Александр АЛЕКО: Кислогубская ПЭС – энергия будущего


Беседу вел Виталий Миронов

В последнее время в мире все больше говорят о необходимости создания сулящих невиданные перспективы электростанций на так называемых возобновляемых источниках энергии. Один из подобных проектов — турбины, работа которых основана на использовании энергии морского прилива.
О Кислогубской приливной электростанции нашему корреспонденту рассказывает генеральный директор ОАО «Колэнерго» Александр Алеко.

— Александр Николаевич, на севере энергия — дело жизненно важное. C некоторых пор у вас есть и отлично работающая приливная электростанция…

— Вообще электроэнергия — вещь дорогая. В том смысле, что экологические последствия работы большинства типов электростанций дорого нам обходятся. А ведь мировой океан — кладезь электричества, только руку протяни. Вернее, установи тысячи небольших подводных турбин.

Основное их преимущество — плановая, предсказуемая выработка электроэнергии, практически не зависящая от причуд изменчивой погоды, как это происходит с ветровыми станциями.

Опыт эксплуатации первых в мире приливных электростанций (ПЭС) показал, что они не загрязняют атмосферу вредными выбросами — в отличие от тепловых станций, не затапливают земель — в отличие от гидроэлектростанций и не представляют потенциальной радиационной опасности — в отличие от атомных станций. Не случайно мировое сообщество в ХХI веке предполагает широкое использование экологически чистой и возобновляемой энергии морских приливов, запасы которой могут обеспечить до 12% современного энергопотребления. Ряд западных держав уже в ближайшие годы планируют запустить в действие электростанции, использующие в качестве источника энергии именно приливы. Не отстает в этом вопросе и наша страна.

— Почему приливная станция построена именно в Баренцевом море?

— В России существует единственная приливная электростанция — Кислогубская ПЭС, построенная в 1968 году на побережье Баренцева моря в районе поселка Ура-Губа. Выбор губы Кислой был обусловлен тем, что этот обширный (акватория 1,1 кв. км) и глубокий (35 м) залив соединен с морем узким (40 м) и мелководным (3—5 м) горлом. В таких условиях потребовались относительно небольшие затраты на сооружение опытной установки, так как отсечение морского залива для образования бассейна ПЭС осуществлялось без возведения длинных дамб — при помощи здания станции.

Как считают специалисты, в период исследований, проектирования и строительства приливной электростанции были решены инженерно-технические задачи, представляющие большой практический интерес не только для дальнейшего строительства мощных ПЭС, но и для морского и гидротехнического строительства вообще.

В частности, впервые в практике гидроэнергетического строительства здание Кислогубской ПЭС (оно представляет собой железобетонную коробку размером в плане 36 x 18,3 м и высотой 15,35 м) сооружено наплавным (без возведения перемычек) способом — в строительном доке на мысе Притыка, вблизи Мурманска. После чего его с полностью смонтированным технологическим оборудованием вывели из строительного дока, отбуксировали по морю в губу Кислую и установили на заранее выровненное водолазами основание из песчано-гравелистого грунта.

— Видимо, есть в этом экономическая целесообразность?

— Такой метод строительства дает удешевление работ на блоке на 25—30%: не надо строить дорог к месту сооружения ПЭС, не надо нанимать персонал для строительства…

Возвращаясь к решению интересных инженерно-технических задач, необходимо сказать, что в процессе создания Кислогубской ПЭС специалисты разработали состав бетона особо высокой прочности и морозостойкости, способный противостоять воздействию морской среды Арктики. Кроме того, сложной оказалась задача защиты конструкции от коррозии и обрастания морскими организмами. В результате подробных исследований была принята разработанная институтом «Гипроморнефть» катодная защита металлоконструкций оборудования ПЭС и арматуры железобетона в сочетании с необрастающими покрытиями.

Начиная с 1970 года, когда Кислогубская приливная электростанция вошла в состав «Колэнерго», она находится в опытной эксплуатации для проведения обширной программы наблюдений и исследований, выполняемых различными научно-исследовательскими организациями. Кислогубская ПЭС по сути является научной базой Научно-исследовательского института энергетических сооружений (НИИЭС). На электростанции созданы все необходимые условия для нормальной работы и жизни персонала ПЭС и исследовательской деятельности ученых. Затраты по ее содержанию несет ОАО «Колэнерго».

— Какие агрегаты работают на приливной станции?

— На существующих в настоящее время в мире приливных электростанциях применяются осевые обратимые турбины, в которых поток воды движется вдоль оси. Несколько десятилетий эксплуатации и исследований позволили довести конструкцию осевых турбин до высокой степени совершенства, но они дороги, и их изготовление возможно лишь на специализированных турбостроительных заводах. В 1984—1986 годах в Канаде и Японии проводились исследования в напорном потоке поперечно-струйной (ортогональной) турбины — разновидности ротора Дарье с прямолинейными лопастями крыловидного профиля. Однако ее КПД оказался менее 40%, и дальнейшие работы были прекращены. В 1989—2000 годах специалисты НИИЭС, найдя оптимальные геометрические очертания турбинной камеры и лопастной системы ортогональной турбины, повысили ее КПД до 60—75% (в зависимости от диаметра) и доказали экономическую целесообразность ее применения, в том числе на ПЭС с максимальной высотой приливов до 13 м при возможности двусторонней работы турбины.

По мнению специалистов, использование ортогональных турбин открывает большие перспективы строительства ПЭС. Ортогональная турбина уникальна тем, что при движении потока в прямом и обратном направлении (прилив-отлив) направление ее вращения не меняется, она все время вращается в одну и ту же сторону. И это дает многократное снижение стоимости изготовления турбины и генератора.

Недавно такая ортогональная турбина (конструкция представляет собой турбину с лопастями, помещенную в специальный металлический каркас) диаметром 2,5 м по заказу РАО «ЕЭС России» была изготовлена на ФГУП «ПО “Севмаш”» (г. Северодвинск Архангельской области). Там же прошли ее предварительные испытания. В настоящее время турбина доставлена на Кислогубскую ПЭС и находится в стадии монтажа. Ввести новую турбину в эксплуатацию планируется до конца года.

Специалисты конверсионного направления «Севмаша» рассчитывают, что подобные установки пойдут в серийное производство, поскольку спрос на альтернативные экологически чистые источники энергии растет во всем мире. В России существует предварительный проект Мезенской ПЭС в Архангельской области мощностью несколько тысяч мегаватт. Если испытания новой ортогональной турбины в естественных условиях пройдут успешно, то станет возможным начать строительство второй российской ПЭС, а опыт сотрудничества НИИЭС, «Севмаша» и ОАО «Колэнерго» откроет путь промышленной эксплуатации приливных электростанций в нашей стране.