как вы преодолели в себе барьер коммерциализации – перехода от изобретенного технического решения к его продвижению на рынке?
Стивен Джобс
Мне в какой-то степени повезло. Опять же, это связано с НПО им. Лавочкина. Тогда замом генерального конструктора был Игорь Григорьевич Ханин, довольно одиозная личность, выходец из Днепропетровска, КБ «Южное», друг бывшего президента Украины Леонида Кучмы. Днепр – это сильные коммерческие ребята. В Днепропетровске надо было жить хорошо, плохо жить было стыдно. Они «варили» всегда, и в Советском Союзе, и в рынке, жили хорошо. Ханин закончил ДГУ, немножко поработал и быстро поднялся в КБ «Южное», потом его поставили главным инженером КБ «Орбита». Чем он занимался? Он строил, и в стройке он был бог! Он так матерился, это такие были совещания, я, когда попадал на них, у меня уши пухли. Тем не менее, его уважали.
Команда Ханина пришла в НПО им. Лавочкина. Наступает перестройка, открывается граница, раскрепощаются экономические отношения. После путча 1991 года, когда все однозначно стронулось в направлении рынка, Ханин говорит: «Так, всё, мы в рынке! Все забудьте! Никаких заказов, ничего нет. Только зарабатываем бабки на рынке!» И мы пошли в этом направлении. Но еще до путча он уже организовал бизнес по поставкам компьютеров, он со мной говорил про коммерциализацию. Я ему отвечал: «Чтобы я занимался куплей-продажей! Нет!» Он на меня смотрел, как на больного. Это я позже понял, что выглядел убогим в этом смысле. Со временем моя ментальность изменилась, я уже был заточен на коммерциализацию. Да, произошла эта ломка: от «что это такое» до «только так и надо».
Как сейчас с коммерциализацией ваших разработок в МФТИ?
Я все время думаю о коммерциализации наших разработок. Мы видим несколько рынков: микрогриды и накопители на стороне потребителей, энергоснабжение изолированных территорий. Эти два направления выглядят достаточно живыми сегментами рынка, там есть способы извлечения экономического эффекта от применения новых технологий, и ими стоит заниматься.
Никто пока не верит, что АГСЭ – решение, с которым мы приходим к заказчику, экономически будет лучше уже имеющихся решений. Хорошо уже, что верят, что по технике получится, ведь российский опыт гибридизации энергоисточников пока больше отрицательный. А почему отрицательный? Потому что задачей не занимались КБ. Этим занимались группы, которые не работали по правилам КБ, либо подходили к этому не как к системе, а как к установке. Поэтому в России пока нет даже технического опыта, убеждающего инвесторов вкладывать деньги в подобные решения. Потому что были плохие решения! Для коммерциализации наших разработок мы должны преодолеть барьер недоверия.
Исполнительный директор Института арктических технологий МФТИ Юрий Васильев рассказывает о проекте АГСЭ Председателю Правительства Дмитрию Медведеву
О новом ГОЭЛРО
Игорь Леонидович, последний поворот в нашей беседе, он немного философский. Я считаю, что будущее надо строить, а не ждать, каким оно сложится. Но для такого строительства тоже нужен проект, «проект будущего». Есть ли у вас какое-то целевое видение, которое Вы своей работой хотите реализовать?
Есть, конечно! Сначала это было интуитивно… Специализация у меня была не электрические системы, а электроснабжение. А электроснабжение было на задворках электроэнергетики. Когда на кафедре я стал более-менее осваиваться, я стал говорить, что надо делать системы электроснабжения. Интуитивно мне хотелось, чтобы они такими были. Было просто «энергоснабжение промышленных предприятий и городов», а мне тоже хотелось здесь строить системы, как в большой энергетике, – это то, что сейчас мы называем микрогридами. Это были 70-е годы. Сегодня для меня серьезным драйвером является желание показать, что эти микрогриды, новые кластерные энергосистемы, основанные на Интернете энергии и Transactive Energy, становятся самостоятельными сущностями.
Вообще, я считаю, что человечество сильно в развитии энергетики зависло. Она должна в ближайшее время, лет за 50, измениться кардинально, где-то должен случиться прорыв. Цифра этот процесс подталкивает. Мне представляется, что мы создадим кластерную энергетику, где будет много ВИЭ, распределенных источников энергии, средств концентрации энергии из окружающей среды. Это будет совсем другой мир. И по социальному устройству все тоже сильно изменится.
А где должен наступить прорыв?
Прорыв сам по себе не наступит. Его нужно выращивать, это совершенно верно. Выращиваем мы его каким образом? Мы знаем, что вокруг Земли большое количество энергии в том или ином виде. Надо ее просто запускать в оборот. Вот говорят про термояд… Когда Василий Павлович Мишин после Королева пришел на «Энергию», то он говорил: «Да эти ядерщики… Никогда нельзя создать энергетику на делении вещества. Только на синтезе!» Где этот синтез, где термояд? Да, сделано много классной работы. Да, много всего было. Но я в это не верю. Я верю в то, что придет технология концентрации энергии из окружающей среды, в какой-то степени ветроэнергетика и солнечная энергетика – это примитивные еще способы решения данной задачи. Но они уже позволяют нам собирать эти правильные системы энергоснабжения.
26 октября 2018 года в эфире программы «Мы и наука. Наука и мы» на канале НТВ
Я сейчас считаю, что цифра и киберфизика быстро и очень эффективно должны решить задачу организации новых систем. А затем к этому подтянутся новые технологии извлечения энергии из окружающей среды. Мы увидим, что не надо строить динозавров в виде единых энергетических систем, а нужно делать кластеры микрогридов, которые в той или иной степени между собой взаимоувязаны одноранговой сетью. Но нам еще надо поработать, чтобы такие сети создать.
Новое ГОЭЛРО будет формировать сеть микрогридов, а не единую энергетическую систему. Будет очень много маленьких мышек, а динозавры вымрут. Никуда не денешься.
Вы упомянули, что это повлияет на социальное устройство общества. Очевидно, что если из окружающей среды можно собрать и сконцентрировать энергию в достаточном объеме, чтобы в точке обитания человек мог полностью обеспечить свою жизнедеятельность, то снижается социально-политическая зависимость. Энергетическая автономия при синергии на основе одноранговых сетей полностью меняют основания для социальной связности…
Да. Сейчас же идет борьба за энергетические ресурсы, которые неравномерно расположены на планете, и доступ к ним ограничен. А на примере цифры мы видим, что информационные ресурсы оказались доступны всем, мы ими пользуемся и можем даже что-то создавать. Энергетические ресурсы могут стать такими же доступными, как информация, исчезают различного рода социальные зависимости. Мир поменяется весь. Это и будет основание для «города солнца» Кампанеллы. А за что бороться? Инструменты есть, энергия и информация доступны. Заниматься надо будет культурой. То есть надо энергетическую парадигму переломить. А мы фактически этим занимаемся, создавая в меру своих сил и возможностей вот эти сети. А физики догонят.
Вы хотите сказать, что в культурологическом смысле цифровая энергетика – это то, что позволяет создать инфраструктуру нового поколения, инфраструктуру децентрализованных сетей (не для динозавров, а для мелких грызунов)?
Да!
А не является ли эта нацеленность на распределенность энергетики временным явлением? Не наступит ли момент, когда будет востребована энергетика с большой концентрацией мощности для решения планетарных, климатических, космических задач?
Я точно считаю, что никаких сверхмощностей не нужно. Задача, требующая сверхмощности, сама по себе опасна. В энергетике должна быть распределенность, в энергетике должен быть оборот энергии, не приводящий к загрязнению окружающей среды. И тут мы говорим, что возникает задача под большие мощности, например, надо запускать ракету. На это я говорю, что скорее не надо запускать ракету. Нужна малая распределенная форма жизнедеятельности. Концентрация – это плохо!
Город Солнца. Утопия становится реальностью
О самом главном
Последний вопрос. Что главное вы поняли в жизни?
Первое – надо максимально поддерживать самореализацию. Самое главное, чтобы была востребованность в тебе и твоих свойствах. Ну и второе – нужен хороший дом и хорошая жена. Самореализация на первом месте!
Спасибо!
Дмитрий Холкин, 28.05.2019Петр Воробьев. Конкретная физика для новой энергетики
Петр Воробьев выступал у нас на семинаре в IC EnergyNet более года назад, ещё находясь в статусе сотрудника Массачусетского технологического института (MIT), – тогда только решался вопрос о его переходе в Сколтех. Яркое умное выступление, вдумчивые ответы на вопросы, искреннее желание понять собеседника. При этом обсуждалась достаточно революционная тематика – условия организации микрогридов на базе электронной генерации, вопросы новой теории управления энергетическими (микро-) системами. Позже я узнал историю Петра, об его учебе и работе в Институте теоретической физики им. Л. Д. Ландау, о переезде в США, об участии в создании Центра энергетических систем в Сколтехе. Сейчас он работает над созданием российского Центра прикладных исследований в сфере новой энергетики. У меня не оставалось выбора, кроме того, как включить его в проект «Люди цифры». Встречайте – Петр Воробьёв, профессор Сколтеха, член Архитектурно-технологического комитете EnergyNet.
Петр Воробьев
О конкретной физике
Начнем с главного. Как ты дошел до жизни такой, что, будучи физиком и работая в престижном Институте теоретической физики им. Ландау, вдруг подался в электроэнергетику и, судя по всему, испытываешь удовольствие от того, чем занимаешься?
В каком-то смысле это история классическая. Не то, что все физики идут в энергетику, нет. Но многие физики идут в приложения. Если сейчас посмотреть на людей, которые занимаются, например, биологией даже в Сколтехе у нас, там огромное количество людей из физики и математики. Ничего удивительного и в том, что физики идут в инженерное дело. Более того, в Америке и Европе абсолютно распространенная ситуация, когда человек получает степень бакалавра по физике, а идет в магистратуру, например, на электроинжиниринг. И это, кстати, приводит к тому, что уровень математической подготовки инженерных кадров в Америке значительно выше, чем в России. Это сильно бросается в глаза, когда общаешься с профессорами, студентами из России и из Америки.
Как конкретно я пришел… Я учился спокойно в Институте Ландау, защищал диссертацию по теоретической физике, которая, однако же, была не совсем теоретической, я скорее назвал бы ее технической физикой. Так получилось, что мой руководитель Владимир Валентинович Лебедев и еще ряд людей исповедовали подход очень такой жизненный. Эти люди, будучи теоретиками, сами испытывают глубокое уважение к экспериментаторам. Когда идут какие-нибудь обсуждения, они всегда очень активно апеллируют к эксперименту, спрашивают: «Как это конкретно на эксперименте видно? Какое отношение имеет ваш результат к эксперименту, к реальной жизни?» И в меня эта культура тоже вошла. И мне всегда очень нравилось, когда я находил в реальной жизни подтверждение своим теоретическим знаниям.
Владимир Лебедев (директор Института теоретической физики имени Л. Д. Ландау РАН)
Эта практика от Льва Ландау пошла?
Да, но не только от него.
Соответственно, потихонечку я там работал. Мои коллеги из Лос-Аламосской национальной лаборатории Костя Турицын и Миша Чертков в какой-то момент времени сказали, что есть хорошие интересные задачи в энергетике, очень актуальные в мире, большое непаханое поле для физиков, и много групп хотят этим заниматься. Мне стало интересно, потому что меня к приложениям тянуло. Если бы это была не энергетика, это было бы другое приложение. В результате я стал с ними работать, сначала в Лос Аламосе, а потом в MIT.
Первую пару лет я вникал. Оказалось, что в энергетике физику разобраться не просто. Это не только электродинамика, уравнения Максвелла, законы Кирхгофа. Не все так просто.
Параллельно при поддержке MIT создавался Сколтех, начинался образовательный процесс. Мы с Костей сделали первый курс для энергетического центра Сколтеха, это был курс по технологии энергетических систем. В нем, как физики, мы объяснили основные процессы в энергосистемах, дали понимание, почему эти системы устроены так.
Большая проблема, которая есть в инженерном образовании, состоит в том, что студентам не очень объясняют, почему все так устроено.
Им дают знания как набор правил. А ведь можно все достаточно просто объяснить, как те или иные решения из физики следуют.
Подтверждаю. Я помню первый твой семинар, который мы провели у нас в IC EnergyNet. Сложные вещи звучали очень доступно… Как тебе, физику, удается достучаться до отраслевых специалистов?
Это мой личный подход. Мне всегда нравится задавать вопросы: «Как это в реальной жизни устроено?» Мы бесконечно долго спорим с тем же Костей Турицыным. Когда он говорит, что решает задачу переходной устойчивости электросетей, я его спрашиваю о том, как сейчас поступают люди в системном операторе. Что они конкретно делают? Он говорит: «Ну они там какие-то вычисления гоняют». Я говорю: «Давай по шагам. Скажи конкретно. Представь, что завтра во всей красе ты решил задачу, пусть тебе „сверху“ кто-то спустил решение. Что ты с этого получишь? Что конкретно ты внедришь в практику?» И этот спор бесконечный.
Константин Турицын (Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology)
Вот у нас последняя работа вышла про частоту, про настройку зон нечувствительности, про роль инерции. С точки зрения физики получился достаточно рядовой результат, стандартные методы применили. Мы с Костей обсуждаем, я говорю: «Мне понравилась статья. Опубликована в престижном журнале». Он говорит: «Там нелинейность можно было бы аккуратнее расписать». Я отвечаю: «А зачем? Это бы не добавило новых практических знаний. Мы четко ответили на практически важные вопросы. Прямо вот очень прямые ответы дали. Есть данные реальных экспериментов в Техасе, они подробно описаны инженерами, и эти результаты никто не понимал. Есть данные частотных измерений из Англии, из Ирландии… Инженеры это не понимали, на вопросы ответов у них не было. Мы ответили простым образом. То, что при этом я эту нелинейность красиво и элегантно не выписал, лично меня вообще не волнует».
О «мостиках» между наукой и индустрией
Мне представляется, что для проведения исследований и разработок в сфере современной энергетики требуется сложный синтез знаний из разных научных дисциплин и областей практик. Как в вашей работе этот синтез знаний происходит? Или человек должен быть энциклопедически развитым, или должна быть специально организована какая-то коллективная деятельность?
Коллективная! На 100%! Мой опыт в этом очень хороший. Когда я делаю доклады, то заостряю на этом внимание. Я не просто упоминаю своих соавторов, но также объясняю кто они такие, и почему важно, что именно они оказались в команде. Вот, например, в тех работах по микрогридам, о которых я рассказывал у вас на семинаре, я четко говорил, что это хороший пример коллаборации между физиками, инженерами, которые фактически руками умеют работать, и специалистами по теории управления. Плодотворная получилась коллаборация. Специалист по теории управления обратил наше внимание на проблемы организации микрогридов и указал, что стандартные подходы не работают. И он начал писать свою систему уравнений. Но проблема была в том, что он подходил к решению на основе теории управления. А мы как физики посмотрели и сказали: «Ну, давайте на основе теории возмущений напишем». Для физиков это стандартная вещь, в особенности для представителей школы Ландау. А для представителей теории управления – это не стандартно.
А чего ему не хватало, чтобы использовать ваш подход?
Это именно язык теоретической физики, когда ничего точно не считается, и мы всегда стараемся найти малые параметры в системе и получить примерный ответ… Это определенный стиль мышления. У специалистов по теории управления несколько по-другому мышление устроено.
Массачусетский технологический институт
Я работал как-то с постдоком из Цюриха, его зовут Доминик, он из очень сильной научной группы по теории управления. Он приехал к нам в MIT, показал свои расчеты. Такая очень насыщенная математика и очень громоздкий ответ. Я говорю: «Доминик, давай разбираться с твоей формулой, мне сложно ее понять сходу». И начал вычеркивать из его формулы переменные. У него глаза на лоб полезли: «Ты чего делаешь?» Я ему: «Подожди, сейчас все нормально будет». Почикал формулу, получил приближенное, но простое выражение. Говорю: «Вот теперь мне все понятно – мои и твои результаты согласуются». Это просто другой подход.
Получается, что специалист другой научной школы в какой-то степени подходит к математическому описанию формально, на основе правил. Он знает, что это явление описывается так и боится что-то поменять?
Не то что боится, просто нет привычки по-другому на это смотреть. В этом смысле и у меня нет привычки что-то другое делать, что они умеют.
То есть ты говоришь, что в каждой предметной области есть свой характерный язык, средства описания и решения задач, стиль мышления. Ты лучше владеешь своим интеллектуальным багажом, другие своим. И когда образуются такие небольшие группы людей из разных дисциплин, то у них возникает возможность решить задачу как-то нетривиально.
Именно так! Даже внутри нашего микроколлектива с Костей Турицыным, с которым мы много работали, мы уже разные, хотя и из одной научной школы, от одного научного руководителя происходим. Но я инженер больше, чем он. Я всегда приносил жизненные постановки задач, а он добавлял в методах. Это тоже пример продуктивной коллаборации.
Я все хочу понять, есть ли в ваших коллаборациях что-то… новое? Или это общепринятая практика решения задач в науке?
Такая практика широко принята и в России, и в мире. Меняется разве только то, что стало проще общаться. Интернет позволяет практически с каждым оперативно связаться. Такого рода вещи существовали и раньше. Тот же самый Ландау, он всю жизнь проработал в Институте физических проблем, работал бок о бок с экспериментаторами, он с ними общался. Есть легенда, что ему предлагали сделать Институт теоретической физики, и он отказался. Зачем мы будем «сами в себе вариться»? Не только Ландау. Очень многие в мире тянулись в практические сферы. В Америке много случаев, когда хорошие ученые уходили работать в инженерные компании, какой-нибудь Bell Labs, например, и там делали вещи, которые с точки зрения фундаментальной науки очень сильные. Это не новшество.
Лев Ландау
Что не совсем обычно в моей ситуации, это такое сильное проникновение в новую область. Не просто коллаборация с кем-то, а я взял и стал инженером. Я потратил несколько лет, чтобы разобраться в электроэнергетике на таком уровне, что свободно общаюсь с индустрией.
У меня была такая задача с самого первого дня, что никто из индустриальных людей не должен в моем лице увидеть какого-то там абстрактного учёного, который не знает, как на практике все работает…
Я должен разговаривать с ними на абсолютно профессиональном уровне, и никогда не вызывать раздражения.
Может быть, в этом есть барьер? Насколько наука склонна так проникать в отрасль?
Да, в этом есть барьер. Это довольно острый вопрос и в Америке, и везде. К сожалению, есть довольно много представителей науки, которые не очень любят погружаться в индустрию. И среди моих коллег много таких, которым просто скучно общаться с индустрией. Они ожидают от общения чего-то другого. Индустрия начинает задавать какие-то вопросы, которые с их точки зрения примитивны. Но на самом деле, мое мнение заключается в том, что это не совсем так, вопросы отнюдь не примитивные. Просто сами мои коллеги не хотят сделать небольшие усилия для того, чтобы разобраться.
Есть ли в твоем подходе какая-то «особенность национальной науки»?
В Америке компетенция работы с индустрией развита сильнее, потому что там в принципе комьюнити более живое и там активно организуются новые компании на базе университетов. В России в этом смысле все похуже. С другой стороны, мне представляется, что в мире будет усиливаться тренд, связанный с тем, что академическая наука будет больше отдавать предпочтения работам, которые напрямую связаны с индустрией. И тогда востребованность в людях, которые являются «мостиками» между наукой и приложением, будет больше. Я надеюсь, что сам таким «мостиком» являюсь.
Насколько я понимаю, в Сколтехе для этого есть все условия. И ты эту практику хочешь там развивать?
Безусловно. Это всегда было моей целью. Но большую уверенность придал мне семинар, который я у вас в EnergyNet провел. Я, честно говоря, не ожидал такого приема. Ну, я думал, что придут какие-то люди, посидят, покивают головами. Реально пришли люди вполне прикладные. И они поняли, что я рассказывал. Это очень для меня было важно.
Януш Биалек (первый директор Центра по энергетическим системам Сколтеха)
Какая основная идея Центра прикладных исследований (ЦПИ), созданием которого ты занимаешься в Сколтехе?
Нужно организовать центр, который занимается R&D, получает со-финансирование от индустрии, грантовое финансирование от Сколково при условии прохождения необходимой экспертизы, организует кооперацию с университетами, в том числе как минимум с одним зарубежным университетом. Идея хорошая! Нельзя при организации ЦПИ прийти просто с идеей теории или даже лабораторных экспериментов. Нужно, чтобы была заявлена логика коммерциализации. Это существенная часть.
Здесь для меня есть одна развилка. При постановке целей подобного R&D-центра можно идти вслед за бизнесом, а можно делать опережающий ход, а потом предложить бизнесу последовать за вами. В первом случае вы имеете более гарантированную поддержку индустрии, во втором – больше возможностей найти прорывные варианты использования новых технологий. Как вы проходите эту развилку?