Небывалый мегаватт

Первая в мире солнечная электростанция за Полярным кругом обеспечит электричеством один из самых холодных населенных пунктов планеты — поселок Батагай в Якутии. Благодаря строительству мощной гелиостанции наш Дальний Восток неожиданно встал в один ряд с южными странами, где такая энергетика — тренд десятилетия: Европа планирует получать к 2020 году 40 процентов электроэнергии из альтернативных источников. Но одно дело поставить на энергию Солнца в Испании, где небо, как известно, безоблачное, а другое — в Батагае, где полгода — полярная ночь. "Огонек" выяснил, каким образом солнечные батареи могут согреть поселки в Якутии, где зимой — до минус 60, и каковы шансы распространить этот опыт на Дальний Восток и Крайний Север России

Попасть в Батагай по земле круглый год невозможно — дороги сюда так и не проложили. Летом основной транспорт — небольшие самолеты и вертолет, а с начала ноября грузы можно доставлять по зимникам — ледяным переправам, которые намораживают на реках. Местные жители любят напоминать, что Якутия по площади равна пяти Франциям и 140 Армениям, но, только разглядывая это пространство с борта страшно тарахтящего Ан-24, понимаешь, о каких расстояниях речь. Снизу проплывают ярко-зеленые пятна лесов и болот, блестящие кольца арктических рек — Лены и Яны и темный частокол Верхоянского хребта — одной из самых малоизученных горных систем мира. Семьсот километров на северо-восток от Якутска — и никаких следов пребывания человека.

От аэропорта Батагая — одноэтажного деревянного дома, выкрашенного синей краской,— до новейшей гелиостанции — минут пятнадцать езды. ПАЗ и УАЗ, единственные автомобили, способные выживать рядом с людьми в условиях экстремального перепада температур, везут пассажиров через чахлые заросли берез и елок, распугивая белых низкорослых лошадей и поднимая до самого неба столбы пыли. Асфальт в этих местах — непозволительная роскошь, ведь под ногами — 500 метров вечной мерзлоты.

Вдруг за очередным поворотом лес заканчивается: пазик зависает у края обрыва, внизу которого на правом берегу реки Яны лежит Батагай. Местные жители приезжают сюда наверх к открытию новой электростанции, оставляя машины рядом с полуразрушенным зданием, которое когда-то принадлежало местному обогатительному комбинату. Надо признать, что солнечная электростанция, выстроенная из 3 тысяч высокотехнологичных поликристаллических панелей, выглядит в таком окружении весьма неожиданно. В их идеально ровных, отливающих синевой поверхностях, общей площадью в три футбольных поля, отражается низкое северное солнце и пестрая толпа местных жителей. Посмотреть, как загорятся от "солнечного электричества" первые лампочки, установленные по периметру станции, пришли все.

Новая солнечная станция мощностью 1 МВт, построенная "РАО ЭС Востока", в летний период сможет обеспечить большую часть потребности поселка в электроэнергии. В будущем ее мощность будет увеличена до 4 МВт, но пока что главная задача энергетиков — отследить, как работает станция за Полярным кругом.

— Станция уникальная. Пока с такой мощностью на Крайнем Севере она единственная в мире,— говорит глава ОАО "РАО Энергетические системы Востока" Сергей Толстогузов.— Солнечная активность в Якутии достаточно велика, поэтому эффективность этих станций с учетом длительного и затратного завоза в регион топлива очевидна. Это первый проект таких масштабов. Сейчас наша главная задача — наработать определенные технологические решения с тем расчетом, чтобы они стали типовыми. Важно выбрать технологию, которая наиболее адаптирована к суровым климатическим условиям.

Говорят, благодаря новой заполярной станции Якутия вновь попадет в Книгу рекордов Гиннесса. Здесь этим гордятся — ведь предыдущий рекорд Якутия установила целых три года назад — тогда здесь водили самый большой в мире хоровод из 15 тысяч человек.

Сопка любви

До того как в поселок пришла альтернативная энергетика, Батагай получал свет, как и весь остальной Север, исключительно благодаря дизелю. Топливо загружают здесь в гигантские пузатые резервуары, которые неизменно попадают на все видовые фото поселка. Сложно представить, но иногда цистерны с топливом везут сюда по два года, и поэтому себестоимость энергии в самых отдаленных поселках заполярья может достигать 100 рублей за 1 кВтч, причем почти 30 процентов от нее — это расходы на транспортировку. Сегодня тарифы на электроэнергию в Батагае в 10 раз выше московских. Уже первая очередь солнечной станции позволит экономить поселку 300 тонн топлива в год — для севера объем значительный.

— Новая станция не сможет обеспечивать все население электроэнергией круглый год, но станет хорошей подмогой действующей дизельной электростанции,— говорит зампредседателя правительства Республики Саха (Якутия) Игорь Никифоров (правительство республики активно помогало в реализации проекта).

Гелиостанция как подспорье — это особенно актуально полярной ночью, когда световой день в Батагае совсем короткий — солнце заваливается за горизонт уже в два часа дня. При этом сама дизельная станция в поселке за 30 лет работы морально устарела. Если она выйдет из строя — это будет настоящей катастрофой для Батагая, который по северным меркам считается довольно многолюдным населенным пунктом.

— У нас живет порядка 6 тысяч человек,— говорит глава поселка Наталья Михалюк.— Хотя по переписи, конечно, намного меньше. К нам постоянно приходят пожить обитатели из отдаленных улусов, которые заселяют оставленные дома или снимают квартиры тысяч за десять. Жизнь-то у нас хорошая — музыкальная школа есть, кафе, больница, в лесах полно голубики. К тому же у нас очень вкусная еда, гостей мы угощаем нашими деликатесами — жеребятиной и строганиной из чира и нельмы.

Батагай начали застраивать в 1939 году, когда здесь открыли богатейшее месторождение олова. Сначала в эти края потянулись геологи, за ними — зэки, невидимые герои севера. Как ни крути, а покосившиеся лагерные вышки Дальстроя НКВД до сих пор остаются частью сурового батагайского пейзажа. Вдобавок лагерные обитатели отстроили сам поселок — с главной улицей, которая до сих пор носит имя Ленина, двухэтажными деревянными домами и огромным с античными колоннами Домом культуры.

С оттепели 1960-х вплоть до конца 80-х Батагай, который местные поэты рифмовали со словом "рай", привлекал жителей со всей страны. Ехали за зарплатой, которая здесь на предприятиях, производящих оловянный концентрат для оборонки, была в разы выше, чем по стране, за отпуском в 57 дней, рыбалкой и охотой в условиях дикой северной природы. Тогда в поселке в основном жили русские — геологи, инженеры, рабочие. Сегодня никакого производства в поселке нет, зато есть аэропорт — единственный на многие сотни километров.

— Когда узнали, что будут строить солнечную станцию, интереса, конечно, было много,— говорит Наталья Михалюк.— Место, где она теперь стоит, в народе называется сопкой любви, сюда местные ходили на свидания — там росли красивые тополя, березы, а теперь водим сюда экскурсии. Школьники приходят собирать материал для рефератов. Но главный вопрос сегодня: как новая станция справится с нашими холодами? Мы-то привыкли — шубу наденешь, двое штанов, унты и — вперед. А техника как?

Карты ветра

Чтобы понять, как поведут себя различные конструкции альтернативных электростанций в условиях Крайнего Севера, энергетики потратили не один год. Можно сказать, что работа в данном направлении — сплошное творчество. К примеру, первую экспериментальную ветровую установку в этом регионе установили еще в 2007-м: белоснежный ветряк появился на берегу Северного Ледовитого океана в поселке Тикси. До этого момента он много лет исправно работал в Германии, но здесь довольно быстро электроника стала выходить из строя — не выдерживала сильных морозов и порывов ветра, превышающих нормативные для подобных установок 120 километров в час. Так что сегодня требования ко всем частям электростанций повышенные. В Японии, например, конструкции, которые будут работать в условиях Крайнего Севера, проходят испытания в специальных холодильниках, где их не только морозят при минус 50, но и обдувают мощными потоками ветра. А в одной американской компании очень долго удивлялись требованиям к поставляемой технике — там были уверены, что в таких климатических условиях люди просто не живут.

Строительство любой альтернативной электростанции начинается с поиска места: ученые в течение года составляют карты ветра и инсоляции местности, высчитывают экономическую целесообразность. Батагай, можно сказать, прошел своего рода кастинг, в ходе которого специалисты оценивали арктические поселки по комплексу критериев: помимо обилия солнечного света (а его в Якутии столько же, сколько, к примеру, в Краснодарском крае) для работы гелиостанции необходимо сухое возвышенное место без леса и каких-либо препятствий для солнца, подъездные дороги и возможность подключения к существующей энергосистеме. В итоге Батагай обошел остальных претендентов, в том числе соседний город Верхоянск. Этот населенный пункт с тысячью жителей — один из самых маленьких городов на Земле. В конце XIX века сюда ссылали первых революционеров, а так как по закону их могли выслать из города только в город, забытому богом Верхоянску присвоили соответствующий статус. Именно здесь, а вовсе не в Оймяконе, как считают многие, находится полюс холода — в 1892-м в Верхоянском районе была зафиксирована самая низкая температура в населенном пункте — минус 67,8 градуса.

В Батагае в среднем зимой температура не часто опускается ниже минус 50. Для местной станции специалисты "РАО ЭС Востока" выбрали китайские поликристаллические панели — именно Китай сегодня мировой лидер на рынке фотоэлементов, он выпускает каждую третью солнечную панель в мире. Китайцы гарантируют: их продукция будет исправно работать при температуре как в минус 50, так и в плюс 40 — привычный размах для этих мест. При этом выгодно, что солнечные панели ухода почти не требуют — раз в неделю их нужно протирать от пыли специальной тканью и при необходимости расчищать от снега. Расчетный срок работы — 25 лет. В Батагае, правда, пришлось отказаться от поворотных механизмов, позволяющих фотоэлементам следовать за солнцем и таким образом увеличивать КПД. Жизнь показывает: слишком сложные конструкции на Крайнем Севере не выживают.

Залежи солнца

В мире первый бум ВИЭ — возобновляемых источников энергии — пришелся на 1970-е, когда арабские нефтяные страны прекратили продавать нефть государствам, поддержавшим Израиль, что тут же взвинтило цены. Президент США Никсон выступил с обращением к нации, призвав экономить топливо: авиакомпаниям советовали сократить число рейсов, а рядовым американцам отказаться от использования автомобилей. В целом тот "нефтяной шок" привел к колоссальным изменениям в мировой экономике. Страны, в частности, стали покупать "черное золото" впрок, создавая гигантские нефтехранилища. Тогда же многие компании стали вкладывать средства в разработку альтернативных источников энергии, единственным широко распространенным видом которых до этого были ГЭС. Теперь же заговорили о солнечных и ветряных электростанциях, о геотермальной энергетике, использующей энергию подземных вод, и о биоэнергетике — добыче энергии из биомассы, например из рапса.

— За последние 50 лет мы наблюдаем постоянное падение себестоимости энергии, полученной из альтернативных источников,— говорит руководитель программы Международной финансовой корпорации по развитию возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России Патрик Виллемс.— Это связано в первую очередь с развитием технологий. Можно сказать, что в скором времени стоимость энергии из альтернативных источников сравняется с углем и газом.

По данным аналитического агентства Thomson Reuters, сегодня в целом по миру первичное потребление энергии из альтернативных источников составляет 11 процентов. Рекорд держит Дания, которая в буквальном смысле из воздуха получает 40 процентов всей потребляемой в стране энергии. По прогнозу Международного энергетического агентства (МЭА), к 2040 году на схожие показатели выйдут все развитые страны мира, и это связано не только с ограниченностью запаса твердых видов топлива и нестабильной геополитикой, но и с тем, что альтернативные электростанции все более выгодны с точки зрения экологии — их можно строить хоть в городской черте. Сегодня самыми крупными инвесторами на рынке ВИЭ остаются Китай, США и Япония. Это во многом их стараниями в прошлом году в ветроэнергетику был вложен рекордный за всю историю отрасли объем инвестиций — 107 млрд евро.

— Что касается России, то у нас доля использования ВИЭ, включая большую гидроэнергетику, составляет всего 16-17 процентов, а доля нетрадиционных источников, таких как энергия солнца, ветра, малых водостоков, биомассы и так далее, и вовсе менее одного процента от общей доли потребляемой энергии,— говорит профессор Виктор Елистратов, директор НОЦ "Возобновляемые виды энергии и установки на их основе" Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.— При этом напомню, что еще в 2009 году было выпущено распоряжение правительства РФ, которое ставило задачу довести производство энергии от возобновляемых источников до 4,5 процента к 2020-му. Правда, в 2013-м вышло другое постановление, которое говорило о необходимости достичь более скромной цифры в 2,5 процента, но и это значение вряд ли будет достигнуто.

Тем не менее, по словам Виктора Елистратова, в последнее время, благодаря принятым правительством мерам по поддержке объектов ВИЭ, на рынке возникли перспективы для роста, особенно в сегменте солнечной энергетики — здесь и инвесторы появляются, и даже производство солнечных панелей налаживается. А вот по ветроэнергетике пока все глухо.

Надо отметить, что для России, где пока с традиционным топливом больших проблем нет, развитие альтернативных источников энергии выгодно только там, где люди живут в отрыве от "большой земли" и где поселки невозможно подключить к централизованной энергосистеме. Другое дело, что таких территорий в РФ хватает: в той же Якутии, например, под это определение подпадает 64 процента территории. Проекты ВИЭ достаточно дороги, но обоснование этим инвестициям есть.

— Любые меры, которые в таких условиях позволяют сокращать расход топлива, означают для нас высвобождение финансовых средств,— говорит заместитель генерального директора "РАО ЭС Востока" Алексей Каплун.— И если мы ставим в подходящем месте в дополнение к дизельной станции объект возобновляемой энергетики, который замещает часть дизельной выработки при минимальных издержках, то появляется реальная возможность стабилизации тарифа. Именно поэтому мы реализуем комплексную программу по внедрению технологий возобновляемой энергетики на Дальнем Востоке, которая предполагает строительство свыше 170 объектов ВИЭ в регионе.

В Якутии уже работает больше десяти установок ВИЭ, но в целом в России есть и вовсе уникальные объекты. Например, в селе Тургенево Владимирской области открыта первая в стране биокотельная мощностью 3 МВт, работающая на торфе. Она отапливает школу, детский сад, Дом культуры и квартиры местных жителей. А под Питером строится крупнейшая в мире биогазовая станция в 8 МВт, которая будет вырабатывать энергию из птичьего помета, коим ее будет обеспечивать Синявская птицефабрика. А чтобы сильно не пахло, станцию решено разместить под землей.

Солнечный свет, захваченный фотоэлементами, превращается в электричество, бежит по проводу и под овации батагайцев зажигает лампочки гелиостанции. Перед открытием пенсионер Петр Слепцов, шаман по совместительству, разводит небольшой костер из березовых дров и сухих трав, чтобы провести алсын — обряд благословения гостей. Он просит гостей поднять руки к Солнцу, духу которого поклоняются якуты. В толпе кто-то воздевает руки, кто-то крестится, прочие машут березовыми веточками, чтобы отогнать от высокотехнологичной станции злых духов.

— Не удивляйтесь, что мы просим духа Солнца благословить солнечную станцию,— улыбается стоящая рядом со мной местная жительница Зинаида Васильевна.— Тут и не такое бывает. Я вот приехала в Батагай на фабрику в 1957 году по комсомольской путевке, работала концентраторщицей, принимала руду. Мы тут многое пережили, отключение тепла, аварии, страшную северную темноту, и поэтому для нас свет в любом виде всегда символ жизни. А как иначе?

Держать нос по ветру

Расклад

Плавающие электростанции-подковы и биостанции на навозе: современная альтернативная энергетика поражает воображение. Вот на чем уже работают электростанции

На искусственных водорослях. Австралия разработала проект особой подводной электростанции BioWawe. Она вырабатывает электроэнергию за счет колебаний лент искусственных водорослей, шевелящихся в океанском течении. Власти надеются, что с помощью таких станций вскоре можно будет обеспечить электричеством весь Мельбурн.

На навозе. В Великобритании работает первая в мире электростанция на коровьем навозе. Мощность газовой когенераторной электростанции 2 МВт. Этого хватает, чтобы снабдить энергией школу, больницу и спортивный центр города Девон. За год станция перерабатывает 1,7 млн тонн навоза с 47 окрестных ферм.

На ветре. Бельгия планирует построить в Северном море искусственный остров в виде подковы шириной 500 метров с ветропарком, который будет выдавать мощность более 2 ГВт.

На гибридных технологиях. Ирландия готова запустить первую гибридно-маховую электростанцию в деревне Род, графство Оффали. Маховик состоит из углеволоконной трубы, которая парит на магнитах в вакууме. Маховик вращается с огромной скоростью благодаря электричеству от ветряных турбин и солнечных панелей.

На морской траве. В Японии активно разрабатывают различные сорта биотоплива на основе водорослей. Они содержат 75 процентов натуральных масел, быстро растут и не нуждаются в воде для полива. С одного гектара "морской травы" за год можно получить более 40 тысяч литров биотоплива.

На приливах. В Голландии близ острова Тексель появилась первая в мире электростанция, использующая энергию приливной волны. Станция представляет собой плавающую платформу с прикрепленной к ней турбиной.

На тополях. В США выведены гигантские тополя, которые можно использовать в качестве биотоплива. Для этого ученые изменили несколько генов, заставив деревья расти быстрее как вверх, так и вширь.

На пешеходах. Во Франции в асфальт некоторых улиц в городе Тулуза вмонтированы особые панели. Если на них наступить, они преобразуют усилие веса в электроэнергию. За день энергия скапливается. А вечером идет на освещение этой же улицы.

На парламенте. В Израиле на здание Кнессета, местного парламента, установили 1500 солнечных панелей, которые выдают для парламентариев 420 кВт "зеленой" энергии. Законодатели утверждают, что эта мера вместе с рядом других энергосберегающих технологий позволит до конца этого года сократить энергопотребление из городских сетей на треть.

На горном перевале. В США на горном перевале Техачапи в Калифорнии расположена самая мощная в мире ветряная электростанция Alta Wind Energy Center мощностью 1320 МВт