Предложение дополнительных обоснований целесообразности сооружения Тугурской приливной

Предложение дополнительных обоснований целесообразности
сооружения Тугурской приливной электростанции в районе
Шантарского архипелага Охотского моря
Введение
И только из-за огромной любви, испытываемой к этому маленькому кусочку суши,
омываемому океаном в Тугуро-Чумиканском районе, из-за не менее великой любви к
будущим поколениям и к нашему общему Дому – планета Земля мы должны возложить
нашу малую Родину – Шантарский архипелаг на алтарь научно-технического прогресса во
имя жизни в здоровом мире, спасенном от экологической катастрофы планетарного
масштаба.
Здесь и сейчас предпринимается попытка предложить новую энергетическую
доктрину будущего, образованную на производстве колоссальных объемов энергии на
основе экологически чистых технологий и возобновляемых природных ресурсов.
В основе предложений лежит проект Тугурской приливной электростанции (ПЭС)
мощностью 8 ГВт, разработанный, в основном, для осуществления экспорта
электрической энергии в энергодефицитные районы стран юго-восточной Азии, а также
предложения ГидроОГК по развитию гидроэнергетики Российской Федерации на период
до 2020 года, в которых значатся две приливные электростанции: Мезенская в Баренцевом
море и Тугурская в Охотском море. Но целесообразность их сооружения еще требует
дополнительного обоснования. В данном проекте рассматриваются перспективные
предложения, направленные на повышение эффективности использования приливной
энергии в Хабаровском крае.
Основные технико-экономические
Тугурской ПЭС
характеристики
существующего
проекта
Местоположение электростанции: Россия, Хабаровский край, Тугуро-Чумиканский район,
Тугурский залив в юго-западной части Охотского моря, 600 км до Хабаровска, 940 км до
Японии.
Природные условия в заливе благоприятные для создания мощной приливной
электростанции (Тугурская ПЭС ):
• средняя величина прилива на входе в залив - 4,74 м;
• залив защищен грядой Шантарских островов от сильных ветров и штормовых волн
Охотского моря;
• площадь бассейна (при расположении ПЭС на входе в залив) - 1800 кв.км, ширина
залив на входе - 37 км (что позволяет разместить там около 1000 гидроагрегатов
мощностью по 7-9 МВт).
Цели проекта:
•
сокращение добычи, транспортировки и сжигания топлива для тепловых
электростанций на 7 млн.т условного заменяемого топлива;
• уменьшение загрязнения атмосферы Дальнего Востока на 17 млн.т выбросов в год;
• обеспечение дешёвой и возобновляемой энергией морских приливов потребителей
всего региона, в том числе Южной Кореи, Японии и Китая.
Технические показатели: установленная мощность ПЭС - 7980 МВт, годовая выработка
электроэнергии - 20 млрд. кВт.
Планируемый срок строительства Тугурской ПЭС - 11 лет, ввод первых агрегатов - на 7
году. Строительство будет проводиться прогрессивным наплавным способом (без
перемычек), что позволяет перенести в условия промышленного центра (доки г. Находка
или Японии) более 82 % строительно-монтажных работ. Необходимый объём и
эффективность инвестиций определяется при заключении контракта.
Экологическая характеристика приливных электростанций
Приливная энергия

возобновляема, вечна, циклична;

неизменна в месячном (сезонном и многолетнем) периодах на весь срок
эксплуатации.
Экологическая безопасность:

плотины ПЭС биологически проницаемы. Пропуск рыбы через ПЭС происходит
практически беспрепятственно

основная кормовая база рыбного стада - планктон: на ПЭС гибнет 5-10%
планктона, а на ГЭС - 83-99 %

ледовый режим в бассейне ПЭС смягчается

наплавной способ строительства дает возможность не возводить в створах ПЭС
временные крупные стройбазы, сооружать перемычки и прочее, что способствует
сохранению окружающей среды в районе ПЭС

исключен выброс вредных газов, золы, радиоактивных и тепловых отходов,
добыча, транспортировка, переработка, сжигание и захоронение топлива, предотвращение
сжигания кислорода воздуха, затопление территорий, угроза волны прорыва

ПЭС не угрожает человеку, а изменения в районе ее эксплуатации имеют лишь
локальный характер, причем, в основном, в положительном направлении.
Приливные электростанции не оказывают вредного воздействия на человека:

нет вредных выбросов (в отличие от ТЭС)

нет затопления земель и опасности прорыва волны в нижний бьеф (в отличие от
ГЭС)

нет радиационной опасности (в отличие от АЭС)

влияние на ПЭС катастрофических природных и социальных явлений
(землетрясения, наводнения, военные действия) не угрожают населению в примыкающих
к ПЭС районах.
Социально-экономическое значение Тугурской ПЭС

заселение северных территорий за счет строительства поселений для
обслуживающего персонала станции и иных технологических структур, а также
соответствующей социальной инфраструктуры;

повышение бюджетной и инвестиционной привлекательности территории;

улучшение внутренней транспортной системы района и транзитной
региональной и федеральной автодорожных сетей;

исключительные возможности для расширения туризма на Шантарском
архипелаге.
Перспективы и особенности приливной энергетики
Специфические особенности приливной энергетики связаны с решением двух основных
проблем:
1. Низкая плотность водного напора при горизонтальном перемещении водных масс и
применение в этом случае маломощных гидроагрегатов в большом количестве;
2. Прерываемость подачи энергии, связанная с цикличностью поднятия и опускания
водных масс во время приливов и отливов.
Из-за низкого водного напора на Тугурской ПЭС планируется установить свыше
тысячи агрегатов. Это потребует строительство станционного здания, простирающегося
на десятки километров, что ведет к удорожанию стоимости строительства. Хотя
стоимость капиталовложений возведения гидросооружений плотинных ПЭС ниже, чем
речных ГЭС. В настоящее время апробирован наплавной способ строительства (без
перемычек)
с применением новых технологичных ортогональных гидроагрегатов.
Ортогональными называются агрегаты, у которых ось вращения лопастей находится
перпендикулярно набегающему потоку, что позволяет использовать их независимо от
направления движения воды. Российская технология блочно-наплавного строительства
ПЭС позволяет уже на треть снизить затраты по сравнению с классическим способом
строительства гидросооружений. Такие блоки могут изготавливаться на заводе и
транспортироваться к месту установки.
Из-за прерывистости подачи энергии необходимо находить дополнительные
источники электроэнергии для ее генерации во время вынужденных простоев приливной
электростанции в виде дублирующих станций: ТЭС, ГЭС, гидроаккумулирующие,
газотурбинные. В настоящий момент Тугурскую ПЭС предполагается присоединить к
Южно-Якутскому гидроэнергетическому комплексу в составе объединенной
энергетической системы ОЭС Востока компенсирующих изменения энергоотдачи в
едином комплексе «ПЭС – ГЭС». Это значительно усложняет реализацию проекта и
делает
громоздкой
систему
управления
взаимозависимыми
энергоузлами,
расположенными на больших территориях.
На наш взгляд Тугурская приливная электростанция должна выступать в качестве
независимой энергосистемы, ориентированной на производство электроэнергии:
 для внутреннего потребления энергии в границах ДФО,
 для экспорта в энергодефицитные районы стран Юго-Восточной Азии,
 на электролиз воды с целью получения водорода для перехода от углеводородной
энергетике к энергетике водородной.
Производство водорода с использованием электроэнергии от Тугурской ПЭС
должно осуществляться для следующих целей:
 производство электроэнергии на дублирующих ТЭС, компенсирующих
энергоотдачу ПЭС в моменты действия смены фаз прилив – отлив;
 на отопление и электроснабжение населенных пунктов, различных видов
производств;
 обеспечение потребностей в моторном топливе на все виды транспорта: в
перспективе это весь автомобильный, морской, железнодорожный, авиационный и
ракетный для космических аппаратов (строительство и эксплуатация космодрома
«Восточный» в Амурской области может стать перспективным космическим
проектом с использованием доступного и дешевого сырья в виде сжиженного
кислорода и водорода).
Переход от использования энергоносителей из углеводородного сырья на
водородное необходимо производить уже в ближайшем будущем. В настоящий момент
многие энергетические мощности в Хабаровском крае вырабатываются за счет
использования углей, нефтепродуктов и природного газа, который приходит к нам из
Сахалина по газопроводной ветке, идущей во Владивосток и далее на экспорт. Сейчас в г.
Хабаровск остро стоит вопрос о реконструкции ТЭЦ 1, которую планируют перевести на
природный газ полностью. Но из-за нерешенности вопросов поставок природного газа в
требуемых объемах, и вопросов, связанных с сохранением резервного источника энергии
на другом виде топлива (уголь, мазут) данную реконструкцию откладывают, а загрязнение
окрестностей г. Хабаровск продолжается. Энергетику Хабаровского края необходимо
полностью переводить с углеводородных видов топлива, в том числе и природного
«чужого» газа на свой водородный газ, вырабатываемый за счет использования дешевой
электроэнергии от Тугурской ПЭС. Запасы сахалинского газа ограничены, ценовая
конъюнктура на рынке нестабильная, а водородная энергетика своя собственная,
возобновляемая и неограниченная. К тому же перевод энергетики края на водород
позволит иметь свою сформированную технологическую базу для грядущего массового
перевода транспорта на водородное топливо.
Использование водорода в коммерческих целях позволит реализовывать его
различным потребителям как продукты в виде электрической и тепловой энергии, так и в
«чистом» сжиженном виде (разумеется, в пределах обеспечения разумной безопасности)
как моторное топливо или как топливо для тепло и электроцентралей городских и
сельских поселений, крупных промышленных объектов, вплоть для отопления
многоэтажных и индивидуальных жилых домов. Необходимая технологическая
инфраструктура, обеспечивающая транспортировку жидких продуктов (нефтепроводы и
газопроводы) и электрической энергии (ВЛЭП) в нашем регионе имеется.
Кроме того, когда в современных условиях многие государства в мире
активизировали поиск альтернативных источников энергии взамен атомной энергии и
энергии вырабатываемой от применения углеводородного топлива, значение водородной
энергетики возросло неимоверно. Идти в авангарде научно-технического прогресса, в
области глобальной энергетики, не столько почетно, сколько выгодно в технологическом
и экономическом отношениях для Хабаровского края. Взявшись за решение проблем
приливной электрической энергии и водородной энергетики мы решаем, в первую
очередь, вопросы региональной энергетической обеспеченности, во вторую – вопросы
межрегионального экономического взаимодействия, в третью – вопросы выгодных
международных взаимоотношений.
Проектную производительную мощность Тугурской ПЭС 8 ГВт можно
значительно повысить за счет задействования могучих приливных течений проливов,
протекающих между островами Шантарского архипелага: Беличий, малый Шантар,
большой Шантар, Утичий, Феклистова. Скорость течений данных проливов достаточна
для установки на них генерирующих гидроагрегатов. Необходимая мощность водных
потоков в проливах объясняется их узостью, когда как объемы акваторий, куда
устремляется приливная волна, значительны: это Удская и Торомская губа, Шантарское
море, охватывающее внутреннюю акваторию, окаймлённую островами Медвежий (с
Запада), Феклистова и бол. Шантар (с Севера), мал. Шантар и полуостров Тугурский (с
Востока) и материковой частью суши (с Юга), и Тугурский залив.
В данных проливах нет необходимости перекрытия плотинами, и, даже,
наплавными энергоблоками. Здесь, учитывая климатические и гидрологические условия,
целесообразно возвести цепи опор по типу мостовых переходов (к примеру, на острове
Русский г. Владивосток) с установкой легкого дорожного полотна для доступа
обслуживающего персонала до каждой опоры. Такие опоры должны представлять собой
многоярусные гидроагрегаты генерации тока обеспеченные станционными помещениями
внутри себя во всей своей длине, в том числе и подводной её части. То есть, каждая опора
мостового перехода представляет собой отдельную станцию и комплекс нанизанных по
всей высоте подводной части каждой опоры турбин (подводных мельниц) по типу
тракторных гусениц, опоясывающих по всей длине окружности этой опоры, и
являющихся приводным механизмом, снабженным лопастями лопатками, генераторов.
Такой «гирляндой» мостом можно соединить островные и материковые части
Шантарского архипелага в единый транспортно-энергетический комплекс. Ширина
пролива Линдгольма, протекающего между полуостровом Тугурский и островом Беличий,
составляет 4 километра, ширина пролива Опасный, протекающего между островами
Беличий и Малый Шантар, составляет 4 километра, пролива Северо-Восточный,
протекающий между островами Малый Шантар и Большой Шантар, 9 километров.
Такой способ строительства должен стать самым дешевым, а эксплуатация самым
безопасным для окружающей среды, а сама электростанция станет, несомненно, изящным
архитектурным сооружением, и по форме и по содержанию претендующим на 8-ое Чудо
Света.
Заключение
Нам известны недавно произошедшие в мире безрадостные события, которые
являют собой результат влияний природных сил на хозяйственную деятельность
человечества. Это землетрясение в Японии в 2011 году, разрушившее АЭС «Фукусима 1»;
изменение климата Земли, выраженного в участившихся катастрофических ураганах,
наводнениях, сходах аномальной жары на Россию в 2010 и 2012г.г. и холода на Европу.
Из-за роста количества парниковых газов и углекислого газа в атмосфере Земли
температурные климатические аномалии будут достигать уже не 1-2 градуса, а все 20
градусов по шкале Цельсия.
Последствия наводнения на Амуре в 2013 году заставляют и нас в Хабаровском
крае серьезно задуматься над уже изменившимися условиями взаимодействия человека и
природы. Кто сказал, что парниковый эффект – это коммерческий миф? Нужно уже сейчас
принимать безотлагательные меры к восстановлению нарушенного баланса в атмосфере
планеты. Направить усилие на сокращение выбросов газов от использования
углеводородного топлива и в дальнейшем полностью отказаться от него. А теперь
представьте себе технологический процесс получения водорода путем электролиза воды,
когда заранее, то есть – авансом, мы отдаем природе в атмосферу чистый кислород, чтобы
потом при производстве энергии мы могли вновь воспользоваться этим кислородом для
сжигания водорода как топлива. Получается безотходная и во всех смыслах чистая схема:
тратим даровую энергию приливов на превращение воды в газы, затем из этих газов
(водород и кислород) в нужном месте получаем энергию и воду обратно, но уже в
двигателе автомобиля, либо газотурбинном генераторе электрического тока, и т.д., и ни
каких углекислых, в том числе парниковых газов, ни каких других вредных выбросов,
насчитывающих миллиарды тонн загрязняющих веществ в год. Не надо перегораживать
реки и затоплять земли, леса, населенные пункты. Не надо хоронить отработанные
опасные радиационные отходы. Мы должны иметь столько энергии, сколько нам это
нужно, при этом, не взяв у природы ни чего, что могло бы быть утеряно безвозвратно и
превращено в яды и другие, опасные для всего живого, загрязнения.
Сергей Эрус