Человечество в скором времени может перейти на экологические источники электроэнергии. В развитых странах этот процесс уже начался. Известный экономист Жаугашты Набиев уверен, у Казахстана в силу выгодного географического положения и климатических условий тоже есть шанс стать одним из производителей и поставщиком «зеленого» тока. Свои доводы он изложил в статье, которую «DAT» публикует в полном объеме. Конечно, материал, в первую очередь, адресован специалистам, в том числе, Министерства энергетики РК. Однако надеемся, читателям тоже будет интересно ознакомиться с соображениями и предложениями нашего постоянного автора.
Ключевой инфраструктурой промышленного производства любой страны является электроэнергетика. Наряду с тепло- (ТЭС) и гидроэлектростанциями (ГЭС) во всем мире развиваются электростанции из возобновляемых источников энергии (ВИЭ): ветровые- (ВЭС) и солнечные электростанции (СЭС). К этой же категории относится и атомная электростанция (АЭС). Географическое расположение стран Центральной Азии с точки зрения карты климатических зон и солнечной радиации является самым лучшим местом для расположения ВЭС и СЭС. На территории Джунгарских ворот Жетысуской области, где постоянный сильный ветер, можно поставить не один десяток ВЭС, на той стороне китайцы установили сотни «ветряков».
Однако при достижении последних 5–10% в общей генерации энергосистема страны становится крайне неустойчивой из-за дефицита маневренной мощности вкупе с отсутствием энергонакопителей. До последнего времени существовало мнение о невозможности интеграции объектов ВИЭ в единую энергосистему. Мир не стоит на месте, созданы различные энергонакопители, которые стабилизируют электроснабжение. Одной из перспективных установок является криогенная энергостанция (КЭС).
Хочу заметить, что у нас в стране имеются много талантливых ребят, толковые предложения которых, к сожалению, нашей властной структурой обычно игнорируются. Казахстанский авторский коллектив совместно с общественным экологическим фондом «NATURE FIRST» (ОЭФ) в начале этого года направил министру энергетики РК г-ну Саткалиеву А.М. свои предложения по созданию в Казахстане накопителя электрической энергии на основе криогенной технологии Крио ЭнергоСтанция (КЭС) и с просьбой профинансировать из отраслевых НИОКР (научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ) фондов грант для создания опытно-экспериментальной установки КЭС. Данный проект обладает значительно меньшей удельной стоимостью и временем создания в сравнении с другими накопителями, расчетным сроком службы 40+ лет, длительным сроком отдачи электроэнергии (сутками), продолжительным хранением (месяцами), а также неограниченной масштабируемостью и возможностью хранения промышленных (ГигаВаттных) объемов энергии при нулевых выбросах парниковых газов. К сожалению, вопрос не решен.
Для любознательных читателей хочу привести некоторые интересные места из описания криотехнологии: «Предлагаемая к ознакомлению технология накопления, хранения и отпуска промышленных объёмов энергии основана на физическом феномене смены фазового состояния атмосферного воздуха при его глубоком (криогенном) охлаждении ниже температур конденсации азота (воздуха) при атмосферном давлении, т.е. ниже минус 196°С, с последующим испарением в замкнутом объёме до температур порядка нормальных условий. Что обуславливает целесообразность обозначения установок, работающих на основе этого физического феномена, как криогенные энергостанции (далее – «КЭС»). Источником электроэнергии для КЭС может быть любой тип электростанций, включая, и даже предпочтительно, т.н. электростанции «зеленого» типа, то есть те типы энергостанций, которые так или иначе используют природную возобновляемую энергию и не производят загрязняющих выбросов в окружающую среду, но имеют принципиально непредсказуемый характер энерговыработки. Внешним источником тепла, применяемым для испарения сжиженного воздуха, может быть природный атмосферный воздух (предпочтительно) и/или любой иной тип источника тепла, к примеру – сбрасываемое тепло от градирен, тепло от сжигания мусора или иных отходов, речная или морская вода, гейзеры, тепло земли, тепловые резервуары-накопители и т.п. Что является идеальным и абсолютным решением с точки зрения полного отсутствия воздействия на окружающую среду при работе КЭС. Наиболее технологически (и экономически) целесообразно использовать установки типа КЭС для оснащения т.н. солнечных (или ветровых) электростанций, то есть – возобновляемых источников энергии, что позволяет переводить их в режим устойчивого отпуска электроэнергии высокого качества независимо от времени суток, времени года и иных природно-погодных условий. Существенное снижение цен на фотовольтаику и рост КПД фотовольтаических элементов (порядка 25%, по сост. на 2022) делает экономически целесообразным и возможным полноценное снабжение крупных потребителей только от фотовольтаики оснащенной КЭС. При условии фактического обеспечения технологической возможности накопления и высвобождения солнечной энергии в промышленных масштабах (это может быть гарантированно обеспечено по технологии КЭС) и исходя из того, что в среднем один городской житель постоянно потребляет порядка 1кВт энергии (включая общепромышленные нужды и обеспечение теплом), оказывается возможным полноценное обеспечение буквально всего населения планеты энергией, получаемой только от СЭС, работающих в тандеме с КЭС. Общая площадь СЭС, более-менее равномерно распределенных по планете, при этом составит порядка 300х300 км2. Эти числа являются абсолютно реалистичными, и уже в настоящее время (2022) существуют мощные СЭС площадью 2х2 и даже 3х3 км2. Т.е. для создания глобальной энергетики, целиком и полностью основанной только на СЭС и работающих в тандеме с КЭС, уже существует полноценная технологическая база.
Географическое положение Казахстана (также Турции, США, Аргентины и пр.) с точки зрения применимости технологии КЭС является идеальным, т.к. климатическая зона стран Центральной Азии и Монголии самым лучшим образом соответствует технологическим требованиям технологии КЭС… Технология КЭС позволяет выполнить быстрый и совершенно безболезненный перевод буквально всей мировой энергетики на совершенно новый уровень технологического развития. При этом будет полностью исключено какое бы то ни было негативное воздействие на окружающую среду при производстве электрической и тепловой энергии, которая также является «побочным» продуктом работы КЭС. Одновременно с широким внедрением технологии КЭС произойдет коллапс буквально всей мировой нефтегазовой и угледобывающей промышленности, т.к. необходимость использования органического топлива для промышленного производства тепловой и электрической энергии отпадает полностью и повсеместно. Отдельно надо отметить следующее примечательное обстоятельство: КЭС способна вырабатывать углеводороды (спирты, горючие газы и пр.) буквально из воздуха. Эта технология уже давно получила неплохое развитие и также может быть немедленно развита до промышленных масштабов. При этом из атмосферы будет удаляться CO2 и оказываться существенно позитивное глобальное влияние на экологию и климат планеты, устраняя тем самым опасность глобального потепления. Резюмируя вышесказанное, можно сказать: технология КЭС является окончательным, абсолютным и идеальным решением буквально всех энергетических проблем человечества, так или иначе связанных с теплом, энергией и её доступностью. Это – последняя технологическая революция в большой энергетике, поскольку источником энергии будет служить солнце – самый мощный из всех известных источников энергии, аналогов или замены которому нет и быть не может. Технология КЭС позволяет получить полноценный доступ буквально ко всей той энергии, которая попадает на землю от солнца. Для справки: менее чем за неделю земля получает от солнца такое же количество энергии, какое содержится во всех невозобновляемых ее запасах.
Проведем иное сравнение, если бы только 0,1% поверхности Земли занимали коллекторы, использующие солнечную энергию с коэффициентом полезного действия около 10%, то были бы удовлетворены все текущие потребности мира в энергии. В Великобритании (фирма HighView Power) опытно-экспериментальные крио-установки (работающие на разнице ночного и дневного тарифов электроэнергии) находятся в эксплуатации уже более 5 лет. Также со стороны HighView Power было объявлено через СМИ, что в ближайшей перспективе они намерены оснастить Нью-Йорк крио-батареями и построить в Западной Европе крупнейшее в истории хранилище энергии на основе крио-батарей. В настоящее время заключено соглашение о полноценной кооперации японской фирмы-гиганта Sumitomo c фирмой HighView Power о том, что британская сторона разработает для нужд Японии блочно-модульное решение на основе крио энерготехнологии. …Предварительно было объявлено, что разрабатываемые для Японии типовые крио-блоки будут иметь мощность порядка 200–300 МВт с отпуском энергии на указанном уровне в течение 10-12 часов. Что является абсолютно достаточным для скорейшего и полноценного обеспечения Японии энергией высокого качества с использованием только природных источников «зелёной» (ветер, солнце, приливы) энергии. Также со стороны фирмы HighView Power объявлено о том, что они намерены буквально через несколько лет выйти на показатели примерно 1 триллион долларов в год. Это – исключительно феноменальные, но абсолютно реалистичные (!) показатели. К настоящему времени (2022) фирма HighView Power буквально за 10 лет из небольшой группы энтузиастов развилась в крупную компанию, объявившую (осень 2021) о строительстве в Испании семи крио-станций общей мощностью/ёмкостью 350 МВт / 2.1 ГВт*час и стоимостью порядка 1 миллиарда долларов, с последующим развитием до уровня более 5 ГВт. Для сравнения: вся энергетика (с учетом отпуска тепла) Казахстана это порядка 30 ГВт.
Кроме этого, в настоящее время крио-энерготехнология уже начала развиваться практически во всем мире. Есть все технические и технологические предпосылки к тому, что технология КЭС в самом ближайшем времени повсеместно вытеснит и заменит все иные типы мощных энергоаккумуляторов, включая литий-ионные. Установки типа КЭС могут быть созданы (и уже создаются) из общепромышленных, давно и хорошо известных и сравнительно недорогих узлов, материалов и оборудования. Разработки новых типов оборудования или проведения крупномасштабной программы НИОКР для скорейшего и полноценного всеобщего внедрения крио-энерготехнологии не требуется. Установки типа КЭС не имеют принципиальных ограничений к месту их размещения и эксплуатации. При работе установок типа КЭС не предполагается никаких выбросов загрязняющих веществ или любого иного негативного воздействия на окружающую среду. Кроме этого, установки типа КЭС позволяют удалять углекислый газ из атмосферного воздуха и производить промышленные объемы пресной воды буквально из воздуха. Технико-технологические или организационные ограничения на самое широкое и скорейшее внедрение установок такого типа отсутствуют. Накопленные экспериментальные данные и обоснованные теоретические оценки позволяют утверждать следующее: на сегодня (2022) установки типа КЭС являются самым технологически и экономически выгодным решением среди всех ныне известных типов мощных энергоаккумуляторов».
Вышеуказанный вопрос мною поднят еще в связи с объявлением референдума в стране. Из имеющихся у меня сведений, электроэнергетическая отрасль РК полностью покрывает потребность экономики страны и населения в электроэнергии, тем не менее, она должна развиваться опережающими темпами. В стране около 80 электростанций обеспечивают полностью около 100 млрд. кВт-ч. годовой потребности в электроэнергии, при этом располагают мощностью более 20 тысяч МВт. Тут у меня есть одно серьезное замечание к Минэнерго и Минфину, вернее, к Правительству, что нет контроля за использованием электроэнергии потребителями, которые занимаются майнингом – производством криптовалюты – виртуальных денег для олигархов – владельцев крупных промышленных предприятий. Считаю, что свободные мощности электроэнергии необходимо им продавать не менее чем по пятикратному тарифу. Стоило бы за израсходованные ими электроэнергию в предыдущие годы выставить счет с завышенным тарифом.
Мое отношение к атомной электростанции (АЭС) положительное, только строить надо не сейчас. Мне импонирует квалифицированный грамотный подход Мухтара Джакишева, который также советует не торопиться со строительством АЭС, а дождаться новых малых реакторов мощностью до 800 МВт. На самом деле, без полного представления как будет загружен и эффективно использован объект (АЭС), построить в течение 15 лет за счет кредита на сумму 25-30 млрд долларов США атомную электростанцию абсолютно неразумно, если не сказать – преступно.
Я думаю, через 10-15 лет, когда Казахстан станет промышленным гигантом, только тогда нам можно будет вернуться к вопросу о строительстве АЭС за счет доходов страны. А сейчас необходимо, используя преимущественное географическое положение и благоприятную климатическую зону Центральной Азии, развивать строительство электростанции на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в тандеме с КЭС. Я очень хотел бы, чтобы прогрессивно мыслящее депутаты взяли под контроль эту проблему, со стоимостью в миллиарды долларов.
Воспользуясь ситуацией, хочу выразить некоторые замечания высокопоставленным чиновникам РК: на страницах печати появляются весьма интересные предложения по развитию страны, прежде всего по восстановлению и развитию экономики. Я не думаю, что они не читают газет, а также письма, направленные Правительству, Президенту известными специалистами. Однако в ответ – полная тишина. Например, на мои публикации в десяти номерах «ДАТ» за 1921–1922 годы под рубрикой «30 лет независимости – 30 интервью», в том числе на письмо в адрес Президента РК «Как восстановить экономику» от 30.05.2022 г. никакой реакции. Ну ладно, мы старые, советского периода специалисты, но почему не реагируют на толковые предложения, как выше я писал, талантливые молодые люди, закончившие американские, английские и др. западные университеты.
Один пример: Чокан Лаумулин, профессор КБТУ, член Комитета по образованию Британско-Казахстанского общества, наблюдатель комитета по устойчивой энергетике ЕЭК ООН, направил письмо Президенту РК 28.05.2021 г. о возможности создания в Казахстане заметного современного института, способного обогащать и совершенствовать знания человечества о новых материалах. Казахстан созрел для перехода от периода «закупок» к созданию собственных технологий и экспертиз, упрочению технологического суверенитета через сотрудничество с лучшими умами современности. Согласно профессору Герберту Лонзарич, члену Королевского общества (Кавендишская лаборатория), немаловажно вернуть кочевое мышление в ипостась прогресса цивилизации, которая тысячелетиями развивалась в гармонии кочевого и оседлого мышления.
Жаугашты НАБИЕВ
