Юрий Новиков - Экология, окружающая среда и человек

Под Ярославлем намечается сооружение уникальной геотермальной станции. Вода из этого замечательного, самой природой созданного колоссального резервуара, поднятая на поверхность земли насосами, станет служить человеку: даже в самую лютую стужу она согреет русскую деревню.

Глубоко в земных недрах расположено море площадью 600 тыс. км 2, простирающееся на территориях нескольких областей — Ярославской, Ивановской, Костромской, Владимирской, Московской, Вологодской и др. И самое главное — запасы теплой воды с температурой 60°С в этом море неисчерпаемы.

Приливные электростанции. Приливные электростанции (ПЭС) — экологически чистые источники энергии. Могучая волна океанского прилива каждые 12 ч 25 мин поднимает уровень моря на Беломорском и Охотском побережье на 9—13 м. Прилив обладает огромной энергией, лишь в Европейской части России от прилива может быть получено 40 млрд кВт-ч электроэнергии в год. Для современной энергетики очень важно, что среднемесячная величина приливной энергии остается неизменной в любой период года и не зависит от его водности, в отличие от энергии рек, подверженной значительным сезонным и многолетним колебаниям.

Идея использования энергии морских приливов, проекты приливных электростанций, ПЭС двустороннего действия и наплавной способ их строительства предложены советскими учеными более

25 лет назад. Они позволяют использовать приливную энергию с сохранением природного цикла прилива — отлива, без нарушения экосистемы, относительно малыми затратами. При этом отсутствуют какие бы то ни было затопления, а плотина ПЭС, обеспечивая пропуск естественных расходов воды, остается биологически проницаемой.

Энергию морских приливов впервые использовала Кислогуб-ская ПЭС (Мурманская область). Станция до сих пор находится в удовлетворительном состоянии и считается самым долговечным сооружением в районах Арктики.

ПЭС повсеместно признаются одним из самых перспективных направлений энергетики. Они работают на возобновляемой энергии, не загрязняют воздух, не затопляют земель, не представляют потенциальной опасности для населения и много дешевле всех прочих источников энергии.

Строительство Кислогубской ПЭС велось наплавным способом: станция была сооружена в одном месте, а затем по морю отбуксирована за 100 км в Кислую губу и погружена на подводное основание. Такой способ получил название «российского» и считается сегодня единственно целесообразным для морского строительства. Им пользуются японцы, транспортируя электростанции через Тихий океан. Так же строятся все гигантские платформы для глубоководной добычи нефти. Уникальным событием называют специалисты создание особого морозостойкого бетона, прочность которого со временем лишь увеличивается.

Мощность Кислогубской ПЭС невелика — 400 кВт. Уже после нее построены самая большая в мире ПЭС, в Аннаполисе (Канада) — 20 тыс. кВт и семь ПЭС в Китае суммарной мощностью 20 тыс. кВт. В России с тех пор приливных станций, к сожалению, не строили.

Выполнен проект Тугурской ПЭС на Охотском море, ее мощность вдвое выше Братской ГЭС. Тугурскую ПЭС предлагается создать отсечением южной части Тугурского залива Охотского моря.

Плотина длиной 18 км образует бассейн. Глубина в створе доходит до 20 м. Наличие рыхлых отложений мощностью 10 м позволяет обеспечить здесь установку четырех агрегатных наплавных блоков здания ПЭС без дорогостоящей подводной скальной выемки. 105 таких блоков будут изготавливаться в строительном доке, расположенном у восточного берега.

В плотине на расстоянии 10 км располагается здание ПЭС, в котором размещены 420 капсульных гидроагрегатов общей мощностью 6,8 млн кВт, двухсторонняя работа которых (в сторону бассейна и обратно в море) обеспечивает ежегодную выдачу 16,2 млрд кВт, распределенную равномерно по месяцам и не зависящую от водности года и сезона. Эта неизменность определяется астрономическими факторами и является исключительно важной для системы, в которой работает ПЭС. Благодаря природной гарантии приливная электростанция стала важным партнером речных ГЭС, выработка которых зависит от водности года.

Строительство Тугурской ПЭС в Охотском море не приведет к каким либо затоплениям и кардинальным изменениям природного цикла. Оно не сопровождается вредоносными выбросами, которые дают ТЭС, вырабатывающие эквивалентное с ПЭС количество энергии. Например, приливная промышленная ПЭС «Ране» (Франция) облагородила природу бассейна и даже улучшила в итоге биогенные факторы водной среды, обеспечивающие развитие ценных популяций и ихтиофауны.

Абсолютная надежность ПЭС, уменьшение высоты экстремальных колебаний уровня прилива, снижение скорости, осветление воды и уменьшение количества бактерий — вот положительные результаты, которые дают сооружения ПЭС.

Заканчивается проектирование Мезенской ПЭС на Белом море, ее мощность в 500 раз больше канадской. Все западные проекты уступают российским.

В 1998 г. британская компания «Ай-Ти-пауэр» получила гранд Евросоюза в 1,1 млн долларов на строительство ПЭС. По оценкам экспертов, приливные течения у берегов Великобритании способны обеспечить 20% потребности страны в электроэнергии. Подводная турбина с лопастями диаметром 12—15 м устанавливается на стальном основании, закрепленном на дне на глубину 30 м. Электроэнергия будет передаваться по кабелю в национальную сеть. Ее мощности 300 кВт достаточно для снабжения электроэнергией небольшого населенного пункта.

Солнечная энергия. Люди создали энергетику, поглощающую ресурсы, запасы которых стремительно сокращаются (нефть, газ, уголь и другие невозобновляемые источники). За год сжигается столько нефти, сколько ее образовалось в недрах Земли за 2 млн лет. Получается, мы живем «взаймы», за счет будущих поколений, в то время как Солнце — гигантский неисчерпаемый источник энергии. За год ее приходит на Землю в 20 Тыс. раз больше, чем потребляют все страны мира. Казалось бы, вот он почти вечный, да еще бесплатный кладезь энергии. Однако у него низкая плотность, из-за чего КПД его преобразования в электричество невелик — около 10%. Если бы удалось поднять его вдвое, ситуация в корне изменилась бы. Именно это — цель проекта «Полный спектр», в котором участвует 19 научных центров из разных стран. Дело в том, что пока в электроэнергию с довольно высокой эффективностью преобразуется лишь малая часть солнечного спектра. Важно раздвинуть эти границы. В этой работе участвует и коллектив, возглавляемый академиком Жоресом Алферовым.

Другая задача науки — снизить цену кремния, на котором работают солнечные электростанции. Ведь степень очистки материала от примесей должна быть почти абсолютной, около 100%, а это обходится недешево.