Обсуждение Конкурентная экономическая борьба между странами

Тема в разделе "Экономика и предпринимательство", создана пользователем Stirik, 31 июл 2017.

  1. Необходимость экономической борьбы возникает из диктата стран с сильной экономикой.
    Каковы перспективы в этом противостоянии?
     

  2. Сразу после принятия в США закона о налоговой реформе концерн «Боинг» заявил о программе масштабных инвестиций в американскую экономику. На первом этапе предполагается вложить 300 млн. долларов.
    Любопытна структура рождественского инвестиционного пакета. По словам одного из руководителей аэрокосмической корпорации, Дэнниса Майленбурга, 100 млн. будет направлено на «развитие кадрового резерва» (то есть создание рабочих мест), 100 млн. пойдут на построение «рабочего пространства будущего» (иными словами, автоматизированных и роботизированных производств) и еще 100 млн. — на поощрение персонала.
    Таким образом «Боинг» расширяет существующие производственные мощности, закладывает основу для увеличения производства в будущем и одновременно подпитывает рынок, повышая платежеспособность своих сотрудников.

    Еще до принятия налогового билля несколько крупных компаний обнародовали планы по переносу производств в США — сказались многочисленные указы Дональда Трампа, направленные на снижение административного давления на бизнес.
    Следующей задачей, которую поставил перед собой американский лидер, является принятие так называемого инфраструктурного билля, согласно которому в транспорт, связь, энергосистему и городские хозяйства должно быть инвестировано не менее 1 трлн. долларов.
    По другую сторону Атлантики, во Франции, Эммануэль Макрон также предпринимает немалые усилия для продвижения экономических реформ, развития индустрий и инфраструктуры. Автомобильное производство, нефтехимия и системы связи являются приоритетами молодого лидера Пятой Республики. Летом этого года он в категоричной форме потребовал от национальных телекоммуникационных компаний обеспечить всю территорию страны широкополосным интернетом к 2020 году.

    Несмотря на продолжающийся правительственный кризис, Германия остается главным драйвером роста еврозоны. После принятия американского налогового билля в Берлине заговорили о возможном «налоговом состязании» Европы и США и необходимости оптимизации налогообложения для поощрения индустриального роста в ЕС.
    Китай, как показал прошедший недавно XIX съезд КПК, ставит перед собой поистине грандиозные цели. Одно только создание «широкого слоя среднезажиточных граждан» потребует от КНР серьезных изменений в структуре многих индустрий, а также решения сложных инфраструктурных задач.

    [​IMG]
    Потребление электроэнергии (в кВт ч) в расчете на душу населения в России и Германии по годам (данные Всемирного Банка)​

    Не менее амбициозные задачи стоят и перед Россией. Выступая с предвыборными речами на форумах ОНФ и «Единой России», Владимир Путин ясно дал понять, что следующие годы станут годами экономической и технологической модернизации страны, ее внутреннего обустройства и обновления.
    В мире началось новое индустриально-экономическое соревнование. Развитость технологий, гибкость производств, грамотность кадрового резерва, эффективность и надежность инфраструктуры — вот что будет определять успех в этом соревновании.
    Разумеется, придется решать вопросы регулирования деловой активности, образования, экологии, охраны здоровья и защиты национального бизнеса как от внешних вызовов, так и от внутренних угроз (коррупции, административных барьеров, неравенства в доступе к инфраструктуре и финансовым ресурсам).

    Но не менее остро стоит вопрос обеспечения индустрий и инфраструктуры энергией. Говоря точнее — электроэнергией, поскольку, помимо части транспорта, все в современном мире работает именно на электричестве.
    Достаточно ли его вырабатывается сегодня для осуществления нового технологического рывка? Является ли электроэнергия доступной, а энергоснабжение достаточно гибким и надежным для роста индустрий?

    [​IMG]
    Потребление электроэнергии (в кВт ч) в расчете на душу населения в США и Канаде по годам​

    Не стоит забывать также, что электрической энергией обеспечиваются не только предприятия и транспорт, но и жилье, медицина, учреждения образования, инфраструктура городов и сел — словом, все то, что непосредственно влияет на качество жизни людей.
    В мегаполисах мы настолько привыкли к электричеству, что и не представляем себе, что его может не хватить или не быть вовсе. Максимум, что нас раздражает — это рост тарифов. Между тем, в России и промышленные предприниматели, и фермеры, и даже частные домовладельцы за пределами крупных городов очень часто сталкиваются с тем, что они не могут подключиться к электросетям, во всяком случае, получить ту мощность, на которую рассчитывали.
    Самые развитые страны также часто сталкиваются с подобными сложностями. На промышленном юге Германии первые проблемы начались в связи с поддерживаемым государством ростом «зеленой энергетики», генерация которой принципиально нестабильна. Для поддержания энергосистемы «в тонусе» пришлось расконсервировать старые угольные ТЭС, чей ресурс близок к исчерпанию.

    В США из-за ураганов на восточном побережье и пожаров на западном генерирующие станции и сети распределения часто выходят из строя. Кроме того, существует проблема пиковых нагрузок. В Калифорнии это летние месяцы, а на северо-востоке — зимние. В результате, самая мощная и разветвленная система энергоснабжения в мире тоже оказывается уязвимой.
    Будет ли расти потребление электроэнергии? Достаточно ли ее вырабатывается? И насколько адекватно спросу ее распределение и тарификация?

    Попробуем рассмотреть эти вопросы в свете развития новых технологий и мирового экономического соревнования.

    Спор о генерации: много или мало?
    Среди специалистов в области электроэнергетики сегодня существует почти полное согласие относительно состояния генерирующих мощностей в мире.
    Страны делятся на две категории — развитые и развивающиеся. В развивающихся странах ощущается острый дефицит электроэнергии, генерирующих мощностей не хватает даже на бытовое потребление.

    Но многие страны Третьего Мира пытаются также преодолеть свое индустриальное отставание, в связи с чем дефицит генерации становится еще более острым. Именно такие страны обеспечивают «Росатом» контрактами на энергоблоки для АЭС, а Siemens и General Electric — на газотурбинные блоки.
    В развитых странах никакого дефицита генерации нет. Наоборот, наблюдается избыток мощностей. Такая ситуация сложилась в конце 1990-х и начале 2000-х в результате завышенных ожиданий экономического роста и, соответственно, энергопотребления. Инвестиции в генерацию вплоть до 2008 года считались надежным и прибыльным вложением капитала. Но рост был остановлен большой рецессией 2007–2009 гг., от которой мир еще не полностью оправился, а мощности все еще продолжали строиться на деньги, вложенные в их строительство в начале 2000-х.

    Россия по данному показателю находится в группе развитых стран. Избыток мощностей является одной из существенных проблем отечественной энергетики, промышленности и ЖКХ, поскольку в тарифах, установленных для потребителей (предприятий и населения), заложена не только цена киловатт часа, но и стоимость поддержания свободных мощностей.
    В нашей стране отмечался точно такой же провал на графике потребления электроэнергии (и в абсолютных значениях, и в расчете на душу населения), как и в Германии, США, Канаде и других развитых странах. Вторая «просадка» потребления наблюдалась в 2013 году, когда экономический рост в России практически остановился. В 2014–2015 гг. снова начался рост энергопотребления. Это, кстати говоря, к словам экс-президента США Барака Обамы о том, что «экономика России порвана санкциями в клочья». А вот энергопотребление в Германии — главном экономическом партнере РФ в ЕС — в 2014–2015 гг. наблюдалось падение спроса на электричество.

    В нашей стране избыток генерирующих мощностей связан, помимо причин, характерных для других развитых экономик, еще и с двумя чисто российскими факторами. Во-первых, в ходе реформы РАО ЕЭС вводились новые мощности (ТЭС и ГЭС) для привлечения иностранных инвестиций в отрасль. Тогда руководство РАО делало все, чтобы создать впечатление у потребителей и инвесторов, что Россию ожидает быстрый рост спроса на электроэнергию. Этот прогноз не оправдался, более того, увлечение новыми мощностями лишило распределительные сети значительной части необходимых капитальных вложений. Но о распределении электроэнергии мы поговорим чуть позже.
    Вторым фактором, увеличившим избыток электроэнергии в России, стал ввод «Росатомом» новых энергоблоков. Поддержанная правительством инвестиционная программа отечественной атомной госкорпорации была, помимо прочего, рассчитана на маркетинг в надежде на получение заграничных контрактов. Этот расчет отчасти оправдался. Кроме того, все новейшие энергоблоки «Росатома» являются надежным и долгосрочным резервом на ближайшие 5-10 лет.

    Энергопотребление в России продолжает пусть медленно, но неуклонно расти. Так, по данным Минэнерго, в 2016 году рост потребления по сравнению с 2015-м составил 1.85%. Этот рост министерство связало «в основном» с температурой воздуха, которая была в 2016-м ниже на 4.6о по сравнению с предыдущим годом. Однако из года в год климатическим фактором объяснять повышение расхода электроэнергии все-таки сложно. При этом, увы, отсутствуют точные данные как о росте спроса на электричество, так и о потерях в распределительных сетях.
    С точки зрения макропоказателей, генерация России является весьма надежной и системно избыточной. Фактическое потребление электроэнергии по ЕЭС России в 2016 году составило чуть больше 1 трлн. кВтч. При необходимости суммарное ее производство может быть увеличено на 30-50%. Общая установленная мощность составила 244.1 ГВт, в то время как пиковая нагрузка была зафиксирована на уровне 154.3 ГВт. Тем не менее, в том же году было дополнительно введено 4.29 ГВт мощностей.

    Часть энергоблоков вводится в эксплуатацию для скорой замены старых станций, близких к выработке своего ресурса. Но все же основная часть избыточного строительства и ввода новых мощностей — это не что иное, как запас. Вопрос только в том, тянет ли этот запас карман или пригодится в самое ближайшее время.
    Одним из индикаторов привлекательности электроэнергетических активов России является поведение иностранных инвесторов. Несмотря на кризис и санкции, они не спешат расставаться со своими долями в российской генерации. Так, итальянская группа Enel, специализирующаяся на энергетических инвестициях, еще в 2015 году объявила о своем решении не уходить с нашего рынка. При этом от газовых активов в РФ она решила отказаться как от непрофильных.

    Стараче, глава инвестиционной группы Enel, посетовал на то, что его компания не может вкладывать деньги в распределительные сети (сегодня по российскому законодательству одна и та же компания или группа компаний не может владеть одновременно и генерирующими, и распределительными активами), но признался, что и владение долями в российской генерации является весьма выгодным и перспективным. При этом он обошел стороной вопрос о том, будет ли, по его мнению, расти спрос на электроэнергию.
    Относительно увеличения энергопотребления в ближайшем будущем существуют две диаметрально противоположные точки зрения (в отличие от оценки нынешнего положения дел, тут консенсуса нет). Одни эксперты полагают, что потребление будет неминуемо расти, другие — что пик энергопотребления если не наступил, то вот-вот наступит, так что в долгосрочной перспективе спрос на электроэнергию выйдет на «плато».
    Первых в профессиональной среде часто называют «демандистами» (demanders, от англ. demand — спрос). На их стороне, в частности, находится Управление энергетической информации (EIA) министерства энергетики США. Вторых прозвали «пикерами» (от концепции переживаемого сегодня «пика потребления»). Их позицию разделяет авторитетный Мировой энергетический совет (WEC).

    Старший научный сотрудник Манхэттенского института, бывший советник президента Рейгана по научным вопросам Марк Миллз, справедливо отмечает, что тех и других часто объединяет приверженность так называемой «зеленой» энергетике.
    В своей статье на страницах издания Real Clear Energy он пишет: «Исчерпание предложения (электроэнергии. — Д.Д.) давало основания требовать немедленного ввода альтернативных мощностей — и к черту разговоры о стоимости! — прежде чем наступит страшный апокалипсис глобального дефицита энергии. К несчастью для алармистов технологии породили избыток практически всего, стерев в порошок глупое предположение об исчерпании предложения.
    Но урок не был выучен. Теперь многие из тех людей и организаций, которые ранее говорили о дефиците предложения, теперь говорят об исчерпании роста спроса. И это тоже аргумент для использования дорогостоящих альтернативных источников энергии. А именно: общество будет относиться к дорогим альтернативам куда терпимее в условиях роста экономики при сохранении спроса на электроэнергию на прежнем уровне, ведь в таком случае доля ВВП, потраченная на энергию, будет оставаться на приемлемом уровне».

    В России, по всей видимости, более «проходным» считается аргумент об «апокалипсисе». Так, Анатолий Чубайс, глава «Роснано» и бывший руководитель РАО ЕЭС, в интервью «Российской газете» недавно заявил, что наша страна через 4-7 лет столкнется с тотальным дефицитом генерирующих мощностей. Одним из решений «неминуемого кризиса» Анатолий Борисович считает ускоренный ввод «зеленых» мощностей. При этом развитие «зеленой» энергетики г-н Чубайс назвал своей «принципиальной позицией».
    Но если отбросить в сторону рассуждения о весьма сомнительных, на мой взгляд, перспективах «альтернативных источников энергии», все же остается вопрос: как будет выглядеть спрос на электроэнергию в будущем?
    В данном вопросе важно различать два момента — размер спроса и его структуру. Начнем с размера.

    Технологии экономят, но не электричество
    Существует расхожая точка зрения, что внедрение новейших технологий ведет к энергосбережению. Действительно, заменяя лампы накаливания на светодиодные, можно добиться примерно семикратной экономии на освещении помещений, улиц, дворов и автотрасс. Более того, поскольку светодиодная лампочка гораздо долговечнее ее «старшей сестры», то и на производство осветительных элементов тратится гораздо меньше энергии.
    Если бы всё потребление электричества сводилось исключительно к освещению, а количество осветительных элементов росло бы медленно, то спрос на энергию действительно со временем вышел бы на «плато».

    К счастью или к сожалению, характер энергопотребления в современном мире совершенно иной. Даже в быту произошли существенные изменения. На что тратилась энергия в стандартном жилье раньше? Несколько лампочек накаливания, радиоприемник, один телевизор на ЭЛУ с экраном в 14-17 дюймов, холодильник… а еще утюг время от времени.

    [​IMG]
    Прогноз потребление энергии вычислительными мощностями мира по данным Ассоциации полупроводниковой промышленности в Дж/год (шкала логарифмическая). 1 — объем производимой человечеством энергии; 2 — реально наблюдаемое потребление (10-14 Дж/бит); 3 — прогнозируемое максимальное снижение энергопотребления чипами следующего поколения (10-17 Дж/бит); 4 — теоретический минимум энергопотребления при совершении вычислительных операций согласно принципу Ландауэра (10-21 Дж/бит).​

    Теперь в средней квартире, как правило, два телевизора с большими плазменными экранами, стиральная и посудомоечная машина, электроплита, электрочайник, пару компьютеров, Wi-Fi-роутер и несколько гаджетов, которые также необходимо постоянно заряжать. Те, что интенсивно используют смартфоны, планшеты и ноутбуки вне дома, заряжают еще и пауэрбанки. Холодильники увеличились в размерах. Их оснащают гораздо бóльшими морозильными камерами, так что все равно потребляют они никак не меньше, чем какой-нибудь старенький малютка «Днепр».
    У многих дома полы с электроподогревом. Те, что все еще не отказались от домашнего телефона, пользуются беспроводным аппаратом. А это тоже расход электричества — и на зарядку, и на передачу сигнала от базы к трубке. Беспроводными становятся и зарядки для гаджетов. Сегодня это функция флагманских моделей Apple и Samsung, завтра появятся ноутбуки, получающие энергию по воздуху по всей площади жилого помещения. Это как минимум вчетверо увеличит потребление электричества на подзарядку.
    Сами квартиры тоже стали больше. А значит — мощнее Wi-Fi-роутер и больше лампочек. И ведь лампочки используются не только в люстрах и единственной настольной лампе, как в 1970 году. Подсветка декоративная, подсветка кухонной плиты, подсветка разделочного пространства…
    Это все может показаться мелкобуржуазным излишеством, но люди всем этим пользуются, и нет никаких оснований полагать, что завтра они захотят от этого отказаться.

    Теперь — город. Больше станций метро, аэроэкспрессов, электричек и т.д. — больше расход электричества. Сами города тоже будут расти. И чем больше люди будут пересаживаться на общественный транспорт, тем выше будет потребление электричества.
    Из светодиодных ламп, возможно, удастся выжать еще 10-15% экономии (что уже совершенно несущественно), из всего остального — вряд ли. Увеличение мощности процессоров и чипов памяти уже не сопровождается столь же быстрым повышением их энергоэффективности. Согласно исследованию специалистов Ассоциации полупроводниковой промышленности, чем «глубже» отметки 10 нанометров уходят технологии, тем сложнее становится сделать их экономичными.
    Между тем, размеры облачных хранилищ, мощность банковских серверов, поисковиков и прочих банков данных растет не по дням, а по часам. Еще быстрее растет скорость обработки данных, что также требует больше электроэнергии. Так что уже к 2040 году только компьютерные мощности могут потребовать больше электроэнергии, чем генерируется сегодня на нашей планете.

    Ну а теперь об индустриях. Обычное производство без значительной модернизации станет, по всей видимости, несколько более энергоэффективным в расчете на любую материальную единицу продукции. Возможно, это спасение для «синих воротничков», потому что любая автоматизация, любое сокращение ручного труда будет стоить киловатт часов.
    Закон сохранения энергии не обманешь. Заменяя работу человека работой автомата, мы трижды увеличиваем расход электроэнергии — собственно на движения, ранее осуществлявшиеся человеком (сервоприводы, вращающиеся части и т.д.), на сенсоры и датчики для определения, когда и куда двигаться частям автомата, и на вычислительные мощности, управляющие процессом.

    Появление в промышленности и в быту полнофункциональных человекоподобных роботов вызовет очередной скачок в объеме энергопотребления — не только на их производство и подзарядку, но и на всю индустрию их обслуживания, которая обещает быть куда более сложной и энергоемкой, чем сегодняшняя индустрия технического обслуживания автомобилей.
    Возможно, человечество не пойдет по пути полномасштабного перехода на электромобили и беспилотные транспортные средства. Но какую-то нишу в нашей жизни они займут. А это снова повышение электропотребления.

    В свое время выдающийся агитатор за «зеленую» энергетику и новейшие технологии, бывший вице-президент США Ал Гор, утверждал, что переход промышленности с нынешних технологий изготовления товаров на 3D-печать даст значительную экономию электроэнергии. Прошло более 15 лет, а 3D-принтеры с улучшением качества производимых ими изделий становятся лишь прожорливее.
    Исследования показали, что изготовление пластикового объекта методом 3D-печати в расчете на грамм требует в десять раз (!) большей энергии, чем обычный индустриальный термопласт-автомат. А металлического — в сто раз (!!!) больше, чем литье или механическая обработка.
    Однако 3D-принтеры позволяют сделать производство максимально гибким и удобным для конструкторов и инженеров, особенно когда речь идет об изготовлении малой серии. Поэтому трехмерная печать пластиком, металлом и другими «чернилами» будет развиваться. Что означает неминуемое повышение потребления электроэнергии, а также, что не менее важно, увеличение амплитуды и частоты перепадов загруженности сетей.

    «Пикеры» часто приводят следующий аргумент: увеличение потребления будет компенсировано новыми энергосберегающими технологиями. Как мы видели на примере вычислительных мощностей, этот аргумент не выдерживает никакой критики. А пример с 3D-принтерами показывает, что для сохранения «плато» энергопотребления придется нарушить не только законы физики, но и математики.
    Как бы ни стремилась к энергосбережению развитая нация, она будет потреблять больше электроэнергии, чем догоняющие ее страны. За развитие и качество жизни приходится платить килокалориями и киловатт часами.
    Но все ли платят одинаково?

    Не сколько, а как
    Один из лидеров энергосбережения, Германия, потребляет, по данным Всемирного банка, на душу населения около 7.1 тысяч киловатт-часов в год (включая, разумеется, промышленность, транспорт и проч.) А вот Канада, которая прошла те же циклы индустриального и постиндустриального развития, а также энергосбережения, что и ФРГ, потребляет почти 15.5 тысяч киловатт часов на человека в год. Даже Соединенные Штаты, где тарифы на электроэнергию, дизель и газ очень низкие по западным меркам, потребляют меньше Канады — около 13 тыс. кВт ч. Для сравнения в России данный показатель равен 6.5 тыс. кВт ч.
    По данном ВБ, у РФ есть запас примерно в 0.7-0.8 тысяч киловатт часов в год на душу населения за счет применения технологий энергосбережения, давно внедренных в Европе, США и Канаде. Но если Россия будет развиваться и дальше, она неминуемо увеличит потребление и обгонит Германию, где климат теплее, а население живет весьма компактно на всей территории.
    Улучшение качества жизни также скажется на потреблении энергии. Стандартная московская «трешка» потребляет в месяц 200-220 киловатт часов. Небольшой двухэтажный загородный дом с газо-водяным отоплением — 350-380 кВт ч. А вот среднее американское домохозяйство — более 900 кВт ч. Прижимистые немцы (задавленные немалыми тарифами, включая специальный «зеленый» тариф) умудряются укладываться в 330-350 кВт ч, лишая себя множества современных технологий и устройств, кроме, разумеется, энергосберегающих.

    Германия, таким образом, демонстрирует, что экономить электричество можно даже при развитой промышленности и высоком уровне жизни. Как я уже сказал выше, ей помогает в этом компактность (и относительная равномерность) заселения территории. Разумеется, с ростом применения новых технологий (3D-печать, обработка и хранение данных, автоматизация и роботизация), а также с новым витком индустриализации потребление электроэнергии будет расти и в ФРГ.
    Однако у Германии есть одно существенное отличие от России. Ее промышленность во многом состоит из малых и средних предприятий, распределенных по всей стране. Соответственно, и сеть распределения выстроена относительно равномерно. Она потребует модернизации (хотя бы просто для увеличения пропускной способности), но разветвленность энергосистемы уже сейчас придает ей значительную гибкость.

    Гибкость и ориентированность на потребителя — это именно те качества, которые потребуются энергосистеме будущего. Индустриальные и цифровые технологии потребуют не только бóльших мощностей, но и нового качества сетей распределения — они должны быть готовы к существенным перепадам потребления и новым значениям пиковых нагрузок.
    В России для развития новых индустрий и внедрения передовых технологий потребуется одновременно решать две задачи — устранять перекосы в промышленной политике и заново расселять людей по стране со всеми теми технологическими удобствами, которые они имели бы в мегаполисе.
    Это потребует совершенно новых подходов к распределению электроэнергии. Оно должно стать по-настоящему «умным». Как сейчас стали говорить специалисты, сети должны стать «интеллектуальными».

    Уже упомянутый нами глава инвестиционной группы Enel Франческо Стараче оценивает перспективы мировой энергетики так: «Отрасль будет прибыльной, но сильно изменится. Сегодня, когда речь заходит об энергетике, 80% дискуссий посвящены генерации, а 20% — распределению электричества. Я думаю, что через десять лет соотношение будет обратным: 80% будет посвящено распределению и только 20% — генерации».
    Однако будет ли старая, сильно централизованная генерация соответствовать новым требованиям распределения? Как сочетать в большой энергосистеме, скажем, местные солнечные батареи (на крышах индивидуального жилья или фабрик) и поставки через крупные сети? Можно ли будет без проблем и бюрократических проволочек брать энергию в долг у соседа и делиться с ним излишками.
    Специалисты во многих странах пришли к выводы, что такие возможности необходимы энергосистемам будущего. Появился даже особый термин — «интернет электричества», описывающий интеллектуальные сети нового поколения. Если говорить точнее — экосистему генерации, распределения и потребления.

    В обиход новое понятие ввели сразу несколько человек в мире. Раньше других его стали употреблять в энергетическом департаменте американской компании DHL и в руководстве российского проекта EnergyNet.
    О том, какие наработки существуют в этой области у нас в стране и в мире и как это поможет намечающемуся новому индустриально-технологическому рывку, мы обсудим в следующей части.
     
    tOmbovski volk нравится это.
  3. Россия имеет три особенности, радикально отличающие ее от любой другой страны на планете. Это не хорошо и не плохо, это не зависит от нашего государственного строя – это дано природой, историей или, если кому-то так больше нравится, Создателем. Размеры. Климат. Плотность населения.

    Размеры – самые большие. Климат, как мягко выражаются ученые, «характерен для зоны рискованного земледелия: глубоко отрицательные температуры в зимнее время, резко сменяемые весенними разливами рек, периодически переходящими в наводнения». Плотность населения – 8,56 человек на квадратный километр по данным 2015 года, 15 место снизу в списке всех государств нашей планеты.
    Какие варианты развития у такой страны? Да не так их и много. Можно идти по пути Канады, население которой сосредоточено у ее южной границы, а в Арктике, как и сотни лет назад, продолжают жить практически исключительно ее коренные народы. Мало отлична картина в Финляндии с ее Лапландией, сравнивать населенность Аляски и всех остальных штатов Америки тоже не приходится. Но Россия уже много лет тому назад выбрала другой путь: мы хотим видеть свою страну единым целым, без белых пятен и непонятных незаселенных, неосвоенных «пустынь».
    «Богатство России прирастать Сибирью будет!» – отчеканено еще Ломоносовым.

    Много воды утекло с той поры, но формула не изменилась – прирастаем. Осваиваем энергию сибирских рек, находим в ее недрах нефть и газ, строим дороги и города. Цари, большевики, демократы – Сибири все равно, никаких отличий. Или есть стремление освоить азиатскую часть России – или его нет. Объявив развитие Дальнего Востока национальным проектом XXI века, Владимир Путин не «открыл Америку», он всего лишь в очередной раз подтвердил: Россия в освоении собственной территории двигалась, двигается и будет двигаться по своему собственному пути.
    Что обеспечивает связность регионов России в единое целое? Дороги и связь, умение развивать те регионы, развитие которых экономически выгодно, развитие которых поможет перекрыть незаселенные «лагуны» новыми городскими конгломерациями. Как развивать города в наших краях? Первично – обеспечивая их генерацией электроэнергии и тепла, без этого человеку там физически выжить невозможно. О том, что энергетика в условиях России не может быть делом частным, а только государственным, задумались очень серьезные люди еще в конце XIX века. Мы не будем строить какие-то сложные, многоступенчатые схемы, мы просто перечислим факты нашей истории, приоткрыв некоторые их стороны – те, о которых говорят очень нечасто.
    С кого начиналось распространение идей Маркса в России? «С Плеханова» – ответят те, кто сколько-то лет тому назад изучал этот вопрос. Так оно и было, вот только плехановская группа «Освобождение труда» трудилась не в России, а в славном городе Женева. Хорошие люди, мощные теоретические работы – слов нет. А в самой России, в Санкт-Петербурге в 1889 году возникла группа Бруснёва, названная так по имени ее основателя, студента Политехнического института Михаил Ивановича Бруснёва, будущего полярного исследователя. В руководстве группы был и такой интересный человек, как тогда еще будущий выпускник Харьковского технологического института, будущий строитель электростанции под Москвой и сотрудник европейских энергетических компаний Леонид Борисович Красин. Мы помним другие посты этого человека в Советском правительстве и даже про пароход его имени нам Маяковский рассказал, но, если бы не Октябь17-го, Красин, вероятнее всего, продолжал бы руководить российским филиалом компании «Сименс».
    В 1892 многие члены брусневской группы были арестованы, но немало было и тех, кто сумел остаться на воле, и уже в 1893 они оказывали помощь Владимиру Ульянову в организации «Союза борьбы за освобождение рабочего класса». Во главе предтечи партии большевиков, кроме самого Ульянова, встали те, чьи имена многие позабыли. Студенты Политехнического института, не успевшие получить дипломы инженеров Анатолий Александрович Ванеев и Петр Кузьмич Запорожец, выпускники все того же Санкт-Петербургского Политехнического, инженеры-энергетики Глеб Максимилианович Кржижановский, Иван Иванович Радченко, Василий Васильевич Старков, инженер-механик Александр Леонтьевич Малченко. Имен и фамилий много, но образование подавляющего большинства будущих партийцев настолько однообразно, что юрист Ульянов на их фоне просто исключение. Комментировать или делать выводы не будем, пусть каждый решает сам: то ли в руководящие органы «Союза борьбы за освобождение рабочего класса», а потом и в ЦК РСДРП не принимали без диплома инженера, то ли диплом без такого членства не давали. Будущий лидер партии меньшевиков Юлий Осипович Мартов (Цедербаум) тоже далеко не ушел, он был выпускником физико-математического факультета питерского университета. Таковы удивительные факты: если российский энергетик всерьез задумывался о развитии энергетики в нашей стране, он становился сторонником общегосударственной собственности как единственного способа реализации этого развития.

    Еще одна деталь, касающаяся судеб российских энергетиков после 1917-го года – среди них не было ни одного эмигранта, они все остались и работали в Советской России. Еще в 1912 году, в одной из своих первых научных работ Глеб Кржижановский обосновал необходимость опережающего развития энергетики на основе всестороннего учета взаимосвязей между отдельными звеньями энергетического хозяйства, структуры энергетического баланса, природно-географических условий, особенностей развития и обеспеченности энергоресурсами различных районов страны. После того, как Глеб Максимилианович с 1912 по 1915 участвовал в проектировании и строительстве первой в России районной электроцентрали – электростанции на торфе «Электросила», в своей новой научной работе он обосновал и необходимость электрообеспечения промышленных районов от крупных районных электростанций, работающих на дешевых местных топливах и связанных между собой высоковольтными линиями электропередачи. Вот эти идеи и остались реализовывать наши российские, ставшие советскими инженеры-энергетики. Принципы взаимосвязанности всех звеньев энергетического хозяйства, оптимизации баланса производства и потребления различных видов энергии в сочетании с возможностями добычи энергетических ресурсов были блестяще воплощены в плане ГОЭЛРО.
    То, о чем при частной собственности на землю инженеры-энергетики могли только мечтать, новая власть позволила воплотить в реальность. Исчезли проблемы с землеотводами под электростанции, ЛЭП, дороги, исчезла необходимость уговаривать частных владельцев предприятий располагать новые цеха в местах, «комфортных» для энергетиков, пропала проблема подготовки квалифицированных кадров, не стало необходимости уговаривать частников производить необходимое оборудование – все это, включая градостроительство, теперь планировалось и реализовывалось централизованно. И наши ведущие инженеры-энергетики просто не могли пройти мимо таких уникальных возможностей, мимо шансов воплотить в жизнь свои самые смелые мечтания.

    На этих принципах в будущем, которое теперь уже стало для нас прошлым, состоялась энергетическая система СССР. В 1930 Кржижановский основал Энергетический институт (ЭНИН) АН СССР, где под его руководством и были детально разработаны три главных научных направления, перечислить которые стоит уже для того, чтобы было, с чем сравнивать состоявшуюся в Российской Федерации под руководством Анатолия Чубайса в начале 2000-х реформу всего нашего энергетического хозяйства.
    Первое – развитие, исходя из идеи электрификации, комплексной научной теории, призванной обосновать создание единой энергосистемы как “станового хребта электрификации”, что потребовало решения сложных задач оптимизации структуры, обеспечения устойчивости, эффективности и надежности функционирования энергосистемы; к этому же направлению относятся исследования по передаче электроэнергии постоянным током;
    Второе – развитие идей единства и целостности энергетического хозяйства страны на базе единого топливно-энергетического баланса; прогнозы баланса выполнялись в ЭНИНе на перспективу в 20–30 лет;
    Третье – постановка и развитие исследований по фундаментальным электротехническим и теплотехническим проблемам, в том числе в областях: теории теплообмена и горения; комплексного энерготехнологического использования твердого топлива; теории высоких напряжений и грозозащиты; теории электрического поля, преобразовательной техники и ряда других важных проблем электрофизики и электротехники.​
    Большая заслуга Г.М.Кржижановского и его научной школы состоит в том, что еще в 30-е годы, когда в стране производилось менее 40 млрд кВт*ч электроэнергии в год, задача создания ЕЭС была поставлена как задача государственной важности, от решения которой зависит дальнейшее развитие отечественной энергетики по наиболее прогрессивному пути. ЭНИН продолжал свою деятельность и после Великой Отечественной войны, когда в нашей стране появилась совершенно новая отрасль энергетики – атомная. Несмотря на возраст, Глеб Максимилианович отлично понимал новые перспективы, в 1957 году под его руководством ЭНИНом был разработан перспективный план научных исследований по проблеме создания ЕЭС СССР, включенный в число важнейших комплексных научных проблем АН СССР. В соответствии с этим планом, создание и развитие ЕЭС должно было осуществляться на базе качественно новой энергетической техники, включая:
    атомные электростанции различных типов и параметров;
    сверхмощные конденсационные электростанции с агрегатами до 1 млн кВт со сверхвысокими параметрами пара, мощные теплоэлектроцентрали с агрегатами 100200 тыс. кВт, газотурбинные электростанции, в том числе работающие в комплексе со станциями подземной газификации углей, электростанции с комплексным использованием топлива на энерготехнологической основе;
    сверхмощные гидростанции на сибирских реках с новыми типами гидротехнических сооружений, гидромеханического и электрического оборудования;
    дальние электропередачи сверхвысоких напряжений на постоянном и переменном токе с пропускной способностью в 2-3 млн кВт на одну цепь, протяженностью 2-2,5 тыс. км;
    комплексную автоматизацию электростанций различных типов, автоматическое управление энергосистемами и ЕЭС.​
    Как видим, многое из того, что происходило в нашей энергетике в не такое уж далекое время, когда если не мы, то уж многие из наших родителей успели поучаствовать в перекрытии Енисея и Ангары, свои истоки имеет в мечтаниях и грезах юных марксистов-энергетиков конца позапрошлого века. Конечно, сделать удалось далеко не все, в Якутии, на Сахалине, на Чукотке хватает энергетически изолированных районов, не удалось организовать перетоки из Сибири на Дальний Восток, но ведь и объемы работ были огромными, и сделано было очень многое. Давайте перейдем от общих рассуждений к оценке того, что именно было сделано именно с технической точки зрения.
    Начать стоит с того, чтобы еще раз напомнить физические особенности электроэнергии. Электроэнергия – это товар, но товар виртуальный, который:
    нельзя складировать;
    передается от производителя к потребителю со скоростью света – именно с ней ток идет по проводам ЛЭП.​
    Это – физика процесса, которая не зависит от капитализма, социализма, феодализма и прочих -измов политического и общественного мироустройства. Изощряйтесь как угодно, устраивайте революции и контрреволюции, выбирайте-свергайте правителей сколько вздумается, физическая суть не изменится. Электричество не складируется. Электричество передается от производителя потребителям с предельной для природы скоростью.

    Что из этого следует, нам подскажет простая житейская логика. Производство, передача, распределение и потребление – процесс физически единый, неделимый и быстротечный. Он требует технологического и организационного единства в рамках целостной, единой и неделимой энергосистемы. Закономерности, выявленные еще в самом начале прошлого века Глебом Кржижановским и многократно подтвержденные опытом функционирования Единой Энергетической Системы СССР, основаны на физических законах, отменить их на законодательном уровне не получится ни при каких обстоятельствах.+

    Давайте попробуем вспомнить, как работала ЕЭС СССР на простом примере, который старшее поколение прекрасно помнит. По ночам на улицах советских городов было … темно! Работало только уличное освещение да линии трамваев и троллейбусов, не так ли? Никаких огромных рекламных стендов и плакатов, никакой иллюминации отдельных зданий – только лампочки у подъездов да фонари по обочинам. То ли дело сейчас, когда ночные улицы и на ночные-то не очень похожи!
    Раньше было плохо, темно и грустно, сейчас радостно и светло, как в Европе и в тех же Штатах? Вовсе нет. Раньше было рационально с точки зрения физики и экономики, сейчас мы пожинаем весьма дорогостоящие плоды чубайсиады, наращивая себестоимость любой выпускаемой продукции и увеличивая износ энергетического оборудования. Как так? Да вот так – законы физики от наших политэкономических фантазий не зависят, в который раз уже повторяем. Повторяем, потому что очень хочется, чтобы эта истина стала действительно прописной

    Каким образом Россия получает свое электричество?
    Грубо, не вдаваясь в доли процентов, по установленной мощности генерирующего оборудования, картина получается следующая. 11% – мощности АЭС, 20% – мощности ГЭС, 68% – теплоэлектростанции всех типов (угольные, газовые, мазутные, дизельные), оставшееся – так любимая многими поклонниками фантасмагорий энергетика ВИЭ, то есть солнце, воздух и приливная вода. Днем потребляем много, ночью мало – такова жизнь. Но электричество вырабатывает, в конечном счете, вращающийся ротор турбины, а это такая штука, которая имеет собственную инерцию. Ну, вот не трогается с места на пятой скорости «холодный» автомобиль – и с этими роторами точно такая же картина. Потому вырубить на ночь все электростанции, чтобы с семи утра местного времени врубить на 100% мощности не получается, роторы обязаны вращаться, пусть и с пониженной скоростью. Время «разгона» роторов АЭС – почти сутки, у топливных электростанций – 6-8 часов, и только ГЭС способны менять мощность в считанные минуты, поскольку регулирование потока падающей на лопасти гидроагрегатов воды процесс простой и незатейливый. Но даже небыстрое вращение роторов дает излишки электроэнергии, которое и выплескивается на улицы городов Европы, а теперь и России огнями ночной иллюминации.

    А почему в СССР по ночам было темно, спросите вы? Да потому, что создатели ЕЭС СССР законы физики знали и относились к ним с должным почтением. Вся территория Европы – это, простите, полтора часовых пояса, да и половинка-то появилась только с учетом Европы Восточной, которая была не только частью социалистической системы (-изм на электричество не влияет!), но и частью энергетической системы «Мир». Европе реально по ночам девать электричество некуда – вот вам и ночная жизнь ее городов, а теперь еще и «Москва никогда не спит!». А сколько часовых поясов было в СССР, а теперь и в России? Правильно – восемь.
    Да, Дальний Восток к ЕЭС присоединить не удалось, в ЕЭС было шесть часовых поясов. Шесть, Карл! В Калининграде еще темно, а на Урале люди уже у станков. Шесть часовых поясов для энергетиков были шестью соединенными «бассейнами», электричество по которым плавно перемешалось слева направо и справа налево в соответствии с уровнем потребления в них. Атомные и тепловые электростанции работали в штатных режимах, при которых коэффициенты использования установленных мощностей были оптимальными, ГЭС спокойно брали на себя пики потребления. Ночь приходит с запада, потому первым наполнялся до краев энергией самый западный энергетический «бассейн», излишки которой он «сливал» восточному соседу – и так от Балтики до Забайкалья. Каждый такой «бассейн» территориально более-менее совпадал с границами федеральных округов, главным «фонтанами» служили крупные электростанции, работавшие параллельно, то есть как единый генератор.2

    При этом каждый такой «бассейн» занимался не только ночными переливами электроэнергии ближайшим соседям, но и подпитывал «бассейны» второго уровня, более мелкие. Большие «бассейны» именовались «объединенные энергосистемы», малые – «региональными энергосистемами». В большинстве региональных энергосистем также имелись свои электростанции, работавшие в параллельном режиме, в режиме единого генератора. Но мощность у таких электростанций как генераторов электроэнергии была поменьше, чем у электростанций объединенных энергосистем, чаще всего на региональных уровнях использовались ТЭЦ, вырабатывавшие еще и тепло. При этом было всего лишь несколько региональных энергосистем, способных на все 100% обеспечить своих потребителей электроэнергией, а подавляющее большинство подпитывалось из соответствующих объединенных энергосистем.
    В основу создания ЕЭС СССР были положены два главных принципа – надежность энергоснабжения и максимальное снижение общесистемной себестоимости электроэнергии. Принципы совершенно нерыночные, ЕЭС никогда не была нацелена на извлечение максимальной прибыли – ее придумывали люди калибра Кржижановского, убежденные марксисты. Как добивались надежности, очевидно – бассейновый метод и параллельная работа всех генерирующих мощностей. Благодаря перетокам энергии между объединенными энергосистемами и внутри энергосистем региональных создавался еще и основательный резерв мощностей, потому были не так страшны природные катаклизмы и аварии на отдельных электростанциях. Да, чтобы не возвращаться к одному нюансу специально, упомянем и ответ на «простой» вопрос.
    Зачем России, при ее колоссальных запасах природного газа, такое количество угольных электростанций?
    Надо ведь неустанно бороться за экологию, бороться с пресловутым парниковым эффектом, а мы все норовим уголь в топку пихать – странные мы какие-то. Нет, не странные – ровно наоборот. Газ приходит на электростанции по трубам, имеющим конечный диаметр, возле каждой электростанции построить газовое хранилище было бы чересчур накладно. В случае внезапного похолодания диаметр трубы больше не становится, газа больше, чем рассчитано на некие средние величины, не получишь.
    А вот запасы угля и пиковые водогрейные котлы ситуацию страхуют уверенно: вот тут сарай с углем, вот тут котел «про запас». Так что истина проста: никуда России от угольных электростанций не деться, они у нас были, есть и будут. Это электричество можно в случае ЧП перекинуть на пару-другую сотен километров, а с горячей водой такой фокус не удастся, она попросту остынет. Так что борьба за экологию и сохранность чистоты воздуха не должна переходить в безумие, результатом которого может стать вымерзание наших городов и поселков вместе с жителями.
    За счет чего снижалась общая себестоимость электроэнергии?
    Для перетоков электроэнергии подбирался такой режим работы генерирующих мощностей, при котором коэффициент использования установленной мощности был оптимальным, при котором необходимость маневрирования мощностями АЭС и тепловых электростанций была минимальна. Если не переключать скорости, постоянно дергая «костыль» – расход топлива в автомобиле минимален, в случае с тепловыми электростанциями принцип ровно тот же. Днем, во время пиковой нагрузки станция работает на – условно говоря – 80% мощности, поскольку местные потребители ее потребляют, радостно ухмыляясь. Ночь, местные потребители, плотно покушав, завалились спать – зато проснулись потребители у соседей, и станция, продолжая работать тех же 80% мощности, кормит уже новых «едоков». Общий «бассейн» позволял снижать и пиковые нагрузки – они ведь в разных часовых поясах не совпадали по времени, потому и переходы с условных 80% на 99,99% не требовались, пики потребления усреднялись, сглаживались. Только на этом выигрыш составлял до 20 млн кВт*часов по стране.
    Второй момент: перетоки были организованы в основном между соседними бассейнами, не требовались ЛЭП огромной длины, они просто не были востребованы. Экономили не только на прокладке ЛЭП, но и на снижении потерь в проводах: чем они короче, тем потери меньше. Обратная сторона медали – то, что в ЕЭС на расстояния свыше 800-1000 км можно было передать не более 3-4% всей мощности. Во времена функционирования ЕЭС этого было вполне достаточно, теперь все несколько иначе, но о «теперь» мы еще успеем поразмышлять.+

    Третий фактор, за счет которого снижалась цена электроэнергии – тоже из «коллекции Кржижановскго. В первую очередь использовались станции с наиболее дешевой электроэнергией (АЭС и ГЭС), а усредненный, средневзвешенный тариф рассчитывали при смешивании электроэнергий разной себестоимости. И тарифы для потребителей получались едиными для всей ЕЭС и практически неизменными все время бесперебойного функционирования ЕЭС. Кто забыл, тем напомним, кто не знал, тому расскажем:
    1 кВт*час в советские времена для промышленных предприятий стоил 0,02 рубля, для населения – 0,04 рубля.

    Две копейки и четыре копейки – прописью, чтобы не искали подвоха. Тариф был именно средневзвешенным – чтобы потребители, расположенные «впритык» к электростанциям, не получали преференций, ими никоим образом незаслуженные. Повезло, что завод рядом с ГЭС? Сейчас, возможно, что таки да, а 30-40 лет назад – ни в одном глазу, вынь да положь 2 копейки за киловатт-час! Поднимите руки те, кому не нравится такая «жестокая уравниловка», переключите Интернет и не читайте больше про этот кошмар.2

    Управление всей ЕЭС осуществляла диспетчерская служба – опять же единая для всей системы. Во главе стояло и трудилось круглосуточно и без выходных Центральное диспетчерское управление. Это ЦДУ регулировало перетоки между большими бассейнами и режимы работы «главных» электростанций. Внутри больших бассейнов те же функции выполняли региональные диспетчерские службы, именовавшиеся «объединенные диспетчерские управления», а внутри региональных систем работали еще более «мелкие» соответствующие диспетчеры. И вся эта конструкция, повторим, обеспечивала выполнение двух главных задач: обеспечение надежности и снижение себестоимости электро- и теплоэнергии. «Дешево и сердито» – это про них, про советских энергетиков и сотрудников диспетчерских управлений.
    При этом новые крупные потребители энергии – предприятия и населенные пункты – строились-создавались планово, уровень потребления рассчитывался заранее, потому и генерирующие мощности планировались без суеты. Появление новых электростанций рассчитывалось так, чтобы застой средневзвешенного тарифа не нарушался ни при каких обстоятельствах. Тяжелое было время – скучное и стабильное. Грустно было энергетикам, которым приходилось всего-навсего заниматься своим делом, без авралов, без борьбы с неплатежами, без схваток за прибыли. Население, видя счета с 4 копейками за киловатт, лучилось ехидными улыбками и упорно мучило энергетиков тем, что платило эти 4 копейки, приумножая тем самым рутину страшного застоя.
    Да, если кто-то скажет, что веселуха для энергетиков наступила только с приходом в кресло главного энергетика Анатолия Чубайса – ошибется. Мы постарались показать функционирование ЕЭС довольно подробно, чтобы вы самостоятельно могли прикинуть, что происходило с системой, когда из нее, к примеру, банкротировав, выбывал как потребитель крупный завод. А ведь ЕЭС СССР был не вершиной иерархии, в годы исторического материализма функционировала еще и энергосистема «Мир».
    Конспективно, крупными мазками. 1960 – объединение энергосистем ГДР, Польши, Чехословакии и Венгрии. 1962 – объединение энергосистем СССР, Венгрии и Польши. 1963 – к объединению присоединилась Румыния, 1965 – туда же пришла Болгария. С 1963 ЦДУ энергосистемы «Мир» работало в Праге, погружая в пучину кошмарного энергетического застоя перечисленные страны Совета Экономической Взаимопомощи (СЭВ). Как пример можно использовать 1972 год: обмен электроэнергией внутри «Мира» составил 16 млрд кВт*часов, эффект от усреднения пиков потребления позволил не вводить в эксплуатацию 1 ГВт генерирующих мощностей.

    Цифры приведены не для хвастовства, а для того, чтобы нагляднее представить, что означало для ЕЭС СССР ликвидация энергосистемы «Мир» при одновременном распаде самой ЕЭС на 15 независимых кусков. Так что вовсе не Чубайс был самым страшным кошмаром энергетики, его реформы, скорее, стали эдакой вишенкой на торте. Но об этом – в предстоящих продолжениях темы, которая нам показалась достаточно занимательной
     
    tOmbovski volk нравится это.
  4. «Плясать нужно всегда от печки».
    «Печка» для нас – это энергетика, причем печка такая замысловатая: в разное время ее топили дровами, углем, нефтью, газом, ураном и плутонием, а теперь вот всем сразу, да еще и с ветерком да под солнышком.

    Что нам приходит в голову, когда мы вспоминаем минувший ХХ век? Войны и революции? Верно. А еще? А еще мы вспоминаем удивительную, непохожую ни на одну другую страну – СССР. Страну, дерзко противопоставившую себя всему прочему, цивилизованному и не очень миру. Миру рынка, миру капитализма, миру рыночной стихии Советская власть противопоставила план. Нет, не так – Его Величество План.
    Сейчас можно сколько угодно пытаться высмеивать это «явление», вспоминая позднесоветскую эпоху, когда планы создавались будто специально для того, чтобы было удобно делать приписки, перевыполнять намеченное ради получения премий и прочих поощрений, ради того, чтобы под шумок заниматься хищениями да спекуляцией «дефицитными» товарами. Но не стоит забывать о том, что любая идея становится плоха, когда люди перестают понимать первоначальный смысл, в нее заложенный. «Научи дурака богу молиться – он себе лоб расшибет».
    План ради плана брежневской эпохи радикальнейшим образом отличался от планов первых пятилеток. Именно эти, самые первые пятилетние планы помогли юному СССР с невероятной скоростью залечить раны Первой мировой и Гражданской войн, в сжатые, сказочные по стремительности годы создать совершенно новые отрасли промышленности, инженерные, конструкторские, научные школы. Именно планы первых пятилеток во многом создали ту «архитектуру» и века нынешнего, XXI по счету, выведя СССР в число самых передовых государств своего времени. Можно ругать или хвалить тогдашний Госплан, но факт остается фактом: План обеспечил возможность творить, дерзать, догонять и перегонять, обеспечил возможность выстоять и победить в самой страшной из войн, обеспечил невиданной красоты и мощи прорывы – в космос и вовнутрь атомных ядер.

    А причем тут, собственно говоря, энергетика? А она не просто «причем» – она во главе стола. План ГОЭЛРО был перваым в истории Советской России – первые успехи, неудачи, опыт. Практически весь состав штаба ГОЭЛРО вошел в новый орган – Госплан. И энергетики были одними из тех, кто составлял планы первых пятилеток – они уже были практиками, а не теоретиками, они уже понимали, что такое комплексное развитие регионов. ГОЭЛРО – «отец» всех наших планов, энергетика – основа промышленной, а значит, и военной, политической мощи Советского Союза. Впрочем, почему только Советского Союза? Откройте газеты, включите телевизор: если мир говорит о России, то он говорит о ее энергетических запасах, энергетической мощи, энергетических технологиях. Мы – Север, а на Севере могут выжить только хозяева, покорители энергии.
    «Отсель светить мы будем миру» – пока этот лозунг незримо с нами, все у России будет в полном порядке.
    Плановая электрификация Советской России не начиналась на пустом месте – был опыт, были наработки, просто не было воли объединить всех профессионалов в одну команду, придать их проекту общегосударственный масштаб. А специалистов в энергетике, в электрификации в России уже было немало, и не просто специалистов, а всемирно признанных профессионалов, ученых, изобретателей. Грандиозное здание ГОЭЛРО не возникло из воздуха, не понимать и не помнить об этом – бескультурно. Потому и начнем именно с «фундамента»: как и кем он создавался, по каким таким причинам среди многочисленных эмигрантов из ставшей социалистической России энергетиков просто не было…

    Юный, нарождавшийся ХХ век был веком освоения электричества – невиданной ранее силы, способной обеспечить массовое производство всего, чего так не хватало людям в предыдущие века: продуктов питания и одежды, новых видов транспорта, новых предметов повседневного быта, избавлявших от монотонных и многочасовых затрат времени и сил. Пешком или на конке на работу из одного конца города в другой? Нет, спасибо – проеду на трамвае. Лучина, свеча, масляный или газовый фонарь, чтобы не ломать ноги и не сидеть в домах и квартирах в темноте? Зачем, проще щелкнуть выключателем – и загорится электрическая лампочка. Новости родителям, друзьям и близким – почтой, которая идет несколько недель? Да вот же телефон, вот телеграф! Изобретения, большие и маленькие, сыпались, как из рога изобилия: постоянный и переменный ток, передача электроэнергии по кабелям и по воздушным линиям электропередач, электростанции на нефти, электростанции на мазуте, на бензине, на угле, первые плотины ГЭС, новые и новые средства производства – станки, прессы, плавильные печи. Романтичное время, когда профессия инженера была едва ли не самой престижной.
    Царская Россия старалась не стоять в стороне от «столбовой дороги прогресса», советская школа энергетики имела серьезные основы, хороший фундамент. Именно в то время получали образование, набирались практического опыта будущие творцы ГОЭЛРО. Первые электростанции – Баку, Петербург, Москва, первые линии электропередач, электрификация городских лиц и заводских цехов. Россия не была в самых первых рядах – слишком огромна она была, слишком низок был уровень развития экономики, слишком мало было образованных людей. Но и это отставание русские инженеры сумели обратить себе и нам на пользу: они имели возможность анализировать и успехи, и неудачи стран Европы и набиравших мощь США, они имели возможность без спешки размышлять, что будет полезнее всего именно для России, а что пойдет во вред. Из собственного опыта и анализа постепенно складывались определенные наработки, воплощенные в ГОЭЛРО.

    [​IMG]
    План ГОЭЛРО

    Что вспоминается, когда мы слышим это удивительное слово? Аббревиатура замысловата, но вполне логична: план Государственной ЭЛектрификации РОссии, ГОЭЛРО. За этим названием – события и люди, во многом определившие развитие СССР, обеспечившие возможность подготовки крестьянской страны к индустриализации, сделавшей Красную Империю одной из ведущих держав мира. Не было бы плана ГОЭЛРО, не окажись он настолько удачным, не сумей Советская страна его выполнить – не было бы и пятилетних планов, не было бы и самой индустриализации. ГОЭЛРО дал старт системе планирования, поскольку все начиналось именно им. Советская власть, СССР «плясали от печки», начав именно с «покорения» энергетики.
    И когда писать о нем, как не в канун Дня энергетика? Если кто-то не в курсе, с удовольствием напомним: Россия отмечает его 22 декабря, начиная с теперь уже далекого 1966 года. Так что в этом году юбилей не только у одного из авторов нашего сайта, но и у этого замечательного праздника. Ничего случайного в дате 22 декабря нет – в этот день в 1920 году на VIII Всероссийском съезде Советов был принят план ГОЭЛРО. С момента Октябрьской Революции минуло всего 3 года, только-только закончилась Гражданская война, по окраинам еще шалили недобитые банды бандитов разных мастей, а новая власть уже планировала совершенно новый этап в жизни юного государства.+

    Но, поскольку запас времени до праздника имеется, торопиться не будем: давайте попробуем припомнить, как выглядело развитие производства электроэнергии к началу ХХ века. Тогда будет понятнее, какими путями шло становление электроэнергетики в России, что предопределило создание плана ГОЭЛРО

    Электричество, электроэнергия удивительны и вот с какой еще стороны. Электричество в быту, в промышленности появилось чуть больше века тому назад, но оно уже стало настолько привычно нам с вами, что столбы с проводами кажутся неотъемлемыми частями повседневного пейзажа, а полчаса без электроэнергии в наших с вами домах и на улицах городов – какой-то невероятной трагедией, замешанной на чувстве здорового недоумения: что такое, как же так, куда делся ток в розетке?! Привычно, удобно, комфортно, открытый огонь в камине и свечи на столе – уже экзотика, вызывающая ностальгию по «старым добрым временам». Мы настолько привыкли к этому удобству, что давным давно перестали задумываться над «детскими вопросами». Почему ток в розетке переменный, а не постоянный? Почему напряжение 220 вольт, а не 333 или 77? Почему частота тока в розетках квартир 50 герц, а не 138? Почему напряжение на столбах, которые вон вдоль дорог понатыканы – тысячи и даже десятки тысяч вольт, куда эти вольты умудряются пропасть по пути к зарядке айфона и зачем они прячутся? Почему два пальца в розетку – бо-бо, а ток стукает или нет в зависимости от того, стоишь ты босыми пятками на мать сырой земле или обут в красивые туфли? Почему, если провода друг на друга – где-то в коридоре «щелк» и сразу темно, но достаточно отщелкнуть пластмассовую штучку вон в том шкафчике наверх – и опять светло? Что, вспомнили детство голоштанное и блондинок в офисе? То-то! Вопросов таких десятки, а каждый ответ на них – целая история. История становления электроэнергетики, история нашей с вами цивилизации, которая не сводится только и исключительно к кипению идей, революциям, войнам и новым направлениям в искусстве. Это еще и то, как наука и техника от гальванических батарей прошагали до атомных реакторов, как электричество из «восьмого чуда света» стало явлением привычным и обыденным.
    Разве не странно: про войны с революциями мы осведомлены, про коммунизм с фашизмом в курсе, танк от самолета отличаем, а вот зачем нужен трансформатор и чем он отличается от аккумулятора знает один человек из десятка. Не отличать фуэте от фуагра – дикость и бескультурье, а постоянный ток от переменного не отличать – пустяки, дело житейское. Нет, ну разве это справделиво?! «Ни в коем случае!» – отвечает «Геоэнергетика», и предлагает, прежде чем вспоминать об электрификации, коротко припомнить, «кто» у нас живет в розетках, откуда «он» там взялся, почему «он» вот такой, а не какой-то другой.
    Благодаря школьному образованию и повседневной работе журналистов, СМИ многие из нас прекрасно знают имена тех, кем по праву гордится русская культура. Согласитесь, что имена Льва Толстого, Николая Гоголя, Владимира Маяковского, Максима Горького известны всем – и это, безусловно, здорово. Но развитие России, всей нашей цивилизации – это не только писатели и поэты, это еще и те, кто своими изобретениями, своим умом и трудом менял облик наших городов и сел, чьими трудами планета Земля стала «маленькой» – вон, на книжку «»Вокруг света за 80 дней» мы уже смотрим, как на нечто давнее, наивное. Сегодня нам и 2-3 дней хватит, чтобы облететь планету столь привычными нам самолетами, а путешествие из Петербурга в Москву занимает и вовсе считанные часы. А переход от лучин да масляных горелок к лампочкам, а освещение наших городов и дорог не газовыми горелками, а свечами Яблочкова – разве это не самая настоящая техническая революция? Но при этом что мы знаем-помним о творцах этого чуда? Ну-ка, попробуйте навскидку назвать тех, чьими стараниями это стало возможным – получится назвать хоть кого-то, кроме Теслы, Яблочкова да Эдисона? Воленс-ноленс помним тех, с кем «постоянно сталкиваемся»: Георга Ома, Генриха Герца, Андре-Мари Ампера, Алессандро Вольта, Джеймса Ватта. Что, имена не помнили? Ну, ничего – зато фамилии-то точно знаете…

    Но, шутки шутить – дело хорошее, а ведь грустно, господа и дамы. Надо просвещаться – раз уж мы имеем возможность читать, сидя в освещенных помещениях. Надо знать имена Фарадея, Якоби, Ленца, Грамма, Фонтена, Лодыгина, Депрё, Доливо-Добровольского – эти славные люди сделали мир таким, каким мы привыкли его видеть. Видеть, а не блуждать в потемках – в самом что ни на есть буквальном смысле этого слова. А потому, прежде чем рассказывать о ГОЭЛРО, мы попробуем отнять чуточку вашего времени для того, чтобы поведать, с кого и как начиналась, благодаря кому стала возможна электрификация не только России, но и всей нашей третьей по счету от Солнца. Хотя бы несколько слов.
    При этом школьную программу пересказывать нет никакого смысла – нам интереснее практика, чем теории ученых с подробным изложением формул и схем их опытов-экспериментов. Давайте-ка не по учебникам, а другим способом: вот что вокруг себя видим, о том и говорим. Из того, что связано с электроэнергией, самое заметное – провода на столбах, потому, что их много и везде торчат. По большому секрету: они не сами выросли, их люди сделали и поставили. Еще один секрет: все столбы идут от электростанций. Электростанции бывают разные, но суть их работы проста: разными путями генерировать электроэнергию и обеспечивать ее передачу потребителям – нам с вами.

    Давайте коротко вспомним, как возникла идея электростанций – «фабрик по производству электроэнергии». Зачем они вообще потребовались? Дело было и в «свечах Яблочкова» с лампочками Эдисона, но не менее важной причиной была необходимость массового, непрерывного и автоматизированного производства – такой запрос был сформулирован промышленностью второй половины XIX века. Освещение же – это не только красота наших улиц и комфорт при перемещении по ним, но еще и освещение производственных цехов предприятий, становившихся все более крупными. Масляные лампы уже в самом начале XIX века стали уходить в прошлое, их сменили газовые горелки – газ был намного дешевле, позволял организовать центральную подачу на все горелки разом. Да вот только света каждая такая горелка давала не так, чтобы очень уж много, потому, при тогдашнем 12-14 часовом рабочем дне, производительность труда была так себе.
    И вторая проблема – газ был слишком огнеопасен, частые пожары приводили к трагическим последствиям. Нет, речь не о человеческих жизнях: молодому, поджарому, энергичному и хищному капитализму было глубоко наплевать на эту проблему, но пожары сжигали прибыль, вынуждали вкладывать деньги и тратить время на восстановление уничтоженных огнем оборудования и капитальных строений. Нужны были новые источники света и, одновременно – заводам и фабрикам нужен был новый тип двигателей для повышения производительности используемых механизмов. В общем, спрос был, причем был он насущным и повсеместным.

    И, как это обычно бывает – на спрос стало появляться и предложение. Вот только есть одна интересная чисто техническая деталь: все предложения электрических двигателей и генераторов лет так 40-50 были сделаны только и исключительно для постоянного тока. Почему начало эры электричества было царством постоянного тока – давайте попробуем понять. Момент важный, поскольку резкий рост развития электроэнергетики начался только после «победы» тока переменного над током постоянным. В чем между ними отличие с утилитарной точки зрения, собственно говоря? Всего два момента:1

    переменный ток передается по проводникам (проводам и кабелям) на значительные расстояния почти без потери мощности
    переменный ток легко преобразуется – от высокого напряжения в линиях электропередач с их десятками тысяч вольт до привычных нам 220 вольт в домашних сетях, до единичек вольт тока постоянного в наших компьютерах и ноутбуках.​
    Но почему начали-то тогда именно с постоянного тока? Разрабатывали генераторы, двигатели, мучались в попытках передать электроэнергию хоть на мало-мальски приличное расстояние, чтобы потом «героически преодолеть» все эти заморочки и перейти на ток переменный?1

    Ничего секретного – ученые – они ведь тоже человеки, а потому инерционность мышления и им преодолевать далеко не просто. Как люди смогли впервые получить ток, помните? Гальванические элементы, химические элементы там всякие. Давайте даже не будем подробности вспоминать: ток, получаемый при помощи химических элементов – всегда постоянный. Вот и начали с него, вот им и продолжали заниматься лучшие из лучших электриков-энергетиков того времени. И на этом направлении были свои достижения и прорывы, менявшие облик привычного мира. А первоначальная идея, захватившая умы ученых, была как раз на уровне детского наива: смотри, какая штука! Давай к ней чего-нибудь подсоединим – вдруг этого «чего-нибудь» сможет делать что-то полезное? Именно эта, «детская» логика привела к тому, что сначала стали заниматься разработкой электрических двигателей: получить питание из гальванической батареи и заставить хоть какой-то механизм за счет электроэнергии выполнять механическую работу.

    [​IMG]
    Борис Семенович Якоби​

    Вот, к примеру, жил да был в России такой замечательный человек, как Мориц Герман Якоби. Ну, это он в Германии был и Германом, и Морицем, а у нас этот мальчик из хорошей еврейской семьи стал Борисом Семеновичем. В Россию Борис Семенович Якоби прибыл в 1835 году, 34 лет от роду, по приглашению выдающегося русского астронома, создателя Пулковской обсерватории, носящей его имя – Василия Яковлевича Струве. Правда, при рождении будущий Василий Яковлевич именовался Фридрих Георг Вильгельм, но это мелочи – он русский астроном, и этим все сказано. Борис Семенович Якоби в 1835 году, как и Струве, стал работать профессором Дерптского унивеситета – так назывался тогда славный город Юрьев, ныне ласкающий наши уши названием Тарту. Впрочем, не про историю статья. В Дерпте Якоби трудился профессором … архитектуры – именно такое образование он получил в Геттингене. С 1837 Якоби жил и работал в Петербурге, а дорога к открытию им гальванопластики началась с … морского минного дела. Электрический взрыватель для них был разработан чуть раньше Павлом Львовичем Шиллингом (да, Шиллинг – еще один русский военный инженер и дипломат), а Якоби продолжил усовершенствовать гальванические батареи, первым догадался в качестве второго проводника использовать морскую воду, добился значительного уменьшения габаритов и веса гальванических батарей. Помните «классическое» изображение морской мины: шар с металлическими «шишечками»? Это она и есть – гальваноударная морская мина Якоби.

    Выполнив эту нужную работу для военно-морского флота, Борис Семенович продолжал работать с гальваническими источниками постоянного тока, проявляя чудеса изобретательности. Вершиной его творчества в этом направлении было создание едва ли не первого в истории электрического двигателя, способного совершать нечто большее лабораторного уровня: в 1837 году всего за 7 часов 12-местный ялик прошел против течения Невы целых 14 километров. Но это был и взлет, и падение электродвигателей, запитывавшихся от гальванических батарей: добиться большой мощности было просто технически невозможно. В 1842 году специальная комиссия приняла решение прекратить финансирование разработок с формулировкой «впредь до открытия какого-либо нового пути, могущего вести к усовершенствованию приложения магнитной силы к движению судов». Перевод на современный русский язык прост: развитие транспорта диктовало необходимость создания нового источника электродвижущей силы. Практика поставила перед учеными и инженерами «простую, незатейливую задачу»: создать генератор тока, который был бы достаточно компактен, достаточно дешев, надежен, экономичен.

    Разумеется, «заказ» «заказом», а ученые начали размышлять на эту тему чуть раньше – иначе какие же они ученые. Старт гонке генераторов дал Майкл Фарадей в 1831 году, создав первый в истории генератор – разумеется, все того же постоянного тока. Вот он, на картинке, к которой даже объяснения не требуется:

    [​IMG]
    Ну, разве что на дальнем от нас, сереньком окончании оси не хватает нарисованной рукояти – приспособления, которое позволяло вращать диск. Постоянный магнит, между полюсами – медный диск, крутим рукоять – получаем ток, который снимают два вот этих нарисованных контакта. «Дистанция» до генераторов, стоящих на современных АЭС – очевидна, но в дороге важен первый шаг. И совершенно логично, что шаг этот был сделан именно Майклом Фарадеем – человеком, который открыл закон электромагнитной индукции. Нет, опять обойдемся без формул, все можно представить наглядно. Если через некий замкнутоый проводящий контур пропустить магнитный поток, а потом заставить этот магнитный поток меняться – в контуре возникнет ток. Вот на рисунке – постоянный магнит, между полюсами которого вращается медный диск. Следовательно, магнитный поток, проходящий через диск, меняется, что и обеспечивает появление тока. Ничего хитрого, но стоит держать в уме один нюанс. Если человека со школьным образованием попросить ответить на вопрос «Что такое электрический ток?», ответ наверняка будет кратким и точным: «Направленное движение электронов». Однако электрический ток «открыли» и стали исследовать в начале XIX века, а открытие электрона состоялось в 1897 году.
    Фиксируем: генераторы и двигатели, электромагниты, изоляторы, теория электрических цепей, важнейшие законы (Ома, Ампера, Фарадея) – все это развивалось без знания о том, что именно переносит электромагнитное взаимодействие, без наличия в головах ученых знаний об элементарных частицах. Тем не менее, все открытые тогда законы – действуют, никаких обшибок ученые позапрошлого века не допустили.
    Неказистая с виду конструкция генератора Фарадея, искрившая, трещавшая короткими замыканиями во время работы, будто вскрыла плотину – новые и новые разработки генераторов посыпались, как из рога изобилия. Генератор братьев Пикси был создан уже в 1832 году, в 1834 году все тот же Борис Семенович Якоби сам и приступил к выполению задачи, им сформулированной – разработал генератор, который назвал «магнито-электрической батареей». А в 1833 году масла в огонь подлил еще один русский физик – Эмилий Христианович Ленц, опять же профессор Дерптского университета. Он сформулировал правило обратимости электрических машин: электродвигатель может использоваться в качестве электрогенератора и наоборот.
    Можно еще подробнее: если для производства электроэнергии к генератору приложили ту или иную механическую работу, то электричество, созданное этим генератором, будучи переданным на точно такое же устройство, способно заставить этот «приемник» совершить точно такую же механическую работу. Вот раскрутила тонна воды, упавшая с высоты 10 метров, ротор генератора, в результате чего мы получили «порцию электричества», которую тем или иным способом передали на «приемник», сконструированный ровно так же, как генератор – и этот «приемник» сможет поднять ту же тонну воды на те же 10 метров. Эта «мелочь» еще на несколько десятилетий закрепила приоритет постоянного тока: раз уж ученые взялись разрабатывать генераторы постоянного тока, то и электродвигатели у них тоже получались на постоянном токе. А электродвигатели, по мере их усовершенствования, стали использоваться в различных отраслях промышленности – так появлялась уже традиция, отказаться от которой становилось все сложнее.
    1856 – генератор «Альянс», 1863 – генератор Уайльда, 1867 – генератор Сименса, 1870 – генератор Грамма. Вот последний некоторое время был вершиной творчества, поскольку бельгиец Зеноб Теофилл Грамм сумел собрать в своем генераторе все новейшие достижения науки и техники того времени: генератор работал уже на электромагнитах и был самовозбуждающимся (сам же и давал ток для своих электромагнитов), в нем стоял кольцевой якорь с намоткой, сделанной по системе, которую много лет называли «граммовской». Сложные слова? Да не обращайте внимание, давайте коротко: генератор Грамма, созданный полтора столетия назад, по внешнему виду и по конструкции уже очень мало отличался от генераторов современных. Дальнейшие усовершенствования генератора Грамма продолжались, но это была уже, что называется, «тонкая доводка». 1873 – генератор Альтенека, 1880 – генератор Максима (да-да, того самого, который пулемет имени себя создал) и в том же году – генератор Эдисона. Дальнейшая эволюция генераторов постоянного тока пошла и идет куда медленнее – человечество вступило в эру тока переменного.
    В те же годы активно разрабатывалась, усовершенствовалась конфигурация магнитной системы электрических машин – техники учились делать все более совершенные электромагниты, учились использовать разные материалы для намагничивания в разных режимах; синхронно шли наработки термостойких электроизоляционных материалов. И даже отсутствие экономичных и мощных генераторов не служило безнадежным препятствием для использования электричества там, где не требовалось огромное его количество – давайте назовем это «не энергетическим применением электричества». О чем речь? О телеграфе, телефоне, различных видов сигнализаций, дистанционное управление, открытая Б. С. Якоби гальванопластика, создание все более точных измерительных приборов – всего того, к чему мы теперь так привыкли. Мир активно привыкал к электричеству, с каждым годом придумывая все новые способы его использования. Ученые разрабатывали теорию электрических цепей, Максвелл в 1864 закончил создание теории электромагнитного поля, проводил свои опыты и расчеты Кирхгоф, но электричество – тот не частый случай, когда опыты, эксперименты, практика «подтягивали» теорию, порой имевшую только эмпирические обоснования…
     
  5. Одновременно с развитием технологии генераторов решалась и еще одна важнейшая задача – передача электричества хоть на какое-то расстояние от генератора. Француз И. Фонтен в 1873 продемонстрировал невиданное чудо – сумел обеспечить передачу электроэнергии на целый 1 км.

    Вот только сам Фонтен был уверен, что никакой практической пользы от его придумки быть не может – так, небольшие расстояния и минимальная мощность. Но от «заказа» промышленного производства отлынивать было нельзя – и в дело вступили теоретики. В 1880 году, синхронно и независимо друг от друга расчеты, показывающие экономическую целесообразность электропередачи, рассчитали Д. А. Лачинов в России и М. Депрё во Франции. К сожалению, у Лачинова найти мецената не получилось, а вот Депрё сумел уговорить профинансировать его работы самого Ротшильда, потому и результат не заставил себя долго ждать. В 1882 году Депрё сумел построить уже не шуточную линию в 57 км от Мисбаха до Мюнхена. Ну, для того времени – не шуточную, а уж как оценить это с нашей точки зрения – решите сами, вот короткое описание этого эксперимента. Да, стоит отметить, что все перечисленные достижения касались все того же постоянного тока.
    В Мисбахе был сооружен генератор постоянного тока, приводившийся в действие паровой машиной, и выдававший ток мощностью в целых 3 лошадиных силы (2,2 кВт) при напряжении в 2 000 вольт. Ток шел по стальным телеграфным проводам диаметром 4.5 мм на выставку в Мюнхене, где такой же генератор в режиме электродвигателя приводил в действие насос, дававший, к восторгу публики, воду для искусственного водопада. Красиво, но КПД установки был всего 25%. В дальнейшем Депрё сумел довести КПД до 75%, но практического применения его опыты так и не получили – слишком уж громоздкими оказались используемые им генераторы, слишком высокое требовалось напряжение, что вызывало аварии из-за нарушения изоляции.

    [​IMG]
    ГЭС The Vulcan Street (США)​

    После того, как были созданы достаточно надежные генераторы, мгновенно появились мысли о создании «фабрик электричества» – электростанций, которые могли бы подавать ток сразу для нескольких потребителей. Сооружение первых в мире электростанций относится к 70-80м года XIX века, причем появились они практически одновременно сразу в нескольких странах. До перехода на переменный ток эти станции не отделялись географически от потребителей электроэнергии, потому и назывались блок-станциями. Если отказаться от использования иностранных слов, правильно называть такие электростанции попросту «домовыми». К примеру, 30 сентября 1882 года была открыта ГЭС The Vulcan Street в штате Висконсин, проект которой был разработан Г.Д. Роджерсом – владельцем компании The Appleton Paper&Pump, которой принадлежали две бумажные фабрики. Генератора этой ГЭС мощностью 12.5 кВт как раз и хватало на фабрики и дом Роджерса. Блок-станции стали появляться на многих производствах, но, разумеется, никакой осмысленной системы в этом не было – у кого из промышленников было понимание выгоды электричества и свободные средства для экспериментов, тот и вкладывался

    Борьба электростанций постоянного и переменного тока была достаточно долгой, победа тока переменного произошла далеко не сразу. Удивительно то, что борьба эта имела не только сугубо технический, инженерный характер, но была еще и самым плотным образом связана с именами трех потрясающих изобретателей. Имена двух из них наверняка известны – это Томас Алва Эдисон в США и Павел Николаевич Яблочков в России, а вот имя Александра Николаевича Лодыгина вспоминают куда как реже. Частенько приходится слышать, что Эдисон всего лишь присвоил изобретение Яблочкова, но это совершенно, полностью, абсолютно не соответствует истине! Не касался Эдисон своими загребущими руками свечей Яблочкова, не верьте дезинформации! Никогда, ни при каких обстоятельствах Эдисон этого не делал. Знаете, почему? Потому, что «усовершенствовал» он лампочку накаливания Лодыгина. Вот то, что светит у вас в настольной лампе возле вашего компьютера – это лампочка Лодыгина, а не свеча Яблочкова. Но наши журналисты и даже многие популяризаторы науки весьма плотно связали в нашем сознании имена Эдисона и Яблочкова, так что делать нечего, придется на этой удивительной истории, в которой воедино смешаны конкуренция и творческий симбиоз изобретателей остановиться поподробнее. Кстати, есть и еще один занимательный факт: Александр Лодыгин родился в Тамбовской губернии в 1847 году, Павел Яблочков родился в Саратовской губернии в 1847 году, Томас Эдисон проделал это в штате Огайо … в 1847 году. Три гиганта зари эры электричества были сверстниками, творили-изобретали абсолютно синхронно.

    [​IMG]
    А. Н. Лодыгин​

    Начать придется вообще с 1802 года, поскольку именно в том году экстраординарный профессор физики Санкт-Петербургской медико-хирургической (!) академии Василий Владимирович Петров пропустил электрический ток по двум стержням из древесного угля. Между ними дугой протянулось пламя – электрическая дуга впервые в истории дала свет и тепло. Самое удивительное, что яркий свет Петрова не впечатлил от слова «никак»: его намного больше заинтересовала невероятно высокая температура горения – высокая настолько, что позволяла плавить металл. Это изобретение сотрудника медико-хирургической академии через каких-то восемьдесят лет привлекло пристальное внимание студента-недоучку Петровской земледельческой и лесной академии Николая Бернадоса, который создал на этой основе метод электрической дуговой сварки. Впрочем, хватит – так недолго и совсем в сторону уйти…
    Александр Лодыгин по семейной традиции закончил юнкерское училище, но военная карьера долгой не была: уже в 1870 он подал в отставку и переехал в Петербург, где и начал свои опыты с лампочками накаливания. Для того, чтобы эксперименты были более продуманными, более теоретически подготовленными, Лодыгин стал вольным слушателем Технологического института. Начинал он с опытов с электрической дугой, но быстро пришел к выводу, что она, собственно говоря, ни к чему: концы раскаленных углей светят намного ярче, чем сама дуга. Попробовал ставить между угольками металлическую нить – светила она ярко, но сгорала в считанные минуты. Попробовал ставить между медными контактами, на которые подавался ток, тонкий угольный стержень – он выдерживал уже полчаса. Именно Александр Лодыгин первым накрыл такую конструкцию стеклянным колпаком, первым экспериментально убедился, что «воздух тут лишний».

    Он попробовал использовать два угольных стержня: первый быстро перегорал, но успевал выжечь почти весь кислород, и второй стержень горел значительно дольше – уже два часа. Чтобы исключить просачивание воздуха, провода Лодыгин стал пропускать провода через емкость с маслом, которую ставил снизу этой конструкции. Посчитав, что этого вполне достаточно, в 1873 году Александр создал «Товарищество электрического освещения Лодыгин и компания», летом того же года в Петербурге был организован вечер, на котором были продемонстрированы фонарь для освещения комнаты, сигнальный фонарь для железных дорог, уличный фонарь, причем каждый из них мог включаться и выключаться отдельно от остальных.

    [​IMG]

    Вот коротенькое описание лампы накаливания Лодыгина: стеклянный шарообразный сосуд, внутри которого на двух медных стержнях диаметром 6 мм был укреплен стерженек из ретортного угля диаметром 2 мм. Ток подавался по проводам, проходившим через оправу с налитым в нее маслом, внутрь сосуда. Ток, обратите внимание – постоянный. Забавно? С нашей «горы» – конечно, но в 1874 году российская Академия наук присудила Лодыгину ломоносовскую премию в размере 1 тысячи рублей, а тогда это было целое состояние, с формулировкой «это изобретение приводит к полезным, новым и важным применениям». Деньги эти Лодыгин пустил не только на нужды своего товарищества, но и на получение патентов в России, во Франции, Великобритании, Бельгии, Испании и в целом ряде других стран.
    А дальше? А дальше что-то пошло не так… Вместо того, чтобы расширять производство, продвигать изобретение, которое усилиями Александра Николаевича продолжало совершенствоваться, «Товарищество» догадалось пуститься в биржевые спекуляции. Итог – банкротство и нехватка средств на приобретение патента в США. Меценатов в России Александр Лодыгин найти не сумел, и внезапно бросился в другую крайность – сблизился с народниками, работая при этом простым слесарем на заводах Питера.
    Одновременно развивалась и изобретательская деятельность Павла Яблочкова. Он тоже получил военное образование, но сразу с, так сказать, инженерным уклоном: по выпуску из Николаевского военного училища он получил звание инженер-подпоручика. Знания электротехники Яблочков получил дополнительно, прослужив с 1869 по 1872 в Техническом гальваническом заведении в Кронштадте, после чего и ушел в отставку. Его сразу же приняли на работу на Московско-Курскую железную дорогу начальником телеграфа – поближе к электричеству. Свои первые попытки усовершенствования дуговой лампы Павел Николаевич начал в кружке электриков-изобретателей при Политехническом музее Москвы. Весной 1874 года администрация железной дороги предложила Яблочкову обеспечить освещение царского поезда: Александр III намеревался совершить путешествие из Москвы в Крым, и в целях безопасности было решено, что поезд будет двигаться по ночам. Две ночи молодой инженер перебегал с одного локомотива на другой, перетаскивая гальванические батареи и свой прожектор. Светила угольная дуга, сгорали угольные стержни, Павел регулировал их сближение по мере выгорания. В результате он не только устал, но и окончательно понял: такая система регуляции практически не удобна и большого распространения получить не может – регулятор нужно упрощать.

    [​IMG]
    П. Н. Яблочков​

    Уволившись с работы, Павел Яблочков открыл в Москве мастерскую физических приборов, которая, однако, прибыли не приносила. Для того чтобы продолжать свои опыты по усовершенствованию дуговой лампы, Яблочков уехал в Париж, где устроился на хорошо оплачиваемую работу в мастерскую Бреге. Да, раз уж мы стали вспоминать разные имена, давайте напишем имя Бреге на родном для него языке – Breguet. Теперь узнали?.. Именно в Париже Павел Яблочков и сделал главное свое изобретение: расположить угольные стержни параллельно друг другу, разделив их слоем изолятора – каолина, фосфорной глины. Каолин тугоплавок, и в «свече Яблочкова» играл ту же роль, что воск в обычной: нагревался, плавился и обеспечивал равномерное сгорание угольных стержней. После этого оставалось накрыть конструкцию стеклянным шаром и доделать систему зажигания, которая в исполнении Яблочкова была проста и практична: угольные стержни наверху соединялись угольной же нитью. При подаче тока нить вспыхивала и сгорала, чем и обеспечивала возникновение электрической дуги между стержнями.
    В 1876 году русский изобретатель продемонстрировал свою свечу на Лондонской выставке, получив мгновенное признание всей Европы. «Русский свет» освещал магазины, улицы, парки Парижа, набережную Темзы, морские доки в Англии. По статистике тех лет свечами Яблочкова в Европе были освещены 800 металлургических и металлообрабатывающих предприятий, 1240 текстильных и швейных фабрик, 425 магазинов, 2 500 парков и скверов, 125 шахт, 285 вокзалов и станций, 2 700 городских улиц и площадей. Павел Яблочков получил в 1876 году патент во Франции, затем в Англии, в Бельгии, Италии, скандинавских странах, в Испании… Да что там – королевский дворец в Камбодже, и тот был освещен русским светом! Едва ли в истории есть хоть одно русское изобретение, которое с такой скоростью покоряло бы мир – ни до, ни после. Благодаря тому, что свечи Яблочкова были рассчитаны на переменный ток, от одного источника питания горели сразу несколько ламп, их можно было включать по одной, группами – тоже ранее невиданное достижение для электрического освещения. Однако триумф был недолгим – всего через 20 лет мир окончательно и бесповоротно перешел на лампы накаливания. Отчего так? Да все из-за Эдисона, однако.
    Смотрим еще раз на статистику использования свечей Яблочкова. Парки, улицы, вокзалы, предприятия – тысячами, а вот магазины и шахты – только сотнями, заметили? Минимальная светосила у устройства – 300 свечей плюс нагревание помещения чуть ли не на десятки градусов. В парках и на улицах – не проблема, но в закрытых помещениях такого счастья было слишком много. Нет, свечи Яблочкова не канули в Лету – они и сейчас «живут» в лампах маяков, в мощных прожекторах. Там, где света нужно много, а рост температуры не критичен. Однако в комнате, в настольной лампе стоят лампочки Лодыгина. Конечно, не в их изначальном виде – давным-давно нет никаких угольных стержней, ванночек с маслом, горят они не считанные минуты, а сотни часов. Ну, а в том давнишнем споре двух русских изобретателей победу одержал не Лодыгин и не Яблочков, потому как «победителем» стал Томас Алва Эдисон. Почему у слова победитель стоят кавычки? Да потому, что эти трое не сражались, а дополняли друг друга как изобретатели-новаторы, а спорить с прирожденным янки Эдисоном на предпринимательском поприще для Лодыгина и Яблочкова было просто бесполезно. На компании Edison General Electric, которая с 1892 года носит название General Electric, кто только не обламывал зубы, а она до сих пор живехонька. Стоит заметить, что не так уж мало изобретателей XIX века по прежнему с нами – не только в названиях электрических характеристик, но еще и в привычных нашему уху названиях. Братья Сименсы, братья Вестингаузы – пожалуй, самые известные, но статья не об этих занимательных случаях.

    [​IMG]
    Т. А. Эдисон​

    Томас Эдисон – изобретатель и предприниматель, как глаголят нам всевозможные энциклопедии. Два совершенно разных таланта в одном человеке – редчайшее совпадение, давшее результаты, которые вполне можно поверить алгеброй: компания GE и 1093 патента на изобретения в США, около 3 000 патентов – в других странах. Изобретал он упорно, убивая на новые и новые свои изобретения все свое жалованье, меняя места работы, пока в 1869 году не поймал своего журавля в небе: телеграфная компания «Голд энд Стокк телеграф компани» купило его разработку – биржевой тиккер за 40 000 долларов. На тот момент тройская унция стоила 20,67 доллара, сегодня за тройскую унцию на биржах просят 1 270 долларов, то есть в нынешних ценах разовое вознаграждение Эдисона составило бы 2,5 млн. долларов. Этих денег вполне хватило на серьезную лабораторию в ставшей позже знаменитой деревушке Менло-Парк близ Нью-Йорка, куда Эдисон переселился с семьей в 1876 году. И в том же году телеграфная компания Western Union (да-да, именно так – в XIX веке это была одна из самых крупных в мире телеграфных компаний) выкупила у Эдисона два его новых изобретения: телефонный микрофон и индукционную катушку для усиления голоса. Сумма – 100 тысяч долларов, что по курсу 2016 года – 6,25 миллиона долларов. К тому моменту, когда Эдисону довелось познакомиться с лампочкой накаливания Лодыгина, Edison General Electric была весьма солидной компанией, которая могла себе позволить решать проблему электрического освещения комплексно, в отличие от небольших мастерских что Лодыгина, что Яблочкова. А уж изобретательность, энергия, напор самого Эдисона, который до 50-летнего возраста был способен работать по 19.5 часов в сутки многократно увеличивали возможности EGE.
    По одной из версий, в 1877 году Эдисон побывал на судовой верфи, где строились корабли по заказам Российской Империи. В составе приемной комиссии был и лейтенант русского флота А.Н. Хотинский, который привез с собой несколько лампочек Лодыгина: источников постоянного тока в доках уже хватало по многим странам, почему бы не изучить попристальнее качество работа американских корабелов? Напомним, что к тому времени Николай Лодыгин получил патенты на свое изобретение во Франции, России, Бельгии, Великобритании, Австрии, но лампочки накаливания все еще оставались достаточно примитивными. Как знать, какой была бы судьба этого изобретения, если бы не Томас Эдисон?

    Заявку на патент лампы накаливания с угольным стержнем Эдисон подал в соответствующие органы США в 1880 году и ему «по привычке» его сразу и выдали, чтобы через год, ознакомившись с историей изобретения в Европе и в России, этот патент аннулировать. Вернули его Эдисону только в 1890 году, когда закончился срок действия патентов Лодыгина. Но к тому времени Эдисон «докрутил»: систему откачки воздуха из колбы; цоколь с винтовой нарезкой; патрон; выключатель; предохранители; электросчетчик; систему подвода электричества в жилые помещения; усовершенствовал угольную нить накаливания. Уф, вроде бы, все. Ах да, еще маленькая деталь: для того, чтобы обеспечить максимальный сбыт ламп накаливания, в 1882 году Эдисон построил и начал эксплуатировать первую в мире центральную электростанцию, на которой постоянный ток вырабатывали генераторы Эдисона, чтобы подать ток по кабелям, выпускаемым его же компанией. Это – чисто изобретательский вклад Эдисона, но был еще и чисто коммерческий: несколько лет он упорно продавал лампочки своей усовершенствованной конструкции по 40 центов при себестоимости 1 доллар 10 центов. Фирма терпела убытки, но уже через пару лет 3 из 4 лампочек накаливания, продававшихся в США, были произведены его EGE. С невероятным упорством, нещадно эксплуатируя всех своих помощников и, прежде всего – самого себя, Эдисон через пять лет смог снизить себестоимость до 22 центов, за 1 год вернув все свои убытки. Уникальный сплав ума изобретателя и изощренный ум дельца – это и есть Томас Эдисон.
    Итак, победителем стал Эдисон и – постоянный ток, необходимый для теперь уже его ламп накаливания. Казалось бы – пора почивать на лаврах, но не таков был XIX век, чтобы позволить даже самым именитым изобретателям хоть немного расслабиться. Сначала Николай Тесла доказал, что переменный ток может иметь практическое применение, а чуть позже мир узнал имя человека, «похоронившего» царство постоянного тока. Хотя нет, такая формулировка была бы ошибочной: Михаил Осипович Доливо-Добровольский ничего не хоронил, он стал буревестником эпохи переменного тока, в которой мы с вами живем и сегодня.
     
  6. Нам много и часто говорят, что не очень хороша торговля энергоресурсами, что много выгоднее торговать как можно более глубоко переработанным сырьем – и это чистая правда. Чем глубже передел – тем выше прибыль, тем шире сортимент конечной продукции, тем больше ассортимент продукции. Но это несколько «бухгалтерский» взгляд, а он должен быть шире.

    Чем глубже передел сырья – тем больше рабочих мест, тем больше самих производств, тем больше востребованность в профессионалах реального производства, а не менеджеров и юристов, тем просто интереснее жить и расти молодежи – у нее «ассортимент» возможных и нужных профессий становится шире. Не хотим, чтобы молодежь, получив хорошую профессию, уезжала из страны? Не хотим. Значит, нужно обеспечивать их востребованность у себя дома, благо дом у нас велик, как ни у кого другого на планете. И, разумеется, журнал Геоэнергетика.ru точно знает, что самые интересные и перспективные профессии – те, что связаны с энергетикой.+
    Как мы неоднократно говорили, и Путин это подчеркнул в своем выступлении в рамках Недели энергетики, состоявшейся осенью 2017 года: Энергетика – важнейшая из отраслей экономики

    Спорить не будем, будем продолжать рассказывать и показывать, что это именно так. Энергетика – «печка» от которой пляшет любая промышленность, да и нам, «плясунам» приятно утро начинать в уютных, теплых квартирах, где шумит чайник, в душе струится горячая вода, где можно включить свет, радио и даже телевизор, не к ночи будь помянут. Осваивая новые отрасли энергетики, мы создаем технологии, которые успешно «перебегают» в промышленность, в сельское хозяйство, в транспорт. В общем, электроэнергия – это жизнь, вот про нее и поговорим. Ведь именно электроэнергия – продукт самой высокой степени переработки. Добываем нефть, газ, уголь, уран, тем или иным способом сжигаем их – получаем электроэнергию, создаем электрический ток. А что мы помним-то про него? «В школе проходили»? Проходили-проходили, да и прошли. Повторим на всякий случай: Электроэнергия – конечный продукт переработки любого энергетического ресурса, что ископаемого, что возобновляемого.

    Электроэнергия – это электрический ток, который выдает в сеть любая электростанция, вне зависимости от того, как именно она устроена. Значит, понимание того, что такое есть электрический ток, как от турбины он приходит к нам в розетки, светит нам фонарями на улице, помогает залить топливо в бак и наполнить ванну горячей водой – обязанность каждого культурного человека.
    Есть такое изречение «Краткость – сестра таланта». Иногда это именно так, а иногда совсем иначе. Сотни раз мы читали определение того, что такое есть электростанция. «Предприятие по выработке электрической энергии» – коротко, совершенно не ясно, и скрывается за этой фразой зачастую не талант, а элементарное отсутствие знаний. Наш журнал неоднократно рассказывал про самые разные типы электростанций – атомные, тепловые, гидроэнергетические, но как-то вот ни разу «не лез внутрь». Ну, вот и настала пора подробно познакомиться, что же там, на электростанциях, творится, что делают там их сотрудники, чем занимаются. Может, они бездельники, которым все, что по делу и надо – так раз в неделю пыль смахнуть да пол протереть? Как бы не так! Знать, уметь и выполнять им приходится столько всего, что можно только удивляться, как они справляются со всеми обязанностями.

    Энергетика – важнейшая отрасль экономики. Электроэнергия – конечный продукт энергетических процессов. Электростанция – генератор электроэнергии. Те, кто обеспечивают ее бесперебойное и качественное производство – важнейшее специалисты для любой отрасли экономики. Нарушения логики есть? Нет. Короли электротока, покорители напряжений, императоры электрического напряжения, князи турбоагрегатов – энергетикам, обеспечивающим страну электроэнергией, подходит каждое из этих званий и весь их комплект разом. Попробуем показать и рассказать хотя бы немного об их сакральных знаниях, о священных ритуалах, творимых ими в храмах электричества. Прекратите ехидно ухмыляться, у нас впереди путь в пучину знаний! Даем твердое обещание убегать от формул, сопротивляться желанию писать их пачками. Только в том случае, если уж совсем за горло возьмут – иногда и такое бывает.

    Электрический ток с точки зрения физики и здравого смысла
    Оценивать работу любой электростанции принято по вырабатываемой ею мощности, единица измерения которой – ватт. Что такое мощность, собственно говоря? Неважно какая она – электрическая или механическая или еще какая, мощность была и остается количеством работы, которую тот или иной механизм способен произвести в единицу времени. Потому мощность и измеряют всегда в ваттах – не важно, что именно работает в качестве источника энергии, важно только то, сколько работы можно совершить в единицу времени. Именно «можно» – мы ведь далеко не всегда используем, к примеру, всю мощность двигателя внутреннего сгорания, спрятанного под капотом машины. Нет, иногда хочется, конечно, но уж больно штрафы кусаются…
    Ладно, про единицу времени мы все понимаем, секунда она и есть секунда. Но, если речь идет об электрическом токе, то что в нем-то работает, спрашивается? Провода линий электропередач огнем не полыхают, дым из розетки (чур-чур-чур!) не идет, а работа работается. Раз мы этого работника не видим – значит, он очень маленький, он вообще внутри провода помещается. Да единичный электрический заряд это – больше ведь некому! Почему именно единичный, тоже понятно – разберемся с единичным, потом просто умножим на их количество, да и дело с концом. Вот движется этот единичный заряд по участку электрической цепи из точки А в точку Б и совершает при этом работу. Мы с вами, бывает, тоже движемся по таким вот маршрутам, и точно знаем, что двигаться можно по разному – быстрее или медленнее. Хотим дотопать побыстрее – движемся напряженнее, не торопимся – расслабляемся, но напрягать мышцы все равно приходится. Ой, вот и прозвучало слово «напряжение» – мы не специально, оно само.

    С какой целью мы напрягаемся при ходьбе? Чтобы перенести себя из точки А в точку Б. Исключительно такие же соображения применимы и к электрическому напряжению, логика не меняется. Напрягаться при ходьбе худощавому человеку приходится куда меньше, чем тому, кто вынужден нести свой лишний вес, толстяк выполняет больше работы при ходьбе. Значит, напряжение – это работа, деленная на переносимый вес. Возвращаемся к электричеству, по прежнему не меняя логики: электрическое напряжение это отношение работы электрического поля, совершенной при переносе пробного заряда из точки А в точку Б, к величине этого пробного заряда. Если, как и в прошлом примере, вместо некоего пробного заряда рассматривать заряд единичный, то получается, что при своем движении по участку электрической цепи из точки А в точку Б единичный электрический заряд совершает работу, численно равную напряжению, которое действует на этом участке. Если единичных зарядов много, то их общую работу можно вычислить, просто умножив работу единичного напряжения на количество единичных зарядов.
    Про мощность мы уже рассуждали – это работа в единицу времени. Работа, как выяснилось – это напряжение, умноженное на количество единичных зарядов, движущихся по участку электрической цепи. Остается вспомнить, что ток – это электрический заряд, протекающий по проводнику в единицу времени, и оказывается, что простая логика помогла нам вывести одно из основных правил электричества:
    мощность равна произведению силы тока на напряжение
    Да, большая просьба – если вы вдруг увидите в какой-нибудь книге (не дай бог – в учебнике вашего ребенка!) определение электрического тока как «направленного движения электронов» – окропите ее святой водой и немедленно сожгите, а пепел развейте по ветру! Автор этой фразы – святотатец, оскорбивший всех физиков, человек, запудривший мозги огромному количеству людей! Электрон имеет массу покоя, и, если он «движется», то любые провода должны становиться легче в том месте, где они отходят от источника тока и тяжелее – в той части, которая максимально удалена от этого источника. Автор этого псевдоопределения сумел сохранить инкогнито, и только это уберегло его от проклятий всех физиков всех времен и всех народов. Извините за ремарку – это нервное.
    От этой формулы никуда не деться:
    Р = U x I
    где: Р – мощность; U – напряжение; I – сила тока.

    Мощность бывает разная
    Активная мощность. Если вычислить среднее значение мгновенной мощности за какой-то реально значимый период времени, то мы ее и получим. Она, собственно говоря, и есть самая полезная, а, значит и самая важная для нас мощность электрического тока. Активная мощность характеризует необратимый, безвозвратный расход энергии тока, она характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии – например, тепловую, электромагнитную. Это ток, который уже никогда не вернется в источник, который превратится в полезную энергию, благодаря которой работают все механизмы, благодаря которой горят лампочки в квартирах и жужжат всевозможные электрические моторы. Ну и, чего греха таить – это еще и та энергия, которая уходит на нагрев проводов. Что сделать для того, чтобы активная мощность была всегда положительной, нам подсказывают графики силы тока и напряжения. Нужно добиться того, что эти две величины колебались синхронно. Ток «с минусом» – и напряжение должно быть «с минусом», тогда их произведение – мощность – будет выше нуля, аналогично случаю, когда сила тока и напряжение одновременно выше нуля. Энергетики высказываются по этому поводу высказываются чуть более замысловато:
    «Нужно добиться того, чтобы косинус сдвига фаз был равен единице»
    Физики – не медики, но тоже горазды использовать терминологию, основная цель которой – взрыв мозга всех, кто не погружен в тайны их великой науки… Вот оно надо им тот косинус вспоминать всуе? Ну, что с ними поделать, прямо как дети малые. Испортили такую хорошую формулу, она для активного переменного тока пишется:
    P = U x I x cos α
    где α – тот самый сдвиг фаз.
    Ну, и что делать – придется вспомнить еще и геометрию. Косинус растет от -1 до +1, но понятно, что для пользы дела нужен косинус, который равен именно единице. Можете у школьного возраста детей или внуков спросить, они не дадут соврать: косинус равен единице, если угол равен нулю. Если нет сдвига фаз – получим максимально возможную активную мощность. Мы это и без всяких косинусов прекрасно понимаем – если будут колебаться сила тока и напряжение синхронно, то их произведение всегда будет положительным, то есть максимально возможным. Истинно говорим вам – любят физики шутить, вот ради смеха и придумали этот самый косинус! А, да, чуть не забыли – активная мощность измеряется, само собой, в ваттах. Аббревиатура – Вт у нас и W не у нас.

    Реактивная мощность
    Ну, а если серьезно, синхронизации графиков добиться технически непросто, это только в сказке бывает. В реальности полная синхронизация невозможна, какая-то «разножка» всегда остается. Мало того – электрики не любят говорить о сферических конях в вакууме, они всегда конкретны. Не бывает в реальности электрических сетей, в которых нет так называемых реактивных элементов. Это такая аппаратура, которая способна накапливать электроэнергию внутри своей конструкции – всевозможные конденсаторы, обмотки трансформаторов, моторов, всяческих зарядных устройств. Чтобы не перечислять названия всех приборов с такой способностью, физики придумали им общее – индуктивные (накапливающие энергию) элементы. Соответственно, если они есть в электрической цепи, их удобно называть «индуктивной нагрузкой», так что не надо бояться таких «непонятных» слов – физики это вам не медики, они к латыни прибегают только в случаях крайней необходимости

    Как они берут на себя заряд? Любой переменный ток создает не только электрическое поле, но еще и магнитное. Поскольку это происходит всегда и везде, физики считают это поле единым, они его так и называют – электромагнитное. Вот все эти обмотки двигателей и всяческих зарядных устройств, конденсаторы накапливают энергию в виде магнитного поля. А дальше наступает один интересный момент. Если у нас в сети сдвиг фаз между напряжением и силой тока не нулевой, возникает мгновение, когда мощность оказывается меньше нуля, отрицательной. И что остается делать зарядному устройству? Правильно – он «выплевывает» энергию обратно в сеть. Разумеется, не всю, только ее часть – частота колебаний в сети у нас 50 герц, 50 колебаний в секунду. И движется этот реактивный ток (ну, раз он идет от реактивного элемента, как его еще называть) в сторону основного источника тока. У реактивного тока есть своя сила тока, свое напряжение, их произведение – тоже мощность, только реактивная.
    Реактивная мощность характеризует энергию, совершающую колебания между источником тока и реактивным элементом цепи. Ничего хорошего в ее наличии нет – электроэнергия болтается взад-вперед между источником и этими реактивными элементами, не совершая никакой полезной работы, да еще и расходуется из-за нагрева проводов. Турбина крутится, генератор греется, а пользы от этого никакой. Да, измеряется реактивная энергия не в ваттах – электрики не любят путаницы, поэтому используют другую единицу измерения, чтобы четко понимать на любой своей электрической схеме, о чем конкретно идет речь. Единица реактивной мощности – вольт-ампер реактивный или, сокращенно – вар. Английская аббревиатура – var, тут уж не перепутаешь.

    Баллада о косинусе
    Вот такой вредный оказывается этот самый косинус, который испортил нам простую формулу – как только он становится отличен от единицы, в сети возникает вредная реактивная мощность, крадущая часть возможностей генератора электростанции. Полную его мощность в действии увидеть практически не получается, она всегда разделяется на мощность активную, радующую потребителей, и мощность реактивную – предмет ненависти каждого уважающего себя электрика. Борьба с реактивной мощностью – дело доблести и славы, но быть этой борьбе вечной. Не бывает сети, в которой не работают электрические моторы, в которой никто ничего не заряжает – ради этого, вообще-то, электростанция и создается. Враг коварен и непрост, но и тактические приемы этой бесконечной битвы весьма разнообразны, но в эти подробности, в эти дебри мы не пойдем.

    Называются все эти устройства без затей – компенсаторы реактивной мощности, конструкции которых совершенствуются просто без устали и остановок. Они нужны энергетикам, работающим на каждой электростанции – чем меньше на станции вар, тем больше ватт удается отдать потребителю, чтобы за эти ватты получить оплату, чтобы электростанция побыстрее окупилась и стала приносить прибыль. Компенсаторы реактивной мощности нужны серьезным потребителям. Любой завод, фабрика – это электромоторы с их обмотками. Есть обмотка – есть реактивный ток, много обмоток – много реактивного тока. А счетчик крутится, поскольку электростанция свое дело сделала – преодолев собственные проблемы реактивной мощности, она вытолкнула в сеть мощность активную. Ты, буржуйский капиталист, электроэнергии получил? Получил. Раскошеливайся! Она у тебя на заводе (фабрике, цехе, мастерской) не вся используется? Будь умнее, стань рачительным и бережливым хозяином – ну, то есть, заплати денег приличному специалисту, он под твой комплект оборудования компенсаторы реактивного тока подберет – и будет тебе счастье. Привез новые станки? Пересчитывай. Отключил производственную линию? Пересчитывай. Не скучай, в общем. Но в подобного рода гипотетических текстах энергетиков никакого издевательства нет – на своих электростанциях они и сами в точно такой же ситуации. Считают и пересчитывают, поскольку от точности подбора схемы компенсаторов реактивных токов зависит заработок электростанции.

    Так, с электродвигателями и промышленными предприятиями все понятно, но возникает логический вопрос – а откуда, собственно говоря, на электростанциях возникает реактивный ток? Энергетикам-то какие такие обмотки и для чего нужны? Вот с бешеной (или не очень) скоростью турбина, задачей конструкторов которой было обеспечить максимально возможный КПД – она должна уметь забрать всю энергию пара, воды, газа или что там ее крутит. Крутится ротор, стоит статор – ток пошел, все в порядке. Какие такие реактивные мощности, где они тут могут возникнуть?+
    Не так давно журнал Геоэнергетика знакомил читателей со статьей Дмитрия Таланова «Покорение электротока», в которой он рассказал и показал, как выглядит самая общая схема трехфазного синхронного генератора.

    [​IMG]
    Как видите, тут на роторе имеется обмотка возбуждения, а на статоре – трехфазная обмотка. Все, приехали – страшное слово «обмотка» уже прозвучало. Уже в самом генераторе есть индуктивная нагрузка, то есть сам генератор, помимо активного тока, заодно генерирует и реактивный ток. Оцените еще раз написанное чуть выше: «Борьба с реактивной мощностью – дело доблести и славы, но быть этой борьбе вечной». Создаешь электрический ток – будь добр изначально начинать рассчитывать схемы компенсаторов реактивной мощности

    Генератор – роддом электроэнергии
    Да, кстати сказать, раз уж речь зашла о генераторах, давайте и про них пару слов скажем. Присмотримся внимательно к чертежу, точнее – к его названию. Называется этот генератор «трехфазный синхронный». Почему трехфазный, Дмитрий Таланов рассказал, но не стал заострять внимание на слове «синхронный», а ведь физики – народ конкретный, просто так, без веских причин на чертеже ничего лишнего они писать не станут. Загадка? Но у нас ведь есть логика, давайте снова попробуем ее использовать. Синхронные процессы – это те процессы, которые происходят одновременно. С чем может быть синхронен генератор и что именно в нем можно синхронизировать? Генератор – это ротор и статор, статор синхронизировать не получится, поскольку он не движется. Значит, с чем-то синхронизировано движение ротора, а движение у него – это вращение вокруг продольной оси. Что в генераторе еще вращается? Механически – ничего, кроме ротора. Но ток создает вращающееся магнитное поле, хоть мы его глазами и не видим. Все, «следствие, которое вели колобки», закончилось – в синхронном генераторе синхронны вращения ротора и магнитного поля. Никаких проблем, логика продолжает побеждать премудрости электростанции.
    Если у ротора два полюса, то за один его полный оборот создаваемая им электродвижущая сила (ЭДС) совершает полный цикл своих изменений. Частота таких изменений измеряется в герцах, Гц – число изменений ЭДС в секунду. Берем число оборотов ротора в минуту, делим на 60 – получаем частоту изменений ЭДС. У нас в электрической сети частота, как известно, 50 герц. Если у ротора сконструированы два полюса, то вращаться он должен со скоростью 3’000 оборотов в минуту – немало, согласитесь. Ну, а что у нас, собственно говоря, вращает ротор-то? Да не секрет – турбина. Ротор подчинен именно ей, ведь, как мы уже говорили, задача турбины – обеспечить забор всей энергии, которую на электростанции получают из того или иного энергетического ресурса. Турбина – главная, генератор конструирует, подстраиваясь под технические требования, которые задают характеристики турбины. О чем мы?

    К примеру, паровая турбина оптимально работает при 3’000 оборотов в минуту – значит, с такой скоростью и должен вращаться ротор, если у него два полюса. Дизельный генератор имеет оптимальный режим в 750 оборотов в минуту, в четыре раза медленнее паровой турбины. И что тогда? Если у ротора два полюса, за 750 оборотов он выдаст в сеть всего 12,5 Гц. Что делать с таким безобразием? Какие-то переходники придумывать, усложняя механическую конструкцию генератора? Глупо, головоломно, куда проще сконструировать на роторе в четыре раза больше полюсов. 4 х 2 = 8 – вот такое число полюсов у ротора дизельного генератора для того, чтобы наша сеть получала ток частоты 50 Гц. Еще медленнее темп вращения турбин крупных ГЭС – порой всего 150 оборотов в минуту, в 20 раз медленнее паровой турбины. Значит, тут совсем уж другие генераторы – у их роторов 2 х 20 = 40 полюсов. Веселая жизнь у проектировщиков электростанций, однако! Сосчитай, какая именно турбина для электростанции будет оптимальной, потом придумай, как будет выглядеть ротор. И это мы ведь только один из параметров рассмотрели, да и то не полностью.
    Исходя из всего, что мы уже успели рассказать, понятен список основных характеристик генератора. Число оборотов в секунду, сила тока, напряжение тока, полная мощность и коэффициент мощности. Что такое коэффициент мощности? А это мы с вами поймали энергетиков на маленькой хитрости – они в это понятие упрятали реактивную мощность, которая, как мы помним, зависит от пресловутого косинуса сдвига фаз силы тока и его напряжения. «Испорченная» формула снова в действии! Да, если вам доведется подслушать разговор энергетиков в курилке, когда они думают, что посторонних рядом нет, то вы услышите, что они время от времени употребляют в разговоре некий «косинус фи». Это мы для простоты в «испорченной» формуле сдвиг фаз обозначили буквой А, а во всяких учебниках физики для «крутости» пользуются буквами греческого алфавита. У медиков – латынь, причем слова и даже фразы, у физиков – греческий, но они умудряются обходиться всего-навсего буквами. Вот буковкой «фи» энергетики традиционно обозначают тот самый сдвиг фаз. Так и живут – когда готовят текст для «всяких прочих» в красивой газете или в журнале, пишут красиво: «коэффициент мощности», а меж собой – «косинус фи». Хорошая такая буква, отражает физическую суть. Вы ведь тоже, когда смотрите на формулу
    P = U x I x cos α
    и видите этот самый cos, беззвучно говорите «фи»… «Фи» косинусу, если он отличается от единицы! – говорят энергетики, продолжая безостановчно-бесконечную борьбу с реактивным током.

    Генератор – это еще и механизм
    Что еще беспокоит энергетиков электростанции, если речь идет о генераторах? Ротор – большая железяка, которая крутится с большой скоростью. Значит, механически она должна быть чрезвычайно надежно закреплена на своем месте, и, как любой другой вращающийся вал, делают это при помощи подшипников. Ротор турбоагрегата АЭС, к примеру, имеет диаметр до полутора метров и длину до 6,5. Требования к подшипникам такого вала представить можно, но очень сложно – вращение, трение в подшипнике, система смазки, система охлаждения… На такие глубины мы, с вашего позволения, в этот раз не пойдем – статья и так основательно загружена непростой информацией. Заметим только, что охлаждать на электростанциях приходится много чего.
    Турбины и генераторы соединяют между собой специально конструируемой муфтой – она греется. Вращается вал турбины – греется и он. Вращается ротор – и набирает температуру. Для охлаждения чего уже только не придумывают, список всевозможных изобретений, применяемых в наше время стремится к бесконечности. Турбоагрегаты (это турбина, муфта, передающая вращение к ротору генератора и сам генератор) накрывают кожухами, под который закачивают водород, теплопроводность которого выше, чем у воздуха. Тот или иной газ забрал температуру с вала турбины и с ротора, в результате нагрелся сам, его отправляют в охладитель, потом возвращают обратно. Но для машин с мощностью больше 300 МВт системы внешнего охлаждения уже недостаточно, в таких случаях используют непосредственное охлаждение обмоток. Обмотки выполняют полыми, в этих полостях циркулирует охлаждающий газ или жидкость – вода, трансформаторное масло. Работает турбоагрегат – значит, включается система охлаждения.

    Когда нам говорят, что электростанция часть вырабатываемой электроэнергии тратит на саму себя – речь идет не о лампочках в кабинетах и залах. Насосы, кондиционеры – это вполне заметные нагрузки, бороться за их уменьшение давно стало большой работой для проектировщиков всего этого оборудования. Но результат их трудов всегда один: энергетикам, работающим непосредственно на электростанции, никогда не скучно. За насосами следи, подшипники контролируй, масло во время подлей, герметичность контролируй… Думаете, это все? Зря, нельзя расслабляться!
    Давайте представим себе, что генератор у нас в составе гидроагрегата, то есть ротор соединен с гидротурбиной. Вращает турбину вода, а это дело такое – нет-нет, да и меняется частота вращения из-за всяческих внезапных внешних причин. В фильтрующее устройство затянуло мусор – поток воды стал меньше, скорость вращения внезапно изменилась, мусор убрали – скорость вращения снова изменилась. А генератор обязан уметь всего этого «не замечать» – его дело выдавать ток частотой 50 герц. Логично? Логично. Значит, конструкторы генераторов обязаны думать еще и стойкости электрической системы – о ее способности возобновлять начальный режим работы (или максимально близкий к нему) при разного рода возмущениях.
    Хватает проблем не только у турбин ГЭС, случаются они и у паровых – утечка пара, какие-то проблемы с сжиганием топлива – генератор и это должен уметь компенсировать каким-то образом. В общем, это отдельная, большая и непростая наука . Устройства автоматического регулирования возбуждения, быстродействующие устройства релейной защиты, увеличение быстродействия коммутационной аппаратуры, устройства динамического торможения, быстродействующее регулирование вращательного момента турбин. Разумеется, в жизни электростанций есть еще и такие внезапные внезапности, которые случаются не меньше двух раз в сутки – города и производства, для обеспечения электроэнергией которых электростанции работают, каждый день ложатся спать, чтобы утром проснуться. «Простите, нам столько не надо» меняется на «Дай-дай-дай и быстро!!!». Затормозить вращение турбины вечером или перевести генераторы на холостой ход (разомкнуть контакты – и вот вращение есть, а тока нет), при этом не допукая выхода из наших 50 Гц? Разогнать турбину, отменить холостой ход генератора и опять же не уйти от 50 Гц?
    Вот это все тоже пропускаем, если вы не против. Не будем мучить и рассказами про всяческие высшие гармоники, не бросимся в пучину рассказа о материалах, используемых при изготовлении турбин и ротора – там используются разные металлы и их сплавы. Просим только помнить, что такой доброты – не лезть в такие подробности, электростанции, в отличие от нас, по отношению к персоналу электростанции не позволяют.

    Дежурство на электростанции – ежедневный подвиг
    Диспетчер в зале увидел какую-то проблему, неисправность – смена должна отреагировать мгновенно. Ногами пробежать, головой подумать, руками исправить: подшипник, насос, компенсатор, разгерметизация, перегрев, недолив-перелив охлаждающей жидкости. В каком зале, в каком коридоре, на каком этаже, где какой вентиль, рубильник – от скрупулезного знания, внимательности, точности действий этих «незаметных людей» в буквальном смысле этого слова зависит наш комфорт, надежность работы городской и промышленной инфраструктуры.
    Давайте не забывать о них, давайте почаще вспоминать об их ежедневном напряжении, об их бесконечной работы. Тут поломка, здесь сбой, вот там нужно провести профилактику, вот там надо то, вот тут – это… Тяжелейшая работа, требующая предельной внимательности, огромного объема знаний, ежедневной готовности ежеминутно мчаться устранять любые проблемы. С кем, с чем можно сравнить такую вот работу? Разве что с дежурными сменами ракетных войск, только вот у энергетиков, работающих на электростанциях ежедневно проходят не учения, а работа, от которой зависит наше с вами благополучие. Свет горит, лифты бегают, вода из крана на кухне течет, батареи теплые – мы привыкли к этому, относимся как к чему-то совершенно естественному, не так ли? Значит, все эти годы, за которые такая привычка выработалась, персонал электростанций работал и работает безукоризненно. Ежедневно, ежечасно, без выходных и праздников.
    Мы так привыкли, нам так удобно – а они дежурят, обслуживают, устраняют, ведут профилактические работы. «В телевизоре» их не показывают, газеты про них молчат , вспоминают про них только в тех случаях, когда происходят ЧП такого масштаба, что просто приходится вспоминать. Вспоминаем словами недобрыми, в запале упуская из виду простой факт – если ЧП случилось раз в 10 лет, то это значит, что 3649 дней сотрудники электростанций отработали на «пять с плюсом». Незаметный трудовой подвиг, который стоит уважительного отношения к королям электротоков, повелителям турбин и генераторов, гвардии бойцов с реактивной мощностью. Доведется познакомиться с такими людьми, просто пожмите им руку и скажите слово «Спасибо» – они его заслуживают от каждого из нас.
    Даже беглое, «через две ступеньки на пятую» знакомство с «внутренностями» электрической части электростанций, как видите, требует основательно поработать, подумать, поупражнять память и логику. «Электрическая часть электростанции» – это свежеизобретенное определение, мы его сами придумали – давайте условимся, что это все, что относится непосредственно к производству электроэнергии. К ней не относятся процессы, дающие энергии турбинам – плотины и водоводы ГЭС, топки угольных электростанций, премудрости атомной физики. Только само электричество, его рождение и путь-дорожка от обмоток генератора в наши с вами розетки и прочие лампочки. Кое-что мы рассказали, но впереди еще много интересного и важного. Дорогу осилит идущий!
     
    dok нравится это.

  7. После того, как почти 26 лет тому назад обстоятельства сложились так, что ушел в прошлое наш советский период, наша, первая в мире попытка построения и развития планового социалистического экономического и политического строя, некоторые политические комментаторы коротко подвели итог: «Россия вернулась в русло мировой цивилизации».
    25 лет – небольшой временной промежуток для истории, но за эти годы мы уже успели пережить не только своих собственных, российских кризисов, но еще и парочку глобальных, мировых. Нам есть, что и с чем сравнивать, наша память и наш новый опыт не могут не заставлять задумываться над «детским вопросом»: а есть ли в этом русле течение? Или это болото, которое постепенно зарастает ряской – смотрится красиво, но вот запах становится все менее аппетитным? Что стало препятствием для этого самого русла, можно ли это препятствие одолеть или оно непроходимо, застой станет глобальным? Мнения по этому поводу высказываются достаточно разные, и совсем недавно журнал Геоэнергетика.ru познакомил вас с небольшим анализом, сделанным Владимиром Злоказовым

    Выводы, сделанные Владимиром, обоснованны достаточно логично – вероятно, только из-за краткости изложения он не стал приводить примеры проблем Запада, которые давно перестали решаться, которые медленно, но верно, года за годом, нарастают и нарастают. Но эти выводы, как нам кажется, несколько лукавы – Владимир рассуждает о цивилизации только и исключительно западной, оставляя вне поля анализа тот простой факт, что Россия страна не только европейская, но и азиатская. Мало того, у России есть особенность, которая не зависит от политического строя, от развития науки и техники, от уровня ВВП. Особенность, которой нет ни у одной другой страны планеты Земля – это размеры нашей территории, ее протяженность от восточных до западных границ. Именно по этой астрономической, географической причине Россия была, есть и будет страной особой – не плохой или хорошей, а именно особой. Протяженность на 11 часовых поясов – уникальная особенность России, на планете больше нет таких стран.

    Революция Кржижановского
    Самое глубокое преобразование России, если не говорить о политике – гениальные изобретения Глеба Кржижановского. Он был не только одним из создателей РСДРП(б) – он был Инженером с большой буквы, Инженером-Энергетиком. План ГОЭЛРО, государственной электрификации России, был инициирован Глебом Кржижановским, и он был воплощен молодой Советской Республикой в плотины и турбины, в десятки и сотни новых производств, новых городов и поселков, новых дорог, связавших страну в единое целое. Но даже такой грандиозный план был только началом, Кржижановский и инженеры, ученые, которых он объединил под своим началом, создали концепцию еще более глубокую – концепцию Единой Энергетической Системы. Когда-то Великобритания могла объявить себя «империей, над которой никогда не заходит Солнце» – но время, когда это было действительно так, давно закончилось. А вот Советский Союз стал страной, в которой никогда не смолкал рокот турбин, и Россия сумела сохранить это наследство.

    Единая Энергетическая Система России – привычные слова, значение которых мы порой даже не понимаем до конца. Территория России с точки зрения нашей ЕЭС подобна цепочке огромных бассейнов, в центре чаши каждого из которых бьет фонтан воды, а бассейны соединены трубами, дающими возможность воде переливаться из одного в другой. Любая электростанция, что бы ни было ее энергоресурсом, переводит механическую энергию вращения турбины в энергию электрическую. Турбина, если отбросить все прочие подробности – огромная железяка, которую не так просто разогнать до нужной скорости и не так легко остановить, если она вращается с большой скоростью. Ночью мы потребляем минимальное количество энергии – спят города и села, работают считанные предприятия, замирает транспорт. А электроэнергия – удивительный товар, поскольку для него не существует складов, а к потребителям он приходит в считанные мгновения после того, как сгенерирован. Тормозить турбины или вовсе их отключать? Тогда в утренний «час пик» будет огромный риск того, что электростанции не справятся с огромным скачком потребления – энергетики не успеют ускорить вращение турбин до необходимых значений. «Короткие» страны Европы решали эту проблему, снижая обороты, но не останавливая турбины полностью, заливая излишки электроэнергии в огни кричащей рекламы, в ночные клубы… Россия действовала и действует совершенно иначе. Наши электростанции почти не сбрасывают обороты – как любому механизму, переключения скоростей не идут им на пользу. Вырабатываемая электроэнергия просто «переливается» в соседний часовой пояс – в тот, где ночь еще не вступила в свои права.

    Энергетическое сердце планеты
    Что в результате? Более долгий срок работы электростанций, которые работают в самом комфортном для них режиме. И – отсутствие необходимости строить излишнее количество электростанций в каждом нашем часовом поясе. Зачем, если каждый пояс подстрахован «слева и справа»? В этот раз мы не будем показывать сложные расчеты, для этого есть более серьезные специалисты, но итог известен: Россия, которая является еще и самой северной страной мира, способна обеспечить сама себя самой дешевой электроэнергией. Мало того! У России есть и вторая особенность – на нашей территории, в наших недрах сосредоточены огромные количества всех известных человеку энергетических ресурсов. Нефть, уголь, природный газ, уран – у нас есть все, чтобы обеспечить не только себя, но и все окрестные страны. Начиная со времен хрущевской реформы мы совершили ошибку, которую не исправили и поныне:
    мы продаем всем желающим энергетические ресурсы, а не конечный продукт их переработки – электроэнергию.
    Мало того – мы умудрились провести реформу нашей ЕЭС, передав генерацию в частные руки, чем только усугубили ошибку 60-х годов прошлого века. Представьте себе, что в государственной собственности остались не только Системный Оператор и Федеральная Сетевая Компания, но и все до одной электростанции, работающие, как единое целое. В таком случае мы могли бы предлагать той же Европе, равно как и Азии, как и нашим южным соседям электроэнергию по ценам, ниже которых по техническим причинам ее никто, в том числе и они сами, предложить не могут.

    В своей статье Владимир Злоказов пишет о том, что одна из причин имущественного расслоения – дефицит электроэнергии. Тот, кто способен решить эту проблему, станет законодателем мод, вершителем судеб – называйте, как угодно. Когда-то в ходу было понятие «Хартлэнд», а не так давно Владимир Путин назвал Россию «энергетической сверхдержавой», и у нас есть потенциал для того, чтобы ею стать. Многочисленные левые движения России говорят, кричат о несправедливости прошедшей у нас приватизации, призывают отменить ее результаты. Это было бы новой, очередной революцией, которых в истории России и так было предостаточно. Да, это требование во многом справедливо, эмоционально понятно. Но это – новая кровь, новые беды, новый раскол. Нужен ли он нам, выведет ли он нас на новые вершины?

    Революция или эволюция?
    Чем владеют наши олигархи? Предприятиями, которые производят ту или иную продукцию? Но все эти предприятия потребляют электроэнергию, составляющую до 40% себестоимости производимых товаров. Тот, кто поставляет эту электроэнергию, кто формирует тарифы на нее – будет хозяином положения. Государство Российское может не идти на отмену результатов приватизации – резервы позволяют дублировать критически важные, стратегические предприятия, делая их дочерними компаниями энергетических концернов, владеющими генерирующими мощностями. В этом случае энергоконцернам нет нужды продавать этим новым предприятиям электроэнергию с прибылью, поскольку появляется возможность повторить схему времен социализма – получить прибыль только с конечной продажи товаров, для которых создана производственная цепочка, и только потом распределить ее по всей вертикальной интегрированной структуре. Такая цепочка, такой принцип распределения прибыли оставляют вне конкуренции предприятия, попавшие в частные руки в лихие 90-е.

    Это будет не революцией, а эволюцией. Нынешние олигархи либо смогут каким-то образом уцелеть при новых правилах игры, либо тихо исчезнут – через банкротства, как это и должно происходить при капитализме. Да, для этого нужна смена правящей команды, поскольку нынешняя не желает выполнять нашу Конституцию, провозгласившую Россию социальным государством. Но в условиях антироссийских санкций, пришедших в нашу действительность всерьез и надолго, такая смена становится не только возможной, но и необходимой. ЕЭС России должна снова стать государственной, механизмы для этого имеются. Это уже упомянутые СО и ФСК, это наши государственные Росатом и РусГидро, это оптовые генерирующие компании, вернувшиеся под «государево крыло» в лице Газпрома и ИнтерРАО. Возможности – есть, остается суметь ими воспользоваться.

    Урбанизация России
    Есть и еще одно соображение об энергетике в связи с тем, что пишет Владимир. Узкая специализация, которая пришла в Европу в позапрошлом веке, у нас появилась значительно позже. Старшее поколение прекрасно помнит, насколько серьезно наша советская система образования отличалась от западной: она была универсальна, она давала достаточно глубокие знания сразу во многих отраслях, «от лирики до физики». Но Маркс не ошибался, когда говорил, что бытие определяет сознание. Давайте вспомним некоторые особенности индустриализации в нашей стране.
    Недавние крестьяне приходили на строительство – для примера – Днепропетровской ГЭС. Кроме плотины и станции, они же строили новые заводы и фабрики, строили жилье для себя и своих семей. Кто-то по окончании стройки, став профессионалом, уходил на строительство новых электростанций, а кто-то предпочитал остаться на месте. Для этого нужно было получить новую специальность – и наши с вами предки шли и учились. Строители становились специалистами в металлообработке и в машиностроении, кто-то неожиданно обнаруживал в себе и другие таланты. Жизнь была такой, что требовала умения быть универсалом, умения овладевать новыми знаниями и навыками. Это бытие и определило сознание – ведь наша система образования складывалась именно в те годы истории. Дальний Восток, Чукотка, Камчатка, арктическое побережье, Якутия как были, так во многом и остаются «энергетическими островами».

    [​IMG]
    Строительство ДнепроГЭС, 1927 Год,​

    Нам НЕ ХВАТАЕТ НАСЕЛЕНИЯ, чтобы освоить нашу собственную территорию. В недрах этих «энергетических островов» – несметное количество природных ресурсов, до которых мы не только не добрались, мы их даже не разведали полностью. Мы только сейчас создаем технологии, которые способны обеспечить возможность комфортно жить в этих суровых районах. И это еще одно отличие России от множества других стран – Россия удивительно молода, мы еще не прошли этап покорения новых пространств, не вступили в эпоху старения, в которую погружается Запад. Это для Запада полностью справедливы все рассуждения Владимира Злоказова, а Россия – другая, у нас совсем другой потенциал. Это у нас, в России есть возможность прийти на новое, неосвоенное место, чтобы начать со строительства дорог, электростанций, а потом в новом городе или поселке стать горняком, металлургом, архитектором, попробовать себя в нескольких профессиях. Да, Запад пока богаче, там больше комфорта, но то, что способна дать своим людям Россия – не покупается за деньги.
    Владимир пишет о высокотехнологичных отраслях, которые в Штатах росли за счет отраслей традиционных – да, там было именно так. Но в России в Певеке добывают и будут продолжать добывать золото по той причине, что Росатом поставит к причалу первую в мире плавучую АЭС. Россия – страна, где все, что Запад перевернул с ног на голову, способно встать на свои места. Мы будем способны добывать газ Баренцева и Карского морей, но только в том случае, если сумеем разработать и создать систему автономного электропитания и теплоснабжения. Что тут первично – высокотехнологичные отрасли или традиционные? Росатом готовит проект самого северного в мире горно-обогатительного комбината, чтобы добывать на Новой Земле цинк и свинец – это живой пример симбиоза высоких технологий и технологий традиционных, который реализуем только в России. Это происходит сейчас, это может и будет происходить в России и дальше.

    Но освоение просторов России даст и еще один результат – мы создадим и освоим технологии обживания изолированных регионов, получим опыт, которого сегодня нет ни у кого в этом мире. А эти технологии и опыт востребованы в немалом количестве стран того самого Третьего мира – на удаленных островах, в горах, в неудобьях континентов. Тот, кто окажется способен предоставить такие технологии, поделиться таким опытом станет центром интеграционных процессов, радикально отличающихся от нынешнего варианта глобализации. Мы уверены, что и в этом случае окажется верной чеканная формула Маркса – «Бытие определяет сознание». Если бытие будет определяться российскими технологиями, российской конструкторской и инженерной школой – дальше додумывайте самостоятельно.

    Неиспользованные ресурсы
    И еще пара соображений по поводу опасений, высказываемых Владимиром Злоказовым. Он пишет, и пишет совершенно справедливо о том, что Европа столкнулась с опасностью, пережить которую вряд ли сумеет – с массовой иммиграцией жителей третьего мира, которые готовы перелицевать Старый Свет под свои традиции и привычки. Но так уж сложилось, что мы, «изобретатели и создатели» журнала Геоэнергетика.ru, обитаем на окраине этого самого Старого Света, поэтому видим то, что не так хорошо заметно со стороны.
    Да, в Европе хватает тех, кто уже смирился с такой перспективой, кто просто плывет по течению. Но есть тут и те, особенно среди молодежи, кого все это не устраивает совершенно – вот эта невозможность получить творческую профессию, невозможность творить что-то новое, чего никто не видел. Тут хватает тех, кто готов променять свою внешнюю сытость и благополучие на возможность начать с чистого листа там, где нет ограничений пробовать себя в новых видах деятельности, где есть простор для творчества. Уютные, благополучные городки Европы, наполненные тоской, серостью, безысходностью часть европейцев готова променять на вулканы Камчатки, на лютые морозы Арктики, на необжитые просторы Чукотки и Дальнего Востока – если там будет возможность строить, создавать, творить, расти в профессии, которая окажется больше всего по душе.

    «Россия в ближайшие десятилетия и займется интеграцией суперэтнических групп Европы и Азии в единое пространство»
    Да, это возможно. Но Россия способна интегрировать группы европейцев в саму себя – тех, кому тесно в своих странах.
    И есть второй источник, второй ресурс, необходимый России для освоения собственной территории. Трагедия 1991 года имеет много сторон, и один из самых тяжелых моментов – то, что русский народ мгновенно стал самым разделенным в мире. Не выходя из собственных жилищ вне России очутились от 20 до 30 миллионов человек – тех, кого наш МИД называет «зарубежными соотечественниками». Да, с той поры много воды утекло, кто-то просто умер, кто-то полностью ассимилировался, кто-то сумел добиться успехов на своей ново-старой родине. Но Россия способна вернуть себе всех, кто еще не потерял свои духовные скрепы, кто не утратил связи с русским миром. Да, в России эти понятия стали затертым штампом, но по другую сторону границы они звучат совершенно иначе.
    Если будут созданы разумные, ясные, четкие «правила игры» – мы вернемся. Все, что нам требуется – действительно государственный подход. Дайте проекты, в которых мы сможем участвовать и при этом получить перспективу в этом проекте «расти и жить».
    Давайте на примере, чтобы было понятнее. Сейчас все активнее ведутся разговоры о том, что Россия намеревается приступить к строительству моста с материка на Сахалин. Стройка начнется с обустройства поселка строителей и создания той или иной электростанции. Обязательно будут созданы бетонные заводы, понадобятся автомобильные и железнодорожные дороги, понадобится электрификация трассы, возникнет множество других рабочих мест.
    «Соотечественники, нам нужны дорожные строители, электрики, бетонщики, арматурщики, сварщики, машинисты экскаваторов, водители. Список профессиональных требований – вот. Система оплаты – вот, жилищные условия – тут. Время контрактов – ХХХ лет, по окончании, при условии качественной работы, вы сможете на месте получить специальности железнодорожников, рыбаков, корабелов, архитекторов, профессионалов городского хозяйства… Перспективы получения жилья – такие-то и такие-то, получение гражданства – на таких-то условиях, право на перевоз семьи появится при выполнении таких-то условий».
    Россия получит совершенно конкретную пользу, мы, ваши зарубежные соотечественники – возможность вернуться на Родину и получить перспективы профессионального роста. Сколько нас? Да не так уж и мало, особенно с учетом того, что уровень жизни, возможность получать образование на родном языке в постсоветских странах оставляют желать лучшего.
    «Россия в ближайшие десятилетия и займется интеграцией суперэтнических групп Европы и Азии в единое пространство»
    Да, это возможно. Но Россия способна вернуть себе своих соотечественников, чтобы интегрировать их в саму себя – тех, кому тесно в своих странах. И русский народ станет той самой суперэтнической группой Европы и Азии – исключительно для того, чтобы подтвердить справедливость выводов, сделанных Владимиром Злоказовым, как вы понимаете.
     
    dok нравится это.

  8. Последние месяцы в средствах массовой информации тема «зеленой электроэнергии» стала подниматься с завидным постоянством. Разочарование «зеленого» лобби как в России, так и в мире становится все сильнее. Тут уже и слова Грефа о том, что «Россия и мир в “зеленой” энергетике пока идут в разные стороны» кажутся не более чем популизмом. И доказать это легко одной картинкой.
    В середине марта после собрания министерства энергетики по вопросу строительства объектов ВИЭ высказыванием на эту тему отметился «дауншифтер» Герман Греф:
    «Какие ветряки? Какие солнечные станции? Ни того, ни другого у нас нет и не будет. У нас сегодня существующие солнечные станции девать некуда, их проще закрыть и поддерживать в эксплуатации».
    Греф: Россия и мир в "зеленой" энергетике пока идут в разные стороны - РИА Новости, 16.03.2016
    Затем очередным «зеленым» прогнозом отметилось издание «Газета.ру», которое, рефлексируя над отчетом американского Управления энергетической информации (EIA) о снижении доли угля в энергобалансе страны, отметило нахождение России прямо «на перепутье» и украинскую иглу «теплогенерации на игле»
    Энергетики отворачиваются от угля
    Жирное же многоточие поставил «Коммерсант», выпустив материал о буквальной трагедии российских «зеленых» энергетиков:+
    «Проведенная правительством после девальвации рубля коррекция капзатрат по проектам зеленой энергетики, как выяснилось, помогла не всем инвесторам. Ряд самых ранних проектов, которые должны были вводиться еще в 2014 году, не получили такую льготу и не смогли окупиться. В результате инвестор двух солнечных электростанций (СЭС) — “Энергия солнца” — предпочел дождаться автоматического разрыва договоров с энергорынком и не достраивать заведомо убыточные проекты».
    "Энергия солнца" ушла за инвестиционный горизонт
    Популизм этих новостей доказывается, а мечты «зеленых» рушатся только благодаря лишь одной картинке

    [​IMG]

    Как бы того ни хотелось Грефу и «зеленым» человечкам, все в мире на данный момент зависит от стоимости: на рисунке наглядно видно, что любой вид ВИЭ в стоимости в расчете на мегаватт-час уступает в представителям традиционной энергетики.+
    Для данного рисунка статистика взята на сайте Мирового энергетического совета.
    Несколько отличающиеся в частностях, но такие же однозначные по сути данные можно найти, например, у Международного энергетического агентства или на у уже упомянутого Управления энергетической информации США:
    http://www.iea.org/publications/fre...ediumTermEnergyefficiencyMarketReport2015.pdf
    Publication: Key World Energy Statistics

    Данные всех этих организаций с небольшими расхождениями будут доказывать одно: «зеленые» источники энергии обходятся дороже, не всегда эффективны, использование их часто существенно ограниченно, не говоря уже о том, что они просто доступны не для всех. И пока эта тенденция не изменится, успеха мирового масштаба ВИЭ придется ждать еще долго.
    Пытающаяся вернуться к ядерной энергетике Япония – лишний тому пример.

    Европа больше не хочет платить за возобновляемую энергию, сокращая объем дотаций и количество введенных новых проектов. «Зеленая» энергетика становится слишком невыгодной на фоне рухнувших цен на нефть, газ и уголь.
    В течение более десятилетия у европейских стран были серьезные стимулы, чтобы быть мировыми лидерами в развитии ветряной и солнечной энергетики, пишет The Wall Street Journal. В 2004 году на возобновляемые источники энергии приходилось 14% генерации в Евросоюзе. В 2013 году доля выросла до 25%.
    Но в последние пару лет Испания, Великобритания, Италия и другие страны стали урезать дотации на проекты в возобновляемой энергетике в попытке снизить затраты государства и стоимость электроэнергии в период экономического спада. В результате число одобренных проектов резко сократилось, а инвесторы уходят из этой отрасли, которая раньше всегда могла рассчитывать на стабильную поддержку от государства.
    Сейчас на большей части Европы солнечные и ветряные фермы будут конкурировать за господдержку с традиционной энергетикой.
    Урезание субсидий «дает ясный посыл, что возобновляемая энергия должна сама стоять на ногах», говорит банкир Access Corporate Finance Алекс Чаварот, работающий с компаниями в сфере возобновляемой энергетики.
    Только один большой проект в солнечной энергетике получил одобрение в Европе (не считая Великобритании) за 11 месяцев 2015 года. Проект общей мощностью 2 мегаватта — это самый скромный показатель за пять лет. Согласно данным Ernst & Young, на которые ссылается Bloomberg, к примеру, в 2010 году было одобрено 14 новых проектов общей мощностью 240 мегаватт.
    Не лучше обстоят дела в ветряной энергетике. В 2010 году европейские страны одобрили новые проекты прибрежных ветряных электростанций общей мощностью почти 6 тыс. мегаватт. Этот показатель упал до 1,02 тыс. мегаватт по итогам 11 месяцев прошлого года, согласно Ernst & Young. По наземным ветряным электростанциям показатель тоже упал, но не так сильно.
    В Великобритании количество одобренных проектов по прибрежным ветряным электростанциям и солнечной энергетике также сократилось. В 2015 году власти страны урезали поддержку возобновляемой энергетики и с этого года прекращают субсидирование прибрежных ветряных электростанций.
    В то же время британское правительство увеличило налоговые льготы для производителей нефти.
    В Европе новые инвестиции в возобновляемую энергию составили $120,7 млрд в 2011 году, говорит исследование REN21 (группа правительственных и отраслевых организаций, которая отслеживает эту отрасль). В 2014 году новые инвестиции снизились до $57,5 млрд.
    Тем не менее партнер Ernst & Young Бен Воррен говорит, что некоторые европейские страны продолжают много инвестировать в возобновляемую энергетику — это Германия, Франция и Нидерланды.
    Глава Фонда национальной энергетической безопасности (ФНЭБ) Константин Симонов отмечает, что сейчас, безусловно, «зеленой» энергетике конкурировать с традиционными энергоносителями крайне сложно, учитывая падение цен на нефть, газ и уголь.
    «Кстати, еще до того, как рухнула нефть, Европа начала закупать дешевый американский уголь, один из наименее экологичных видов топлива, — напоминает глава ФНЭБ. — То же самое происходит сейчас — Европа, ратующая за экологию, увеличила закупки подешевевших нефти и газа».
    При этом эксперт указывает, что «зеленая» энергетика — отрасль, почти полностью дотируемая.
    Но самое главное, реальная стоимость условного мегаватта «зеленой» электроэнергии никому не известна. Есть оценки различных агентств, но нет мирового ориентира — бенчмарков, как в случае с нефтью, или цен на хабах, как с газом.
     
    dok нравится это.

  9. Энергия ветра — это кинетическая энергия движущегося воздуха. Ветер, обладающий энергией, появляется из-за неравномерного нагрева атмосферы солнцем, неровностей поверхности земли и вращения Земли. Скорость ветра определяет количество кинетической энергии, которая может быть преобразована в механическую энергию или электроэнергию. Механическая энергия может использоваться, например, для помола зерна и перекачивания воды. Механическая энергия может также использоваться для работы турбин, которые производят электричество. Данная работа сосредоточена именно на ветровой электроэнергии, а не на других неэлектрических формах энергии ветра.

    Существует два основных способа, с помощью которых энергия ветра может быть преобразована (как для механических, так и для электротехнических целей): использование либо силы «аэродинамического сопротивления», либо «подъема». Способ аэродинамического сопротивления означает простое размещение одной стороны поверхности против ветра, в то время, как другая сторона находится с подветренной стороны. Движение за счет аэродинамического сопротивления происходит в том же направлении, что и дует ветер. Способ подъема несколько изменяет направление ветра и создает силу, перпендикулярную направлению ветра. Способ аэродинамического сопротивления менее эффективен, чем способ подъема.
    Концентрация энергии ветра колеблется в широких пределах от 10 Вт/м-2 (при легком ветерке 2,5 м/сек) и до 41000 Вт/м-2, во время урагана со скоростью ветра 40 метров в секунду (м/с) или 144 км/час. В общем, энергия ветра пропорциональна кубу скорости ветра. Это означает, что электрическая мощность чрезвычайно чувствительна к скорости ветра (при удвоении скорости ветра мощность увеличивается в восемь раз).

    Глобальное распределение ветра
    Карта на этой странице показывает глобальные ресурсы ветра. Видно, что регионы с высоким потенциалом (около 9 м/с) находятся в средних и высоких широтах (Антарктида, южная Латинская Америка, Гренландия, Северная и Западная Европа), а также в районе огромных равнин и пустынь центральной части Северной Америки, России, Центральной Азии и Северной Африки (примерно 6 м/с).
    Скорость ветра необходимая для выработки электроэнергии должна быть, по крайней мере, 2,5–3 м/с и не более 10–15м/с. Многие районы Земли не пригодны для размещения ветровых установок, и почти такое же количество районов характеризуется средней скоростью ветра в диапазоне (3–4,5м/с), что может быть привлекательным вариантом для производства электроэнергии. Однако значительная часть поверхности Земли характеризуется среднегодовой скоростью ветра, превышающей 4,5 м/с, когда энергия ветра наверняка может быть экономически конкурентоспособной.
    Оценка ветровых ресурсов конкретной территории является сложной задачей, которая требует многообъемлющих данных. В целом, доступность и надежность данных о скорости ветра крайне низка во многих регионах мира. В общих чертах, потенциал производства ветровой электроэнергии зависит от следующих четырех факторов:
    широта и преобладающие режимы ветра
    • рельеф и высота
    • водоемы
    • растительность и застройка территории
    Скорость ветра, преобладающую в регионе, можно определить исходя из глобальной модели (низко- и высокоширотные восточные, среднеширотные западные, и маловетреные тропические зоны конвергенции). Кроме того, в прибрежных районах часто наблюдаются морские и наземные бризы, а высотные районы могут усиливать воздушные возмущения, вызванные тепловыми циклонами.
    [​IMG]
    На рисунке приведена карта ветровых ресурсов мира (высота — 80 м, разрешение — 15 км) с указанием установленной мощностью и данными о производстве ветровой электроэнергии ведущими странами мира
    Глобальные тенденции
    Энергия ветра, с ее зарождением в конце 1970-х гг., стала глобальной отраслью, в которой участвуют энергетические гиганты. В 2008 году новые инвестиции в ветроэнергетику достигли 51,8 млрд. долларов США (35,2 млрд. евро) (ЮНЕП, 2009).
    Согласно статистическим данным, опубликованным Европейской Ассоциацией Ветровой Энергетики (EWEA, 2011), преуспевающие рынки существуют в местах с надлежащими условиями размещения. В 2008 году ветроэнергетические установки обеспечили производство около 20% всей электроэнергии Дании, более 11% в Португалии и Испании, 9% в Ирландии и почти 7% в Германии, более 4% всей электроэнергии Европейского союза (ЕС) и почти 2% в США (МЭА Энергия ветра, 2009).
    Начиная с 2000 года, совокупная установленная мощность выросла в среднем на 30% в год (см. рисунок). В 2008 году более 27 ГВт электрической мощности были установлены в более чем 50 странах, в результате чего глобальный наземный и морской потенциал достиг 121 ГВт. В 2008 году Мировой Совет Энергии Ветра подсчитал, что было выработано около 260 миллионов мегаватт часов (260 тераватт часов) электроэнергии.

    Беларусь: ветровые ресурсы
    «Генеральный план развития ветроэнергетики СССР до 2010 года» 1989 года включал карту ветров каждой республики. Ресурсный потенциал оценивался по скорости ветра на высоте 30 м. Согласно этой ветровой карте скорость ветра на высоте 30 м не достигала 5 м/с. Исходя из этих данных, потенциал ресурсов энергии ветра Беларуси невысок.
    Однако, на высоте 80 м показатели ветровых ресурсов улучшаются. Так средняя скорость ветра в Дзержинском районе составляет 8,6 м/с. Большинство стран согласно нижеприведенной карте располагают скоростью ветра около 5 м/с на высоте 80 метров. По данным официальной статистики, потенциал производства электроэнергии Беларуси за счет энергии ветра составляет 6,5 млрд. кВт/ч (при потенциале установленной мощности около 1600 МВт). Наиболее перспективные участки для ветроустановок находятся в Минской области, в западной части страны, а также в городах Витебске и Полоцке, в южной части страны.
    При планировании размещения ветроэнергетических установок, желательно иметь больше информации о скорости ветра, а не только национальную карту, так как особенности местности, такие как рельеф, высота, водоемы и растительность оказывают существенное влияние на ветровые ресурсы.

    Состояние на данный момент
    В настоящее время технически возможное использование ветрового потенциала не превышает 5% от теоретического потенциала. Пока в Беларуси существует четыре важные ветроэнергетические установки.
    Ветряная электростанция Дружная, расположенная в западной части страны, имеет полную установленную мощность 0,85 МВт. Она состоит из установки NORDEX (250 кВт), построенной в 2000 году, и систем Repower и турбины Jacobs (600 кВт), построенных в 2002 году. Эти установки производят электроэнергию примерно 1,3–1,4 ГВтч/год, которая поставляется примерно 700 жителям.
    В Кореличском регионе работает установка 3×77 кВт, а в Дзержинском районе построена ветротурбина мощностью 250 кВт. Ветряная электростанция, расположенная около Минска имеет мощность 1,08 МВт, и, по оценкам специалистов, ее годовое производство составляет 2 ГВтч электроэнергии. Расположенная в центральной части страны, эта электростанция в состоянии обеспечить электричеством 900 жителей.
    Программой развития ВИЭ Беларуси предполагается строительство нескольких ветряных парков, но пока строительные работы практически не начинались. В программе говорится о 1840 объектах, с установленной мощностью 1600 МВт и годовым производством энергии 3,3 млрд. кВт/ч, в том числе в Гродненской области (1,5 МВт), в регионах Новогрудка (15,5 МВт), Лиозно (60 МВт), Ошмян (25 МВт), Дзержинска (60 МВт) и Сморгони (15 МВт).
    [​IMG]
    На рисунке приведена карта ветрового потенциала Беларуси на высоте 80м.

    Технология ветротурбин
    Возможность производства электроэнергии определяется конструкцией ветровых турбин. Все ветровые турбины состоят из лопастей, которые вращают ось, соединенную с генератором, который и производит электрический ток.
    Ветровые турбины могут быть расположены практически везде, где есть ветер, например, на море, на суше и в застроенном месте.
    Ветровые турбины имеют различные размеры и номинальную мощность. Самая большая турбина имеет лопасти с размахом большим, чем длина футбольного поля, высоту 20-этажного здания и производит электроэнергию достаточную для электроснабжения 1400 зданий. И, наоборот, ветровая турбина размером с небольшой дом имеет лопасти диаметром от 8 до 25 футов, высоту — свыше 30 футов, и может обеспечивать электроэнергией полностью электрифицированное здание или малое предприятие.
    Размер и мощность ветровых турбин колеблется в широких пределах. Выделяются три основных типа ветровых турбин: с горизонтальной осью, с вертикальной осью и канальные.
    Турбины с горизонтальной осью (Пропеллерные ветровые турбины)
    Пропеллерные ветровые турбины (сокращенно ПВТ) в настоящее время доминируют. Этот вид похож на ветряную мельницу с лопастями в виде пропеллера, которые вращаются вокруг горизонтальной оси.
    Пропеллерные ветровые турбины имеют основную ось ротора и электрический генератор в верхней части мачты. Ось ротора должна быть направлена в сторону ветра. Малые турбины ориентируются по ветру с помощью простых направляющих, установленных перпендикулярно лопастям ротора, в то время как в больших турбинах обычно используется датчик ветра, управляющий поворотным двигателем. Большинство крупных ветровых турбин имеют редуктор, который преобразует медленное вращение ротора в быстрое вращение генератора, что важно для выработки электроэнергии.
    Лопасти ветряных турбин изготавливаются жесткими, для того чтобы предотвратить удар лопастей о мачту при сильном ветре. Кроме того, лопасти расположены на значительном расстоянии от мачты и иногда немного наклонены.
    Так как за мачтой создается турбулентность, турбины, как правило, располагаются с той стороны, откуда дует ветер. В противном случае, турбулентность может привести к авариям из усталостных напряжений, что снижает надежность установки. Тем не менее, несмотря на проблемы турбулентности, построены установки с расположением турбины по направлению ветра, так как они не нуждаются в дополнительном механизме для их ориентации по ветру, и, во время сильного ветра, их лопасти могут сгибаться, что уменьшает зону скольжения и таким образом сопротивление ветру.
    Ветровые турбины с вертикальной осью (Виндроторные ветровые турбины)​
    Виндроторные ветровые турбины (ВВТ) бывают разных типов, но все они имеют общую черту: основной вал ротора расположен вертикально (а не горизонтально).
    Различные модели (см. ниже) разрабатываются специально для мест, где направление ветра очень изменчиво или беспокойно. ВВТ, как правило, считаются более легкими в установке и обслуживании, так как генератор и другие основные компоненты могут быть размещены близко к земле (нет необходимости в том, чтобы мачта держала компоненты турбины, а компоненты становятся более доступны).
    ВВТ, как правило, менее эффективны, чем ПВТ, по следующим причинам:
    Они часто создают сопротивление при вращении.
    Часто установлены на более низкой высоте (земля или крыша здания), где скорость ветра меньше.
    Наличие проблем, связанных с вибрацией, например, шум и более быстрый износ и разрыв опорной конструкции (так как воздушный поток имеет большую турбулентность на низкой высоте).

    ВВТ Дарье
    Запатентованная французским авиационным инженером Жоржем Жан-Мари Дарье в 1931 году, ветряная турбина Дарье часто называется «венчиком для взбивания яиц» из-за ее внешнего вида. Она состоит из нескольких вертикально направленных лопастей, которые вращаются вокруг центральной оси.
    Разница между ПВТ и ВВТ Дарье состоит в том, что ось пропеллерной турбины всегда сталкивается с ветром, а турбина Дарье представляет собой цилиндр перпендикулярный воздушному потоку. Таким образом, часть турбины работает, а другая часть просто крутиться по кругу.

    Лопасти позволяют турбине достигать скоростей, которые выше, чем фактическая скорость ветра, что делает их подходящими для выработки электроэнергии, а не для откачки воды, например. Турбина Дарье может работать при скорости ветра до 220 км/ч и при любом его направлении.
    Основной недостаток турбины Дарье — невозможность самостоятельного включения. Для пуска турбины требуется внешний привод (например, небольшой двигатель или набор маленьких турбин Савониуса). При достаточной скорости вращения, ветер создает достаточный крутящий момент, и ротор начинает вращаться вокруг оси с помощью ветра.
    Тип турбины Дарье теоретически так же эффективен, как и пропеллерный тип, если скорость ветра постоянная, но на практике эта эффективность редко реализуется из-за возникающих физических напряжений, конструкционных особенностей и изменяемости скорости ветра.
    Особым типом турбины Дарье является «Тип Н» (или «Gyromill»). Для получения энергии ветра он работает по тому же принципу, что и ветряная турбина Дарье, но вместо изогнутых лопастей применяются 2 или 3 прямые лопасти, индивидуально прикрепленные к вертикальной оси.
    [​IMG]

    ВВТ Савониуса
    Турбина Савониуса является простым видом турбины, который был придуман в его современном виде финским инженером Сигурдом Джоханесом Савониусом в 1922 году. Она обычно применяется в случаях, требующих высокой надежности, а не высокой эффективности (например, в вентиляции, в анемометрах, во внутреннем микропроизводстве).
    Турбины Савониуса гораздо менее эффективны, чем ПВТ и ВВТ Дарье (около 15%, см. ниже «Расчет энергии ветра»), но в отличие от первых, они хорошо работают при турбулентном ветре и, в отличие от последних, они самостоятельно включаются. В структурном плане они являются устойчивыми, могут хорошо противостоять сильным ветрам и остаются без повреждений и работают тише по сравнению с другими типами.
    В отличие от турбины Дарье, которая работает под действием силы «подъема», турбина Савониуса работает за по принципу «аэродинамического сопротивления». Она состоит из 2–3 «ковшей»: изогнутые элементы испытывают меньшее сопротивление при движении против ветра, чем при движении по ветру из-за изогнутой формы ковшей. С точки зрения аэродинамики именно это дифференциальное сопротивление заставляет турбину Савониуса вращаться.
    [​IMG]
    Расчет энергии ветра
    Мощность энергии ветра (P в ваттах) при известной скорости ветра рассчитывается по следующей формуле:
    P = ½ x «плотность воздуха» x «площадь охвата» x («скорость ветра»)3
    Над уровнем моря «плотность воздуха» составляет примерно 1,2 кг/м3, «скорость ветра» является скоростью ветра (м/сек) и «площадь охвата» относится к площади пространства, покрываемая ротором ветровой турбины. Она может быть рассчитана исходя из длины лопасти турбины:
    A = π x («длина лопасти»)2
    Однако, как только важные технические требования к ветровым турбинам принимаются во внимание (например, прочность и износостойкость, передаточное число редуктора, требования к подшипникам, генератору), предел количества энергии, которая может быть получено за счет энергии ветра уменьшается до 10–30% от фактической энергии ветра. Этот предел называется «коэффициент мощности», который является уникальным для каждого вида ветровой турбины. Для расчета количества извлекаемой энергии этот коэффициент мощности («Cp») должен быть введен в приведенную выше формулу:+
    P доступная = ½ x «плотность воздуха» x «площадь охвата» x («скорость ветра»)3x Cp
    Коэффициент мощности Cp зависит от типа ветровой турбины, и изменяется от 0,05 до 0,45.
    [​IMG]
     
    dok нравится это.

  10. С началом освоения природных богатств российского Севера в России можно наблюдать также и высокий интерес к развитию инновационных способов получения электроэнергии. В итоге на примере лишь одной уникальной разработки РФ можно наблюдать мощь российской технической мысли.
    Так, стоит обратить внимание на то, что в ОКБ «Атом» разработали уникальную ветровую турбину Fennec, которая приятно удивляет своими возможностями. Данный отечественный продукт создавался в качестве универсального «ветряка». В итоге, благодаря низкому уровню шума, ее можно использовать даже на крышах жилых зданий, компактные размеры и простота установки позволяют закреплять ее даже в горной местности. Помимо этого высокое качество комплектующих и оригинальное исполнение турбины обеспечивает высокое надежность работы в условиях ее эксплуатации от северных широт до пустыни на протяжении 50 лет. Кроме того габариты турбины позволяют с легкостью ее перевозить в стандартном 20-футовом контейнере, что значительно снижает логистические издержки на ее транспортировку.
    Примечательно, что во время презентации на вставке в Баку турбина Fennec продемонстрировала возможность вырабатывать электроэнергию даже при скорости ветра всего в 3 – 4 метра, что, по словам главного конструктора Максима Кузина, «недостижимый показатель для ближайших мировых аналогов».
     
    tOmbovski volk и dok нравится это.

  11. Мы хотим познакомить вас, уважаемые читатели, с мнением высококвалифицированного инженера на то, что такое основные составляющие «зеленой энергетики» – на солнечные панели и ветроустановки. «Передовая мировая общественность» считает, что век тепловых и атомных электростанций закончился? Предположим, что это именно так и просто посчитаем, во что это обойдется – по затратам на производствро, на эксплуатацию, на необходимые земельные площади. Дмитрий Таланов хорошо знает, о чем пишет, ведь ему приходилось рассчитывать электрические сети и для такой генерации, и этим его взгляд особенно интересен.

    Тридцать лет назад компьютеры стоили миллионы долларов, жесткие диски – десятки тысяч долларов, а solid-state memory была настолько дорогая, что, по слухам, Билл Гейтс сказал в 1981 году, что 640 килобайт такой памяти должно быть достаточно любому компьютеру.
    Затем началась эра кредитной стимуляции потребительского спроса, производители оценили потенциальный рынок, переписали бизнес-планы, заняли денег и вместо двух-трех инженеров на контору наняли разом несколько десятков, поставив им задачу найти пути снизить стоимость и повысить потребительские качества продукции. Результаты можно наблюдать в любом доме. Так река денег, направленная в определенное русло, за короткий период времени радикально изменила ландшафт.
    После того, как мир заразился идеей получать энергию из возобновляемых источников, таких, как солнечный свет и ветер, река денег хлынула уже в этом направлении. Эффект был похожий: за два десятка лет резко выросли КПД солнечных панелей, емкость аккумуляторов и надежность ветрогенераторов. А их стоимость упала. На рынок хлынули системы UPS (uninterruptible power system) с коэффициентом мощности по входу без малого единица, КПД до 97%, появились и сложные VFD (variable frequency drive), превращающие асинхронный двигатель с беличьей клеткой ротора – рабочую лошадь индустрии – практически в синхронный с легко изменяемой скоростью вращения и кривой момента на валу, а это обеспечивало уже экономию электроэнергии в десятки процентов. Следует отметить, что сами VFD появились в 1960-х, но эффективное векторное управление в них было реализовано только в 1990-х.
    Стремление мира «позеленеть» как можно быстрее замечательно сказывается на потребительских качествах многих товаров и сильно радует инженерную душу. Ведь открывается столько ранее недоступных возможностей! Конечно, очень хочется развить эту тему, но статья посвящена не инженерно-потребительской оценке «зеленой энергии», а анализу перспектив этого направления энергетики применительно к нашей столице – Москве. Все данные для анализа взяты из открытых источников, инсайд не потребовался, общедоступных данных вполне достаточно.

    Москва и Солнце
    Для начала давайте прикинем, что потребуется для перевода только Москвы на альтернативные источники энергии. Начнем с солнечной энергии.
    Солнечная постоянная – количество мощности, проходящей через плоскость, перпендикулярную солнечным лучам – на орбите Земли составляет 1’367 Вт/м², а на поверхности планеты составляет 1’000 Вт/м² в полдень на экваторе. Это чтобы оценить потери в прозрачной атмосфере. Далее будем считать в кВт*ч, коли мы рассматриваем именно энергию, на которой сказывается эллиптичность орбиты планеты, да и ночь то и дело на ней наступает, а то и погода меняется. Годовая инсоляция это учитывает, и поэтому в ней считать проще.
    Итак, годовая инсоляция для Москвы, если мы бросим солнечную батарею (СБ) горизонтально на землю, составит 1’020 кВт*ч/м² при 100% КПД батареи. Если направим ту же батарею под фиксированным оптимальным углом к горизонту, чтобы максимизировать получаемую энергию за год, эта цифра составит 1’173 кВт*ч/м². Если станем следить за солнцем, ворочая батарею туда-сюда, то 1’514 кВт*ч/м². Для сравнения, в Сочи те же показатели будут такими: 1’365 / 1’571 / 2’129. То есть строить там с целью переслать потом энергию в Москву нет смысла: вся прибыль уйдет на потери при передаче

    [​IMG]

    Это наши исходные данные без учета КПД батареи, который на настоящий день оптимистично заявляется в 18-20%, а в будничной реальности ближе к 16% без учета фото-деградации со временем. Останемся оптимистами и для расчетов примем 18%.
    К исходным данным надо добавить еще стоимость 1 ватта установленной мощности солнечной станции. Автор статьи, используя доказавшие надежность СБ китайского производителя, опробованные годами на гигаваттных индийских установках, достиг показателя 1,8 доллара за ватт (под ключ, с прямой синхронизацией с построенной им же системой 220/33/10кВ на 200 МВт). Но ходят упорные слухи, что, при использовании оборудования отдельных производителей, можно достичь и 1,0 доллара за ватт. Что ж, не будем проверять обоснования такого оптимизма, а просто примем это для наших расчетов. На всякий случай, чтобы никто не пытался выдвигать обвинения в предвзятом отношении к «зеленой энергетике». И последнее: за 2016 год Москва потребила 59’068 млн кВт*ч (только город; из «Отчета Мосэнерго, 2016»).

    Усредняя годовую выработку квадратного метра батареи, установленного под фиксированным оптимальным углом в Москве, получаем 1’173 кВт*ч/м² / 8’760 ч = 0.134 кВт = 134 Ватт/м². При оптимистично-реальном КПД 18% наш итог – 0,18 х 134 = 24 ватт/м².

    Эти результаты хорошо согласуются с коэффициентом использования установленной мощности (КИУМ) для солнечных батарей, уже действующих в разных странах – он варьируется от 30% для Австралии до 13% для северной Европы.
    Общая площадь требуемой солнечной батареи: 59’068 000 000 / 1’173 / 0,18 = 279’757’506 м².1

    Цифра кажется большой, но не надо её пугаться, это всего лишь 279,8 км, то есть что-то около 17 на 17 км. Когда мы стоим на земле, то на плоской открытой местности можем видеть невооруженным глазом на 5 км. Просто увеличьте эту дистанцию втрое, затем мысленно представьте квадрат с такой стороной, это и будет требуемая площадь СБ.
    Таким образом цена вопроса перекрашивания Москвы в «зеленый» цвет составит:
    279’757’506 м² х 24 Ватт/м² = 6’714’180’144 Ватт = 6’700 МВт ⇒
    ⇒ 6’700 МВт х $1.0 = 6’700 млн долларов = 6,7 млрд долларов

    Это капитальные затраты. Сюда следует добавить операционные расходы по обслуживанию установки, пусть даже по очистке панелей. В противном случае когда пойдет снег, город окажется без электричества. Конечно, на очистку панелей всегда можно бросить строителей со всей Москвы, ведь света всё равно нет. Ну, а если тучки набегут или ночь случится? Нет, уж лучше запасти электроэнергию, пока светит солнце!
    Только эффективно и недорого запасать её мы еще не научились. Строить ГАЭС (гидроаккумулирующие электростанции) требуемого объема в Москве негде (для примера, установленная мощность огромной Саяно-Шушенской ГЭС составляет 6’500 МВт). Использовать тепловой коллектор для нагрева воды можно, но у него КПД не более 20% и размерами он будет лишь немногим уступать СШГЭС.
    Остаются аккумуляторы. КПД современных свинцово-кислотных аккумуляторов доходит до 80%, а у новых литиевых достигает 90%. Но здесь беда не с КПД, а со стоимостью. Оптовая цена свинцово-кислотных аккумуляторов составляет 0,1 доллар за Ватт*час, а литиевых – 0,3 доллара. Соответственно, на 1 Ватт солнечной батареи стоимостью 1 доллар, чтобы пережить только ночь длиной 8 часов, нужно потратить 0,8 доллара на свинцово-кислотные аккумуляторы или 2,4 доллара на литиевые.

    Удельные характеристики их тоже не радуют. Лучшие литиевые аккумуляторы обеспечивают 200 Вт*ч на килограмм веса. У свинцово-кислотных всё значительно хуже. Таким образом, вес требуемой литиевой батареи составит: (6’700 х 106 х 8) / 200 = 268’000 тонн. Для сравнения – Эйфелева башня весит 10’000 тонн.
    Следует также помнить, что количество циклов заряд-разряд у этих типов аккумуляторов ограничено и составляет 1’000 циклов при потере около 20% исходной емкости. То есть через 3 года батарею придется менять на новую, а старую весом в 27 Эйфелевых башен придется утилизировать. И это нужно будет делать каждые 3 года – по меньшей мере, до появления более эффективных аккумуляторов.
    Те, кто занимается их утилизацией – обычно это сами производители – утверждают, что до 80% материалов аккумуляторов обезвреживается и, в том или ином виде, возвращается в производство. Вопрос: куда деваются остальные 20%? Соли лития, тионил хлорид, диоксид серы и прочие крайне токсичные и тератогенные вещества, которыми битком набиты современные аккумуляторы. Если начать складировать каждые 3 года по пять Эйфелевых башен таких отходов, то в сравнении с ними шахтные терриконы покажутся экологичней ракушек на крымском пляже.
    Но, в таком случае, может, не стоит использовать аккумуляторы, а вместо них отдавать электричество сразу в распределительную сеть по мере генерации, рассчитывая ночью и вечером на обычные электростанции? Так оно и делается там, где солнечная энергетика цветет в полную силу. К чему это приводит, рассмотрим чуть позже.

    Москва и ветер
    Энергия ветра относится к возобновляемым источникам энергии. Ветер дует везде и всегда, разве что с разной силой. Общие запасы его энергии в мире оцениваются в 170 трлн кВт*ч, что в восемь раз превышает мировое потребление электроэнергии на настоящий день. Теоретически всё электроснабжение в мире можно было бы обеспечить только за счёт энергии ветра.
    Использовать энергию ветра стали давно – достаточно вспомнить ветряные мельницы и парусные суда. А в начале прошлого века стали строиться и ветроэлектростанции (ВЭС). Следует отметить, что одним из лидеров в этой области был СССР. В 1931 году в Крыму, около Балаклавы, была введена в эксплуатацию ВЭС, которая проработала до 1941 года. Во время боёв за Севастополь она была разрушена. Опорную конструкцию её ветродвигателя построили по проекту В. Г. Шухова. Ветроагрегат с ротором диаметром 30 м и генератором в 100 кВт являлся на тот период самым мощным в мире. В 1950-х годах в СССР производилось 9’000 ветроустановок в год.

    Но ветер не всегда дует с достаточно силой, что особенно выражено на суше. Поэтому те, кто стремится развивать ветроэнергетику, лезут также в море, что обходится заметно дороже. И, невзирая на эти усилия, КИУМ таких комбинированных ветропарков всё же едва достигает 35%, а на суше он обычно около 20% – то есть попадает в тот же диапазон, что и в случае солнечной энергетики.
    В «погоне за ветром» высота мачты всё время увеличивается, во многих случаях достигая сотни метров. Длина лопастей ротора тоже растет, как и номинальная мощность ветрогенераторов. На настоящий день 5 МВт для такого генератора считается средней величиной, и ведутся разработки машин вплоть до 20 МВт.
    Чтобы утыкать землю вокруг Москвы ветроэлектростанциями, возьмем 5 МВт машину за основу. Сколько их может понадобиться? С учетом КИУМ, 6’700/5/0’2 = 6’700 машин.

    Много это или мало?
    Обычно высота таких ветрогенераторов вместе с лопастями составляет 160-180 метров. Будем скромны и примем 160 м. Следует понимать, что для максимальной плотности размещения ветропарка каждая машина должна отстоять от соседней на двойную дистанцию своей полной высоты (просто для того, чтобы при падении двух машин навстречу друг к другу они не разломали себя в труху). Имеются и другие, куда более специфические соображения, но их можно опустим в данном случае.
    Итак, каждому ветрогенератору потребуется жизненное пространство 320 х 320 метров, т.е. 102’400 м². А всем 6’700 агрегатам понадобится 686 км², что значительно хуже того, что потребовала для себя гипотетическая СЭС выше. И что совсем замечательно, мы избавляемся от «проблемы аккумуляторов».

    Осталось посчитать, во сколько это встанет.
    Капитальные затраты на строительство материковых ВЭС составляют, по разным источникам, от 1’300 до 2’000 долларов за кВт установленной мощности. Принимая во внимание погоду в Москве – риск сильных ветров и морозов – агрегаты нуждаются в повышенной надёжности, а значит, разумней взять $2’000/кВт. Следовательно, стоимость нашего ветропарка составит $13 млрд 400 млн.
    Получилось в два раза дороже, чем СЭС без аккумуляторов, но есть и другой минус. Обслуживание вращающихся машин также дороже в сравнении со стационарными статическими установками типа СЭС, где только смахивай пыль/снег с панелей да изредка меняй сгоревшие инверторы. Т.е. себестоимость производства электроэнергии ВЭС в реальности далека от нуля.
    Европейский опыт показывает, что суммарные эксплуатационные издержки составляют примерно 1 евроцент на 1 кВт*ч (около 70 копеек на сегодняшний день) и эти деньги ложатся на плечи потребителей в той же мере, как и эксплуатационные издержки ГЭС, АЭС и ТЭС. Вот только последние при той же установленной мощности занимают площадь в тысячи раз меньшую (исключая водохранилища ГЭС). И затраты на выработку 1 кВт*ч на АЭС и ГЭС составляют единицы копеек. Только ТЭС приближается к еврозатратам на эксплуатацию ВЭС в силу дороговизны углеводородов.

    Не обошли ВЭС и экологические проблемы. Многие европейские источники ссылаются на инфразвуковые колебания и вибрации, исходящие от работающих ветрогенераторов, отрицательно воздействующие на людей и животных. В районе ветропарков перестают селиться животные и птицы. Статистику по погибшим птицам, особенно перелетным, летящим на значительной высоте, найти непросто. Но недаром в Великобритании ветряки теперь зачастую называют “bird choppers”, что соответствует «мясорубке для птиц».
    Еще одна проблема состоит в утилизации лопастей, исчерпавших свой ресурс. При том количестве ветрогенераторов, которые уже установлены, это серьезная проблема. Дело в том, что лопасти генераторов делаются из стеклопластика для облегчения нагрузки на подшипники машины. И в большинстве случае после того, как они отслужат свое, их сжигают, что порождает много высокотоксичных газов. При этом зольность сжигаемой массы составляет около 60% и образующаяся зола требует захоронения.

    Подытожим:
    Капитальные затраты на строительство СЭС без аккумуляторов составляют на настоящий момент не ниже $1’000/кВт установленной мощности;
    Капитальные затраты на строительство СЭС с аккумуляторами составляют на настоящий момент не ниже $1’800/кВт со свинцово-кислотными аккумуляторами и не ниже $3’400/кВт – с литиевыми;
    Проблема утилизации аккумуляторов в том масштабе, который потребуется, если они всё же найдут широкое применение в мощных СЭС, далека от решения;
    Капитальные затраты на строительство ВЭС на территории РФ составляют на настоящий момент не ниже $2’000/кВт;
    Эксплуатационные затраты ВЭС сравнимы с такими же у ТЭС и значительно выше, чем у ГЭС и АЭС;
    Проблема воздействия ВЭС на людей и животных, а также проблема утилизации отдельных частей ВЭС пока далеки от решения;
    Оба типа станций требуют масштабного отчуждения земель;
    Оба типа станций генерируют электроэнергию когда могут, а не когда нужно.

    В то же время:
    Капитальные затраты на строительство АЭС составляют $2’000-4’000/кВт в зависимости от того, кто строит. Утилизация отработанного топлива давно проработана, а при вводе в работу новых БН реакторов появилась и возможность замкнуть цикл использования топлива;
    Капитальные затраты на строительство газовой ТЭС составляют не более $1’200/кВт. Утилизация отработавшей своё станции не представляет проблем;
    Капитальные затраты на строительство угольной ТЭС составляют не более $2’000/кВт. Утилизация отработавшей своё станции не представляет проблем;
    Все три типа станций генерируют электроэнергию когда нужно и не требуют масштабного отчуждения земель;
    Капитальные затраты на строительство ГЭС составляют $1’200-2’000/кВт в зависимости от рельефа местности. Этот тип станций тоже генерирует электроэнергию когда требуется, за исключением маловодных лет. Чаще всего требует масштабного отчуждения земель. Утилизация отработавшей своё станции требует массивной рекультивации земель.

    Электроэнергетические качели
    Сначала внимательно посмотрим на следующие два слайда, взятые из официальной презентации немецкой RWE.

    [​IMG]

    [​IMG]

    Что мы здесь видим? А видим мы здесь большую проблему. С 2012 года эта проблема лишь выросла в размерах, окрепла и уже угрожает не просто энергосистеме, а существованию той промышленности Германии, которой кровь из носу требуется стабильность частоты и напряжения. Прежде всего это точное машиностроение и тяжелая промышленность с большой добавленной стоимостью, дающие работу значительной части населения и немалую часть ВВП страны.
    Как признаётся в презентации от 2012 года, Германия может получать до 30% требуемой электроэнергии от ветра и солнца, но контроля за этой выработкой не имеет. К слову, на сегодняшний день страна в отдельные дни получает уже до 80% от солнца и ветра. Вот только эта выработка может как взмывать в небеса, так и падать камнем буквально за секунды (тучка набежала!).
    Автор статьи, как человек, занимавшийся часть карьеры проблемами устойчивости энергосистем и разработкой новых типов релейной защиты и автоматики, видел и куда как более детальные осциллограммы, на которых выработка немецких ветропарков и солнечных полей в соответствующих погодных условиях менялась до 8 ГВт/сек в тяжелых случаях и в сотни раз чаще – около 2 ГВт/сек. Это при полной установленной мощности системы 50 ГВт и средней используемой 44 ГВт.

    Но ведь это «бесплатная» энергия? Да. Это же хорошо? Нет.
    Давайте представим, что по дороге едет груженый самосвал, везущий в кузове разные стекляшки (хрупкие параметры статической и динамической устойчивости). В какой-то момент вне контроля водителя момент на валу двигателя самосвала вдруг резко возрастает, затем спустя время так же резко падает, и этот процесс продолжается несколько раз. Стекляшки стукаются друг об друга, иногда бьются, водитель в поту (диспетчер системы и автоматика) отчаянно пытается выровнять ход, надеясь только, чтобы колеса не слетели с осей и выдержала коробка передач.
    Благополучно доехав до цели, водитель сталкивается с политиком-адептом «зеленой» энергии, жалуется на жизнь, на что адепт говорит: – «Но ведь ты потратил даже меньше топлива, чем обычно, сам признаешь! Невзирая на все выкидоны своего самосвала. А значит, это хорошо, мы делаем мир чище!».

    Что на это ответить? Нет ничего более печального и нелепого, чем попытки политиков решать технические вопросы.
    Чем компенсировать эти рывки? Только увеличением мощности двигателя настолько, чтобы рывки в ней утонули… ой, в смысле только увеличением установленной мощности традиционных станций, пусть даже они будут вынуждены большую часть времени работать на уровнях нагрузки, близких к холостому ходу. Вот только на этих уровнях КПД этих станций самый низкий, рабочее тело просто вылетает в трубу, а регулярное обслуживание оборудования учащается. В общем, швыряние денег псу под хвост.
    Плюс нагрузка на персонал системы. Возвращаясь к RWE, с середины 90-х до середины 2010-х количество случаев, когда их ЦДУ прибегало с ручному вмешательству для предотвращения развала системы на «острова», увеличилось в 17(!) раз. А стабильность напряжения/частоты стала такова, что прокатные станы, металлургия, точное машиностроение начали ругаться уже матом и крепко задумались перебираться в другие, не столь успешные в «зеленой» энергетике страны. Недавняя тяжелая авария в восточной Австралии пример тех же процессов.
    Вот такая эта «зеленая» энергетика…

    Мечтания и реальность
    Собственно, какой вывод из этого можно сделать? Такой, что вся солнечная и ветроэнергетика должны иметь 100% резервирование традиционными мощностями, чтобы всё не развалилось, когда в пасмурный день не дует ветер. А это значит, что стоимость генерации «зеленой» электроэнергии без учета стоимости обслуживания резерва – передергивание карт под столом и лукавство.
    Альтернативная энергетика имеет право на существование без присоединения к системе и без субсидий. Еще до того, как у стран, увлекшихся таким присоединением, как те же Германия и Австралия, начались проблемы с устойчивостью, автор этой статьи со своим коллегой ручками прикинул, что по достижении 20% установленной мощности вся эта «зелень» начнет создавать сильную головную боль. И решение на разрешение таких присоединений равнозначно открыванию ящика Пандоры. Закрыть его будет трудно.
    Тем не менее расхожее мнение, что нам в России вообще не нужны солнечная и ветроэнергетика, не имеет под собой оснований. Солнечная энергетика (с аккумуляторами) и ветроэнергетика сегодня могут быть оправданны в удаленных районах, где нет возможности подключиться к сети. В конце концов, более 70% территории нашей страны, на которой проживает около 20 млн человек, находится вне системы централизованного энергоснабжения. Опыт РусГидро, которая комплектует солнечные и ветровые электростанции с дизельными установками и устанавливает такие комбинированные установками даже за Полярным кругом, доказывает, что это не только возможно, но и позволяет окупать капитальные затраты за счет экономии северного завоза топлива.

    Послесловие про «Теслу»
    Трудно представить восторг водителя машины, каждое колесо которой оснащено индивидуальными движками в 100 л.с. (75 кВт) с плоским, без провалов, моментом. Мы скоро придем к этому, но пока и два движка 100 кВт (по одному на переднюю и заднюю ось) вызывают прилив счастья у пользователей таких авто. Однако чем ближе день, когда такие авто сделаются широко распространенными, тем ближе неприятности, о которых пока мало кто думает (и речь совсем не об аккумуляторах).
    Современный электромобиль тратит примерно 20 кВт*ч на 100 км пробега. Эта дистанция близка к обычному дневному пробегу американской машины, судя по публикуемым пробегам в их каталогах подержанных машин.
    При напряжении аккумуляторов в 400 В (как у Теслы), сила тока для полного заряда в течении 6 минут должен быть: 20’000/400В/0,1 ч = 500А. Соответственно мощность зарядного устройства: 0,5кА х 400В = 200 кВт (при 100% КПД).

    Почему именно 6 минут? Потому что это время, которое обычно тратится на заправке для заливки в бак топлива вроде бензина-солярки. Эту привычку будет крайне трудно переломить.
    Далее должен последовать выбор: или владельцы электромобилей согласятся сидеть рядком у электро-заправки, словно воробьи на жердочке, ожидая зарядки своих авто сниженным током, скажем, целый час для тока 50А, или они начнут этим возмущаться, и ток зарядки в 500А быстро сделается стандартным.

    Во что более верится?
    Конечно, в домовых паркингах ток зарядки может быть значительно меньше. Но после пары ситуаций, когда владелец, едва поставив авто на зарядку, будет вынужден снова отправиться в путь на полупустом аккумуляторе с риском застрять где-то в дороге, можно быть уверенным, что ток зарядки будет сразу выставлен на максимум.
    А к чему это приведет?
    К тому, что неизбежно случится, если об этом не подумать заранее: к коллапсу единой энергосистемы. Ибо три таких машины на зарядке по потреблению электроэнергии равны возможностям трансформатора, питающего 1’000 квартир без электропечей или 600 квартир с электропечами.
    В каждом часовом поясе приехавшие на работу / с работы станут массово ставить свои машины на зарядку, на что при нынешних российских 44 млн легковушек на руках, замени мы их завтра электромобилями, понадобятся дополнительные 44 млн х 0,2 МВт = 8’800 ГВт (!) установленной мощности в системе. Это 8’800 гигаваттных генераторных блоков или 2’200 крупных АЭС по 4 таких блока на станцию. Для сравнения, на апрель 2017 года в России имелось 10 действующих АЭС с общим числом в 35 энергоблоков суммарной установленной мощностью 28 ГВт.
    От такого у любого адепта позеленеет в глазах. Автор этих строк, правда, смухлевал, решив не загружать текст интегрированием зарядок по времени, т.к. картина всё равно будет страшная.

    Начинаем «экономить» генерирующие станции. Для начала попробуем переустановить стандарт скорости зарядки на 50А – это позволит разом уменьшить количество требуемых АЭС в десять раз, до 220. Теперь чем мощней авто, тем дольше придется его заряжать в часах (но минимум 1 час). Затем придет время ограничения количества электромобилей. Скажем, разрешения на покупку будут разыгрываться в лотерее с потолком по стране 22 млн – тогда ещё уполовиним количество станций, до 110. После чего обязательно наступит день, когда электромобили личного пользования будет законно заряжать от общей сети только при токах зарядки 10А и менее.+
    Так элементарный инженерный расчет рушит розовую картину будущего, созданного буйным воображением адептов альтернативной энергетики.
     
    tOmbovski volk и dok нравится это.
  12. Я предполагаю, что это последняя обзорная статья по основам энергетики.

    ВИЭ – «модная тема», новый тренд и, как нас убеждают СМИ, еще и генеральная линия направления энергетики во всем мире. Во всем мире, а Россия, «само собой», «дико отстала и не может слезть с нефтяной иглы». Забавно, что особенно много подобного рода пишется в Европе, которая ставит один рекорд за другим по закупке российского газа. Мы им – электричество из розетки для компьютеров, а они на тех компьютерах про нас гадости пишут…

    Но, если подходить к теме серьезно, то Россия действительно имеет огромные возможности развивать и развивать ВИЭ. Мы предлагаем знать и помнить, что к возобновляемым источникам энергии относится и энергия падающей воды. Гидроэнергетика, которая многим кажется так «хорошо знакомой», что про нее и вспоминают-то нечасто. Россия в ее нынешних географических границах находится на пятом месте по количеству электроэнергии, получаемой ГЭС и на пятом же месте по установленной мощности генерирующего оборудования. В границах СССР мы вообще на втором месте были, причем были вполне заслуженно. Кто постарше, легко припомнит романтические времена ударного строительства Саяно-Шушенской, Усть-Илимской ГЭС, как мы перекрывали Енисей… За годы Советской власти электрогенерация наших ГЭС увеличилась в 1’000 раз и это, конечно, очень серьезный результат.
    Да вот только есть одно большое «но» – гидроресурсы России для нужд энергетики используются на 20 (двадцать) процентов. Понятнее, если использовать абсолютные показатели. Теоретический потенциал водных ресурсов для выработки электроэнергии в России – 2’295 млрд кВт*часов в год. Экономически оправдано – 850 млрд кВт*часов в год. А практически на всех ГЭС России вырабатывается всего около 180 млрд кВт*часов в год. Запас понятен? Так что строить нам плотины и строить, а уж потом думать про прочие варианты ВИЭ в больших масштабах. Запад и даже Китай убежали далеко вперед с солнцем, ветром и прочими приливами? Да и пусть себе. Ошибки пусть совершают они, нам надо их анализировать и, без суеты и спешки, в небольших масштабах строить у себя. Экспериментируя, проверяя, пробуя, присматриваясь, взвешивая. Зачастую это бывает очень полезно. Собственно говоря, в этот раз мы попробуем рассказать именно о таком, полезном опыте. Не об играх с налогами и субсидиями, не об огромных установленных мощностях с минимальным коэффициентом использования, а о том, как можно пытаться сочетать разные виды ВИЭ. Вот только начать придется достаточно издалека, чтобы вспомнить об одном полезном изобретении достаточно давней поры, которое буквально на глазах у нас получает второе дыхание.

    ГАЭС
    Есть и такая аббревиатура у энергетиков, и это вовсе не «гидроатомная электростанция». Расшифровывается этот набор букв как «гидроаккумуляционная электростанция» и вскрывает основную суть этой придумки. Именно что аккумулируется, именно что гидро. Или, если использовать русский язык, собирается вода. Что такое обычная ГЭС? Плотина, которая обеспечивает наличие воды в водохранилище, система сброса через рабочие колеса, которые вращают турбины. И, разумеется, система холостого сброса, чтобы была возможность избавиться от воды, если ее слишком много, а система линий электропередач уже не принимает электроэнергию, которую способна генерировать турбина. А у ГАЭС есть еще и нижний бассейн для сбора, аккумуляции воды, «упавшей» вниз. И гироагрегаты ее способны работать как в режиме генераторов, так и в режиме насосов. Ночью потребление в сети падает, сбытовые компании уменьшают тариф – и ГАЭС пользуется этим для того, чтобы ее насосы перекачали воду в верхний бассейн. Днем потребителей в сети больше, выше тарифы – и ГАЭС сбрасывает воду вниз, теперь уже вырабатывая электроэнергию. Насосный режим сменяется генераторным, повторяется это столько, сколько нужно. Для чего, неужели только для того, чтобы «заработать копеечку» на разнице тарифов? Нет, не только. Давайте чуть подробнее, без суеты, задумаемся, для чего можно использовать ГАЭС.
    В северо-западном регионе России 42% электроэнергии вырабатывают наши АЭС. Реакторы используют энергию ядра, настолько могучую, что экспериментировать на тему «разогнали – притормозили», скажем мягко, не рекомендуется. Вырабатывает реактор свои 1’000 МВт*час днем – правильнее всего, если и ночью он будет работать в таком же режиме, без всяких маневров. Куда девать электричество ночью в таком количестве? Вот и первый ответ на вопрос «зачем нужны ГАЭС»: для балансировки, сглаживания пиков и провалов потребления электроэнергии в течение суток. Ночью забрали энергию АЭС, чтобы насосы аккумулировали воду в верхний бассейн. Днем – добавили электроэнергию в общую систему, сбросив воду в нижний бассейн.
    [​IMG]
    Принцип работы ГАЭС​
    Есть на планете регионы, где водные артерии – в большом дефиците, где появление огромных водохранилищ приведет к затоплению обжитых земель с сельскохозяйственными угодьями или экологически ценных заказников-заповедников. Два бассейна ГАЭС, грубо говоря, заберут воду один раз и, не нарушая баланса, обеспечат регион электроэнергией. Примеры такого подхода уже есть, расскажем подробнее чуть позже. И логически напрашивается, просто в воздухе висит третий вариант использования ГАЭС. Ахиллесова пята электроэнергетики ветра и солнца – то, что панели и ветряки способны порой выдать на-гора столько энергии, что ее физически некуда девать – ну, вот не надо в воскресенье после обеда столько электричества! Ну, нету на нее потребителей! Технологии электрических аккумуляторов огромных емкостей, способных принять излишки электроэнергии – дело будущего, а вот ГАЭС уже придуманы, уже работают. Первая ГАЭС была построена в Швейцарии, недалеко от Цюриха, в далеком 1882 году. Да, конечно, мощность у нее по нынешним меркам была просто игрушечной – 103 кВт, но кто-то как-то ведь должен был начинать…
    Уже началу ХХ века количество ГАЭС в мире увеличилось в четыре раза! Да, вы правы – мы просто еще раз показали, что к статистике нужно относиться очень внимательно: за следующие 20 лет в мире построили еще три ГАЭС. Всего-навсего. А последние итоги подводили в 2012 году – на этот момент в мире действовали 460 ГАЭС. По сравнению с общим количеством обычных ГЭС очень немного, но это вовсе не повод отказаться от развития этого направления в энергетике.

    В советские времена мы уже получили опыт строительства ГАЭС. Три ГАЭС было построено на территории России: на Кубани (генерирующая мощность 15,9 МВт) и в Загорске Сергиево-Посадского района Подмосковья (генерирующая мощность – 1’200 МВт). На Украине ГАЭС были построены под Киевом (генерирующая мощность – 235 МВт) и в Черновицкой области (Днестровская ГАЭС, 972 МВт). И, совсем уж на закате советской эпохи, в 1992 году, успели ввести в эксплуатацию ГАЭС на реке Неман в Литве, Круонисскую, с генерирующей мощностью 900 МВт. Не много, прямо скажем. И не очень большие, есть с чем сравнивать. Конечно, в вопросе строительства ГАЭС очень многое зависит от двух главных параметров, очевидных из самого принципа их работы: от рельефа местности и от разницы ночных и дневных тарифов. Технически самые большие потребности в ГАЭС для сглаживания пиков потребления у России – в северо-западном регионе, но как раз тут с большими перепадами высот сложилось так, как сложилось. Кубанская ГАЭС работает при перепаде высот всего в 30 метров, Загорская – при 100 метрах. Однако, как видите, разница в мощности – не в три раза, а в 75 (15,9 МВт и 1’200 МВт). Гидроагрегаты на Кубани введены в строй в 1969 году, а в Загорске – в 2000 году. И это, как вы понимаете – очень разные гидроагрегаты. Очень разные.
    Оборудование для ГАЭС – это такая инженерная изюминка, поскольку имеет двойное назначение. Турбина должна уметь «превращаться» в насос, а генератор – в двигатель. Мало того, аппаратура должна уметь совершать такие «превращения» быстро и должна быть готова делать это часто, ведь задача ГАЭС и состоит в том, чтобы сглаживать колебания нагрузки и потребления в сети. Аппаратуру для Кубанской ГАЭС в 60-е сделали на Урале. Вы уж простите за крайне «креативные» названия, но вот такая традиция у наших мащиностроителей. Завод «Уралгидромаш» изготовил насос-турбины 63НТВ-30, а «Уралэлектротяжмаш» – генераторы-двигатели ВГДС240/64-30. Не уверены, что мы кого-то сильно обрадовали или восхитили этими названиями, но давайте уж зафиксируем: для нашей маленькой ГАЭС оборудование делали на Урале.

    Через 20 лет, когда гидроэнергетики приступили к строительству Загорской ГАЭС, они обратились за помощью в славный город на Неве. Сейчас название Ленинградского металлического завода звучит достаточно уныло, это всего лишь филиал ОАО «Силовые машины», а раньше его названия звучали очень многозначительно. Основал завод в 1857 году купец Сергей Растеряев, и тогда это был «Санкт-Петербургский металлический завод». Начинал завод с котлов, потихоньку расширял номенклатуру. В 1907 именно здесь была создана первая в России паровая турбина «М-З». Похоже, что с той поры в названиях наших турбин слов и нет, только буквы… А потом была революция, и уже в 1924 ЛМЗ создал первую гидравлическую турбину и начал работать в режиме «пятилетку за четыре года в три смены на двух станках на одного человека». Иначе как ЛМЗ умудрился обеспечить выполнение трети плана ГОЭЛРО в своих цехах? За такие заслуги в 1929 году ЛМЗ получил высокую по тем временам награду – ему присвоили имя И.В. Сталина. А еще в том же году при заводе появилось ВТУЗ – высшее техническое учебное заведение, которое существует и сейчас с названием Санкт-Петербургский институт машиностроения. Позднесоветское наименование завода – ЛМЗ им. XXII съезда КПСС. Такие были времена.
    Извините, на этом исторический экскурс закончим, и так отвлеклись. Институт «Гидропроект» создал проект Загорской ГАЭС, а ЛМЗ и Ленинградский тогда еще институт машиностроения – разработали для нее насос-турбину РОНТ 115/812–В–630. Да-да, мы тоже в восторге от названия, но из песни слова не выкинешь. Уральцы, создавшие генераторы-двигатели на своем «Уралэлектротяжмаше», тоже были суровы, их изделие именуется ВГДС 1025/45-40УХЛ4. Названия тиристорных устройств, трансформаторов, открытых распределительных устройств, сервомоторов лопаток турбины мы вообще скроем от читателей и засекретим, хорошо?..

    Для полноты картины попробуйте представить воочию, как выглядит работа этой электростанции при генерировании электроэнергии. Полезная емкость верхнего бассейна – 22’400’000 кубометров. Двадцать два миллиона четыреста тысяч кубометров воды! Этой емкости хватает, чтобы турбины ГАЭС работали на полную мощность (1’200 МВт) 4 часа 20 минут. За время полного слива всего объема турбины успевают «вбросить» в энергетическую систему Московского региона порядка 5 млн кВт*часов энергии. Скорость сброса воды – 86’000 кубометров в минуту, 1’400 кубометров в секунду. Грандиозные цифры, но других и быть не может, ведь при работе на полную мощность Загорская ГАЭС выдает на-гора столько же электроэнергии, сколько и самый мощный в России атомный реактор ВВЭР-1200. У РусГидро, в состав которого Загорская ГАЭС вошла в апреле 2005 года, есть проект и второй очереди этой электростанции. Если все получится – Подмосковье получит еще 840 МВт электрогенерации, а комплект Загорских ГАЭС станет крупнейшим в регионе источником.
    Слово «если» писать приходится из осторожности. 18 сентября 2013 года произошла серьезная техногенная авария, только оперативная собранность помогла эвакуировать всех строителей, жертв не было. Как показало следствие, в ту ночь окончательно не выдержал деформационный шов, через который вода хлынула в машинный зал. Пожалуй, за все время работы у института «Гидропроекта» не было такой крупной ошибки в самом проекте, хотя ведь и первую очередь Загорской ГАЭС делал этот же коллектив, знаний о грунтах хватало. Мало этого, так еще и надзора за ведением работ на должном уровне не было. Экспертиза показала, что проблему с этим швом начались за полгода до аварии, еще в марте. С последствиями аварии справляться пришлось долго: вкачивали под фундамент главного здания специальные растворы, восстанавливали шов. Работы теперь ведутся под жестким контролем Министерства энергетики России, но торопиться уже никто не собирается.

    В настоящее время проекты завершения восстановительных работ и окончания строительства проходят независимую экспертизу и проверку со стороны Ростехнадзора, по плану сдача объекта в эксплуатацию состоится в 2019-2020 годах. И никаких вариантов «мы передумали, слишком дорого получается» использовать не удастся, ведь Загорская ГАЭС это не только генерирующие, но и регулирующие мощности, крайне необходимые нашему столичному региону.+
    На фоне проблем с Загорской ГАЭС не может не радовать то, что в декабре минувшего года в Карачаево-Черкессии была сдана в эксплуатацию Зеленчукская ГАЭС – первая в истории новой России. Рельеф местности позволил построить верхний и нижний бассейны с перепадом высот 234 метра – в два с лишним раза больше, чем на Загорской ГАЭС. Вообще-то называть объект, расположенный на притоках Кубани между Карачаевском и Усть-Джегутой «ГАЭС» – в корне не верно. На самом деле это целый комплекс ГЭС-ГАЭС, строительство которых четко укладывается в слоган давней поры: «Идет вода Кубань-реки, куда велят большевики»

    И это вовсе не шутка «Геоэнергетики», сейчас расскажем подробнее. ГЭС на Кубани задумали построить еще в конце 60-х, но только проектирование заняло почти десять лет. Дело в том, что воды и напора ее течения в самой реке Кубань было попросту маловато, а генерация электроэнергии была насущной необходимостью. Потому в Кубань частично переброшены стоки … еще трех рек: Маруха, Аксаут и Большой Зеленчук, которые стали своеобразными «донорами». После прохождения плотины ГЭС воду отправляют в Большой Ставропольский канал – для орошения, а заодно и для того, чтобы увеличить выработку электроэнергии малыми ГЭС Кубанского каскада. И одновременно с этим перепад высот между бассейном суточного регулирования и нижним бассейном теперь используется для работы в режиме ГАЭС. Описывать комплекс не так просто, давайте просто перечислим основные его части:
    гидроузел на реке Большой Зеленчук;
    канал Большой Зеленчук – Хуса-Кардоникская (3,5 км);
    тоннель Хуса-Кардоникская – Маруха (5,1 км)
    гидроузел на реке Маруха;
    тоннель Маруха – Аксаут;
    гидроузел на реке Аксаут;
    канал Аксаут – Кардоник;
    напорный тоннель (дюкер) под рекой Кардоник (7,6 км);
    канал Кардоник – Кумыш (3.7 км);
    напорный тоннель (дюкер) под рекой Кумыш;
    канал Кумыщ – бассейн суточного регулирования;
    бассейн суточного регулирования полезным объемом 1,85 млн кубического километра;
    ж/б трубопровод в 2 нитки диаметром 5 м и длиной 423 м;
    2 деривационных тоннеля по 2.7 км;
    2 уравнительных резервуара емкостью по 400 кубометров;
    2 вертикальные шахты высотой по 130 метров;
    2 напорных тоннеля диаметром по 4.5 и длиной по 600 метров;
    здание ГЭС-ГАЭС;
    нижний бассейн площадью 15 га и объемом 0,9 куб километра.
    Читать устали? А в 70-е годы почти все это сумели построить. Вот только проект так закончен и не был. Было задумано, что на ГЭС будут стоять 4 турбины по 80 МВт, но в конце 80-х, как тогда было модно, встали на уши экологи – что-то им там не понравилось, хотя проект предусматривал даже рыбоводы. Пока демонстрировали-протестовали – в стране кончились деньги. Проект скорректировали в сторону уменьшения, оставив две турбины, но к тому времени здание было уже практически завершено, и в нем уже была смонтирована вся инфраструктура под еще два гидроагрегата.

    В 2005 году АО «Зеленчукская ГЭС» вошла в состав РусГидро, и этот концерн решил, что использовать такой строительный задел будет совершенно разумно. В 2006 году РусГидро подписало контракт на создание проекта с харьковским ООО «Гидротехпроект» – именно этот институт проектировал Зеленчукскую ГЭС в советские времена. Проект сделали, к 2010 он прошел все контролирующие инстанции и с 2011 года реализация проекта началась на практике.
    И вот теперь про воду Кубань-реки подробнее. Станция расположена на левом берегу реки, а нижний бассейн был спроектирован на правом – на левом для него просто не было места. Зимой 2014 года реку Кубань … сдвинули вправо, чтобы провести канал к нижнему бассейну – канал, которому предстояло стать «подречным». 500 тонн металлоконструкций, 15 тысяч кубометров бетона, 40 тысяч кубометров выемки грунта – за сезон, после чего русло реки вернули на его законное место. Мы с вами в это время следили за Крымом, за героически Донбассом, а работники РусГидро буднично, без лишней помпы и, разумеется, безо всякого освещения в СМИ, двигали реку…

    А еще в феврале все того же 2014-го, когда полыхал Майдан и все внимание было обращено к этой трагедии, на харьковском заводе «Турбоатом» закончили и повезли в Россию насос-турбины для ГАЭС. Если готовы – читайте название, вот оно: ОРО 230-В-221. В комплекте с генераторами-двигателями СВО 407/215 от харьковского же «Электротяжмаша», законченными и поставленными в марте 2014, российской ГАЭС и предстоит работать, регулируя пиковые нагрузки в Объединенной энергосистеме Юга России. Гидроагрегаты имеют установленную мощность по 80 МВт каждый, и теперь Карачаево-Черкессия обеспечивает свои потребности в электроэнергии на 45% самостоятельно. 162 млн кВт*часов, которые теперь нет необходимости перекидывать по ЛЭП из других регионов – это не мало, а РусГидро продолжает проектировать малые ГЭС в этом регионе

    Во времена плановой экономики мы бы уже наверняка видели проекты новых производств, что и как будет происходить в наше романтично-капиталистическое стихийное время – увидим. Потенциал у региона очень неплохой, остается либо дождаться инвесторов, либо момента, когда появится некий государственный комплексный план развития. Об этом пока можно только гадать, но один факт останется без изменений: российские энергетики освоили строительство ГАЭС. Будут ли новые проекты? Один уже имеется: РусГидро всерьез задумалось создать ГАЭС в Ленинградской области, чтобы помочь Ленинградской АЭС-2 с регулированием и прохождением пиковых суточных нагрузок.
    А теперь давайте вернемся к тезису, заявленному в начале заметки: ГАЭС могут стать ценными помощниками для всех прочих видов ВИЭ. Идея вовсе не надумана, и сейчас в Австралии намерены реализовать проект, совмещающий солнечную энергетику с ГАЭС. Поклонники либерального подхода могут смело заявить, что это частная инициатива компании Genex, но это не совсем так, поскольку без серьезного гранта правительства проект не сдвинулся бы с мертвой точки. В штате Квинсленд на северо-востоке континента, в 2001 году был закрыт крупный золотой рудник Кидстон. Сейчас прямо на его территории строится солнечная электростанция с проектной мощностью 150 МВт. Цифра красивая, но КПД солнечных панелей по прежнему колеблется вокруг 25%, поэтому планируется, что солнечная ЭС сможет вырабатывать порядка 145 ГВт*часов. Стоимость этой части проекта – около 80 млн долларов США, а еще 370 млн уйдет на строительство ГАЭС, мощность которой составит 330 МВт.
    Можно сравнить с ценой Зеленчукской ГАЭС с ее 160 МВт, на ввод в эксплуатацию которой потребовалось 11,5 млрд рублей, вот только неочень понятно, по какому курсу нужно производить пересчет. На момент начала строительных работ и оплаты украинских производителей оборудования курс доллара несколько отличался от курса декабря 2016 года, не так ли? Давайте возьмем некую среднепотолочное значение 1 доллар = 50 рублей. Тогда получается, что в России было потрачено 230 миллионов долларов. Пересчитываем на мегаватты, получаем 1,12 млн долларов за мегаватт в Австралии и 1,44 млн долларов за мегаватт в России. Коррупция и казнокрадство? Отнюдь. Какие работы были проведены у нас на Кубани, мы уже описали, а вот в Австралии все совсем наоборот, как и должно быть на другой-то стороне земного шара. В наследство от золотоискателей им достались два карьера объемами по 5 млн кубометров с перепадом высот 190 метров – готовые к использованию, даже наполненные водой. Никуда не пропали дамба и трубопровод, линии электропередач и система подстанций, все это можно уверенно использовать. РусГидро такие тепличные условия могут только сниться. Потому Genex смотрит в будущее с оптимизмом и уверена, что справится со всеми работами до 2020 года.
    В результате солнечная электростанция будет работать либо на сеть штата, либо на перекачку воды из нижнего бассейна в верхний, что, помимо всего прочего, значительно увеличит коэффициент использования установленной мощности солнечных панелей. Режим генерации австралийцы намерены использовать в дневное время, когда применяется максимально высокий тариф, закачивать воду в верхний бассейн будут по ночам, на минимальном тарифе. Если все расчеты точны, то и окупаемость проекта СЭС-ГАЭС будет достаточно быстрой.
    Так что предлагаем посматривать, как будут идти дела у пионеров совмещения двух видов ВИЭ и, если опыт окажется положительным, пробовать применить его и в России. В наших южных регионах, где имеет смысл заниматься солнечной энергетикой, мест с подходящим рельефом вполне достаточно – и это только первое, что приходит в голову. Остается обратить ваше внимание на то, что решением правительства России именно государственному концерну РусГидро поручено развитие солнечной и ветровой энергетики. Тому самому РусГидро, который теперь может с гордостью говорить о том, что у него уже есть опыт строительства ГАЭС. Везет? Можно сказать и так, да вот везет чаще всего тому, кто везет.
     
    dok нравится это.
  13. В октябре прошлого года в СМИ прошла информация о PVP (payment versus payment, платёж против платежа). Такая схема расчётов достаточно широко используется для проведения операций на валютных и иных биржах, она позволяет избегать риска неисполнения обязательств одной из сторон сделки и не требует отвлечения средств в виде гарантийных депозитов.

    9 октября 2017 года Пекин запустил систему PVP для проведения платежей межу Россией и Китаем в рублях и юанях. Система двухсторонних российско-китайских платежей и расчётов создавалась при активном участии Валютной торговой системы Китая (CFETS), проект получил одобрение Народного банка Китая (НБК). Это первая PVP-система для валютных расчётов между юанем и какой-либо иностранной валютой. Пекин предполагает запустить системы по обмену юаня на валюты и других стран, с которыми Китай имеет тесные торгово-экономические связи.

    Из официальных заявлений китайской стороны по поводу проекта можно понять, что платежи через систему PVP осуществляются напрямую, без прохода через SWIFT. Это крайне важно для российских банков и компаний, ибо риск отключения России от SWIFT существует. Ещё сравнительно недавно значительная часть конвертаций юаней в рубль и рубля в юань на российских и китайских торговых площадках осуществлялась через доллар. Имели место дополнительные транзакционные издержки, а главное, искусственно поддерживался спрос на продукцию ФРС США. Сейчас появляется возможность промежуточную транзакцию через доллар убрать.

    Запущенная система обменов рубля и юаня PVP – лишь один из шагов по мягкому выдавливанию доллара США из российско-китайских расчётов, где доллар всё ещё сохраняет ключевые позиции. По итогам девяти месяцев 2017 года доля доллара в общем объёме валютных поступлений от российского экспорта в Китай составила 78,8%; плюс к этому на евро пришлось 3,9%. На российский рубль пришлось 9,4%. И на «прочие валюты» (скорее всего, юань) – 7,9%. Получается, что на рубль и юань в валютной выручке российских компаний, поставляющих товары в Китай, приходится максимум 17 процентов. Не густо!

    А как выглядит картина по российскому импорту из Китая? 76,0% платежей пришлось на доллар США, еще 5,6% – на евро. Доля российского рубя – 2,7%, «прочих валют» – 15,9%.

    Торговый оборот между КНР и РФ достиг максимума в 2014 году, превысив, по данным Росстата, 88 млрд. долл. Ожидали, что в следующем году показатель преодолеет рубеж в 100 млрд долл., но вместо этого произошёл достаточно резкий спад (в 2015-2016 гг.). Помимо общего падения объёмов мировой торговли сказался обвал рубля в России в декабре 2014 года.

    Только что Государственная таможенная служба России опубликовала данные о российско-китайской торговле за 2017 год. В стоимостном выражении внешнеторговый оборот РФ с Поднебесной вырос на 31,5% – до 86,9 млрд долл., при этом импорт на 26,1% – до 48,0 млрд долл., а экспорт на 38,9% – до 38,9 млрд долл. По итогам прошлого года на Китай пришлось почти 15% от всей торговли РФ. Он с 2014 года остаётся главным торговым партнёром России. А Россия по итогам прошлого года заняла 12 место среди торговых партнёров Китая (до этого она находилась на 14 месте). Стороны рассчитывают, что в 2018 году российско-китайский товарооборот превысит рубеж в 100 млрд долл. Министерство коммерции КНР и Министерство промышленности и торговли РФ обозначили в качестве целевого уровня двусторонней торговли значение в 200 млрд долларов к 2025 году. Важной гарантией того, что указанная цель будет достигнута, является переход сторон на национальные валюты. Ориентация на доллар США опасна, учитывая вероятность блокировки долларовых транзакций.

    Запуск системы российско-китайского валютного обмена PVP совпал по времени с ещё одним событием. 11 октября 2017 года в Москве официально начал функционировать Промышленно-торговый банк Китая (ICBC) как китайский клиринговый банк для расчётов в юанях в России. Всё это вписывается в долгосрочную стратегию Пекина по продвижению юаня на мировых рынках. Китай уже создал немалое количество офшорных клиринговых центров – «юаневых хабов».

    Пекин не скрывает, что в первую очередь будет внедрять системы валютных обменов с теми странами, которые станут участниками китайского международного проекта «Один пояс – один путь». Как образно выразился один эксперт, «Китай планирует в ближайшие десятилетия создать огромного транспортного осьминога с головой в Поднебесной и с щупальцами, протянувшимися во все концы Европы, Азии и Африки. Этот осьминог должен составить конкуренцию американскому проекту глобализации, центром которого является, соответственно, Америка, и щупальца которого тянутся по морю, а не по суше». Китай собирается по-прежнему оставаться крупнейшим в мире экспортером товаров и не хочет зависеть от доллара США.

    Проект «Один пояс – один путь» – не только транспортный, но и промышленный, поскольку вдоль железнодорожных и автомобильных путей Китай планирует создавать предприятия самых разных отраслей. Это также финансовый проект, нацеленный на мягкое вытеснение доллара и продвижение юаня. Проект предусматривает три основных направления торговых потоков. Главный маршрут, северный, идёт из восточной части Китая через Монголию, север Китая, Казахстан и Россию. Заканчивается этот маршрут в Польше, откуда грузы могут расходиться по всей Европе. Второй маршрут, центральный, проходит через ряд стран Средней Азии и заканчивается на побережье Сирии. Третий маршрут, южный, идёт в Пакистан через Мьянму, Индию и Бангладеш. Это проект китайской глобализации, противопоставляемый проекту глобализации по-американски.

    Из тех стран, которые поддерживают проект «Один пояс – один путь» и готовы в нём участвовать, Россия, пожалуй, находится на первом месте. На форуме, посвящённом этому проекту и проходившем в Китае в середине мая 2017 года, Россию представлял президент В. Путин. При этом России надо постоянно иметь в виду свои национальные интересы и не делать ставку на один Китай. Другие страны, с которыми России следует инициативно развивать отношения, – это, прежде всего, страны ближнего зарубежья, постсоветское пространство. А из стран дальнего зарубежья – Иран, Венесуэла, Куба…

    И в первую очередь необходимо избавиться от использования доллара во взаимных расчётах со всеми этими странами. Среди возможных средств ухода от доллара можно назвать: использование бартерных (товарообменных) операций во взаимной торговле; межгосударственные клиринговые соглашения (где доллар или иная западная валюта может использоваться лишь для погашения возникшего торгового сальдо); золото как валюта цены и платежа по торговым контрактам; коллективная (региональная) валюта, привязанная к национальным валютам стран-партнёров. Следует присмотреться к ходу реализации проекта цифровой валюты El Petro, который только что запущен Венесуэлой (Николас Мадуро уверен, что эта цифровая валюта поможет Венесуэле преодолеть экономические санкции Вашингтона).

    Для противодействия экономическим санкциям Запада Россия недавно запустила в эксплуатацию так называемую систему посылки финансовых сообщений (СПФС). Банк России анонсировал её как альтернативу SWIFT, которая сможет обезопасить банковскую систему России от блокирования расчётов через SWIFT. Увы, пока СПФС может обслуживать расчёты лишь внутри страны. На днях прошло сообщение о том, что услуги СПФС будут в ближайшем будущем предоставляться банкам и компаниям Евразийского экономического союза (ЕАЭС), но надо продвигать услуги СПФС и в дальнее зарубежье.

    Вот и Народный банк Китая в октябре 2015 года запустил аналог SWIFT, международную платёжную систему CIPS (Chinese International Payment System). Пока, правда, китайская система, как и российская, имеет ограниченный радиус действия, осуществляет операции лишь с юанями и, конечно, полностью заменить систему SWIFT не может.

    Не последнее место в арсенале средств перехода России на использование национальных валют в расчётах со своими партнерами может занять и технология PVP. Она может оказаться очень востребованной в свете тех заявлений, которые делают руководители России и близких к ней стран. Так, 3 декабря 2016 года президент Турции Р. Эрдоган предложил президенту России Владимиру Путину перейти на расчёты в национальных валютах. Эрдоган сообщил также, что аналогичное предложение он сделал и руководителям Китая и Ирана, где расценили эту инициативу как разумную.

    Несколько ранее, 30 марта 2017 года, глава Центробанка Ирана Валиолла Сеиф заявил, что в ближайшее время собираются перейти на национальные валюты во взаимной торговле Иран и Россия. В конце прошлого года вопрос об использовании национальных валют обсуждался уже в трёхстороннем формате. 1 ноября 2017 года СМИ сообщили: Иран, Россия и Азербайджан договорились создать таможенный коридор и рассматривают возможность перехода на расчёты в национальных валютах.

    И тем не менее выдавливание доллара из международного оборота идёт слишком медленно. Согласно статистике Банка России, в поступлениях по российскому экспорту доля доллара США в 2013 году была равна 80,0%, а в 2017 году – 68,8%. В платежах по импорту доли доллара США были соответственно 40,6% и 33,1%. Успехи есть, но очень умеренные. Особенно учитывая, что частично снижение доли доллара компенсировано увеличением доли евро. Так, в 2017 году совокупная доля доллара и евро в экспортных поступлениях была равна 83,6%, а в платежах по импорту – 79,4%. Доля рубля в поступлениях по экспорту выросла с 10,5% в 2013 году до 14,6% в 2017 году, а его доля в платежах по импорту – с 28,0% до 31,1%.

    Можно согласиться с теми экспертами и политиками, которые, как Рон Пол, говорят, что «схлопывание долларового пузыря» произойдёт «быстро и неожиданно». Так происходят землетрясения или извержения вулканов. И к этому надо быть готовым уже сейчас. Если к моменту, когда долларовый пузырь лопнет, доллар США в международных расчётах России будет всё так же находиться на первом месте, это станет больным ударом по российской экономике.
    Валентин КАТАСОНОВ. PVP, или Тихая война против доллара. Фонд стратегической культуры
     
    Stirik нравится это.
Загрузка...