«Ломоносов» против жажды

В начале сентября произошло знаковое событие не только для российской, но и для мировой энергетики – к месту своей постоянной дислокации близ порта Певек на Чукотке прибыла первая и единственная в мире плавучая атомная электростанция (ПАТЭС) «Академик Ломоносов». Мощности «Ломоносова» должны возместить потери от вывода из строя Билибинской АЭС, построенной около полувека назад. В перспективе же подобные установки смогут решать и другую, острую для многих стран проблему, тесно связанную с энергетикой, – обеспечение жителей опреснённой питьевой водой. Разбираемся, в каких уголках планеты может пригодится уникальная разработка российских атомщиков и как обстоят дела с опреснением в США, в своё время отказавшихся от идеи строительства плавучих атомных электростанций.

«Ломоносов» против жажды

Источник: Александр Рюмин/ТАСС

Флот плавучих АЭС на горизонте

«Академик Ломоносов» – повод для гордости российских атомщиков и промышленности в целом. Производство этой официально самой северной атомной электростанции в мире велось исключительно силами отечественных компаний: входящее в структуру «Росатома» «ОКБМ им. Африкантова» (комплектующие для реакторных установок), «Калужский турбинный завод» (паротурбинные установки), ЦКБ «Айсберг» (технический и рабочий проект), «Севмаш» и «Балтийский завод» (плавучая несамоходная основа ПАТЭС). Энерговооруженность «Академика» – 70 МВт, вдвое больше, чем у Билибинской АЭС. Предполагается, что «Академик» прослужит около 40 лет, с тремя перерывами на плановый ремонт.

Сама идея снабжения отдалённых районов с помощью ПАТЭС не нова. В 1960–1970 годы американцы вынашивали планы создания группировки плавучих реакторных установок для энергоснабжнения военных объектов. Компания Offshore Power Systems (OPS) – совместное предприятие Tenneco и Westinghouse – подготовила проект и в 1972 году даже заключила миллиардный контракт с энергоснабжающей компанией New Jersey utility company на строительство плавучей АЭС в Джексонвилле (Флорида) и буксировку её в Нью-Джерси. Однако у этого решения, позволившего бы, среди прочего, не загромождать инвестиционно привлекательное побережье, нашлись влиятельные противники, упиравшие на экологию.

«Авария атомного реактора в море будет иметь более разрушительные последствия, – писал Гордон Селфридж в книге «Флот плавучих АЭС на горизонте?». – Расплав проплавит баржу и будет загрязнять тысячи кубических миль океана. Часть радиоактивного вещества будет выброшено в атмосферу, остальное распространится по морской пищевой цепочке, что приведёт к загрязнению всего Мирового океана».

В итоге проект так и не был реализован и на сегодняшний день Россия остаётся единственной страной в мире, освоившей полный цикл производства плавучих атомных электростанций.

Помимо своего основного назначения – генерации электрической и тепловой энергии, – «Академик Ломоносов» может использоваться для опреснения морской воды. Мощностей станции достаточно, чтобы выдавать до 240 тыс. куб. м пресной воды в сутки. Учитывая, что объём мирового рынка опреснения морской воды превышает $15 млрд, а от дефицита питьевой воды страдает 40% населения планеты, эта функция ПАТЭС имеет собственные, и весьма обширные, перспективы на мировом рынке.

От Нила до Великих озёр

Наиболее остро водная проблема стоит в Африке. К примеру, Египет, по данным издания Daily News Egypt, на 97% зависит от нильской воды. Больше её не становится, в отличие от населения, которое, как ожидается, удвоится в ближайшие 50 лет. Страна в целом и Каир в частности столкнётся с жёстким дефицитом питьевой воды уже к 2025 году, а возможно, и раньше, учитывая плачевное состояние водоочистных сооружений.

Расположенный на противоположном краю континента, Кейптаун уже столкнулся с водной проблемой два года назад, когда из-за засухи пересохли водохранилища в регионе Вестерн Кейп. Власти сперва ограничили нормы потребления, а потом и вовсе отключили центральное водоснабжение, организовав несколько сотен пунктов раздачи воды. Наряду с природным фактором – несколькими засушливыми зимами подряд, свою роль сыграло плачевное состояние водных резервуаров, которые не чистили много лет. Сейчас ситуация улучшилась, но до окончательного решения проблемы далеко. Уровень воды в резервуарах на 50% ниже, чем до кризиса. Чтобы следующий сезон засухи не обернулся катастрофой, городские власти строят фабрику по опреснению воды, мощностью 50 млн литров в день. Она будет сдана в эксплуатацию к 2026 году.

В Западном полушарии проблемы с водоснабжением не менее остры. В 2016 году, в результате сильнейшей за 25 лет засухи, без воды осталась боливийская столица Ла Пас. Многомиллионный город снабжается водой из окрестных водоёмов, источником для которых, в свою очередь, служат ледники. За последние полвека, в результате климатических изменений, эти ледники уменьшились в размерах наполовину, и учёные прогнозируют, что в течение этого века они растают совсем. Постоянно испытывает жажду Мехико. Причина – неудачное расположение мегаполиса, в котором проживает около 20% всего населения Мексики. Город окружён горами и удалён от крупных рек и водоёмов, поэтому главный источник пресной воды там – скважины в горных котловинах. Проблема в том, что воду из этих скважин выкачивают вдвое быстрее, чем они успевают пополняться, причём до 40% драгоценной влаги просто уходит в землю из-за дырявых труб.

Может показаться, что водная проблема характерна для бедных засушливых стран, но она даёт о себе знать даже в США, на берегу Великих Озёр, содержащих более 80% всей пресной воды в Северной Америке. Однако причины тому здесь не экологические, а экономические и политические. В 2014 году в Детройте, где, по данным Washington Post, 35% населения причислено к категории бедных, 44 тыс. домохозяйств были отключены от водоснабжения за неуплату. В этом году число таких домов снизилось до 12 тыс. В Чикаго другая проблема – в городской водопроводной системе более 300 тыс. труб сделано из свинца, так что протекающая по ним вода имеет опасную концентрацию этого металла. Городские власти никак не могут собраться с финансами, чтобы обновить «трубный фонд».

Грант на хаб

Очевидно, что у США кратно больше возможностей решить водную проблему, чем у африканских или латиноамериканских стран. Накануне Национальный альянс водных инноваций (The National Alliance for Water Innovation, NAWI), возглавляемый Национальной лабораторией Лоуренса в Беркли (структура в составе американского Минэнерго), получил $100-миллионный грант на создание Водно-энергетического опреснительного хаба (Energy-Water Desalination Hub). Проект рассчитан на пять лет и призван решить проблему обеспечения страны пресной питьевой водой. Структуры, входящие в хаб, сосредоточатся на исследованиях и развитии энергоэффективных и конкурентных с финансовой точки зрения технологий опреснения, а также на использовании нетрадиционных водных ресурсов – морской воды, солоноватых озёрных вод и отработанной промышленной воды.

Исследовательские мощности NAWI представлены Национальной лабораторией Оак Ридж (Oak Ridge National Laboratory), Национальной лабораторией возобновляемой энергии (National Renewable Energy Laboratory), Национальной лабораторией технологий в энергетике (National Energy Technology Laboratory). В хаб также войдут 19 университетов-партнёров и 10 промышленных компаний.

«Мы рады, что Департамент энергетики доверил нам возглавить новаторский исследовательский проект, призванный решить одну из важнейших проблем нашего времени – проблему доступа к чистой и безопасной воде, – заявил директор лаборатории Беркли Майк Уитерелл (Mike Witherell). – Лаборатория и наши партнёры имеют огромный опыт ведения масштабных исследований с привлечением множества организаций. Наша должна создать устойчивое энергетически эффективное решение, способное обеспечить безопасное будущее всей системы водоснабжения».

Национальный альянс водных инноваций (NAWI) был создан два года назад для решения проблем опреснения. Он состоит из двух частей: центрального исследовательского консорциума, включающего три национальные лаборатории, ряд университетов и индустриальных партнёров, а также более масштабный альянс NAWI, в состав которого уже входит около 100 американских организаций и это число продолжает увеличиваться.

Члены исследовательского консорциума NAWI и члены-основатели альянса NAWI по состоянию на лето 2019 года



Автор: Григорий Вольф

Другие пользователи читают

США не волнуют мировые цены на нефть

Атака дронов на объекты Saudi Aramco, вероятно, окажется одной из главных новостей года в мировой энергетике. Взрывы,...

23 Сентября 2019 в 05:55