Які джерела енергії допоможуть зберегти екологічну рівновагу Крайньої Півночі в умовах глобального потепління.
Які джерела енергії допоможуть зберегти екологічну рівновагу Крайньої Півночі в умовах глобального потепління.
Андрій Чамов
2019 рік обіцяє стати рекордним за площею танення льодів в Арктиці. Для Росії це означає, насамперед, те, що акваторія Північного морського шляху, по більшій частині пролягає в територіальних водах країни, повністю очиститься від льоду і стане придатною для судноплавства без складної льодової проводки. Пожвавлення транспортної магістралі та отримання комерційної вигоди від її експлуатації стане поштовхом для розвитку супутніх галузей — морської інфраструктури, енергетики, ресурсовидобувній промисловості та стане стимулом для зростання населення Крайньої Півночі.
Північні потоки
Ресурси, зосереджені в полярному регіоні, є основною причиною розвитку російської Арктики. Вздовж узбережжя Північного льодовитого океану зосереджена велика частина нафтових і газових родовищ, що забезпечують економіку Росії доходом. Саме з Арктики тягнуться магістральні трубопроводи, які забезпечують паливом країни Азії і Європи. Наприклад, газопровід «Північний потік-2» планується наповнювати газом, видобутим і переробленим на півострові Ямал.
Розвиток системи магістральних трубопроводів стане однією з головних завдань у майбутньому розвитку Арктики. Проектування і будівництво транспортних систем для нафти потребує вирішення унікальних інженерних завдань, з якими раніше не стикався ніхто. Прокладання трубопроводів по дну Льодовитого океану або в умовах вічної мерзлоти створює необхідність у спеціальному обладнанні і ретельної інженерної роботи. Ускладнює задачу цілий набір факторів: в морі підводні труби здатні пошкодити крижані тороси, а на суші — рухливий грунт і суворі погодні умови, що утрудняють технічне обслуговування інфраструктури. Однак найголовнішим питанням, яке належить вирішити в ході промислового освоєння Заполяр’я, стане забезпечення інфраструктури дешевою енергією.
Цікаве в мережі
У той же час, будівництво промислових об’єктів на Крайній Півночі повинно враховувати суворі правила збереження екологічного балансу регіону. Вже сьогодні спостерігається ряд екологічних проблем, пов’язаних з промисловим забрудненням арктичної тундри. По мірі загального потепління клімату, зміни, перш за все, будуть виявлятися в Арктиці, а не в середній смузі. Будучи «кузнею погоди», Арктика впливає на все північне півкуля, тому питання екологічної відповідальності при освоєнні Півночі є вкрай актуальним. Саме тому, енергетика в Арктиці повинна враховувати екологічний своєрідність регіону.
Кліматична міграція і ресурсна база
Пустельна і незаселена Арктика поступово заселятися вихідцями з більш південних регіонів. Причин для нового освоєння приполярних регіонів буде кілька — це виснаження ресурсів, політичні кризи і кліматичні процеси, які вже сьогодні змінюють багатовікової природний баланс у високих широтах. Зміна плину Гольфстріму призводить до того, що все більша кількість тепла з Атлантики потрапляє в Північний Льодовитий океан. Це веде не тільки до більш активного танення льодів уздовж узбережжя, але і впливає на стан грунту в зоні вічної мерзлоти. Температура ґрунту на глибині 10 метрів зросла за 20 років на 4 градуси за Цельсієм і становить — 1,5 градуса. Ця відсічення є критичною для всієї існуючої інфраструктури — подальше танення призведе до швидкого заболочування грунту і скорочення корисних площ.
Арктика, поряд з гірськими льодовиками, є одним з найбільш вразливих регіонів світу для глобального потепління, де середньорічні температури вже виросли за останні роки на шість-сім градусів.
Чим тепліше буде в Арктиці — тим більше буде охочих там оселитися. Основним питанням для нових колоністів стане наявність дешевого і поновлюваного джерела енергії. Станом на поточний момент, енергетичне постачання північних регіонів вкрай децентралізовано і, в основному, працює за рахунок енергетичних установок на вугіллі і мазуті. Чим далі на Північ і Схід, тим дорожче обходиться електроенергія для споживачів. Так відбувається із-за складнощів у транспортуванні сировини для енергостанцій і рекордно довгого опалювального сезону. Подібна модель постачання призводить до сильного екологічного забруднення води і повітря навколо населених пунктів.
Яскравим прикладом деструктивної екологічної політики служить місто Норильськ — великий промисловий центр російської Арктики фактично перебуває в стані екологічного лиха. Місто постійно оповита смогом з-за викидів промислових підприємств, а вміст забруднюючих речовин в атмосфері Норильська практично завжди вище граничної норми у кілька разів.
Чим очевидніше вплив консервативної енергетики на тендітну природне середовище Арктики і її мешканців, тим вище стає привабливість енергії, що виробляється поновлюваними джерелами енергії та максимальне заміщення вуглеводневого палива, у вигляді дизельного і газоконденсатного палива, нафти, природного і скрапленого газу.
В умовах Арктичних регіонів основним джерелом забруднення є попутне спалювання газу при видобутку нафти. Практика застосовується на більшості нафтогазоконденсатних родовищ — попутний газ спалюється у факелі як абсолютно даремний ресурс. Так відбувається з-за того, що у подібних продуктів відсутній ринок збуту або можливість транспортувати сировину до кінцевого споживача. Обсяги спалювання попутного газу величезні — так на території республіки Саха спалювання газу веде до викиду більше 60% вуглекислого газу всього регіону.
Нова енергія
Арктичні території Росії володіють великим потенціалом для використання альтернативних джерел енергії. В якості основних напрямків розвитку екологічної енергетики в арктичних регіонах можна виділити наступні:
Вітрові установки
Швидкості вітру вздовж північного узбережжя Росії в середньому мають швидкість в 6-8 м/с. Це відкриває перспективи для використання вітроенергетичних установок в регіоні. Однак головною перешкодою стає складність обслуговування і ресурс — у суворому кліматі вартість встановлення, обслуговування та експлуатації виростає в рази за рахунок використання особливих матеріалів, стійких до низьких температур.
Прогнози кліматологів, що стосуються зміни арктичного клімату, кажуть про те, що по мірі потепління в регіоні буде спостерігатися багаторазове посилення частоти і сили вітрів. Це підвищує привабливість енергії вітру, проте може вплинути на безпеку судноплавства в північних морях. Навіть за умови танення льодів, плавання по акваторії СМП може бути небезпечним — ця проблема може загальмувати розвиток альтернативної енергетики в Заполяр’ї.
Сонячні батареї
Середньорічна денне надходження сонячної енергії в Арктиці становить у середньому 2 — 5 кВт·год/кв. м. Величина даного показника в Південній Німеччині, регіоні, де широко застосовуються сонячні установки, складає близько 3,4 кВт·год/кв. м.
В окремих районах Арктики надходження сонячного випромінювання може досягати 6-8 кВт·год/кв. м.
Перешкодою розвитку сонячної енергетики в Арктиці є яскраво виражена сезонність — дефіцит сонячного світла під час полярної ночі не дозволяє використовувати сонячні установки як основний або єдине джерело енергії.
Петротермальная енергетика
Використання підземного тепла здатне дати величезну кількість дешевої та відновлюваної енергії. Для того щоб перетворити енергію надр землі в енергію, необхідна закачування теплоносія — води або особливого розчину, здатного увібрати в себе підземне тепло. Цей процес вимагає додаткової енергії. Ускладнює технологію вічна мерзлота — для того, щоб закачати теплоносій, необхідно подолати мерзлий шар землі, який може досягати декількох сотень метрів. Технологія гідророзриву, без якої немислима петротермальная енергетика, в умовах вічної мерзлоти може призвести до непередбачуваних наслідків. Тому досвідчені станції в майбутньому бажано будувати вдалині від міст і об’єктів інфраструктури.
Одна з свердловин для видобутку нікелю в околицях Норильська досягає глибини в 1,1 кілометра і спускається нижче зони вічної мерзлоти. Температура в шахті досягає 30 градусів Цельсія і тримається на цій позначці круглий рік.
Біопаливо
У тих регіонах Арктики, в яких є доступ до відходів деревообробки, існують перспективи розвитку енергетики на основі біопалива — стружки, брикетів, дров. Класичне сировина може вийти на новий рівень ефективності завдяки новим технологіям — потужні печі з мінімальною втратою тепла здатні зігрівати невеликі селища використовуючи відходи лісової промисловості, тим самим забезпечуючи дешеву енергію і безвідходне виробництво дерева.
Енергія морських хвиль та припливів
Використання енергії морських припливів і відливів з давніх часів привертає увагу вчених і інженерів, однак на сьогоднішній день про масове використання цієї енергії мова не йде. У світі існує близько десятка приливних електростанцій, здебільшого мають експериментальний характер.
Кислогубская ПЕМ замислювалася як експериментальний майданчик для відпрацювання цілого ряду перспективних технологій, таких як наплавний спосіб зведення будівлі станції, забезпечення постійної роботи споруд і устаткування в суворих кліматичних умовах і при впливі морської води і т. п.
Висота припливів і нагонов в Північному Льодовитому океані дозволяє використовувати енергію моря для забезпечення прибережних районів електрикою. У найближчі роки планується початок будівництва Північної ПЕМ — приливної електростанція в губі Довга-Східна на Кольському півострові. Дана електростанція буде володіти потужністю 12 МВт при річного виробітку енергії 23,8 млн. кВт·год. Це буде перша приливна електростанція в Росії, яка вийде на промисловий рівень генерації енергії.
Thanks!
Our editors are notified.