9
march 2023

Комментарий главного технолога АНО «ВТР» к статье «Смелый проект на севере России, который способен перевернуть мировую энергетику»

Начало статьи звучит интригующе:

Цитата из статьи: «Казалось бы – дикий край, людей почти нет, дорог нет, промышленности нет. Зачем там какая-то дамба? А это очень интересно. Это способно принести десятки миллиардов долларов в российский бюджет. Правда, не без сложностей... Впрочем, обо все по порядку.»

Обращаю внимание на оговорку «правда, не без сложностей….».

Интересно, какие сложности перечислены в данной статье, а какие нет.

Итак , по- порядку…

Цитата из статьи: «Есть в Охотском море есть такое место – Пенжинская Губа… Большинство людей про эту губу ничего не слышало, а между тем – она чемпион всего Тихого океана по высоте приливов.
Просто представьте, во время прилива вода в этой губе поднимается на 9 метров, а иногда и до 13 метров! При этом, площадь акватории Пенжинской губы – 21 000 квадратных километров (сравнимо с площадью Крыма).
Таким образом, если посчитать, то окажется, что через "ворота" губы каждые сутки перемещается до 500 кубических километров воды!
Чтобы понять, как этого много, достаточно вспомнить, что река Волга такое
количество воды переносит за 2 года, а река Дон – за 25 лет. Даже самая мощная река мира – Амазонка – способна перенести 500 км3 воды лишь за 25 дней.
Теперь вы понимаете, зачем там нужна дамба?»

Вы понимаете? Я – нет. Я не понимаю, почему если Волга переносит 500 км3 воды за два года, Дон за 25 лет, а Амазонка за 25 дней, то Пенжинскую Губу нужно перекрывать?

Предлагаю обратить внимание на различия между реками и Пенжинской губой:

  1. 1) Вода в реках – пресная, а в Пенжинской Губе – солёная!
  2. 2) Вода в реках течёт в одном направлении, а вода в Пенжинской Губе течет то в одну сторону, то в другую.

Насколько важны эти различия?
Не являясь профессиональным строителем обращаю внимание, что строительство и эксплуатация дамбы в морской воде, требует других технических решений, чем строительство плотины в пресной воде.

В случае строительства ГЭС на реке гидротурбины вращаются в одну сторону, при этом мощность, вырабатываемая гидротурбинами, зависит от уровня воды в водохранилище.

Как уже отмечалось выше, уровень воды в Пенжинской Губе изменяется очень существенно, до 13 метров. Необходимо отметить, что изменение уровня воды в Губе происходит один раз в сутки. Следовательно, нагрузка на турбины приливной электростанции (ПЭС) будет циклической. Диапазон изменения нагрузки будет изменяться от нуля до максимальной нагрузки.

О какой же максимальной мощности ПЭС идёт речь?

Автор статьи с восторгом сообщает нам об этом в своей статье:
«И вот теперь оцените потенциал Пенжинской ПЭС – свыше 100 ГВт/час!»

Правда, непонятно, что это за единица измерения Гвт/час.

Если речь идёт о мощности, то нужно использовать ГВт, а если о энергии, то ГВт*час. По-видимому, речь идёт о мощности, следовательно, будем считать 100 ГВт. Напомню, что на сегодня установленная мощность всех электростанций Российской Федерации равна 250 ГВт.
Значит, ввод в эксплуатацию дополнительных 
100 ГВт увеличить установленную мощность до 350 ГВт, то есть, на 40% по отношению к сегодняшней установленной мощности.

Востребована ли такая мощность в этом регионе (Камчатке)? Пока ещё нет.

Но у автора статьи уже готов ответ на этот вопрос:

«Ведь в том регионе не живут люди, там нет промышленности. Мы с этого начали. Ближайшие потребители – Камчатка, Приморье, Хабаровский край, Сахалин, Магадан – уже обеспечены энергией и куда им девать еще 100 ГВт – пока непонятно.
Можно было бы попробовать протянуть линии в Японию, Китай, Корею – но все это:
А. Еще дороже, чем строительство самой станции (с учетом сложностей климата и географии)
Б. У них там тоже есть электростанции
В. Потери энергии при передачи на такие расстояния (3-4 тысячи километров) – колоссальны и неоправданны.
И все-таки, высказываются осторожные предположения, что Пенжинская ПЭС способна себя окупить, но несколько нестандартным путем. Дело в том, что можно попробовать продавать не саму электроэнергию, а продукт, созданный с ее помощью. А именно – водород.
 Водород 100% экологичен и неисчерпаем. Однако есть проблема – добывать его довольно дорого. Требуется много электроэнергии. Однако, если у нас есть Пенжинская ПЭС с практически бесплатными 100 ГВт электроэнергии, мы можем:
Построить прямо в губе завод по извлечению водорода из воды
Сжижать водород и газовозами развозить его по миру.»

Попробуем разобраться…

Водород 100% экологичен! Следует ли считать, что способ производства водорода не влияет на «экологичность» водорода?

Водород неисчерпаем? Не ясно, о чем идёт речь.

  • То, что для получения водорода нужно перекрыть Пенжинскую Губу, которая нарушит существующую жизнедеятельность многих живых существ, обитающих в Пенжинской Губе, в счёт не идет?
  • То, что для строительства дамбы нужно произвести огромное количество «экологичного» бетона и огромное количество оборудования, не учитывается?


Помимо оборудования, необходимого для производства, потребуется 
оборудование для производства водорода, которое включает, но не ограничивается, заводом по опреснению морской воды, завод по производству водорода, включающий электролизёры и хранилище водорода.

Интересно, сколько потребуется электролизёров для производства водорода и где их взять?

При максимальной мощности ПЭС 100 Квт в час можно произвести 20 000 000 нм3 водорода в час.

Если взять электролизёры с производительностью 1000 нм3/ч, которые пока у нас в России не производятся, то получим число 20 000!

То есть, потребуется 20 тысяч электролизёров единичной производительностью 1000 м3/ч!

Оценим, сколько водорода в год можно произвести с помощью ПЭС при максимальной мощности в 100 ГВт?

Интересно, а какой же коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) будет у этой ПЭС?

По моим оценкам – менее, чем 0,5.

Учитывая неравномерность нагрузки ПЭС, среднее значение произведённой электроэнергии в сутки будет равно 1200000000 кВт*ч.

Для производства одного килограмма водорода, методом электролиза требуется около 55 кВт*ч электроэнергии, следовательно в течении суток можно произвести 21818182 кг Н2 или 21818 тонн Н2.

Умножив это число на 365 дней, получим около 8 млн тонн водорода в год!

Сколько потребуется опреснённой воды для производства водорода?

Для производства одного килограмма водорода потребуется 9 литров деионизированной воды, следовательно в год потребуется 72 млн тонн деионизированной воды.

В процессе производства деионизированной воды для использования в электролизёрах будет образовываться «рассол», который нужно куда-то сбрасывать. Я подозреваю, что сбрасывать рассол планируется обратно в Пенжинскую Губу.

Как на это посмотрят экологи и морские обитатели?

Ещё вопросы:

  • Как предполагается хранить такое количество водорода?
  • В каком виде и на каком транспорте перевозить к потребителям?

Автор статьи сообщает, что водород будет перевозиться газовозами.

  • Существуют ли такие газовозы и в каком количестве?

В отличие от сжиженного природного газа, который перевозится газовозами при температуре (минус) 162°С, температура хранения жидкого водорода равна (минус) 254°С. Следовательно, вряд ли можно использовать газовозы, предназначенные для перевозки СПГ, для перевозки жидкого водорода. Пока в мире изготовлено только один водородовоз, который был разработан компанией Кавасаки.

  • Смогут ли, после сооружения дамбы, в Пенжинскую Губу заходить корабли и заплывать киты?
  • Будут ли предусмотрены в дамбе рыбозащитные сооружения или гидротурбины будут работать как мясорубка?


Следует согласиться с названием этой статьи «Смелый проект», но насколько он продуман?

С полной версией исходной статьи можете ознакомиться по ссылке.