Порой гениальные идеи требуют десятков лет для воплощения. Так стало и с советской задумкой строительства на Камчатке самой мощной в мире электростанции, работающей на энергии приливов и отливов. Замысел невиданной силы. Он заслуживает не просто статуса грандиозного мирового проекта, а даже нового чуда света.
«Газета о России» расскажет, почему великий план не был реализован в СССР, как сегодня эта идея возвращается к жизни и для каких целей нужна новая энергия.
Приливные электростанции (ПЭС) – источники постоянно возобновляемой энергии
Гравитация небесных тел – сила, которая создаёт приливы на земной поверхности. Инженеры и учёные не могли пройти мимо такой возможности и создали проекты приливных станций. Это работает просто: планета движется вокруг Солнца, а Луна вращается вокруг Земли. Из-за влияния небесных тел друг на друга вода в океанах начинает двигаться и возникают приливы. Приливные электростанции используют это колоссальное движение воды для генерации электрической энергии.
Одним из главных преимуществ использования ПЭС является их минимальное воздействие на окружающую среду и низкая себестоимость произведённой электроэнергии. Если говорить о возобновляемых источниках энергии, то этот вариант представляется почти безупречным.
Разместить Пенжинскую приливную электростанцию планировалось на Охотском море. И хотя строительство таких сооружений является дорогостоящим и технически сложным, зато и эффект от введения предполагался ошеломительный.
Из прошлого – в настоящее
Далеко не любой залив или бухта подходят для размещения приливной электростанции: нужны определённый ландшафт и значительные приливы. Кстати, самый высокий прилив в 16,2 метра зафиксирован в Канадском заливе Фанди.
В российской Пенжинской бухте в Охотском море отмечаются приливы более 13 метров, к тому же рельеф местности здесь подходящий. Поэтому Советский Союз и собирался построить именно в этом месте электростанцию мощностью 100 ГВт*ч. Это огромное количество энергии. Для сравнения: Чернобыльская АЭС вырабатывала 1 ГВт*ч, а самая мощная ГЭС России – Саяно-Шушенская – 4,6 ГВт*ч.
Таким образом, Пенжинская ПЭС эквивалентна по энергетической мощности 25 современным атомным электростанциям. В дополнение скажем, что, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), по состоянию на 2020 год электрическая мощность России установлена на уровне примерно 250 ГВт.
Во времена СССР Пенжинский проект столкнулся с препятствиями, главным из которых стала высокая стоимость (по сегодняшнему курсу более 16 трлн рублей). Вторая проблема была связана с реализацией такого огромного объёма энергии – несколько действующих тепловых электростанций оказались бы попросту не нужны, а люди лишились работы.
Единственным вариантом того периода могла стать продажа излишков на внешние рынки. Планировалось создать консорциум из СССР, Японии, Китая и Южной Кореи.
К сожалению, из-за распада Советского Союза проект не состоялся. К тому же эксперты, изучив работы учёных, определили ряд потенциальных опасностей.
Современные ответы на старые вопросы
Но время шло, и вот перед наукой лежат современные ответы на старые вопросы. Их получили на экспериментальной приливно-отливной электростанции. Она находится в бухте Кислой Баренцева моря, что недалеко от посёлка Ура-Губа Мурманской области. Сразу скажем, что это единственная приливная электростанция в России, которая к тому же считается памятником науки и техники.
Эта станция была названа в честь Л.Б. Бернштейна, гидростроителя и автора её проекта. В 1990-х годах из-за нехватки финансирования электростанцию закрыли, но позже она была запущена вновь
ПЭС в бухте Кислой Баренцева моря – единственная приливная электростанция в России
Фото: proenergetiku.ru
Работу станции и её воздействие на окружающую среду тщательно изучают учёные. Существуют результаты испытаний, которые говорят о преимуществах приливных электростанций.
Безопасность: выбросы, затопления и радиационная опасность отсутствуют. Нет угрозы природных катастроф.
Экологичность: рыба и планктон не страдают, вода не меняет солёность, смягчается ледовый режим, не выделяется углекислый газ и нет выбросов.
Технологичность: конструкция не повреждается льдом и торосами, а источник энергии можно отнести к разряду бесконечных.
Экономичность: самая низкая стоимость электроэнергии – в сравнении с солнечной и ветряной она почти бесплатная.
Трудно, но возможно
Однако проект возрождения Пенжинской ЭС сталкивается с теми же проблемами, что и в советское время. Так где же найти покупателей для такого огромного количества энергии?..
В сегодняшних реалиях затея строить грандиозные сооружения, чтобы по примеру СССР заливать энергией другие страны, очень рискованная и сомнительная. Потребитель, к примеру, может в любое время отказаться от оплаты по внутренним причинам: из-за нового витка санкций или при возникновении своих источников производства энергии. Тогда Россия будет терпеть убытки.
Тем не менее достижения в области технологий предоставили новые возможности для преодоления проблем. Поэтому возрождение проекта Пенжинской ПЭС – это не вопрос ностальгии, а вполне реалистичная цель. Она может быть достигнута в современном мире с помощью передовых приёмов и новых технологий – таких, как производство водородного топлива.
Водородное будущее
Пенжинская приливная электростанция станет источником энергии для водородного завода. Правительство Камчатки в партнёрстве с ООО «Н2 Чистая Энергетика» и Министерство по развитию Дальнего Востока и Арктики России подписали трёхстороннее соглашение. Оно предполагает, что несколько современных производств будут работать по схемам производственной кооперации, замыкая круг поставщика и производителя, с целью создания водорода. Таким образом, на Камчатке планируется создать кластер водородной энергетики.
Переход на водород для улучшения экологии – современная мировая тенденция, которая быстро развивается. Уже скоро поезда, автобусы, многочисленные автомобили и даже самолёты смогут использовать новый вид топлива. Что в свою очередь создаст новые рынки и сделает водородные технологии очень популярными.
Для производства водорода требуется много электроэнергии, которую пока продолжают получать из основных источников ископаемого топлива, а это всё равно загрязняет планету.
Чтобы оценивать чистоту производимого водорода, его разделили на цвета: «коричневый» водород создаётся с помощью «грязных» источников энергии и ценится меньше всего; «серый» водород чуточку чище; «голубой» водород производится с помощью сжигания нефти или газа, но при этом весь углекислый газ улавливается и не выбрасывается в атмосферу. Самый дорогой водород – «зелёный», полученный в результате использования «чистых» технологий, и на него существует большой спрос.
Проект Пенжинской ПЭС должен обеспечивать крупнейшее производство «зелёного» водорода. По независимым оценкам, объёмы производства водорода на Камчатке могут достичь 37 млрд куб. м в год. Это позволит снабжать искусственным топливом более 10 миллионов автомобилей на Дальнем Востоке и в остальной России.
«Зелёная сила» Камчатки
Разработка технико-экономического обоснования проекта российского завода, который будет производить «зелёный» водород, используя энергию Пенжинской ПЭС, уже завершена. В качестве источников «чистого» электричества губернатор Камчатского края Владимир Солодов указывает не только на силу приливов, но ещё и на энергетику ветра и геотермальное электричество.
Поскольку всё это на Камчатке существует, можно прогнозировать значительное развитие данной уникальной территории нашей страны. Владимир Солодов подтверждает, что проект Пенжинской ПЭС на Охотском море станет мощным импульсом для развития Востока России. Он также сообщает, что частные инвесторы занимаются предварительным согласованием проектной документации. «Более 100 ГВт «чистой» энергии может быть здесь произведено с помощью альтернативных источников в среднесрочной перспективе», – отметил губернатор Камчатского края в своём заявлении на Петербургском международном экономическом форуме.
Энергия развития
После решения ряда финансовых, энергетических и логистических задач проект начнёт развиваться дальше. Не сама энергия, а её производный продукт – водород – будет экспортироваться. В этом значительное отличие от советских планов.
По подсчётам, суммарный доход от продажи экологически чистого синтетического топлива при сегодняшних мировых ценах составит не менее 11 млрд долларов в год. Для реализации программы запланирована экспортная логистика, которая включает перевозку сжиженного водорода транспортными судами. Для обеспечения отгрузки продукции спроектирован высокоширотный морской терминал в заливе Корфа.
Основными рынками сбыта станут страны Азиатско-Тихоокеанского региона. Ожидается, что на первом этапе проекта в 2034 году будет ежегодно производиться около 17 500 тонн сжиженного водорода или около 115 000 тонн аммиака. В дальнейшем эти показатели будут увеличиваться.
Конечно, приливные электростанции могут не только участвовать в производстве водорода, но и предоставлять электроэнергию другим объектам – нефтяным и авиазаводам, различным сталелитейным и станкостроительным производствам, предприятиям военной промышленности и остальным, которые обязательно начнут появляться в местах наибольшего доступа к электроэнергии. А это – рабочие места, оживление территорий, развитие населённых пунктов, повышение качества жизни, что и соответствует стратегическим задачам страны.
Сегодня появились твёрдые предпосылки для успешного развития проекта. Его реализация уменьшит стоимость электроэнергии на всей территории России. Электричество приливных электростанций обеспечит освещение городских дорог и домов, также мы будем использовать его для зарядки электромобилей.
Есть, конечно, и риски. Они связаны с потреблением очень большого количества воды и, по сути, переработки её в пар. По некоторым оценкам, для производства тонны водорода потребуется 17 тонн воды. Водород – это дорогой продукт.
С другой стороны, препятствия в этом случае могут оказаться нашим преимуществом. Поскольку данное обстоятельство в силу рациональных причин и законодательных ограничений является помехой для ряда стран. В связи с этим конкуренция на рынке водорода для России уменьшается. После ввода в эксплуатацию Пенжинской ПЭС у нас будет и дешёвая энергия, и дорогой водород для экспорта.
Будущее энергетического развития России
Вглядываясь в будущее, отметим, что отечественное энергетическое развитие не станет полностью водородным. Оно будет основываться на сочетании традиционных и возобновляемых источников энергии. Новые системы энергетики будут соединять в себе централизованные и распределённые системы, базовую и пиковую генерацию, а также возможность накопления тепловой и электрической энергии в разных сегментах энергосетей и комплексов.
Россия, как всегда, выбирает свой путь с использованием солнечных панелей и ветряных комплексов, развитием накопителей в виде литий-ионных батарей для пиковых часов и применением энергии морских приливов с помощью таких предприятий, как Пенжинская ПЭС.
В некотором смысле это то, что люди использовали всегда – энергия ветра, воды и солнца. Можно вспомнить и парусные суда, и водяные мельницы, и старые способы фокусировки солнечного света для получения огня. Нынче всё это по-прежнему актуально, просто реализация перешла на новый уровень.
Сергей Манцуров
ГОР