Следующий, 2017, год в России объявлен годом экологии. Одно из важных направлений в работе по защите окружающей среды – это наращивание использования альтернативных источников энергии, солнца, ветра, воды и т.д. Принято считать, что в Свердловской области альтернатив ГЭС и АЭС нет из-за особенностей климата. Однако ученые уверены, что это не так. О том, как заставить светиться лампочки Ильича в Гарях, где столбы сгнили, а провода украли, и как получить тепловую энергию с очистных сооружений городов, NDNews.ru рассказал доцент кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» Уральского энергетического института УрФУ Александр Попов.

– Принято считать, что ветряные установки и солнечные батареи – это не про Свердловскую область. У нас и солнца мало, и ветер слабый. Это правда?

– Если говорить о России в целом, то на северном побережье европейской части страны суммарные запасы ветровой энергии больше, чем на всех электростанциях всех типов России. Но проблема – как ее оттуда забрать. На равнинной части среднегодовая скорость ветра 3-5 метров в секунду, а есть золотое правило ветроэнергики, которое гласит – если среднегодовая скорость ветра меньше 6 метров в секунду, то установка себя не окупит. В Екатеринбурге, например, среднегодовая скорость ветра 3-3,5 метра в секунду, но в области есть ветровые зоны, которые можно использовать. Например, есть ветровая зона на горе Качканар. Там среднегодовая скорость ветра 6-7 метров в секунду. И там ветроустановка будет эффективно работать. Или вот приехал ко мне один предприниматель, у него в районе Уктусского аэропорта коттедж, а скорость там – 5-5,5 метров в секунду, то есть ветроустановка уже может работать, но она не обеспечит 100% потребности. К тому же когда на улице -30 градусов, нам надо больше тепла, больше электроэнергии, а ветер затихает при таких больших минусах. Поэтому ветровую энергетику можно использовать в совокупности с другими видами, как дополнение. И таких комбинаций может быть много.

– Получается, это оправданно там, куда централизованные сети не довести?

– Да, например, стоит дизель, а централизованных сетей нет. И ради экономии топлива, когда есть ветровой поток, может работать ветроустановка.

– А что касается солнечной энергетики?

– У нас, в Екатеринбурге, инсоляция меньше, чем, например, в Берлине на 18-20%. Но в Берлине покрыты более 1000 крыш солнечными фотоэлектрическими панелями, у нас тоже можно этим заниматься. Проблема в том, что в декабре у нас 3-4 солнечных дня. И такая энергетика тоже не может полностью перекрыть потребности в энергии все темные дни декабря.

– Если говорить о цене, что дешевле всего из альтернативных источников?

– Самый дешевый вид возобновляемой энергии – это гидроэнергетика. У нас на Урале 18 тысяч 400 рек и речушек. Одних Бобровок только 6-7 штук. Если ручеек течет со скоростью 1 метр в секунду, а ширина и глубина у него по метру, то в секунду проходит кубометр воды. Гидравлическая мощность оценивается в 500 ватт. С учетом КПД турбинки и генератора с этого ручейка можно «снять» 200-250 ватт. Тоже неплохо. Потому что вы можете всегда иметь светодиодное освещение или подзарядить свой мобильник. Это хорошо для отдаленных территорий, где можно ставить микро-ГЭС и мини-ГЭС, в том числе бесплотинные.

Раньше, до того, как стали строить могучие электростанции, было много колхозных мини-ГЭС. А потом они стали неэффективны при наличии централизованных сетей. И если сейчас говорить о возрождении мини-станций, то только от большой нужды. И она есть. Землю раздали частникам. Например, живет фермер в 30 километрах от «розетки». Стоимость прокладки одного километра сетей 600-800 рублей, поэтому отдельные крестьянские хозяйства не в состоянии за это платить и потом еще обслуживать сети. А еще много деревень, где раньше было электричество, но потом столбы сгнили, провода упали, их растащили. Или был дизель, но свой ресурс выработал. Правительство области просит, мол, придумайте что-то – покупать новый нет денег, да и энергетикам тянуть туда централизованные сети невыгодно. В ряде таких случаев поможет возобновляемая энергетика.

– И все-таки сколько все это стоит?

Энергия, получаемая на мини-ГЭС, будет стоить примерно 1,5 доллара за Ватт установленной мощности. Ветровая энергия будет подороже – 3-4 доллара за Ватт, а солнечная – 8-9 долларов за ватт установленной мощности.

– Почему солнечная энергия такая дорогая?

-Потому что сама панель дорогая, а еще надо аккумулятор, чтобы накопить энергию и инвертор для преобразования постоянного напряжения в 50 Герц.

– Я слышала, что на Ботанике в одном многоквартирном доме установили солнечные батареи на крыше, чтобы экономить энергию. Это удачный пример совмещения?

– Это было на Родонитовой, 8, только там были не панели, а солнечные вакуумные коллекторы, которые вырабатывали тепло. Но проект провалился. Весной и осенью собственники стали платить на 20-25% меньше, а управляющая компания взбунтовалась – вы тепло от нас берете, коммуникации подведены, тепло мы запускаем, весной консервируем, проводим все работы, а вы платите меньше. Было несколько судов, но, в конце концов, суд встал на сторону управляющей компании, и все демонтировали. Это был эксперимент. И его можно назвать как удачным, так и неудачным. Положительный опыт в том, что весной и осенью действительно удается экономить. Зимой – нет. А летом, наоборот, получается перегрев, и оборудование выходит из строя, потому что на выходе водопаровая смесь нагревается до 200 градусов. Так что до конца не решена и научная проблема, и вопрос поддержки государства.

– А в Свердловской области где-то еще используются солнечные панели?

– Локально много где. Может, на остановках вы видели – для освещения.

– Только их дачники обдирают.

– А потом у дачников их тоже воруют. Но вообще для автономного применения они самые подходящие – например, на дальних трассах, чтобы не тянуть провода. У нас есть макет подсветки верхней точки ЛЭП с солнечными панелями и гирляндной ветроустановкой. Когда зимой больше ветра, работает гирляндная вертикальная установка, а когда солнце есть, но нет ветра, работает солнечная панель. Это хорошо для удаленных ЛЭП – на них ведь должны быть фонарики, чтобы пилоты самолетов их видели. Но фонарики есть только там, где есть централизованное электроснабжение. А наша установка может работать и без него.

Надо также сказать о других источниках энергии. Самые большие запасы тепловой энергии у нас в черте города, знаете где? На Южных очистных сооружениях, они сбрасывают условно очищенные воды с температурой даже в январе 10-12 градусов в реку Исеть. Это 420-430 тысяч кубометров воды в сутки. Есть устройства – тепловые насосы, которые позволяют собрать низкопотенциальную тепловую энергию и при минимальных затратах электрической энергии ее преобразовать в повышенную температуру. На Южных очистных сооружениях, по нашим расчетам, можно «снять» тепловую мощность в разное время года от 90 до 180 мегаВатт. Получается, что в дефицитном по теплу Чкаловском районе не надо строить тепловую станцию на органическом топливе, а можно отбирать энергию от очистных сооружений. Кроме того, уменьшится вред природе, потому что любые тепловые сбросы вредны. И такие тепловые насосы можно использовать не только на тепловых сбросах очистных сооружений, но и на любых крупных предприятиях, где много низкопотенциального тепла. Да плюс еще есть и природные источники с теплой водой, которую тоже можно тепловыми насосами довести до 60 градусов. А последние разработки новосибирских ученых с использованием в качестве рабочего тела двуокиси углерода в тепловых насосах позволяют получать температуру на выходе до 80 градусов. Воду с такой температурой уже можно «загонять» в наши батареи.

– А заинтересованность предприятия проявляют?

– Незначительно. Потому что это требует серьезных капитальных вложений. И если есть централизованная электроэнергия и теплоэнергия, то возобновляемая энергетика не может с ними конкурировать. У нас на кафедре на эти темы больше 25 патентов РФ, но с внедрением пока плохо обстоят дела.

– Почему? Окупается медленно?

– Тепловой насос окупается за 3-5 лет, ветроустановка – за 8-10 лет, солнечная – где-то 10-12 лет. К тому же сейчас в России запущен новый большой завод в Новочебоксарске по выпуску солнечных панелей. Сейчас мы покупаем их за рубежом, и они чрезвычайно дороги. Но в связи с этой новой продукцией данного завода мы предполагаем резкое снижение стоимости солнечных панелей.

– Какие еще есть виды энергии, перспективные в Свердловской области. Может, торф?

– Запасы торфа в России огромны. А Свердловская область занимает третье место в России по запасам – у нас более 7 млрд. тонн. В советское время функционировало с десяток предприятий, которые добывали торф и использовали торфокрошку или брикеты. Но это плохой метод. Вспомните знаменитые летние пожары. Это связано с тем, что торф частично выбирают, но чтобы там работали механизмы, надо территорию обезвоживать. Нельзя же в болоте работать. И когда ее обезвоживают, а торф весь не отбирают, он потом горит. Существует технология 20-х годов прошлого века, которая почему-то не получила распространение. Это гидроразмыв торфа – на этом месте, где отбирают торф, потом образуется озеро, сохраняется экосистема, родники. Его сейчас изучают в УГГУ. Наверно, такой метод и надо рекомендовать для использования. Но беда в том, что это сырье не дешевле, чем другие виды сырья. Поэтому пока я не думаю, что торф найдет большое применение. Есть что сжигать еще пока.

– Уголь?

– Не только. У нас колоссальные запасы древесины, которые тоже не используются. С точки зрения экологии, лес надо чистить, а вырубка должна быть использована – не сжигать в кострах срубленное, а вырабатывать щепу или пеллеты.

– У нас в области «Облкоммунэнерго» на севере использует котельные на пеллетах.

– Пока это единичная практика. Производство пеллет тоже энергозатратно. Хотя, например, в Ленинградской области есть несколько предприятий по производству пеллет, которые потом поставляют их в Германию. Они удобны для автоматических котлов, обеспечивают медленное горение. Но если у нас в области пеллеты изготавливать на Запад, железная дорога «съест» всю прибыль. У нас есть два малых предприятия в области, которые делают пеллеты для коттеджных поселков. И мы проводили исследование, стоит ли поставлять за рубеж – и оказалось, что невыгодно из-за т.н. транспортного плеча.

Кстати, возвращаясь к торфу. В Екатеринбурге на Конном стоит разрушенная ТЭЦ, которая в 30-е годы должна была работать на кусковом торфе. Его добывали на Белореченской, где сейчас 40-я больница. Там толщина залежей торфа была примерно метр. А сейчас вся торфяная зона толщиной до двух метров есть на Широкой речке. И в Академическом районе торфа тоже большие запасы. И надо убирать его, потому что там толщина такая, что его нельзя просто перемешать с грунтом при строительстве зданий – все равно будут пожары и дым. Мы этот вопрос поднимали, предлагали, как его убрать, делать брикеты и складировать, но пока не знаю, как будет этот вопрос развиваться дальше.

Екатеринбург, Екатерина Норсеева

© 2016, РИА «Новый День»