Альтернативная электроэнергия: подводный таран против "дизельного" дерева

1854 год. Человечество все еще в поисках новых горючих веществ… Канадский врач и геолог Абрахам Геснер получает патент на горючее масло, изготовленное из каменного угля. Его обозвали керосином. Но качество «угольного масла» оставляло желать лучшего. Да и цена изрядная. Передовые умы продолжают поиск. Идут опыты с перегонкой антрацита, горючих сланцев, дерева, торфа и нефти. В том же 1854 году в Америке открыта первая нефтяная компания. Она занимается добычей нефти с помощью… шерстяных одеял. Их бросают в нефтесодержащую воду, а потом туго отжимают. Нефть заливают в баррели – бочонки из-под виски емкостью 159 л (сегодня «баррель» – единица измерения объема нефти. – «АН»). Но похоже, что еще 150 лет назад человечество пошло по неверному пути: его почему-то не привлекли неиссякаемые энергоносители, такие как вода, ветер и солнце.

Говорят, что мы уже давно сделались нефтезависимыми, а мышление у нас сегодня нефтегазовое. «Когда сидишь на трубе, – заметил академик РАН Николай Пономарев-Степной из Курчатовского института, – думать уже не хочется». А нефти между тем осталось на 20–25 лет (газа нам хватит на
40–50 лет, уран в России заканчивается). Весь мир размышляет над альтернативными источниками энергии. Страна, которая первой найдет эффективный альтернативный способ выработки элект­роэнергии, будет способна претендовать на мировое первенство и диктовать цены на топливные ресурсы. Похоже, что именно Россия стоит на этом пути. Об этом говорят открытия российских ученых.

Изобретение для Сервантеса

В АВСТРАЛИИ и Китае проходят любопытные эксперименты по выращиванию «дизельного дерева». Если говорить об Авсралии, то здесь речь идет о тропическом растении под названием Сopaifera langsdorfiа. Взрослое дерево может дать в год 40 л дизельного топлива. 1 га может обеспечить 12 тыс. литров. Деревья могут давать «топливо» в течение 70 лет.

В КНР собираются сажать свое «дизельное» растение – китайский фисташник. Это дерево дает масло, после переработки которого получается машинное топливо. С 200 тыс. га китайцы намерены «собирать» в год «урожай» до 300 тыс. тонн дизельного топлива.

У нас в России, как известно, тропиков и субтропиков пока нет. Поэтому ученые изобретают источники электроэнергии в соответствии с нашими климатом и ландшафтом.

– Ученые нашего научного объединения изобрели гидротаранный способ получения электроэнергии, – рассказал «Аргументам неделi» председатель совета директоров НПО «Подводные электрогенерирующие системы» Лев Кузнецов. – Создано компактное и легкое в изготовлении устройство, позволяющее простым способом получить новый источник экологически чистой энергии. Он, не потребляя ни грамма топлива, может вырабатывать любое промышленное количество электроэнергии. Независимо от погоды и климата, автономно и непрерывно много лет.

По словам Льва Кузнецова, устройство по себестоимости (менее 15 долл./кВт), массе (менее 35 кг/кВт) и электрической мощности далеко опережает все созданные ранее нетрадиционные источники энергии и способно заменить тепловые и атомные станции. Что же изобрели ученые?

Доктором технических наук, автором 26 изобретений Вячеславом Марухиным и к.т.н., автором 15 изобретений Валентином Кутьенковым были доработаны забытые исследования, начатые на заре ХХ в. «отцом русской авиации» Николаем Жуковским. С помощью изобретения могут быть созданы простые, компактные и самые дешевые электростанции любой мощности.

– Затраты на строительство электростанции мощностью более 100 МВт будут в десятки раз дешевле при существующих тарифах на электроэнергию, – рассказал доктор технических наук Вячеслав Марухин. – При этом их окупаемость с момента начала строительства будет достигнута через 2 года. Впоследствии они смогут приносить прибыль в размере не менее 14% от вложенного капитала ежемесячно либо позволят уменьшить до 2,5 коп./кВт-ч цену за электроэнергию. И таким образом обеспечить население дешевой электроэнергией. Изобретение получило евразийский патент №005489.

Но сегодня ученые живут и работают в Испании, потому что только там им удалось создать экспериментальную базу. Однако свое открытие они хотят подарить России.

Гидравлический таран известен с XVIII века. В XX в. устройство активно использовалось в мелиорации. Но Марухин и Кутьенков пошли дальше. Они развили теорию «гидравлического тарана» и в результате создали новое устройство, «запрягающее» потенциальную энергию воды и заставляющее эту энергию работать без перепада высот и слива воды. Это позволяет гидротарану работать даже в неподвижной воде. Достаточно установить на выходе гидроэлектрогенератор, и можно получать мощную экологически чистую электроэнергию.

Но почему российские изобретатели, запатентовав свое уникальное энергетическое изобретение в России, смогли реализовать его только в Испании? Государству такого рода изобретения не нужны. Как и крупному бизнесу. Оказалось, что слишком много денег завязано на нефти, реализации сверхкапиталоемких ядерных и гидроэлектростанций. Тому же господину Чубайсу с его РАО «ЕЭС» это смертельный приговор.

Монгольфье изобрел не только воздушный шар

ЕЩЕ до В. Марухина, В. Кутьенкова и Н. Жуковского гидротараном интересовались передовые умы XVIII века. В 1775 г. в одном из английских журналов появилась статья Джозефа Уайтхеста с описанием водяного прибора, который он изобрел в 1772 году. Речь шла о гидротаране. Но в изобретении Уайтхеста были существенные недоработки. Их-то и устранил в 1776 г. изобретатель воздушного шара француз Жозеф-Мишель Монгольфье. Его и считают отцом гидротарана.

Исследователи и энтузиасты «гидравлического тарана» из года в год ставили эксперименты и находили для своих целей разные, не обобщенные эмпирические формулы. В США и Австралии «гидравлический таран» как устройство, способное беззатратно качать воду на высоту, получил развитие в мелиорации под названием ram-pump.

И никто не дошел до победного конца, кроме Вячеслава Марухина и Валентина Кутьенкова. А надо было сделать еще полшага! И вот она, «электрическая бочка» с волшебным содержимым.

Фонтаны Версаля: простота конструкции

СРАЗУ после публикации теории «гидравлического удара» Николая Жуковского работы по развитию теории «гидравлического тарана» были успешно продолжены. Но в последующие годы именно в связи с развитием нефтедобычи «гидравлический таран» был незаслуженно забыт. Хотя до 50-х годов в России были заводы, производившие эти устройства для нужд мелиорации. Гидротараны крупными партиями выпускали заводы в Москве, Ленинграде и Саратове. Почему заглох этот выгодный – особенно в пору удорожания традиционных энергоносителей – бизнес, непонятно. Мы сами спилили сук, на котором сидели.

Фонтаны Версаля, шлюзы Мариинской водной системы, ирригационные системы в России и Китае с начала XVIII в. до середины XX в. оснащались гидротаранами.

Простота сердца конструкции поразительна – труба, два клапана и колпак с воздушной подушкой. При подборе параметров они образуют гидравлическую колебательную систему, стабильность колебаний в которой поддерживается гидростатическим давлением воды на выбранной глубине.

В. Христенко противоречит сам себе

ИЗОБРЕТАТЕЛИ стучались во многие двери. В частности, в Минпромэнерго. Переписка идет больше двух лет. Что отвечает директор Департамента топливно-энергетического комплекса А. Яновский? Цитируем: «Представленная вами информация не в полной мере позволяет оценить целесообразность использования изобретения. Рекомендуем выслать результаты испытаний экспериментальной установки. Материалы будут направлены в специализированные институты…» И так бесконечно. Правда, г-н Яновский не забывает отписать в своем послании, что «одним из важных направлений дальнейшего развития энергетики является расширение использования возобновляемых источников энергии – солнечной, ветровой, океанической»…

А министр Христенко, находясь в Париже на Международной конференции «Энергетика в изменяющемся мире», предлагает обсудить проект создания Международного фонда энергетических технологий будущего. Фонд, по его словам, поможет облегчить доступ к передовым энергетическим технологиям. Конференция проводилась Россией совместно с ООН. Христенко призвал участников конференции вместе создавать «архитектуру мировой энергетической системы». Такая работа будет отвечать роли ЮНЕСКО как всемирной лаборатории идей.

– Это позволит, – заметил Христенко, – прогнозировать и нивелировать риски глобальной энергетической безопасности и энергетического развития, в том числе экологические.

Но если в министерство Христенко приносят сенсационное предложение, почему Минпромэнерго так вяло реагирует? За эти два года, наверное, можно было бы уже внедрить изобретение Марухина и Кутьенкова в жизнь.

Обращались изобретатели со своим предложением и в правительство
Москвы. При личной встрече начальник отдела новой техники Департамента топливно-энергетического хозяйства А. Васильев заметил: «У правительства предостаточно нефти и угля…»

Лягнули изобретателей и в Роснауке. Ну не нужна нам дешевая электроэнергия!

Ядерная энергетика балансирует на грани

– А ДЕШЕВИЗНА атомного электричества – это миф, – уверен эксперт по вопросам ядерной безопасности Герман Лукашин. – Атомная энергетика не может развиваться без масштабных государственных субсидий. Не случайно решение правительства о создании специального резерва для вывода старых реакторов из эксплуатации не выполнено – для этого требуются значительные средства. Кроме огромных бюджетных вливаний на строительство новых АЭС атомщики требуют и новых миллиардов для увеличения добычи урана.

Если считать только расходы на самих атомных станциях, то создается ложное впечатление, что ядерная энергетика самая дешевая. Если мы посчитаем затраты энергии в расчете на получаемый на атомной станции 1 кВт-ч по всему циклу – это разведка, добыча, обогащение, транспортировка и хранение урана, текущие затраты на АЭС, а также расходы на работу с уже выгоревшим топливом, уход за ядерными могильниками, – то получим, что ядерная энергетика балансирует на грани самоокупаемости. Все это не позволяет утверждать, что АЭС – это самая выгодная альтернатива нефти, газу и углю.

И зачем нам плавучая АЭС?

ИЗОБРЕТАТЕЛИ меж тем работают дальше.

– В процессе научных исследований нами найден путь уменьшения минимальной возможной глубины погружения, – продолжает д.т.н. Вячеслав Марухин. – Разработана конструкционная схема нового электрогенерирующего модуля мощностью 500 кВт в виде герметичной емкости высотой 7,9 м и диаметром 2,8 метра. Эта конструкция даст возможность размещать модули не только в составе наземных РГЭС и в качестве передвижных электростанций, но и в трюмах надводных судов или энергоотсеке подводных аппаратов любого водоизмещения. Это позволит заменить дизельные или атомные электростанции морского надводного и подводного флота.

Возможно, ученых наконец услышат и заинтересуются их сенсационной разработкой?

Правительство РФ утвердило Энергетическую стратегию России на период до 2020 г., и одним из важнейших направлений дальнейшего развития энергетики является расширение использования альтернативных источников энергии – ветровой, солнечной, геотермальной и гидроэнергии рек.

Но вот же оно, сенсационное решение вопроса! Берите дешевую «электрическую бочку» Марухина – Кутьенкова. Ее уже принесли на «блюдечке с голубой каемочкой».

Справка «АН»

В 2006 г. в 27 из 51 страны, охватываемой «Статистическим обзором мировой энергетики», который публикует нефтяная компания BP, сократилась нефтедобыча. Согласно прогнозу, общемировой объем добычи с 2005 г. по 2015 г. должен снизиться на 10%. Это приведет к изменениям революционного характера.

Гидротаран – устройство, позволяющее осуществлять подъем воды к потребителям из рек, ручьев, родников без дополнительных источников энергии.

Только цифры

СТРОИТЕЛЬСТВО Сыктывкарской ГЭС (западная часть Усть-Вымского района Республики Коми) может обойтись заказчику от 1550 до 1700 евро за кВт мощности.

Стоимость Северской АЭС в Томской области оценивается в 160 млрд. рублей. АЭС разместится на территории 150 гектаров. Пуск энергоблока №1 запланирован на 2015 год.

Есть ли замена «мирному» атому?

ПЕРЕХОД на «чистую энергетику» запланировали все страны Европейского союза. Программы существуют в 18 штатах США и в 3 провинциях Канады.

Страны, желающие избавиться от нефтяной, газовой и угольной зависимости, к 2010 г. планируют получать от 5% до 30% электроэнергии за счет использования энергии воды, солнца и ветра. Наиболее амбициозные планы у Австрии (к 2010 г. она собирается покрывать 78% своих нужд в электроэнергии за счет солнца, ветра и воды).

И все-таки сегодня ядерная энергетика и энергетика на базе альтернативных источников – два главных претендента на место нефти. Эти направления являются важнейшими конкурентами за ресурсы, вкладываемые в разработку новых технологий. В США финансирование возобновляемой энергетики из федерального бюджета сопоставимо с расходами на атомную энергетику.

По данным экспертов Экологической программы ООН, 2006 г. стал рекордным по инвестициям в альтернативную энергетику. За год их объем вырос на 20% и превысил 100 млрд. «зеленых». На недавнем европейском саммите было принято решение к 2020 г. довести долю альтернативной энергии в производстве электроэнергии до 20% (сегодня в самых передовых странах ЕС этот показатель составляет 6%. – «АН»).

По оценкам экспертов, в России существует 8 предприятий, способных производить оборудование для альтернативной (солнечной) энергетики. Это, в частности, ООО «Солнечный ветер» в Краснодаре и завод «Красное знамя» в Рязани. Долгое время проект развития ветропарков двигала компания «Янтарьэнерго». В 2002 г. она построила парк из 20 ветряков на 5 мегаватт.

Правительство Калмыкии продвигает проект по созданию ветроэлектростанции мощностью 150 мегаватт. Запланированный объем инвестиций – 266 млн. евро. Реализовывать проект будет СП, созданное правительством Калмыкии и чешской компанией Falkon Capital.

Значит, худо-бедно, но и в России делаются попытки вырваться из цепких нефтяных объятий.

Энергетические острова оптом и в розницу

А ЧТО предлагают сегодня на Западе? Интересным вариантом развития альтернативных источников энергии может служить водоворотная электростанция австрийского инженера Франца Цотлетерера. Его конструкция для привода турбины использует водоворот воды. К бетонному цилиндру по касательной подводится поток воды. На дне цилиндра есть отверстие, над которым вода закручивается и, проходя через него, вращает лопасти турбины. Таким образом, для ГЭС не требуется строить плотину и перегораживать русло – бетонные цилиндры можно расположить вдоль берега и отдельно подводить водяной поток. Такие электростанции могут работать даже при незначительном перепаде высот и отличаются довольно высоким КПД.

Французский инженер Доминик Михаэлис разработал проект энергетических островов – плавучих железобетонных платформ шестиугольной формы, на которых будет вырабатываться электроэнергия с помощью солнца, ветра и океанских волн. Ведутся работы над проектом преобразования тепловой энергии океана, используя разницу температур на поверхности океана и на глубине около 1 км (перепад температур – 20 градусов). Теплая вода с поверхности будет использоваться для превращения жидкого аммиака в пар, приводящий в движение турбины генератора. Каждый остров сможет производить около 250 МВт электроэнергии.