Tres Amigas – прообраз будущего

Наука и жизнь
№6 (721)

Штат Нью-Мексико, носящий официальное прозвище Land of Enchantment - Земля чудес, скоро может пополниться еще одним рукотворным чудом. Здесь, неподалеку от небольшого городка Кловис, собираются построить первый в мире центр, управляющий огромными потоками «зеленой» электроэнергии.
В октябре прошлого года губернатор Нью-Мексико Билл Ричардсон объявил об открытии проекта Tres Amigas Project, который должен объединить на территории штата три мощные линии электропередачи. Используя последние достижения в технологии электросетей, главное звено этого начинания - Tres Amigas SuperStation обеспечит рациональное и эффективное распределение поступающей с разных концов обширного региона возобновляемой энергии от трех источников – ветра, солнца и тепла земных недр.
Технические средства для ее получения давно существуют, а запасы этой энергии, особенно ветровой и солнечной, на бескрайних равнинах и в пустынях на юге Америки практически безграничны. Но все это, как правило, места весьма отдаленные, где в большинстве полностью отсутствуют линии электропередачи.
Поэтому, прежде чем строить альтернативные электростанции, необходимо позаботиться о доставке их «продукции» в густонаселенные зоны. А это означает прокладку тысяч миль высоковольтных воздушных линий.
То, что они стоят огромные деньги, еще полбеды. Эти блага цивилизации резко диссонируют с гармонией природы, чего очень не любят проживающие в окружении этой природы люди. И то, что строителям угрожают нескончаемые юридические тяжбы, ни у кого не вызывает сомнения.
Учитывая все это, новый проект предлагает создание  линий электропередачи из подземных кабелей со сверхпроводимостью, которые не только будут скрыты от глаз, но также будут более эффективными, чем традиционные «воздушки».
В настоящее время национальная сеть находится в трех разъединенных частях региона – Восточной, Западной и в штате Техас. Один из основателей компании Tres Amigas LLC и ее президент Фил Харрис собирается обеспечить первую крупномасштабную коммерческую связь между этими сетями, открыв таким образом новые рынки для солнечной энергии и энергии ветра.
Но сначала несколько слов о том, что представляет собой кабель со сверхпроводимостью.
Познакомиться с ним можно в городе Девенс, штат Массачусетс, на заводе компании American Superconductor, самого крупного в стране производителя этой продукции, и стратегического партнера Tres Amigas LLC.
Такой кабель в виде плоских полосок изготавливают из окислов различных металлов и дорогостоящего серебра, а сопротивление электрическому току он теряет после того, как его охлаждают до сверхнизких температур. Самое главное его преимущество заключается в том, что передача энергии через него практически на любое расстояние происходит без потерь.
Сверхпроводниковые ленты обертывают вокруг трубы, несущей жидкий азот, который и охлаждает кабель до минус 346 градусов по Фаренгейту. При этой температуре электроны, которые обычно перемещаются хаотически, теряя энергию в столкновениях между собой и создавая при этом тепло, начинают двигаться упорядоченно в одном направлении, не теряя энергии и не вырабатывая тепла. Единственные потери при этом – энергия, идущая на охлаждение.
Кабели American Superconductor уже используются в небольших проектах  разных компаний. С лета 2008 года успешно работает первая в мире линия электропередачи на сверхпроводниках длиной 99 миль на Лонг-Айленде в штате Нью-Йорк.
Эта технология захватила Пола Миллера, администратора графства Мэдисон в штате Нью-Йорк. Он и семеро его коллег из соседних графств резко выступают против строительства воздушной линии электропередачи на ферменных опорах высотой 200 футов и расставленных на расстоянии 800 футов друг от друга, в самом центре живописной долины реки Делавэр. Все руководители согласны в том, что подземные линии были бы для них намного более приемлемыми.
Вообще же во всем мире насчитывается не более двух дюжин мест, где применен такой кабель. При этом чаще всего он соединяет электростанции и подстанции, расположенные менее чем в миле друг от друга.
Ну а теперь о самом проекте Tres Amigas. В документах, отправленных в Федеральную энергетическую комиссию, он представлен в виде  треугольника со стороной около пяти миль, вершины которого соединены подземным сверхпроводниковым кабелем. Стоимость строительства этого центра в штате Нью-Мексико оценивается в 600 млн долларов.
К вершинам «треугольника»  подключаются три независимые энергосистемы – Западная, Восточная и штата Техас. В зависимости от потребностей и количества вырабатываемой в данный момент энергии каждая из них может или направлять ее в центр, или получать ее из него. При этом сам центр по своему назначению напоминает некий гигантский переключатель или кольцевую транспортную развязку для автомобилей и может принимать в свой оборот от каждой из трех сетей до 5 тысяч мегаватт. Для сравнения скажем, что мощность всех действующих в стране ветровых электростанций составляет немногим больше 25 тысяч мегаватт.
«То, что мы представляем сейчас, - это прообраз будущего, качественно новая фаза коммерциализации сверхпроводимых кабелей не только в США, но и во всем мире, - говорит президент American Superconductor Даниэль Макгэн. – Линии электропередач на наших кабелях могут передавать энергию на большие расстояния и при этом устранять значительные потери электричества, которое тратится впустую воздушными линиями».
По оценкам федерального Министерства энергетики, замена неэффективных традиционных медных проводов сэкономила бы приблизительно 16 миллиардов долларов в год и расширила путь для энергии ветра и солнца. К тому же в отличие от традиционных наземных линий подземный кабель практически неуязвим для террористов.
Нужно сказать, что энергетиков долгое время смущала высокая стоимость необычного кабеля. Однако в последнее время ценовая разница между ним и традиционными проводами существенно сократилась. По данным компании American Superconductor, переохлажденный кабель, способный передавать энергию величиной 5 тысяч мегаватт на расстояние в тысячу миль, обойдется строителям и эксплуатационникам по 8-13 млн. долларов за милю. Это уже мало чем отличается от цены в 7-10 млн. долларов за милю для обычных воздушных высоковольтных линий.
Штат Нью-Мексико, особенно центральная и восточная его части, обладают богатым потенциалом для развития ветровой энергетики. Однако строительство новых ветровых ферм сдерживается здесь отсутствием инфраструктуры, необходимой для транспортировки полученной энергии.
«Сегодня мы не имеем практически никаких возможностей для передачи энергии в восточные районы страны или в Техас, - говорит Грег Миллер, операционный директор местной компании Public Service Company of New Mexico, снабжающей штат электричеством. – И это в то время, когда линии электропередачи на запад в Калифорнию, остаются перегруженными. Tres Amigas  откроет для нас другие  рынки, позволяющие дальнейшее развитие источников ветровой энергии в Нью-Мексико».
Однако предлагаемый проект имеет и другое, более широкое значение. Он должен показать,  что технология сверхпроводимости - коммерчески жизнеспособная альтернатива и огромный шаг вперед в решении общенациональной проблемы энергетических «пробок» на линиях электропередач.
Правда, в стране есть люди, которые считают эти линии излишней роскошью.Члены группы Citizens Energy Taskforce в Миннесоте выступают против больших затрат на системы, разрабатываемые, по их мнению, «только для того, чтобы сохранить долю на рынке крупных энергетических компаний». Чтобы избежать этих расходов, они предлагают производить энергию ближе к местам, где она используется. Вероятно, идеалом для этих «борцов» с «энергетическими монстрами» были бы установленные во дворах частных домов автономные электрогенераторы.
Идея не новая. Более полувека назад в Китае начался «большой скачок», когда почти в каждом дворе строились «домны» из глины для производства стали. Чем кончилась эта «малая металлургия» известно: за три года страна отстала в этой области почти на десятилетие. Не этого ли хотят и «граждане» из Citizens Energy?