Этот проект может совершить энергетическую революцию, а Россия превратится в крупнейшего производителя уникального топлива, на котором можно заработать миллиарды. К 1 марта 2022 года президент поручил правительству рассмотреть вопрос о создании центров по производству водорода и аммиака на базе приливных электростанций (ПЭС). Одним из первых проектов, реализованных по этому поручению, может стать Пенжинская ПЭС — её потенциал в перспективе перевернёт мировую энергетику. Но как именно?
Теме перспективного топлива — водорода — уделяется огромное внимание. Вблизи посёлка Ура-Губа расположена экспериментальная Кислогубская ПЭС, построенная ещё в СССР. Но самое пристальное внимание сегодня обращено на проект создания Пенжинской ПЭС и двух её "сестёр" — Тугурской и Мезенской приливных электростанций. Они могут стать основой энергосистемы Дальнего Востока, необходимой для производства экологически чистого водорода.
Как работает уникальная приливная электростанция и в чём её потенциал?
Кислогубская приливная электростанция. Фото © ТАСС / Лев Федосеев
Посейдон вместо Чубайса
Человечество давно ищет максимально продуктивный и при этом экологичный способ добычи электроэнергии. Сегодня никого не удивить гидроэлектростанциями, тепловыми электростанциями и АЭС. Также наверняка многие слышали о генераторах, преобразующих ветровую и солнечную энергию в электричество. У каждого из этих вариантов есть свои плюсы и минусы. Тепловые станции загрязняют атмосферу и расходуют углеводородный ресурс, аварии на ГЭС чреваты разрушительными последствиями для жителей прилегающих к ним территорий. Ветровые и солнечные станции зависят от времени суток. Атомные станции производят радиоактивные отходы, а в случае аварии опасны для окружающей среды и человека. Есть ещё важнейший ресурс — энергия приливов и отливов, а точнее — кинетическая энергия вращения Земли. На её использовании и базируется работа ПЭС.
Использовать энергию воды человечество додумалось ещё в XIX веке. Первая российская ГЭС — Берёзовская — построена в 1892 году. Использовать же приливную энергию стали уже в 60-е годы XX века. Первыми это сделали французы, запустив в 1966 году ПЭС La Rance в Северной Бретани. Длина плотины составляет 800 метров, вырабатываемая мощность — 240 мегаватт. Это самая мощная на сегодняшний день приливная электростанция. В 1968 году в СССР ввели в эксплуатацию экспериментальную Кислогубскую ПЭС в Мурманской области. Гидроагрегат для неё предоставили французы. Сегодня гидротурбины для этой станции производит предприятие "Севмаш", а генераторы — ООО "Русэлпром". Благодаря Кислогубской ПЭС были изучены основные аспекты использования этой технологии.
Кислогубская ПЭС. Фото © Press-service of RusHydro (CC BY-SA 3.0)
Эффективность приливной электростанции
По итогам эксплуатации разработчики сделали вывод, что ПЭС безопасны для экологии. При воздействии природных катаклизмов (землетрясения, наводнения, оползни) ПЭС, в отличие от ГЭС или АЭС, не угрожают жителям прилегающих к станциям районов. Они защищают берега от шторма и даже смягчают местный климат. ГЭС уничтожает свыше 90% планктона, ПЭС наносит минимальный урон — в 5–10%.
Вид на Кислогубскую ПЭС. Фото © Press-service of RusHydro (CC BY-SA 3.0)
ПЭС оптимизируют транспортную систему, открывают новые возможности для развития туризма. Единственный минус — высокая стоимость, но при грамотном использовании вложения отобьются за несколько лет. Сегодня ПЭС стоят на передовой энергетики всех ведущих стран — Великобритании, Канады, США, Южной Кореи, Китая, Индии. У России есть шансы их всех обойти. Благодаря Пенжинской губе.
Суперэлектростанция в Охотском море
Пенжинская губа не особенно на слуху у тех, кто не вникал в эту тему. Тем не менее это уникальное место. Она находится в Охотском море у основания Камчатки — аккурат там, где полуостров стыкуется с материком. Её длина — 300 километров, средняя ширина — 65 километров, максимальная глубина — 62 метра. Во время прилива волна поднимается на 13–15 метров. Через её ворота каждые сутки перемещается до 500 кубических километров воды. К примеру, река Волга перенесёт столько воды за два года, Дон — за 25 лет. Самая полноводная в мире река Амазонка справится с такой нагрузкой за 25 дней. Пенжинской губе на это требуется всего лишь 24 часа.
Работает электростанция так: в море устанавливается дамба, в неё монтируются гидроагрегаты, включающие в себя турбину и генератор. Сегодня в России производят гидроагрегаты, составляющие конкуренцию зарубежным аналогам, а в ряде случаев и превосходящие их по показателям эффективности и надёжности. Во время прилива мощный поток воды вращает гидротурбину, вырабатывая большое количество тока. Во время отлива происходит то же самое. То есть турбина никогда не простаивает. Она также пригодна для комбинированного использования с другими типами энергосистем. Пенжинский проект состоит из двух этапов: намечено строительство Северного створа (мощность 21 гигаватт) и Южного створа (мощность 87 гигаватт).
Выгода от приливной электростанции
Чтобы эффективность такого сооружения стала очевиднее, нужно сравнить будущую ПЭС с другими электростанциями. Печально известная Чернобыльская АЭС вырабатывала 1 гигаватт (1 миллиард Вт), Саяно-Шушенская ГЭС вырабатывает 4,6 ГВт. Признанный чемпион среди мировых электростанций — китайская гравитационная плотинная ГЭС "Три ущелья" на реке Янцзы выдаёт до 22,5 ГВт. Потенциально Пенженская ПЭС способна вырабатывать свыше 100 ГВт. Это как 25 современных АЭС, или 40% общей мощности российской энергосистемы.
На бумаге даже среди мировых уже построенных в разных точках планеты ПЭС ей нет конкурентов — она мощнее французской La Rance в 500 раз. Специалисты отмечают, что при такой отдаче для рационального использования вырабатываемой энергии вокруг Пенжинской ПЭС нужно выстроить многоуровневую инфраструктуру.
ПЭС "Ля Ранс". Фото © Maher Attar / Sygma via Getty Images
Потребность человечества в электроэнергии
Главная проблема состоит в том, что стоимость строительства такого объекта очень велика — ещё во времена СССР на строительство Северного створа уникальной ПЭС планировали потратить примерно 40 млрд долларов. Южный, более протяжённый район, требовал вложений примерно на 120–150 млрд. Как будут решать эту проблему инженеры и экономисты, ещё предстоит понять, однако 100 ГВт·ч электричества на дороге не валяются, и инвестиции в такой проект могут окупиться многократно.
К тому же ближайшие потребители, а именно — Камчатка, Магадан, Приморье, Сахалин, Хабаровский край, даже не выключая свет дома и на работе, столько энергии переварить не в силах. Менее мощная — проектируемая в данный момент Мезенская ПЭС — способна обеспечить электричеством семь таких городов, как Санкт-Петербург. Потенциальными покупателями электроэнергии могут стать ближайшие соседи — Китай, Южная и Северная Корея. На поставках электроэнергии в эти страны Россия может зарабатывать постоянно, особенно с учётом того, что человечество движется к водородно-электрическому транспорту.
Но помимо производства водорода, для которого нужно огромное количество электроэнергии, приливные электростанции могут запитать и традиционные объекты промышленности, например НПЗ, авиационные, сталелитейные и другие заводы. В перспективе, если проект доведут до ума, а хотя бы один створ на каждом направлении уникальной электростанции будет построен, россияне забудут, что такое дорогое электричество и смогут жечь света столько, сколько нужно.
Комментарии
А где кстати горепатриоты, которые кричали, что водород это бред, пусть запад этой фигней страдает, а мы не дурачки.
У меня под роликом про водород тоже такие отметмлись. Но, видимо, они уже переобулись.)
А водород где то чего то уже вытеснил? Так что бред остаётся бредом, пока не продемонстрировано обратного.
Ага, чо, вполне реальный проектъ. Только забыли что до этого ещё мост до Парижу из хрусталя соорудить надобно.
За то время, пока будут реализовывать ЭТИ мечты, возможно, уже и научатся хранить и транспортировать водород. Пока, судя по тому, что говорит Борис Марцинкевич, экономически целесообразно использовать его только на месте производства.
Возможно научатся, а возможно и не научатся
С водородом действительно много проблема, но если энергии много можно получать много других полезных продуктов, синтезировать тот же метан, аммиак. Так что это не проблема, проблема построит электростанцию.
+ Чистые технологии прлучения редкозёмов из океансклй воды
При наличии энергии из океана вообще всю таблицу Менделеева добывать можно.
Основная проблема с водородом - найти ту самую заветную скважину из которой бы он забил.
Вот именно, можно синтезировать любые ув или тот же аммиак.
Проблема водорода не в энерго затратах при его получении, а в его физхим свойствах.
Водород - это не бред, а проблема транспортировки, не имеющая на текущий момент удачного решения. Перспективное вещество по причине самой высокой удельной теплоты сгорания. И доступное по причине высокого содержания везде, где есть материя. Высосать из демонизированной углекислоты воздуха углерод и сделать из них нитрометан какой-нибудь, которому даже кислород не нужен для горения, особой проблемы нет, но это потери, которые пока не по карману, т.к. уголек дешевле. Которые и ограничивают развитие технологий пока.
Вторая проблема - жить там, где есть этот замечательный ресурс, про который говорит статья, нельзя. Север, паршивый климат, мало солнца. Но арабы показали, что при наличии бабла и энергии можно и в пустыне , где тоже жить по большому счету нельзя, мировой транспортный хаб построить. Для решения проблемы Камчатки нужно научиться строить автономные системы жизнеобеспечения многомиллионных городов, а для получения таких технологий неплохо бы попробовать по началу лунную станцию организовать с искусственным освещением и оранжереями, синергетически совмещенными с коровниками. Благо оборот воды и термостабилизацию уже умеет человечество делать на космических станциях.
Тот же дешевый нитрометан - это возможность строить ракетопланы, способные сделать рейс Москва -Камчатка за пару-тройку часов. Ну а тогда и кадры проблем привлечь не будет, значит будут и заводы. А тогда и водород никуда не надо тащить - "энергетические нищеброды" панельками солнечными растащат по своим колхозам. Да, доступный нитрометан - это еще и дешевое освоение космоса. Т.е. доступ ресурсам астероидов, что решит проблему добычи металлов и освоения ближнего космоса.
Такие станции - это не просто выход из текущего энергетического тупика т.н. "пика нефти", т.е. удорожания добычи энергии, это - путь человечества в будущее. Один из. Но нужны колоссальные инвестиции (кстати, уже подъемные, 40 миллиардов хоть и сопоставимы с капитализацией половины Газпрома, но при запасах в 500 - вполне приемлемы и не фантастичны). Просто пока еще уголек дешевле, поэтому для перехода от добычи углеводородов к синтезу нужно будет пройти через кризис. У кого мозг на месте, кто первым заскочит в тему - тот и будет править миром через 50-100 лет. Правильно ребята облизываются на этот ресурс, молодцы!!!
так уже создает или есть только поручение
///рассмотреть вопрос о создании центров по производству водорода и аммиака на базе приливных электростанций (ПЭС)?
Есть мнение, что Пенжинская ПЭС может быть рассчитана на зарядку электрогазовозов (в будущем), которые будут таскать СПГ в ЮВА. Она как раз располагается на полпути транзита.
Блин, у них потребляемая мощность смешная, ради этого ПЭС городить никакого резона, и, кроме того, газовозы питаются естественно испаряющимся собственным топливом, которое при отсутствии потребления остается только в факеле жечь.
ну, не только они, все ,что находится на траверзе торгового пути ;)
Торгового пути в Охотском море? Черт с ним, торгового пути у Камчатки?
Корабли потребляют мало, но долго, электрические морские суда на аккумуляторах это куда больший бред, чем электромобили.
Совершенно верно. Энергия нужна там, где достаточно потребителей. У нас достаточно рек в восточной Сибири и на ДВ, где можно строить самые экономичные ГЭС, но они радикально удалены от потребителей. И потому там нет проектов.
Электрогазовозы - бред же. В СПГ танкерах сжиженный газ испаряется, охлаждаясь при этом, причем испарившийся газ идет в двигатель. Что делать с испарившимся газом в электрогазовозах? Снова сжижать с помощью электродвигателей? Если разработают аккумуляторы, имеющие необходимую для передвижения газовоза и сжижения газа мощность (емкость), то тогда будет проще сделать из танкера большой аккумулятор и просто перевозить электроэнергию.
а если эти газовозы будут перевозить жидкий водород? ведь цель строительства ПЭС именно такая.
Тогда тем более нет смысла в электротанкерах - будет проще потратить энергию на производство дополнительного объема водорода, который использовать в качестве топлива. Сама идея электрических морских судов мне нравится, но нужны принципиально новые аккумуляторы, да и для перевозки сжиженного газообразного топлива их, на мой взгляд, нерационально использовать.
Жидкий водород просто давлением не получить.
Или принудительно сильно охлаждать, или дросселировать. А изпарившийся газ - в движки.
У жидкого водорода плотность 70+ килограмм на кубометр. Это про его эффективность.
Вопрос не однозначный, пока только на стадии эскизной проектировки.
Допустим - построили и вырабатывает. Дважды в сутки меняется направление течения. Следовательно в этот период выработка ЭЭ не происходит (пусть даже 2 раза по 30 минут в сутки). Надо же как-то заменять выпадающую мощность ? Как ? И чем ?
Она не общего пользования. Для водорода. Есть электричество - идёт электролиз, нет электричества - нет электролиза.
Ну может и так ... В выработке водорода ни в зуб ногой. Просто есть у меня опасения, что мощные промышленные установки все же больше под на непрерывный цикл работ заточены и не очень любят, когда их постоянно "дергают". Но возможно я ошибаюсь.
Вообще, идея плохая хотя бы потому, что часть дорогого оборудования всегда будет простаивать. А электролизеры на 87 ГВт будут стоить чудовищно дорого. Тут, конечно, считать надо, но что-то мне подсказывает, что дешевле будет настроить на 87 ГВт ГАЭС, тогда электролизеров понадобится только ~22 ГВт, т.е. вчетверо меньше.
Еще есть другой вариант - построить Ленскую ГЭС. еще один советский мегапроект. ГЭС будет хорошо сглаживать пики ПЭС, и сама добавит ~100 млрд квт*ч в год.
Ради водорода нет смысла и огород городить. И не будут. Построить рядом энергоемкое производство, типа алюминиевого завода - другое дело. Море для доставки сырья рядом.
Ну если только для извлечения полезных веществ из морской воды, в которой, как известно, практически вся таблица Менделеева. Но пока, увы, практичных технологий для этого нет.
А зачем? На российском ДВ потребителей ЭЭ в таком количестве и близко нету. Просто водород на время остановки течения не будет вырабатываться, и только.
Для поддержания выработки э/э можно сжигать часть полученного водорода. Что-то вроде ГАЭС только на водороде.
КПД будет очень низкий. На ГАЭС выше.
Меньше затрат - ГАЭС достаточно монументальное сооружение.
А почему при изменении направления должна происходить остановка?
Прилив - колесо в одну сторону крутится, отлив - в другую. Но крутится же.
Выработка останавливается лишь в момент смены направления течения, но и на этот случай можно допом накопитель какой-нить прикрутить, который наполняется в момент пика и расходуется в момент спада.
Да, например ГАЭС рядом построить соответствующей мощности. Есть ЭЭ - вода из залива по трубам закачивается в верхний резервуар, нет ЭЭ - самотёком спускается обратно в залив, крутя турбины ГАЭС. Идеальный стационарный накопитель энергии, пока ничего эффективнее человечество не придумало.
Потому что у любой системы есть трение. И для его прелдоления нужно прикладывать усилия. В данном случае усилие зависит от скорости течения. Ну и для работы установок ножно не просто наличии ЭЭ, а достаточная мощность ЭЭ - опять таки упирается в скорость течения.
Мощность в течение суток будет ходить по синусоиде - плавно снижаться с максимума до нуля и обратно до максимума.
в плохом двухтактном усилителе. в хорошем подается смещение тока покоя.
в данном случае необходим некоторый резервуар, запас воды на обратный ход ;)
Согласен!
А , собственно, зачем менять направление вращения? Байпасные отводы не вчера придуманы. Переключил шлюз, вода пошла по обходному каналу, турбина как крутилась так и крутится в том же направлении.
оно же не мгновенно будет останавливаться/запускаться, там будет скорость все время меняться, причём нелинейно, а х.з. как...
нужны конденсаторы, электрические или гидравлические, чтобы эти приливы равномерно по суткам "размазать"
Нет. Колесо крутится в одну сторону всегда. Иначе до трети энергии будет теряется на разгон-торможение.
Если нагрузка это системы электролиза воды, то для них это не смертельно. Для всех других типов нагрузки - надо думать.
никто там в час не вырабатывает, ну точно не в Вт. Ватт-час (Вт-ч, W-h) - внесистемная единица энергии, работы. Ватт - единица мощности.
Если быть точней то 1ГВт, это установленная мощность 4 блока, вся станция имела мощность 4ГВт. А Втч это количество электроэнергии которая вырабатывается или потребляется за час , именно такая единица измерений часто идет в расчетах за электроэнергию, можете у себя в платежке посмотреть.
Секции. Наполняем и спускаем не огромный залив, а ряд более мелких, разумеется с возможными пропусками циклов наполнения в связи с этим. В итоге имеем сильно сглаженную пилу.
Основная проблема ПЭС, помимо стоимости дамб, это низкий потенциал приносимой энергии: воды много, а подъем уровня смешной даже в местах с рекордными приливами, эффективные большие низконапорные турбины при перепаде 5-7 м сложны, насколько мне известно.
Как я понимаю, два створа и решают эту проблему. Они могут работать в противофазе.
Как 2 створа решают проблему 1 емкости? Чем простая петля на входе/выходе с 1 дверью хуже 2 створов? )
Так же, как 4 цилиндра в движке решают проблему 1 объема. Разделение во времени. Но нужно 2 плотины, это минус. И весь потенциал будет ниже, но зато по времени равномерно.
У цилиндров раздельные объёмы
Страницы