Русская Википедия:Пенжинская ПЭС
Пе́нжинская прили́вная электроста́нция — проект приливной электростанции в Пенжинской губе, располагающейся в северо-восточной части залива Шелихова Охотского моря. Территориально должна располагаться в Магаданской области и Камчатском крае России.
В зависимости от выбранного проекта может стать крупнейшей в мире по установленной мощности и по выработке электричества в год гидравлической электростанцией.[1][2] По дамбе электростанции может пройти Ленско-Камчатская железнодорожная магистраль.
Общие сведения
Высота приливов в Пенжинской губе составляет 9 м, а в случае сизигийных приливов достигает 12,9 м, что является наивысшим для всего Тихого океана показателем. При площади бассейна 20 530 км² это соответствует ежесуточному проходу 360−530 км³ воды, что в 20−30 раз превышает расход воды в устье крупнейшей реки Земли Амазонки (через устье в сутки пройдет только ~19 км³).
- Гидрологический потенциал бухты
В Пенжинской губе Охотского моря наблюдаются наиболее высокие приливы в Тихом океане, двойная амплитуда которых достигает 13,4 м.[3] Приливы в заливе Шелихова являются суточными, площадь бассейна Пенжинской губы составляет Шаблон:Nowrap. Таким образом, если считать усредненной высотой прилива значение 10 м, то в среднем в бухте за сутки проходит 410,6 км³ воды, что соответствует среднесуточному расходу 4,75Шаблон:E м3·сек−1. Проходящий поток воды имеет потенциальную энергию, которая в поле тяготения Земли не равна нулю при наличии ненулевого перепада высот (<math>H_{Head}</math>) и может быть выражена формулой:
- <math> E = [\rho_{sw} \cdot S_{Basin} \cdot (H_{Tide} - H_{Head})] \cdot g \cdot H_{Head}</math>, (1)
где <math>E</math> обозначает потенциальную энергию; <math>\rho_{sw}</math> — плотность морской воды, равную 1027 кг/м³; <math>S_{Basin}</math> — площадь бассейна; <math>H_{Tide}</math> — высоту приливной волны и <math>g</math> — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с². Часть выражения, ограниченная квадратными скобками, указывает на множители, которые определяют массу проходящей воды за сутки.
Как видно из формулы (1), потенциальная энергия обращается в ноль при нулевом напоре и при напоре, равном высоте приливной волны. Если рассматривать данную формулу как функцию от <math>H_{Head}</math>, то она является параболической функцией с максимумом при <math>H_{Tide}</math> = 2•<math>H_{Head}</math>, что соответствует использованию перепада высот, равного 5 м. В данном случае изменение уровня воды в бухте и количество пропускаемой воды имеют в два раза ме́ньшую величину — соответственно, 5 м и 2,38Шаблон:E м3·сек−1 (205,3 км³/сут).
Подстановка полученных параметров в (1) и последующее деление на число секунд в сутках дает значение мощности, равное 120 ГВт. Эта мощность позволяет получить 1 054 млрд кВт•ч или 3,79Шаблон:E Дж энергии за год. В зависимости от эффективности преобразования (КПД) потенциальной энергии в электрическую, общее количество получаемой электроэнергии и электрическая мощность будут иметь несколько ме́ньшие значения. Если считать КПД турбин равным 96 %, то соответствующая электрическая мощность составит 115 ГВт, а количество электроэнергии — 1012 млрд кВт•ч или 3,64Шаблон:E Дж.[4]
Проекты строительства
Для реализации гидропотенциала бухты разрабатывалисьШаблон:Когда два проекта приливных электростанций, каждый из них с различной установленной мощностью и годовой выработкой:[1][5]
| Вариант | Море, макс. прилив, м |
Мощность, ГВт |
Среднегодовая выработка, млрд кВт·ч |
Разрабатывался в период (гг) |
|---|---|---|---|---|
| Южный створ | 11,0 | 87,1 | 190-205 | 1972—1996 |
| Северный створ | 13,4 | 21,4 | 50 | 1983—1996 |
Стоимость строительства Пенжинской ПЭС-1 (Северный створ) — оценивается в 60 млрд долларов США, ПЭС-2 (Южный створ) — в 200 млрд долларов. Сейчас эксперты оценивают стоимость проекта в порядка 500 млрд долл. Срок реализации первого проекта: 2020—2035 годы; суммарная мощность Пенжинской, Тугурской и Мезенской ПЭС должна составить более 40 % общей установленной мощности электростанций единой энергосистемы страны.
Возврат инвестиций планируется за счет реализации энергоемкого продукта — например, жидкого водорода: в связи с недостатком местных потребителей и энергосистем, существуют предложения дискретной работы электростанции на энергоёмкий потребитель-регулятор, например, производство жидкого водорода, который затем транспортируется к возможным потребителям (с помощью этих станций Россия планирует к 2050 году производить от 15 млн до 50 млн тонн водорода)[1].
РассматриваютсяШаблон:Кем? также варианты экспорта электроэнергии в страны южной Азии — не исключается и строительство линий электропередач в Хабаровский и Приморский Края, в Японию и Китай.[6]
«Две проектируемые „РусГидро“ ПЭС — Северная и Пенжинская — еще далеки от совершенства, поэтому вопрос о строительстве пока не может стоять», — считает академик РАН Михаил Федоров[7]. И, как считают в Минэнерго, проект может столкнуться с рядом проблем при реализации: вопросы могут возникнуть как с транспортировкой топлива, так и с рынками сбыта, которых в настоящее время в мире попросту нет; также, проекты ПЭС большой мощности помимо высокой стоимости строительства, и непостоянства выработки станциями электроэнергии, потребуют строительства аналогичных компенсирующих объемов регулирующей генерации, либо неравномерно потребляющего потребителя.
История
Над строительством Пенжинской приливной электростанции впервые задумались еще в советские времена, а в 1980-е годы в районе Охотского моря уже велись активные исследования будущего мегапроекта. Однако разработки ученых тогда столкнулись с очень большой ценой строительства — даже с учетом тогдашнего курса рубля стоимость проекта оценивалась почти в 260 млрд долл.
В середине 2021 г. за реализацию проекта строительства Пенжинской приливной электростанции взялась компания «Н2 Чистая энергетика». Однако, по словам заместителя гендиректора Института национальной энергетики Александра Фролова, без солидных государственных дотации здесь обойтись будет чрезвычайно затруднительно.
Примечания
Ссылки
- Приливные электростанции / АО НИИЭС, Русгидро
- Приливные электростанции (ПЭС) — источник энергии, запасаемый в водороде // Малая энергетика. - 2008. - № 1-2. - С. 31-38.
- Энергия прилива Шаблон:Wayback / «Эксперт-Северо-Запад» №17 (46), 2001
- Пенжинский водородно-энергетический кластер Шаблон:Wayback, Проект №74 / «Проектное государство»
- Приливные электростанции в России могут вырабатывать водород, но пока есть проблемы Шаблон:Wayback // 5 ноября 2021
Шаблон:Крупнейшие гидроэлектростанции России
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Савченков С.Н. Опыт проектирования приливных электростанций на Северо-Западе России // Беллона - Международный Конгресс «ДНИ ЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ», 15.04.2010 Шаблон:Cite web
- ↑ В силу того, что амплитуда приливов зависит от расположения Луны, Солнца, проходящий поток воды распределен неравномерно в течение суток и весь объем воды проходит между приливами и отливами — полученная здесь электрическая мощность соответствует только усредненному, а не действительному потоку воды.
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ «РусГидро» хочет продать приливные электростанции Южной Корее. В России возобновляемые источники энергии пока не востребованы Шаблон:Wayback // Известия, 25 мая 2012
