Биоэкопоселение как город будущего. Каким именно он будет, обсудили на Российской энергетической неделе

Впервые серьёзно концепция биоэкопоселений обсуждалась на февральском форуме будущих технологий в Москве. Биоэкопоселение эксперты форума тогда назвали новой стратегией жизнеустройства страны, которая поможет добиться высокой энергоэффективности, автономности и безопасности в самых труднодоступных участках страны. С тех пор биоэкономика стала одним из приоритетов развития государства в рамках национального проекта «Технологическое лидерство». Кроме того, несколько недель назад была утверждена стратегия развития биоэкономики в Российской Федерации до 2036 года с перспективой до 2050 года.

Один из её ключевых пунктов – создание биоэкопоселений в качестве инновационной модели организации жизнеустройства в Арктике. В документе приводится и определение биоэкопселений: это «населенный пункт, в котором для обеспечения высокого качества жизни используются современные достижения науки и технологий, направленные на эффективное использование ресурсов, снижение негативного воздействия на окружающую среду, основанные на принципах автономной работы и экономики замкнутого цикла, в том числе переработка отходов, растительного сырья, различных видов биомассы с вовлечением их в производственные цепочки, производство энергии на основе использования местных биоресурсов и возобновляемых источников энергии».

Идея биоэкопоселений, хоть и приобрела особую актуальность в последние годы, давно изучается учёными. Несколько лет назад руководитель Курчатовского института Михаил Ковальчук высказал мысль об интеграции всех возможных источников энергии, чтобы обеспечить функционирование автономных поселений. Эта идея была претворена в макете, который представил президенту Курчатовский институт на форуме в 2026-м. Ключевым элементом энергоснабжения, по мнению учёных, здесь должны стать АЭС малой мощности.

К обсуждению идеи биоэкопоселений снова вернулись в рамках Российской энергетической недели, прошедшей недавно в Москве, – учёные обсудили отдельные элементы новых населённых пунктов, из которых должно собраться наше будущее. Раиф Василов, вице-президент по биоэкономике Курчатовского института, подчеркнул – институт сейчас находится на передовой современной биоэкономики и готов к разработке реальных проектов населённых пунктов. Он же объяснил, какие задачи и функции должно выполнять биоэкопоселение:

«Такие поселения могут создаваться везде, где угодно, но главный смысл – это освоение огромной необъятной территории нашей страны, две трети которых фактически необжиты. И эти биэкопоселения будут выполнять самые разные функции. Биэкопоселение связано с использованием биоресурсов, применением современных технологий, высоких технологий. Но это не просто некий механический набор отдельных модулей. Это должна быть интегрированная система, и ключевым фактором здесь помимо хозяйственной, производственно-экономической деятельности, являются социальные аспекты жизни людей, потому что речь идёт о высокотехнологичном поселении с небольшой численностью населения».

Заместитель директора Курчатовского института по арктическим исследованиям Андрей Королёв, курирующий тему «Великого расселения» в Курчатовском институте, добавил – действительно биоэкопоселение может появиться не только в Арктике, но и в средней полосе страны, и его ключевая особенность – возможность тиражирования.

«Биоэкопоселение – это практическая модель жизнеустройства на принципах устойчивого социобиосферного развития. Если мы говорим про масштабность их внедрения, то основное требование — это практичность, повторяемость и масштабируемость. Причём эти биоэкопоселения должны обеспечить высокое качество жизни, реализовать принцип самообеспечения и экологичности. Когда мы говорим о развитии Арктики, биоэкопоселения, возможность размещения полосы которых вдоль трансарктического коридора распорядился проработать Владимир Путин, нам важна энергонезависимость. Но создавая некий костяк на принципах построения биоэкопоселений, мы обязательно связываем территорию, укрепляем свою суверенность».

Учёный рассказал ещё об одной попытке создать биоэкопоселение – на острове Коневец около 10 лет назад появился природоподобный парк, где работали замкнутые циклы, использовались только те материалы, которые здесь есть: водоросли и древесина, а отходы перерабатывались в полезные продукты. Сейчас Коневецкий парк – больше концепция, и реальный полигон для экспериментов сместился в Карелию. Эксперты отмечают, что пока Арктика слишком негостеприимна для своих завоевателей, поэтому обкатывать инновационные решения, которые будут использованы на её территории, удобнее в более тёплых регионах – например, в Карелии. Климатические условия здесь близки к северу, более 40% площади относится к арктической зоне. Кроме того, в Карелии работает мультидисциплинарный федеральный исследовательский центр, который рассматривает технологии биоэкопоселения в комплексе.

Ольга Бахмет, генеральний директор Карельского научного центра Российской Академии Наук, отметила, что проживание в Карелии показывает, что система таких биоэкопоселений давно необходима – она поможет искоренить вахтовый метод работы

«Приведу вам пример. В Карелии, в 60-70-х годах интенсивно осваивались лесные ресурсы. Было создано огромное количество лесных посёлков. И люди успешно работали. Но почему они в большинстве своём не остались на этих территориях? Потому что нет условий, чтобы росли дети, учились и работали. Сейчас в Карелии создаётся целый ряд предприятий горно-промышленного комплекса, предприятия аквакультуры. 70% товарной форели в настоящее время в России выращивается в Карелии. Люди работают зачастую вахтовым методом. Как создать им условия для того, чтобы они оставались и жили на этой территории? Это вопрос биоэкопоселений».

Среди решений, которые нужны будущим экопоселениям, подчеркнула учёный – композитные материалы, биотопливо, умные теплицы, в которых растут устойчивые к северному климату культуры, телемедицина, интернет умных вещей. Над всеми этими направлениями сейчас активно работают ученые не только в Карелии, но и по всей стране, и есть разработки, показавшие свою успешность. Так, Геннадий Карлов, руководитель ведущего в стране института сельскохозяйственных биотехнологий, рассказал о том, как даже в северных условиях выращивать клубнику, причем снимать до 6 урожаев в год. И помогут в этом замкнутые системы.

«О классических теплицах на таких территориях говорить нельзя, слишком большие теплопотери зимой, мало света и большие расходы на охлаждение летом. Наиболее выигрышной ситуацией становятся закрытые системы, в которых можно поддерживать необходимые температуру, свет, влажность. Причём это могут быть автономные системы под управлением, в том числе ИИ, с использованием ИИ-технологий. Мы можем получать шесть урожаев в год: томат, земляника, огурцы, овощная продукция — всё это может быть выращено на месте. В наших климатических камерах мы можем моделировать любые условия от юга до севера. Светодиодное освещение позволяет поднять интенсивность света выше, чем на экваторе, в полтора раза».

Учёные утверждают, что могут менять и спектр света, при этом регулируя урожайность и содержание биологически активных веществ в конечной продукции. Есть варианты производства синтетической пищи, пригодной даже для употребления в космосе, с помощью фотобиореакторов.

Энергоэффективность – главное, о чём говорят эксперты, когда речь заходит об арктических городах. Здесь многие строительные технологии и приёмы оказываются неэффективными, а то и вредными. О своих работах в области повышения энергоэффективности рассказал Михаил Иванов, профессору МКТ имени Баумана, руководитель кластера технологии защиты природы.

«Первый вопрос для Арктики — это энергетика. Здесь особенно эффективно использование комбинации различных источников зелёной энергетики, мы можем обеспечивать одновременно как генерацию электроэнергии из солнечных панелей, так генерацию тепловой энергии из тепловых насосов. Функционирование теплового насоса обеспечивается за счёт работы солнечной панели, а остатки обеих составляющих энергии идёт, например, на функционирование теплицы. Это абсолютно рабочий проект, который мы реализовали в Архангельске, показал свою эффективность. Но при этом мы ещё и обеспечиваем дополнительную термостабилизацию грунта, потому что часть тепла за счёт солнечных панелей не нагревается, а часть тепла за счёт тепловых насосов забирается. Получается тройной комбинированный эффект».

Ещё одна важная проблема таких городов – куда девать отходы и сточные воды? Учёные разработали передовые технологии очистки сточных вод, которые упрощают и повышают качество очистки. То же самое с переработкой отходов – методами выщелачивания и магнитной сепарации из них получают ценные материалы, а всё, что остаётся, успешно перерабатывается в виде цементного клинкера и может быть использовано для строительства.

Учёные предлагают пересмотреть и технологию производства строительных материалов, наладив их выпуск из глубинных культур: плёнка, конопля техническая. Из них получаются так называемые костроблоки, полноценные кирпичи, которые способны обеспечивать несущую конструкцию для зданий с высокими теплоизоляционными и звукоизоляционными параметрами. Если это всё собрать в единую систему, получается замкнутый биоэкотехнологический контур, в котором все материальные и энергетические объёмы массы взаимосвязаны, подчёркивает Михаил Иванов.

Тему переработки отходов поддержал Николай Пименов, заместитель директора по научной работе Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии Наук. Его направление сейчас работает над тем, как химическими или физико-химическими методами перерабатывать отходы, чтобы вокруг таких поселений не создавались гигантские свалки.

«Сейчас мы разрабатываем методы, которые бы позволили микроорганизмам разлагать отходы при низких температурах. Снизить активность процессов переработки отходов до 10—15°C — это вполне реальная задача. Ещё один важный пункт – нужно создавать биодеградабельные материалы, в таких поселениях нужно в обязательном порядке использовать то, что может потом переработать. Таким образом, после разложения жидких отходов можно получить метан, который пойдёт на отопление, а после переработки твёрдых отходов – компост с фитогормонами».

Безопасность – одна из важных функций биоэкопоселения, и Григорий Орлов, заместитель начальника научно-исследовательского Института перспективных исследований и инновационных технологий в области безопасности жизнедеятельности Санкт-Петербургского Университета МЧС России, предлагает сделать ее центральной. Например, заложить в основу биоэкопоселений сеть арктических аварийно-спасательных центров. Таким образом, посёлки нового типа является базой развёртывания сил МЧС и точкой безопасности близлежащей территории. Для этого комплексная система безопасности биоэкопоселений должна включать автоматизированные системы защиты, беспилотные транспортные системы, система беспроводной связи дальнего радиуса действия, систему мониторинга и прогнозирования с помощью искусственного интеллекта.

Собственными полигонами для отработки концепции поселений будущего обзавелись многие крупные компании. Так, в партнёрстве с Курчатовским институтом компаний Татнефть реализует проект биоэкопоселения на базе посёлка Актюбинский в Татарстане. О нём рассказал Айт Шамсулин, заместитель директора по технологическому развитию и сопровождению проектов НПО Татнефть Биотех.

«Этот проект можно тиражировать в любых регионах страны. Эффективные решения интегрированы в коммунальную сферу и в энергообеспечение. Так, например, с 2023 года посёлок полностью отапливается котельной на твёрдом топливе, древесной щепе. Были внедрены композитные трубы, произведена модернизация сетей с их помощью, что позволило повысить эффективность и снизить теплопотери порядка более чем на 40%. Биогазовая установка мощностью 1 МВт вырабатывает теплоэлектроэнергию на отходах животноводческого комплекса. В посёлке также созданы производственные предприятия, такие как, например, производство строительных материалов из местного сырья. Сейчас на стадии пилотирования находятся две установки — это получение метанола и углеводов из растительного сырья. В посёлке были реконструированы многоквартирные дома, что позволило снизить потребление ресурсов более чем на 30%. Были созданы и реконструированы детские площадки, школы, местные спортивные площадки».

Следующим шагом Татнефть называет применение решений создания модульных и мобильных производственных процессов в различных регионах, в том числе и на территории Северного завоза.

Главной идеей пленарной сессии стало признание биоэкономики новым космическим проектом России, междисциплинарной программой развития человечества, моделью, которая позволяет человеку интегрироваться в сельские территории и в природную среду. Эксперты подчеркнули – это принципиально новая модель жизнеустройства, начало новой цивилизационной модели развития человека.

«Человечество стоит на развилке: идти к постчеловеку или раскрывать собственные возможности. Это та самая модель, которая даст возможность пойти по тому пути социогуманизма, о котором мы говорим, максимально полное раскрытие потенциала человека и человечества. И Россия, считаю, в этом веке станет тем самым лидером, флагманом развития человечества, предложив человечеству новую модель развития. Биоэкопоселения – вариант трансформации техносферы, которая сегодня находится в непреодолимом кризисе с окружающей средой, один из способов её преодоления», – так завершил пленарную сессию Раиф Василов.

Текст: Ирина Баландина

Фото: скрины с трансляции