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:

  • Энергосистемы Якутии и Приангарья могут объединить

    Власти Якутии и Иркутской области обсуждают возможность совместной подачи заявки на выделение средств инвестфонда РФ для финансирования проекта «Север», который предполагает объединение энергосистем Якутии и Приангарья. По данным СМИ, этот вопрос будет решен в ближайшие дни, после чего планируется сформировать окончательную заявку и направить ее в инвестфонд. В настоящее время по проекту уже получено согласование профильных министерств...

  • Киргизия: Становление газовой державы

    «Газпром» в ближайшее время может получить лицензию на разведку и разработку месторождений в Киргизии. Геологоразведочные работы на киргизских месторождениях углеводородов российский газовый монополист планирует начать весной. Об этом сообщил премьер-министр Киргизии Игорь Чудинов. «Мы возлагаем большие надежды на сотрудничество с «Газпромом» в области разведки и добычи газа на двух месторождениях в Киргизии», – сказал И. Чудинов...

  • Российский уран для США: компромисс найден

    Россия и США подписали поправки к соглашению о приостановлении антидемпингового расследования поставок урановой продукции из России в США (СПАР), которые позволяют Российской Федерации напрямую выйти на американские энергокомпании, говорится в сообщении пресс‑службы Росатома. «Цена этого решения – 5‑6 миллиардов долларов на десять лет», – сказал глава Росатома Сергей Кириенко, подписавший документ вместе с минис...

  • Энергетики обзаводятся новейшей связью

    ОАО «ТГК-1» в апреле 2008 г. планирует завершить создание системы стабильной связи и резервирование каналов для управления энергообъектами на Кольском полуострове. Новая система каналов связи объединит электростанции, входящие в структуру филиала ТГК-1 «Кольский» (17 ГЭС), а также Апатитскую и Мурманскую ТЭЦ. Общая протяженность только волоконно-оптических линий связи должна составить около 1 тысячи 500 километров. Объем инвестиций в п...

  • «Атоммаш» поставит газовые турбины

    Волгодонский «ЭМК-Атоммаш» примет участие в проекте своей материнской компании «Энергомаш» по созданию газотурбинных электростанций (ГТЭС) нового типа, мощностью 200 МВт. В середине 2008 года на заводе начнут выпуск газовых турбин с инерционными накопителями энергии (ИНЭ). «С одной ГТЭС мощностью 200 МВт можно получить 8,5 миллионов долларов США валового дохода в год, – считает первый заместитель гендиректора «Энергомаша» Алексе...