В поисках энергии. Ресурсные войны, новые технологии и будущее энергетики - Мацак Олег (читаем книги .TXT) 📗
Палмер Путнем, руководитель проекта, был внуком основателя издательства G. P. Putnam’s & Sons. Хотя Палмер какое-то время возглавлял это издательство, его душа принадлежала технике. Окончив MIT, он работал геологом в Бельгийском Конго. Позднее, построив дом на мысе Кейп-Код, Путнем обнаружил, что «ветра там на удивление сильные, а тарифы на электроэнергию – на удивление высокие». Для Путнема решение было очевидным – ветровая электроэнергия7.
Однако Путнема интересовало не обеспечение электроэнергией собственного дома, он думал об энергосистемах общего пользования. Подходящая модель уже существовала, она использовалась в Советском Союзе. В 1931 г. первый ветрогенератор общего пользования был введен в эксплуатацию в Крыму, в Ялте.
Путнем собрал первоклассную команду, в которую вошли видные американские ученые и представители ведущих компаний, в том числе General Electric, помогавшей с электрооборудованием. Выбор Грандпа-Ноб, горы довольно отдаленной и недоступной, был обусловлен высоким качеством ветров на ней.
Осенью 1941 г. 52-метровая ветровая установка Путнема уже вырабатывала электричество. Ее подключили к энергосистеме Центрального Вермонта, подобно угольной электростанции, и она вносила свой вклад в обеспечение штата электроэнергией. Идея о том, что ветровая установка необязательно должна быть автономной и может быть подключена к энергосистеме, стала основным вкладом Путнема в развитие ветроэнергетики. Ветрогенератор, как оказалось, можно включить в существующую систему8.
Ветрогенератор Палмера Путнема работал примерно до середины Второй мировой войны, когда его пришлось отключить из-за поломки. Починили ветрогенератор на Грандпа-Ноб только в 1945 г. Но всего через несколько недель одна из восьмитонных лопастей оторвалась и разбилась вдребезги. Это был конец. Для ремонта ветрогенератора уже не было ни средств, ни желания.
Тем не менее 52-метровая башня на Грандпа-Ноб стала своего рода маяком, потому как она продемонстрировала возможности ветровой энергии. Как объяснил один ученый на заседании профильного комитета конгресса в 1974 г., ветрогенератор Путнема «был предшественником всего того, что осуществляется сегодня в области ветровой энергетики»9.
Современная индустрия
К середине 1970-х гг., после того, как арабские страны ввели эмбарго на поставки нефти, а западные страны обратили взор на альтернативные источники энергии, ветроэнергетика стала серьезной темой для дискуссий. Однако своим рождением ветроэнергетическая индустрия обязана не только ОПЕК, но и датскому сельскохозяйственному машиностроению и калифорнийским налоговым льготам. Без них эта индустрия вряд ли стала бы такой, какой она является сегодня. А начиналось все так.
После нефтяного кризиса 1973 г. правительство США стало финансировать исследования и разработки в области ветроэнергетики. Чтобы ветровым электричеством заинтересовались энергокомпании, требовались крупные ветровые установки, и правительство обратилось к оборонным компаниям – если они могут строить истребители и бомбардировщики, вертолеты и самолеты с пропеллерами, то смогут создать и вышки с вращающимися лопастями. Но технические характеристики первых ветровых установок оставляли желать лучшего. «Мы тогда были зашорены, поскольку ветряные мельницы использовались более 1000 лет, – сказал один правительственный чиновник, курировавший исследования и разработки. – Мы считали, что технология уже есть, а все, что нужно сделать, – это ввести ее в XX в.»10
Но вскоре после прихода Рональда Рейгана на пост президента США программа исследований в области ветроэнергетики, финансировавшаяся из федерального бюджета, была свернута.
Калифорнийская ветряная лихорадка
Хотя федеральные расходы на исследования и разработки были существенно урезаны, инициативы государства в сфере регулирования и налогообложения остались в силе. Действовал уже упоминавшийся Закон о регулировании деятельности коммунальных предприятий (PURPA), который обязывал энергокомпании покупать электроэнергию у мелких производителей. Кроме того, существовали налоговые льготы, причем довольно щедрые. Налоговые льготы предоставлялись ветроэнергетическим проектам со стороны как федерального правительства, так и администрации штата Калифорния, причем даже проектам, предусматривавшим выработку электроэнергии в незначительных количествах. Очень многое для развития ветроэнергетики в штате и в стране сделал губернатор Калифорнии Джерри Браун. Строителям ветровых установок также разрешалось ускоренно амортизировать ветровые активы, что делало инвестиции практически безрисковыми. К тому же всю электроэнергию, продаваемую энергосистеме, им оплачивали по щедрому тарифу PURPA, в основе которого лежала концепция «альтернативных затрат».
Результатом этого стала калифорнийская «ветряная лихорадка». К сторонникам ветроэнергетики, серьезным разработчикам, квалифицированным инженерам и стратегам присоединились хитрые промоутеры, продавцы налоговых убежищ и любители шальных денег. Так родилась современная индустрия ветроэнергетики.
Эта лихорадка дала толчок инновационной деятельности. Чтобы не зависеть от одной-единственной махины, как Палмер Путнем, строители устанавливали несколько меньших по размеру ветрогенераторов и подключали их к компьютерной сети, чтобы они функционировали как единый механизм. Такие ветрогенераторы, объединенные в сеть, стали называть «ветропарками». Дополнительным преимуществом такого подхода было то, что при выходе даже нескольких установок из строя, система продолжала работать и большая часть вырабатываемой ею электроэнергии по-прежнему поступала в энергосистему.
Калифорния, которая стала Саудовской Аравией ветровой энергетики, располагала тремя ветровыми «месторождениями» с огромным потенциалом. Строители спешили приобрести земельные участки. Многие из лучших мест были труднодоступными, и их освоение требовало изобретательности, больших усилий и смелости. Но только после начала строительства выяснялось, насколько яростными и непредсказуемыми могут быть эти ветра – и как непросто их использовать. Ветер, как тогда выразился один инженер, «треплет вас весь день, не стихая. Глаза начинают слезиться… Вы можете наклониться, и ветер не даст вам упасть». Многие турбины не выдерживали. Лопасти гнулись и отрывались, вышки опрокидывались, электроника выходила из строя. Большинство установок вырабатывали гораздо меньше электричества, чем обещали производители. Надежность и технические характеристики стали главной проблемой11.
Одним из наиболее приверженных первопроходцев был Джеймс Дельсен. Его компания Zond получила свое название отчасти от зонды, ветра в Аргентине, дующего с Анд, а отчасти – от немецкого слова, которое означает «зонд».
Как и другие участники калифорнийской «ветряной лихорадки», Дельсен обнаружил, что для его финансового положения важное значение имеют налоговые льготы. Поэтому он и его коллеги накануне нового 1981 г. в неблагоприятных погодных условиях – свирепствовала снежная буря – занимались установкой на перевале Техачапи ветрогенераторов, чтобы получить право на налоговые льготы в уходящем году.
«Как только мы включали турбины, они начинали разваливаться, – говорил он. – На следующий день мы собирали обломки. Стало ясно, что нам как можно быстрее нужна более совершенная технологию»12.
Крепкие датчане
В поисках такой технологии Дельсен отправился в Европу – в Голландию. Датский инженер Финн Хансен, семья которого владела компанией по производству сельхозтехники, уговорил Дельсена отправиться вместе в Данию, чтобы поближе познакомиться с его компанией Vestas.
Несколькими годами ранее Финн Хансен решил заняться изготовлением ветрогенераторов, видя рост интереса к ветровому электричеству, который зародился еще в конце XIX в. Во время обеих мировых войн Дания в условиях частых перебоев с поставками энергоносителей большую часть своего электричества производила с использованием ветра, дувшего с моря. После Второй мировой войны ветроэнергетика уже не могла конкурировать с дешевой электроэнергией, передаваемой по централизованной системе электроснабжения. Возродившаяся датская индустрия ветроэнергетики была тесно связана с производством сельхозтехники, более того, ряд компаний, выпускавших ветрогенераторы, были членами Союза кузнецов. Датским конструкциям была присуща долговечность, надежность и прочность – качества, которые очень ценятся пользователями сельхозтехники13.
