16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/95/6931.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 03 (95) февраль 2008 года

Глобальная энергосистема – путь к экологической безопасности

Энергетика Сергей АНДРЕЕВ, Вадим ЗАЗИМКО

Сегодня мировая система производства и распределения электроэнергии представляет собой множество разрозненных национальных энергосистем. Каждая из них функционирует и развивается по своим законам в соответствии с потребностями конкретной национальной экономики.

Экспорт электроэнергии составляет лишь малую часть от общего объема производства. В то же время энергосистемы используют общую для всех атмосферу Земли в качестве резервуара для отходов и в качестве источника кислорода, а сырьевые ресурсы получают из одних и тех же месторождений.

По мнению авторов, предотвратить будущие катастрофические последствия способно создание глобальной кольцевой энергетической системы (ГКЭС) как средства для международного производства и распределения электроэнергии.



Что такое ГКЭС

ГКЭС будет представлять собой сеть солнечных и ядерных электростанций, расположенных по окружности Земли в поясе между 15 и 25 градусами северной или южной широты, объединенных в единое целое кольцевой системообразующей линией передачи энергии.

Создание ГКЭС подразумевает кардинальную перестройку мировой энергетической системы. В будущем практически вся потребляемая человечеством электроэнергия сможет производиться не отдельными национальными энергетическими системами, а ГКЭС.

Воплощение ГКЭС становится возможным в результате революционных достижений двадцатого века: открытия явления высокотемпературной сверхпроводимости, создания высокоэффективных полупроводниковых фотоэлементов и эффективной и безопасной ядерной энергетики.



Где разместить?

Первая очередь ГКЭС может быть размещена в северной части пояса наибольшей солнечной освещенности, между 15 и 35 градусами северной широты. Южная часть этого пояса расположена между 15 и 20 градусами северной широты на суше и в экваториальных зонах океана, она наиболее приемлема в связи с меньшими сезонными колебаниями продолжительности дня.

Местоположение отдельных электростанций будет выбираться на основе анализа погодных условий в конкретном месте. Создание второй очереди ГКЭС в южном поясе и объединение ее в единую систему с первой очередью позволит устранить сезонные колебания мощности и уменьшит погодную зависимость выработки электроэнергии.

Большими перспективами для применения в ГКЭС обладают концентрационные модули, использующие высокоэффективные каскадные гетероструктурные фотоэлементы. Ожидается, что к 2030 году эффективность преобразования каскадных фотоэлементов на гетероструктурах может достигнуть 50 процентов. Их относительно высокая конструктивная сложность не будет иметь значения в условиях массового производства. Концентрационные модули будут использоваться на суше, на территориях с низкой долей рассеянного излучения.



Неизбежность атома

Техническая и технологическая сложность строительства ядерных электростанций, экологическая опасность использования атомной энергии значительно сдерживают ее развитие по всему миру. Однако при действующей организации мировой энергетической системы развитие атомной энергетики в ближайшие десятилетия неизбежно.

Но при интенсивном росте ядерной энергетики увеличится вероятность возникновения аварий. Опыт показывает, что существует вероятность сбоя в работе любой системы, даже кажущейся абсолютно надежной. Например, аварии самолетов происходят достаточно часто, несмотря на все меры, принимаемые для увеличения их надежности.

Радикальным способом уменьшения ущерба при авариях объектов ядерной энергетики является максимальное удаление их от мест обитания людей. Размещение ядерных реакторов в водах океанов на большом расстоянии от населенных районов практически устраняет опасность радиоактивного загрязнения почвы и негативного воздействия на человечество.



АЭС в море

В ГКЭС может быть построено небольшое количество ядерных энергетических центров морского базирования мощностью около 50‑100 ГВт, подсоединенных к глобальному кольцевому кабелю. Структура такого центра должна включать в себя как ядерные электростанции, так и производства, перерабатывающие ядерные отходы. Это исключит транспортировку больших количеств радиоактивных веществ.

В конечном счете, соотношение долей использования ядерной и солнечной энергии в ГКЭС будет определяться из экономических и экологических соображений. Однако уже сейчас очевидно, что удаление в будущем из густонаселенных областей Земли потенциально опасной ядерной энергетики решит многие проблемы, ныне препятствующие ее развитию.

Сорок тысяч километров электропередачи
Кольцевая линия передачи электроэнергии объединит отдельные солнечные и ядерные электростанции в единую энергетическую систему.

Длина этого кольца, по мысли авторов, составит около 40000 километров. Линия первой очереди ГКЭС должна будет обеспечивать передачу потока энергии общей мощностью около 1500 ГВт. Для обеспечения надежности она будет разделена на 4‑5 независимых параллельных ветвей. Каждая ветвь, таким образом, должна будет передавать максимальную мощность – около 500 ГВт.

Среднее расстояние передачи в кольцевой схеме будет составлять около 10000 км. В практике мировой электроэнергетики пока нет опыта передачи таких больших количеств энергии на такие огромные расстояния.

Анализ различных способов передачи электроэнергии на дальние расстояния показывает, что ее возможно эффективно осуществить на постоянном токе с помощью сверхпроводящего коаксиального кабеля сверхвысокого напряжения. Расчеты показывают, что необходимый наружный диаметр такого кабеля при передаче 500 ГВт мощности и напряжении 3‑5 МВ будет составлять около 0,8 метра. Для охлаждения кабеля диаметром 1 метр при температуре кипения жидкого азота в 77 кельвинов потребуется удельная мощность 60 кВт / км, или 0,12 процента от передаваемой мощности на длине 10 тысяч километров (0,6 ГВт).



Без кардинальных изменений не обойтись

Проблему сохранения среды обитания человека невозможно решить полумерами. Необходима кардинальная перестройка мировой энергетической системы, и работу эту следует начать уже сейчас, в эпоху изобилия ресурсов.

А один из возможных путей такой перестройки – создание ГКЭС. Несомненно, ее строительство потребует огромных затрат, но будет и значимый результат – обеспечение энергетической безопасности и создание условий для устойчивого развития всего человечества.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 03 (95) февраль 2008 года:

  • Украина: Эксперты проверят АЭС

    Эксперты из Европейского Союза проверят состояние и эксплуатацию всех энергоблоков на украинских АЭС, сообщила пресс‑служба Министерства топлива и энергетики Украины. В 2009 году эксперты проверят первый и второй энергоблоки Южно-Украинской атомной электростанции. Более точные сроки проверок на этих энергоблоках будут определены позднее. «В соответствии с меморандумом между Украиной и Европейским Союзом в сфере сотрудничества в ...

  • Вторая очередь в Череповце

    В Череповце идет строительство второй очереди ПС 110 кВ «Заягорба». Капитальные вложения ОАО «Вологдаэнерго» в строительство этого объекта составят 83,12 миллиона рублей. Напомним, что пуск первой очереди реконструированной ПС «Заягорба» состоялся 27 декабря 2007 года. На время пуска работы по строительству второй очереди уже были выполнены на 40 процентов. В настоящее время на ПС «Заягорба» выполнен монтаж фундамента под второй тран...

  • Энергоблок для Кольской ПЭС

    Достигнута договоренность о строительстве на ФГУП «ПО «Севмаш» наплавного энергоблока для Кольской приливной электростанции. В конце прошлой недели на Севмаше состоялась рабочая встреча руководителя ОАО «НИИЭС» (Научно-исследовательский институт электросвязи) Юлия Шполянского и заместителя генерального директора Севмаша по производству морской техники и гражданскому судостроению Валерия Бородина. Главная тема переговоров – строит...

  • Нижегородская когенерация – удачный опыт и успешный бизнес

    Перефразируя известное правило «Спрос рождает предложение», можно уверенно заявить, что энергодефицит обязательно подскажет пути по его ослаблению. И одна из наиболее эффективных в этом плане технологий – когенерация. Потребителю когенерационные установки дают электричество и тепло на экономичных условиях, авторам таких проектов – возможность создать новый, прибыльный бизнес. Директор ЗАО «Волгоэлектросеть-НН» Сергей Лобов...

  • Курс – на 8 миллиардов

    29 января 2008 года исполнилось 79 лет со дня пуска в эксплуатацию первой очереди Кондопожской гидроэлектростанции. В этот день в 1929 году станция – первенец знаменитого плана ГОЭЛРО в Карелии – начала отпускать потребителям электроэнергию, так необходимую развивающейся республике. Именно эта ГЭС дала жизнь всемирно известному Кондопожскому целлюлозно-бумажному комбинату (ныне ОАО «Кондопога») – крупнейшему предприят...