Козьма Прутков предпочитал свет Луны солнечному, потому что «днем и так светло» – и все понимали, в чем здесь юмор. И гидро¬, и тепловая энергетика в конечном счете относятся к солнечной, потому что без солнца не было б на земле запасов угля и нефти, да и вода не приобретала бы потенциальную энергию, которую затем на ГЭС можно превратить в электрическую. Но есть разновидность энергетики, имеющая к Луне самое непосредственное отношение, – приливная.
Во времена СССР всерьез рассматривалась возможность использовать для генерации электричества энергию морских приливов. Исследования, проведенные в 120 створах по всему миру, позволили оценить потенциал приливной энергетики в 4 млрд кВт/ч в год (что сравнимо с потенциалом рек). В 1960¬е годы проекты приливных энергостанций (ПЭС) разрабатывались не только в СССР, но и в США, Франции и других странах. Многолетние испытания показали, что такие объекты оказывают минимальное влияние на биосферу морей.
Первая ПЭС в советское время была построена в 1968 году в Кислой губе на Кольском полуострове Баренцева моря. Станция, впрочем, изначально была крайне маломощной (всего 400 кВт) и являлась скорее экспериментальным объектом. Электроэнергия шла лишь на собственные нужды. Работал один капсульный агрегат, способный крутиться в обе стороны – и прилива, и отлива. Однако кислогубский проект породил тогда надежды на массовое строительство ПЭС. Покорять планировали суровые воды Белого и Охотского морей, так как Балтика и Черное море – почти замкнутые водоемы и там приливы незначительны.
В первом случае речь шла о проектах Лумбовской (мощностью 500 тысяч кВт) и Мезенской ПЭС (уже на 10 млн кВт). Крупнейшие же ПЭС в СССР планировали построить на побережье Охотского моря: Тугурская станция должна была стать такой же мощной, как и Мезенская, а вот Пенжинская – крупнейшей в мире, мощностью от 35 до 100 млн кВт (для сравнения: Саяно¬Шушенская ГЭС имеет мощность 6,4 млн кВт). Надежды на это были основаны на мощных приливах, высотой до 13 метров (максимальная амплитуда для всего Тихого океана), которые фиксировались на всем участке в створе мысов Поворотный – Божедомова.
Пенжинскую ПЭС называли «проектом века». Но в итоге она осталась только в мечтах ученых. Главная причина отказа – экономика: стоимость строительства ПЭС сильно превышает затраты на возведение даже самой крупной гидроэлектростанции. Связано это с тем, что строить бетонные плотины в зоне приливов и отливов технологически крайне сложно: там нельзя отсыпать и осушить котлован. В случае с Кислогубской ПЭС эту технологическую задачу помогла решить природа – плотину там заменила естественная узкая горловина залива. Створу Пенжинской ПЭС повезло меньше – это десятки километров.
Главными же сложностями оказались суровые условия севера Охотского морей, где строить дамбы пришлось бы, преодолевая сопротивление ветра и льда – и это растянулось бы на десятилетия, если не на века. Кроме этого, горизонтальных капсульных турбин для Пенжинской ПЭС необходимо было не менее 3 тысяч, что потребовало бы настоящей революции в гидромашиностроении. Два таких гидроагрегата с 1970 года работают на Саратовской ГЭС, расчетный напор на них составляет 11,4 м.
Тем не менее проект считали реалистичным, пусть и в отдаленном будущем. В 1979 году в журнале «Техника молодежи» рассказывалось, что энергия Пенжинской ПЭС пойдет для «коренного преобразования условий жизни и даже самой природы этого сурового края. Например, для борьбы с вечной мерзлотой путем электропрогрева грунта, что найдет широкое применение в горнорудной промышленности, для производства кислорода и водорода (последний используется для синтеза аммиака как удобрения), для выращивания овощей в закрытом грунте в Заполярье. Здесь наблюдается интенсивная солнечная радиация, но ее благоприятное воздействие на усиленный рост растений сводится на нет из¬за отсутствия тепла. Энергия ПЭС может дать это тепло».
Однако потенциальных крупных потребителей для столь громадного количества энергии в том регионе не было и не появилось до сих пор. К тому же перспективный спрос в ближайшем будущем явно будет закрыт мощностями двух ГЭС на реке Колыме. Так что вряд ли мы можем рассчитывать на скорый расцвет приливной генерации в условиях, когда еще остается крайне неосвоенным гидропотенциал рек (как на Дальнем Востоке). Энергетики отмечают, что строительство ГЭС кроме чисто генерирующих задач помогает в решении и других вопросов: водоснабжения, защиты от наводнений, развития речного транспорта и т. п. А вот ПЭС могут быть построены только для производства электричества – и тем не менее время от времени реализуются (сейчас, например, разрабатывается проект большой приливной станции в районе Суонси, Великобритания).
Несмотря на фантастичность, такие проекты становятся полигоном для отработки новых технологий и инновационных решений, применять которые можно уже сейчас в традиционной энергетике. По словам Юлия Шполянского, гендиректора НИИ энергетических сооружений ПАО «РусГидро», еще при реализации проекта Кислогубской ПЭС ученые внедрили 32 изобретения. Главная особенность заключалась в том, что сооружалась ПЭС не классическим способом – в котловане за перемычками, – а наплавным, что произвело революцию в гидроэнергостроительстве, поскольку и сроки, и затраты сокращались почти вдвое (монтировали здание станции и оборудование в Мурманске, а потом транспортировали на расстояние почти 100 км по морю в Кислую губу). Испытывались на этой ПЭС и технологии работы в суровых условиях северных морей – от особого, водонепроницаемого и морозостойкого бетона до катодных методов защиты металла от коррозии. И на этой базе ведутся, к примеру, испытания ортогональной турбины, разработанной российскими специалистами и изготовленной на «Севмаше». Использовать такую турбину можно и на низконапорных ГЭС. Специфика агрегата – через его лопасти могут проходить косяки рыб.
Штрихи
4 млрд кВт составляет потенциал приливной энергетики Мирового океана. Это сопоставимо с потенциалом рек.
