Энергия волн

Сегодня есть инженеры и ученые, работающие над решением, может быть, не менее революционным, чем изобретение парового котла. Правительство, несмотря на свою осторожность, признало, что для Англии развитие волновой энергетики — наиболее перспективно. Против этой немногочисленной и не влиятельной группы выступают современные эквиваленты рабов, крестьян и мельников, которые потеряли работу с появлением водяных мельниц и небрежно игнорировались обществом.

То же самое может случиться и теперь, если общество проявит равнодушие к будущему. Любое развитие техники либо угрожает занятости, либо обеспечивает большой досуг. Найти правильное решение — наша общая задача. Идейные позиции рабов и крестьян в этом вопросе сегодня занимают ядерщики, руководители управления угольной промышленности и национального профсоюза горняков; этой идеологии служит инстинкт самосохранения общественных деятелей и политиков вкупе со смятенными эмоциями людей, не доверяющих никаким формам технического прогресса. Вместе они образуют устрашающий конгломерат. Но волны не отступают от препятствий.

Глава 4. Сколько гигаватт?

Каковы возможности волновой энергетики? Идет ли речь о небольшой добавке к техническим средствам, которыми располагают учреждения, удовлетворяющие наши потребности, — скажем, что-нибудь вроде установки нового телефонного коммутатора, который, как нас уверяют, предотвратит сбои при наборе номеров и в конце концов станет незаметным для абонента? Или же речь идет о скачке в технике, который может обеспечить удовлетворение энергетических запросов, когда нефть будет исчерпана, что немаловажно для других стран, чьи ресурсы ископаемого топлива меньше наших, а потребности не уступают нашим? Ответ, исходящий из непредубежденного источника, подразумевает создание системы, способной обеспечивать все наши потребности в электричестве. Такое утверждение требует подробного растолкования с учетом многочисленных «если» и «но». Оно требует ряда определенных условий, но зато и само содержит некоторые обещания, усиливающие привлекательность энергетики будущего.

Предпосылки для принятия решений основываются на исследовании, выполненном Яном Гленденнингом, руководителем тематики долгосрочных изысканий при инженерных лабораториях Центрального электроэнергетического управления в Саутгемптоне. Управлению придется отвечать на бездну вопросов, если погаснет свет и остановятся транспортеры, доставляющие уголь на поверхность. М-р Гленденнинг и его коллеги изучали естественные источники энергии и непредубеждены, так как не выдвигают собственных проектов и не требуют правительственных субсидий. Циник, возможно, усомнится в подлинных мотивах высказывания официальных лиц; однако управление не имеет заинтересованности и, наоборот, не скрывает своей явной приверженности к ядерной энергетике. В раннем отчете управления предполагалось, что альтернативные источники вряд ли будут играть значительную роль, но их возможности следует изучить и продемонстрировать всем, кто выступает против распространения ядерной энергии.

М-р Гленденнинг и его коллеги, не ответственные за этот отчет, изучили проблему со скептицизмом, свойственным ученым, и с осторожностью, которая всегда будет отличать деятельность людей, обязанных обеспечивать снабжение по приемлемой цене. Основная заслуга управления состоит в том, что оно постоянно настаивало на необходимости рассматривать стоимость любого вида энергии. Увлекающиеся люди, как известно, склонны подчеркивать необходимость получения энергии, чего бы она не стоила, когда с ископаемым топливом будет покончено.

Управление появилось на сцене своевременно. В первом большом докладе, составленном группой из восьми ученых и инженеров в 1975 г., делался вывод, что нет никакого нового источника энергии, «который выглядел бы экономически привлекательным в настоящее время». И осторожно добавлялось: «Любой из источников энергии (солнечной, ветровой, волновой, приливной и геотермальной) может в определенных обстоятельствах служить альтернативным, и выбор одного не представляется очевидным». Но уже в апреле 1976 г. министерство энергетики опубликовало заключение, что «энергия океанских волн по самой своей сущности привлекательнее других видов», и примерно уже тогда м-р Гленденнинг разделял эту мысль.

М-р Гленденнинг представляет собой тип человека деятельного, гибкого и реалистичного, который не преминет первым воскликнуть, что король — голый. Он быстро соображает и в любом споре, бросая вызов, устраивает чехарду, прыгая, так сказать, через голову оппонента, прежде чем тот успеет ухватить предшествующий аргумент. Машину он водит быстро и уверенно — в этом, как и в других его ярких проявлениях, выражается стиль настоящего мужчины. Он способен сказать то, что другие не решатся, и доказал это.

В исследовании, посвященном морской энергетике, опубликованном в «Химии и индустрии» 16 июля 1977 г., он говорит: «Если мощь волн использовать рационально, реализация их потенциальных возможностей у западного побережья Объединенного королевства превысит уровень электроэнергии, вырабатываемой в настоящее время». И далее в той же статье: «На побережье диссипирует около 120 ГВт волновой энергии, что пятикратно превышает запрос Электроэнергетического управления». Наконец, на Международной океанологической конференции в Брайтоне в марте 1978 г. м-р Гленденнинг повторил свое заявление перед выдающимися специалистами, сославшись на энергетический «потенциал» 120 ГВт, и добавил: «Во всяком случае, мы можем быть уверены, что система протяженностью 20-30 км окажется „эквивалентом электростанции мощностью 1500 МВт”». Такое утверждение означало переворот во взглядах.

Рассмотрим его подробнее. «Гигаватт» — словцо из тех, от которых у людей лезут глаза на лоб. Один гигаватт состоит из 1000 мегаватт или 1000 000 киловатт, т.е. обеспечивает миллион однополосных электроплит. А 120 ГВт — 120 миллионов таких плит. Электроэнергетическое управление располагает в настоящее время общей мощностью 60 ГВт, а наши средние запросы ниже 30 ГВт. Таким образом, мощность волн примерно пятикратно превышает наши средние нужды.

Здесь обыватель испытает искушение поразмыслить, как воспользоваться обретенным богатством. Кому в самом деле нужна пятикратная норма электроэнергии? В наших рассуждениях уместна осторожность. Об этом говорили мне несколько человек, включая и м-ра Гленденнинга, и я не хочу пренебрегать их предостережением.

Воспользуемся прежде всего разъяснением м-ра Клива Гроув-Палмера, ответственного секретаря Руководящего комитета по волновой энергетике, который попечительствует над всем проектом из штаб-квартиры в Харуэлле. Он интерпретирует дело следующим образом. «Уменьшим ваши 120 ГВт вдвое с учетом полезной отдачи и еще вдвое — за счет потерь при передаче энергии. Пусть средняя мощность составит 50 кВт/м, тогда сооружения протяженностью 1000 км дадут только 12 ГВт». Только. Даже при такой весьма осторожной оценке мы в состоянии удовлетворить приблизительно половину электроэнергетических потребностей, не прибегая к ископаемому топливу. Если это не переворот, то что это? Учтите также исключительный пессимизм м-ра Алекса Иди, заместителя министра энергетики, утверждающего, что к 2000 г. доля мощности сети на выходе, приходящаяся на новые источники энергии, составит лишь 3%. Заметим наконец, что есть специалисты, полагающие, что потери на каждой стадии получения и передачи энергии составят не половину, а всего 10%.

Обратимся к собственным оговоркам м-ра Гленденнинга. Он подчеркивает, что его 120 ГВт относятся к западному побережью Англии и Ирландии; на отдельных участках побережье севернее Гебридских островов может оказаться недоступным для экономической эксплуатации, а передача энергии — затруднительной, если не невозможной. Однако в статье, опубликованной в марте 1978 г., он предлагает расширить операцию, разместив оборудование на северо-восточных берегах Англии, ближе к индустриальным центрам, нуждающимся в энергии. Он утверждает, что мощность на входе, равная 50 кВт/м, является осредненной величиной, считая, что в пике она может достигать 150-200 кВт/м «в силу случайной природы волнения [21] ». При коэффициенте использования энергии около 60-70% выходная мощность составит 30-35 кВт/м. Сохраняя 80% энергии после трансформации и 90% после передачи, получим среднюю мощность, доставленную на берег, — 24-30 кВт/м. Это согласуется с мнением м-ра Гроув-Палмера, допускавшего, что на выходе сохраняется 25% энергии. Оценка не должна вводить в заблуждение: при благоприятных условиях коэффициент использования может возрасти до 60% или же составить всего 1-2%, когда устройства не смогут принимать энергию — при слишком сильном волнении или отсутствии его. М-р Гленденнинг считает, что линия приема энергии протяженностью 1500 км может дать 36-45 ГВт. Это не особенно отличается от более осторожной оценки м-ра Гроув-Палмера, учитывающей тысячекилометровый базис, если принять во внимание возможность максимального приема мощности на входе 150-200 кВт/м по Гленденнингу. Он также считает, что полезная мощность составит 25% энергии, поступившей на волновые генераторы. Он обратил мое внимание на то, что если уровень поступающей волновой энергии в прибрежном районе моря окажется приемлемым, — а на станции «Индия» этот уровень выше, — то можно будет уменьшить размеры и стоимость систем, устанавливаемых мористее. М-р Гленденнинг добавил: «За последние четыре года я усвоил, что волновая энергетика полна сюрпризов; со многими из них мы уже столкнулись и, я буду не я, если впереди нас не ожидает еще большее число неожиданностей».

21

Мощность потока энергии 200 кВт/м (осредненная за время шторма) соответствует степени волнения 9 баллов, когда высота значительных волн (видимая высота) превышает 8 м. Такое волнение считается исключительным. — Прим. Ред.

Я остановился на оговорках, чтобы не создавалось впечатление, будто разрешение энергетического кризиса только и ожидает, чтобы министр проснулся; если бы дело было за этим! Но есть, однако, задачи, которые решаются, на мой взгляд, слишком медленно, без ощущения безотлагательности, продиктованной ситуацией, когда мы — по словам Коккереля — проматываем собственный капитал.

С другой стороны, для равновесия позвольте мне упомянуть об одном аспекте проблемы, кажущемся не актуальным, но приобретающем все большее значение. Каковы соображения, относящиеся к установке линии сооружений за «фронтальной» чертой моря? Предположим, что линия установки генераторов перенесена из Атлантики в море, которое на некотором участке спокойно. Тогда прием энергии должен производиться на позиции, удаленной в сторону океана, и расстояние от берега до нее должно быть около 160 км, чтобы ветер генерировал волнение, достаточное для самоокупаемости новой линии устройств. Вместе с тем рассмотрим идею размещения генераторов вдвое меньшей мощности в более спокойном море, на расстоянии 80 км от первой линии. Сейчас у нас недостаточно данных, чтобы надежно судить о степени рентабельности проектов. Сооружение может быть дешевле и производить меньше энергии, но зато ее производство и работы по установке сооружения в море окажутся проще. Таким образом, можно представить себе два эшелона сооружений, мощность одного составит 12-45 ГВт, а второй, облегченный и более дешевый, будет менее производительным. Управлению предстоит выработать то, что могло бы рассматриваться в привычных терминах как оптимальная стратегия при выборе между высокой производительностью и допустимым риском.