Фрагмент 13

Посмотрим на экологические аспекты использования энергии воздушного температурного градиента и перспективы.

На отоплении Магадана мы взяли 2 миллиона тонн жидкого воздуха. Это вес столба воздуха на всю двухсоткилометровую высоту атмосферы, опирающегося на 0,2 кв. км. Это значит, что мы забрали воздух, отвечающий за погоду, за температуру на земной поверхности, с площади примерно 0,5 кв. км. Сначала отобрали у этого воздуха почти всю внутреннюю энергию и оставили её в виде теплоты на местности в Магаданской области, а потом закупорили воздух и увезли. Но поскольку здесь лютая зима, то откуда бы ни пришёл другой воздух на место увезённого, он будет теплее и влажнее. Хотя если процесс будет более или менее продолжителен во времени и равномерен, то совершенно очевидно, что в силу т.с. «изостазии» в Магадан устремится тот воздух, который будет вытесняться вверх воздухом, привезённым в Сингапур.

Задействовали мы на это дело 550 тыс. кВт — мощность одной только Усть-Среднеканской ГЭС, что есть малюсенькая толика гидроэнергетического потенциала побережья Охотского моря, Северо-востока Якутии, Камчатки и Чукотки. На севере Охотского моря есть небольшая территория с очень большим ветроэнергетическим потенциалом. Настоящий ветроэнергетический Клондайк, поспорить с которым может только Таймыр.

Можно включить в дело чуть гуще населённые (чтоб было кого отапливать по-новому), но также с суровой зимой регионы, бассейна реки Амур.

«По официальным данным, вырабатываемое (Зейской и Бурейской ГЭС) электричество продаётся населению по 3—4 рубля кВт/ч и экспортируется в Китай по цене чуть более 1,5 рубля кВт/ч. Объяснение даётся простое: на Дальнем Востоке — переизбыток мощностей, т.к. суммарная мощность существующих станций в 2,5 раза больше потребностей региона. Продавать энергию в другие регионы невыгодно — слишком высоки издержки при передаче. Единственный вариант — продавать излишки в Китай, однако там отказываются платить по российским тарифам. В итоге из положения два выхода — либо закрывать станции, либо продавать энергию в КНР, но только на их условиях». http://moole.ru/blog/pravda/news/468321-rukotvornyjj-maksimum.html

Понятно, после восстановления Саяно-Шушенской ГЭС, гидроэнергетические мощности в избытке.

Но есть в Сибири и мощности тепловой электрогенерации.

— Как это «есть»? – возмутитесь Вы, — свободных нет, особенно зимой.

— Найдем при желании. И несколько быстрее, чем может показаться на первый взгляд.

Ещё когда я был маленький и учился в школе, но формулу Карно уже знал, все никак не мог понять, почему в местностях, где полгода стоят крепкие морозы никто не пытается строить теплоэнергетические установки на другом рабочем теле, не на воде. Ведь мечтали же всерьёз специалисты по технической термодинамике об использовании в качестве рабочего тела СО2. Видимо именно у этого рабочего тела, как реального газа, есть какая-то особая привлекательность. Теоретически его применение позволило бы при температуре воздуха среды, допустим, — 25º С держать температуру конденсатора — 20º С. А не + 7º С, как в случае воды. Допустим котёл даёт 600º С (это достижимо). При температуре конденсатора + 7º С термический к.п.д. менее 68%, а при — 20º С более 71%. Неплохо, но с учётом совершенно других требований к герметизации овчинка, возможно, не стоит выделки.

Позже я узнал, что подавляющее большинство российских тепловых и атомных электростанций работает не по конденсационному циклу, а по теплофикационному. Т.е. температуру конденсатора держат на уровне 70º С, с подачей теплоты конденсатора на отопительные нужды населённых пунктов. Это уже не 68% термического к.п.д., и тем паче не более 71%. Это менее 60%. Поэтому, в случае принятия курса на торговлю жидким воздухом, для Дальнего Востока и Восточной Сибири (в дальней перспективе — для всей России), напрашивается такое решение: перевод теплоэнергетики с теплофикационного цикла на конденсационный (а может быть и на иное рабочее тело), с соответствующим переводом отопительных систем на работу от ВРУ, которые, в какой-то мере — тепловые насосы и теплоты будут давать больше, чем потреблять электроэнергии.

Понимаю, какой вопрос у Вас, возможно, возник.

— Какой же смысл переходить с теплофикационного цикла на конденсационный? Ведь перейдя на конденсационный цикл, мы дополнительно расширяем рабочее тело (пар) теплоэнергетической установки, заставляя его за счёт его теплоты совершать дополнительную работу. Но тут же превращаем эту работу в теплоту.

— Вы правы. Если бы эту дополнительную работу я предлагал превратить в теплоту просто на нихромовой спирали, то самый подходящий мне эпитет был бы такой: болван. Если бы я предлагал превратить дополнительную работу в теплоту с помощью теплового насоса, то определение для меня было бы чуть мягче: спорного ума человек. (Хотя в технической термодинамике такая посылка рассматривается всерьёз). Но я ведь предлагаю другое…

Энергетика и тепловая экология, или чем заняться России в международном разделении труда