Чтение онлайн

Одним из первых в мире выход из создавшегося положения нашел советский ученый, инженер Л. Б. Бернш-тейн. Он предложил использовать электроэнергию, вырабатываемую ПЭС совместно с энергией, вырабатываемой обычными гидроэлектростанциями (ГЭС) и тепловыми электростанциями (ТЭС). При этом энергия, вырабатываемая ПЭС, подключается к общей энергетической системе, и в часы прилива резко уменьшается количество электричества, вырабатываемое ГЭС и ТЭС за счет работы ПЭС, а в часы отлива, наоборот, основная нагрузка падает на ГЭС и ТЭС. Л. Б. Бернштейн почти одновременно с французским энергетиком Р. Жибра сконструировал гидроагрегат, способный работать в обоих направлениях. В таком агрегате в момент отлива работа турбины заменяется работой насоса, который качает воду в отгороженный участок залива. Следовательно, такой гидроагрегат может вырабатывать энергию, как при заполнении, так и при опорожнении отделенного участка моря. Более того, в момент переключения турбин приливной электростанции на насосный режим мощность ПЭС может быть также приспособлена к суточному графику потребления электроэнергии. При этом приливная энергия аккумулируется в отделенной от моря части и выдается с повышенной мощностью в часы совпадения отлива с пиком ее потребления. В этом случае она действует как обратимая или гидроак-кумулирующая электростанция (ГАЭС).

Именно создание специального гидроагрегата с малогабаритным генератором, позволяющим ПЭС работать в обоих направлениях, т. е. во время прилива и отлива, было тем крупным этапом на пути создания ПЭС, который дал возможность приблизить или почти сравнять стоимостные затраты на единицу мощности на 1 кВт при работе ПЭС и обычных ГЭС с водохранилищами.

По сравнению с речными ГЭС приливные электростанции имеют целый ряд преимуществ. Океан не знает ни многоводных, ни маловодных лет, и в этом смысле никакая река не может с ним сравниться. Кроме того, океан «работает» строго по графику с точностью до нескольких минут. Таким образом, на ПЭС количество вырабатываемой электроэнергии всегда постоянно и заранее известно, в отличие от обычных ГЭС, где величина полученной энергии зависит от режима реки, в свою очередь связанного с климатическими особенностями территории, по которой она протекает.

Правда, необходимо отметить, что при работе ПЭС существует и еще одна сложность, связанная с тем, что энергия прилива и мощность ПЭС затухают каждые 14 дней, вместе с отдалением Луны от Земли. Надо также учитывать сложность работы ПЭС в условиях сильных ветров и штормов, больших волн и т. п.

Однако даже атомные электростанции при всех положительных моментах своей работы (экономичность, связанная с расходом топлива, транспортабельность топлива и отсюда возможность создания АЭС в любых местах, независимо от средств связи и т. п.) имеют и отрицательные, тормозящие в известной степени их повсеместное строительство. Здесь, прежде всего, необходимо отметить не окончательно еще решенную в мире проблему захоронения радиоактивных отходов (захоронение их в резервуарах-хранилищах весьма трудоемко и стоит дорого).

Учитывая все эти моменты, специалисты считают, что использование энергии приливов — перспективное направление энергетики и что в ближайшие 10—15 лет 2/3 мировой потребности электроэнергии обеспечат угольные и атомные станции и 1/3 — речные совместно с приливными станциями.

Одна из первых приливных электростанций построена во Франции, в устье реки Ране на побережье Ла-Манша, у города Сен-Мало мощностью 240 тыс. кВт, вырабатывающая в год 540 млн. кВт • ч электроэнергии. Образуемое плотиной, длина которой 350 м, водохранилище простирается во время приливов на 20 км. Во Франции разработан уже 20-летний план постройки ПЭС, по которому должен войти в строй еще целый ряд крупных ПЭС, включая Котантенскую (на побережье Ла-Манша) мощностью 50 млн. кВт. Эта ПЭС будет передавать электроэнергию также в Швецию и Норвегию.

Большое значение для энергетики Великобритании имеет скорейший ввод в действие ПЭС в устье реки Северн у Бристольского залива, где высота приливной волны достигает 13,5 м. По мнению Л. Б. Бернштейна, такая ПЭС могла бы очень удачно дополнять атомную электростанцию в городе Бэркли и обеспечить до 20 % потребностей этой страны в электроэнергии.

Имеется ряд проектов создания ПЭС в Нидерландах, ФРГ, США, Канаде, Аргентине и в других странах. Так, США и Канада проектируют сооружение ПЭС в заливе Фанди мощностью до 6 млн. кВт, при этом стоимость 1 кВт-ч оценивается 0,015 доллара, что ниже стоимости электроэнергии, получаемой в Канаде на тепловых электростанциях, и примерно сравнима со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой АЭС. В Аргентине предполагается строительство ПЭС в заливе Сан-Хосе, которая будет вырабатывать в год до 10 млрд. кВт • ч электроэнергии. В Индии в настоящее время проводятся исследования в Камбейском заливе с целью строительства ПЭС.

На основе опыта проектирования ПЭС в СССР, Франции и Великобритании в настоящее время на западе Австралии разрабатываются проекты четырех ПЭС в узких заливах, где высота приливов составляет 9—12 м. Общая выработка энергии этих ПЭС должна составлять 11,5 млрд. кВт • ч, т. е. свыше 16% от выработки всех действующих в стране электростанций.

Благоприятные условия для строительства ПЭС имеются в 23 странах мира.

Проблема использования приливной энергии имеет большое значение и для Советского Союза. Впервые эта проблема была выдвинута еще в середине 20-х гг. текущего столетия. Перед Великой Отечественной войной в 1935—1940 гг. разработкой этой проблемы занимались более активно, но война отодвинула ее разрешение. Лишь в послевоенный период удалось более интенсивно заняться ею и успешно ее решить к концу 60-х гг. В 1968 г. в СССР была пущена первая отечественная приливная электростанция в губе Кислой на Мурманском побережье Кольского полуострова. Это пока лишь опытная электростанция мощностью всего 400 кВт. Однако опыт ее успешной работы открывает широкие перспективы в СССР для строительства мощных приливных ПЭС.

Кислогубская ПЭС была сооружена экономичным наплавным методом, впервые разработанным в СССР, сущность которого заключается в том, что станция строилась на берегу в привычных благоприятных условиях, а затем буксировалась по Кольскому заливу в Кислую губу. Этот весьма эффективный способ сооружения ПЭС используется в проектах зарубежных стран.

Опыт сооружения Кислогубской ПЭС используется при строительстве Лумбовской ПЭС на берегу Белого моря, мощность которой должна достигнуть 360 тыс. кВт. Ежегодно она будет вырабатывать около 1 млрд. кВт • ч электроэнергии — почти вдвое больше, чем французская ПЭС на реке Ране. С вводом в строй этой ПЭС и подключением ее в общую энергосистему стабилизируется выработка электроэнергии, столь необходимой ряду энергоемких производств и прежде всего заводам по выплавке алюминия.

Но мощность Лумбовской ПЭС все же недостаточна. Вот почему проектируется создание еще более мощной Мезенской ПЭС в Мезенском заливе мощностью 10 млн. кВт, с годовой выработкой 30 млрд. кВт • ч электроэнергии. С вводом в эксплуатацию Мезенской ПЭС будет обеспечена электроэнергией лесоперерабатывающая промышленность Мезенского района, а «избыток» ее, включенный в общую энергосистему, будет обслуживать другие важнейшие промышленные предприятия Северо-Западного экономического района. В перспективе возможно на месте работы ПЭС создать производство водорода, кислорода, аммиака и других химических продуктов. Кроме того, создание плотины при Мезенской ПЭС поможет наладить нормальное судоходство в низовьях реки Мезень, избавив ее от «блуждания» русла, и даст возможность создать глубоководный порт.

А в перспективе — создание Кулойской ПЭС в устье реки Кулой, впадающей в Мезенский залив. Но самой мощной будет Беломорская приливная электростанция. Плановая мощность станции 14 млн. кВт, а годовая выработка электроэнергии — в 36 млрд. кВт • ч. В здании ПЭС будет расположено 2000 турбин. Беломорская ПЭС, включенная сначала в единую энергетическую систему европейской части СССР, а затем и в единую энергетическую систему всего Советского Союза, смогла бы, прежде всего, полностью удовлетворить электроэнергией потребности населения и промышленных предприятий европейской части СССР в часы ее наибольшего потребления, т. е. в часы «пик», затем она могла бы постоянно компенсировать недостаток электроэнергии, недовырабатываемый многими ГЭС в засушливые годы; наконец, она дала бы возможность регулировать работу ТЭС, не приспособленных к переменному режиму, а попутно разрешить еще целый ряд проблем, связанных с электрификацией транспорта, удовлетворением электроэнергией ряда энергоемких производств и т. п.

Отдельные участки дальневосточного побережья СССР также перспективны в отношении освоения энергии приливов. Так, в Тугурском и Пенжинском заливах Охотского моря высота приливов достигает 9—13 м, а общие потенциальные ресурсы приливной энергии, по оценкам, составляют здесь свыше 400 млрд. кВт • ч. В настоящее время ведутся изыскательские работы, связанные с обоснованием сооружения здесь ПЭС Так, в Тугурском заливе возможно сооружение ПЭС мощностью 9 млн. кВт и выработкой 25 млрд. кВт • ч электроэнергии. В Пенжинском заливе теоретически возможно сооружение трех ПЭС, которые могли бы дать около 400 млрд. кВт • ч. Однако из-за отсутствия в этом районе потребителей такого количества энергии практически реальной считается электростанция мощностью 1,5 млн. кВт, с выработкой 4,5 млрд. кВт-ч.

Одним из потребителей для дальневосточных ПЭС может быть производство водорода путем электролиза воды. Оно допускает прерывистый режим, соответствующий режиму работы ПЭС. Учитывая, что водородная энергетика — это энергетика будущего, следует считать перспективным использование энергии ПЭС для этой цели.

Сооружение приливных электростанций на Дальнем Востоке может сыграть положительную роль в формировании горно-добывающих комплексов. Кроме того, энергия может быть передана в западные районы Дальнего Востока и Восточной Сибири и в зону Байкало-Амурской магистрали.