История повторяется
В начале прошлого века на берегу реки Кобекуид в заливе Фанди, что на границе США и Канады, стоял небольшой дом, где жил инженер Декстер Купер. Многие годы он был одержим идеей использовать могучий приливной поток, который под окнами его дома ритмично поступает в залив и через 6 часов 12 минут устремляется обратно в море.
Купер знал, что столетием раньше в соседнем заливе Пассамакводи, в отгороженных от моря дамбами бухточках, были установлены мельничные колёса. И он знал также, что эти мельницы работают с перерывами, возникающими во время паузы при смене прилива отливом и наоборот. Такая же или даже большая пауза, необходимая для накопления напора, будет и в работе гидроагрегата, установленного вместо мельничного колеса. То есть приливная электростанция (ПЭС) сможет давать энергию неравномерно и с перерывами.
Итак, с часу ночи до четырёх - работа, затем трёхчасовая пауза, после чего снова три часа работы и так далее в цикле. С подобным режимом мог мириться хозяин мельницы, запускавший её только в дневные часы. А для промышленной электрогенерации он не годился. Кстати, в британском графстве Корнуолл крупную приливную мельницу Хайл-Милл с несколькими водяными колёсами пришлось закрыть оттого, что не удалось найти рабочих, которые согласились бы трудиться по «лунному графику». В случае же приливной электростанции главная проблема даже не с персоналом. Потребители энергии не смогут совместить с приливным циклом режимы освещения и производства.
Декстер Купер вспомнил об остроумном решении, которое в 1730-х придумал для приливной мельницы французский гидротехник Бернар Беладор. Он предложил бассейн водяной мельницы разделить плотиной на две части, причём во внешней плотине предусмотреть водопропускные шлюзы с затворами. Поочерёдно соединяя части бассейна с морем, можно всегда поддерживать в одной из них низкий уровень воды, в другой - высокий. При этом водяные колёса, встроенные в разделительную плотину, смогут вращаться постоянно и в одну сторону.
В 1921 году Купер выдвинул смелое предложение - построить грандиозную по тем временам двухбассейновую ПЭС установленной мощностью 400 МВт. В проекте предлагалось использовать залив Пассамакводи площадью 233 км2 в качестве верхнего бассейна, а залив Кобекуид (вход в залив Фанди) площадью 67 км2 - в качестве нижнего. Согласно расчётам среднее значение колеблющейся (но не прерывающейся) мощности должно было составить 343 МВт, так что годовая выработка могла достигать 3 млрд кВт·ч.
Предполагалось, что ПЭС будет расположена на территории США и Канады. А в те годы существовал закон, запрещавший передавать энергию за пределы штата. Поэтому Купер был вынужден маневрировать. Он запланировал сначала в пределах границ США создать низовой бассейн в заливе Кобекуид, чтобы ПЭС хотя бы начала работать. Затем предусматривалась достройка второго бассейна в Канаде.
Потратив на проектирование все собственные деньги, Купер был вынужден искать инвесторов. Для этого он создал компанию, взяв в партнёры такие крупные энергетические фирмы, как «Вестингауз» и «Бостон-Электрик». Инженеры породили целый ряд проектов (в 1924, 1928 и 1933 годах), которые, как выразился знаменитый российский гидротехник Лев Бернштейн, «разбились о рифы бюрократизма и конкуренции».
В 1935 году президент США Теодор Рузвельт, который когда-то жил по соседству с Купером и был вдохновлён его идеями, решил выделить семь миллионов долларов на строительство ПЭС. Проект, получивший название «Кводди», предусматривал сооружение однобассейновой ПЭС установленной мощностью 210 МВт в заливе Кобекуид как первой очереди будущей международной двухбассейновой ПЭС. Предусматривалась также гидроаккумулирующая установка Хейкок мощностью 68,5 МВт для компенсации пульсирующей выработки ПЭС. Гарантированная мощность системы составила 30 МВт. Годовая выработка оценивалась в 264 млн кВт·ч. Всего на эту постройку требовалось 30 миллионов долларов.
Начало строительства пришлось на времена Великой депрессии. К ноябрю 1935 года уже появился посёлок гидростроителей, в котором жили пять тысяч рабочих, с административным корпусом, были подведены дороги и построены первые участки плотины. В этот момент вышел из печати доклад правительственной комиссии Флеминга, незначительно откорректировавшей проект и уточнившей его стоимость: она была оценена в 62 миллиона. В результате цена киловатт-часа энергии вышла на уровень в 1 цент, в то время как альтернативные тепловые электростанции обещали 0,49 цента, а гидроэлектрические - 0,19 цента.
В Американском обществе гражданских инженеров развернулась горячая полемика. Проект называли «дорогостоящим капризом». Аргументы его противников выглядели весьма убедительно, поскольку для получения гарантированной мощности в 30 МВт требовались гидроагрегаты установленной мощностью 280 МВт, громадные плотины, шлюзы и дамбы. На каждый киловатт гарантированной мощности нужно было потратить свыше двух тысяч долларов. В то же время, израсходовав по 550 долларов на киловатт мощности при строительстве ГЭС, можно было получить энергию в пять раз дешевле.
Когда Конгресс решал вопрос о продолжении проекта «Кводди», дебаты доходили чуть ли не до потасовок. В 1936 году, истратив семь миллионов долларов и раздав компаниям заказы на 43 миллиона, государство прекратило строительство ПЭС и уволило занятых на нём рабочих... Тем временем аналогичный проект разворачивался во Франции, где наблюдаются весьма высокие приливные колебания (7 м у Бреста и 14,5 м у Гранвиля). Лев Бернштейн рассказал о нём в своей знаменитой книге «Схватка с приливом».
Возможно, читатель воскликнет: «Как это всё знакомо!» И действительно, сегодня при энергопереходе развитые страны сталкиваются с теми же проблемами. Для выравнивания стохастической выработки солнечных и ветровых электростанций энергосистемам требуются дорогостоящие ГАЭС или батарейные накопители энергии. Конечно, выстроенные за сто лет электрические сети позволяют организовать перетоки энергии из одних регионов в другие, таким образом смягчив проблему. Кроме того, появились технологии ценозависимого снижения потребления. Но в целом сложности те же, что и сто лет назад: затраты чрезмерно велики.
Ну а имидж приливов как возобновляемого источника энергии, созданного самой природой, вызывает всё большие сомнения. Приливы вызваны лунным тяготением, а мы знаем, что Луна помещена на орбиту Земли с филигранной точностью. «Естественный» спутник делает один оборот вокруг Земли за 27,3217 суток и при этом сам вращается абсолютно с той же скоростью, так что мы наблюдаем только одну сторону Луны. Странное совпадение, не правда ли? Лунные кратеры, считающиеся импактными, то есть образованными в результате метеоритных ударов, имеют в основном круглую форму. Это значит, что метеориты почти всегда падали на поверхность строго вертикально. С чего вдруг?
Lunar Reconnaissance Orbiter (Иллюстрация: NASA)
Если вы осветите фонарём светлый матовый шар, то увидите на нём центральный блик и затемнение к краям. Разглядеть текстуру шара на периферии (которая находится дальше от наблюдателя и освещена под острым углом) гораздо труднее, чем по центру. Однако вся видимая поверхность Луны имеет примерно одинаковые яркость и детализацию, из-за чего она больше похожа на диск, чем на шар. Так и говорят: «диск луны». Любопытно, что её обратная сторона выглядит иначе (см. фото).
Читайте другие наши материалы
