Зачем Россия создаёт уникальную электростанцию за 200 миллиардов долларов

К 1 марта 2022 года президент поручил правительству рассмотреть вопрос о создании центров по производству водорода и аммиака на базе приливных электростанций (ПЭС). Одним из первых проектов, реализованных по этому поручению, может стать Пенжинская ПЭС — её потенциал в перспективе перевернёт мировую энергетику. Но как именно?

Теме перспективного топлива — водорода — уделяется огромное внимание. Вблизи посёлка Ура-Губа расположена экспериментальная Кислогубская ПЭС, построенная ещё в СССР. Но самое пристальное внимание сегодня обращено на проект создания Пенжинской ПЭС и двух её "сестёр" — Тугурской и Мезенской приливных электростанций. Они могут стать основой энергосистемы Дальнего Востока, необходимой для производства экологически чистого водорода.

Как работает уникальная приливная электростанция и в чём её потенциал?

Человечество давно ищет максимально продуктивный и при этом экологичный способ добычи электроэнергии. Сегодня никого не удивить гидроэлектростанциями, тепловыми электростанциями и АЭС. Также наверняка многие слышали о генераторах, преобразующих ветровую и солнечную энергию в электричество. У каждого из этих вариантов есть свои плюсы и минусы. Тепловые станции загрязняют атмосферу и расходуют углеводородный ресурс, аварии на ГЭС чреваты разрушительными последствиями для жителей прилегающих к ним территорий. Ветровые и солнечные станции зависят от времени суток. Атомные станции производят радиоактивные отходы, а в случае аварии опасны для окружающей среды и человека. Есть ещё важнейший ресурс — энергия приливов и отливов, а точнее — кинетическая энергия вращения Земли. На её использовании и базируется работа ПЭС.

Использовать энергию воды человечество додумалось ещё в XIX веке. Первая российская ГЭС — Берёзовская — построена в 1892 году. Использовать же приливную энергию стали уже в 60-е годы XX века. Первыми это сделали французы, запустив в 1966 году ПЭС La Rance в Северной Бретани. Длина плотины составляет 800 метров, вырабатываемая мощность — 240 мегаватт. Это самая мощная на сегодняшний день приливная электростанция. В 1968 году в СССР ввели в эксплуатацию экспериментальную Кислогубскую ПЭС в Мурманской области. Гидроагрегат для неё предоставили французы. Сегодня гидротурбины для этой станции производит предприятие "Севмаш", а генераторы — ООО "Русэлпром". Благодаря Кислогубской ПЭС были изучены основные аспекты использования этой технологии.

По итогам эксплуатации разработчики сделали вывод, что ПЭС безопасны для экологии. При воздействии природных катаклизмов (землетрясения, наводнения, оползни) ПЭС, в отличие от ГЭС или АЭС, не угрожают жителям прилегающих к станциям районов. Они защищают берега от шторма и даже смягчают местный климат. ГЭС уничтожает свыше 90% планктона, ПЭС наносит минимальный урон — в 5–10%.

ПЭС оптимизируют транспортную систему, открывают новые возможности для развития туризма. Единственный минус — высокая стоимость, но при грамотном использовании вложения отобьются за несколько лет. Сегодня ПЭС стоят на передовой энергетики всех ведущих стран — Великобритании, Канады, США, Южной Кореи, Китая, Индии. У России есть шансы их всех обойти. Благодаря Пенжинской губе.

Пенжинская губа не особенно на слуху у тех, кто не вникал в эту тему. Тем не менее это уникальное место. Она находится в Охотском море у основания Камчатки — аккурат там, где полуостров стыкуется с материком. Её длина — 300 километров, средняя ширина — 65 километров, максимальная глубина — 62 метра. Во время прилива волна поднимается на 13–15 метров. Через её ворота каждые сутки перемещается до 500 кубических километров воды. К примеру, река Волга перенесёт столько воды за два года, Дон — за 25 лет. Самая полноводная в мире река Амазонка справится с такой нагрузкой за 25 дней. Пенжинской губе на это требуется всего лишь 24 часа.

Работает электростанция так: в море устанавливается дамба, в неё монтируются гидроагрегаты, включающие в себя турбину и генератор. Сегодня в России производят гидроагрегаты, составляющие конкуренцию зарубежным аналогам, а в ряде случаев и превосходящие их по показателям эффективности и надёжности. Во время прилива мощный поток воды вращает гидротурбину, вырабатывая большое количество тока. Во время отлива происходит то же самое. То есть турбина никогда не простаивает. Она также пригодна для комбинированного использования с другими типами энергосистем. Пенжинский проект состоит из двух этапов: намечено строительство Северного створа (мощность 21 гигаватт) и Южного створа (мощность 87 гигаватт).

Чтобы эффективность такого сооружения стала очевиднее, нужно сравнить будущую ПЭС с другими электростанциями. Печально известная Чернобыльская АЭС вырабатывала 1 гигаватт в час (1 миллиард Вт·ч), Саяно-Шушенская ГЭС вырабатывает 4,6 ГВт·ч. Признанный чемпион среди мировых электростанций — китайская гравитационная плотинная ГЭС "Три ущелья" на реке Янцзы выдаёт до 22,5 ГВт·ч. Потенциально Пенженская ПЭС способна вырабатывать свыше 100 ГВт·ч. Это как 25 современных АЭС, или 40% общей мощности российской энергосистемы.

На бумаге даже среди мировых уже построенных в разных точках планеты ПЭС ей нет конкурентов — она мощнее французской La Rance в 500 раз. Специалисты отмечают, что при такой отдаче для рационального использования вырабатываемой энергии вокруг Пенжинской ПЭС нужно выстроить многоуровневую инфраструктуру.

Главная проблема состоит в том, что стоимость строительства такого объекта очень велика — ещё во времена СССР на строительство Северного створа уникальной ПЭС планировали потратить примерно 40 млрд долларов. Южный, более протяжённый район, требовал вложений примерно на 120–150 млрд. Как будут решать эту проблему инженеры и экономисты, ещё предстоит понять, однако 100 ГВт·ч электричества на дороге не валяются, и инвестиции в такой проект могут окупиться многократно.

К тому же ближайшие потребители, а именно — Камчатка, Магадан, Приморье, Сахалин, Хабаровский край, даже не выключая свет дома и на работе, столько энергии переварить не в силах. Менее мощная — проектируемая в данный момент Мезенская ПЭС — способна обеспечить электричеством семь таких городов, как Санкт-Петербург. Потенциальными покупателями электроэнергии могут стать ближайшие соседи — Китай, Южная и Северная Корея. На поставках электроэнергии в эти страны Россия может зарабатывать постоянно, особенно с учётом того, что человечество движется к водородно-электрическому транспорту.

Но помимо производства водорода, для которого нужно огромное количество электроэнергии, приливные электростанции могут запитать и традиционные объекты промышленности, например НПЗ, авиационные, сталелитейные и другие заводы. В перспективе, если проект доведут до ума, а хотя бы один створ на каждом направлении уникальной электростанции будет построен, россияне забудут, что такое дорогое электричество и смогут жечь света столько, сколько нужно.