Северная Атлантика и перспективы ветроэнергетики

Доклад «Пределы роста», который был подготовлен Римским клубом пережил три редакции. В 1993 году была выпущена книга «За пределами роста», где модель корректировалась на основе данных, полученных с 1972 года. Третья редакция вышла в 2004 и, как и предыдущая, учитывала развитие технологий, в том числе и возобновляемые источники энергии.

«Пределы роста» были теоретической работой, а вот топливный кризис 1973-74 — вполне ощутимым на бытовом уровне событием. И то и другое по своему повлияли на то, что в развитых странах начали работать над технологиями генерации энергии из возобновляемых источников. Об этом я не раз писал в блоге и относительно недавно разместил материал по долгосрочным перспективам возобновляемой энергетики. Отчет содержит пусть и показательные, но довольно абстрактные цифры, а вот исследование, которое было опубликовано в начале октября, дает куда как более интересные и впечатляющие цифры, касающиеся генерации энергии ветра.

Использование энергии ветра имеет ряд ограничений, часть из которых обусловлена техникой, а часть — природными факторами. Скажем, скорость ветра и, соответственно, ветроэнергетический потенциал, значительно ослабляются рельефом местности и характером подстилающей поверхности. Проще говоря, ветряки в лесах не ставят, потому что деревья гасят ветер. Кроме того, ветроэлектрические установки (ВЭУ) затеняют друг друга, выступая препятствиями и, опять же снижая энергетический потенциал воздушных масс. Чтобы избежать этих проблем, ветростанции строят с учетом как взаимного затенения ВЭУ, так и особенности рельефа. Именно поэтому ВЭУ становятся выше из года в год — скорость ветра на высоте 40 метров и, скажем 100, также будет значительно отличаться.

Sunset Offshore Wind Turbine in a Wind farm under construction

Именно поэтому такое направление как оффшорная ветроэнергетика сейчас развивается все более динамичными темпами. Станции морского базирования имеют ряд неоспоримых преимуществ перед теми, что стоят на суше именно с точки зрения энергетического потенциала — скорость ветра там значительно выше. В исследовании Geophysical potential for wind energy over the open oceans опубликованном национальной академией наук США делается оценка оффшорного ветроэнергетического потенциала. И помимо уже давно известного факта о том, что скорости ветра на море выше, исследователи обращают внимание на то, что они имеют и другое отличие. Морские штормы регулярно «подтягивают» мощные воздушные потоки из верхних слоев атмосферы, в противовес станциям сухопутного базирования, использующих энергию из более низких слоев.

Авторы статьи, Анна Посснер и Кен Калдеира приводят теоретические расчеты, сравнивающие потенциальную выработку энергии ветростанцией для разных условий с площади 2 млн.кв. километров для ветровых условий Канзаса и океана. Расчеты показывают, что энергии, которая будет производится «канзаской ветростанцией» не хватить на то, чтобы перекрыть нужды США и Китая, самых энергоемких на сегодня экономик мира. А вот для станции океанического базирования выработка электроэнергии будет в три раза больше с той же площади, чего вполне хватит для энергонужд этих двух держав. Более того, авторы идут дальше и утверждают, что энергии, снятой с 3 млн.кв. километров в Северной Атлантике — 18 ТВт*ч — хватит для обеспечения электроэнергией всей глобальной экономики. Для справки и лучшего понимания — 3 млн.кв. километров это больше чем Гренландия.

Конечно, это лишь теоретические выкладки. При всех преимуществах оффшорных ветростанций у них есть и ряд серьезных недостатков. Во-первых, не везде такую станцию можно поставить. Чаще всего оффшорные ВЭС размещают в мелководных прибрежных зонах. Во-вторых, построить такую станцию дороже, чем наземную. В-третьих, эксплуатировать ее тоже сложнее. Представьте, если что-то случилось с турбиной с высотой башни под сто метров — нужно гнать специальное судно с краном. А если на море штормит? Нельзя сказать, что проблемы не решаются, так в 2017 году будет введена в эксплуатацию первая станция с плавающими ветроустановками. Компания Statoil разработала технологию, которая позволяет избежать установки турбин на фиксированные донные фундаменты. Вместо этого они предлагают сделать из ВЭУ гигантский поплавок, отбуксировать его в море и зафиксировать положение тросами, которые будут крепиться ко дну. Такая технология позволит не только ставить станции далеко от берега, но и относительно легко перемещать отдельные ВЭУ. По мнению инициаторов проекта, он значительно сократит капвложения в оффшорные ВЭС. Первая станция, Hywind будет иметь установленную мощность 30 МВт и базироваться в Норвежском море, недалеко от берегов Шотландии. Первые пять турбин уже установлены.

Есть еще одна проблема, которая связана с настолько масштабным использованием ветровой энергии. Моделирование показало, что отбор такого количества энергии повлечет за собой ряд негативных последствий, например, снижение температуры в Арктике на 13 градусов.

Правда, стоит помнить, что ветроэнергетика это не все, что предлагает возобновляемая энергетика. Последние годы по темпам снижения цен и динамике ввода мощностей солнечная энергетика выглядит более перспективно. Масштабное использование солнечной энергии не будет иметь настолько серьезных последствий для климата, да и подходящие площади найти проще. Чего только стоит одна Северная Африка.

Comments

comments

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *