Перспективы Пенжинской приливной электростанции



В статье авторы раскрывают проблемы, мешающие реализации Пенжинской ПЭС.

Ключевые слова: Пенжинская губа, проект, приливная электростанция.

Ветер, волны, молнии, ураганы, смерчи, вулканические извержения представляют собой масштабные перемещения масс и энергии воздуха, воды, тепла и статического электричества. Если получится научиться отбирать у природы хотя бы часть ее силы для потребностей нашей растущей цивилизации, то за будущее человечества можно быть спокойными. В противном случае при растущем потреблении не возобновляемых ресурсов неизбежно их истощение. Когда-нибудь уголь, нефть, газ, уран, плутоний и прочие полезные ископаемые закончатся, и наступит всепланетный энергетический коллапс. Возможным выходом из перспективного кризиса справедливо считаются приливные электростанции [1].

Одним из перспективных решений является проект Пенжинской ПЭС.

Он предусматривает расположение Пенжинской ПЭС в Охотском море, северо-восточная часть залива Шелихова в Пенжинской губе. Этот участок является одним из самых перспективных мест для строительства приливной электростанции по нескольким причинам:

− высота прилива здесь достигает 13,4 м.;

− очертание в плане самой губы позволяет создать большой бассейн.

В настоящий момент разработано два перспективных проекта: южный створ и северный створ (см. рис. 1). Основные характеристики двух створов приведены в таблице 1.

Рис. 1. Пенжинская губа и створы ПЭС [2, с. 264]

Таблица 1

Основные характеристики створов

Наименование	Северный створ	Южный створ
Месторасположение	Между мысами Средний и Водопадный	Между мысами Поворотный-Дальний
Мощность ( N, ГВт)	21,4	87,4
Годовая отдача (ТВт*ч)	71,4	191,2
Длина ( L, км)	32,2	72
Описание	На участках с глубинами 26 м можно расположить 568 гидроагрегатов с D 1 = 10 м мощностью по 19,8 МВт каждый, а на участке меньших глубин (21 м) 920 агрегатов с D 1 = 7,5 м мощностью по 11 МВт каждый.	Здесь может быть расположено 519 восьмиагрегатных блоков размером 103х98 и высотой от 90 до 78 м.

Как видно из таблицы, проект южного створа является более масштабным, чем проект северного створа.

Сравнение проектов Пенжинской ПЭС с крупнейшими существующими ГЭС, показывает, что ни одна из построенных ГЭС не превосходит ПЭС по мощности и годовой выработке электроэнергии. По сведениям, приведенным в таблице 2, проект северного створа Пенжинской ПЭС приближается по мощности к крупнейшей ГЭС Три ущелья. А проект южного створа Пенжинской ПЭС почти в 4 раза превосходит её по мощности.

Таблица 2

Сравнение крупнейших ГЭС мира с проектами Пенжинской ПЭС

Наименование	Страна (год)	Мощность ( N, МВт )	Среднегодовая выработка (млн кВт*ч)
Проект южного створа Пенжинской ПЭС	Российская Федерация, годы проекта 1972–1996 гг.	87400	191200
ГЭС Три ущелья	Китай, ввод в эксплуатацию 2003 г.	22500	98800
Проект северного створа Пенжинской ПЭС	Российская Федерация, годы проекта 1983–1996 гг.	21400	71400
Итайпу ГЭС	Бразилия и Парагвай, ввод в эксплуатацию 1984 г.	14000	92212
ГЭС Силоду	Китай, ввод в эксплуатацию 2013 г.	13860	55200
Саяно-Шушенская ГЭС	Российская Федерация, ввод в эксплуатацию 1978 г.	6400	23500

Проведя сравнительный анализ (таблица 2) можно сказать, что на сегодняшний день не существует ГЭС мощнее, чем проекты Пенжинской ПЭС.

Сравнение Пенжинской ПЭС с построенными ПЭС всего мира, показывает, что в перспективе этот проект может стать самым крупным по вырабатываемой электроэнергии в приливной энергетике. Это наглядно представлено на рис. 2.

Рис. 2. Сравнение построенных ПЭС с проектами Пенжинской ПЭС

В настоящий момент существует ряд проблем, препятствующих реализации проекта:

− Финансовая;

− Энергетическая;

− Ледовая;

− Логистическая.

1. Финансовая проблема

Стоимость строительства на 2007 год Пенжинской ПЭС-1 (Северный створ) — оценивается в 60 млрд. долларов США, ПЭС-2 (Южный створ) — в 200 млрд. долларов. Для одной страны данная сумма является очень большой, поэтому единственным решением будет создание транснационального консорциума, в который будут входить страны азиатско-тихоокеанского региона, такие как Япония, Россия, США, Канада, Республика Корея, Китай и т. д.

Примером такого решения является нефтегазовый проект 1996 года «Сахалин-1». Партнерами по проекту «Сахалин-1» являются ПАО «НК «Роснефть» с долей 20 %, корпорация Эксон Мобил с долей 30 %, японская компания СОДЕКО с долей 30 % и индийская государственная нефтяная компания ОНГК Видеш с долей 20 %. Оператором проекта является Эксон Нефтегаз Лимитед [3].

2. Энергетическая проблема

В данном регионе в настоящий момент нет потребителя такого количества электроэнергии. Однако в будущем, если ПЭС будет построена, её мощности можно использовать по нескольким направлениям:

− электроэнергию от Пенжинской ПЭС можно использовать для преобразования угля в горючие углеводороды: — синтетическую нефть или метанол.

− строительство линий электропередач в Хабаровский и Приморский края;

− передача электроэнергии в Китай, США, Японию и другие страны;

− производство водорода на Камчатке.

Наиболее перспективным из перечисленных является производство водорода на Камчатке. Пенжинская ПЭС позволит организовать экономически эффективное производство водорода, который затем будет связан углеродсодержащим веществом с целью получения жидкого топлива. А в перспективе, по мере развития технологий водородной энергетики, водород может быть использован в чистом виде.

Объём производимого на Камчатке водорода может достичь 30 млрд. куб. м в год, из которого далее можно получить 10 млн. т жидкого топлива [4].

3. Ледовая проблема

Ледовая обстановка в Пенжинской губе очень сурова. Продолжительные зимы с сильными северо-западными ветрами способствуют развитию больших масс льда. Льды Охотского моря — исключительно местного образования. Здесь встречаются как неподвижные льды — припай, так и плавучие льды, представляющие собой основную форму льдов моря [5].

В Пенжинской губе лед появляется в конце октября. Сплошным льдом губа не покрывается из-за очень сильных приливных течений, однако, в местах, укрытых от прямого действия течений, образуется припай [6].

Общая продолжительность ледового периода в северной части моря достигает 280 дней в году.

Решить проблему дрейфующего льда можно путем проектирования наплавного блока станции с криволинейной формой верхней его части (см. рис. 3). В этом варианте наплавного блока подразумевается переброска льда через верх плотины.

Рис. 3. Многоярусная наплавная конструкция Пенжинской ПЭС [2, с. 134]

4. Логистическая проблема

Данная проблема связана в свою очередь со строителями на время возведения станции и в будущем с обслуживающим персоналом во время её эксплуатации. В районе Пенжинской губы нет крупных городов и поселков. Вследствие этого необходимо строительство комплексов для проживания людей.

Доставка людей к месту строительства по морю осложняется льдами. Предполагается доставлять людей в летний период, вследствие этого работа на станции будет вестись вахтовым методом. Доставлять людей по земле не представляется возможным, так как отсутствует железная дорога.

Проект Пенжинской ПЭС требует тщательного изучения и проработки с точки зрения инженерии, логистики и финансов. Но в случае реализации он позволит создать вокруг ПЭС водородно-энергетический кластер Камчатки, способный в течение 10–15 лет превратить Камчатку в мировой центр по производству водорода и разработки новых технологий его хранения, транспортировки и использования.

Литература:

1. Евгений, Маляр Приливные электростанции. Единственная в России приливная электростанция / Маляр Евгений. — Текст: электронный // syl.ru: [сайт]. — URL: https://syl-ru.turbopages.org/syl.ru/s/article/167993/new_prilivnyie-elektrostantsii-edinstvennaya-v-rossii-prilivnaya-elektrostantsiya (дата обращения: 20.01.2021);
2. Приливные электростанции / Л. Б. Берштейн, П76 В. Н. Силаков, С. Л. Гельфер и др.; Под ред. д-ра техн. наук Л. Б. Берштейна. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 296 с.: ил.
3. Роснефть Общая информация / Роснефть. — Текст: электронный // sahalin1.rosneft.ru: [сайт]. — URL: https://sahalin1.rosneft.ru/about/Glance/OperationalStructure/Dobicha_i_razrabotka/Dalnij_Vostok/sahalin1/ (дата обращения: 20.01.2021);
4. Владислав, Наганов О самой мощной электростанции в мире / Наганов Владислав. — Текст: электронный // is2006.livejournal.com: [сайт]. — URL: https://is2006.livejournal.com/134245.html (дата обращения: 20.01.2021);
5. Охотское море. — Текст: электронный // proznania.ru: [сайт]. — URL: http://proznania.ru/?page_id=2383 (дата обращения: 20.01.2021);
6. Лоции Охотского моря Выпуск 2 / О. В. Корзова [и др.]. — 121. — Санкт-Петербург: ЦКФ ВМФ, 2008. — 344 c. — Текст: непосредственный.