Актуальное изложение второго закона термодинамики, реализация принципа «Демон Максвелла» и перспективы нового технологического уклада

Современный энергетический уклад нацелен на применение безуглеродных источников энергии во всех направлениях - промышленность, транспорт, авиация, бытовая сфера. Многолетняя практика развития безугле­родных генерирующих решений в направлении гидроэнергетики, ветроэнергетики, солнечной световой и сол­нечной тепловой энергетики, высокотемпературной геотермальной энергетики показывает жизнеспособность безуглеродного технологического уклада, выявляет недостатки и в то же время создает однозначное понимание правильности безуглеродного технологического уклада в развитии чистой энергетики планеты.

Крайне актуальной научной и технической задачей во все времена развития человечества является задача извлечения энергии во всех её видах и применения энергии всеми возможными способами как для развития человечества, чем занимается разумная его часть, так и для его уничтожения, что является уделом безумной ча­сти человечества. Научная мысль человечества всегда работала и работает в направлении понимания сущности энергии. Тенденция развития современного мира медленно, но неуклонно ориентируется в сторону безотход­ных, безуглеродных возобновляемых источников энергии, таких как солнечное излучение, грунтовые, воздуш­ные и водные тепловые энергетические ресурсы.

Физическая основа низкотемпературной электрогенерации: 

1. Главным возобновляемыми безуглеродным источником энергии на планете Земля является солнце. Второй намного менее значимый тепловой источник - это энергия ядра нашей планеты.

Удельная солнечная мощность, поступающая на общую поверхность Земли, составляет 1367 Вт/м².

2. Тепловая модель Земли предполагает, что мощность ядра составляет около 16 ТВт, а удельная мощ­ность, поступаемая на поверхность Земли - 0,03-0,05 Вт/м². По сравнению с энергией, поступающей от Солнца, количество энергии, поступающей от внутреннего расплавленного ядра Земли существенно мало.

3. Другие возобновляемые источники энергии - ветряные и гидравлические, а также невозобновляемые, накопленные за миллионы лет (уголь, торф, нефть, газ), являются производными от трансформации и накопле­ния термоядерной солнечной энергии.

Актуальные данные о мировом применении видов энергии представлены на диаграмме (Рис. 1), из которой следует, что уголь и углеводороды составляют 86,7% а безуглеродные виды энергии, включая атомную - 13,3%.

Перспективный технологический уклад, а именно безуглеродная генерация электрической энергии из низ­котемпературных источников (солнечное излучение, воздух, грунт, вода, избыточное тепло АЭС и промышлен­ных комплексов) позволяет обеспечить большую часть мировой потребности в электрической энергии.

Далее предлагается рассмотреть теорию энергии в аспекте движения корпускул материи (молекул, ато­мов, элементарных частиц), проанализировать сущность принципа «Демон Максвелла», рассмотреть примеры технической реализации принципа, обосновать и предложить актуальную формулировку второго закона термо­динамики. Предложить экспериментально подтвержденную технологию и техническое решение высокоэффек­тивной генерации электрической энергии из низкотемпературных источников окружающей среды - воздуха, грунта, воды, постоянно возобновляемых энергией 

1. Баякин Сергей Геннадьевич, к. т. н., Академик МАНЭБ. ЭЛЕКТРОГЕНЕРАЦИЯ В ТЕПЛОВЫХ НАСОСАХ. Сибирский энергетический форум. «Эффективная энергетика». 19-21 ноября 2025г. Место проведения: Красноярск, Авиаторов, 19, МВДЦ «Сибирь».

2. Баякин С. Г. Второй закон термодинамики в актуальном изложении и низкотемпературная энергогенерация в зоне Арктики. Тезисы доклада, статья XXII Международной научно-практической конференции «Возобновляемая и малая энергетика – 2025. Энергоснабжение. Автономные системы энергоснабжения стационарных и подвижных объектов» (ВиМЭ-2025) на 14 ноября 2025 г. г. Москва, ул. Красноказарменная, 17.

3. Bayakin S. G. Низкотемпературная электрогенерация для высокоэффективного производства водорода в условиях Арктики // International Forum «Safety and Economy of Hydrogen Transport-2025 – WCAEE- IFSSEHT-2025» 2-4 июля 2025 года. www.isjaee.com

4. Баякин Сергей Геннадьевич, к. т. н. Академик МАНЭБ. Низкотемпературная электрогенерация. Сибирский энергетический форум. «Эффективная энергетика». 19-21 ноября 2025г. Место проведения: Красноярск, Авиаторов, 19, МВДЦ «Сибирь».

5. Баякин С. Г. Низкотемпературная электрогенерация // Всероссийский Форум «Енисейская Теплофизика». – Красноярск, Сибирский федеральный университет. 14-19 апреля 2025 г.

6. Баякин С. Г., Цугленок Н. В. Средства генерации тепловой и электрической энергии из низкотемпературных тепловых источников – грунт, вода, воздух // Доклад на заседании ученого совета ОСХН РАН. – Москва, 1-институтский проезд, д. 5. 19 марта 2025 г. https://rutube.ru/video/9fc1dcb5449d79d816dcd8eac1208574/

7. Баякин С. Г. Низкотемпературная электрогенерация для АПК, ЖКХ, ВПК и транспорта в Арктике // Международный форум по устойчивому развитию в новом социо-технологическом укладе HETS-2024. – Красноярск, Сибирский федеральный университет. 24-26 октября 2024 г. https://rutube.ru/video/e4d2dc1fbaa32be506048094267472d8/

8. Bayakin Sergei Gennadevich. Thermal and electrical power transformer. European patent EP3779166. Application 11.10.2023.

9. Баякин С. Г., Гавриков А. В. Термоэлектротрансформатор. Евразийский Патент № 037428 от 26.03.2021. Заявка № 201900125 от 11.03.2019.

10. Баякин С. Г. Создание систем электрогенерации из низкотемпературных источников (солнечное излучение, воздух, грунт, вода, сбросовое тепло АЭС и др. производств) для электротранспорта // Красноярский экономический форум (КЭФ-2022). – Красноярск, Сибирский федеральный университет. 2-4 марта 2022 г. https://www.youtube.com/watch?v=cqXjepz9zdo

11. Баякин С. Г. Финансово-энергетический баланс и энергосамостоятельная валютная система БРИКС // Евразийское пространство: экономика, право, общество. – 2023. – № 5. – С. 3-9.

12. Bayakin S. G., Simunin M. M., Chirkov D. Yu., Khartov S. V., Shimanskii A. F. Processing of aliphatic polymer wastes in brown coal synthesis gas // В сборнике: AIP Conference Proceedings. 2. Сер. «Proceedings of the II International Conference on Advances in Materials, Systems and Technologies, CAMSTech-II 2021». – 2022. – С. 080034.

13. Баякин С. Г. Низкотемпературная электрогенерация – парадигма и технология безуглеродной энергетики // В центре экономики. – 2022. – Т. 3. – № 1. – С. 26-32.

14. Баякин С. Г. Способ генерации мощности для работы транспорта с электрическим приводом и устройство генерации мощности. Патент на изобретение RU 2738494 C1, 14.12.2020. Заявка № 2020114847 от 15.04.2020.

15. S. G. Bayakin. 低温发电 Low-temperature electric power generation // Materials of the International Conference «Scientific research of the SCO countries: synergy and integration» – Reports in English (May 14, 2020. Beijing, PRC). ISBN 978-5-905695-56-8. Pp. 166- 171.

16. Баякин С. Г. Корпускулярная электрогенерация. В сборнике: Наука и инновации – современные концепции. Сборник научных статей по итогам работы Международного научного форума. – Москва, 2020. – С. 96-105.

17. Баякин С. Г. Низкотемпературная электрогенерация // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. – 2020. – № 7 (223). – С. 55-59.

18. Баякин С. Г., Гавриков А. В. Термоэлектротрансформатор. Патент на изобретение RU 2692615 C1, 25.06.2019. Заявка № 2018111581 от 30.03.2018.

19. Баякин С. Г. Газификатор твердого топлива с когенерацией тепловой и электрической энергии. Патент на изобретение RU 2648932 C2, 28.03.2018. Заявка № 2016106860 от 25.02.2016.

20. Баякин С. Г. Слоевой газификатор непрерывного действия. Патент на изобретение RU 2513928 C1, 20.04.2014. Заявка № 2012138857/05 от 10.09.2012.

21. Баякин С. Г. Способ газификации твердого топлива и устройство для его осуществления. Патент на изобретение RU 2531812 C1, 27.10.2014. Заявка № 2013116666/05 от 11.04.2013. 0

22. Баякин С. Г., Чирков Д. Ю. Производство углеродных нанотрубок из бурого угля. В сборнике: Актуальные вопросы в научной работе и образовательной деятельности. Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции: в 11 частях. – 2014. – С. 15-16.

23. Борисов В. Н., Баякин С. Г., Лебедев М. П. Трансфер технологии глубокой переработки угля в г. Якутске. В сборнике: Научные и инновационные основы Стратегии социально-экономического развития городского округа город Якутск на период до 2030 года / Редакционная коллегия: Пахомов А. А., Охлопкова Н. В., Колодезников И. И., Дарбасов В. Р., Ним А. Ю., Федорова Е. Н., Гуляев П. В. – 2013. – С. 153-156.

24. Баякин С. Г., Батмунг С., Залога А. Н. Новые технологии для бурых углей Монголии. В сборнике: Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности. Труды международной научно-практической конференции / Под редакцией В. И. Клишина, З. Р. Исмагилова, В. Ю. Блюменштейна, С. И. Протасова, Г. П. Дубинина. – 2013. – С. 212-215.

25. Баякин С. Г., Прохорова О. С., Симунин М. М., Хартов С. Ю., Чирков Д. Ю. Перспективы синтеза углеродных наноматериалов из буроугольного газа. В сборнике: Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности. Труды международной научно-практической конференции / Под редакцией В. И. Клишина, З. Р. Исмагилова, В. Ю. Блюменштейна, С. И. Протасова, Г. П. Дубинина. – 2013. – С. 215-217.

26. Баякин С. Г. Актуальный вектор развития угольной энергетики. В сборнике: Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности. Сборник трудов XIV международной научно-практической конференции / Под редакцией В. И. Клишина, З. Р. Исмагилова, В. Ю. Блюменштейна, С. И. Протасова, Г. П. Дубинина. – 2012. – С. 212-217. 1

27. Баякин С. Г., Неустроев С. С., Борисов В. Н., Ноговицын Р. Р. Трансфер технологии глубокой переработки угля в Республике Саха (Якутия) // Национальные интересы: приоритеты и безопасность. – 2012. – Т. 8. – № 20 (161). – С. 34-39. 1

28. Баякин С. Г., Исламов С. Р., Степанов С. Г., Шабанов В. Ф. Комплекс энерготехнологический для переработки бурых углей. Патент на изобретение RU 2421501 C2, 20.06.2011. Заявка № 2008146524/05 от 25.11.2008.

29. Баякин С. Г. Пример двукратной энергоэффективности в системе жилищно-коммунального хозяйства при использовании угля с одновременным производством кокса // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М. Ф. Решетнева. – 2010. – № 6 (32). – С. 105-107.

30. Bayakin S. G., Zalikhanov M. Ch. Modernaspects of coal-hydrogen power // Vestnik SibSAU. Aerospace tehnologies and control systems. – 2010. – № 6 (32). – Рр. 108-110.

31. Bayakin S. G. Finance-energy balance // Journal of Siberian Federal University. Humanities and Social Sciences. – 2010. – V. 3. – № 6. – Pp. 823-833.

32. Bayakin S. G. Way of generation of power for work of transport with the electric drive and the device of generation of power. Patent for an invention 2738494 C1, 14.12.2020. Application No. 2020114847 of 15.04.2020.

33. Bayakin S. G. Low-temperature electric power generation // Journal Plumbing, Heating, Air Conditioning. – 2020. – № 07 (223). – Pp. 55-59.

34. Bayakin S. G. Low-temperature power generation for transport by the principle «maxwell’s demon». In the collection: Science and innovations – modern concepts. The collection of scientific articles following the results of work of the International scientific forum. – Moscow, 2020. – Pр. 123-132.

35. Bayakin S. G. Corpuscular power generation. In the collection: Science and innovations – modern concepts. The collection of scientific articles following the results of work of the International scientific forum. – Moscow, 2020. – Pр. 96-105.

36. Bayakin S. G. Layered gasifier of continuous action. Patent for the invention of RU 2513928 C1, 20.04.2014. Application No. 2012138857/05 of 10.09.2012.

37. Bayakin S. G. Way of gasification of solid fuel and the device for his implementation. Patent for the invention of RU 2531812 C1, 27.10.2014. Application No. 2013116666/05 of 11.04.2013.

38. Bayakin S. G., Anshits A. G., Pavlov V. F., Shabanov V. F. Way of receiving steklomateriala from zoloshlakovy waste. Patent for the invention of RU 2052400 C1, 20.01.1996. Application No. 93005278/33 of 01.06.1993.

39. Bayakin S. G. Management of formation of the weld joint at els on own x-ray radiation. Abstract yew. Candidate of Technical Sciences. St. Petersburg, 1995.