Приливные электростанции и их экологические проблемы
Восточной Азии. На Белом море проектируется
Мезенская ПЭС мощностью 11,4 ГВт, энергию которой предполагается направить
в Западную Европу по объединенной энергосистеме " Восток-Запад".
Наплавная "российская" технология строительства ПЭС, апробированная на
Кислогубской ПЭС и на защитной дамбе С-Петербурга, позволяет на треть
снизить капитальные затраты по сравнению с классическим способом
строительства гидротехнических сооружений за перемычками.
| | |
|[pic] |[pic] |
| | |
|Наплавное здание Кислогубской ПЭС |Перегон Кислогубской ПЭС по морю |
|перед выводом на перегон |из Мурманска в Кислую губу |
Природные условия в районе исследований (Заполярье):
морская вода океанической солёности 28-35 о/оо и температурой от -2,8
С до +10,5 С
температура воздуха в зимний период (9 месяцев) до -43 С
влажность воздуха не ниже 80 %
количество циклов (в году): замачивания-осушки - до 690, замораживания-
оттаивания до 480
обрастание конструкций в морской воде биомассой - до 230 кг/м2 (слои
толщиной до 20 см)
электрохимическая коррозия металлов до 1 мм в год
экологическое состояние района - без загрязнений, морская вода - без
нефтепродуктов.
В России обоснования проектов ПЭС осуществляются на специализированной
морской научной базе на Баренцевом море, где идут исследования морских
материалов, конструкций, оборудования и антикоррозионных технологий.
Создание в России нового эффективного и технологически простого
ортогонального гидроагрегата предполагает возможность его массового
изготовления и кардинального снижения стоимости ПЭС. Результаты российских
работ по ПЭС опубликованы в капитальной монографии Л.Б.Бернштейна,
И.Н.Усачева и др. "Приливные электростанции", изданной в 1996 г. на
русском, китайском и английском языках.
Российские специалисты по приливной энергии в институтах Гидропроект и
НИИЭС осуществляют полный комплекс проектных и научно-исследовательских
работ по созданию морских энергетических и гидротехнических сооружений на
побережье и на шельфе, в том числе в условиях Крайнего Севера, позволяющие
в полной мере реализовать все преимущества приливной гидроэнергетики.
Экологическая характеристика приливных электростанций
Экологическая безопасность:
. плотины ПЭС биологически проницаемы
. пропуск рыбы через ПЭС происходит практически беспрепятственно
. натурные испытания на Кислогубской ПЭС не обнаружили погибшей рыбы
или ее повреждений (исследования Полярного института рыбного
хозяйства и океанологии)
. основная кормовая база рыбного стада - планктон: на ПЭС гибнет 5-10
% планктона, а на ГЭС - 83-99 %
. снижение солености воды в бассейне ПЭС, определяющее экологическое
состояние морской фауны и льда составляет 0,05-0,07 %, т.е.
практически неощутимо
. ледовый режим в бассейне ПЭС смягчается
. в бассейне исчезают торосы и предпосылки к их образованию
. не наблюдается нажимного действия льда на сооружение
. размыв дна и движение наносов полностью стабилизируются в течение
первых двух лет эксплуатации
. наплавной способ строительства дает возможность не возводить в
створах ПЭС временные крупные стройбазы, сооружать перемычки и
прочее, что способствует сохранению окружающей среды в районе ПЭС
. исключен выброс вредных газов, золы, радиоактивных и тепловых
отходов, добыча, транспортировка, переработка, сжигание и
захоронение топлива, предотвращение сжигания кислорода воздуха,
затопление территорий, угроза волны прорыва
. ПЭС не угрожает человеку, а изменения в районе ее эксплуатации
имеют лишь локальный характер, причем, в основном, в положительном
направлении.
. Энергетическая характеристика приливных электростанций
Приливная энергия
. возобновляема
. неизменна в месячном (сезонном и многолетнем) периодах на весь срок
эксплуатации
. независима от водности года и наличия топлива
. используется совместно с электростанциями других типов в
энергосистемах как в базе, так и в пике графика нагрузок
. Экономическое обоснование приливных электростанций
Стоимость энергии на ПЭС самая низкая в энергосистеме по сравнению со
стоимостью энергии на всех других типах электростанций, что доказано за 33-
летнюю эксплуатацию промышленной ПЭС Ранс во Франции - в энергосистеме
Electricite de France в центре Европы.
За 1995 г. стоимость 1кВт.ч электроэнергии ( в сантимах) на:
ПЭС -18,5
ГЭС -22,61
ТЭС -34,2
АЭС -26,15
Себестоимость кВт*ч электроэнергии (в ценах 1996 г.) в ТЭО Тугурской
ПЭС - 2,4 коп., в проекте Амгуеньской АЭС - 8,7 коп.
ТЭО Тугурской (1996 г.) и материалы к ТЭО Мезенской ПЭС (1999 г.) благодаря
применению эффективных технологий и нового оборудования впервые обосновали
равнозначность капитальных затрат и сроков строительства крупных ПЭС и
новых ГЭС в идентичных условиях.
Социальное значение приливных электростанций
Приливные электростанции не оказывают вредного воздействия на
человека:
нет вредных выбросов (в отличие от ТЭС)
нет затопления земель и опасности волны прорыва в нижний бьеф (в отличие от
ГЭС)
нет радиационной опасности (в отличие от АЭС)
влияние на ПЭС катастрофических природных и социальных явлений
(землетрясения, наводнения, военные действия) не угрожают населению в
примыкающих к ПЭС районах.
Благоприятные факторы в бассейнах ПЭС:
смягчение (выравнивание) климатических условий на примыкающих к бассейну
ПЭС территориях
защита берегов от штормовых явлений
расширение возможностей хозяйств марикультуры в связи с увеличением почти
вдвое биомассы морепродуктов
улучшение транспортной системы района
исключительные возможности расширения туризма.
ПЭС в энергосистеме Европы
[pic]
Вариант использования ПЭС в энергосистеме Европы - - -
По оценкам экспертов, они могли бы покрыть около 20 процентов всей
потребности европейцев в электроэнергии. Подобная технология особенно
выгодна для островных территорий, а также для стран, имеющих протяженную
береговую линию.
------------- ----- ------ ------- ------- ------ -------- ------- ----
--- ------ ------ ----- --------- --------------- Другой способ получения
альтернативной электроэнергии – использовать разницу в температурах между
морской водой и холодным воздухом арктических (антарктических) районов
земного шара. В ряде районов Северного Ледовитого океана, особенно в устьях
больших рек, таких как Енисей, Лена, Обь, в зимнее время года имеются особо
благоприятные условия для работы арктических ОТЭС. Средняя многолетняя
зимняя (ноябрь-март) температура воздуха не превышает здесь -26 С. Более
теплый, и пресный сток рек прогревает морскую воду подо льдом до 30 С.
Арктические океанические тепловые электростанции могут работать по обычной
схеме ОТЭС, основанной на закрытом цикле с низкокипящей рабочей жидкостью.
В ОТЭС входят: парогенератор для получения пара рабочего вещества за счёт
теплообмена с морской водой, турбина для привода электрогенератора,
устройства для конденсации отработавшего в турбине пара, а также насосы для
подачи морской воды и холодного воздуха. Более перспективна схема
арктической ОТЭС с промежуточным теплоносителем, охлаждаемым воздухом в
оросительном режиме» (См. Б.М. Берковский, В.А. Кузьминов «Возобновляемые
источники энергии на службе человека», Москва, Наука, 1987 г., стр. 63-65.)
Такая установка может быть изготовлена уже в настоящее время. В ней могут
быть использованы: а) для испарителя – кожухопластинчатый теплообменник
APV, тепловой мощностью 7000 кВт. б) для конденсатора – кожухопластинчатый
теплообменник APV, тепловой мощностью 6600 кВт или любой другой
конденсационный теплообменник, такой же мощности. в) турбогенератор –
турбина Юнгстрем на 400 кВт и два встроенных генератора с дисковыми
роторами, на постоянных магнитах, общей мощностью 400 кВт. г) насосы –
любые, производительностью для теплоносителя – 2000 м3/ч, для рабочего
вещества - 65 м3/ч, для охладителя – 850 м3/ч. д) градирня – сборно-
разборная 5-6 метров высотой, диаметром 8-10 м. Установка может быть
собрана в 20 футовом контейнере и перебрасываться в любое необходимое
место, где имеется река с потоком воды более 2500 м3/ч, с температурой воды
не менее +30С или большое озеро, из которого можно брать такое количество
воды, и холодный воздух температурой ниже –300С. На сборку градирни
потребуется всего несколько часов, после чего, если обеспечена подача воды,
установка будет работать и выдавать для полезного использования более
325кВт электроэнергии, без какого - либо топлива. Из вышеизложенного видно,
что уже в настоящее время можно обеспечить человечество альтернативной
электроэнергией, если вкладывать в это средства.
Есть еще один способ получения энергии из океана - электростанции,
использующие энергию морских течений. Их называют также «подводными
мельницами».
Литература:
Усачев И.Н. Приливные электростанции. - М.:Энергия, 2002. Усачев И.Н.
Экономическая оценка приливных электростанций с учетом экологического
эффекта// Труды XXI Конгресса СИГБ. - Монреаль, Канада, 16-20 июня 2003.
Велихов Е.П., Галустов К.З., Усачев И.Н., Кучеров Ю.Н., Бритвин С.О.,
Кузнецов И.В., Семенов И.В., Кондрашов Ю.В. Способ возведения
крупноблочного сооружения в прибрежной зоне водоема и плавкомплекс для
осуществления способа. - Патент РФ № 2195531, гос. рег. 27.12.2002
Усачев И.Н.,
| | скачать работу |
Приливные электростанции и их экологические проблемы |