Теплое осеннее утро. Над Натальино, что недалеко от Балаково, промышленного центра Саратовской области, поднимается дымка, словно окутывая поселок мягким пуховым одеялом. Она звоном тишины убаюкивает округу, мол, поспи еще немного. В сторонке, будто завороженные, застыли березки, перекрасившие на днях свои густые пряди из зеленого в желто-оранжевый. Они спят, рано еще. А тут и птицы над головами распелись, стараясь усыпить. Хотя им самим не до сна - на юг пора, сборы впереди.
Вдруг тихую утреннюю идиллию нарушил далекий голос чего-то чуждого всей этой красоте и, казалось, созданного только для того, чтобы березок будить, да ворон пугать. Из седой дали проселочной дороги возник серый силуэт: нежданный гость трещит, кряхтит, кашляет и почти не движется, только рычит громко. Но вот, наконец, туман буквально выплевывает из себя трехколесное, потрепанное жизнью существо, эдакого «конька-горбунка» (так некоторые любя называют обычный грузовой мотороллер). Наездник, заведующий местной фермой дядя Толя, останавливает своего понурого дружка рядом с огромной навозной кучей.
- Здесь, - говорит он, разводя руками по сторонам, - у нас особенный склад. Место отведено специально для того, чтобы коровий навоз «выдержать». Да, да, почти как вино. Ведь перед тем, как использовать его в качестве удобрения, нужно дать ему полежать. Подсохнут лепешки – и в поля их отвозим.
- А что, если из навоза будут топливо для вашего мотороллера получать? – задал я своему утреннему гостю вопрос.
- Ну, это похоже на фантастику. Вот дома топить навозом можно. Опять же высушил его, сложил особенным образом – и в печь. Кизяками эти кирпичики называют. А что до топлива, то скоро машины ездить на воде станут. Но это в далеком будущем.
На самом деле это будущее не такое уж и далекое. По крайней мере, и автомобильные двигатели на водороде, получаемом из воды, уже придумали, и энергию из обычного коровьего навоза учатся добывать. На ферме колхоза имени Карла Маркса около 300 буренок. Все как на подбор.
- Это и не мудрено, - говорит председатель Анатолий Маснев, - стадо-то племенное. Каждая рогатая красавица в день дает не только несколько литров молока, но и десятки килограммов пахучей биологической массы.
За сутки, рассказывают работники фермы, вывозится примерно 15 тонн навоза. Это добро хотелось бы в полезное русло пустить, но пока на реализацию «навозно-энергетического плана» нет денег.
- Я тут недавно прочитал, - рассказывает Анатолий Маснев, - что один мой коллега решился-таки использовать «скрытую» энергию навоза. Я в этих технологиях не специалист, но понял так: вырыл он большую яму, туда весь навоз сбрасывает. Эта масса выделяет газ, который собирается и затем преобразуется в энергию. Вот так, говорят, и освещаются коровники того фермера.
Наверняка упомянутый Анатолием Масневым предприимчивый мужик не только на электрической энергии научился экономить (к слову, существует примерная формула «одна корова - одна лампочка»), но и познал другие прелести на первый взгляд не прелестного «продукта». Действительно, уже не первый год за рубежом сельхозпроизводители используют специальные установки, которые позволяют им получать биогаз, конвертируемый в электрическую и тепловую энергии. После переработки навоза получаются также экологически чистые жидкие или твердые органические удобрения, лишенные нитратов и нитритов, семян сорняков, патогенной микрофлоры, яиц гельминтов, специфических запахов. Одним словом, иностранцы делают деньги из того, что лежит под ногами, и что человек несведущий, напротив, старается обойти. При этом переработка экологически чистая и безотходная. К счастью, теперь и в России о ней знают не понаслышке. В нашей стране ежегодный объем навоза составляет около 150 млн. тонн. Пропадать такому добру никак нельзя – нужно использовать. Вот, к примеру, расчет окупаемости уже действующей биогазовой установки в одном из колхозов: стоимость (с монтажом) — около 500 тысяч рублей, годовые затраты на эксплуатацию — 597 тысяч, годовой доход от использования — 826 тысяч, годовая прибыль — 229 тысяч рублей. Срок окупаемости — чуть больше 2-х лет.
Человечество в случае массового использования этого метода может убить сразу двух зайцев, хотя реально ни одно животное не пострадает. Напротив, всем будет польза и облегчение, как в буквальном, так и в переносном смысле. Ученые утверждают, что в процессе разложения продукта выделяется метан – парниковый газ, причиняющий больше вреда, чем углекислый. Контроль за выделением метана коровами и другими домашними животными сыграет огромную роль в предотвращении климатических изменений.
Кроме того, к слову, в Канаде ученые всерьез занимаются получением энергии из … нашего, да-да, нашего с вами, дорогие читатели, простите за выражение, внутреннего содержимого. Например, сотрудники Лондонского музея науки уже решили использовать то, что ежегодно оставляют в местных клозетах 3 миллиона посетителей. Согласно расчетам специалистов, эти «подарки» помогут обеспечить работу 15 тысяч ламп, освещающих экспонаты. Но что-то мы уж больно увлеклись «низменными» вещами, пора поговорить о высоком, в буквальном смысле, например о солнце, ветре, воде. Ведь это одни из самых ярких представителей возобновляемых источников энергии. А есть еще геотермальные источники, энергия приливов и отливов. Все это человечество еще только учится использовать в глобальных масштабах. Люди теперь напоминают наездников, которые пытаются укротить стихию. Но оседлать этого «дикого мустанга» можно только бережно, грамотно используя то, что дала природа.
Мы буквально за пару столетий израсходовали все то, что Земля копила миллиарды лет. Посудите сами: «массовая» история нефти началась только в 19-м веке. Хотя она была известна еще древнему человеку, который использовал ее для факелов, позднее в лампах. И вот теперь мы уже говорим о том, что запасы «черного золота» истощаются. И необходимо либо искать новые месторождения, либо новые источники энергии. Многие идут по последнему пути.
Альтернативные (возобновляемые) источники энергии наступают. По некоторым данным сейчас в мире их доля чуть более 5% от общего объема. По оценке Американского общества инженеров-электриков, если в 1980 г. на основе ВИЭ в мире производилось около 1% электроэнергии, то к 2020 эта цифра увеличится до 13%, а к 2060 – до 33%. По данным Министерства энергетики США, в этой стране к 2020 г. объем производства электроэнергии на базе ВИЭ может возрасти с 11 до 22%. В странах Европейского Союза планируется увеличение доли использования для производства тепловой и электрической энергии с 6% (1996 г.) до 12% (2010 г.). В Европе понимают – использование возобновляемых источников энергии это, прежде всего, забота о будущем не только стран, но и всей Земли. Основное преимущество возобновляемых источников энергии - неисчерпаемость и экологическая чистота. Их использование не изменяет энергетический баланс планеты. Эти качества и послужили причиной бурного развития возобновляемой энергетики за рубежом и весьма оптимистических прогнозов их развития в ближайшем десятилетии.
Ну, а теперь обо всем по порядку. Известно, что, к примеру, энергию солнца используют уже давно. Вспомните маленькие батареечки наших калькуляторов и специально разработанные агрегаты для автомобилей. Кстати, продажи солнечных батарей в последнее время постоянно растут. А, к примеру, американский производитель компьютерной техники, мультимедийных плееров и мобильных телефонов Apple Inc. подумывает о том, чтобы перейти на солнечные батареи для своих плееров iPod. Похожие мысли появляются и у других производителей, которые уже устали от стремительного удорожания нефти и газа. А почему бы и нет. Ведь космические станции также оснащены солнечными батареями. Там, за пределами Земли, ветра и воды нет, и Солнце – единственный допустимый к использованию альтернативный источник энергии. Наше светило ежесекундно дает Земле 80 тысяч миллиардов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира.
Жители «голубой планеты» могут выбирать, чему отдать предпочтение. Например, американцы остановились на энергии ветра. И деньги на новые разработки они тратить не стесняются: например, в период с 2000 по 2007 годы они «пустили на ветер» 71 миллиард долларов. Россия, по данным «Вестника ГидроОГК» (№9, 2008), обладает крупнейшим ветроэнергетическим потенциалом – более 52 миллиардов кВт/ч в год. Но осваивать это богатство мы не спешим. Все тот же «Вестник» в статье «Завтра ветер переменится» сообщает, что еще в прошлом столетии наша страна занимала в этом направлении лидирующие позиции. В 1931 году заработала крупнейшая в мире установка мощностью 100 кВт. Ветряки появлялись на юге, на освоении целинных земель. Спад интереса произошел в 60-е годы. Сейчас в нашей стране установленная мощность ветроэлектростанций составляет 13 МВт. Это менее тысячной доли процента от мировой. Но необходимость развития этого направления осознают все ведущие ученые и энергетики. В «РусГидро», например, в последнее время очень плотно занимаются решением этого вопроса (к слову, в компании разработана программа энергосбережения на 2008-2012 годы. Если все намеченное удастся воплотить, то «РусГидро» поможет сэкономить стране как минимум 20 млн. тонн угля, нефти и газа («Вестник ГидроОГК», №9, 2008). И все благодаря развитию альтернативных источников энергии): определяются места возможной установки агрегатов, расчеты мощностей, разработка новых, усовершенствованных конструкций ветряков. Одним словом, идет поиск наиболее современного варианта энергосбережения для отдельно взятых регионов. Ведь энергию ветра можно использовать далеко не везде, говорит Андрей Николаевич Устинов, доцент кафедры «Процессы и аппараты химических технологий» Балаковского института техники, технологии и управления, специалист в области создания тепловых двигателей.
- Если нужно, то ветроустановку спроектировать смогу, - говорит ученый. - Еще когда я получал высшее образование, об альтернативных источниках энергии много говорилось. Да и на самом деле человечество рассуждает на эту тему уже не одну сотню лет. Другое дело, что сейчас объемы их использования увеличиваются. Есть данные, что если людям удастся обуздать хотя бы один процент солнечной энергии, то этого будет достаточно для всей планеты. Полпроцента энергии ветров тоже хватит. Хотя у всего есть как положительные стороны, так и отрицательные. Например, в случае использования ветряков появляется сразу две проблемы. Во-первых, ветер дует с непостоянной скоростью. Во-вторых, для того чтобы использовать его силу, необходимы большие территории для установки агрегатов и наращивания необходимой мощности. В Саратовской области с территориями, кажется, проблем нет, а вот средняя скорость ветра за год достигает всего 6 метров в секунду, что ниже требуемого уровня. Поэтому для нашего региона ветроустановки - вариант не подходящий.
Андрей Николаевич прав. Саратовская область действительно не входит в число самых «ветробогатых». А вот Архангельская, Астраханская, Пермская, Приморский и Краснодарский края и еще с десяток территорий могут надеется на глобальное внедрение ветротехнологий. Хотя у нас могут быть использованы ветрогенераторы малого типа: для них достаточно ветра, дующего со скоростью всего 4-6 метров в секунду. Подобные приборы, кстати, можно соорудить своими руками из комплектующих, которые широко продаются в Интернете. Там еще можно найти запчасти для небольшого солнечного термического коллектора (с его помощью успешно отапливаются загородные дома или дачные постройки, при этом в качестве теплоносителя используется вода), небольшие солнечные батареи.
По мнению Андрея Николаевича Устинова, практически в любой стране, области или любом городе можно рассмотреть вопрос получения биогаза или спиртов типа метанола из мусора или биотходов. В Бразилии, к примеру, по некоторым данным, 70% автопарка в качестве топлива используют отходы, получаемые при переработке сахарного тростника. В Дании, тем временем, активно используют энергию ветра: все побережье Северного моря – в ветряках. Своих месторождений минеральных природных ресурсов в стране практически нет, вот и проходится на долю альтернативных источников порядка 27% энергетических мощностей. Во Франции, Англии, Шотландии сильны традиции использования энергии приливов и отливов. Еще в 11-12 веках в этих странах существовали специальные мельницы, некоторые работают до сих пор. Аналогичные чудо-агрегаты строили и русские поморы, а в 18 веке в Архангельске работало даже несколько приливных лесопилок.
В ближайшее время, считает Андрей Устинов, человечеству необходимо научиться совмещать вполне привычные источники энергии и альтернативные. Например, в степи, где нецелесообразно тянуть длинные электромагистрали, можно установить ветряные агрегаты, но при этом подстраховать их работу дизельным генератором.
Есть еще одно перспективное направление. Андрей Николаевич считает, что будущее энергетики связано с атомными станциями третьего поколения. Они работают не на принципе использования тепла, выделяемого в процессе расщепления радиоактивных ядер урана, а на принципе термоядерного синтеза. Главный плюс – отсутствие ядерных отходов. Подобные станции получат распространение, скорее всего, только к середине этого столетия. У американцев немного раньше, годам к 30-м. Подобные станции в качестве топлива могут использовать дейтерий. Его в водах мирового Океана столько, что может хватить человечеству на ближайшие 4,5 миллиарда лет. К тому времени могут истощиться запасы солнечного термоядерного топлива. Во всяком случае, нам не следует беспокоиться о сокращении природных запасов дейтерия. При этом, в случае его использования, океан не пострадает.
- Гидроэлектростанции, - говорит Андрей Устинов, - тоже используют альтернативный источник энергии - воду. Конечно, строить ГЭС на горных реках более целесообразно, поскольку не будет ущерба от затопления земель, лесов. Тем не менее, гидроэнергетика – одно из направлений, которое сейчас, по крайней мере, в нашей стране, в наибольшей степени использует возобновляемые природные ресурсы. Есть малые ГЭС, к которым относятся станции мощностью до 25 МВт. Свыше – уже средние. Такие, как, к примеру, Саратовская ГЭС – настоящие великанши, мощные и сильные.
Кстати, сейчас в России из всех возобновляемых источников энергии активно используются только гидроресурсы. По данным компании «РусГидро», в целом вся альтернативная энергетика страны дает около 8,5 миллиардов кВт/ч в год. Это менее 1% от общероссийской выработки энергии. Принятая Правительством страны программа развития альтернативной энергетики поможет увеличить долю ВИЭ до 1,5% уже через год, а еще через 10 лет – до 4,5%.
Собственная программа «РусГидро» предполагает, что к 2012 году построят 5 пилотных проектов ветрогенерации, проект приливной электростанции. Этот список можно продолжать. До 2020 года компания собирается на основе возобновляемых источников энергии построить такое количество предприятий, которое позволит вырабатывать около 25 ГВт электроэнергии.
Сейчас человечество стоит на пороге глобальных изменений, или, как сказал японский ученый-изобретатель Йосиро Накамацу, сейчас мир как бы изготовился к прыжку. Перед нами стоит вопрос: развивать возобновляемые источники энергии или выжидать? В ближайшие 15 лет в России с ее нефтегазовыми ресурсами нет критической необходимости массового внедрения ВИЭ. Однако Азия, Африка и Южная Америка, не нуждавшиеся в поиске мер защиты от холода в целях выживания, технологически проиграли странам с умеренным климатом — Северной Америке и Европе. Такая же участь в области ВИЭ может постигнуть и Россию.
Тем временем в ЕС принимаются различные, в том числе и законодательные, меры, стимулирующие развитие рынка ВИЭ. Местным энергетическим компаниям ежегодно выделяются квоты на производство электроэнергии от возобновляемых источников энергии в размере 2 — 15 % от общего объема продаж электроэнергии. Если компания по каким-либо причинам не производит и не продает энергию от ВИЭ, она должна покупать зеленые сертификаты. В странах ЕС владельцу электрического генератора, использующего ВИЭ, предоставляются гранты и тарифные льготы, в значительной степени компенсирующие расходы на его покупку и обслуживание.
- Конечно, - говорит десятиклассник Александр Грищенко, - за рубежом все иначе. Мы в скором времени можем оказаться в зависимом положении. Развитием альтернативных энергетических направлений следует заниматься серьезнее.
Саша – постоянный участник областных экологических и биологических олимпиад, неизменный обладатель призовых мест.
- Экологией, - рассказывает молодой человек, - я увлекся где-то в 7-м классе. Сейчас, вместо того, чтобы как все приходить домой после уроков в обед, возвращаюсь в 6 часов вечера. У нас так называемые элективные курсы. Недавно изучали виды синтетического топлива, возможности безотходного производства и переработки мусора. Возобновляемые источники энергии мы тоже проходили. Но ведь помимо солнца, воды и ветра есть еще и физические законы, которые также можно использовать на благо человечества и Земли.
Оказывается, сегодня в мире работает 20 устройств с коэффициентом полезного действия 300-500%. Эти, можно сказать, вечные двигатели дают больше энергии, чем потребляют! Они работают на различных принципах, были созданы в различные времена, в разных странах, разными людьми, но все они с точки зрения традиционной физики нереальны, хотя работают! Их действие пока сложно объяснить научными законами. Но опытным путем установлено, что, к примеру, теплогенератор Потапова действительно эффективен и эти приборы даже серийно производят на одном из подмосковных заводов.
Конструкция теплогенератора крайне проста и представляет собой полый цилиндрический сосуд (трубу), на входе которого находится циклон с входным коническим патрубком, а на выходе - тормозное устройство. Через входной патрубок вода попадает в циклон, где формируется вихревой поток, устремляющийся в трубу и тормозящийся на выходе из трубы. В основе работы прибора лежит вихревая энергетика, основанная на теории движения.
Еще в 1995 году в России было изобретено устройство, которое позволяет переделать любой автомобиль для работы на воде. Правда, автор так и не наладил массовое производство, он просто «модернизирует» машины своих знакомых. И это не единственный случай. Изобретатели разных стран шли этим путем, но не добились признания на рынке. Возможна ли сегодня ситуация, при которой, к примеру, автомобильный гигант захочет переоборудовать весь свой конвейер для выпуска автомобилей, работающих без бензина? Понятия «автомобиль» и «бензин» настолько тесно связаны, что автомобильная промышленность стала рассматриваться как часть рынка потребления нефтепродуктов.
Самостоятельность автомобильной отрасли явно сдерживается, несмотря на то, что новая концепция могла бы решить многие экологические проблемы. Заметим, что масштаб установок, работающих на воде, не ограничен. В ближайшем будущем возможны проекты экологически чистых ТЭЦ, использующих водородное топливо. Причем речь идет о простых технических решениях, не связанных с «сомнительными» физическими теориями. Однако внедрение одной технологии приводит к сужению рынка для другой. В этом естественная причина задержки внедрения любых качественно новых идей – от современных технических разработок, порой противоречащих законам физики, но, несмотря на это успешно работающих, до давно известных, но до сих пор мало применяемых ветряков, солнечных батарей и т.д.
Несмотря на то, что зачастую новые разработки «создаются в стол», процесс изучения новых технологий в области альтернативной энергетики активно идет во всем мире. Не включая в рассмотрение секретные программы и институты, можно сделать вывод о том, что активность работ выше в странах с ограниченными топливными ресурсами. Россия имеет богатые природные сырьевые запасы, но в ближайшем будущем они перестанут играть решающую роль. Новые технологии использования возобновляемых источников энергии не только создадут новую технику, но и новый баланс в экономике. Однако это уже не физика, а политика. Ведь известно, что при распространении технологий свободной энергии, человек и отдельное промышленное или сельскохозяйственное производство станут менее зависимы от централизованной системы распределения ресурсов, следовательно, более свободными от влияния центральной власти. Альтернативные энерготехнологии дадут человеку качественно новый уровень сознания. Трудно сказать, сохранится ли, к примеру, понятие «власть» в привычном смысле, и насколько изменится понятие о государстве, если альтернативная энергетика сможет «прорваться» на рынок, устранив монополию современного топливно-энергетического комплекса. Но рано или поздно это произойдет: потоки свежего ветра на своих крыльях уже поднимают робкое человечество ввысь, туда, где царят неиссякаемые запасы солнечной энергии, или погружают в мощные и стремительные водные потоки… Одним словом, они уносят нас в бесконечное пространство Энергии Мира.
Олег Баженов,
корреспондент службы информации РИА «Экспресс».
