С какими вызовами сталкивается новая приливная энергетика?
28 ноября 2023 г.
Угольные электростанции наносят вред климату и загрязняют воздух, но у них есть одно преимущество - их мощность можно гибко увеличивать или, наоборот, снижать в зависимости от спроса на электроэнергию. Ветряные и солнечные электростанции, напротив, экологически чистые, но вырабатывают электричество только в зависимости от погоды и времени суток. Уровень их мощности можно предсказать лишь на небольшой промежуток времени - и это одна из главных проблем перехода на возобновляемые источники энергии (ВИЭ).
Иначе дело обстоит с новыми приливными потоковыми электростанциями, или, как их еще называют на английском - Tidal Stream, которые создают в Великобритании. Здесь на многие годы вперед можно рассчитать, сколько энергии они произведут, потому что этот показатель напрямую связан с характером приливов и отливов. Но у этой сравнительно недавней технологии много особенностей, и она значительно дороже ветроэнергетики.
Как работают новые приливные электростанции
Основной принцип работы новых приливных электростанций отличается от традиционных, которые используются, например, в Канаде или Франции. В станциях старого типа при морском приливе наполняется специальный бассейн за плотиной, вода из него затем контролируемо сливается и проходит через турбины, которые при вращении вырабатывают электроэнергию.
Из-за такого принципа работы они также оказывают серьезное негативное влияние на экологию. Новые же приливные потоковые электростанции устанавливают точечно в определенных местах, и они наносят гораздо меньший ущерб окружающей среде.
Ник Дженкинс, профессор кафедры возобновляемых источников энергии Кардиффского университета в Уэльсе, поясняет, что у новой технологии есть много нюансов: "Мощность таких станций может увеличиваться и уменьшаться четыре раза за день. И есть всего несколько мест, где их можно установить, например, у впадины в морях, потому что здесь нужны высокие скорости приливного потока". Тем не менее в целом Дженкинс оценивает эту технологию положительно.
Великобритания стала одной из первых стран, подключивших турбины таких станций к электросети - на долю Соединенного королевства сейчас приходится более половины всех установленных в мире приливных потоковых станций, большая часть которых находится в Шотландии.
Инновации у Оркнейских островов
Одним из пионеров в этой области является шотландская компания Orbital Marine Power. Она ввела в эксплуатацию свою первую приливную потоковую электростанцию на Оркнейских островах в 2021 году. В стадии разработки находятся дальнейшие проекты.
"Великобритания и островной архипелаг Оркней являются очень удачными регионами с их быстрыми течениями, особенно на севере Шотландии, - указывает основатель и гендиректор компании Эндрю Скотт. - Большое количество воды перетекает из Северной Атлантики в Северное море и обратно дважды в день". На площадке у острова Эдей скорость течения регулярно превышает три метра в секунду - идеальные условия для применения новой технологии.
Разработка Orbital Marine Power получила название O2. Внешне она напоминает самолет с плавающим на поверхности воды фюзеляжем длиной 74 метра. К крыльям прикреплены большие пропеллеры, которые во время работы опускаются под воду. Под действием течения роторы диаметром в 20 метров вращаются как ветряная турбина.
"Компоненты нашего аппарата также очень похожи на компоненты ветряных турбин, поскольку выполняют те же функции, - сообщил Скотт DW. - Техническая сложность заключается лишь в деталях, которые отличают приливное течение от ветра". Orbital Marine Power утверждает, что их разработка является самой мощной в мире электростанцией, работающую на приливных течениях - мощность одной турбины составляет один мегаватт в час.
Новые электростанции - в разработке
В штаб-квартире компании в Эдинбурге продолжают дорабатывать и оптимизировать технологию и планируют новые проекты. Например, разработчики хотят помимо O2 на Оркнейских островах построить новые объекты у берегов Уэльса и в проливе Ла-Манш. Строительство еще двух турбин у Оркнейских островов субсидируются британскими властями. В 2023 году новая технология была включена в гостендеры на развитие ВИЭ. Правительство будет платить компаниям почти 200 фунтов стерлингов (227 евро) за мегаватт в час произведенной таким образом электроэнергии.
При этом ранее британское правительство установило гораздо меньшую закупочную цену - 50 фунтов за мегаватт в час - для электроэнергии, производимой новыми морскими ветропарками. Однако в ходе тендера, завершившегося в сентябре, не нашлось ни одной компании, которая захотела бы строить такие прибрежные ветропарки с учетом столь низкой закупочной цены на их электроэнергию. Некоторые аналитики и оппозиционные политики считают, что цели властей Великобритании по расширению испольования ВИЭ в стране находятся под угрозой.
Между тем технология приливных потоковых электростанций сталкивается с другими трудностями. Например, в августе шотландская компания Sustainable Marine Energy Ltd была вынуждена подать заявление о банкротстве после того, как власти Канады не одобрили такой же ее проект у берегов провинции Новая Шотландия из-за опасений за состояние местных рыбных ресурсов.
Эндрю Скотт иронически оценивает сложившуюся ситуацию: "Мы пытаемся решить проблему изменения климата с помощью возобновляемых источников энергии. Но поскольку мы не можем дать никаких гарантий по отсутствию негативного воздействия на экологию в каждом конкретном месте, где устанавливается станция, никакого прогресса по данному вопросу не происходит".
Для его компании сейчас важно начать серийное производство турбин и тем самым снизить их себестоимость. После начала пандемии COVID-19 и вторжения России в Украину многие государства начали больше уделять внимания промышленному производству у них дома, что играет Эндрю Скотту на руку: "Для нас при нашем текущем масштабе производства нерентабельно выпускать наше оборудование в Китае - это приведет к большим затратам на контроль качества и логистическим издержкам".
При этом Скотт признает, что мировая индустрия приливных потоковых электростанций никогда не станет такой же крупной, как ветроэнергетика. "Но для нас, как для отдельной компании, это очень большая возможность, которая может привести к созданию тысяч рабочих мест в сфере производства, обслуживания и эксплуатации", - уточняет гендиректор Orbital Marine Power. И резюмирует, что для энергетического перехода в целом эта технология также может оказаться хорошим элементом в общем комплексе альтернативной энергетики.