В последнее время арктические регионы находятся в центре внимания со стороны правительств ведущих стран, включая и Россию. Некоторые эксперты даже предрекают серьезное обострение международных отношений в процессе конкурентной борьбы за Арктику.
Интерес со стороны России здесь совершенно понятен, учитывая наше географическое положение. Однако надо сказать, что эта тема бала не менее актуальна для нашей страны еще сто лет назад. По крайней мере, в начале 1930-х годов о необходимости освоения Арктики говорили примерно в тех же выражениях, что и сейчас. Формулировка целей и задач, да и сама тональность заявлений по Арктике с тех пор совершенно не поменялись. И точно так же не поменялись главные проблемы, препятствующие освоению арктических регионов. Одна из таких проблем – отсутствие относительно недорогих и эффективных источников энергии. Именно энергетический вопрос становился наиболее серьезным камнем преткновения и обсуждался в первую очередь.
В наше время вопрос с энергетикой кажется уже решенным (о чем мы также писали). Появление атомных реакторов малой мощности, плавучих атомных теплоэлектростанций (таких, как неоднократно упомянутая нами ПАТЭС «Академик Ломоносов») знаменуют настоящий революционный прорыв в энергоснабжении арктических поселений и промышленных комплексов. Но это не единственный вариант. Существует немало предложений по «гибридным» энергосистемам, где активно используются возобновляемые источники энергии – ветер и солнце (напомним, что ветра в тех краях хватает с избытком, а в летнее время солнце светит круглые сутки).
Но самое интересное, что упомянутые варианты решений рассматривались нашим учеными еще в начале 1930-х годов, то есть почти сто лет назад, когда некоторые технологии находились в «зачаточном» состоянии, а другие рассматривались только в теории. И, тем не менее, общие контуры развития арктической энергетики уже были выстроены!
Уже в те годы советские ученые, рассуждая о решении энергетической проблемы в Арктике, исходили из того, что регулярный подвоз ископаемого топлива (высокосортного угля или нефти) для энергетических объектов ни в коей мере не является оптимальным решением. Ведь речь шла о «полноценном» освоении северных территорий - с выстраиванием всей необходимой инфраструктуры. По замыслу, здесь должны нормально функционировать порты, аэродромы, ремонтные мастерские, жилые поселки, предприятия. Мало того, энергии должно быть с избытком. Этот избыток, считали ученые, можно будет направлять на прогрев почвы для разработки полезных ископаемых, на механизацию их добычи, а также (что очень важно) – на отопление специальных оранжерей и парников для выращивания на месте различных культур. То есть то, что сегодня воплощается на практике, обсуждалось еще в предвоенное десятилетие.
При планируемом размахе деятельности рассчитывать исключительно на завоз топлива было бы не вполне рационально. В любом случае, заключали ученые, придется искать дешевые местные, а также использовать возобновляемые источники энергии. Последний момент для нас особо важен, поскольку он показывает, что освоение северных территорий давало толчок к развитию «зеленых» технологий в ту пору, когда об экологии особо не задумывались. В первую очередь речь шла об использовании энергии ветра. Как мы знаем, первые опыты с ветряками проводились уже в конце XIX столетия (о чем мы писали). В СССР в довоенное время возобновляемым источникам энергии также уделяли серьезное внимания, включая и ветроэнергетику. Что касается Арктики, то она была именно тем местом, где такие решения напрашивались сами собой.
Как подчеркивали наши ученые, северные территории весьма пригодны для развития ветроэнергетики. По подсчетам Центрального Ветроэнергетического Института (был такой!), для северных районов страны число часов использования ветра достигает около восьми тысяч в год.
В то же время ученые не переоценивали возможности ветрогенерации, по крайней мере, на том этапе развития данных технологий. По их словам, вряд ли будет экономически целесообразно иметь ветроустановку мощностью более 100 киловатт. Проблема в том, что вместе с увеличением мощности ветроагрегата чрезмерно увеличивается диаметр крыльев ветряного двигателя. Причем уже при агрегате, способным выдать мощность на уровне 15-20 кВт, диаметр крыльев может достигать 12 метров.
Отсюда следовал вывод, что в Арктике маловероятно использовать ветряные установки большой мощности, для которых потребуются лопасти громадного размера. В этом случае увеличение мощности ветряной электростанции возможно только путем «кустования», то есть совместной работы сразу нескольких ветряных агрегатов небольшой мощности. Но и таким путем получить большие мощности вряд ли удастся. Как мы понимаем, ветряки невозможно устанавливать вплотную друг к другу. Их необходимо разносить на расстояние, десятикратно превышающее диметр лопастей. Для агрегата мощностью 20 кВт оно составит порядка 120 метров. Поэтому, по мнению ученых тех лет, вряд ли на одной ветряной электростанции можно будет собрать более 7 - 8 таких агрегатов в силу чисто экономических причин. При чрезмерном разрастании такого «куста» произойдет удорожание передачи электроэнергии от отдельных ветряков к месту потребления.
В то время уже рассматривались и другие конструкции ветряных агрегатов – в виде башен, где и генератор, и двигатель находились в закрытом помещении. Однако в условиях Арктики такая установка вряд ли могла найти себе применение хотя бы в силу затратных строительных работ, требующих большого количества материалов.
В общем, за счет ветра можно было покрыть лишь некоторую часть потребностей в электричестве, но этого было явно недостаточно для «полноценного» освоения Арктики. Наши ученые прекрасно давали себе в этом отчет, не зацикливаясь только на возобновляемых источниках энергии. Поэтому следующим этапом решения энергетической проблемы должно было стать строительство тепловых электростанций, работающих на местном топливе. Уже тогда советские геологи доказывали наличие в Арктике месторождений ископаемого топлива (угля и нефти). Разумеется, разрабатывать месторождения исключительно для решения местного энергоснабжения было совсем нерентабельно. Однако при налаженном промышленном освоении арктических недр тепловые электростанции способны покрыть достаточно большие потребности в энергии, чем это можно сделать с помощью ветряков. В любом случае, мощность ТЭС будет превосходить мощность ветряных электростанций (хотя данное обстоятельство нисколько не умоляло значение ветроэнергетики в глазах тогдашних советских ученых). Тепловые электростанции в состоянии обслуживать рудники, которые будут вырастать вблизи опорных баз. Но даже их совместная работа с ветряками не способна покрыть все потребности в энергии в случае реализации планов по масштабному освоению северных территорий (речь уже шла о создании Великого Северного пути).
В чем же выход? В то время было предложено несколько «инновационных» (и во много футуристических) проектов, где предлагалось использовать разность температур между холодным воздухом полярной ночи и сравнительно теплой водой в морских глубинах. Такие проекты тогда обсуждались всерьез в рамках создания гипотетической «энергетики будущего» (о чем мы в свое время также писали).
И все же была надежда на появление новых, куда более серьезных источников энергии. Так вот, уже в те годы предполагалось, что в качестве такого источника может выступить «внутриатомная энергия». Это предположение наши ученые сделали за тридцать лет до появления первых атомных реакторов! То есть научное предвидение было достаточно ясным и базировалось на понимании важности фундаментальных исследований в области физики. И здесь, как видим, наши ученые не ошиблись. Именно по этой причине планы по освоения Арктики не оказались пустым звуком. И только сейчас, оглядываясь назад, мы начинаем понимать, что у любого серьезного начинания есть очень глубокие заделы, которые нередко стираются из памяти наших современников.
Николай Нестеров
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии