SCI Библиотека

В статье представлены основные результаты выполненного ИНЭИ РАН сценарного прогноза развития энергетики мира и России до 2050 года. Рассмотренные сценарии не нормативные, а дескриптивные - они показывают развитие мировой энергетики при заданных предпосылках. В рамках исследования выполнены прогнозы объемов и структуры энергопотребления стран и регионов мира по видам энергии и секторам конечного потребления, производства электроэнергии, выбросов парниковых газов, объемов добычи энергоресурсов, мировой торговли и цен топлив. На фоне замедления экономического роста (в 1,4-1,8 раз в 2022-2050 гг. в сравнении с 1990-2021 гг.) и замедления роста численности населения (в 2 раза от уровня 2021 г.) во всех рассмотренных сценариях ожидается сокращение темпов роста потребления первичной энергии (в 2,5-3 раза) и электроэнергии (в 1,3-2,5 раза). Наиболее значительные приросты объемов потребления энергоресурсов обеспечат развивающиеся страны Азии, где в прогнозном периоде будут самые высокие темпы роста душевого ВВП. Стремительно трансформируется электроэнергетика, где доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и атомной энергии к концу прогнозного периода увеличится до 57-70%. Постепенно электрифицируются секторы конечного потребления энергии. Начинается эпоха активной межтопливной конкуренции в транспортном секторе. Из ископаемых топлив только газу удастся показывать относительно стабильную долю в мировом энергобалансе с растущими объемами потребления; доли угля и нефти будут сокращаться. Мировые выбросы парниковых газов от сжигания топлив, включая биотопливо, без учета улавливания и захоронения, пройдут пик во всех рассмотренных сценариях в середине прогнозного периода. Во многом к 2050 г. энергоемкость мировой экономики, удельные выбросы энергетики, прогресс в достижении Целей устойчивого развития, включая уровень энергетической бедности, будут определяться способностью государств координировать усилия между собой, а также политикой в области торговых барьеров и технологического трансфера. Расширение использования ВИЭ с нестабильной выработкой в электроэнергетике приведет к росту волатильности цен на газ и уголь и повышению потребности в системах резервирования и накопления электроэнергии. Ключевыми производителями нефти и газа в мире останутся Ближний Восток, Северная Америка и СНГ, суммарно обеспечивая свыше 70% мировой добычи.

В статье предлагается алгоритмическая реализация элементарной версии метода Рунге для семейства диофантовых уравнений 4-й степени с двумя неизвестными. К уравнениям рассматриваемого типа сводится любое диофантово уравнение 4-й степени, старшая однородная часть которого разлагается в произведение линейного и кубического многочленов. Компьютерную реализацию алгоритма решения (в его оптимизированном виде) предполагается осуществить в системе компьютерной алгебры PARI/GP.

Компьютерная алгебра все шире применяется в научных и прикладных вычислениях. В качестве примера приведем тензорные вычисления или в более широком смысле этого слова – упрощение выражений с индексами. В настоящей статье развивается метод цветных графов для упрощения абстрактных выражений с индексами на случай, когда индексы могут быть отнесены к нескольким различным типам. Примерами таких индексов могут быть верхние и нижние индексы в тензорных выражениях. Предложенный подход позволяет значительно уменьшить число перебираемых вариантов при поиске канонической формы выражения, что резко ускоряет процесс вычислений.

В исследовательских задачах, требующих применения численных методов решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений, часто возникает необходимость выбора наиболее эффективного и оптимального для конкретной задачи численного метода. В частности, для решения задачи Коши, сформулированной для системы обыкновенных дифференциальных уравнений, применяются методы Рунге–Кутты (явные или неявные, с управлением шагом сетки или без и т.д.). При этом приходится перебирать множество реализаций численного метода, подбирать коэффициенты или другие параметры численной схемы. В данной статье предложено описание разработанной авторами библиотеки и скриптов автоматизации генерации функций программного кода на языке Julia для набора численных схем методов Рунге–Кутты. При этом для символьных манипуляций использовано программное средство подстановки по шаблону. Предлагаемый подход к автоматизации генерации программного кода позволяет вносить изменения не в каждую подлежащую сравнению функцию по отдельности, а использовать для редактирования единый шаблон, что с одной стороны дает универсальность в реализации численной схемы, а с другой позволяет свести к минимуму число ошибок в процессе внесения изменений в сравниваемые реализации численного метода. Рассмотрены методы Рунге–Кутты без управления шагом, вложенные методы с управлением шагом и методы Розенброка также с управлением шагом. Полученные автоматически с помощью разработанной библиотеки программные коды численных схем протестированы при численном решении нескольких известных задач.

В работе исследуется задача символьного представления общего решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами, заданными в символьном виде, при условии, что некоторые символьные константы могут обращаться в ноль. Кроме того, символьное представление собственных векторов матрицы коэффициентов системы не единственно. В работе на примере исследуемой системы показано, что стандартные процедуры компьютерной алгебры отыскивают конкретные символьные представления собственных векторов, игнорируя существование других символьных представлений собственных векторов. В свою очередь предлагаемые системой компьютерной алгебры собственные векторы могут быть непригодны для построения численных алгоритмов на их основе, что продемонстрировано в работе. Авторами предложен алгоритм отыскания различных символьных представлений собственных векторов символьно заданных матриц. В работе рассматривается конкретная система дифференциальных уравнений, полученная при исследовании решений уравнений Максвелла, однако предложенный алгоритм исследования применим к произвольной системе с нормальной матрицей коэффициентов.

В данной работе представлен алгоритм вычисления решения задачи Коши для двумерного разностного уравнения с постоянными коэффициентами в точке по коэффициентам разностного уравнения и начальным данным задачи Коши методами компьютерной алгебры. В одномерном случае решение задачи Коши для разностного уравнения не представляет сложности, однако уже в двумерном случае число неизвестных растет на каждом шаге очень быстро. Для автоматизации процесса вычисления решения задачи Коши для двумерного разностного уравнения с постоянными коэффициентами в заданной точке в среде MATLAB был разработан алгоритм, где входными данными являются: матрица коэффициентов, полученная исходя из структуры двумерного полиномиального разностного уравнения; координаты точки, регламентирующей структуру матрицы начальных данных; координаты точки, регламентирующей размерность матрицы начальных данных; матрица начальных данных. Результатом работы алгоритма является решение задачи Коши для двумерного разностного уравнения, представляющее собой значение функции в искомой точке.

Одной из последних культовых печатных новинок Запада в России стала книга американского экономиста Джеффри Сакса «Эпохи глобализации», увидевшая свет на русском языке с  задержкой в два года. Нет никаких сомнений, что эта книга является заметным событием в интеллектуальной жизни человечества. В статье рассмотрены основные тезисы автора книги относительно типологии периодов глобализации и ее геометрического представления, на основе которых выдвигается гипотеза о существовании эволюционного закона, задающего пространственно-временную инвариантность каждого этапа развития. Математически гипотетический закон похож на широко известный в астрофизике закон Хаббла, а его геометрическая интерпретация говорит о равенстве площади всех фигур-этапов. Содержательно это означает, что рост масштаба деятельности человечества на определенном этапе глобализации сопровождается сокращением времени его реализации. Подробно рассмотрен феномен амбивалентности «сотрудничество-конкуренция», согласно которому внутригрупповое сотрудничество развивается только благодаря существованию межгрупповой конкуренции. Этот принцип ставит непреодолимый барьер при попытках построить «мир во всем мире» и одновременно объясняет цивилизационные пульсации, возникающие из-за ослабления межстрановых противоречий и следующего за этим разрушением внутреннего единства империй и государств-гегемонов. Представлена панорама эволюции источников энергии для социального развития, показано, как человеческие сообщества боролись за все виды энергии, используя на разных исторических этапах пищу для человека и животных, мускульную силу животных и людей (рабов и крепостных), вплоть до минеральных ископаемых и жажды наживы свободных людей Нового времени. Последний факт потребовал от человечества сопряжения идеологии с источниками энергии путем оправдания жажды наживы как позитивного качества личности, что спровоцировало массовые жестокости и несправедливости на протяжении последних пяти столетий. При рассмотрении механизма самоорганизации социума в единый комплекс «Эволюция-Фатум-Фортуна» удалось сформулировать принцип одного шанса: если некие благоприятные условия не были использованы вовремя, то больше шанса не будет. Показано, что наличием данного принципа обусловлена необратимость некоторых цивилизационных неудач, компенсировать которые нельзя ни за какой исторический промежуток времени. Особое внимание уделено двусторонним связям климата и экономики, и выдвигается идея о том, что бенефициаром экономического перегрева последних столетий может стать Россия, где начинается таяние арктических льдов и расчищается северный морской путь.

В статье рассматриваются особенности климатического дискурса в России, развивающегося в условиях усиления глобальных рисков изменения климата. Участниками дискурса выступают как ученые, чиновники и предприниматели, так и представители других общественных страт, балансирующие между двумя крайними формами климатического сознания – климатическим скептицизмом и алармизмом. В соответствии с оценкой климатических вызовов формируется отношение к государственной климатической политике, направленной на устранение или адаптацию к возникающим угрозам. Анализ сложившихся в обществе позиций позволил выделить четыре подхода к государственной климатической политике. Укорененность идей климатического скептицизма обуславливает высокий уровень неприятия климатической политики в российском обществе (отрицательное влияние на хозяйственную динамику, неэффективность мер, кабальные условия международных соглашений по декарбонизации). Напротив, поддержка теории антропогенного изменения климата отличает сторонников активной климатической политики, основанной на внедрении принципов «зеленого перехода» и формировании циркулярной экономики, стремлении к углеродной нейтральности за счет действия мер углеродного регулирования, технологической модернизации энергетики и промышленных производств, выпускающих продукцию с высоким углеродным следом (чугун и сталь, алюминий, цемент, аммиак и т. д.). Однако опыт реализации программ низкоуглеродного развития в России показывает, что декларируемые цели идут вразрез с задачами экономической безопасности, которые государственные органы считают приоритетными в условиях сырьевой модели развития (например, меры по сокращению эмиссии парниковых газов не должны ограничивать хозяйственный потенциал страны и влиять на конкурентоспособность ключевых отраслей). Третий подход, названный нами дифференцированной климатической политикой, предполагает учитывать как отрицательные, так и положительные эффекты глобального потепления. В зависимости от типа экологических рисков для определенных территорий должны разрабатываться селективные меры климатической политики. Наконец, четвертый подход заключается в отказе от стратегии низкоуглеродного развития в пользу адаптации населения и экономики к изменениям климата. Особенности каждого из четырех подходов подробно проанализированы в работе.

Развитие современных городов определяется не только инициативами «сверху», но и наличием/отсутствием в них реальных акторов, способных интегрировать сообщества, выстроить стратегии участия в городских процессах и внутригородское взаимодействие. Проведенные в четырех промышленных поселениях Татарстана – Набережных Челнах, Нижнекамске, Альметьевске, Зеленодольске – экспертные интервью показали, что такими акторами выступают прежде всего лидеры градообразующих предприятий. В их стратегиях выделяются косвенный (путем социальной поддержки работников и вложений в их профессиональный рост) и прямой виды (когда они участвуют в разного рода экологических проектах территорий, в совершенствовании их инфраструктуры, в проведении городских мероприятий). Они чаще концептуализированы и заявлены в программных формах, а ход их реализации отражен в корпоративной социальной отчетности. Масштабы и характер участия компаний в развитии городов зависят от их отраслевой, функциональной принадлежности и интенций руководства. Стратегии местных властей также концептуально выстроены и имеют заявленные формы, в то же время их реальные стратегии часто остаются ситуативными. Главной функцией муниципальных органов является организация взаимодействия участников городских процессов для решения задач комплексного развития территорий. Однако в изучаемых кейсах они осуществляют ее с каждой группой акторов в отдельности, причем эта коммуникация редко оказывается связанной с выстраиванием целевого образа города. Новыми субъектами в промышленных городах выступают представители малого и среднего бизнеса, сообщества которых во многих из них только формируются, соответственно и деятельность в отношении городов скорее ситуативна. Не получают четкого концептуального выражения и действия общественников, по большей части выстраиваемые вокруг благоустройства районов и дворов, конкретных волонтерских проектов. В сфере культуры выделяются старые и новые (представители креативных индустрий) акторы, от взаимодействия которых зависит культурное содержание выстраиваемых образов места и привлекательность пространств. Одновременно значимым игроком в поле промышленных городов Татарстана являются региональные акторы. При наличии у выделенных субъектов действия своих стратегий единое, четко сформулированное видение ими проективного образа города в изучаемых кейсах скорее отсутствует. Они мало ориентированы на долгосрочные цели и действуют зачастую тактически. Тем не менее экспертные интервью позволили выделить возможные векторы перспективного развития каждого из нестоличных промышленных центров Республики Татарстан.

Статья посвящена изучению феномена NIMBY (“not in my backyard”) в городских (градостроительных) конфликтах на примере Новосибирска и Иркутска. В центре внимания  – сопротивление местных жителей строительству или иным изменениям инфраструктуры на территориях, прилегающих к их домам. В западной науке нимбизм обычно оценивается как негативное явление, препятствующее развитию территорий или влекущее за собой различные негативные социальные последствия – препятствие строительству недорогого жилья, дорог, различных объектов социальной инфраструктуры, объектов «зеленой» энергетики и т. п. Российскими учеными феномен NIMBY практически не исследован. Преобладает подход, рассматривающий городских активистов как противостоящих более сильным коалициям городских властей и девелоперов. При таком подходе интересы местных жителей представляются систематически ущемляемыми или вовсе игнорируемыми при городском планировании. Вместе с тем на материалах экспертного интервью (N=40) и качественного и количественного анализа (ивент-анализа) источников СМИ, реконструирующих историю городских конфликтов в изучаемых городах за последние 18 лет, было продемонстрировано, что сегодня гражданские активисты уже не всегда являются «слабым звеном». Их сторону могут занимать как представители городских администраций, так и другие влиятельные агенты – губернаторы, прокуратура, Следственный комитет, Администрация Президента и другие. В таких условиях небольшие группы активистов могут останавливать не только коммерческую застройку, но и важные с социальной точки зрения некоммерческие проекты развития тех или иных территорий. В статье делается вывод о необходимости учета интересов широкого круга заинтересованных сторон, поскольку при попытке разрешения конфликтов нимбизм сильно осложняет достижение компромисса.