Напомним еще раз, что еще полвека назад ученые всерьез прогнозировали скорое истощение нефтегазовых месторождений, в силу чего (как это уже было в Великобритании в конце XIX века) размышляли над освоением альтернативных источников энергии. Применительно к углеводородам, такой альтернативой, как ни странно, мог выступить уголь. Он вполне был пригоден для производства жидкого топлива и горючего газа. В свое время мы писали о том, что такие технологии достаточно широко применялись уже в XIX столетии. В нашей стране запасы угля были огромны, что вселяло надежны на полную энергетическую безопасность. Но вместе с тем существовали определенные проблемы.
Как отмечали советские специалисты, перспективы угольной отрасли зависят от многих факторов. Например, от степени использования высокоэффективного горнодобывающего оборудования, от состояния окружающей среды, от возможностей транспортировки угля на большие расстояния, а также от динамики цен на другие виды топлива. Кроме того, повышение эффективности добычи угля является весьма капиталоемким процессом. Поэтому зацикливаться на упомянутых технологиях переработки угля считалось не совсем разумным. Необходимо было рассматривать более широкий спектр альтернативных вариантов.
В то время некоторые опасения у наших специалистов вызывал рост энергопотребления в сельском хозяйстве. Так, к началу 1980-х годов потребление электричества на селе доходило до 130 миллиардов киловатт-часов в год. Это дало повод еще раз обратиться к использованию ветроэнергетических установок. Напомним, что в 1930-40-е годы ветряки нашли неплохое применение в советском сельскохозяйственном производстве, причем отечественная промышленность освоила тогда серийное производство ветродвигателей нескольких марок. В дальнейшем актуальность этого направления снизилась, однако к началу 1980-х о нем снова вспомнили.
Как указывали ученые, потенциальные «запасы» ветровой энергии в СССР огромны. Примерно в 65 географических районах страны средняя скорость ветра была не ниже 6 метров в секунду. С такими показателями применение ветродвигателей становилось вполне оправданным решением. Причем, речь шла не только о выработке электроэнергии (в ту пору практически все села были электрифицированы, получая электроэнергию от единой сети), но также о механической энергии. Несложные ветромеханические установки можно было использовать для подъема воды в засушливых районах, на пастбищах и для осушения заболоченных мест. Даже такое применение ветряков позволяло снизить потребление топлива и электричества в сельском хозяйстве.
Параллельно оценивались возможности использования геотермальной энергии. Например, для развития теплично-парниковых хозяйств и курортной инфраструктуры считалось весьма перспективным использование тепла подземных вод. В то время на территории СССР было выявлено как минимум 60 крупных геотермальных источников – в Сибири, на Чукотке, в районе Кавказского хребта, на Камчатке, в Мангышлаке и в других районах. В 1976 году объем использования геотермальных вод в СССР превысил 25 миллионов кубометров, а в 1980 году он доложен был удвоиться.
И что самое интересное. Ученые исходили из того, что огромные запасы тепловой энергии геотермальных вод можно превращать в электрическую энергию. Согласно тогдашним расчетам, если осуществить такое превращение даже с 10 процентами суммарных мировых запасов геотермальных вод (примерно 700 миллионов кубометров), можно покрыть ежегодные потребности человечества в электроэнергии на долгие годы вперед. В то время в нашей стране уже работали две такие электростанции – Паратуньская и Паужетская. Кроме СССР, аналогичные объекты работали в Новой Зеландии, в Японии, в Мексике и в США. В 1980 году совокупная мощность геотермальных электростанций в мире уже достигала 3800 МВт. В СССР и в других странах в то время продолжали вести активные разработки эффективных методов получения энергии в больших масштабах за счет внутреннего тепла земли.
Специально обращаем внимание на то, что полвека назад в нашей стране совершенно недвусмысленно ставился вопрос о переходе на возобновляемые источники энергии. Солнечную энергию также не обошли стороной. Так, в СССР достаточно успешно использовались солнечные установки для горячего водоснабжения, сушки сельскохозяйственных продуктов и материалов. Наши ученые исходили из того, что планета ежегодно получает от Солнца в 10 раз больше энергии по сравнению с той, что заключена во всех видах ископаемого топлива. Именно этим диктовался интерес к Солнцу как к неисчерпаемому энергетическому источнику. На этот счет приводился пример США, где на тот момент существовало порядка двух тысяч систем солнечного отопления и горячего водоснабжения для жилых и общественных зданий. Они позволяли экономить от 30 до 70 процентов электроэнергии и ископаемого топлива.
В нашей стране в то время на территории Туркмении уже работала солнечная электростанция, а отечественная промышленность производила определенный набор гелиоаппаратуры. Испытания солнечных электростанций проводились также в Геленджике и в Ереване. Правда, результаты испытаний оказались не очень утешительными: получение электричества из солнечной энергии оказалось слишком дорогим. Кроме того, прерывистый характер работы солнечных электростанций также являлся препятствием к их широкому применению. Тем не менее, наши ученые уже тогда высказывали мысль о том, что эту проблему можно решить с помощью аккумулирующих устройств. По сути, в самом начале 1980-х уже предвосхищалось всё то, что сегодня связывают с так называемым «энергетическим переходом».
Еще одним показательным моментом являются предложения по использованию низкопотенциального тепла воды, сбрасываемой предприятиями и электростанциями, а также тепла вентиляционных выбросов. Сюда же относились предложения по увеличению в энергобалансе доли вторичных энергоресурсов: газов различных производств, горючих щелоков целлюлозно-бумажных предприятий, тепла, выделяемого при сгорании попутных газов и так далее. Чтобы было понятно: сегодня те же самые предложения исходят, например, от специалистов Института теплофизики СО РАН. И зачастую они остаются гласом вопиющего в пустыне, хотя всё это проговаривалось полвека назад!
Не менее удивительно то, что тогда же у нас ставился вопрос о создании водородной энергетики, которая в ту пору неизменно значилась в прогнозах относительно энергетики будущего. Водород был привлекателен тем, что имел высокую калорийность на единицу массы – она почти в три раза превосходит бензин. Водород обеспечивает высокую стабильность горения, поскольку хорошо распределяется в воздухе. К тому же он не загрязняет атмосферу при горении. Правда, как отмечали советские ученые, развитие водородной энергетики сдерживалось дороговизной получения водорода. Он стоил примерно в четыре раза дороже ископаемого топлива. Однако в случае резкого удорожания минерального сырья он вполне мог стать конкурентоспособным энергоносителем (на что и делался расчет).
Интересно, что уже в те годы планировалось создание водородных двигателей и специальных нагревателей. Также речь шла о создании экспериментальных самолетов на водородном топливе и «электрических батарей» (скорее, топливных элементов), работающих на принципе соединения водорода с кислородом с КПД 60-70 процентов. Параллельно ставился вопрос о создании эффективных установок для разложения воды на водород и кислород. С этой целью рассматривалась возможность использования в таком процессе ядерных реакторов.
Примечателен еще один момент. Советские ученые тех лет обращали внимание на то, насколько активно в некоторых странах происходит изучение биологических методов преобразования энергии. Особый интерес вызывал так называемый «этаноловый эксперимент» Бразилии, где бензин стали заменять на этанол, получаемый при переработке сахарного тростника. Так, один гектар тростника давал 100 тонн биомассы, из которой можно получить 150 литров спирта. Отмечалось, что в ходе этого эксперимента сократились валютные расходы страны и стали решаться некоторые социальные проблемы.
Примерно так же в ряде стран Западной Европы, в США и в Австралии специально выращивались некоторые травы или водоросли для последующей переработки в жидкое и газообразное топливо (метанол, этанол, метан). Создание таких «энергетических плантаций» рассматривалось как средство снижения затрат на импортируемое топливо. В США даже изучался вопрос о производстве энергии на базе лесоводческих хозяйств. В этих хозяйствах выращивались особые виды деревьев (например, тополь), способные давать новые побеги из пеньков после порубки. Согласно расчетам, такие деревья с площади 12 тысяч гектаров непахотных земель могли обеспечить топливом одну ТЭЦ мощностью 400 МВт.
Наконец, в качестве еще одного альтернативного источника энергии рассматривались городские отходы. Отмечалось, что переработка мусора на топливо особо эффективна в крупных городах, где на сравнительно небольшой территории могут скапливаться тысячи тонн бытовых отходов, на 60 % состоящих из бумаги и растительных остатков. Такие эксперименты уже вовсю велись в США. Одна чикагская фирма весьма успешно занималась комплексной переработкой мусора, выделяя органику (бумагу, пластмассы, растительные остатки) из общей массы. Эта органика использовалась затем в качестве топлива, смешиваясь с углем.
В принципе, мы не увидели здесь ничего нового. Точнее, ничего такого, чего бы не обсуждали в наши дни. Правда, важным нюансом является то, что по некоторым позициям в нашей стране до сих пор происходят обсуждения, не доходя до серьезных практических результатов (чего не скажешь о других странах – взять хотя бы переработку мусора). Однако нам было важно уяснить, что все нынешние направления в энергетике, считающиеся почему-то «современными», вовсю проговаривались нашими учеными полвека назад. Почему многие предложения так и остались на бумаге, это уже отдельный вопрос, с наукой практически никак не связанный.
Николай Нестеров
Фото: Валерий Шустов / Sputnik
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии