Строительные исследования

«По результатам длившегося 18 мес. эксперимента в Северном море, у северо-западного побережья Дании, предполагается, что технически возможно уже к 2000 г. покрыть до 20% всех потребностей в электричестве стран Европейского Сообщества за счет энергии, генерируемой волновыми электростанциями».

Из официального журнала Европейского Сообщества «Окружающая среда Европы» («Wave..., 1996)

достигать весьма значительных величин, и они имеют огромный энергетический потенциал. Высказана, например, идея сооружения бес- плотинной ГРЭС в одном из Курильских проливов — проливе Екатерины между о-вами Итуруп и Кунашир на Курильской гряде (Боровков, Дзюба, 2000).

Резервы малой гидроэнергетики огромны. По-видимому, для прибрежных районов мира волновые электростанции уже через 20—25 лет способны дать большую часть необходимой им электроэнергии, а в мировом электрическом балансе 20—25% энергии.

3.2.2. Гидроэнергетика

Преимущества гидроэнергетики очевидны; она основана на возобновимом источнике энергии, не связана с какими-то большими выбросами в атмосферу или другими загрязнениями среды. Очевидны и недостатки традиционной гидроэнергетики, основанной на создании крупных плотин. На равнинах под воду уходят огромные территории, изымаемые из хозяйственного оборота, развивается подтопление значительных территорий вокруг, меняется микроклимат. В горных условиях велик риск разрушения высотных плотин с катастрофическими последствиями.

С экологической точки зрения крупные плотины на реках и, соответственно, гигантские гидроэлектростанции в будущем надо будет заменять на какие-то иные. Такими иными, исходя из уже имеющихся и проверенных на практике технологий, оказываются:

— малые гидростанции;

— бесплотинные и наплавные электростанции;

— волновые электростанции;

— приливные электростанции.

Кроме того, на подходе и совершенно новые перспективные разработки в области гидроэнергетики. Речь идет, например, о принципиальной возможности использовать океанские течения. Скорость таких течений может

«...потенциал использования малых ГЭС на Украине в 4 раза превышает суммарную мощность действующих сейчас электростанций».

Из заявления на брифинге Гринпис-России «Энергия будущего» в июле 1996 г. в Москве.

Немало энергии в некоторых прибрежных регионах могут дать приливные электростанции. По расчетам, например, Тугурская ПЭС на юге Охотского моря по мощности будет эквивалентна двум крупным АЭС (а по затратам на ее сооружение — вдвое дешевле, подробнее см. 4.1. ).

«Атомщики не хотят согласиться с альтернативой атомным станциям... Я родился и до службы в армии жил на одной из малых рек бассейна Волги, в Калининской области. Деревушка стоит на берегу реки Логовене — притоке Тверцы. На речке было три водяных мельницы с плотинами около 2 м высотой. Жить на этой речке было — рай господний. Кроме того, что селяне на мельницах мололи зерно на муку, в прудах выше плотин была масса рыбы, жили утки и другие птицы, жили бобры и выдры. Был разговор об установке на мельницах электродинамиков (правильнее — динамомашин — Прим. ред.) для освещения близлежащих деревень. Но вдруг в 50-е годы мельницы ликвидировали. В деревню пришло электричество от электростанций-гигантов. Речка наша обмелела и почти пересохла. Вместо щук, язей, линей, голавлей теперь кое-где живут лишь пескари. Утки улетели. Вместо радости посидеть с удочкой на берегу люди получили горестные воспоминания____Люди говорят, что согласны бы жить без электричества,

лишь бы вернули жизнь речке нашей... »

Из письма пенсионера В.М.Глебова после просмотра им телевизионной передачи 25 апреля 1996 г. «Один на один» (А. Яблоков—Е. Велихов)

3.2.3. Солнечная энергетика

Резервы двух типов солнечной энергетики — фотоэлементов, непосредственно преобразующих солнечный свет в электричество, и термо-сол-нечных установок (использующих солнечный свет для нагревания теплоносителя) гораздо значительнее, чем принято думать в России. Уже сейчас большая часть населения Земли проживает в тропическом поясе, — там, где интенсивность солнечного света много больше, чем на большей части территории России.

1-1—i i i i i i i |—|—i i i ми |-1—|—| | | | | i I

2 б 10 20 60 100 200 400 1000

Произведено МВт

Рис. 9. А — Снижение стоимости одной солнечной батареи (в ценах 1993 г.), увеличение производства электричества солнечными батареями в США в 1975—1997 гг. (Flavin, 1996): Б — Уменьшение стоимости солнечных батарей в мире в 1975—1997 гг. (По данным разных авторов по: Oliver, Jackson, 1999)

сжигание требует до 240 кг дров на одну операцию; World's first.. .,1999).

Европейский Союз призвал к 100-кратному (!) увеличению производства солнечной электроэнергии к 2010 году. В странах Западной Европы к этому времени должно появиться не меньше 1 млн новых крыш на домах с батареями,, дающими электричество (Oliver, Jackson, 1999). По расчетам, к 2010 г. потенциальный рынок для солнечной энергетики достигнет 10 млрд

Стоимость производства электроэнергии с помощью солнечных батарей сократилась за последние двадцать лет в десятки раз (Рис. 9) — от сотен долларов за ватт в 70-е годы, до менее чем 5 долларов за ватт установленной мощности в начале 90-х годов. По прогнозам, солнечное электричество в 2030 г. может стоить не более 4 центов/кВт*час (Toleffson, 1999).

В 1992 г. использование солнечных батарей стало составлять конкуренцию мазуту для отопления удаленных домов. Уже сейчас солнечная энергетика вполне конкурентоспособна в ряде районов мира, удаленных от традиционных источников электроснабжения и расположенных в низких широтах. В 1999 г. в Индии даже заработал солнечный крематорий (традиционное

долларов, к 2025 г. — 25 млрд долларов (Herkstroter, 1997). В 1998 г. этот рынок уже составлял один млрд. долларов (When..., 1998). При определенной государственной поддержке (значительно меньшей, чем при развитии атомной энергетики) солнечная энергетика могла бы, по-видимому, через 10—15 лет давать до 5% (а в длительной перспективе—до 10%) всего электричества в мире.

3.2.4. Другие источники энергии

Кроме кратко описанных выше есть несколько других источников электроэнергии, которые в обозримом будущем могут приобрести важное значение. Среди них:

—геотермальная энергетика;

—производство энергии из биомассы и отходов;

—водородная энергетика.

Геотермальная энергетика основана на использовании подземного тепла. Во многих районах земли, особенно вулканических (например на Камчатке, на некоторых японских островах) доступны на сравнительно небольшой глубине (в десятки или сотни метров) источники тепла. Нагретая до высокой температуры на глубине вода на поверхности служит источником пара для турбин. Хотя в мировом масштабе этот источник энергии вряд ли когда нибудь займет значительное место, но в целом ряде регионов (особенно—вулканических, таких как Камчатка, Исландия, некоторые Японские острова) эта энергия может сыграть определенную роль в энергоснабжении.

В перспективе использование подземного тепла может стать очень заметным источником электроэнергии. Для этого надо не только научиться бурить сверхглубокие скважины, но и использовать их для получения пара, или каким-то другим, неведомым пока способом, обращать на пользу человечеству колоссальную энергию тепла Земли.

Значительно большее значение в недалеком будущем будет иметь производство энергии из биомассы и отходов. Сегодня это в основном древесина, навоз, солома, тростник. Технологический прорыв был сделан в 80-е годы, когда выяснилось, что сжигание дешевых органических отходов сельского хозяйства крайне выгодно в газотурбинных генераторах, дающих одновременно тепло и электричество. Завтра биоэнергетика превратится в огромную индустрию переработки большей части органических отходов с использованием высокоэффективных генераторов этанола, эфиров, водорода.

По расчетам Продовольственной организации ООН (FAO) до 20% всей

сельскохозяйственной биомассы можно использовать для производства энергии. Для Африки, например, это эквивалентно сжиганию 200 млн. тонн нефти (Leach, Johnson, 1999). Для сравнения: современное потребление энергии в Африке эквивалентно 175 млн тонн нефти. Уже к 2000 г. такой энергетический гигант, как компания «Shell», успешно осваивает технологию производства электричества на основе биомассы: начиная от специальной плантации до получения электричества стоимостью 3,5—6 центов. кВт*час (что экономически сопоставимо с другими источниками электроэнергии).

Мировым лидером по энергетическому использованию биомассы является Бразилия: здесь в ближайшие годы планируется получать 3000 МВт из сахарного тростника, 1000 МВт из древесной массы и бумаги, 150 МВт из растительного масла. Планируется также получать до 80 млн л биогаза из городских и сельскохозяйственных отходов и до 18 млн т топливного спирта (Биомасса в Бразилии., 2000).

В соответствии с директивой президента США 1999 г., в этой стране предполагается утроить производство энергии из биомассы к 2010 г. по сравнению с 3%, производимыми в 1998 г. (US..., 1999). По заявлению Б. Клинтона, это даст дополнительный доход американским фермерам в размере 15—20 млрд долларов и поможет сократить выбросы парниковых газов на 100 млн. тонн ежегодно. Этим же декретом учрежден Межведомственный совет по биоэнергии.

Пока малораспространенной является водородная энергетика. Водород — высококалорийное и экологически чистое топливо. Интересно, что передача водорода на расстояние 500 км обходится в 10 раз дешевле, чем передача такого же количества энергии по проводам (Ушаков, 1994).