Русия готви на Камчатка енергетично чудо

Не успя да утихне обсъждането за изграждането на нова жп линия до брега на Баренцово море, пристигна ново поръчение на президента на Русия Владимир Путин:

Правителството не по-късно от 1 март на текущата година трябва да разгледа възможността, валидността и перспективите за изграждане на центрове за производство на водород и амоняк на базата на приливни електроцентрали (ПЕЦ).

Говорим за изграждането на иновативни съоръжения с безпрецедентен капацитет в залива Пенжинская в Камчатка, а именно в североизточната част на залива Шелихов в Охотско море.

Миналата година Министерството на развитието на Далечния изток на Русия и правителството на територията на Камчатка в рамките на Източния икономически форум подписаха споразумение с компанията H2 Clean Energy, което включва проектиране и последващо изграждане на приливна електроцентрала с мощност от сто гигавата в Пенжинския залив.

Мястото, разбира се, не е избрано случайно. Дългосрочните наблюдения позволиха да се установи, че височината на приливните вълни тук достига рекордните 13 метра, което прави възможно използването на енергията на водата с максимална ефективност.

Изучавайки предварителната информация за проекта, е трудно да се въздържим от използването на превъзходни прилагателни, но все пак ще се опитаме, дори ще си позволим съществена критика.

Нека започнем с факта, че самата идея за изграждане на приливна станция в Пенжинския залив не е нова. През 70-те години на миналия век съветските инженери по хидроенергетика обмисляха възможността да построят тук две крила, на всяко от които да се разположат водноелектрически турбини.

От това време до нас стигна оценката на разходите за изграждане на ПЕЦ-1 (Северна линия с мощност 21 гигавата) възлизащи на 60 милиарда и ПЕЦ-2 (Южна линия с 87 гигавата) за 200 милиарда долара. Като се има предвид темпът на инфлация през последните десетилетия, летвата за крайните разходи може съвсем спокойно да се вдигне още по-високо.

Човечеството се опитва да използва енергията на входящата или изходящата вода на приливите още от края на 19 век, но идеята получава първата си техническа реализация едва през 1967 г., когато във Франция е построена приливната електростанция La Rance с мощност 240 мегавата.

Година по-късно Съветският съюз пусна собствена ПЕЦ в залива Кислая близо до село Ура-Губа в Мурманска област. Първоначално станцията е замислена като експериментална и затова мощността й е много скромна: само 1,7 мегавата.

Прави впечатление, че СССР по това време не знаеше как да създаде подходящи турбини, така че водноелектрическият агрегат за Кислогубската ПЕЦ беше закупен от същата Франция и едва по-късно производството на водноелектрически агрегати беше пуснато в предприятието Севмаш, в Завод Руселпром започнаха да произвеждат подходящи генератори.

И тогава нещата спряха. През последния половин век от пускането на първите приливни станции в света са построени само единични обекти от този вид.

Великобритания и Канада построиха по една ПЕЦ (съответно с 1,2 и 20 мегавата), както и Южна Корея - нейната ПЕЦ Sihwa е с инсталирана мощност от 250 мегавата и в момента е най-голямата станция от този тип.

Масовото въвеждане на ПЕС не се случи, дори въпреки редица неоспорими предимства. Приливните станции не отделят емисии в атмосферата, не замърсяват прилежащите територии с въглищен прах, не оставят ядрени отпадъци като отпадъчни продукти, не изискват изграждане на язовири и следователно не нарушават речната екосистема.

Освен това те не се страхуват от природни бедствия като земетресения или свлачища, а ако се случат, жителите на околните земи няма от какво да се страхуват – няма да има наводнения или радиационно замърсяване.

ПЕС, в сравнение с класическите водноелектрически централи, които отдавна са включени в списъците на възобновяеми и екологично чисти източници, унищожават само десет процента от планктона, запазвайки местната биосфера.

Приливните станции предпазват бреговете от разрушителни морски вълни и, според еколозите, смекчават климата.

Изглежда, че има само солидни плюсове - но всичко отново се разваля от упоритите закони на физиката.

Тъй наречените порти /крила/ на ПЕЦ са всъщност огромни язовирни стени, които покриват избрания залив със своеобразни "крила на летяща врата". В тях са монтирани хидротурбини, които се въртят от влизащата или изтеглящата се вода, като по този начин генерират електричество.

Проблемът е, че всяка ПЕЦ работи в осем цикъла, - времето, когато станцията чака прилив и отлив в продължение на четири цикъла, а през останалите четири работи.

Този тип станции не могат да осигури непрекъснато снабдяване с енергия и затова инженерите отдавна предлагат да се изградят още по-сложни съоръжения, където ПЕЦ се комбинира или с водноелектрическа централа, която осигурява генериране по време на празен ход, или с помпено акумулиращо устройство (ПаВЕЦ).

Способни да акумулират генерираната електроенергия и да я доставят при необходимост, особено през пиковите периоди. Френският "La Rance" е построен точно по тази схема - неговите ПЕЦ турбини са разположени до водноелектрическия язовир.

И тук уникалните приливи на Пенжинския залив постепенно се превръщат от предимство в проблем. Хидролозите отдавна са изчислили, че 13-метровите приливи и отливи пренасят 500 кубически километра вода всеки ден през крилата /портите/ на залива.

За сравнение: най-пълноводната река на планетата, Амазонка, пренася толкова много течност за един месец, а река Волга - за две години.

Движението на водата наистина е достатъчно, за да генерира невероятните сто гигавата, което е сравнимо с работата на 30 модерни атомни електроцентрали с по два енергоблока или 80 водноелектрически централи с размерите на Колимската ВЕЦ.

Но за това трябва да се монтират безпрецедентен брой турбини в централите. Предварително е изчислено, че само за изграждането на Южното крило ще е необходимо да се изработят и монтират повече от хиляда водноелектрически блока.

Забележително е, но физическата възможност за реализиране на такъв проект не подлежи на съмнение, въпреки че тогава Пенжинската ПЕЦ ще бъде пет пъти по-мощна от, да речем, китайската гравитационна водноелектрическа централа "Три клисури" на река Яндзъ, която днес няма аналози в света.

При това разработчиците на проекта изрично посочват факта, че разглеждат Китай и Южна Корея като пазари за продажби, където ще бъде възможно потенциално да се изгради енергомост. На разстояние от две хиляди километра е вечно енергийно дефицитната Япония.

Така че, какато и да се погледне, сто гигавата са много. Това е 40 процента от електроенергията, която целият енергиен комплекс на Русия произвежда днес.

Ето защо „H2 Чиста Енергия“, която е член на Консорциума за водородни технологии, предложи на пръв поглед оптимално решение: да произвежда екологично чист водород от морската вода на място.

Това би елиминирало необходимостта от изграждане на огромни акумулаторни станции и хиляди километри електропроводи, а собственият капацитет на ПЕЦ би бил повече от достатъчен, за да осигури работата на промишлени електролизни инсталации.

Това напълно се вписва в одобрената от правителството през август 2021 г. концепция за развитие на водородната енергия. Според нейните разпоредби до 2050 г. Русия трябва да произвежда и изнася от 15 до 50 милиона тона водород годишно.

Но дори и тук има повече въпроси, отколкото отговори.

Ако отворим друг системен документ, а именно Енергийната стратегия на Руската федерация за периода до 2035 г., ще разберем, че глобален пазар на водорода просто няма.

Този вид гориво се разглежда като възможна пробивна технология и всички варианти за масовото му приложение са все още планове, а не вече реализирани концепции.

Нека отдадем почит на нашите законодатели, те са напълно прави: светът е пълен с технологии за използване на водорода като основно гориво, но всички те са все още проектни, експериментални - нито една от тях не е намерило наистина широко и масово приложение.

Причините за това са много.

Водородът е скъп за производство: само един килограм от него днес струва около дванадесет долара. Той е изключително запалим и експлозивен и изисква специални резервоари под налягане за съхранението му.

Втечняването също не решава проблема, - за преработка на горивото в течно състояние са необходими специални инсталации и температура от порядъка на минус 250 градуса. За сравнение: обичайният метан се втечнява при температура от минус 160 градуса.

И може би най-важното. Водородът гори при температура от три хиляди градуса, което прави възможно използването на такива горелки за рязане на метали. Ето защо, за да се използва водородът в масови полезни технологии, той се смесва с метан, тоест и тук без въглеводородите не може да се мине.

Но дори и в този случай сместа гори в температурния диапазон от хиляда и петстотин до две хиляди градуса, тоест на границата на якостните възможности на съвременните материали. За да се превърне водородът в масово гориво, физиците и химиците тепърва трябва да направят много научни открития в областта на създаването на свръхздрави топлоустойчиви сплави.

Като цяло все още има много повече въпроси, отколкото отговори, но ако вземем предвид, че проектът също така разглежда възможностите за изграждането на подобни електроцентрали в Хабаровска територия (Тугурская ПЕЦ) и Архангелска област (Мезенская ПЕЦ), тогава имаме много мащабен проект, данните за който просто не са известни на широката общественост.

Обобщавайки, отбелязваме, че, разбира се, не всеки мащабен проект достига етапа на изпълнение, много от тях биват признавани за безперспективни или неоправдано скъпи.

От друга страна, когато преди сто години младото съветско правителство прие плана за държавна електрификация на Русия (ГОЭЛРО), съвременниците въртяха пръсти около слепоочията си и го нарекоха неосъществима фантазия, а днес това е само глава от учебниците по история.

Сергей Савчук