Приливные и геотермальные электростанции в России. Пэс россии

Приливные и геотермальные электростанции в России

Приливные электростанции в России

Капитальные затраты при строительстве ПЭС в значительной степени определяются стоимостью плотины. При сооружении Кислогубской ПЭС впервые в мире использован наплавной метод создания плотины. Секции плотины из железобетонных конструкций изготавливаются на берегу и буксируются к месту установки по морю. Это дает существенную экономию капитальных вложений. Этот метод признан в мире как наиболее эффективный способ при строительстве плотин ПЭС.

Другой параметр, определяющий затраты на строительство ПЭС – это гидротурбинное оборудование. На Кислогубской ПЭС работает ортогональный агрегат. Ось вращения гидротурбины перпендикулярна потоку. Вне зависимости от направления движения воды (прилив или отлив), турбина всегда вращается в одну и ту же сторону.

Благодаря простоте конструкции и меньшей металлоемкости удалось сократить затраты и сроки изготовления и монтажа гидросилового оборудования почти в два раза.

В России работает несколько объектов возобновляемой энергетики, которые могли бы служить технической основой дальнейшего развития отрасли.

В стране с 1968 г. действует Кислогубская приливная электростанция (ПЭС) на Кольском полуострове мощностью 0,4 МВт. Строительство ПЭС и ее опытная эксплуатация позволили определить и отработать основные направления научно-технического прогресса в приливной энергетике (вставка 6.1).

В дальнейшем технологии и конструкции, отработанные на Кислогубской ПЭС, будут применены при создании перспективных ПЭС (Северной – в губе Долгой, Мезенской и Тугурской ПЭС).

В области геотермальной энергетики Россия также обладает значительным опытом, технологиями и собственным оборудованием.

В 1999 г. была пущена в эксплуатацию Верхне-Мутновская геотермальная электростанция (ГеоЭС) мощностью 12 МВт. Главным достоинством этой опытно-промышленной электростанции является то, что тепловая схема ГеоЭС позволяет реализовать экологически чистое использование геотермального теплоносителя, исключая его прямой контакт с окружающей средой, за счет применения воздушных конденсаторов и системы 100%-ной закачки геотермального теплоносителя в землю.

На станции использована блочно-модульная концепция строительства ГеоТЭС. Блоки (модули) турбогенераторов, электротехнического оборудования, пульт управления и др. собраны на заводе-изготовителе и полностью в собранном виде поставлены на строительную площадку. Это позволило в очень короткие сроки собрать электростанцию и привести ее в готовность в сложных климатических условиях.

На станции используются высокоэффективные технологии удаления воды и примесей, содержащихся в геотермальном теплоносителе. Благодаря этому достигается высокое качество подготовки пара для его использования на турбине (содержание влаги на выходе из сепаратора не превышает 0,1%). Попадание геотермальных газов в атмосферу сводится до минимума, таким образом реализована концепция экологически чистой станции.

Создание и строительство геотермальных станций позволило решить ряд практических и научных задач. В настоящее время геотермальные электростанции обеспечивают до 30% энергопотребления центрального Камчатского энергоузла. Это позволяет значительно ослабить зависимость полуострова от дорогостоящего привозного мазута.

Геотермальные электростанции в России

Большинство геотермальных районов содержат воду умеренных температур (ниже 200оС). На электростанциях с бинарным циклом производства эта вода используется для получения энергии. Горячая геотермальная вода и другая, дополнительная жидкость с более низкой точкой кипения, чем у воды, пропускаются через теплообменник. Тепло геотермальной воды выпаривает вторую жидкость, пары которой приводят в действие турбины. Так как это замкнутая система, выбросы в атмосферу практически отсутствуют. Воды умеренной температуры являются наиболее распространенным геотермальным ресурсом, поэтому большинство геотермальных электростанций будущего будут работать на этом принципе.

Проект создания бинарного энергоблока реализуется на Паужетской ГеоЭС. В проекте используются уникальные отечественные разработки и уникальное низкокипящее рабочее тело марки R-134а. Помимо повышенного КПД R-134а имеет практически нулевые пожароопасность, взрывоопасность и токсичность.

6.5. Нормативно-правовые и финансовые механизмы поддержки развития возобновляемой энергетики в России

В ответ на глобальный вызов многие развитые страны приняли программы поэтапного увеличения доли ВИЭ в энергетическом балансе в долгосрочной перспективе и законы, обеспечивающие поддержку их реализации.

23 января 2008 года Еврокомиссия выдвинула план по достижению цели на 2020 год по снижению уровня выбросов СО2 в атмосферу за счет рационального и полномасштабного использования ВИЭ. Указанные предложения ставят перед Европейским союзом следующие задачи к 2020 году:

• обязательная выработка 20% от общей выработки стран ЕС с использованием ВИЭ;

• снижение уровня выбросов СО2 на 20%;

• обязательное использование биотоплива в размере 10% от общего потребления энергии.

В течение последних нескольких лет Правительство России уделяет большое внимание развитию возобновляемой энергетики. В ноябре 2007 г. Президент Российской Федерации В.В. Путин подписал Федеральный закон «Об электроэнергетике» (в редакции 250-ФЗ), в котором введено понятие возобновляемых источников энергии, а также обозначены основные меры поддержки и развития возобновляемой энергетики.

В развитие Федерального закона разработан комплект нормативно-правовых актов, направленных на поддержку возобновляемой энергетики. А первым документом Правительства РФ, подписанным в 2009 г., стало Распоряжение «Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования ВИЭ на период до 2020 г.», которым утверждены целевые показатели объема производства электрической энергии с использованием возобновляемых источников энергии. Эти показатели устанавливают темп развития ВИЭ в России и предусматривают увеличение доли ВИЭ в общем производстве электроэнергии в пять раз – до 4,5% в 2020 г.

Это очень оптимистичные цифры для России, так как для решения поставленной задачи необходимо к 2020 г. ввести 22 ГВт новых мощностей (это составляет примерно две трети от суммарной мощности всех ТЭС, работающих в Центральном федеральном округе). Однако если сравнивать с Западной Европой, то цифра не столь велика: в одной только Германии установленная мощность всех ветроустановок в 2007 г. составила более 22 ГВт.

Целевые показатели также заложены в Концепцию долгосрочного социально-экономического развития России до 2020 г. Концепция предусматривает расширение производства электроэнергии на основе возобновляемых источников (без учета ГЭС мощностью более 25 МВт) с 8,0 млрд кВт•ч. в 2008 г. до 80 млрд кВт•ч в 2020 г.

В настоящее время принята Энергетическая стратегия России до 2030 г. В данный документ включен целевой ориентир по вы- работке электроэнергии на ВИЭ в 2030 г. в объеме не менее 80–100 млрд кВт•ч.

Несмотря на высокую активность правительства и других заинтересованных лиц, за последние несколько лет в нашей стране не произошло никаких значительных изменений в развитии возобновляемой энергетики.

Причиной стагнации в развитии возобновляемой энергетики является задержка принятия ряда подзаконных актов, определяющих конкретные механизмы стимулирования возобновляемой энергетики. К данным механизмам относятся, в первую очередь, применение надбавок для определения цены реализации энергии ВИЭ, компенсация стоимости технологического присоединения к электросетям для генерирующих объектов ВИЭ и другие меры.

Достижение прогнозных целевых показателей по производству электроэнергии с использованием ВИЭ является главной целью разработки и совершенствования нормативно-правовой базы России по возобновляемой энергетике.

Для реализации поставленных задач Россия должна разработать комплексную государственную политику, направленную на развитие использования ВИЭ, а также конкретные практические шаги, обеспечивающие ее реализацию.

6.6. Выводы

Энергетика на ВИЭ пока не может полностью заменить традиционную энергетику России (государства – одного из крупнейших обладателей топливных энергетических ресурсов в мире), но, выбирая для каждой местности оптимальное сочетание возобновляемых (и традиционных) источников энергии, можно улучшить социальную, экономическую и экологическую ситуацию в целом в стране.

Для развития возобновляемой энергетики в России, как и во многих других странах, необходима активная поддержка отрасли государством, по крайней мере на начальном этапе ее развития. Однако для стимулирования развития возобновляемой энергетики в России недостаточно ее прямой поддержки. Необходима комплексная система сдерживания выбросов СО2, повышения

энергоэффективности и расширения использования ВИЭ.

Целевые показатели по доле ВИЭ в топливно-энергетическом балансе, по энергосбережению (повышению энергоэффективности) и по сокращению эмиссии СО2 необходимо устанавливать совместно и взаимоувязанно. Только в этом случае Россия получит сильный, дифференцированный и эффективный топливно-энергетический комплекс.

Поддержка государства, безусловно, имеет приоритетное значение в развитии возобновляемой энергетики в нашей стране, однако определяющую роль должно играть и само общество. Осознание того, хотим ли мы видеть окружающую нас среду чистой, а близких здоровыми, является основополагающим мотивом развития чистой энергетики.

«Все великое зависит от малого», поэтому от каждого из нас зависит будущее нашей страны, а переход к экологически устойчивому будущему нужно начинать с воспитания детей, с прививания им чувства ответственности за окружающий их мир.

www.protown.ru

Прошлое и будущее приливной гидроэнергетики в РФ —

Дата публикации: 31 октября 2013

Недавно я читал в одном из журналов массивную статью, темой которой стало сравнение эффективности аналогичных производств в СССР и странах Запада в 60-х 70-х годах прошлого столетия. В числе выводов там значилось и такое: промышленные предприятия СССР проигрывали аналогичным западным как по КПД производства, так и по таким специфическим параметрам, как экологичность и наукоёмкость.

Однако нельзя сказать, что СССР вообще не стремился к передовым и экологически чистым производствам, а гнал лишь только «план». «Догоним и перегоним Запад» — этот лозунг еще никто не отменял. Пример: В 1966-м году капиталисты (французы) уже ввели эксплуатацию на реке Ране в Ла-Манше передовую тогда и по технологии, и по масштабам, и по экологичности приливную электростанцию, размер которой поражает воображение до сих пор. СССР ответило значительно более скромно, и через пару лет миру была представлена Кислогубская приливная электростанция на севере РФ, на побережье Баренцова моря.

Когда даже произносишь это словосочетание «Кислая губа», то невольно лицо морщится, но оно не имеет ничего общего с ощущением свежего лимонного сока на обычных губах. В географии под губами подразумевается длинный узкий залив, который далеко входит в сушу, подобно кинжалу (подобных мест в России немало). На Кольском полуострове, где и расположился советский объект, как раз и найдена была нужная высота и интенсивность прилива. Перекрыть губу дамбой оказалось довольно просто и в итоге сооружение вышло совсем «не кислым», а настоящим событием в советской гидроэнергетике! Обуздать энергию холодных приливных волн во благо науки и народного хозяйства – такова была задача Партии и Правительства.

Эксперимент

Целью создания ПЭС (приливной электростанции) на Кислой губе стало не только стремление угнаться за капиталистами. Хотя нельзя отрицать, что открытие французами ПЭС Ране на Ла-Манше подтолкнуло власти СССР к финансированию исследовательских и строительных работ в сферу альтернативной энергетики.

Наши ученые и инженеры хотели на практике понять, как поведет себя персонал, а также сложное и дорогостоящее оборудование под влиянием труднейших климатических условий, ведь Кольский полуостров – это не Сочи, скажем так мягко. Хотя везде на Земле есть своя красота. Также главный инженер проекта Л.Б. Берштейн и специалисты института «Гидропроект» СССР хотели опробовать новый способ строительства станции: наплавной. Так приливная электростанция на Кислой губе стала экспериментальной базой советской гидроэнергетики.

Как это было сделано?

Основой станции стал огромный железобетонный блок в форме прямоугольника. Что примечательно, Л.Б. Барнштейн строил блок не на месте будущей ПЭС в котловане, а недалеко от Мурманска на одном из судостроительных заводов. Как только блок собрали и нашпиговали всем необходимым оборудованием, его уже наплавным- то есть – на плаву – способом отбуксировали непосредственно на Кислую губу! Талантливо придумано, ничего не скажешь. Если бы строили классическим (в котловане на месте), то цена проекта возросла бы минимум на треть, но благодаря смекалки инженеров народные деньги удалось сэкономить.

Готовый блок зафиксировали на морском дне. А в качестве материала для дамбы использовали обычный камень, которым обсыпали пространство вокруг железобетонного блока с тем прицелом, чтобы создать небольшие плотины. Когда наступает прилив, то уровень воды естественно сильно поднимается, устремляется в специальный бассейн и она же вращает лопасти турбины. Да будет свет!

Но и это еще не все. Турбина способна совершать и обратное движение с пользой для человека и можно назвать ее не только «приливной», но и, простите за тавтологию, «отливной» электростанцией. Ведь когда идет отлив, то турбина вращается уже в «обратку», и тоже дает энергию. В России, а потом СССР, всегда было немало талантливых Левшей, изобретателей, рационализаторов. Пример ПЭС на Кислой Губе это еще раз подтверждает.

СССР закупил тогда у французов капсульный гидроагрегат для одного из водоводов с проектной мощностью о,4 МВт. А второй водовод ничем не заполнили. Планировалось, что туда поставят советский капсульный гидроагрегат для сравнения. Но сделано этого не было, вероятно, власти СССР сначала хотели вообще попробовать использовать энергию волн Кольского полуострова. Хотели понять, будет ли толк в целом от ПЭС с готовым французским гидроагрегатом, и если польза будет ощутимой, то потом уже заказывать строительство отечественного аналога. А может быть, инженеры проекта решили просто взять тайм-аут. Как бы то ни было, электростанция на Кислой губе пусть и не на полную возможную мощность, но заработала и дала за годы своей работы более 8 млн. КВт\час электроэнергии.

Российская турбина

А российская турбина на Кислой губе все же появилась, но лишь спустя 46 лет после открытия станции. В 2004-м году, уже не в СССР, а в России, на заводе «Севмаш» сделали экспериментальную турбину и заменили ею старую капсульную машину и начались испытания в реальных условиях Кольского полуострова. Приливная вода постоянно подвергает турбину жесткому воздействию холодной морской волны, металл ржавеет, вспомогательное оборудование – тоже. Среда вокруг более чем агрессивная, но таким образом отрабатываются лучшие методики для строительства будущих ПЭС в России, подбираются оптимальные материалы (например, почти непромокаемый бетон или уникальная электролизная установка), обкатываются новые и проверяются на эффективность старые технологии управления приливной электростанцией.

Недавнее прошлое и будущее приливной гидроэнергетики в России

Суши на Земле немало (я имею в виду не только популярное нынче японское блюдо), но и воды в три раза больше! Чуть ли не 70% всей поверхности планеты — вода. В России это тоже понимают и в последнее время снова стали искать пути, как максимально использовать ПЭС для получения электричества. Но так было не всегда.

В 90-е годы прошлого века приливная гидроэнергетика в России не развивалась почти никак, а наоборот, стояла задача сберечь хоть что-то от «советского багажа». Ту же электростанцию на Кислой губе могли растащить, но, к счастью, не растащили на запчасти, на металлолом, на лом цветных металлов. Тогда стояла задача выжить. Тот факт, что электростанция на Кислой Губе реально построена на задворках России, «у черта на куличиках», сыграл положительную роль: расхитители до нее не добрались, а если кто и добрался, то заслон им на пути поставил небольшой персонал ПЭС, который остался верен своему объекту и работе в условиях крошечного финансирования (электростанция в 90-е годы была законсервирована до лучших финансовых времен).

В 2000-х отношение к приливной гидроэнергетике переменилось в лучшую сторону, в стране появились деньги. Власти России, да и руководство крупных энергетических корпораций понимают, что энергия волн может принести реальную прибыль, может дать начало новой эры в создании экологичных и экономически выгодных способов получения электроэнергии.

В России проектируют и эксплуатируют уже несколько новых приливных электростанций. В частности, Тугурсксую на Охотском море, Малая Мезенская в Белом море (уже работает с 2007-го года), Северная на Баренцовом море и некоторые другие проекты, в том числе очень амбициозные (см. видео). Российской приливной гидроэнергетике есть куда двигаться, и я надеюсь, движение это будет продолжаться с удвоенными темпами.

Михаил Берсенев, 30.10.13г.

altenergiya.ru

Строительство Кислогубской ПЭС. Приливная электростанция

Вся история человечества буквально пронизана борьбой с природой за полезные ископаемые. И такое противостояние не случайно, поскольку абсолютно любая отрасль нашей с вами жизнедеятельности является энергоемкой. Поэтому в такой ситуации вполне логичным выглядит факт того, что мы стремимся всячески изыскать альтернативные источники дешевой, восстанавливаемой энергии. В связи с этим стоит уделить самое пристальное внимание Кислогубской ПЭС.

Только факты

Говоря о данной станции, следует сразу указать, что она стоит особняком в «семействе» электрических станций Российской Федерации. Постройка Кислогубской ПЭС была изначально экспериментальной, и надо сказать, что она оказалась достаточно успешной.

кислогубской пэс

По своей сути, этот промышленный объект – станция, работающая за счет использования энергии приливов моря, то есть, в принципе, кинетической энергии, выделяемой при вращении нашей планеты. Этот рукотворный источник дешевого электричества поставлен на государственный учет в качестве памятника технике и науке.

Строительство и введение в эксплуатацию

Разработкой проекта Кислогубской ПЭС и внедрением его в реальность в 1968 году занимался институт «Гидропроект». Руководителем этого мероприятия был главный инженер учреждения Л. Б. Бернштейн. Возведение станции осуществлялось самым прогрессивным для того времени способом, который заключался в создании железобетонного здания в доке неподалеку от Мурманска с последующей буксировкой полученного сооружения к месту его работы по поверхности моря. Один водовод станции имел капсульный гидравлический аппарат французского производства (мощность его составляла 0,4 МВТ), а второй, в который планировалось вмонтировать отечественный гидроагрегат, оставили пустующим. После пуска энергетическая установка был поставлена на баланс «Колэнерго». Использовалась она как экспериментальная база. К строительству станции были привлечены ведущие специалисты в сфере строительства, ведь дополнительную сложность представлял собой ландшафт и климат места, где в итоге была возведена ПЭС.

мурманская область

Место дислокации

Кислогубская ПЭС построена на побережье Баренцева моря, а если говорить конкретнее, то в губе под названием Кислая, где высота приливов вполне может достигать пяти метров. Кстати, на Кольском полуострове так называемые «губы» – глубоко проникающие в сушу довольно узкие заливы. Именно такое место является максимально идеальным с точки зрения строительства плотин приливных станций.

Принцип работы

ПЭС работает, на первый взгляд, элементарно: в момент прилива вода поднимается вверх и приходит в верхний бассейн, заставляя вращаться турбину. Когда же начинается отлив, то вода, отступая назад в море, снова приводит в движение турбину. Таким образом и происходит генерирование электрической энергии. Весь секрет заключается в нюансах, о которых могут поведать лишь узкопрофильные специалисты. приливная электростанция в россии

Период простоя

Единственная приливная электростанция в России функционировала до 1992 года. Однако в тот период времени экономика страны переживала далеко на самые лучшие времена, и о дальнейшем развитии такого вида добычи электроэнергии пришлось забыть. ПЭС остановили и законсервировали. От разграбления вандалами и элементарного физического разрушения станцию спасла ее удаленность от транспортных развязок и населенных пунктов, плюс ко всему, ответственность и преданность своему делу оставшегося персонала также помогли станции продолжить свое существование.

Новый виток жизни

Можно с уверенностью сказать, что Кислогубской ПЭС повезло, ведь в 2004 году она снова начала свою работу, за что стоит благодарить Анатолия Чубайса, который уделял самое пристальное внимание непрерывному развитию приливной энергетики.

Сразу же был демонтирован уже устаревший как морально, так и физически гидроагрегат. На его место был поставлен новый аналог, имеющий ортогональную конструкцию.

2007 год ознаменовался возведением нового блока с мощностью турбины 1,5 МВт. Этот блок был транспортирован по морю и подключён к старому зданию. В результате станция получила современный внешний вид. На исходе 2006 года станция была подключена к линии электропередачи, напряжение которой составляет 35 кВ.

Принадлежит ПЭС открытому акционерному обществу «РусГидро».

Дополнительная информация

Описываемая приливная электростанция в России является также тем местом, где проводят эксперименты с производством электроэнергии с помощью природных источников. Так, на территории этого объекта имеются солнечные батареи, которые задействованы в накоплении энергии солнца с последующей ее трансформацией в электричество. Имеется на станции и ветроизмерительный комплекс, по своему внешнему виду напоминающий вышку сотовой связи, которой, кстати, здесь нет вообще. Задачей комплекса является сбор информации касательно направления и силы ветра. Делается это с целью развития альтернативной энергетики.

кислогубской пэс построена

Вообще, добраться на ПЭС (Мурманская область) можно исключительно по морю. Персонал здесь небольшой – всего лишь 10 человек, которые работают вахтовым методом по пятнадцать суток. Важно отметить и тот факт, что разнообразие вылавливаемой рыбы в районе станции очень велико. И потому можно сделать вывод: ПЭС никакого урона окружающей среде не наносит.

Технические возможности станции

Кислогубская ПЭС (на карте, размещенной ниже, обнаружить ее достаточно просто) имеет достаточно небольшую суммарную мощность – 1,7 МВт. Стабильная, бесперебойная работа объекта может обеспечить электричеством поселок, население которого составит 5000 человек.

кислогубская пэс на карте

Бытовые условия

Там, где находится Кислогубская ПЭС, нашлось место также и жилому дому для работников станции, складским помещениям, гаражу, водопроводной магистрали (вода по ней идет из горного озера). Кроме того, территория промышленного объекта дала приют научной базе Полярного научно-исследовательского института морского рыбного хозяйства и океанографии им. Книповича.

Анализ работы станции

Сорокапятилетние исследования на ПЭС подтвердили, что ее эксплуатация обеспечивает ее надежную работу в энергетической системе, причем как в моменты пиковой нагрузки, так и стандартной. Применяемый на станции уникальный в своем роде генератор российского производства с изменяемой скоростью вращения позволил увеличить коэффициент полезного действия станции на 5%.

Железобетонная конструкция здания ПЭС является тонкостенной, но даже после сорока пяти лет экстремальной эксплуатации осталась в хорошем состоянии. Важнейшим достижением можно считать и предотвращение коррозии металлических поверхностей конструкций и оборудования. Бетон здания идеален с точки зрения морозоустойчивости. На его поверхности не было выявлено никаких повреждений. Прочность оказалась выше проектной величины.

где находится кислогубская пэс

Подытоживая, можно отметить, что Мурманская область стала настоящей колыбелью для рождения и развития приливной энергетики, которая сама по себе является отраслью будущего, ведь извлечение электричества таким способом абсолютно безопасно для человека и природы, а также максимально рентабельно и обосновано с экономической точки зрения. В связи с этим вполне логичным выглядит запланированное строительство еще нескольких приливных электростанций на территории страны.

fb.ru

Приливные электростанции (ПЭС)

Приливная электростанция

Приливная электростанция (ПЭС), электростанция, преобразующая энергию морских приливов в электрическую. ПЭС использует перепад уровней "полной" и "малой" воды во время прилива и отлива. Перекрыв плотиной залив или устье впадающей с море (океан) реки (образовав водоём, называют бассейном ПЭС), можно при достаточно высокой амплитуде прилива (>4 м) создать напор, достаточный для вращения гидротурбин и соединённых с ними гидрогенераторов, размещенных в теле плотины.

При одном бассейне и правильном полусуточном цикле приливов ПЭС может вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 ч с перерывами соответственно 2-1 ч четырежды за сутки (такая ПЭС называется однобассейновой двустороннего действия). Для устранения неравномерности выработки электроэнергии бассейн ПЭС можно разделить плотиной на два или три меньших бассейна, в одном из которых поддерживается уровень "малой", а в другом - "полной" воды; третий бассейн - резервный; гидроагрегаты устанавливаются в теле разделительной плотины. Но и эта мера полностью не исключает пульсации энергии, обусловленной цикличностью приливов в течение полумесячного периода. При совместной работе в одной энергосистеме с мощными тепловыми (в т. ч. и атомными) электростанциями энергия, вырабатываемая ПЭС, может быть использована для участия в покрытии пиков нагрузки энергосистемы, а входящие в эту же систему ГЭС, имеющие водохранилища сезонного регулирования, могут компенсировать внутримесячные колебания энергии приливов.

На ПЭС устанавливают капсульные гидроагрегаты, которые могут использоваться с относительно высоким кпд в генераторном (прямом и обратном) и насосном (прямом и обратном) режимах, а также в качестве водопропускного отверстия. В часы, когда малая нагрузка энергосистемы совпадает по времени с "малой" или "полной" водой в море, гидроагрегаты ПЭС либо отключены, либо работают в насосном режиме - подкачивают воду в бассейн выше уровня прилива (или откачивают ниже уровня отлива) и т. о. аккумулируют энергию до того момента, когда в энергосистеме наступит пик нагрузки. В случае, если прилив или отлив совпадает по времени с максимумом нагрузки энергосистемы, ПЭС работает в генераторном режиме.

Использование приливной энергии ограничено главным образом высокой стоимостью сооружения ПЭС (стоимость сооружения ПЭС Ране почти в 2,5 раза больше, чем обычной речной ГЭС такой же мощности). В целях её снижения в СССР впервые в мировой практике строительства ГЭС при возведении ПЭС был предложен и успешно осуществлен т. н. наплавной способ, применяющийся в морском гидротехническом строительстве (тоннели, доки, дамбы и т.п. сооружения). Сущность способа состоит в том, что строительство и монтаж объекта производятся в благоприятных условиях приморского промышленного центра, а затем в собранном виде объект буксируется по воде к месту его установки. Таким способом в 1963-68 на побережье Баренцева моря в губе Кислой (Шалимской) была сооружена первая в СССР опытно-промышленная ПЭС. Здание ПЭС (36x18x15 м) из тонкостенных элементов (толщиной 15-20 см), обеспечивающих высокую прочность при небольшой массе сооружения, было возведено в котловане на берегу Кольского залива, близ г. Мурманска. После монтажа оборудования и испытания корпуса здания на водонепроницаемость котлован был затоплен, здание на плаву вывели в море и отбуксировали в узкое горло губы Кислой. Здесь во время отлива оно было установлено на подводное основание и соединено сопрягающими дамбами с берегами; тем самым было перекрыто горло губы и создан бассейн ПЭС. В здании ПЭС предусмотрено размещение 2 обратимых гидроагрегатов мощностью 400 квт каждый. 28 декабря 1968 ПЭС дала промышленный ток. Создание ПЭС Ране и Кислогубской ПЭС и их опытная эксплуатация позволили приступить к составлению проектов Мезенской ПЭС (6-14 Гвт) в Белом море, Пенжинской (35 Гвт) и Тугурской (10 Гвт) в Охотском море, а также ПЭС в заливах Фанди и Унгава (Канада) и в устье р. Северн (Великобритания).

www.gigavat.com

Аналитическая группа "Балтийские Боевые Слоны"

Эксперт по энергетике Приливные электростанции: далекое будущее или завтрашний день? Дата: 09.07.2012

Приливные электростанции: далекое будущее или завтрашний день?

Когда только появились слухи о первых промышленных приливных электростанциях (ПЭС) и о том, что в качестве «топлива» эти электростанции используют кинетическую энергию вращения нашей планеты, в широких кругах стало бытовать мнение, что использование ПЭС приведет к остановке вращения Земли и сильно повлияет на экологию. Однако при ближайшем научном рассмотрении проблемы становится очевидно, что, ввиду колоссальной массы Земли, влияние работы ПЭС на скорость вращения планеты оказывается пренебрежимо малым. Тем не менее, это когда-то распространенное мнение до сих пор отражает скептическое отношение к приливным электростанциям. Когда-то Советский Союз был среди пионеров по строительству ПЭС: за долгие годы был накоплен огромный опыт использования подобных электростанций, разработаны не имеющие аналогов в мире ортогональные турбины. Но гигантским проектам, способным обеспечить дешевой электроэнергией весь Дальний Восток, не суждено было сбыться. А между тем за последние десятилетия в мире появилось более десятка ПЭС, отечественными разработками уже интересуются корейцы и китайцы, после аварии на Фукусиме-1 японцы рассматривали вариант строительства ПЭС на территории России в качестве альтернативы разрушенной АЭС. Однако, несмотря на обещанную поддержку президента, все проекты по постройке ПЭС в России сейчас заморожены. И это несмотря на то, что, согласно исследованиям, проведенным на французской приливной электростанции Ранс, стоимость электроэнергии ПЭС в 1995 году была наименьшей среди стоимости энергии, вырабатываемой другими видами электростанций. Причем тенденция разрыва стоимости в пользу ПЭС в последнее время только увеличивается. Согласно теоретическим расчетам, в будущем энергия волн и приливов может обеспечить от 12% до 25% мировой потребности в электроэнергии (энергия мирового океана в 120 изученных створах оценивается более чем в 800 ГВт). По оценкам специалистов «ГидроОГК», в России ПЭС со временем смогут обеспечить до 20-30% всей потребности (на 2011 год - 218 235,8 МВт) в электроэнергии.

1 – Кислогубская ПЭС 2 – Северная ПЭС 3 – Лумбовская ПЭС 4 – Мезенская ПЭС

На текущий момент в России работает только одна опытная приливная электростанция – Кислогубская ПЭС, расположенная на Баренцевом море. В стадии разработки находятся проекты Тугурской ПЭС мощностью 8 ГВт и Пенжинской ПЭС мощностью 87 ГВт на Охотском море, энергия которых может быть передана в энергодефицитные районы Юго-Восточной Азии. На Белом море проектируется Мезенская ПЭС мощностью 11,4 ГВт, энергию которой предполагается направить в Западную Европу. В Мурманской области также разрабатываются проекты строительства Северной и Лумбовской ПЭС.

1 – Тугурская ПЭС 2 - Пенжинская ПЭС

Опытный проект и российское ноу-хау

Единственная работающая в России приливная электростанция - Кислогубская ПЭС - располагается на побережье Баренцева моря в пос. Ура-Губа Мурманской области и работает в опытном режиме под управлением «Русгидро». Сейчас она служит научной базой для таких институтов, как НИИЭС, Гидропроект и ПИНРО. Электростанция работает с 1968 года, но второе рождение она получила только в декабре 2004 г., когда на ней был смонтирован первый отечественный ортогональный гидроагрегат мощностью 0,2 МВт. В 2006 году в соответствии с инвестиционной программой РАО «ЕЭС России» по заказу «ГидроОГК» на ФГУП «ПО «Севмаш» в г. Северодвинске был изготовлен экспериментальный металлический наплавной энергоблок «Малой Мезенской ПЭС» с ортогональным гидроагрегатом проектной мощностью 1,5 МВт. Этот блок сейчас также установлен на Кислогубской ПЭС, поэтому на текущий момент мощность электростанции составляет 1,7 МВт.

Стоит отдельно сказать несколько слов об упомянутом выше российском ноу-хау – ортогональных гидроагрегатах. На существующих сейчас в мире приливных электростанциях почти всегда применяются турбины, у которых напорный поток воды движется вдоль оси турбины. Но в последние годы одним из прорывов в данной области стала разработка московского НИИ «Энергетических сооружений». Сотрудниками института были разработаны теоретические основы для создания опорной ортогональной турбины с осью вращения поперек потока воды. Принцип действия турбины заключается в создании подъемной силы на крыле лопасти специального профиля. Рабочее колесо генератора всегда вращается в одну сторону, независимо от прилива или отлива. КПД такой турбины составляет около 70%, что несколько меньше, чем дают осевые агрегаты, но такая конструкция гораздо дешевле, почти вдвое легче и проще по изготовлению, что позволяет строить ортогональные турбины на любом механическом заводе. С данной разработкой можно связать перспективы массового производства подобных агрегатов и их установку на микроПЭС. Установка множества подобных агрегатов, по мнению разработчиков, позволит достичь мощности электростанции в несколько гигаватт.

Самый грандиозный проект

С ортогональными турбинами сейчас связывают будущее строительства Пенжинской ПЭС, общая мощность которой по разным расчетам может достигнуть от 20 до 110 ГВт (для сравнения: мощность крупнейшей в России Саяно-Шушенской ГЭС – 6,4 ГВт). На практике количество получаемой электроэнергии будет иметь несколько меньшие значения, однако этой энергии может хватить не только для полного обеспечения всего Дальнего Востока (суммарное энергопотребление в Камчатском крае не превышает 0,5 ГВт), но и для обеспечения экспорта в соседние энергодефецитные регионы. Такая большая мощность электростанции обеспечена за счет огромной высоты приливов, которая в Пенжинской губе составляет до 12 метров, что является самым высоким показателем для всего Тихого океана. Но, к сожалению, для использования этого грандиозного подарка природы пока не удаётся найти инвесторов.

Тем не менее, какие-то шаги в этом направлении предпринимаются: в марте 2012 года Д. Медведев поддержал развитие данного проекта, заявив, что «если нужно, я готов тоже пару слов замолвить» [перед потенциальными инвесторами]. Но, несмотря на высказываемое желание властей построить приливную электростанцию в Пенжинском районе, никаких действий по реализации проекта не ведется, и вероятность постройки электростанции пока остается крайне низкой. Дело в том, что в районе строительства попросту отсутствуют потребители такого большого количества электроэнергии, а договоренности с импортерами еще не достигнуты. Еще одна проблема заключается в том, что предполагаемая электростанция будет находиться в 1100 километрах от Петропавловска-Камчатского и 900 километрах от Магадана, что сделает транспортировку электроэнергии весьма проблематичной. К тому же для эффективного использования энергии ПЭС необходимо аккумулирование полученной энергии (например, строительство гидроаккумулирующих электростанций) или создание энергоемких производств периодического действия. Однако если проект удастся реализовать в полном объеме, то суммарная мощность электростанции составит около четверти суммарной мощности всех действующих электростанций России, и Пенжинская ПЭС станет центральным элементом энергосистемы Северо-Восточной Азии.

Будущее уже не за горами?

На данный момент самым близким к реализации выглядит проект Северной ПЭС в Мурманской области. В 2010 году он был включен в инвестиционную программу «Русгидро», но начало его реализации уже во второй раз откладывается. Проектируемая приливная электростанция будет располагаться в губе Долгая-Восточная на Кольском полуострове в Мурманской области. Данная электростанция будет обладать мощностью 12 МВт и, в отличие от Кислогубской ПЭС, станет, вероятно, первой не опытной, а опытно-промышленной приливной электростанцией в России. Предполагается, что строительство займёт 3-4 года, а стоимость проекта по разным оценкам составит от 4 до 18 млрд. рублей (в последнюю инвестиционную программу было заложено 5 млрд. рублей). Срок окупаемости проекта, по расчетам специалистов, составит около 7 лет. Стоит отметить, что аналогичный, только в несколько раз более мощный проект в Южной Корее обошелся в 10 млрд. рублей, поэтому названная в конце 2011 года цифра в 18 млрд. рублей кажется сильно завышенной. Согласно программе ОАО "РусГидро", строительство предполагалось начать еще в 2011 году. В конце 2011 года строительство было перенесено на 2012 год, однако весной 2012 представители компании заявили, что строительство электростанции вновь будет отложено. По их словам, перед началом строительства необходимо оптимизировать ряд проектных решений и провести ряд экспертиз, в том числе экспертизу Росрыболовства и Госэкспертизу.

Мировой опыт и перспективы

Пока в России «долго запрягали», в мире уже построили около двух десятков ПЭС различной мощности: промышленные ПЭС во Франции, Великобритании, Канаде, США, Южной Корее и Ирландии, экспериментальные в Канаде и Норвегии, несколько микроэлектростанций в Китае. В ближайшие годы могут быть построены приливные электростанции в Индии, Бразилии, Шотландии и Аргентине. В целом, благоприятные условия для строительства ПЭС имеются в 23 странах мира. Локомотивом отрасли может статья Южная Корея, которая в 2011 году построила крупнейшую в мире ПЭС мощностью 254 МВт. Сейчас Корейские власти активно интересуются российскими разработками. Так, в мае замминистра промышленности и торговли РФ Георгий Каламанов сообщил, что корейцы не только интересуются российскими технологиями, но и готовы инвестировать в российские проекты. Это заявление позволяет надеяться, что в ближайшее время отрасль найдет инвесторов и может начать стремительное развитие. Но, к сожалению, активность российских властей по развитию отрасли пока остается минимальной, так как наш энергетический рынок насыщен традиционными источниками энергии.

В связи с проявлением интереса потенциальными иностранными инвесторами отметим, что стоимость различных проектов по строительству ПЭС в России оценивается в сумму от 5 до 30 млрд. рублей, а сроки окупаемости вложений могут составить от 7 до 15 лет. Единственным игроком на российском рынке приливных электростанций является государственная компания ОАО «Русгидро» (и ее дочерние структуры). Все оборудование для существующих блоков ПЭС изготавливалось на ОАО «ПО «Севмаш», а ведущими научными институтами выступают московские НИИ «Энергетических сооружений» и НИИ «Гидропроект».

Отправить сообщение

www.baltslon.ru

Приливная электростанция (ПЭС)

Приливная электростанция (ПЭС) — особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 13 метров.

Существует мнение, что работа приливных электростанций тормозит вращение Земли, что могло бы привести к негативным экологическим последствиям. Однако ввиду колоссальной массы Земли влияние приливных электростанций незаметно [1]. Кинетическая энергия вращения Земли (~1029Дж) настолько велика, что работа приливных станций суммарной мощностью 1000 ГВт будет увеличивать длительность суток лишь на ~10−14 секунды в год, что на 9 порядков меньше естественного приливного торможения (~2×10−5 с в год).

Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов). В последнем случае они называются гидроаккумулирующая электростанция.

В России c 1968 года действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря мощностью 0,4 МВт. В советское время были разработаны проекты строительства ПЭС в Мезенской губе (мощность 11 000 МВт) на Белом море, Пенжинской губе и Тугурском заливе (мощностью 8000 МВт) на Охотском море, в настоящее время статус этих проектов неизвестен, за исключением Мезенской ПЭС, включённой в инвестпроект РАО «ЕЭС». Пенжинская ПЭС могла бы стать самой мощной электростанцией в мире — проектная мощность 87 ГВт.

Существуют ПЭС и за рубежом — во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах. ПЭС "Ля Ранс", построенная в эстуарии р.Ранс (Северная Британь) имеет самую большую в мире плотину, ее длина составляет 800 м. Плотина также служит мостом, по которому проходит высокоскоростная трасса, соединяющая города Св. Мало и Динард. Мощность станции составляет 240 МВт[1].

Преимуществами ПЭС является экологичность и низкая себестоимость производства энергии. Недостатками — высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность, из-за чего ПЭС может работать только в единой энергосистеме с другими типами электростанций.