Плавучие электростанции: энергетика будущего создается сегодня

Традиционная энергетика сопряжена с рядом проблем – строительство гидроэлектростанций требует больших площадей, приходится затапливать огромные территории. Тепловые станции загрязняют атмосферу, а к атомным после Чернобыльской аварии отношение стало достаточно настороженным – если что-то пойдет не так, последствия будут катастрофическими. С другой стороны, альтернативная энергетика пока не способна вырабатывать те объемы, в которых нуждается растущее население, поэтому приходится лавировать между двух этих течений, ища оптимальные решения.

От старого к новому

Поиском новых путей озабочена и российская энергетическая отрасль – сегодня очень остро стоит вопрос модернизации, которая необходима многим электростанциям в стране. По словам Первого заместителя Министра энергетики РФ Алексея Текслера, ключевым драйвером развития российского ТЭК призвана стать цифровизация. При этом отраслевые эксперты сходятся во мнении, что для цифровизации энергетики РФ необходимо менять модель потребления. Высок интерес и к новым технологическим решениям – эффективным, высокопроизводительным и безопасным, поэтому новая разработка компании «Сименс» может стать перспективной и для отечественного ТЭК.
Речь идет о технологии Sea Float, разработанной специалистами компании «Сименс» в экспертном центре, расположенном в Оффенбахе (Германия). Не исключено, что именно она поможет в корне изменить подход к производству электроэнергии – в ее основе лежит идея о том, что электростанции нужно размещать не на суше, а в море на плавучих платформах – баржах, кораблях и т.п. При этом сам тип электростанции не так принципиален, это могут быть как традиционные (тепловые или атомные), так и альтернативные (например, приливные) станции.
Такой подход дает ряд преимуществ – отпадает необходимость застраивать или затапливать площади, сборка станций становится проще, т.к. их можно компоновать прямо на верфи, а затем буксировать в океан, в том числе по течению рек. Плавучие станции позволяют подавать питание после природных катастроф – землетрясений или цунами, тогда как станции, расположенные на берегу, в этом случае могут разрушиться. Еще один плюс – мобильность: когда станция не нужна в одном месте, ее можно без проблем переместить в другое.

Опыт катастроф

Идея создания плавучих электростанций возникла после мощного цунами, которое обрушилось на Японии в 2011 году и повлекло за собой аварию на атомной электростанции Фукусима-1. Финансовый ущерб на ликвидацию последствий составляет около 200 млрд долларов, и эти цифры увеличиваются, поскольку, согласно оценке японских ядерщиков, объект придет в безопасное состояние как минимум через 40 лет после аварии, не говоря уже о последствиях для окружающей среды.
За прошедшие годы команда SeaFloat тщательно проработала концепцию, доведя ее до уровня, когда возможен запуск в серийное производство. В этом им помогали коллеги из других подразделений «Сименс» по всему миру. Благодаря совместной работе участники проекта оптимизировали технологию, так что теперь ее можно использовать на кораблях или плавучих платформах
Плавучие электростанции помогают решить целый ряд проблем, но для этого ученым пришлось преодолеть ряд других вызовов. Так, при установке на борту морской баржи турбины подвергаются повышенной нагрузке из-за качки. В связи с этим инженеры предусмотрели множество мер по адаптации опор, подшипников и других компонентов для амортизации колебаний. Другая проблема, с которой столкнулась инженерная группа, заключалась в том, что у каждой страны и у каждого порта свои стандарты. Кроме того, до настоящего времени генерируемая мощность различных моделей газовых турбин была ограничена, а сейчас концепция «Сименс» выводит ее на новый уровень. Первые объекты, которые планируется построить, будут оснащены промышленными газовыми турбинами (например, SGT-800, выпускаемыми заводом в Финспонге) мощностью 140 мегаватт. В будущем даже газовые турбины «Сименс» большой мощности H-класса (SGT-8000H) будут доработаны для установки на морских судах.
Генерируемая мощность электростанций комбинированного цикла может достигать 1200 мегаватт. Если электростанция находится в доке, проще всего будет подать на нее природный газ с берега. Если же платформа со станцией расположена дальше в прибрежных водах, установка может работать на сжиженном природном газе, поступающем с кораблей. Чтобы это стало возможным, необходимо установить дополнительные платформы для швартовки кораблей. На этих платформах предполагается развертывать оборудование для преобразования жидкого топлива в газообразное.

От теории к практике

Компания «Сименс» не планирует создавать собственный флот, но при необходимости поддержит проект, обеспечив 20–30% уставного капитала. Это откроет возможность для реализации интересных бизнес-моделей, так как заказчики смогут приобретать электростанции, а затем сдавать их в аренду фактическим операторам — например, для устранения последствий стихийных бедствий при отказе береговых станций. Или, скажем, энергетические компании в развивающихся странах, расположенных на островах или на морском побережье, смогут приобретать электростанции в собственность для создания в долгосрочной перспективе собственной инфраструктуры. Им не придется покупать для этой цели огромные земельные участки, время получения разрешений значительно сократится, исчезнут риски, связанные с почвой, а также отпадет необходимость в трудоемком строительстве фундаментов и зданий. Энергетические предприятия в экономически развитых странах могут использовать плавучие электростанции в качестве замены старых угольных ТЭС, вредящих окружающей среде.



Для быстрого и гибкого реагирования на рост спроса команда SeaFloat сотрудничает с несколькими верфями. Первая плавучая платформа будет оснащена электростанцией комбинированного цикла. Краны перенесут электростанцию весом около 4000 тонн на платформу целиком, а не по частям. После этого передвижная электростанция отправится в плавание по океанам на место эксплуатации. Первый заказ на поставку баржи, оборудованной двумя газовыми турбинами SGT-800, был подписан осенью 2018 года. Плавучая электростанция в Доминиканской Республике будет запущена в эксплуатацию весной 2021 года.

Автор: Бернд Мюллер