ЧИСТАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Сейчас в моде так называемая зеленая энергетика, это та энергетика, которая не дает выбросов углекислоты, оксидов серы и азота, не несет риска при авариях или радиоактивного загрязнения. Сжигание газа, нефтепродуктов, приводит к большому выбросу оксида углерода, а сжигание угля, торфа и сланцев дополнительно к углекислоте приводит к выбросу в атмосферу оксидов азота и серы, которые, соединяясь с водяными парами в атмосфере, приводят к химической реакции с образованием серной, сернистой и азотной кислот. Кислоты, разносясь на тысячи километров по воздуху, вызывают кислые дожди. Про атомные электростанции и говорить нечего: все помнят Чернобыль и Фукусиму. Даже речные ГЭС не являются полностью безопасными: во-первых, они радикально меняют водный режим рек, которые цветут, заиливаются, сокращают видовой состав рыбы. Во-вторых, в случае серьезной аварии на ГЭС может произойти настоящая катастрофа с тысячами жертв. Как оказалось, даже ветряные электростанции не безупречны во влиянии на окружающую среду, хотя намного чище сжигания топлива.
Поэтому взоры правительств, промышленников и экологов обратились к проектам приливных электростанций, которые полностью лишены всех вышеперечисленных недостатков. Даже в случае прорыва дамбы ПЭС (например, при землетрясении или цунами), никакой катастрофы не произойдет.
О приливных станциях говорят с 20-х годов, их немного, но они есть и работают. Единственная ПЭС, работающая в России - экспериментальная Кислогубская, в бассейне Баренцева моря, построена в 1968 году и успешно работает до сих пор, являясь, правда, скорее архитектурным памятником, чем значительным источником энергии...
В Охотском море есть залив Шелихова и Пенжинская Губа. Этот участок расположен на севере вблизи перешейка, соединяющего Камчатку с материком:
Эти малозаселенные места имеют одну исключительную особенность: здесь происходят огромные отливы и приливы с перепадом около десяти метров.
ПРИЛИВНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ УСТРОЕНА ОЧЕНЬ ПРОСТО
Приливная электростанция построена на несложном принципе: строится плотина, в теле которой устанавливаются турбины, работающие в обе стороны. В Охотском море рассматриваются два варианта: южный, более масштабный, северный - поменьше:
Только через северную губу каждые сутки перемещается до 500 кубических километров воды, что превосходит годовой сток Волги и Дона, вместе взятых. Потенциал Пенжинской ПЭС – свыше 100 ГВт/час, что превосходит Саяно-Шушенскую ГЭС, китайскую ГЭС "Три Ущелья", то есть российская приливная электростанция (ПЭС) станет самой большой электростанцией в мире, по сути, утилизирующей энергию вращения земли. Этот источник не дает никаких выбросов в атмосферу, полностью возобновляемый и при этом вырабатывает энергию с крайне низкой стоимостью.
ИЗ МОСКВЫ В ПЕТРОПАВЛОВСК-КАМЧАТСКИЙ НА МАШИНЕ
Кроме того, предполагаемая ПЭС в Охотском море может решить одну, не менее серьезную проблему Дальнего Востока России: географическую удаленность и изоляцию камчатского полуострова. Этот полуостров имеет огромное стратегическое значение, но попасть туда можно только морем или по воздуху. Само по себе развитие сухопутного транспортного пути может в значительной мере способствовать освоению Камчатки и прилегающих территорий Магаданского края. В случае строительства южного, более сложного, варианта, поездка из Магадана на Камчатку займет несколько часов. Магадан, соответственно, связан со всей дорожной сетью страны. Поэтому, несмотря на дороговизну южного варианта, он предпочтительнее из-за тех выгод, которые принесет новая сухопутная дорога на Камчатку.
СЛОЖНОСТЬ ПРОЕКТА
Какими бы ни были сложными задачи проекта гигантской ПЭС в Охотском море, все они решаемые, пусть даже высокой ценой. Но есть одна непростая техническая задача, которая, если не будет решена, остановит весь проект целиком. Проблема состоит в том, что население этих мест небольшое, уже обеспечено электроэнергией, а строительство линии электропередачи на тысячи километров в густонаселенные районы АТР, где электроэнергию можно продать, во-первых, обойдется дорого, во-вторых, приведет к значительным потерям при транспортировке. Крупных же потребителей, типа производства алюминия и др. вблизи нет.
Именно поэтому вопрос о строительстве гигантской ТЭС был фантастикой, но лишь до недавнего времени. Дело в том, что сейчас говорят, что энергетика будущего это водород, водородная энергетика. Водород мы получаем из воды, и, соответственно, при сжигании водород возвращает в атмосферу Земли ту же самую воду. Естественно, что для получения водорода необходимо затратить столько же энергии, сколько образуется при его сжигании. Поэтому производство водорода всегда энергозатратно. Так вот, мега-ПЭС, которую Россия могла бы построить в Охотском море, может стать самым крупным производителем водородного топлива в мире. Сжатый водород, в специальных танкерах, мало отличающихся от судов, предназначенных для перевозки сжиженного метана, может транспортироваться на любые расстояния, благо рядом есть Северный Морской Путь (СМП). Через неделю танкеры с водородом могут быть в Европе, а в Китае, Корее - через 2-3 дня!
Таким образом, проект самой большой в мире электростанции кажется не таким уж фантастическим. Не стоит забывать и одну поговорку: Тихий океан - это Средиземное море XXI века. Здесь сосредоточены важнейшие точки роста мировой экономики, а увеличивающееся население является гарантией сбыта любого количества топлива. Именно здесь, в мировой фабрике, сосредоточено огромное население и производство товаров. Россия с ее демографией и низкой рождаемостью не может конкурировать с миллиардным населением АТР, но занять нишу энергетической сверхдержавы - может.
КАК ЭТО БУДЕТ?
Конечно, проект требует затрат намного больших, чем Крымский мост, решение должно приниматься на уровне правительства Российской Федерации с учетом прогноза состояния рынка энергетики и просчета всех параметров. Возможно, что скоро станет понятно: выгоднее вкладывать валютные запасы страны не только в деньги и золото, но в системные инфраструктурные проекты. В этом случае, наиболее вероятно, бюджет будет состоять как из государственных, так и из частных, в том числе зарубежных инвестиций, а страны АТР будут заинтересованы в участии в проекте.
После предварительного технико-экономического обоснования должно будет принято важное политическое решение и, возможно, создан льготный налоговый и инвестиционный режим.
ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ
Проект такого гигантского масштаба потребует создания цифровой модели сложного гидротехнического объекта. Будет создан цифровой двойник для управления строительством и эксплуатацией. Цифровая модель должна включать в себя энергетику и транспортную составляющую, так как дамба обязательно будет не только гидротехническим, но и транспортным объектом. В модель нужно будет включить производство водорода, коммуникации, наблюдение за гидрологическим режимом залива и экологией. Как показывает опыт цифровизации сложных проектов, накопленных в компании Acceleration, цифровая модель должна быть комплексной и интегрировать все аспекты сложных предприятий, включая экономические показатели и бухгалтерию.
После создания цифровой модели ПЭС, будет произведено ее виртуальное тестирование на безопасность, эффективность и экономическую целесообразность. После согласования со всеми участниками и необходимой экспертизы проект начнется со строительства дамбы путем намыва грунта с помощью специальных технологий, хорошо известных в странах Восточной Азии. Или же это может быть завоз горного грунта с обоих берегов. Дамба должна быть настолько прочной, чтобы выдерживать экстремальный климат и напор льда толщиной более метра. Вся структура будет сейсмоустойчивой и выдерживать цунами. Будут построены шлюзы и поставлены турбины, а также завод по производству сжиженного водорода, терминал по его отгрузке. Весь процесс строительства такого уровня проходит при участии BIM-моделирования. После сдачи в эксплуатацию все компоненты объединятся в эксплуатационную цифровую BIM-модель, которая обеспечит интеграцию и состыковку всех служб в единый механизм:
- Гидрологический режим ПЭС и всего залива
- ПЭС как промышленный объект
- Гидроэнергетика
- Дамба как транспортная артерия
- Производство водорода
- Отгрузка через терминал и транспортная логистика
- Безопасность
- Экономическая модель предприятия
Сама BIM-модель может быть создана уже сейчас, до начала стадии технико-экономического обоснования и даже до принятия окончательного инвестиционного решения.
ВЫГОДЫ
Кроме прямой выгоды от непосредственной продажи энергии, производство водорода, как высокотехнологичная отрасль, будет важна тем, что Россия придет на будущий энергетический рынок не как сырьевой придаток азиатских тигров, а как поставщик наукоемкой продукции с высокой добавленной стоимостью. Это укрепит роль страны и ее геополитическое влияние. Появление дороги на Камчатку и развитие транспорта превратит Магадан из транспортного тупика, в транзитный узел. Появление энергетического и транспортного объекта оживит экономику макрорегиона, включая туризм, экотуризм, добычу полезных ископаемых. Не стоит забывать и о том, что транспортная сеть России - не статичный объект, а сеть, постоянно растущая в северном и восточном направлении. Появление любого транспортного объекта: дороги, порта, моста, ведет и к дальнейшему расширению сети дорог и связанных с ними инфраструктурных изменений. В случае спроса на водородную энергетику, будет задействован Магаданский порт и важный для России Северный Морской Путь, а Европейский Союз сможет покупать альтернативное чистое топливо.
Многие аналитики и футурологи утверждают, что в будущем человечество может отказаться от ископаемого топлива, о чем, кстати, говорил еще Д. И. Менделеев: («Нефть — не топливо, топить можно и ассигнациями»). В случае глобальных изменений Россия с ее огромной долей углеводородов в промышленности встанет перед необходимостью искать альтернативные источники пополнения бюджета. В этом случае трубопроводная сеть может легко быть переключена в водородное топливо. В пользу такого сценария говорит то, что некоторые европейские страны меняют свое законодательство, облагая налогами выброс углекислоты и, наоборот, создавая преференции чистым видам электроэнергии, но выбор здесь невелик, а цена не позволяет полностью отказаться от нефти и газа. Тем не менее все технологические решения уже есть - вплоть до водородных автомобилей, а цена по мере роста спроса может снижаться.
Поэтому сигнал о развитии водородной энергетики уже дан: в послании к Федеральному собранию в 2021 году президент РФ Владимир Путин сказал: "Нам нужны новые комплексные подходы к развитию энергетики, включая новые решения в сфере атомной генерации, таких перспективных направлений, как водородная энергетика и накопители энергии".
.