/
Автор: Юдасин Л.С.
Теги: энергетика рассказы полезные ископаемые топливо горючие ископаемые
ISBN: 5-09-002615-7
Год: 1990
Текст
Л. С. ЮДАСИН
Энергетика:
проблемы и надежды
МИР ЗНАНИЯ
Л. С. ЮДАСИН
Энергетика:
проблемы и надежды
Книга для внеклассного чтения
учащихся старших классов
средней школы
МОСКВА «ПРОСВЕЩЕНИЕ» 1990
ББК31
Ю16
Рецензенты: кандидат географических наук, доцент
В. Н. Горлов (МГУ); кандидат географических наук, до¬
цент В. П. Дронов (МГПИ).
Юдасин Л. С.
Ю16 Энергетика: проблемы и надежды: Кн. для
внеклае. чтения для учащихся 8—10 кл. сред,
шк. — М.: Просвещение, 1990. — 207 с.: ил. —
(Мир знаний). — ISBN 5-09-002615-7
Эта книга — занимательный рассказ о путях совре¬
менной энергетики, о новейших научных разработках в
той же области. Она также о том, как сравнительная
доступность горючих ископаемых помогла становлению
натей цивилизации. Надолго ли хватит людям запасов
топлива в недрах Земли? Какой его вид выгоднее, ка¬
кой меньше вредит окружающей нас природе? Можно
ли вполне овладеть щедростью Солнца, ветра, Океана,
вулканов? Есть ли надежда обрести столь желанный
для человечества неисчерпаемый источник энергии? —
обо всем этом вы тоже узнаете из предлагаемой книги.
4306020000—559 л л ot
10 103(03)—90 !69-90 ”* 31
ISBN 5-09-002615-7
© Юдасин Л. С., 1990 г.
Автор читателю
(Вместо предисловия)
Эту книгу я задумывал прежде всего как зани¬
мательный рассказ, но в ней получилось немало
драматических страниц. Суть глобальной драмы,
разворачивающейся на глазах у нынешнего поколе¬
ния, в том, что за последние 30 лет человечество
стало катастрофически много потреблять полезных
ископаемых, в том числе горючих: добыто больше,
чем за всю предшествующую историю населения
Земли. И с каждым годом они становятся дороже.
Конечно, специалисты горного дела находят все
более совершенные методы разведки недр. Ученым
удается сделать добычу топлива и его использова¬
ние экономичнее, пустить в дело нетрадиционные
виды энергии. Нефть и газ уже извлекают с морско¬
го дна — с континентального шельфа. Атомная энер¬
гия начала вырабатывать электричество. Однако по-
прежнему успехи эти даются ценой колоссальных
затрат. Интересные вещи об эффективности геологи¬
ческого поиска можно услышать от академика
А. А. Трофимука из Сибирского отделения АН
СССР:
— Из ста пробуренных поисковых скважин, —
говорит он, — лишь 30 дают приток нефти или газа.
Подумать только: 70 «сухих» скважин из ста —
таков ныне «коэффициент» незнания недр и такова
плата за него! А ведь большинство крупных нефте¬
газовых провинций, лежащих сравнительно близко
от земной поверхности, уже известно. Из них кор¬
мится современная^ цивилизация. За новыми зале¬
жами топлива приходится отправляться все глубже.
И это, понятно, сказывается на точности попадании
в цель буровых дел мастеров. Во что здесь обходится
«коэффициент незнания»?
Между тем потребности в топливе и энергии про¬
должают расти. Естественно возникает и другой воп¬
рос: долго ли наша планета в состоянии будет их
удовлетворять?
Казалось бы, с учетом всего этого тем ценнее
электростанции, использующие возобновляемые и
3
нетрадиционные источники энергии. И вдруг под
давлением общественного мнения прекращается
строительство Даугавпилской ГЭС в Латвии* оста¬
навливается Армянская атомная станция, задержи¬
вается наполнение водохранилищ Чебоксарской ГЭС
на Волге и Нижнекамской.. В чем дело? Ответ один:
угроза нормальному состоянию окружающей среды.
Иными словами, речь идет о том, какую цену (в ши¬
роком смысле) может платцть человечество за энер¬
гию для дальнейшего развития цивилизации.
Довод вроде бы резонный. Действительно, отчего
бы людям не перейти на совершенно чистую в эко¬
логическом отношении энергетику? Нас же окружа¬
ет океан солнечной энергии — неисчерпаемый, без
вредных отходов, не загрязняющий ни воды, ни воз¬
духа, не нарушающий режима стока рек. Или ветер.
Е]го мощь тоже известна. Правда, он не всюду и не
всегда готов крутить генераторы тока, но зато, взяв¬
шись за полезное дело, не наносит ущерба природе.
А Мировой океан с его ежесуточными приливами и
отливами, постоянными течениями, непрерывным
бегом волн! Чем плохой работник? И тоже совер¬
шенно безвредный. Он раскинулся на огромных про¬
странствах, омывает все материки и острова, готов
предоставить свою энергию в каждый залив, бухту
и бухточку, почти в любое место бесконечных своих
побережий. Или тепло земных недр — тепло вулка¬
нов! Его тоже немало, и его использование тоже не
таит в себе никакой угрозы окружающей среде.
Неужели все вместе эти виды энергии не состав¬
ляют того неисчерпаемого и экологически идеально¬
го источника, на который могли бы рассчитывать
люди в своей мечте о благополучии каждого живу¬
щего на Земле? Тогда почему они (эти виды энергии)
до сих пор не стали для нашей цивилизации домини¬
рующими? Больше того, их реальное использова¬
ние пока ничтожно.
Ответы на все эти «отчего» и «почему» непросты.
Чтобы здесь все правильно понять, надо очень во
многом разобраться. Что ж, давайте попытаемся сде¬
лать это вместе. Но пусть эта книга станет для вас
и своего рода напоминанием, что восхищающие нас
ныне вершины науки и техники, в частности в энер¬
гетике, достигнуты титаническим трудом многих
людей и что к новым свершениям — та же дорога.
4
ТОННЫ, ВО-ПЕРВЫХ
И ВО-ВТОРЫХ...
Зима 1985 года выдалась у нас на редкость сту¬
деной. Сильные морозы, разыгравшись в январе, лю¬
товали с недолгими передышками чуть ли не до
марта. Причем почти на всей территории страны.
Даже привычные к жесткому норову своего клима¬
та сибиряки жаловались на его крайности. Ртутный
столбик то и дело падал за —40°С, а в иных мес¬
тах— и за —50 °С. В большинстве областей европей¬
ской части СССР до такого, правда, не доходило
(разве что на севере), но холода стояли тоже изряд¬
ные. В Нечерноземной полосе многие пруды про¬
мерзли до дна, чего давно не случалось. А москви¬
чи, избалованные годами «сиротских» зим, донима¬
ли телефонными звонками отделы народного образо¬
вания по поводу возможной отмены занятий в шко¬
лах. Распространилось необычное снижение темпе¬
ратуры и к югу. На Украине, на Неверном Кавказе
показания термометра в отдельные дни приближа¬
лись к —30 °С. Небывалые морозы добрались и до
Армении.
Это затяжное похолодание осложнилось сбоями
в доставке топлива. Его требовалось больше, чем
обычно, а снежные заносы притормаживали бег
угольных эшелонов. К тому же освобождать вагоны
и цистерны от заледенелого или загустевшего груза
было непросто. Они подолгу стали задерживаться у
адресатов. Нефтяникам и шахтерам не хватало по¬
рожняка. Снабженческие сбои усугублялись. Они
сказывались на количестве тепла и энергии, посту¬
пающих в городские квартиры, учреждения, на
предприятия, рудники, сельские фермы. Все это
эхом отозвалось в работе электростанций. У диспет-
5
черов Центрального управления Единой энергетиче¬
ской системы СССР наступили трудные дежурства.
Их взгляды были прикованы к огромному экрану,
испещренному условными значками, символами и
подсвеченными линиями. С помощью ЭВМ, многока¬
нальных систем информации и автоматизированно¬
го управления удавалось искусно маневрировать
мощностями сотен электростанций. Но резервов не
хватало.
В тогдашней редакционной почте центральных
газет появилось немало писем примерно следующе¬
го содержания: «Что происходит у нас с электро¬
энергетикой?», «Мы, ветераны, помним трудные по¬
слевоенные годы, но так завод не трясло с энергией.
Просим разобраться»...
Действительно, отключения казались необъясни¬
мыми. Ведь годовое производство электроэнергии в
стране к тому времени достигло астрономической
цифры — перевалило за 1,5 трлн. кВт-ч.
Многие тогда еще считали, что причина сбоев —
в случайном стечении неблагоприятных обстоя¬
тельств. Однако спустя два года, зимой 87-го, похо¬
жие сбои повторились. Все вроде бы тоже началось
из-за морозов. Но на сей раз о них говорили мень¬
ше. Слышнее были голоса, напоминающие, что для
России студеные зимы в принципе дело обычное.
Кстати, и ныне, когда годовое производство электри¬
чества в стране все ближе к 2 трлн. кВт-ч (!), а до¬
быча разных видов топлива — к 2 млрд. «условных»
тонн, избытка энергии по-прежнему не наблюдается.
В чем же дело? Мы мало ее производим? Или,
может, слишком много потребляем? Или недодаем
каких-то ее видов, порождая их дефицит?
Мнений на этот счет много. Некоторые современ¬
ные ученые считают, что человечество из-за быстро
^о своего роста и бурного развития цивилизации
Всегда будет испытывать энергетический голод. Дру
гие видят корень зла в расточительном пользовании
природными ресурсами. Третьи указывают на угро¬
зу близкого истощения недр Земли. По глубокому
убеждению четвертых, проблему удастся снять лишь
с обретением неисчерпаемого источника энергии.
Однако пятые предупреждают: пользование таким
источником чревато перегревом планеты. Существу
ют и шестые, и седьмые... Кто из них прав? Может,
каждый по-своему? Попробуем разобраться.
* * *
Начнем с того декабрьского дня 1920 года, ког¬
да в Москве в Большом театре собрался VIII Всерос¬
сийский съезд Советов, провозгласивший победное
окончание гражданской войны и переход к мирному
хозяйствованию.
Возможности страны были еще настолько скром¬
ны, что газеты как о событиях исключительно важ¬
ных помещали следующие сообщения: «В течение
1920 г. открыто в Волоколамском уезде (Московская
губ.) 6 электрич. станций на 1650 лампочек и одна
городская станция на 2 тыс. лампочек». (Сегодня
всей этой энергии едва хватило бы для ос¬
вещения квартир лишь одного 12-этажного панель¬
ного дома.) Еще сообщение: «Украинской трудовой
армией заготовлено 275 тыс. кубич. саженей дров,
вывезено 192 тыс. кубич. саженей дров*. Вспомните
Маяковского: «Не домой, не на суп, а к любимой в
7
гости, две морковинки несу за зеленый хвостик.
Я много дарил конфет да букетов, но больше всех
дорогих даров я помню морковь драгоценную эту и
полполена березовых дров». Тоже писано о том вре¬
мени.
Но на съезде Советов уже мыслили иными кате¬
гориями. Здесь приняли план, разработанный Госу¬
дарственной комиссией по электрификации России
и рассчитанный на 10—15 лет. Он вошел в историю
как план ГОЭЛРО. Ленин назвал его второй про¬
граммой Коммунистической партии. План охваты¬
вал не только электрификацию страны. Его можно
считать первым перспективным народнохозяйствен¬
ным планом Советского государства.
— ...Мы здесь присутствуем при весьма крупном
переломе... — летели в зал темпераментные слова
Владимира Ильича. — На трибуне Всероссийских
съездов будут впредь появляться не только полити¬
ки и администраторы, но и инженеры и агрономы.
Это начало самой счастливой эпохи, когда политики
будет становиться все меньше и меньше, о политике
будут говорить реже и не так длинно, а больше бу¬
дут говорить инженеры и агрономы.
Нетрудно понять главную направленность энер¬
гетической части плана ГОЭЛРО. Достаточно вспом¬
нить, что страна в тот год вынуждена была доволь¬
ствоваться лишь 0,5 млрд. кВт-ч электроэнергии,
8,7 млн. т. угля, 3,9 млн. т. нефти, меньше 1,5 млн. т
торфа и 10 млн. м3 дров. Речь шла о создании фун¬
дамента социалистической экономики. А фундамен¬
ты, как известно, должны отличаться массивностью.
Больше, как можно больше энергии! Вот что реша¬
ло. Иначе вопрос и не мог стоять. И потому стерж¬
нем плана было строительство 20 тепловых и 10 гид¬
роэлектростанций, которые вкупе должны были
давать драгоценнейшие 8,8 млрд. кВт • ч в год. Стерж¬
нем плана были новые и новые тонны топлива.
Одну из станций — Шатурскую под Москвой —
начали строить еще полтора года назад. Да так спо¬
ро, что первую ее очередь удалось пустить еще в
июле 1920 года. Она уже исправно снабжала элект¬
ричеством близлежащие разработки торфа, которым
сама и кормилась.
Два года спустя дала Москве первый ток Кашир¬
ская тепловая электростанция.
8
Тем временем разворачивалось строительство
первенца советской гидроэнергетики — Волховской
станции, которая предназначалась для снабжения
электричеством в основном Петрограда. Она стала
любимым детищем всех, кто душой болел за техни¬
ческий прогресс страны. «...Всякое малейшее сбере¬
жение,— писал Ленин в одной из своих последних
статей, — сохранить для развития нашей крупной
машинной индустрии, для развития электрифика¬
ции... для достройки Волховстроя...»
В декабре 1926 года пришли в действие генера¬
торы, сработанные на ленинградской «Электроси¬
ле», и послали ток заводам города на Неве. Событие
было из ряда вон выходящее. На торжественном от¬
крытии Волховской ГЭС присутствовали члены пра¬
вительства.
Тогда же, в декабре, постановлением Совета Тру¬
да и Обороны создали «Днепрострой», вернее, пока
лишь его Управление. Если Каширская и Шатурская
станции стали ступеньками к возведению целой се¬
рии более крупных ГРЭС — Горьковской, Иванов¬
9
ской, Ярославской, то опыт строительства Волхов¬
ской обеспечил сооружение новых ГЭС, и прежде
всего крупнейшей для того времени Днепровской.
В плане ГОЭЛРО по поводу плотины, которой
предстояло перегородить реку у Запорожья, говори¬
лось, что, сосредоточивая в одном месте падение во¬
ды в пределах порожистой части Днепра, можно соз¬
дать гидроэлектрическую станцию колоссальной
мощности и вместе с тем превратить этот порожис¬
тый участок Днепра в судоходный.
Строительство станции началось весной 1927 го¬
да. А спустя 5 лет она уже работала. Темпы по
тем временам невиданные. Образованное плотиной
водохранилище затопило пороги, и Днепр, действи¬
тельно, стал судоходен на всем своем протяжении.
Долгожданное электричество потекло в украинские
города и села, стало базой промышленных новостро¬
ек. Индустриальная мощь Запорожья, Кривого Ро¬
га, Днепропетровска, Донбасса поднималась энерги¬
ей Днепрогэса.
Тогда эта станция стала для всей страны симво¬
лом технического прогресса и одной из славных
страниц его истории. Дело не только в том, что это
был пример комплексного решения ряда народнохо¬
зяйственных задач (чему еще предстояло учиться и
учиться), не только в том, что станция давала деше¬
вую энергию (хотя и это имело огромное значение).
Днепрогэс показал, какие сложные технические и
организационные проблемы уже в состоянии решать
советские люди. Осознание своих истинных возмож¬
ностей, о существовании которых многие из них, ма¬
лограмотные и полуголодные, прежде даже не дога¬
дывались, порождало тот трудовой энтузиазм, что
сопутствовал стройкам 30-х годов.
Разрушенный во время войны Днепрогэс был вос¬
становлен в короткий срок не только как важней¬
ший индустриальный объект, но и как дорогая совет¬
ским людям реликвия. На станции был целиком
уничтожен машинный зал со всем оборудованием,
разрушена значительная часть плотины, взорваны
механизмы шлюзов. Все отстроили почти заново.
Днепрогэс получился мощнее прежнего.
Однако истинной, как тогда говорили, ♦всесоюз¬
ной кочегаркой» в 30-е годы стал Донецкий уголь¬
ный бассейн.
10
Приуроченный к древнему сглаженному Донец¬
кому кряжу бассейн протянулся широкой полосой
на сотни километров. Здесь залегают многие милли¬
арды тонн угля. В некоторых местах вдоль речных
долин, где немало скалистых обрывов, залежи час¬
тично выходят на поверхность. Так что обнаружить
там горючий камень в принципе не составляло
труда.
Сложнее было разведать глубинные недра этой
сухой холмистой степи. Геология района оказалась
непростой. Детальная съемка комплекса горных по¬
род, карты угленосных горизонтов — всем этим
всерьез стали заниматься только в прошлом веке.
II тогда удалось расширить горные выработки.
В предреволюционные годы Донбасс уже давал
около 90% всего производимого в России угля. Там
работало больше тысячи шахт. Правда, маломощ¬
ных, отчего общая их добыча была невелика — не¬
многим более 25 млн. т. в год. Этого не хватало да¬
же слаборазвитой промышленности и железнодо¬
рожному транспорту. Недостающий уголь ввозили
из Англии.
Но Страна Советов не получила и такого наслед¬
ства. Запустение — вот что досталось ей в Донбассе.
Многие шахты пришли в негодность. А работающие
выдавали на-гора меньше 9 млн. т в год. По сути
дела, надо было заново создавать угольную про¬
мышленность. И все-таки энергетическая часть пла¬
на ГОЭЛРО в основном ориентировалась на нее, на
угольную, и главным образом — на Донбасс.
Тому было несколько причин. Прежде всего его
положение в наиболее населенной европейской час¬
ти страны. Оно гарантировало шахтам рабочие ру¬
ки. А близость главных потребителей — электро¬
станций, городов с их фабриками, заводами и ком¬
мунальными нуждами — удешевляла и ускоряла
доставку угля. Кроме того, геология Донбасса уже не
была белым пятном. По выявленным запасам это
месторождение относилось к числу очень крупных,
да и качеством здешний уголь отличался отменным.
Он годился для разных нужд, что считалось нема¬
ловажным обстоятельством.
Дело в том, что природа ископаемого угля, хоть
он и залегает в недрах Земли, растительная. Подоб¬
но иному плоду он проходит как бы через несколь¬
11
ко стадий созревания. Отсюда разнообразие его сор¬
тов и сфер их использования. «Примечания достоин
турф... — писал когда-то М. В. Ломоносов. — Он, ко¬
нечно, не из минерального царства, а из растущих
тел поколения. Горные уголья с турфом сродны, и
именно они из турфа родились».
Да, каменный уголь — это скопление огромной
массы древних растений, превращенных природой в
твердую горную породу. Наиболее интенсивно их на¬
копление идет в болотах под защитой застойной во¬
ды. Там и получаются торфяники. Гуминовые кис¬
лоты, образующиеся в процессе медленного гниения
растительных остатков и окрашивающие воду в
ржавый цвет, как бы консервируют всю органику,
захороненную на дне. В далеком прошлом торфяни¬
ки нередко появлялись вдоль морей.
В истории Земли известны и подъемы суши, и
опускания, наступления и отступления океана, ког¬
да значительные пространства материков оказыва¬
лись под водой. Для накопления торфа благоприят¬
но медленное погружение местности. Но бывало и
так: торфяник очень быстро оказывался под толс¬
тым слоем воды, его заносило песком и глиной. Со
временем в обмелевшем водоеме появлялся новый
торфяник, который оказывался отделенным от пер¬
вого слоем минеральных осадков. С дальнейшим по¬
гружением этого участка суши новый торфяник то¬
же уходил с поверхности и захоронялся под песком
и глиной. Так могло повторяться многократно.
В конце концов образовывалась целая пачка
пластов торфа, а между ними — пачка минеральных
отложений. Всю такую толщу впоследствии назовут
угленосной. В Донбассе она насчитывает более
200 угольных пластов, отделенных друг от друга
морскими осадками, из чего следует, что территория
Донецкого бассейна в эпоху угленакопления — ас
той поры миновало примерно 300 млн. лет — не раз
оказывалась под водой.
Захороненный таким образом торфяник надежно
предохранен от разрушительного действия и возду¬
ха, и воды, и микробов. На него с большой силой да¬
вят вышележащие горные породы. Повышается и тем¬
пература в среднем на 3 °С с каждыми 100 м глубины.
Торф чрезвычайно уплотняется, теряет воду, кис¬
лород, претерпевает химические преобразования.
12
Поначалу он превращается в темно бурое довольно
плотное вещество — бурый уголь, который на 2/з со¬
стоит из углерода. Объем органического материала
здесь сокращается раз в десять, т. е., чтобы такой
угольный пласт получился толщиной хотя бы в не¬
сколько метров, мощность исходного торфяника
должна быть не меньшей, чем, скажем, высота сов-
ременного многоэтажного здания.
Под действием высокого давления и температуры
на протяжении миллионов лет органическое ве¬
щество претерпевает все новые превращения. Так,
бурый уголь со временем переходит в каменный. Ко¬
нечный пункт всех превращений — графит, чистый
углерод.
Каменный уголь всегда черного цвета, от бурого
отличается большей твердостью и блеском. Один из
сортов его — антрацит — тоже черный, но его блеск
с золотистым или стальным оттенком. Он так тверд,
что даже может служить поделочным камнем. (Вьет¬
намские кустари выпиливают из него забавные фи¬
гурки животных). Но главная его ценность, разуме¬
ется, в ином. Он содержит 90—96% углерода и по¬
тому обладает исключительной теплотворностью,
что делает антрацит отличным энергетическим топ¬
ливом. Благодаря большой плотности его можно без
особых потерь перевозить на дальние расстояния.
А другие марки каменного угля больше подхо
дят для нужд черной металлургии. При нагревании
без доступа воздуха угли этих марок слегка плавят¬
ся, спекаются, образуя пористую массу — кокс, без
которого не получить чугуна в домнах. Впрочем,
здесь существуют свои градации: одни сорта сов¬
сем плохо спекаются (тощие); другие — получше, но
содержат слишком много газов (газовые); третьи
спекаются великолепно (коксовые). В дело, разу¬
меется, идут все виды, только назначение у них
разное.
Так вот, ценность Донецкого бассейна заключает¬
ся также в том, что он располагает широким набо¬
ром марок угля. На северо-западной его окраине
преобладают газовые, в западной и северной час¬
тях — коксовые, на северо-востоке — тощие (между
прочим, вопреки своему названию они отличаются
высокой теплотой сгорания). Антрацит широко рас¬
пространен в центральных, южных и юго-восточных
13
районах. С развитием Донбасса наша молодая рес¬
публика обретала поставщика универсального топ¬
лива, способного вдохнуть жизнь в домны металлур¬
гических преднриятий, привести во вращение гене¬
раторы тепловых электростанций, запрячь паровозы
и корабли в их транспортную работу, дать свет и
тепло городам, зажечь «лампочки Ильича» (как тог¬
да говорили) в деревнях.
Расширение разработок в Донбассе было сопря¬
жено с немалыми трудностями. Прежде всего —
строительство глубоких шахт. За углем здесь надо
опускаться на 300—600 м. (Впоследствии некоторые
шахты превысили даже километровую глубину.)
Толщина же самих пластов невелика — чаще не бо¬
лее метра, что тоже очень осложняет добычу. Мне
довелось в этом убедиться, когда, собирая материал
для одной из своих книг, часто бывал на рудниках;
Помню шахту, где высота призабойного пространст¬
ва не превышала 70 см. Там работали лежа или стоя
на коленях и пригнув гойову. Грохот техники, уси¬
ленный опять-таки узостью пространства, был оглу¬
шающим. Когда в работе наступал непродолжитель¬
ный перерыв, становилось слышно, как потрескива¬
ют деревянные стойки, поддерживающие кровлю
выработанного пространства, и как вдоль всего
фронта забоя словно бы недовольно шуршит растре¬
воженная угольная залежь.
Еще сложнее разработка крутопадающих плас¬
тов. А таких в Донбассе немало, и они там тоже до¬
вольно тощие.
Конечно, это ни в какое сравнение не идет с
пластами 10-метровой мощности Подмосковного бас¬
сейна, географическое положение которого тоже
чрезвычайно выгодно. Но уголь, увы, не тот — ка¬
чество его невысокое. В основном он здесь бурый.
Да и запасы невелики. Планом ГОЭЛРО предусмат¬
ривалась разработка и Подмосковного бассейна, и
других угольных месторождений, но далеко не в та¬
кой степени, как Донбасса. Он был главным. Отсюда
и темпы восстановления. В течение нескольких лет
было заложено более двух десятков шахт немалой
мощности. Лучшие рабочие, новое оборудование,
средства — все туда.
Отдачи не пришлось ждать долго. Сначала вер¬
нулись к жизни старые донецкие электростанции.
14
Их расширили, усовершенствовали. Потянулись че¬
рез степь линии высоковольтных передач. А первой
новой мощной электростанцией на местном угле ста¬
ла Штеровская. Затем заработали другие. Поднима¬
лись новые электростанции также в Центральных
областях России, в Закавказье.
Уже в начале 30-х годов план ГОЭЛРО был вы¬
полнен, а к максимальному 15-летнему сроку значи¬
тельно превзойден. Все мощнее становились электри¬
ческие потоки. Полнилась и река угля: она уже
приносила в год более 100 млн. т.
Но стране надо было больше. Энергетики, маши¬
ностроители, горняки искали способы ускорения
темпов производства. И тот, кому удавался желан¬
ный рывок вперед, становился истинным героем
дня. Так, облетела страну весть о рекорде донецкого
шахтера Алексея Стаханова. Всякий трудовой ре¬
корд — событие незаурядное. Но тот стал исключи¬
тельным, имевшим далеко идущие последствия.
В ночь с 30 на 31 августа 1935 года забойщик
шахты «Центральная — Ирмино» Алексей Стаханов
добыл за 5 часов 45 минут 102 т угля при норме 7 т.
В 6 часов утра 31 августа собрался партком шах¬
ты. Он принял постановление, текст которого, по¬
жалуй, стоит привести целиком: в нем и дух непрос¬
того времени, и его нерв, в нем отражены матери¬
альные возможности тех лет и четкое представление
о том, что составляет в человеке истинную цен¬
ность. Итак, постановили единогласно:
«1. Занести имя тов. Стаханова на Доску почета
лучших людей шахты.
2. Выдать ему премию в размере месячного окла¬
да жалования.
3. К 3 сентября предоставить тов. Стаханову
квартиру из числа квартир технического персонала,
установить в ней телефон.
4. Просить рудоуправляющего тов. Фесенко раз¬
решить заведующему шахтой за счет шахты обору¬
довать тов. Стаханову квартиру всем необходимым и
мягкой мебелью.
5. Просить председателя Первомайского рудкома
угольщиков тов. Игнатова и председателя ЦК проф¬
союза угольщиков тов. Шмидта выделить для Стаха¬
нова семейную путевку на курорт.
6. С 1 сентября выделить в клубе два именных
15
места Стаханову с женой на все кино, спектакли,
всевозможные вечера.
7. 10 сентября в новой квартире Стаханова устро¬
ить вечер, пригласив на него знатных людей шах¬
ты, мастеров отбойного молотка тт. Гришина, Сви¬
ридова, Мурашко, Изотова.
8. Объявить соревнование между забойщиками
на лучшего мастера отбойного молотка, овладевше¬
го техникой:
а) не позже 2 сентября по всем участкам посмен¬
но проработать опыт и установленный рекорд тов.
Стаханова;
б) 3 сентября созвать специальное собрание за¬
бойщиков с обязательным участием «треугольни¬
ков» участков, на котором заслушать доклад тов.
Стаханова о том, как он овладел высокой техникой
работы на молотке и установил мировой рекорд про¬
изводительности на нем;
в) развернуть соревнование по участкам на луч¬
шего забойщика участка шахты,
10. Пленум шахтпарткома считает необходимым
заранее указать и предупредить всех тех, кто попы¬
тается клеветать на тов. Стаханова и его рекорд как
случайность, выдумку и т. п., что партийным коми¬
тетом они будут расценены как самые злейшие вра¬
ги, выступающие против лучших людей шахты, на¬
шей страны, отдающих все для выполнения указа¬
ний нашей партии о полном использовании техники.
Партийный комитет уверен, что за тов. Стахано¬
вым появятся новые герои, которые нашей органи¬
зацией будут встречены с радостью и гордостью как
люди, решившие делом своим, честным трудом вы¬
полнять указания партии о полном использовании
техники».
Спустя три недели Алексей Григорьевич Стаха¬
нов установил новый рекорд: добыл 227 т угля за
смену.
Эти рекорды 30-летнего горняка примечательны
ещё и тем, что действительно породили новых геро¬
ев. Не только на донецких шахтах — по всей стране
поднялось движение новаторов за высокую произво¬
дительность труда, оно охватило все отрасли народ¬
ного хозяйства и в каждой выдвинуло своего веду¬
щего. Их называли «пионерами стахановского дви¬
жения»: А. X. Бусыгина — в автомобильной про¬
16
мышленности, Н. С. Сметанина — в обувной,
В. С. Мусинского —в лесной, М. И. и Е. В. Виногра¬
довых — в текстильной, П. Ф. Кривоноса — на же¬
лезной дороге, М. С. Демченко, П. Н. Ангелину,
К. А. Борина — в сельском хозяйстве.
И уж, конечно, эта волна новаторства и энтузиаз¬
ма подняла на качественно новый уровень работу во
всей угольной промышленности, прежде всего в са¬
мом Донбассе, а также в Кузнецком и Карагандин¬
ском бассейнах.
Кузнецкий располагал существенно большими
запасами хорошего угля, чем Донбасс. Добыча там
благодаря повышенной мощности пластов была вы¬
годной. И хотя от этого сибирского гиганта, располо¬
женного в бассейне реки Томь, между Салаирским
кряжем и горами Кузнецкого Алатау, очень уж
длинная лежала дорога до главных нетрадиционных
потребителей топлива, он быстро развивался, стано¬
вясь второй угольной базой страны* Тому способст¬
вовало создание в самом Кузбассе и на Урале новых
предприятий черной и цветной металлургии, элек¬
тростанций, завершение строительства Турксиба —
железной дороги, соединившей напрямую, через Се¬
мипалатинск и Алма-Ату, республики Средней Азии
с Сибирью.
Особенно важное значение Кузбасс и Караган¬
динский бассейн, уголь которого хорошо спекается
и дает отличный кокс, приобрели во время Великой
Отечественной войны и в послевоенные годы. Они
стали важнейшими источниками угля и металла,
по-солдатски приняв на себя тяготы того лихолетья
вместо временно выбывшего из строя Донбасса.
Благодаря им же первую «всесоюзную кочегар¬
ку» удалось после войны сравнительно быстро вос¬
становить и не только вывести на прежний уровень
добычи, но существенно превысить его, вернув Дон¬
бассу роль одной из ведущих энергетических баз
страны. Хотя, конечно, его доля в общесоюзном топ¬
ливном балансе заметно изменилась. К середине
50~х годов она лишь немногим превышала Уз, а поч¬
ти половина приходилась на восточные бассейны —
Кузнецкий и Карагандинский.
В 1950 году в Советском Союзе добыли фаытас-
аическое по сравнению с заданиями плана ГОЭЛРО
количество угля — 261 млн. т. А к концу того же
17
десятилетия — более 0,6 млрд. т в год. СССР стал
первенствовать в мире по добыче твердого топлива.
Вроде бы это топливо было несомненно решаю¬
щим в стране. Больше того, объем его производства
продолжал расти. На него приходилось около 3Л в
топливном балансе. И вместе с тем энергетические
ориентиры народного хозяйства начинали меняться*
Год ср года это становилось все очевиднее.
Уголь далеко не идеальный энергоноситель. О не¬
обходимости перехода на более выгодные виды топ¬
лива говорили давно, на то нацеливал и опыт других
стран. Но говорили как бы «в-третьих». «Во-первых»
и «во-вторых», постоянно оставались по понятным
причинам тонны, тонны, тонны... И коль скоро их
быстрее удавалось получать в виде угля, то это и
были тонны более доступного и традиционного твер¬
дого топлива. Однако уже тогда, в 50-х годах, в этом
привычном количественном принципе наметились
существенные сдвиги.
В какую же более выгодную сторону должно бы¬
ло качнуться изменение структуры топливно-энер-
гетического баланса страны? И в чем заключалась
эта выгода?
КРОВООБРАЩЕНИЕ
ВЕКА
Видимо, не пришла пора давать более или менее
полное определение феномену нашего столетия. Да
и трудно это сделать современнику. Несомненно од¬
но: век нынешний принципиально отличен от веков
минувших. С девятнадцатым было проще. Кто-то
назвал его веком пара, и это, кажется, всех устрои¬
ло. Двадцатый поначалу тоже не представлялся за¬
гадочным. Мы быстро привыкли, что живем в век
электричества, и считали себя даже перевыполнив¬
шими свой долг перед историей (в смысле прогрес¬
са). Но оказывается, мы явно поскромничали в
оценке своих возможностей. И тогда названия посы¬
пались как из рога изобилия: век авиации и элект¬
роники, химии и кибернетики, век атома и космоса.
Один американский философ даже заявил, что ныне
грянул некий технотронный век. Не будем спорить
с автором этого словесного гибрида. Изумимся толь¬
ко, что во всем этом блистательном конкурсе имен,
в этом обществе интеллектуалов не нашлось места
слову «нефть».
Возможно, причина — в стремлении подчеркнуть
творческое начало человеческого гения: мол, элек¬
троника и все такое прочее — это от игры ума, а
нефть — слепая щедрость природы, только и всего;
бери и пользуйся. В самом деле, давайте разбе¬
ремся.
Нефть известна людям с древности, хотя и не¬
возможно сказать, кто, когда и где ее обнаружил
впервые. В Египте еще при фараонах ее использова¬
ли для освещения и при бальзамировании трупов.
В Древней Греции и позже на Руси из нее приготов
ляли лекарства. В Вавилоне, в древней Индии и не-
19
когда на территории Европы применяли асфальт как
связующий материал на строительстве. Многие побе¬
ды были одержаны византийцами благодаря тому,
что они исхитрились кидать на корабли противника
подожженную паклю, смоченную нефтью. При за¬
хвате среднеазиатского города Бухары Чингисхан —
хитроумный полководец, тот самый, что основал еди¬
ное Монгольское государство в XIII веке, — прика¬
зал забросать крепость горшками с нефтью, послав
вслед им горящие стрелы. Объятый огнем город был
взят и разграблен.
Название Азербайджана идет от глубокой стари¬
ны. Оно, как полагают, произошло от персидского
слова «азер» — огонь. Когда-то сюда на пропитан¬
ную нефтью землю со всего света сходились огне¬
поклонники. Солдаты Александра Македонского
удивлялись, глядя, как жители Азербайджана сжи¬
гали в глиняных чураках «земляное масло» и на та¬
ком очаге готовили себе пищу.
В общем с очень давних времен на арбах и кара¬
ванами верблюдов доставляли во многие страны
20
нефть в кожаных мешках — бурдюках. На берегах
реки Евфрат на территории нынешнего Ирака
6—8 тыс. лет назад тоже существовали примитив¬
ные нефтяные промыслы.
Но даже в середине XIX столетия после столь
длительного знакомства с поразительно полезными
свойствами «земляного масла» всю его ежегодную
мировую добычу мог бы перевезти один-единствен-
ный современный танкер скромных размеров. 2—
3 тыс. т. нефти на всю планету! Сегодня в это труд¬
но поверить.
Только с приближением XX века из земных недр
потекли черные реки. В 1900 году нефти уже добы¬
вали более 20 млн. т.
Но разве были обнаружены какие-то неизвестные
прежде моря нефти, лежащие на поверхности и при¬
зывно плещущие жирной волной? Нет, ничего этого
не произошло. В том-то и дело: источники остава¬
лись прежними. Так, благодаря все тому же Азер¬
байджану царская Россия вышла тогда в лидеры
этого бума (правда, ненадолго), дав больше полови¬
ны мировой добычи нефти.
Минуло всего четверть века, и нефтяные реки
стали ежегодно полнеть уже на 150 млн. т. Каза¬
лось, достигнут предел возможного, и дальше не¬
мыслимо так «потрошить» земные недра. Однако к
середине столетия выяснилось, что теперь и полу-
миллиардом тонн в год тоже не удивишь.
Правда, мировое общественное мнение все же
пришло в волнение. В конце 40-х годов в печати за¬
мелькали прогнозы: запасов нефти на планете едва-
едва хватит на 15—20 лет. Под аккомпанемент имен¬
но таких мрачных пророчеств множество экспеди
ций отправились на поиски залежей горючей жид¬
кости по всему миру.
Мало кто был в состоянии предположить, что к
назначенному сроку, т. е. к концу 60-х годов, не
только не появится признаков обещанной катастро¬
фы, но, напротив, мировая добыча нефти утроит¬
ся (!), а разведанные запасы ее будут исчисляться в
астрономических цифрах. Впрочем, и потребности к
тому времени так выросли, что даже вновь откры¬
той нефти, согласно подсчетам, должно было хва¬
тить опять-таки лишь на 20 лет. Но и этот прогноз
не сбылся, роковой час и на сей раз не пробил (че-
21
му мы с вами свидетели), хотя добывать нефти ста¬
ли невероятно много: ее уже извлекают не только
из недр суши, но и со дна морей. Ну а прогнозы?
Каковы они теперь?
Как ни странно, примерно те же — человечество
словно катит перед собой тележку, на которой напи¬
сано: «Запасов нефти хватит на 20—30 лет*.
Давно истлели первые хранилища нефти — бур¬
дюки. О ее скромном прошлом напоминает лишь
греческое слово «петролеум», традиционно мелькаю¬
щее в названиях зарубежных добывающих компа¬
ний («петро»—камень, «олеум» — масло). «Кровь
экономики» — так стали величать нефть. Без нее
стало немыслимым само существование человече¬
ского общества на достигнутом уровне жизни, вся
современная техника превратилась бы в груду мерт¬
вого металла. Население земного шара сплошь
обращено в «огнепоклонников». На ее разведку
уже затрачивают больше средств, чем на поиски
всех остальных полезных ископаемых, вместе
взятых.
Своей головокружительной «карьерой» нефть
обязана не только собственным «талантам» — еще
троим: бурильному станку, перегонному кубу и ке¬
росиновой лампе. Да, да. Именно этой довольно
просто устроенной троице.
В сущности, промышленное использование нефти
началось с бурения первых скважин: в России (близ
Баку и на реке Ухте) и в Северной Америке (в Пен¬
сильвании) — в середине прошлого столетия.
Прежде, чтобы добыть горючую жидкость, рыли
колодцы, черпали ее оттуда ведрами, ковшами или
просто бросали в колодцы тряпье и потом его отжи¬
мали. Иными словами, «соскребали», то, что лежа¬
ло на поверхности.
Первые же опыты бурения (ударного), хотя глу¬
бина скважин не превышала 30—60 м, дали порази¬
тельные результаты: нефти оказалось очень много.
Но хватило ее ненадолго. Когда американец
Дрейк в 1859 году обнаружил залежи в штате Пен¬
сильвания, это открытие поояужило началом нефтя¬
ного ажиотажа, напоминавшего годы золотой лихо¬
радки.
Дело в том, что за несколько лет до этого была
изобретена керосиновая лампа.
22
Лучине, восковым свечам и масляным коптил¬
кам предстояло сойти со сцены. Преимущества ке¬
росиновой лампы были настолько очевидны, что она
сразу же завоевала популярность. Ровный яркий
свет, простота конструкции, удобство в обращении,
дешевизна — все это не могло не привлечь населе¬
ние. Свечи обходились раз в 20 дороже. Новую лам¬
пу признали повсюду — в хижинах и дворцах, на
улицах и промышленных предприятиях.
Хотим мы того или не хотим, но надо признать,
что «лестницу» в век электричества, космоса и ки¬
бернетики тоже осветила простая, вроде бы ничего
собой не представляющая керосиновая лампа. Ведь
с нее берет начало бесчисленное множество изобре¬
тений, открытий и технических идей, связанных с
использованием нефти, «идей, которые в немалой сте¬
пени определили прогресс нашего столетия. Но глав¬
ное заключается в том, что ее появление как бы
подтолкнуло развитие целых отраслей промышлен¬
ности и прежде всего пробудило огромный интерес
к самому ископаемому и к нефтепродуктам.
23
Сначала керосин использовался главным обра¬
зом для освещения. Нефтяные предприятия росли,
как грибы после дождя. На мировые рынки вышел
дешевый американский керосин. Это был междуна¬
родный дебют фирмы Джона Рокфеллера «Стан¬
дарт ойл и К°». Название фирмы подчеркивало, что
выпускаемая ею продукция соответствует техниче¬
ским стандартам и нормам безопасности. А одно
это служило неплохой рекламой. В условиях хаоса,
в котором находилось нефтяное производство, пра¬
вила безопасности не соблюдались, из-за чего проис¬
ходили пожары и множество несчастных случаев.
Поэтому акции фирмы, организовавшей выработку
якобы безопасного продукта, сразу поднялись.
Впрочем, довольно скоро фирмы братьев Нобель
(выходцев из Швеции) и французского барона Рот¬
шильда наладили в Азербайджане крупное нефтя¬
ное производство, потеснив американцев в Европе и
на Востоке: за несколько лет экспорт керосина из
России вырос в десятки раз.
Увеличивающийся с каждым годом спрос на
нефть заставлял расширять поисковые работы. За¬
менив ударное бурение вращательным, разведчики
опустились еще глубже. Отсчет подвальных этажей
пошел уже на сотни метров. И снова — можно не
волноваться! — нефти оказалось очень много.
Первые устройства для ее переработки были при¬
митивными. Нефть нагревали в наглухо закупорен¬
ном кубе до кипения. Пары отводили по змеевику.
Охлаждали проточной водой. Пары конденсирова¬
лись в светлую прозрачную жидкость. Вот вам и ке¬
росин. В баке оставалась другая жидкость — темная
и вязкая. Ее называли арабским словом «макзулат»
(отброс), которое позже, видоизмененное, преврати¬
лось в «мазут».
Процесс был создан чисто опытным путем. Кста¬
ти сказать, конструкцию более совершенного, не¬
прерывно действующего аппарата предложил вели¬
кий русский химик Д. И. Менделеев. Фирма «Братья
Нобель» использовала это изобретение, даже не об¬
молвившись об его настоящем авторе.
Вскоре появилось научное объяснение перегонки.
Нефть сложная смесь углеводородов с различной
температурой кипения. Зхая это, можно в результате
многократного испарения и сжижения получать в
24
отдельности все вещества (фракции), входящие в
состав этого сложного коктейля. Более легкие фрак¬
ции — бензин, лигроин, керосин. Потяжелее — ди¬
зельное топливо, всевозможное техническое масло и
другие, так называемые нефтепродукты. Все они —
соединения лишь двух элементов: углерода и водо¬
рода, только в разных соотношениях.
Первоначально в отбросах числился не только
мазут, но и получавшийся попутно бензин: был
слишком огнеопасен и нередко взрывался. Его сжи¬
гали в ямах, сливали в моря и реки (разумеется,
тайком от властей, так как уже тогда понимали, что
это вредит рыболовству). Чем больше производили
керосина, тем чаще в газетах можно было прочи¬
тать объявления о конкурсах на лучший способ...
уничтожения бензина.
Но вот появилась форсунка, позволявшая впры¬
скивать мазут в топки паровых котлов. Это сразу
сделало нефть ценнее и одновременно дешевле.
Ведь теперь «отброс» не пропадал и, следовательно,
добыча становилась еще выгодней. Мир немедленно
отреагировал на это повышением спроса на нефть.
Однако сжигать мазут в топках не лучшее его
применение. Как говорил Д. И. Менделеев, «сжигать
можно и ассигнации». Русский инженер В. Г. Шу¬
хов создал такой способ переработки нефти, при ко¬
тором из нее можно получать бензина больше» чем
его в ней находится. Парадокс? Только на первый
взгляд. Способ Шухова позволял расщеплять боль¬
шие молекулы тяжелых углеводородов — мазута —
на более мелкие. А именно из таких молекул как раз
и состоит бензин и керосин. Изобретение Шухова
быстро подхватили в Америке. Несколько лет спу¬
стя оно вернулось на родину, но уже с английским
названием — «крекинг» (от слова — расщеплять).
А американцы уже подсчитывали: если бы не
крекинг, им бы пришлось добыть в несколько раз
больше нефти, чтобы получить то же количество
бензина. В общем еще одно открытие тоже как бы
увеличило нефтяные ресурсы. К этому времени ни¬
кто, понятно, уже не помышлял избавляться от бен¬
зина. Наоборот, его с каждым годом требовалось все
больше: появился двигатель внутреннего сгорания.
Нужда в моторном топливе в свою очередь разожгла
и вдохновенную «игру ума», и предпринимательские
страсти.
На Всемирной выставке 1893 года в Чикаго са¬
мым крупным нефтяным двигателем была машина
мощностью в 35 л. с., а семь лет спустя на Париж¬
ской выставке — уже в 1000 л. с. Нефть нашла ши¬
рокое применение на железных дорогах и в судо¬
ходстве. Начал триумфальное шествие автомобиль.
В Соединенных Штатах он стал чуть ли не пред¬
метом поклонения. В 1902 году во всей стране на-,
считывалось не многим больше 20 тыс. автомашин.
В 1915 году — 2,5 млн. Потребление бензина впервые
превысило потребление керосина. К концу 20-х го¬
дов уже около 30 млн. автомобилей сновало по шос¬
сейным дорогам США и более полумиллиона — по
дорогам Англии.
Трактор и комбайн «ринулись» в сельское хо¬
зяйство.
Нефть стали использовать для военно-морского
флота. Она превращалась в решающее стратегиче¬
ское сырье вооруженных сил.
Вскоре после окончания первой мировой войны,
выступая на банкете в Лондоне, член английского
правительства лорд Керзон сказал, что «союзники
приплыли к победе на волнах нефти».
Действительно, имея возможность развернуть
военно-морские силы на более совершенных быстро¬
ходных нефтяных двигателях, страны Антанты по¬
лучили существенный выигрыш по сравнению со
своим противником Германией, испытывавшей по¬
стоянную нехватку нефти.
Двигатели внутреннего сгорания обеспечивали
господство и в воздухе. К 1916 году на планете на¬
считывалось 60 с лишним тысяч самолетов. Война
и мир все в большей степени стали зависеть от пол¬
ноты нефтяных резервуаров. И техническая мысль
напряженно работала над новыми средствами раз¬
ведки и добычи.
Усовершенствовав свой инструмент, буровики
смогли перешагнуть километровый рубеж. И снова
выяснилось — кто бы мог подумать! — что нефти все
еще очень много.
Но прежний панический вопрос: надолго ли? —
заставлял устремляться глубже и глубже. В 40-х го¬
дах сложилось новое представление о мировых за¬
пасах жидкого горючего, потому что успехи техни¬
ки обеспечили массовое бурение на 1,5 тыс. м.
26
Вторая мировая война стала войной моторов.
Только в одном сражении под Курском на советско-
германском фронте с обеих сторон участвовало око¬
ло 7 тыс. танков и самоходных орудий, до 6 тыс.
боевых самолетов. За последние три года войны нем¬
цы построили 80 тыс. самолетов. Советский Союз —
в 1,5 раза больше. В заключительной Берлинской
операции советское командование использовало око¬
ло 8,5 тыс. бомбардировщиков, истребителей, штур¬
мовиков.
Нефть подняла в воздух и новую, реактивную
авиацию; нефти же обязана своими первыми шага¬
ми и ракетная техника: в 1930 году советский ин¬
женер Ф. А. Цандер построил первый ракетный дви¬
гатель ОР-1, работавший на бензине и сжатом воз¬
духе.
К концу второй мировой войны среди двигателей,
используемых на транспорте, все больше станови¬
лось двигателей внутреннего сгорания. Нетрудно бы¬
ло понять, что очень скоро все перевозки на плане¬
те, вся международная и внутренняя торговля,
снабжение населения, промышленности и сельского
хозяйства почти целиком будут зависеть от нефти.
Нет, она досталась людям не просто, не как клад,
лежавший без пользы, пока на него не натолкнулся
случайный землекоп. Если нефть приобрела столь
глобальное значение, то не потому, что кто-то нако¬
нец не поленился ее взять. Создала это ископаемое,
как и все, что нам дано на планете, природа; сдела¬
ло же его доступным и полезным титаническое на¬
пряжение все той же «игры ума».
Но разговор этот не ради того, чтобы наряду с
другими названиями подтолкнуть в оборот еще од¬
но — век нефти. Суть не в названиях. Просто очень
важно реально представлять себе, какое место зани¬
мает то, что с ними связано. А в данном случае
это — благополучие народов Земли.
«Кто владеет нефтью, тот правит миром!» В этих
словах одного из английских адмиралов, каким бы
преувеличением они ни страдали и как откровенно
ни гремела бы в них: полковая труба, зовущая к
сырьевым источникам, скажем, Ближнего Востока,
в этих словах отразился тот непреложный факт, что
вефть вышла на ведущие роли и в западном полити¬
ческом спектакле.
27
Небезынтересны и реплики некоторых американ¬
ских военных: «Нефть — это, господа, боеприпа¬
сы...» Здесь довольно точно выражена одна злона¬
меренная мысль: нефть — кровь экономики; владе¬
ющий нефтью может регулировать процесс
экономического кровообращения, но может... и при¬
остановить его — вот именно приостановить крово¬
обращение.
...А Советский Союз к концу Великой Отечест¬
венной войны добывал всего лишь около 20 млн. т
нефти в год. Да, здесь «всего» не поставишь в кавыч¬
ки. То, что было невообразимо много для начала
века, стало действительно весьма скромной величи¬
ной для конца 40-х годов. Тем более если учесть об¬
ширность территории страны, многочисленность на¬
селения, жестоко пострадавшего от тягот войны, и
обилие острейших нужд.
Советское государство еще с первых дней своего
существования было поставлено перед крайней не¬
обходимостью срочно решать нефтяную проблему
(разумеется, как часть всей топливной, энергетиче¬
ской). Богатые бакинские и северокавказские про¬
мыслы находились тогда под угрозой иностранной
оккупации. Рассчитывать больше следовало на пу¬
стынное междуречье Урала и Эмбы в юго-восточной
части Прикаспийской низменности, известное как
старый нефтяной район страны. Первое месторож¬
дение там было открыто в 1911 году, а бурить на
Эмбе начали еще раньше — лет за 15 до того. Кста¬
ти, очень характерна сама история этого района. По¬
чему из всего российского пространства выбрали
именно его — самое что ни на есть забытое богом
место? Как догадались, что здесь, з тоскливых за¬
уральских степях, надо искать нефть?
А никаких догадок не было. Все обстояло проще.
Больше того, дело считалось абсолютно верным.
Давние свидетельства географов, обследовавших тор¬
говые пути на Восток, говорили, что там есть род¬
ники, где «нефть всплывает на воде, вытекающей из
вершины бугра». А более поздние доклады горных
инженеров подтверждали факты наружных нефте-
проявлений на землях Уральского казачьего войска.
Обнадеживали также и первые попытки бурения
скважин глибиной до 9 м, произведенные в связи с
изысканием железнодорожного пути в Туркестан.
28
Нефть лежала на поверхности (в этом каждый мог
убедиться собственными глазами!), и сегодня-завт¬
ра на месте мог появиться готовый потребитель —
железная дорога! Нет, не догадки, а очевидность
привела нефтепромышленников на Эмбу.
Октябрьская революция получила там в наслед¬
ство два месторождения — Доссор и Макат.
В 1920 году В. И. Ленин выдвинул идею широкого
промышленного освоения Урало-Эмбенской области.
Была она хорошо аргументирована с учетом сло¬
жившейся в стране обстановки. И реализация ее го¬
товилась по-ленински — основательно, с размахом:
начали тянуть железную дорогу из саратовского
Поволжья к прикаспийскому городу Гурьеву. Парал¬
лельно ей задумали проложить нефтепровод. Но так
как в тот же год в судьбе Азербайджана произошел
окончательный поворот в пользу Советской власти,
то изменилась и ориентация в решении топливной
проблемы: бакинский источник был доступнее, де¬
шевле, перспективнее.
В 1929 году близ поселка Верхнечусовские Го¬
родки во время разведки калийных солей впервые
ка Урале обнаружили нефть. Начали ее поиски по
всему Волго-Уральскому региону и три года спустя
в Башкирии открыли довольно крупное Ишимбай-
ское месторождение. Оно подтвердило давние благо¬
приятные прогнозы советского академика И. М. Губ¬
кина, которые делались им в отношении Предуралья.
Война на многое заставила взглянуть иными гла¬
вами. Ее суровые уроки были памятны всем, в том
числе и нефтяникам.
Сильная зависимость от кавказских источников
привела страну на грань весьма критических ситуа¬
ций. Сталинград ценой величайшего героизма защи¬
щал не только обходные пути к Москве, но и ближ¬
ние подступы к Азербайджану. Бакинскую нефть
тогда везли что называется вокруг всего света — че¬
рез Каспий, Красноводск, Среднюю Азию и Казах¬
стан. Это была непрерывно пульсирующая артерия,
капилляры которой расходились повсюду, и в пер¬
вую очередь по всем участкам сражающихся фрон¬
тов. Та кружная дорога нефти заслуживает быть
названной «дорогой жизни», как и знаменитый путь
через ледовую Ладогу, по которому снабжался бло¬
кированный Ленинград.
29
Эмба, куда были эвакуированы люди и оборудо¬
вание с промыслов Северного Кавказа, оказалась
способной в то время лишь удержаться на невысо¬
ком уровне довоенной добычи.
В стране надвигался топливный голод, который
прежде всего угрожал промышленности ближайше¬
го тыла сражающегося Сталинграда. Донбасс был
оккупирован. Кузбасский и карагандинский уголь
поступал с большими перебоями. Воркутинский бас¬
сейн в Заполярье находился еще в стадии освоения.
Предприятия Урала и волжских городов из-за недо¬
статка топлива работали с огромным напряжением.
Останавливались трамваи, не было освещения, хлеб
выпекали не каждый день.
Однако в тяжелейших условиях военного време¬
ни быстро наверстывали упущенное геологи и раз¬
ведчики Волго-Уральского района. В 1942 году из
скважины в селе Елшанке, неподалеку от Саратова,
ударила мощная струя газа. Ни одно месторождение
в мире не осваивалось так стремительно, как это.
Через полтора месяца было закончено сооружение
трубопровода, и Саратов получил газ. Ожили фаб¬
рики и заводы. Увеличилось производство оружия
и боеприпасов.
Вскоре близ села Шугурово забил первый в Тата¬
рии фонтан нефти. Но самый большой успех пришел
с открытием в 1944 году нефти близ Туймазы в
Башкирии — в то время одного из крупнейших ме¬
сторождений страны.
Это событие имело мировое значение. Прежде
видные геологи считали, что на земном шаре суще¬
ствуют как бы два полюса накопления нефти и га¬
за: один в восточном полушарии приурочен к окра¬
инам Персидского залива и Каспийского моря, а
другой — в западном полушарии, тяготеющий к об¬
ласти Мексиканского залива.
Появление новой богатой Волго-Уральской про¬
винции, или, как ее стали у нас называть, Второго
Баку, доказывало, что в действительности таких «по¬
люсов» может быть гораздо больше.
Кроме того, новые месторождения принципиаль¬
но отличались от привычных бакинских — сравни¬
тельно небольших и порой разбитых на отдельные
блоки. Нефть Второго Баку залегала в обширных
спокойных платформенных «емкостях». Когда нача¬
30
ли разрабатывать Туймазы, не верилось, что залежи
могут быть столь хорошо сохранившимися, а нефте¬
носные пласты нераздробленными, что на одной и
той же залежи можно ставить разведочные скважины
в 10—15 км друг от друга, а то и в 30-ти. Счита¬
лось хрестоматийным бурить такие скважины не бо¬
лее чем через один-другой километр.
Туймазы многому в нефтяном деле дало толчок,
но прежде всего поиску и в других районах страны
а на логичных « крупнокалиберных » платформенных
месторождений. В правительственном штабе нефтя¬
ной промышленности все больше находила поддерж¬
ку идея концентрации сил и средств на наиболее
обещающих объектах. И отдача не заставила себя
ждать. В 1948 году в Татарии открыли Ромашкин-
екое месторождение (одно из крупнейших в мире),
которое впоследствии стало давать нефти втрое
больше Азербайджана.
Но век нефти диктовал свои условия, он застав¬
лял спешить. Одновременно с восстановлением раз¬
рушенных промыслов Северного Кавказа, одновре¬
менно с освоением Второго Баку одна за другой, как
по боевой тревоге, снаряжались поисковые партии
во все концы страны: в Пред ура лье, на Украину, на
Север, в Среднюю Азию, в Восточную Сибирь и даль¬
невосточное Приморье. Как часть этого большого по¬
хода двинулись в путь экспедиции на юг от привыч¬
ной Эмбы — в прокаленные степи полуострова Ман¬
гышлак и за Урал — к непроходимым болотам
Западной Сибири.
ОХОТА
ЗА КАМЕННЫМИ
ГУБКАМИ
Представление, будто нефтяные залежи — это це¬
лые моря, свободно плещущиеся во мраке недр,
столь же наивно, как, скажем, картина плоской
Земли, покоящейся на трех слонах. Размер подзем¬
ных даров здесь завышен с таким же поэтическим
размахом, как во втором случае грузоподъемность
трудолюбивых животных.
Одно из крупнейших месторождений планеты —
Бурган-Ахмади-Магва в Кувейте. Длина его назва¬
ния лишь в малой степени отражает грандиозность
самого уникума. Его огромные запасы обеспечивают
дешевую добычу. В начале 70-х годов, когда пресную
воду возили в Кувейт на судах из Ирана, вода была
дороже нефти. Великий Бурган, как его называют
арабы, преспокойно мог бы заполнить своей нефтью
тоннель метро, протянутый от Земли до Луны. Это
так много, что трудно себе представить!
И все же Великий Бурган никак не выдерживает
сопоставления с морями: по сравнению, допустим,
с Балтийским, он — малюсенькое озерцо. А ведь
Бурган-Ахмади-Магва — шахиншах, царь царей,
единственный и, наверное, неповторимый. Что уж
говорить о подавляющем большинстве других ме¬
сторождений, которые перед ним просто домашние
кладовки!
Но не стоит придираться. В конце концов, все
понимают, что «моря нефти» — это художественное
преувеличение, образ.
Итак, «моря нефти»—это всего лишь образ, в
котором стремятся подчеркнуть большие размеры
некоторых месторождений, И только. Потому, что
нефтяную залежь скорее всего можно сравнить с
32
губкой. Да, с окаменевшей губкой, пропитанной го¬
рючей жидкостью. Роль губки исполняют пористые
породы. Нефть находится в мельчайших пустотах и
трещинках. Такие породы способны насыщаться
жидкостью вроде ломтя свежего калача, опущенно¬
го в чашку с молоком.
Позвольте, а как же фонтаны? Всем известно, что
нефтяные скважины могут фонтанировать. Никако¬
го противоречия тут нет. Нефть в глубине земных
недр находится под давлением. Оно огромно: дости¬
гает десятков, а то и сотен атмосфер. Когда скважи¬
на добирается до этих крепко-накрепко запертых
темниц, то нефть вырывается на поверхность, по¬
добно воздуху из проколотой шины. Как только дав¬
ление в пласте начнет спадать, утихнет и фонтан.
Но если известно, что местонахождение нефти—
это обязательно пористые породы (геологи их на¬
зывают коллекторами, т. е. собирателями), то поис¬
ки ее, казалось бы, не должны представлять особых
сложностей. Достаточно обнаружить подземный го¬
ризонт с коллекторными свойствами, и успех вроде
бы обеспечен.
Увы, с пористыми породами положение не столь
радужно. Да, они хорошие сборщики. Но не только
нефти или газа. Коллектор может оказаться запол¬
ненным обыкновенной водой, иногда — минеральной.
Нефть — заядлая путешественница, ее природное
свойство — текучесть. Отсюда и доводящие порой до
отчаяния трудности поиска.
Но откуда-то она все же начинает свое движение?
Должны же в природе существовать «заводы» по
производству нефти? А иначе откуда бы ей вообще
взяться? Или, может, «заводы» существовали когда-
то, но давным-давно прекратили свою работу?
Первым гипотезу об органическом происхожде¬
нии нефти высказал наш великий энциклопедист
М. В. Ломоносов. Изменяясь, трансформируясь и до¬
полняясь, она позже выросла в целую систему ло¬
гических построений, суть которых коротко сводится
к следующему. Остатки погибших организмов скап¬
ливались на дне водных бассейнов. Весь этот мате¬
риал в смеси с глинистым веществом образовывал
желатиноподобный ил — сапропель, накопление ко¬
торого прекращалось, как только менялся режим
бассейна и начинали отлагаться, допустим, пески.
2 Заказ 128
33
Разложение сапропеля, погребенного под толщей
отложений почти без доступа воздуха, шло медленно.
Он все больше погружался в недра Земли, уплотнял¬
ся. Попав в зону увеличивающихся температур и
давлений, органическое вещество, состоящее из жи¬
ров, белков и углеводов, превращалось в углеводо¬
роды. Давление вышележащих слоев выжимало эту
жидкую и полужидкую нефть, а также газы и воду.
По трещинам и порам они проникали в пески, пес¬
чаники, известняки, пропитывая их. Так эти породы
становились собирателями.
Вначале вода и нефть представляли собой смесь,
позже сила тяжести постаралась их разъединить:
ь'ода опустилась в нижнюю часть коллекторного
слоя, нефть — над ней, а над нефтью — горючие
газы.
Кстати сказать, они, действительно, путешеству¬
ют всегда вместе: газ как бы прокладывает дорогу
в узких подземных капиллярах и лабиринтах, нефть
следует по пятам, а вода подталкивает, где нужно,
обоих.
А вот другая гипотеза — о неорганическом про¬
исхождении нефти. Ее родоначальником был тоже
великий, тоже энциклопедического склада ученый,
химик Д. И. Менделеев. И его первоначальные идеи
также подвергались пересмотру и уточнениям. Но
основная их суть живет в трудах и умах целой на¬
учной школы до сих пор. «Неорганики» ничего не
имеют против коллекторов — очевидный факт. Не
отрицают они, конечно, и подвижности нефти: тоже
бесспорное явление. Но совершенно иначе они пред¬
ставляют себе начало ее путешествий, технологию ее
производства и состав сырья. Не вдаваясь в много¬
численные варианты неорганической гипотезы, мож¬
но сказать, что главное здесь сводится к магматиче¬
скому происхождению исходных продуктов (или, по
крайней мере, части их), из которых после серии хи¬
мических реакций опять же в условиях высокой тем¬
пературы и огромного давления образовывались уг¬
леводороды, а за их счет и нефтяные месторождения.
Гипотеза крайне привлекательна хотя бы тем,
что приводит к мысли о неиссякаемых запасах го¬
рючей жидкости и природного газа. Обстоятельство,
которое при современных аппетитах на эти продук¬
ты не может не волновать воображение.
34
Но, увы, пока что заманчивая гипотеза остается
всего лишь гипотезой, ибо ее противники, испове¬
дующие идею органического происхождения нефти,
находят в ней достаточно слабых, сомнительных
мест. «Неорганики», понятно, не остаются в долгу
и, в свою очередь, отмечают изъяны, которых не ли¬
шена и органическая концепция. В общем ни ту ни
другую не назовешь безупречной. Здесь тот случай,
когда спор еще не породил истины. Но не будем вда¬
ваться в его перипетии, ибо это может увести нас
слишком в сторону. Отметим только, что ни те ни
другие не в состоянии пока точно указать дороги к
природным «предприятиям», производящим нефть,
чтобы ее можно было заполучать, так сказать, пря¬
мо из «заводских ворот». Отметим также, что и те
и другие сходятся в понимании роли осадочных
толщ земной коры как главных собирателей готовой
нефти.
Поэтому, отправляясь на ее поиски, геологи не¬
зависимо от своих теоретических симпатий считают,
что их первейшая задача — выяснение мощности и
2*
35
состава осадочных комплексов в недрах Земли. Ины¬
ми словами, прежде, чем отвечать на вопрос, есть
ли, скажем, на казахском Мангышлаке или в Запад¬
ной Сибири большая нефть, надо было обрести уве¬
ренность в том, что она там может быть.
К счастью, обнаружилось, что и там и тут боль¬
шие пространства укрыты осадочными чехлами за¬
видной мощности, исчисляемой километрами. Эти
массы горных пород далеко не однородны. Пори¬
стые песчаники и известняки часто перемежаются
непроницаемыми глинистыми слоями, что совсем
неплохо. Напротив, такое строение комплекса кол¬
лекторов считается даже благоприятным. Дело в
том, что нефть, газ и вода, попав в коллектор, стре¬
мятся главным образом вверх. И только наткнув¬
шись на какой-нибудь непроницаемый слой, вынуж¬
дены направиться вдоль коллектора, как по тунне¬
лю. Вот почему частое чередование пористых и не¬
больших плотных слоев в мощной осадочной тол¬
ще — факт обнадеживающий.
Однако, если бы нефть, попав в изолированный
коллектор (т. е. пористый слой между двумя непро¬
ницаемыми), продолжала свое «бродяжничество» до
бесконечности, дела поисковиков, а тем более добыт¬
чиков были бы совсем печальными. Ловушка — вот
что спасает положение. Без ловушек не существо¬
вать бы нефтяным залежам.
Уже само слово «залежь» говорит о неподвиж¬
ности ископаемого. Нефть и неподвижность как буд¬
то бы антиподы. Но оказывается, в определенных
условиях они вполне совместимы. По крайней мере
на некоторый промежуток времени.
Нетрудно сообразить, что любой слой осадочной
толщи когда-то занимал горизонтальное или почти
горизонтальное положение. Образовывался он в ка¬
кой-то конкретный исторический период из вполне
определенного материала (речные наносы, донные
отложения морей, раздробленные горные породы,
песок и пыль, принесенные ветром) и занимал опре¬
деленное пространство, часто довольно обширное.
Много позже уже в составе большой пачки слоев он
был приведен в движение. Это сделали те самые си¬
лы, что меняют лик Земли, создают горы и моря,
вызывают землетрясения, — тектонические силы.
Они же нарушают спокойное горизонтальное зале¬
гание осадочных пород, наклоняют их, сминают в
складки, а в складках образуют еще складки.
Поскольку нефть всегда стремится вверх, то, про¬
двигаясь по коллектору, который изогнут в виде ку¬
пола, она достигает верхней его части. Здесь прихо¬
дится делать остановку. Дорога вверх и в стороны
закрыта непроницаемыми породами, снизу все запер¬
то водой.
Так образуется залежь. И лежать здесь нефти
до тех пор, пока не разрушится ловушка или пока не
прорвет стен темницы бурильное долото.
Кстати сказать, разрушение ловушки-купола не
всегда ведет к полной гибели месторождения. Склад¬
ку может проткнуть снизу соляной столб (шток). Он
довольно толстый, иногда в несколько километров, и
буквально проламывает себе дорогу, разрывая за¬
лежь и раскраивая ее на блоки. Но так как сам он
непроницаем для нефти, то и запирает ее по частям
в слепых наклонных горизонтах. Это и есть соляные
купола, которыми так богата Эмба, да и почти вся
Прикаспийская низменность. Разведка таких место¬
рождений чрезвычайно трудна, потому что каждый
блок надо обследовать в отдельности. К тому же
присутствие нефти в одном вовсе не значит, что и
соседний не пуст.
Ловушкой может также оказаться не только ку¬
пол, но и седловидная складка, т. е. обращенная
выпуклостью вниз. Здесь нефть собирается в крыль¬
ях, если они перекрыты сверху плотными породами.
Она может застрять и просто в наклонном пласте,
когда он закупорен.
Но самое надежное ее пристанище — все-таки ку¬
пол. Большие скопления нефти в его своде — вот те
нефтяные залежи, за которыми прежде всего охотят¬
ся геологи. Ожидать, что нефть в состоянии запол¬
нить какой-нибудь вал длиной в сотни километров,
не приходится. Подобных месторождений пока что
не обнаружено. Даже купол великого кувейтского
Бургана не превышает 40 км в длину и 14 км в шири¬
ну. Вернее будет предположить, что нефть попадет¬
ся где-нибудь по дороге в более мелкие ловушки,
приуроченные к гигантским валам и прогибам.
Но, увы, все это так радужно выглядит только в
теории. Реальные недра Земли уготовили нефтераз-
ведчику массу разочарований. Одни ловушки неудач-
27
ной формы, другие — полуразрушены, третьи — вооб¬
ще без герметических крышек. В общем далеко не
каждая ловушка с уловом. Больше пустых.
Но геологи не отчаиваются. Они упорны и следу¬
ют своим пяти принципам: найти мощный комплекс
осадочных пород, коллекторы, ловушки, надежные
покрышки и для большей верности иметь в запасе
хоть немного везения.
Итак, раз, два, три, четыре, пять — мы идем ис¬
кать! Разумеется, эта считалка лишь шуточная схе¬
ма, цель которой — облегчить понимание сложного
поискового дела. В действительности принципы со¬
временной разведки нефти и газа куда более много¬
образны: в них есть место данным геофизики, гео¬
химии, гидрогеологии, радиометрии и целому ряду
других естественных наук.
* * *
С моря восточный берег Каспия похож на ги¬
гантскую, выщербленную временем ступень. Только
38
поднявшись на нее, выложенную ноздреватыми се¬
дыми плитами ракушечника, можно попасть на
плато Мангышлак — царство безводных монотонных
равнин. Достаточно хотя бы мысленно представить
себе дикое однообразие этого пространства, чтобы
понять, как трудно исследователю выделить здесь
что-то первоочередное. Где какие места раскроют
типичную картину мангышлакского подземелья?
Невысокие горы делят полуостров в широтном
направлении надвое. К югу полого сбегает слабо¬
всхолмленная степь, темно-серая, словно старая вер¬
блюжья кошма. К северу — полуостров Бузачи. Это
страна соров — топких соленых болот. Но болот т
в обычном понимании, которые хоть и мало при¬
влекательны, но все же богаты различными форма¬
ми жизни, а болот мертвых, песчаных, где солью
убито решительно все.
А что представляют собой нижние этажи полу¬
острова? Что спрятано под однообразием его ланд¬
шафта? Схематически это три гигантские, как бы за¬
мершие волны (или складки, или морщины земной
коры), протянувшиеся почти параллельно друг дру¬
гу. Часть самой высокой волны «выплеснута» на по¬
верхность. Это и есть мангышлакские горы. Солнцем
и ветром они разрушены до сердцевины. Наружу вы¬
ходят толщи известняков и сланцев, пласты белого
мела, отложившиеся много миллионов лет назад в
мезозойском океане планеты. Одним крылом хребет
ныряет на юго-востоке в сторону Устюрта, а дру¬
гое — на северо-западе тонет под дном Каспия.
На севере низменная страна соров укрыла Севе-
ро-Бузачинское поднятие и Бузачинский вал. Склад¬
ка на юге прячется под пологой кошмой степей.
Трудно даже представить, что в столь равнинной ме¬
стности скрывается мощнейший вал: более 200 км
в длину и 25 — в ширину.
Южный Мангышлак, являющийся органической
частью огромнейшего Средне-Каспийского осадоч¬
ного бассейна, имел большую возможность нако¬
пить колоссальные массы отложений с огромным
количеством заключенной в них органики. Причем
ее преобразование происходило в очень благоприят¬
ных условиях — на большой глубине под дном моря,
что исключало окисляющее воздействие атмосфер¬
ного воздуха.
39
Условия бассейна, располагавшегося на терри¬
тории современного полуострова Бузачи, были не¬
сколько хуже. Северо-Бузачинское поднятие обосо¬
било этот район от Северо-Каспийского бассейна. От¬
ложений скапливалось меньше и, возможно, с боль¬
шей долей материалов континентального происхож¬
дения. Однако и здесь была мощная толща осадоч¬
ных горных пород.
Фантазия геологов, долгое время занимавшихся
Мангышлаком, подсказывала, что практическая цен¬
ность их детальных исследований не вызывает сом¬
нений. Реальность подтвердила это.
...25 июля 1961 года на шестой буровой ударил
мощнейший нефтяной фонтан! В середине ажурной,
прозрачной, словно сотканной из паутинок пирами¬
ды поднимался почти до самой ее вершины огром¬
ный черный столб. Вверху он изгибался вбок и опа¬
дал вниз кистями. Ни свиста ветра, ни шума мото¬
ров не было слышно. Все покрывал трубный рев
фонтана. Всего несколько часов назад скважина ка¬
залась безжизненной, погруженной в дремотную ти¬
шину, обреченной на вечное молчание. Людям с тру¬
дом верилось, что гигантский черный столб на фоне
светлеющего неба, громоподобные звуки, сотрясаю¬
щие все вокруг, не сон, а несомненная удивительней¬
шая и долгожданная явь. Черные струи фонтана,
несшие с собой достаточно песка, ударялись о фер¬
мы вышки и высекали сильные искры. К счастью,
их тотчас же гасила вода, выбрасываемая скважи¬
ной в огромном количестве.
50 часов бушевал фонтан, грозил пожаром, взры¬
вом, гибелью людей и буровой. 50 часов он громо¬
гласно возвещал о начале нефтяного Мангышлака.
И нужно сказать, был услышан повсюду. О нем го¬
ворили и писали.
В отчете треста Мангышлакнефтегазоразведка за
1961 год это выглядело так: «На Жетыбае из-за
халатности руководства разведки полученный от¬
крытый фонтан надолго задержал оборудование
скважины № 6».
В газетах Гурьева и Алма-Аты писали: «Много¬
летние поисково-разведочные работы на полуострове
Мангышлак завершились открытием крупного неф¬
тяного месторождения Жетыбай». И еще: «С откры¬
тием месторождения Жетыбай начинается принци¬
40
пиально новый этап в развитии нефтяной и газовой
промышленности Казахстана».
А статья, опубликованная в «Правде», называ¬
лась «Полуостров сокровищ».
Правы были все. Каждый по-своему.
Спустя полгода, в декабре того же 1961 года, на
Узени из первой глубокой скважины ударил фонтан
нефти и газа. (Она пришлась точно на свод ловушки.)
Нефть была получена со сравнительно небольшой
глубины — с 1250 м. Узеньское месторождение ока¬
залось в несколько раз крупнее Жетыбайского. Оно
занимало гораздо большую площадь. И кроме того,
имело два продуктивных этажа: верхний газонос¬
ный и нижний нефтяной.
По богатству Узень оставила позади знаменитую
башкирскую Туймазу. И качество нефти было не¬
сравненно выше. Аналогичная Жетыбайской, она
почти не содержала вредной серы, также застывала
при обычной температуре воздуха, оставаясь при
этом очень легкой. От тепла к ней возвращались
подвижность и таинственный зеленоватый оттенок;
словно погребенная навечно в недрах Земли, она не
утратила памяти ни о могучем разливе жизни, ни о
породившем ее солнце.
Узеньский газ тоже был легким. В основном он
состоял из метана. Более тяжелые углеводороды при¬
сутствовали в небольшом количестве, а сероводоро¬
да, который часто препятствует использованию газа
в горелках, совершенно не было. В общем прекрасное
топливо и подходящее химическое сырье. И все это
лежало сравнительно недалеко от поверхности.
Свидетелями и непосредственными участниками
всего этого стали даже те, на чью долю такое обыч¬
но не достается. Геологи — редкие гости на праздни¬
ках «урожая», когда собирают принесенные их от¬
крытиями плоды. Даровитый советский геолог
С. И. Ильин еще в 30-х годах прогнозировал залежи
газа вблизи Бухары. Многие годы жизни он отдал
ставшему впоследствии знаменитому Газли, но не
дожил до того дня, когда ударил первый фонтан на
одном из крупнейших в стране месторождений. Это
произошло через пять лет после его кончины. Фами¬
лией Ильина можно бы начать длинный список гео¬
логов, дела которых, словно лучи далеких звезд,
становились зримы всем людям уже после того,
41
как сами светила угасали. Так что отсутствие поис¬
ковиков на праздниках «урожая» — это, скорее, пра¬
вило, чем исключение.
На этот раз все было иначе. Участники мангыш-
лакских геологических экспедиций могли не только
радоваться победным сообщениям с полуострова.
Они продолжали принимать участие почти во всех
событиях.
Удивительные свойства мангышлакской парафи-
нистой нефти сделали новую провинцию уникальным
районом добычи, стоящим несколько особняком сре¬
ди всех других добывающих областей страны.
Однотипна не только нефть Жетыбая и Узени, но
и всех других, более мелких месторождений, обна¬
руженных за прошедшие годы. В Карамандыбасе
один геолог записал в своем отчете: «Получена кол¬
баса нефти». Она действительно там не текла из тру¬
бы, а выдавливалась, подобно пасте, и обламывалась
кусками. Никак не скажешь: «Получен фонтан».
Карамандыбас — северо-западнее Узени и по запа¬
сам невелик. Но он лишь одна ягода в крупной чер¬
ной грозди месторождений Мангышлака. Южнее
Узени выявил# Тенгинское, а несколько западнее —
Тасбулатское месторождения. Затем обнаружились и
другие.
После открытия Жетыбая и Узени Южный Ман¬
гышлак многим стал казаться чуть ли не губкой,
вынутой из ведра с нефтью: прикоснись — само по¬
течет. Это восторженное отношение несколько лет
поддерживалось новыми фонтанами. Потом насту¬
пила продолжительная пауза.
Лишь спустя годы на вопрос: куда дальше идти
за нефтью и газом? — был получен довольно неожи¬
данный ответ. Щедрыми оказались недра в север¬
ной части Мангышлака, в труднопроходимой сторо¬
не на полуострове Бузачи. Там обнаружили Арыста-
новское месторождение хорошей парафинистой
нефти. Особой удачей было то, что оно находилось
в непосредственной близости от новой железной до¬
роги Макат — Новый Узень. Оно как бы указало
нужное направление поисковикам — в глубь песча¬
ных соленых болот.
К концу 70-х годов именно там дали нефть Ка-
ламкас и Каражанбае. Причем с небольшой глуби¬
ны — с 300—900 м. За ними последовали другие ме¬
42
сторождения. Одно из них обнаружили посреди
Мертвого Култука — там, где земля бела от соли.
Здесь район добычи пришлось ограждать дамбами,
так как время от времени он затапливается Каспием.
Между тем из года в год добрые вести шли от
поисковиков, работавших в соседних районах.
Нефтью и газом оказались богаты и Актюбинская,
и Уральская области. В Гурьевской тоже обнаружи¬
ли новое месторождение — Тенгизское — на большой
глубине под солевым куполом. Там аномально вы¬
сокие давление и температура. Залежи содержат
много сернистого газа. Было решено построить на
месте газоперерабатывающий завод, с тем чтобы
поднятую с 5-километровой глубины нефть отделять
от солей, воды и газа, из которого вырабатывать се¬
ру и другое сырье для химической промышленности.
А кто сегодня не знает об Оренбургском и Аст¬
раханском газоконденсатных месторождениях! Пер¬
вое обнаружили в недрах так называемого Орен¬
бургского вала, под самым городом. Оно простира¬
ется более чем на 100 км. Еще до войны недалеко
отсюда, в Бугурусланском районе, открыли неболь¬
шие газовые залежи. Этим топливом в трудные го¬
ды фашистского нашествия держался Куйбышев,
снабжал оружием фронт. С тех пор в Оренбургской
области выявили целый ряд месторождений нефти и
газа. Но наибольшие перспективы ученые связывали
с бортовой зоной Прикаспийской впадины. Еще бы!
Толща осадочных пород там достигает невероятных
размеров — 20 км.
В 1966 году именно здесь и открыли Оренбург¬
ское месторождение. Оно убедило, что возможности
успешных поисков таких крупных залежей в евро¬
пейской части СССР не исчерпаны. Это было очень
важно: к тому времени большинство разведанных
запасов углеводородов было сосредоточено к востоку
от Урала. Главные же потребители по-прежнему на¬
ходились на самом Урале и к западу от него.
У оренбургского газа немало достоинств: кон¬
центрация залежей на сравнительно небольшой пло¬
щади, щедрость скважин, соседство с крупными по¬
требителями, обжитая территория; здесь нет ни из¬
нуряющих пустынь, ни труднопроходимых болот,
близко проходят железные и шоссейные дороги, дей¬
ствующие магистрали трубопроводов.
43
Но газ имеет сложный состав. Кроме метана, в
кем содержатся более тяжелые этан, пропан, бутан,
ьентан (о них речь впереди), а также гелий и серо¬
водород, который долгое время считали вредной
примесью: при соединении с водой он образует сер¬
нистую кислоту, разъедающую металлические тру¬
бы. Но с появлением специальных химических сое¬
динений, предупреждающих вредное действие серо¬
водорода, он превратился в дешевый источник для
получения серы очень высокой (99%) чистоты.
Ныне огромный промышленный комплекс очища¬
ет природный газ, производит конденсат и легкие
углеводороды для химической переработки, а также
многие тонны элементарной серы. Оренбургский газ
питает ряд крупных ГРЭС.
Его многое роднит с астраханским. Близ города
ка Волге еще в 1952 году открыли первое небольшое
газовое месторождение. А четверть века спустя цент¬
ром внимания поисковиков стала железнодорожная
станция Аксарайская. Тогда близ нее, на левом бе¬
регу Волги, ударил газовый фонтан. Это километ¬
рах в 50-ти к северу от Астрахани. Место как бы
пограничное: с речной дельтой обрывается роскош¬
ный оазис и начинаются сплошные барханы — цар¬
ство светло-серых песков. Их называют легкими. Это
мельчайшая мягкая пыль, которая даже в тихую по¬
году припудривает лица, попадает в рот, в глаза.
А подуют ветры — поднимутся целые тучи пыли.
Под такой бесприютной землей и обнаружилось
большое богатство. Год спустя — новый фонтан, уже
на правом берегу Волги. Съемки из космоса отчет¬
ливо показали величину месторождения. Его отно¬
сят к числу крупнейших в европейской части
страны.
Построенный здесь современный перерабатыва¬
ющий комплекс тоже очищает газ, отделяет конден¬
сат, состоящий в основном из бензиново-керосино¬
вых фракций, и тоже выпускает элементарную серу.
К сожалению, оба завода загрязняют сероводородом
воздух, хотя на предприятиях продолжают совер¬
шенствовать технологию производства.
В общем Прикаспийская низменность, как и За¬
падный Казахстан, входит сегодня в число крупных
нефтегазовых районов страны.
Но самые значительные открытия, ставшие ре-
44
тающими в топливно-энергетическом хозяйстве
СССР, произошли в Западной Сибири.
В сложном переплетении геологических маршру¬
тов, человеческих судеб, строительных хлопот, ли¬
ний высоковольтных передач, трасс многокиломет¬
ровых трубопроводов, цепи блистательных успехов
и мучительных неудач, которые все вместе и состав¬
ляют новейшую историю освоения Западной Сибири,
четко высвечивается несколько географических на¬
званий, связанных с очень значительными события¬
ми. Первым среди таких названий несомненно стоит
Березово. На карте им обозначен малоприметный
поселок. Таким он, по крайней мере, был в 1953 го¬
ду, когда близ него впервые на обширнейшем прост¬
ранстве от Урала до Енисейского кряжа был полу¬
чен из исследовательской скважины фонтан природ¬
ного газа.
Этому событию предшествовали и давние опти¬
мистичные прогнозы (в частности, И. М. Губкина),
и поисковые работы. Но прогнозы у многих ученых
вызывали сомнения, а поиск только укрепил их,
дав повсеместно отрицательные результаты. Правда,
искали малыми силами и все больше вдоль окраин,
прилегающих к знакомым уральским предгорьям.
Да и как без особой надежды на успех идти в цент¬
ральные районы Сибири, когда там дремучая тайга
и непролазные болота на бескрайнем пространстве.
В одной лишь Тюменской области около полумил¬
лиона озер. Почва повсюду настолько пропитана
влагой, что во многих местах сосны выше 2—3 м не
вырастают. Передвигаться можно в основном по ре¬
кам. А они в летне-осеннее половодье, которое длит¬
ся около двух месяцев, затопляют огромные прост¬
ранства. Обь в своем среднем течении, бывает, раз¬
ливается километров на 20. Тогда уровень воды
поднимается над меженьем больше чем на 5 м. Но к
слову сказать, ни в одном крае не отыщешь и тако¬
го обилия густых, сочных лугов, как в пойме Оби.
Сибирский климат известен: изобилует контрас¬
тами — летом случается жара под 35 °С, а зимой
морозы иногда доходят и до 55 °С. Снег выпадает
рано, а сходит поздно, нехотя.
Разумеется, нужны серьезные стимулы, чтобы
поисковику со всей его непростой и нелегкой техни¬
кой отправляться в такую глухомань. Того и гляди
45
увязнешь за первым же увалом. Коль дела не сдела¬
ешь, оправдан ли будет риск?
Таким первым стимулом и стал березовский
фонтан. Но лишь спустя семь лет после него по-
явился второй. Из скважины, пробуренной на бере¬
гу таежной реки Конды у села Шаим, хлынула пер¬
вая сибирская промышленная нефть. Фронт поиско¬
вых работ стал перемещаться (хотя еще очень робко)
в труднодоступные центральные районы Запад¬
ной Сибири. Впрочем, и этого оказалось достаточно,
чтобы чуть ли не с первых шагов, в 1961 году, полу¬
чить близ селения Мегион промышленный приток
нефти, возвестивший открытие нового месторож¬
дения.
В геологическом отношении Западная Сибирь —
это сравнительно молодая платформа, охваченная
полукружьем (открытым к северу) складчатых сис¬
тем, выходящих местами на поверхность, что облег¬
чило их изучение. Древний фундамент, укрытый
мощным осадочным чехлом, имеет явный прогиб в
центре Западно-Сибирской низменности и к северу
опускается еще больше. Поэтому и толщина чехла
постепенно увеличивается тоже к северу — от
2000 м до 6000 м и более. В основном здесь чередо¬
вание множества пористых песчаных пластов и не¬
проницаемых глинистых пачек. Лежат они доволь¬
но спокойно, без сильных нарушений, лишь кое-где
искривлены пологими поднятиями, многие из
которых вполне могут служить искомыми ловуш¬
ками.
Ряд таких сводов и ловушек вполне оправдал
ожидания. Открытия месторождений нефти и газа
в 60-е годы буквально следовали одно за другим.
Исключительно щедрым на них оказался район
среднего течения Оби: Сургутское, Усть-Балыкское,
Мамонтовское, Быстринское, Правдинское... Нет,
перечислять все месторождения не имеет смысла,
так как их там обнаружено несколько десятков!
Правда, разного калибра. Но об одном следует ска¬
зать особо — о знаменитом Самотлоре. Его открыли
в 1965 году под дном большого озера. Вернее, под
огромным верховым болотом с озером в центре. По¬
разительно обильные залежи содержали легкую, ма¬
лосернистую нефть, хорошо извлекающуюся и не¬
сложную в переработке.
46
Впрочем, та первая нефть, полученная буровика¬
ми Мегионской нефтеразведочной экспедиции в
30 км от поселка Нижневартовский, была только
началом главного открытия. Испытателей скважин
поразило, что самая последняя из них, пробуренная
возле большого озера Самотлор может давать за сут¬
ки раз в 20 больше нефти, чем на других месторож¬
дениях. Несколько позднее в этом же районе к ним
прибавилось два новых — Белозерное и Мартовское.
По геологическому строению и продуктивности они
очень напоминали Самотлор. Возникла догадка: уж
не связаны ли они как-то с ним? В это трудно было
поверить. Слишком уж большую территорию они за¬
нимали вместе.
Почти три года бурили глубокие скважины, что¬
бы определить границы месторождений. Каждая да¬
валась с большим трудом. То есть само бурение шло
сравнительно быстро — породы там мягкие. Но
«встать на точку» сложно — под ногами болотная
зыбь. Помогло местное изобретение: намораживали
зимой острова, изолируя лед торфяной шубой, чтоб
не таял и летом, — получалась как бы искусственная
вечная мерзлота. С таких «пьедесталов» и бурили.
Наконец скважины, пройденные на стыке Са-
мотлорской и Белозерской площадей, подтвердили
предположение геологов: «Да, это единое скопление
нефти!» А вскоре его границы еще больше расши¬
рились. Сюда же пришлось «отдать» Мартовское,
Северное и другие месторождения. Все вместе они и
составили Самотлор.
Но не только в широте простирания его особен¬
ность. Впечатляет и внутреннее строение — много-
этажность нефтеносных пластов, причем каждый из
них толщиной в несколько десятков метров. И это
еще не все. Над ними, под самым куполом, сложен¬
ным из прочных непроницаемых горных пород, за¬
ключено много горючего газа.
Под стать Самотлору, хотя они и скромнее его,
позже выявленные Федоровское и Варь-Еганское
месторождения. Общий же счет их в Западной Си¬
бири уже шел десятками, а геологи к тому времени
понимали, что и до сотни добраться — дело вполне
реальное.
Открытия продолжались по мере продвижения
поисковиков на север — туда, где в земных недрах все
47
толще становился чехол пористых осадочных пород.
Там все чаще обнаруживались также месторожде¬
ния газа. Позже страну облетит весть об открытии
в сибирской тундре таких газовых залежей, кото¬
рые не имеют аналогов ни в одном районе мира.
Первым из тех гигантов было Тазовское, распо¬
ложенное за полярным кругом в бассейне реки Таз.
За ним последовали Пурпейское, Уренгойское, Мед¬
вежье, Заполярное. Никогда еще глубокое поисково-
разведочное бурение, да к тому же в столь высоких
широтах не было таким продуктивным... Губкин-
ское, Ямбург — парад открытий продолжался.
А геологи уже прокладывали свои исследователь¬
ские маршруты еще севернее — на Гыданский и
Ямалский полуострова, интересовались строением
близлежащего континентального шельфа, поскольку
осадочный чехол, оказавшийся на редкость щед¬
рым, нырял под дно Карского моря.
И хотя общая изученность недр Западной Сиби¬
ри все еще оставалась довольно слабой, она уже с
полным основанием выдвинулась в число крупней¬
ших нефтегазовых провинций мира. Ни о каких
полюсах накопления углеводородного сырья - никто
больше и не вспоминал. Его распределением на пла¬
нете явно управляли иные закономерности.
К 1966 году Западная Сибирь дала свой первый
миллион тонн нефти. А всего в стране тогда ее уже
добывали около 250 млн. т. Через 10 лет этот объем
добычи почти удвоился. Доля нефти в топливном
балансе страны составила почти его половину, а
вместе с газом достигла 68%. Более выгодное топли¬
во основательно потеснило уголь. Многие тепловые
электростанции перешли на мазут и природный газ,
т. е, наряду с колоссальными количественными из¬
менениями в энергетике страны произошли сущест¬
венные качественные сдвиги.
Там, где пробиваются с первыми изысканиями
разведчики недр, потом проклевываются и идут в
рост экономические центры, города, поселки. Сегод¬
ня всем известны поднявшиеся на Мангышлаке сов¬
ременные города Шевченко и Новый Узень. Первый
особенно красив и во многих отношениях даже эле¬
гантен. Архитектурный стиль един для всего горо¬
да: строгость, удобство, лаконизм, стремительные
ритмы. Его многоэтажные белые дома хорошо защи¬
48
щены высоким берегом мыса Мелового от северных
ветров. Зимой от незамерзающей бухты тянет теп¬
лом. А летом морской ветер несет прибрежному го¬
роду спасительную прохладу. Вдоль всех улиц и
меж домов —- газоны, клумбы, кустарники и много
деревьев.
На карте Западной Сибири тоже появились но¬
вые крупные города — Нижневартовск, Нефте¬
юганск. Обновлен кварталами современной застрой¬
ки Сургут. Тут и там продолжают подниматься го¬
родские этажи, сотканные из стекла и бетона. Же¬
лезная дорога соединила их с Тюменью и ушла
дальше на север — к Уренгою и Ямбургу. А со сто¬
роны Полярного Урала тянется еще одна—на
Ямал, где уже обнаружены и реальная нефть, и. ре¬
альный газ.
Геолог первым узнает о тайнах недр и тем са¬
мым прогнозирует будущее. Эта мысль предельдо
проста. Но ныне она имеет некоторые особенности.
Долгое время открытие нефтяных и газовых место¬
рождений во многом было делом только искусства
геолога, ибо слишком часто зависело от случайнос¬
ти. Особенно в отношении крупных месторождений.
Их открывали так редко, что каждый факт немед¬
ленно становился историческим и изучался с вели¬
чайшей скрупулезностью в надежде выявить какую-
то закономерность. На то были серьезные причины.
Из всего числа нефтяных и газовых месторождений
в мире крупные можно было пересчитать по паль¬
цам. Но они давали значительную часть всей миро¬
вой добычи. О Бургане в Кувейте и Ист-Техасе в
США — грандиознейших открытиях 30-х годов —
знал каждый, кто имел хоть малейшее касательство
к нефтяной геологии.
Поэтому то, что произошло во второй половине
нашего века, просто-таки потрясло воображение ви¬
давших виды специалистов. Судите сами. Волго-
Уральская нефтяная провинция, называемая Вто¬
рым Баку, дала такие крупные месторождения неф¬
ти, как Ромашкинское, Шкаповское, Туймазы (все
на Татарском своде). Северная Африка — алжир¬
ский Хасси-Мессауд на своде Эль-Биод, ливийский
Целтен (Сиртская впадина). Западная Европа —
французское газовое Лак (склон Аквитанской впа¬
дины), нидерландское Слохтерен (склон впадины
49
Северного моря). Западная Сибирь — Усть-Балык-
ское (Сургутский свод), Самотлорское (Нижневар¬
товский свод), Западный Казахстан — Узень и Же-
тыбай (Южно-Мангышлакский прогиб), Западная
Африка — подводные месторождения у берегов Ни¬
герии и Габона. Ближний Восток — залежи в Пер¬
сидском и Суэцком заливах, в Ираке и в Иране. Се¬
верная Америка — месторождения на Аляске.
Конечно, эти открытия отчасти результат увели¬
чившихся объемов разведки. Но лишь отчасти. Ведь
здесь упомянуты только некоторые крупнейшие мес¬
торождения мира. Они составляют всего лишь нич¬
тожный процент известных в мире залежей нефти и
газа (правда, дают наибольшую часть мировой до¬
бычи). Кроме того, не нужно забывать, что вблизи
крупного месторождения довольно часто обнаружи¬
вают множество более мелких, известность которых
не выходит за пределы самой провинции. В общем
открывать стали очень много. При таких масштабах
на случайностях далеко не уедешь. Видимо, что-то
изменилось в самих методах поиска. Что же?
Если обратить внимание на местонахождение
перечисленных месторождений, то выявляется неч¬
то общее между ними.
Нет, это не глубина залегания продуктивных
пластов. И с 500 м, как в узбекском Газли, и с четы¬
рех с лишним километров, как во французском Ла¬
ке, били одинаково мощные газовые фонтаны. По¬
токи нефти льются с глубин в 750 м (иракский Кир¬
кук) не менее обильные, чем из пластов, лежащих
на 3,5 км ниже уровня моря (алжирский Хасси-Мес-
сауд) и даже больше.
Это и не геологический возраст отложений. По
всему земному шару сравнительно молодые осадки
оказываются почти столь же щедры на нефть и газ,
как и очень древние.
Нечто общее вот в чем. Все крупнейшие место¬
рождения мира (а с ними, видимо, и сопутствую¬
щие — помельче) приурочены либо к огромным сво¬
дам (скажем, Татарский, Оренбургский, Сургутский,
Нижне-Вартовский, Ставропольский, Тазовский,
Эль-Биод), либо к впадинам и предгорным прогибам
земной коры (как Южно-Мангышлакский, впадина
Северного моря, Аквитанская и Сиртская впадины),
либо к погребенным валам по краям обширных
50
платформ (например, Сахарской, Русской). В по¬
следнее время важное значение для поисков нефти и
газа стали придавать также обширным межгорным
впадинам.
Таким образом, разведка нефти и газа начинает
превращаться из промысла удачи, каковой она бы¬
ла, по существу, в течение всей первой половины
XX века, в научно обоснованный поиск, поскольку
обоснованы наиболее вероятные районы скопления
нефти.
Значит, выясняется, что геолог в состоянии (и с
каждым годом все больше) только на основе своих
материалов достоверно прогнозировать будущее:
экономическое развитие обширных областей. Такие
прогнозы в свое время были сделаны в отношении
Прикаспийской низменности, Западного Казахста¬
на и Западной Сибири. И они вполне оправдались,
чему все мы свидетели.
Наиболее красноречивое тому подтверждение —
геологические открытия в Западной Сибири. Она
стала основной нефтегазовой провинцией страны:
51
к 1980 году давала уже 312 млн. т нефти (вместе с
конденсатом), а еще через пять лет — 2/3 всесоюзной
добычи жидкого топлива и больше половины газа.
Геология продемонстрировала недюжинные возмож¬
ности* Общая добыча неф^и в СССР перешагнула
рубеж в 0,5 млрд. т в год/и страна вышла по это¬
му показателю на первое место в мире. Быстрый ее
рост стал для многих из нас столь привычным, что
представлялся и на будущее как бы само собой ра¬
зумеющимся.
Весной 1984 года были опубликованы основные
положения Энергетической программы СССР на
длительную перспективу. Одна из главных ее за¬
дач — создать такие условия использования иско¬
паемых видов топлива и других источников энер¬
гии, которые позволили бы провести перестройку
экономики в разных отраслях народного хозяйства,
чтобы обеспечить их скорейший перевод на путь ин¬
тенсификации. Иными словами, это программа рос¬
та и совершенствования топливно-энергетического
комплекса СССР до 2000 года.
Но вот что в ней выглядит вроде бы неожидан¬
ным. Вплоть до 1990 года при сохранении высоко¬
го уровня добычи нефти (625—640 млн. т в год) не
предусматривается ее рост. Как это понимать? Как
реакцию на угрозу скорого истощения недр? Но
ведь совсем о другом говорят успехи геологии в
этой области. Больше того, с недавних пор появился
новый источник жидкого топлива, принципиально
отличный от всех прежних, — континентальный
шельф. Щедрость его видна хотя бы из того, что
сегодня там ведут нефтеразведку более ста госу¬
дарств. Число открытых месторождений превысило
2 тыс. Больше трети из них уже разрабатываются.
Впрочем, тут требуются пояснения.
Шельф — это подводное продолжение материков.
Принято считать, что он кончается на глубине
200 м, за которым уходит в бездну крутой матери¬
ковый склон. Однако исключения здесь встречают¬
ся, пожалуй, чаще, чем само правило. В Охотском
море, например, шельф опускается до полутора ки¬
лометров. Неодинакова и его ширина: то — совсем
узкая полоса, то — обширнейшее пространство про¬
тяженностью более 1500 км. Он целиком занимает
все дно Северного моря, к чему очень скоро прояви¬
52
ли бурный интерес окружающие акваторию страны:
Англия, Норвегия, Дания, ФРГ, Голландия,
Бельгия.
Давно было сказано: «Океан—наше будущее».
Но долгое время это выражение оставалось слиш¬
ком общим, подкрепленным, скорее, поэзией науч¬
ной фантастики, нежели действительными фактами.
С 60-х годов нашего столетия благодаря энергичным
исследовательским и поисковым работам на конти¬
нентальном шельфе оно быстро стало обретать кон¬
кретные формы, наполняться реальностью.
Всем известны знаменитые Нефтяные Камни на
Каспии, где первые тонны добычи стали одной из
первых страниц современной истории морской неф¬
ти. Недра шельфа по всему миру оказались удиви¬
тельно щедры на этот вид топлива.
В Персидском заливе на Ближнем Востоке от¬
крыты десятки месторождений, среди которых есть
и очень крупные. Шельфы Объединенных Арабских
Эмиратов, Саудовской Аравии, Кувейта, Ирана не
обманули возлагавшихся на них надежд: над бирю¬
зовыми водами залива поднялись буровые вышки.
В западном полушарии, в Мексиканском заливе, за
сравнительно короткое время обнаружено множест¬
во новых залежей; затем последовали открытия в
акватории штата Калифорния. Причем успешность
поискового бурения на море достигает почти 40%,
в то время как на суше в США она была лишь не¬
многим более 10%.
В Северном море уже известно немало подвод¬
ных хранилищ жидкого топлива. На участке Эко-
фиск, расположенном неподалеку от норвежских бе¬
регов, были обнаружены первые крупные залежи
нефти. Спустя всего несколько месяцев такие же
приятные вести пришли с десятка других близлежа¬
щих шельфовых участков. Не прошло после того и
пяти лет, как в норвежской части Северного моря
из более сотни скважин рекой потекли нефть и газ.
К тому времени и Англия получила первые тонны
морской нефти с месторождения Аргайл, располо¬
женного к востоку от Шотландии. Ныне обе страны,
прежде не имевшие собственных источников иско¬
паемого жидкого топлива, не только вполне удов¬
летворяют в нем свои потребности, но и поставляют
его на внешний рынок. При этом еще не тронуты
53
крупные месторождения, расположенные там, где
глубина моря превышает 300 м. Запасы нефти толь¬
ко одного из них — Тролла — составляют 150 млн. т,
а газа — 10 трлн. м3; начать его разработку плани¬
руется в 90-х годах.
Лет 20 проводились поисково-разведочные ра¬
боты на суше в Нигерии, и почти безрезультатно.
Затем за короткое время на шельфе было открыто
17 довольно крупных залежей нефти. Продуктив¬
ным оказался Бассов пролив между Астралией и
Тасманией. Здесь большое месторождение было вы¬
явлено первой же морской скважиной. Вскоре ря¬
дом обнаружили и другие. Между тем как скважи¬
ны, пробуренные в предшествующие полстолетия на
континенте, не дали почти ничего.
В Юго-Восточной Азии после того, как зональ¬
ная экономическая комиссия Организации Объеди¬
ненных Наций провела геологическую съемку, вы¬
яснилось, что на огромном пространстве морского
дна по дуге от Кореи до Таиланда проходят длин¬
ной чередой «...два параллельных хребта такого ро¬
54
да, которые могут служить естественной ловушкой
для отложения осадочных пород и органического
вещества». И действительно, вблизи исследованного
региона на Индонезийском шельфе вскоре обнару¬
жили месторождение — шгант Минае. Открыто так¬
же уникальное месторождение Белый тигр у бере¬
гов Вьетнама.
Перечисление подобных примеров можно было
бы продолжить. Короче говоря, более трети всей до¬
бываемой в мире нефти сегодня извлекают из недр
континентального шельфа. Специалисты считают,
что к концу столетия его доля еще более возрастет.
Он продолжает оставаться одним из важнейших
объектов геологического исследования. На конец
80-х годов мировые извлекаемые запасы нефти на
шельфе оценивались в 110 млрд. т, т. е. лишь вдвое
меньше, чем на суше.
В Советском Союзе развитие морской добычи
нефти и газа идет и вширь, и вглубь. Расширяется
география работ на шельфе. Закладываются сква¬
жины на все более глубоком дне. Длина эстакад на
каспийских Нефтяных Камнях достигла 400 км.
Осваиваются и новые месторождения. Одно из
них — имени 28-го Апреля — расположено в 80 км
от берега, где глубина моря 100 м. Еще дальше —
месторождение имени Каверочкина. Сегодня на Кас¬
пии работает целая флотилия плавучих буровых.
Уже несколько лет Крымская область снабжает¬
ся природным газом, добытым со дна Черного и
Азовского морей. Еще один перспективный район —
шельф Сахалина, где открыто несколько крупных
залежей. Обнаружена нефть и на арктическом
шельфе. Десятки скважин, пробуренных с острова
Колгуев, вскрыли ловушку, захороненную под дном
Баренцева моря.
Все это, понятно, лишь самое начало. Шельфо¬
вая полоса, примыкающая к побережью нашей стра¬
ны, как известно, имеет большую протяженность.
Если также вспомнить, что и на суше в СССР
есть целые регионы, малозатронутые добычей жид¬
кого топлива, такие, как, скажем, Восточная Си¬
бирь, то станет очевидно: нефтяной голод нашей
стране явно не угрожает (по крайне мере, в обозри¬
мом будущем). Хотя, конечно, запасы углеводородов
в недрах Земли, как и всяких иных полезных иско¬
55
паемых, в принципе небезграничны. Понятно также,
что с годами буровикам придется добираться до все
более глубоких горизонтов, отчего добытое оттуда
топливо будет доставаться куда труднее и дороже,
чем сейчас. Но несомненно также и другое: гово¬
рить о близости серьезной угрозы истощения недр у
нас нет оснований. Тогда чем же объяснить, что в
Энергетической программе СССР принята линия не
на рост, а на стабилизацию уровня добычи нефти
вплоть до 2000 года?
Суть этой непростой проблемы вовсе не в том,
хватит ли нам запасов нефти на какую-то перспек¬
тиву. Речь в данном случае идет о другом. Полез¬
ное использование топлива при его сжигании ныне
ограничивается сравнительно невысоким процентом
из-за несовершенства современной энергетической
техники. Ну, а жидкое топливо сжигать — расточи¬
тельство вдвойне. При добыче нефти пока только
80—40% ее (в лучшем случае 50%) удается извлечь
на поверхность. Остальное остается в пластах. Это
огромнейшие потери. Мы практически безвозвратно
лишаемся ценнейших видов минерального сырья.
Но и то, что добыто, в дело идет при сжигании лишь
частично. Вот он двойной счет расточительности.
Можно вырастить лес, увеличить плодородие земли
и воспроизвести сельскохозяйственные ресурсы. Но
ископаемое сырье (исключая торф) в природе не
воспроизводится, поэтому тратить его надо крайне
осмотрительно. Тем более что способы рачительного
расходования нефти хорошо известны. Они сулят
куда большую выгоду, чем скармливание топлива
топочному пламени.
Тогда почему вообще не отказаться от его сжига¬
ния? Резонный вопрос. Мы к нему обязательно вер¬
немся. Но прежде давайте поинтересуемся подроб¬
ностями рационального использования нефти.
А ЧТО ЖЕ СЖИГАТЬ?
Когда едешь от города Новый Узень к Шевчен¬
ко по асфальтированному шоссе, проложенному на
полторы сотни километров в глубь степного прост¬
ранства, вдруг невдалеке от дороги обнаруживаешь
странные для пустынной местности сооружения.
Словно два огромных черных от копоти паровоза,
сойдя с рельсов, пустились наперегонки прямо по
степи, да так рядышком и увязли в песке. Эти «па¬
ровозы» — напоминание о парафине. Без преувели¬
чения можно сказать, что большая часть многотруд¬
ных забот мангышлакских промысловиков прямо
или косвенно связана с этим капризным веществом.
Здесь надо вернуться к составу нефти — ее легким
и тяжелым фракциям.
Все они — углеводороды, т. е. соединения угле¬
рода и водорода. Но даже наиболее легкие эфирные
и бензиновые фракции очень сложны. Химически
км предшествуют более простые ступени, содержа¬
щиеся в свободном и попутном газе. Первая из
них — это соединение одного атома углерода и четы¬
рех атомов водорода. Это самое простое из органи¬
ческих соединений — молекула бесцветного и ли¬
шенного запаха газа метана.
Он хорошо горит. Иными словами, при нагрева¬
нии молекулы метана распадаются на атомы угле¬
рода и водорода, которые начинают взаимодейство¬
вать с кислородом воздуха. В результате образуются
углекислый газ и водяной пар. Но при этом выделя¬
ется тепло, что и используют в отопительных уста¬
новках и газовых плитах.
Попутный газ, содержащийся в нефти, часто
больше чем наполовину состоит из метана. А за*
57
лежь природного газа — почти целиком. Метан —
сам по себе ценное химическое сырье. С помощью
крекинга (расщепления) из него получают ацети¬
лен — газ с высокой температурой пламени, исполь¬
зуемый в кислородно-ацетиленовых горелках, кото¬
рыми сваривают и режут металлы. Высокая актив¬
ность ацетилена позволяет ему вступать в реакцию
со многими веществами. Поэтому он служит сырь¬
ем для получения пластмасс, красителей, лекарств.
Попутный газ на Мангышлаке — сырье для крупно¬
го завода пластмасс. Он не первый год дает ударо¬
прочный полистирол, которым облицовывают холо¬
дильники, кондиционеры, телефонные аппараты.
Окисление метана дает формальдегид. Это газ с
резким и сильным запахом. Стоит его понюхать —
защиплет глаза и потекут слезы. Он легко соединя¬
ется с белками — составной частью живых тка¬
ней — и умерщвляет клетки. Одновременно он уби¬
вает и содержащиеся в тканях микробы. Используя
это свойство, 40-процентный раствор формальдеги¬
да в воде — формалин — применяют для консерви¬
рования тканей, органов и даже целых организмов.
При определенных условиях молекулы формаль¬
дегида могут соединяться с молекулами фенола, об¬
разуя полимер — искусственную смолу, похожую
на стекло, хрупкую в обычных условиях, но легко
размягчающуюся при нагревании. Чтобы сделать их
более пластичными, к искусственным смолам до¬
бавляют высококипящие вещества — пластификато¬
ры. Первый пластик на основе формальдегида был
получен в 1905 году бельгийцем Бакеландом, отчего
и назван бакелитом. Он и сегодня — один из самых
прочных и широко применяется в промышленности.
Таковы конечные продукты, если сначала обра¬
ботать метан кислородом: формалин и искусствен¬
ные смолы.
Если же воздействовать на метан хлором, полу¬
чается еще более обширная гамма не менее важных
соединений. Одно из них — четыреххлористый угле¬
род. Это жидкость. Она тяжелее воды и совершенно
не горит. Иногда ее используют в огнетушителях.
Тепло от пламени легко превращает брызги в газ,
который более чем в пять раз тяжелее воздуха.
Он повисает над пламенем и не пускает к нему кис¬
лород, без которого горение невозможно.
58
Соединения, в которых все атомы водорода у ме¬
тана замещены фтором, называются фторуглерода-
ми — это обширный раздел современной химии. Та¬
кие соединения стойки к воздействию химически
активных веществ и тепла, не растворяются в воде
и почти не растворяются в других жидкостях. Из
длинных фторуглеродных цепей получают особо
ценные пластики, один из которых широко известен
под названием тефлона. Он не боится сильнейших
кислот и нагревания до 325°С, служит прекрасным
электроизолятором.
Так что большая залежь природного газа — на¬
стоящая жемчужина, поистине бесценная со всех
точек зрения. Но сказанное о метане, естественно,
лишь присказка* Разговор о главном, о нефти,—
впереди.
Итак, метан — это простейшее из органических
соединений. У него один атом углерода. А два с со¬
ответствующим водородным окружением составля¬
ют этан, три — пропан, четыре — бутан. Попутный
газ, выделяющийся из нефти во время ее извлече¬
59
ния на поверхность, содержит немалое количество
этих высших гомологов метана.
В других залежах свободному газу сопутствует
готовый конденсат. Поэтому при освоении крупных
газоконденсатных месторождений так важно строи-
тельство газобензиновых заводов, которые смогли
бы избавить ту же Западную Сибирь или Западный
Казахстан от привозного горючего для разных ви¬
дов транспорта. Но, увы, в Западной Сибири по сей
день много попутного газа сжигается в факелах.
Цепь углеродных атомов в молекулах можно
увеличивать и дальше: пять в соответствующей во¬
дородной компании — это пентан, шесть — гексан,
семь — гептан, восемь — октан. Последнее название
многим покажется знакомым — нечто похожее по¬
рой упоминается в связи с бензином. Неудивитель¬
но : бензин — смесь различных углеводородов, по¬
добных гептану и октану. А то, что он жидкий,
лишь подтверждает правило о зависимости темпе¬
ратуры сжижения газов от длины молекул: моле¬
кулы этих углеводородов настолько длинны, что
составляющие бензин вещества превращаются в
жидкости при нормальной температуре.
Нефть содержит сотни различных углеводородов
с разной длиной углеродных цепей, с разным строе¬
нием молекул, с разными свойствами. Скажем, по¬
пытка сжигать в автомобильном моторе углеводо¬
род с 15 атомами углерода в одной молекуле была
бы обречена на неудачу: вещества со столь громозд¬
кими молекулами плохо испаряются и слишком
медленно горят.
Для практического использования нефть надо
разделить на фракции. Это и есть перегонка, нача¬
тая когда-то в примитивном, герметически закупо¬
ренном кубе — праотце нынешних нефтеперерабаты¬
вающих заводов. Разделение нефти на составляю¬
щие основано на том, что чем длиннее углеродная
цепь молекул углеводородов, тем хуже они испаря¬
ются и тем выше у них температура кипения.
Фракция, выкипающая первой, состоит преиму¬
щественно из пентанов и гексанов и называется пет-
ролейным эфиром. После нее идут составляющие
бензина, затем — керосина. Сейчас дешевый керо¬
син переживает «вторую молодость» в связи с раз¬
витием реактивной авиации и ракетостроения.
60
Следующая фракция — газойль, или соляровое
масло, или, попросту, солярка. Его применяют и
для отопления, но главное — в некоторых видах ди¬
зельных двигателей. На современных нефтеперера¬
батывающих заводах, чтобы увеличить выход бен¬
зина, керосин и солярку подвергают специальной
обработке, в результате которой длинные углерод¬
ные цепи разрываются на более короткие «бензино¬
вые» куски. Так половину нефти можно превратить
в бензин. Этот процесс, как вы помните, называется
крекингом.
Дальше остается мазут, который, к сожалению,
очень широко используют для отопления, сжигают
на. электростанциях. А ведь при дополнительной пе¬
регонке в вакууме при температуре выше 300 °С из
него можно получить углеводороды, молекулы ко¬
торых вроде бы и длиннее, чем у солярки, и горят
гораздо хуже, но имеют все же исключительную
ценность. Это смазочные масла, уменьшающие тре¬
ние между движущимися частями машин.
Нефтяные фракции с еще более сложными, чем
у смазочных масел, молекулами при нормальной
температуре уже не жидкости. Одно из входящих в
них веществ всем хорошо известно под названием
вазелин. Характер нефтяного остатка зависит от
месторождения. Иногда он состоит в основном из
углерода. Это нефтяной кокс. В других случаях по¬
лучается вязкое твердое вещество — нефтяной ас¬
фальт, который с давних времен используют для до¬
рожного покрытия. В природе асфальт встречается
и в виде самостоятельных месторождений. На остро¬
ве Тринидад в Карибском море у берегов Южной
Америки есть знаменитое «озеро», наполненное ас¬
фальтом. Его площадь почти 470 тыс. м2, а глубина
доходит до 90 м, и в нем содержится около 15 млн. т
асфальта. Когда-то это, видимо, было обычное неф¬
тяное месторождение, которое в результате особых
геологических условий оказалось на поверхности
земли. С течением времени все жидкие фракции
нефти испарились и остался один асфальт.
В нефти некоторых месторождений встречаются
также и твердые фракции, молекулы которых со¬
держат 18 и больше атомов углерода. Это вещества
белого цвета, скользкие на ощупь и легкоплавкие.
Их-то смесь и получила название «парафин» (от
61
слов рагит аЬЫшз — мало сродства, т. е. мало
склонности к связям с другими веществами). Пара¬
фин взаимодействует лишь с немногими соедине¬
ниями, он химически инертен.
Мангышлакская нефть, например, включает в се¬
бя почти все перечисленные вещества. В ней 10—
20% легких бензиновых фракций, вскипающих до
200 °С, более 30% дизельных фракций, закипающих
до 350 °С. Практически полное отсутствие сернис¬
тых соединений определяет их высокие качества как
дизельного и моторного топлива. К тому же дизель¬
ные фракции могут послужить ценным сырьем для
производства жирных кислот, которые нужны в хи¬
мической промышленности и в производстве смазок
как заменители пищевых жиров. Мангышлакская
нефть содержит более 20% парафина. Это значи¬
тельно больше, чем почти во всех других месторож¬
дениях страны. Скажем, в нефти, добываемой в За¬
падной Туркмении, парафина от 2 до 11%, а в си¬
бирской — 2—5 %.
Он не предназначен для получения высоких
фракций, застывает при обычной температуре и,
случается, забивает трубы скважин. «Паровозы»,
которые можно встретить в мангышлакской степи,
предназначены для прогрева нефтепроводов. Так
что же, парафин — бедствие? Напротив, для хими¬
ческой промышленности — истинная находка.
Прежде всего сам парафин благодаря своей хи¬
мической инертности используется во многих отрас¬
лях хозяйства. Пропитанная им бумага идет для
упаковки продуктов: она не боится воды, из нее де¬
лают также пакеты для молока. Кроме того, нефтя¬
ной парафин используется в производстве изоляци¬
онных и моющих материалов, а также в производ¬
стве синтетических волокон и пластических масс.
Атомы углерода могут быть соединены между
собой не только одинарной, но и двойной связью.
Оставшиеся свободными связи заполняются атома¬
ми водорода — образуются так называемые непре¬
дельные углеводороды. Простейший из них — эти¬
лен. Есть и посложнее — стирол, изопрен. Сырьем
для них может стать та же парафинистая нефть.
Этилен, подвергнутый воздействию больших давле¬
ний и высокой температуры, полимеризуется, т. е.
получается очень длинная цепь из тысяч атомов уг¬
62
лерода. Соединение называется полиэтиленом. Это
дымчато-белое твердое вещество, скользкое на
ощупь. Его молекулы похожи на молекулы состав¬
ляющих парафина, но его углеродная цепь намного
длиннее. Поэтому полиэтилен не хрупок, как пара¬
фин, а эластичен и прочен. Парафин размягчается,
если его подержать в руках. Чтобы начал размяг¬
чаться полиэтилен, его нужно нагреть до темпера¬
туры выше 100°С. Размягченному полиэтилену лег¬
ко придать любую форму, и, остыв, он навсегда ее
сохранит. Есть у полиэтилена и общее с парафином
свойство — он химически инертен.
Полиэтилен вошел в употребление после второй
мировой войны, ныне применяется буквально по¬
всюду. Из него делают пакеты, в которых можно
хранить продукты, корзины для бумаг, тару, маты
для ванн, сумки, игрушки, контейнеры и многое
другое. Полиэтилен легок, изделия из него просто
чистить, они не бьются, не трескаются, не боятся ни
воды, ни большинства химических веществ, встре¬
чающихся в быту.
В последнее время из парафина в лабораториях
начали получать для технических нужд заменители
растительных и животных жиров.
Кстати сказать, в сжигаемом мазуте некоторых
сортов нефти еще содержится парафин. Крекинг та¬
кого мазута мог бы дать также значительное коли¬
чество газообразных и жидких олефиновых углево¬
дородов, являющихся сырьем для промышленного по¬
лучения спиртов, эфиров и других синтетических ма¬
териалов, спрос на которые возрастает с каждым го¬
дом. Что и говорить, парафин—золотое дно. Некото¬
рые ученые склонны считать, что он даже может стать
ценнее всех остальных фракций нефти, вместе взятых.
Геологам и нефтехимикам давно известно, что
нефть содержит разные небесполезные примеси.
Больше того, она бывает металлоносна — богата ни¬
келем, ртутью, бериллием, скандием, галлием, гер¬
манием. Но на первом месте стоит ванадий. Кон¬
центрация его в тяжелых нефтях порой превосходит
содержание в твердых рудах. Такова, например,
нефть, добываемая на полуострове Бузачи в Запад¬
ном Казахстане из-под соленых болот.
При перегонке нефти соединения металлов как
бы отодвигают в конец процесса. Поэтому степень
63
их концентрации на «хвосте» технологии оказывает¬
ся очень высокой. А что там, на «хвосте»? Мазут.
И когда его сжигают в топках, то в буквальном
смысле слова вылетают в трубу (и уходит в золу)
тысячи тонн ванадия. Между тем легирование стали
ванадием — это повышение ее прочности, износоус¬
тойчивости, а значит, снижение веса конструкций,
прежде всего в машиностроении. Но пока сфера при¬
менения ванадия сужена, потому что его хрониче¬
ски не хватает: даже на относительно богатых руд¬
ных месторождениях добывать его трудно и дорого.
При существующей технологии тонна нефтеко&са
(содержащего к тому же ванадий) стоит заметно де¬
шевле каменноугольного.
В общем более глубокая переработка нефти край¬
не выгодна по всем статьям. У нас же ежегодно
в различных топках сжигают сотни миллионов
тонн мазута — ценнейшего, как вы убедились,
сырья. Хозяйским подходом это никак не назо¬
вешь.
Стремлением заглянуть поглубже в сокровища так
называемого «черного золота» и продиктованы стро¬
ки Энергетической программы СССР, направленные
на стабилизацию его добычи в течение последнего
десятилетия и на ближайшую как минимум перс¬
пективу. Ведь достаточно повысить отбор светлых
нефтепродуктов хотя бы на 10%, как потребность в
затратах на добычу нефти снизится ни много ни
мало на 20 млрд. рублей.
Но тут возникает законный вопрос: если ограни¬
чивать сжигание нефти, то чем же поддерживать
огонь в топках многочисленных существующих теп¬
ловых электростанций, промышленных предприятий
и коммунальных котельных? Чем, каким топливом
кормить энергетику завтра, масштаб которой, судя
ио всему, будет расти?
Природным газом. Об этом четко говорится в
Энергетической программе СССР. Ее задание на
1990 год: довести добычу газа до 835—850 млрд. м3.
Всего десять лет назад его было получено почти
вдвое меньше. Огромный скачок обеспечен главным
образом поставками Западной Сибири — с место¬
рождений Уренгоя, Ямбурга. Есть и резерв для даль¬
нейшего роста — залежи Ямала, континентального
шельфа и других регионов.
64
Высокая теплотворность газа известна, как и его
низкая стоимость. Конечно, для доставки его потре¬
бителям приходится строить протяженные трубо¬
проводы, очистные и насосные станции, Обходится
это очень дорого. Но даже при таких больших за¬
тратах газ остается самым дешевым топливом.
К тому же он мало засоряет окружающую среду.
На электростанциях, работающих на отличном до¬
нецком угле, затраты на очистку их «выхлопа» до
степени, равноценной чистоте сжигания газа, сос¬
тавляют более 17 рублей на тонну условного топли¬
ва. При использовании менее качественного подмос¬
ковного угля эти затраты более 40 рублей. Так до¬
рого обходится очистка дыма, удаление золы и дру¬
гих отходов. В перспективе в связи с ухудшением
экологической ситуации затраты на очистные со¬
оружения электростанций возрастут во много раз.
И это оправдано с социальных позиций, это цена
чистого воздуха, относительно чистого.
Сегодня наиболее мощный потребитель газа —
электростанции, ТЭЦ, котельные. Они съедают бо-
3
65
лее половины всей его добычи. Для бытовых нужд
население страны сжигает его около 5%.
Но позвольте: ведь газ не менее ценное хими¬
ческое сырье, чем нефть. Из него люди научились
делать шины автомобилей и тончайшее белье, синте¬
тические алмазы и медикаменты, пластмассы для
деталей машин и множество других полезных пред¬
метов, окружающих нас буквально с первых шагов
жизни. Посуда, мыло, одежда, пленка — все это то¬
же может быть произведено (и производится) из
природного газа. Из него же получают аммиак —
исходное вещество минеральных удобрений. При
этом гораздо меньше складское хозяйство, чем при
других технологиях, не занято бесчисленное мно¬
жество железнодорожных вагонов, нет огромного
количества волы, которую неизвестно куда девать.
Площадь, занимаемая оборудованием, меньше — са¬
мо оно гораздо дешевле. При выработке из газа эти¬
лового спирта, широко используемого химической
промышленностью, экономится значительное коли¬
66
чество пищевых продуктов. Здесь 2 тыс. м3 газа за¬
меняют 4 т зерна или Ют картофеля. В пересчете
на все количество уже используемого для этой цели
газа экономия зерна составляет около 4 млн. т.
Доход от еяшгания газа в несколько раз мень¬
ше, чем от его переработки. Некоторые энергетики
считают, что такая потеря будет неизбежна до тех
пор, пока у человечества не появится возможность
вообще отказаться от такой технологии энергетики,
которая основана на сжигании углеводородов.
Сегодня курс на наращивание добычи газа дол¬
жен быть сохранен, поскольку общие его запасы у
нас — более 40% от мировых. Мол, даже при значи¬
тельном увеличении его добычи к 2000 году будет
использована не столь уж большая часть известных
ныне ресурсов. К тому же до конца века они навер¬
няка пополнятся новыми открытиями, поскольку на
это работает обширная программа геологоразведки.
В поддержку той же позиции приводят и другой
довод. Представления о ресурсах природного газа
должны измениться коренным образом. Выяснилось
широкое распространение на планете газа, лежаще¬
го на большой глубине в «плотных», малопроницае¬
мых ловушках в гидратном состоянии. Приоритет
открытия здесь принадлежит советским ученым.
Газогидраты — это молекулярные твердые соедине¬
ния газа и воды. Твердый газ? Да, один объем гид¬
рата содержит 160 объемов газа. Это белесые, быстро
распадающиеся от тепла кристаллы, похожие на
обычный снег. Ресурсы же его в гидратном состоянии
необычайно велики, в том числе и в СССР.
На суше они сопоставимы с обычными газовыми
месторождениями планеты, вместе взятыми, а запасы
Мирового океана в десятки и сотни раз превышают
ресурсы всех других горючих ископаемых Земли.
Причем морские залежи часто находятся, как выяс¬
нилось, всего в нескольких сотнях метров ниже по¬
верхности дна. На суше газогидраты также спрятаны
сравнительно неглубоко—от 200 до 2 тыс. м. У нас
они распространены на северо-западе европейской
части СССР, в Сибири и на Дальнем Востоке, зани¬
мая огромнейшую площадь — около 2,5 млн. км2 (это
примерно Чю часть всей нашей территории), Но их
еще больше захоронено в недрах шельфа морей, омы¬
вающих берега СССР.
3*
67
Существует и другая точка зрения. Ее сторонни¬
ки говорят вот о чем. Сегодня большую часть обще¬
союзной добычи газа мы берем с немногих, уни¬
кальных по запасам месторождений. Уренгой, Ям-
бург — и сравнить-то не с чем. Когда они будут вы¬
работаны — а время это при форсированной добыче
не за горами, — придется вовлекать в дело десятки
средних и мелких залежей на необъятных просто¬
рах от Урала до Тихого океана. Чтобы удержать до¬
бычу газа на уровне, скажем, 1 трлн. м3 в год, по¬
требуются гигантские затраты, которые будут расти
в геометрической прогрессии. По карману ли нам
окажется такой триллион?
Неоднозначно отношение ученых и к газогидра-
там. В Советском Союзе есть опыт эксплуатации
одного такого месторождения — Мессояхского в
Восточной Сибири. Он показал: успешно добывать
газ из залежей нового типа в принципе доступно.
Однако ряд ученых считают, что вряд ли можно на
основе опыта разработки всего одного месторожде¬
ния строить долговременные прогнозы. В последнее
время американцы тоже занялись аналогичными ме¬
сторождениями. В других странах вообще не знают,
как подступиться к добыче газогидратов. Кроме того,
на территории СССР они залегают главным образом
в толще вечной мерзлоты, и извлечение оттуда газа
будет, по-видимому, связано с «растоплением» огром¬
ных подземных массивов. Экологические последствия
такой акции вообще непредсказуемы.
Дискуссия на эту тему далеко еще не завершена.
Но ясно одно: курс на дальнейшую форсированную
добычу газа, как и на сжигание значительной его
части в топках, небесспорен. И дело уже не только в
том, что более выгодно, а что — менее. Проблема го¬
раздо глубже и острее. Сегодня от химической пере¬
работки нефти и газа зависит удовлетворение мно¬
гих самых насущных потребностей людей. Продук¬
ты такой переработки нам, можно сказать, жизнен¬
но необходимы. Мы не в состоянии обойтись без
пластмасс, резины, синтетических материалов, во¬
локон, пленок, минеральных удобрений, моющих
средств, машинных масел, лаков, красок, защитных
покрытий... Больше того, и здесь аппетиты чело¬
вечества очень быстро растут.
Какому же в таком случае топливу следует от¬
68
дать предпочтение в будущем? Некоторые убежде¬
ны, что... углю.
Но ведь он же дорогой, дымный, отнюдь не са¬
мый удобный для транспортировки и использова¬
ния! Как понимать возврат к нему? Вперед, к углю!
Или назад, к углю!
Впрочем, к углю давайте вернемся несколько
позже. Прежде — о другом направлении в энергети¬
ке, имевшем у нас такой бурный старт во времена
строительства памятных Волховской и Днепровской
гидроэлектростанций. Разве оно не оправдало себя
в стране, где столько протяженных и полноводных
рек, да и горных тоже? Может, кардинальное реше¬
ние проблемы как раз и заключается в строительст¬
ве гидроэлектростанций? Скажем, пока их будут
возводить, мы временно согласились бы на невы¬
годный перерасход газа. Как говорится, потерпим —
ничего не поделаешь. Но зато потом, когда этих
сооружений появилось бы настолько много, что они
стали бы полностью покрывать наши энергетиче¬
ские нужды, удалось бы вообще отказаться от сжи¬
гания ценнейших видов органического сырья. В са¬
мом деле, давайте присмотримся к «гидроварианту».
Может, действительно именно в нем выход?
ЧТО НЕ ПОД СИЛУ
ЕНИСЕЯМ
...Радуга, настоящая радуга парила в воздухе
сияющей аркой. Но не в вышине над головой, не
привычным мостом через все небо с одного края го¬
ризонта на другой, а внизу, буквально подо мной —
над грохочущей рекой. Прежде ничего подобного
видеть не приходилось. Причем происходило это
вовсе не в горах. Местность была равнинная, да и ре¬
ка — тоже: Волга. Однако гул водопада, несшийся
оттуда же, снизу, заглушал даже шум работающих
неподалеку механизмов. Из-за этого гула собствен¬
ного голоса не было слышно. Чтобы сказать что-то
рядом стоящему человеку, приходилось кричать в
самое его ухо.
Впрочем, горы здесь все-таки имелись. Ниже по
течению. Невысокие, сглаженные, поросшие лесом,
они занимали правобережье и сильно выдавались в
русло реки, тесня ее. Это были Жигули — те самые,
воспетые в народных песнях. Но к водопаду они от¬
ношения не имели, просто были продолжением пей¬
зажа.^ Водопад был рукотворным. Да и радуга, по¬
жалуй, тоже. Дело в том, что вправо и влево разво¬
рачивалась — не окинуть взглядом — панорама
строительства Куйбышевского гидроузла.
Так я впервые увидел — это было в 50-х годах —
как энергетика укрощает реки. Да какие! Зрелище,
надо сказать, было впечатляющим.
Плотина, перегородившая пологой дугой Волгу
от берега до берега, и сегодня будто перед глазами.
Ее сливная часть — вся в пене водопадов, низвер¬
гающихся с 40-метровой высоты. Тугие потоки с шу¬
мом падают на бетонированные лотки нижнего
бьефа, вскипают, частью устремляются вниз по ре-
70
ке, частью взлетают мириадами брызг и водяной
пылью. Над этой-то пылью, как бы повисшей в воз¬
духе, и сияет, словно эмблема гидростанции, удиви¬
тельная радуга — сияет целый день, с рассвета до
заката.
Эта крупная ГЭС, названная впоследствии
Волжской имени В. И. Ленина, не первая на Волге.
Переустройство великой реки включало в себя воз¬
ведение на ней целого каскада гидроузлов — от
верхнего течения до нижнего. Здесь учитывались
многие хозяйственные интересы страны. Но прежде
всего — энергетики, судоходства и водоснабжения
городов.
Роль Волги в жизни огромного региона всегда
была велика. Она поила и кормила. Во все времена
неизменно оставалась главной водной дорогой Рос¬
сии, по которой в обе стороны текли нескончаемые
караваны всего того, что было произведено и добы¬
то народным трудом и умением. Теперь к привыч¬
ным для нее речным делам добавилась новая служ¬
ба — электрическая.
Начинается эта служба с той плотины, что пере¬
городила реку близ впадения реки Дубны у дерев¬
ни Иваньково. Разлившееся там водохранилище по¬
ныне питает канал, соединяющий Волгу с Москвой-
рекой, вращает турбины гидростанции и позволяет
большим теплоходам совершать рейсы вплоть до го¬
рода Калинина.
Ниже по течению — Угличский и Рыбинский
гидроузлы. Первый — близ древнего русского горо¬
да, известного своими памятниками архитектуры,
часовым заводом и вкусными сырами; электростан¬
ция здесь сравнительно небольшая. Второй — при
впадении Шексны. За ним образовалось обширней¬
шее водохранилище, равное по площади половине
Онежского озера. Это гарантирует стабильную рабо¬
ту турбин даже в маловодные годы.
Километрах в 50-ти от Горького — следующая
ступень каскада, с плотиной, судоходными шлюза¬
ми и электростанцией, дающей значительную часть
энергии верхневолжским областям.
Конечно, ГЭС у Жигулей мощнее: ее годовая
производительность достигает 11 млрд. кВт-ч. Пи¬
тающее ее водохранилище шириной 25—40 км раз¬
лилось до Казани. Отсюда, из-под Куйбышева, энер¬
71
гия передается по высоковольтным линиям на ог¬
ромные расстояния. Ряд энергосистем соединился в
одну, еще более крупную и открыл новые возмож¬
ности для маневра огромнейшими потоками элек-
ричества в часы наибольших нагрузок.
Завершает волжский каскад гидроузел близ Вол¬
гограда с очень мощной станцией. Ее средняя годо¬
вая выработка даже превышает 11 млрд. кВт-ч.
После нее на Волге были построены Саратовская и
Чебоксарская ГЭС.
Все эти гиганты играют также роль межсистем-
ных регуляторов. Они помогают устанавливать
оптимальный режим работы ряда тепловых электро¬
станций, чем достигается более высокий коэффици¬
ент полезного действия котлов турбин, электрогене¬
раторов, Тут секрет прост. Даже самый крупный
резервный агрегат на гидростанции может быть вве¬
ден в работу, может принять полную нагрузку в те¬
чение довольно непродолжительного времени без
всяких непроизводительных затрат. На тепловых
же электростанциях необходимо иметь турбину в
так называемом горячем резерве, что сопряжено с
большими дополнительными расходами топлива и
необходимостью содержать добавочный штат обслу¬
живающего персонала. Поэтому использование ГЭС
в энергетической системе для снятия максимальных
(пиковых) нагрузок дает хороший эффект и, что не
менее важно, удешевляет киловатты.
Экономические достоинства ГЭС на этом не кон¬
чаются: они дают большую экономию жидкого и
твердого топлива, требуют гораздо меньше обслу¬
живающего персонала, в результате производят са¬
мую недорогую электроэнергию, не говоря уж о том,
что они не загрязняют воздух ядовитыми дымами.
Решающую роль в возведении волжских и других
ГЭС сыграли успехи в плотиностроении. Большие
плотины дают возможность создавать огромные во¬
дохранилища, необходимые для регулирования
стока воды и мощности самих ГЭС. Даже в трудных
геологических условиях на нескальных грунтах
советскими инженерами сооружены плотины срав¬
нительно высокие.
В ходе строительства каскада станций на Волге
формировалось представление, что именно крупные
и крупнейшие ГЭС с их очень дешевой продукцией
72
в состоянии решить многие энергетические пробле¬
мы страны. Ведь по запасам водной энергии СССР
занимает первое место в мире. При этом надо
учесть, что ГЭС в определенных условиях способны
использовать до 90% всей силы речного стока, ГЭС
хорошо поддаются автоматизации и телеуправле¬
нию, что позволяет существенно повысить надеж¬
ность электроснабжения, еще полнее использовать
энергию водного потока, уменьшить штат обслужи¬
вающего персонала.
Казалось бы, все дело — в количества крупных
ГЭС. Надо только изыскать средства (правда, нема¬
лые), сконструировать и выпустить необходимые аг¬
регаты и оборудование (хотя и очень сложное), а
также набраться терпения, поскольку гидроузлы
строятся крайне медленно. Но все это — преодоли¬
мые в принципе трудности. Л прогресс в строитель¬
ной индустрии позволяет заметно ускорить возведе¬
ние самых больших сооружений.
Строительство гидроэлектростанций разверну¬
лось по всей стране. До этого была проведена значи¬
тельная работа по учету гидроэнергетических ре¬
сурсов СССР. Были исследованы возможности* их
освоения и разработаны генеральные схемы исполь¬
зования главнейших рек Советского Союза. Вместе
с Волгой на энергетику стали работать со всенарас-
тающей силой Днепр, Дон, Кама, реки Сибири, Кав¬
каза, среднеазиатских республик.
Там, где появились каскады ГЭС, развитие эко¬
номики получило дополнительное ускорение.
* * #
Нарын капризен, своенравен. Питаемый талыми
водами тянь-шанских ледников, он стремительно
скатывается на равнины Узбекистана, чтобы отдать
свои воды Сырдарье. Его протяженность ке так уж
велика. Но перепад высот между верхним и нижним
течением — 2 км. Это и создает огромный потенци¬
альный запас энергии. Реализованный, он может
превратиться в десятки миллиардов киловатт-часов
в год. Прежде всего именно Нарыну Киргизия обя¬
зана тем, что занимает по гидроэнергетическим ре¬
сурсам третье место в СССР (после Российской Фе¬
дерации и Таджикистана).
73
Первым киргизским опытом строительства ГЭС
в горных условиях стали небольшие по мощности
станции — Уч-Курганская и Ат-Башинская. Потом
сразу качественный скачок — громадина Токтогуль-
ской ГЭС, с ее арочной плотиной высотой в 215 м.
Строительство шло в сложнейших условиях. Все
грузы — а объем их был колоссален — доставляли
по петляющим горным дорогам.
Мощность станции—1200 МВт. Еще в ходе
строительства она полностью себя окупила, так как
часть агрегатов начала работать задолго до оконча¬
тельной ее сдачи в эксплуатацию. Кроме того, рабо¬
тало и Токтогульское море, разлившееся на 60 км
вверх по течению реки. Оно давало воду для ороше¬
ния полумиллиона гектаров новых земель.
Гидростроители Киргизии использовали преиму¬
щества каскада: одновременное ведение работ на
нескольких ГЭС, единая производственная база, ши¬
рокое использование технических новинок, появив¬
шихся и оправдавших себя в ходе всего строительст¬
ва. Это ускорило сооружение каскада. Работы на
74
Токтогульской станции еще не были завершены, а
ниже по течению весной 1976 года начали возво¬
дить Курпсайскую ГЭС. И уже в 1982 году дала тов
последняя, четвертая турбина новой станции. В це¬
лом она несколько меньшей мощности, чем Токто-
гульская, однако ее киловатт-час едва ли не самый
дешевый в стране.
Между тем строительный «конвейер» продолжал
действовать. Еще ниже по течению уже шло соору¬
жение Таш-Кумырской ГЭС. Здесь здание электро¬
станции возводили на берегу, так что можно было
не ждать ни перекрытия реки, ни сооружения пло¬
тины. Впрочем, и она не последняя в Нижне-Нарыя-
ском каскаде.
Однако около 4/б потенциальных ресурсов гидро¬
энергии заключено в водах реки как раз выше Ток-
тогульского водохранилища. Поэтому, по некото¬
рым расчетам, в бассейне Нарына можно построить
еще 18 ГЭС, которые в состоянии будут вырабаты¬
вать миллиарды киловатт-часов электроэнергии и на
затопят большие площади сельскохозяйственных
угодий или пригодных к освоению земельных мас¬
сивов. Существуют проекты, отводящие под затопле¬
ние всего 33 гектара пашни и одновременно преду¬
сматривающие орошение 74 тыс. га земель.
В некоторых районах страны возведение гидро¬
электростанций способствовало появлению новых
крупных территориально-производственных комп¬
лексов. Низкая стоимость электричества, которую
дают крупные ГЭС, делает особенно выгодным раз¬
мещение по соседству с ними электрометаллургии,
предприятий химии. Тому пример — Таджикистан.
...Высоко в горах Памира с кристально чистых
ледниковых ручьев начинают свой резвый бег бес¬
покойные речки Сауксай и Баландкиик. Место их
встречи — начало неугомонной Муксу. Там, где она
сливается с мутными струями Кызыл-Суу, стреми¬
тельную эстафету бурных потоков принимает река
Сурхоб. Она спешит дальше по скалистым ущельям,
чтобы, соединившись с водами еще одного памир¬
ского потока — торопливым Обихингоу, дать жизнь
бешеному Вахшу. Он, имеющий протяженность не¬
многим более 500 км, как бы вобрал в себя силу
всех напитавших его доноров. Потому-то и стал мес¬
том сооружения каскада больших ГЭС.
75
Это может показаться невероятным, но гидро¬
энергетические ресурсы сравнительно небольшого по
территории Таджикистана лишь чуть-чуть меньше,
чем Российской Федерации. Все дело — в напори¬
стости, мощи горных рек. Только на Вахше и его
притоке Обихингоу можно построить полтора десят¬
ка электростанций, которые вырабатывали бы в год
многие миллиарды киловатт-часов энергии.
Нурекская ГЭС. Фантастически высокая камен¬
но-земляная плотина в 300 м, огромнейшее водохра¬
нилище, прекрасное здание станции и два водо¬
сбросных тоннеля — они в состоянии пропустить че¬
рез себя за секунду несколько тысяч кубометров во¬
ды. Весь комплекс сооружений напоминает мону¬
ментальную работу мастеров ваяния: настолько он
красив и гармоничен.
Увы» это далось недешево. Нурекская ГЭС — при¬
мер долгостроя, из-за которого она обошлась значи¬
тельно дороже, чем предусматривалось проектом.
Чтобы обеспечить безопасность такого сооружения
в районе, где возможны сильные землетрясения, не¬
избежны очень большие затраты. К слову сказать,
по мнению ряда ученых, в столь высоких плотинах
ьаключены не только достоинства — с ростом плотин
ширится зона затопления.
Оборудована станция вполне современно. Огром¬
ный машинный зал практически безлюден, так как
здесь — царство автоматики. Наблюдают за ней два
оператора, находящиеся в небольшой комнате по
соседству. Отсюда, с нурекского пульта, управляет¬
ся и Байпазинская ГЭС —- следующая ступень кас¬
када. Ее построили на удивление быстро, хотя усло¬
вия отнюдь этому не благоприятствовали. Дорогу к
месту будущего створа пробивали взрывами в усту¬
пах береговых скал. Со времени начала работы аг¬
регатов обеих станций они уже несколько раз оку¬
пили себя. А себестоимость киловатт-часа здесь все¬
го-навсего 0,09 копейки.
Еще в начале 70-х годов в одной из излучин Вах-
ша, у кишлака Майдон, работали изыскатели. С тех
пор там все преобразилось. На месте кишлака под¬
нялся, сохранив его название, молодой город энер¬
гетиков, связанный и своим началом, и быстрым ро¬
стом с Рогунской ГЭС. Ее мощность — 3600 МВт —
как бы сложение мощностей обеих станций, распо
76
ложенных выше но реке. Возведено очень сложное
сооружение. Извлечено более 40 млн. м3 грунта и
2,5 млн. м3 твердых пород, так как здание станции
размещается в горе. Туда же проложили тоннель,
по которому идет вода.
Нужно сказать, что и здесь серьезной критике
подверглась идея проектировщиков возвести в сейс¬
мической зоне сверхвысокую плотину — 335 м. Мол,
если Рогунскую плотину еще в ходе строительства
«укоротить» метров на сто, то не уйдут под воду ни
поселки, ни знаменитые таджикские сады, ни круп¬
ная автострада и мелеющему Аралу достанется су¬
щественно больше воды. Кто тут прав, покажут до¬
полнительные исследования, предпринятые учеными.
Гидростанции на Вахше — это прежде всего энер¬
гия для Южно-Таджикского территориально-произ¬
водственного комплекса. В него наряду с сельским
хозяйством входят предприятия цветной металлур¬
гии, добывающие руду, выплавляющие алюминий, а
также заводы химической, легкой и пищевой про¬
мышленности. Выгодность размещения энергоемких
производств вблизи от крупных источников дешево¬
го электричества и сырья несомненна. Как, впрочем,
очевидна и нежелательная сторона концентрации
промышленных предприятий — обострение экологи¬
ческих проблем.
Территориально-производственные комплексы
еще большего масштаба сложились вокруг ГЭС на
сибирских реках, главным образом в бассейне Ени¬
сея, с его притоками, среди которых первая — Анга¬
ра. И дело не только в ее стремительности и полно-
водности.
Известно, что речной сток неравномерен как в
течение года, так и на протяжении ряда лет. Макси¬
мальный расход воды у большинства рек весной —
в период паводка, а наименьший — зимой. В евро¬
пейской части СССР и на ряде рек Сибири 2/з сто¬
ка проходит за два-три месяца весеннего половодья.
Еще более остро положение в Казахстане, где за ве¬
сенний паводок буквально проносится 90% всего
годового стока рек (бывает и больше). Неравномер¬
ны расходы воды на реках Дальнего Востока. У не¬
которых из них максимум в тысячи раз превосходит
минимумы. Значительные колебания речного стока
бывают и от года к году. Особенно в засушливых
77
районах, где его минимум может падать до 3% от
стока среднего по водности года и до 1 % — от наи¬
большего. Эти колебания в одни периоды угрожают
опустошительными наводнениями, а в другие — об¬
рекают население и хозяйства близлежащих районов
на голодный водный паек. Роль своеобразного регу¬
лятора как сезонного, так и многолетнего речного
стока довольно успешно играют водохранилища. Не
только у нас — во всем мире за последние 30 лет их
создали очень много, главным образом в связи со
строительством ГЭС. Характерно, что в 1950 году
первым в мире по площади было Рыбинское водо¬
хранилище на Волге. Теперь же оно занимает лишь
14 е место.
Но есть реки, отличающиеся сравнительно посто¬
янным стоком воды. Это те, что вытекают из озер.
Тут сами озера служат естественными регуляторами.
Такой-то рекой с выровненным стоком и является
Ангара, берущая начало из колоссального природ¬
ного резервуара — Байкала. Максимальный расход
воды в ней в период весеннего паводка лишь в не¬
сколько раз превышает минимальный (летом). Но
чтобы и эти колебания не сказывались на рабочей
мощности гидростанций, а также, разумеется, для
создания необходимого напора на колеса гидротур¬
бин Ангара тоже была перекрыта плотинами* Так на
ней появились истинные гиганты современной энер¬
гетики — Братская, Усть-Илимская гидроэлектро¬
станции и их «коллега» поменьше — Иркутская. На
очереди — Богучанская ГЭС.
Каждая из них стала основой разностороннего
территориально-производственного комплекса. Их
энергией «вскормлены» крупнейшие предприятия:
горные, машиностроительные, лесной промышлен¬
ности.
Еще в середине нашего века ангарские села
Братск и Илимск считались местами, имеющими
лишь определенное историческое значение. Первое
было примечательно своим острогом, появившимся
еще в XVII веке (с тех времен сохранились деревян¬
ные крепостные башни), да знаменитыми ангарски¬
ми порогами. Во втором отбывал в том же веке ссыл¬
ку «бунтовщик, хуже Пугачева» А. Н. Радищев.
Сегодняшний Братск — это современный город с
развитой промышленностью. Его ГЭС вырабатывает
78
больше 22 млрд. кВт-ч электроэнергии в год, как и
Усть-Илимская. Индустриальное ядро здесь состав¬
ляют алюминиевый завод, лесопромышленные комп¬
лексы, выпускающие целлюлозу, древесностружеч¬
ные плиты, деловую древесину, кормовые дрожжи,
тарный картон, продукты лесохимии, а также Кор¬
шуновский железорудный горно-обогатительный ком¬
бинат. Последний снабжает домны металлургиче¬
ских предприятий Западной Сибири сухим железным
концентратом. Не зря молодой город, возникший
здесь, назвали Железногорск-Илимский. Вбли¬
зи от него открыты новые месторождения железной
руды — Татьянинское, Рудногорское, Капаевское,
Нерюндинское, запасы которых сулят комбинату
долгую жизнь.
Между тем линии электропередач протянулись
еще дальше вдоль Ангары — к строящейся Богучан¬
ской ГЭС, тоже очень мощной, способной дать еще
больший импульс индустриальному развитию об¬
ширной территории.
В отличие от ресурсов недр, которые, как извест¬
но, невосполняемы, реки — неубывающий источник
энергии. По-настоящему дотянуться до него людям
удалось, только поднявшись на очень высокую сту¬
пеньку современной цивилизации. Такая мысль не¬
вольно приходит в голову при виде Красноярской
ГЭС — одной из крупнейших в мире. Гигант на Ени¬
сее — это новаторская инженерная мысль, которая
нашла воплощение в бетоне и металле благодаря высо¬
кому уровню науки, техники и мастерства строителей.
Энергия этой станции заключена в оборудовании
для лесной и целлюлозно-бумажной промышленно¬
сти, в добытых по соседству угле, железе, графите,
в рудах цветных и редких металлов, в изготовлен¬
ных химических волокнах, в синтетическом каучуке,
в шинах для тракторов и автомобилей — во всем
том, что способна произвести деревообрабатываю¬
щая, лесохимическая и строительная индустрия.
Так работает Красноярская ГЭС. Но уже подня¬
лась на Енисее еще более мощная — Саяно-Шушен¬
ская, поднялась среди таежных гор, покрытых хвой¬
ными, смешанными лесами и знаменитыми сибир¬
скими кедрачами.
Бетонные блоки ее плотины встали поперек Ени¬
сея на границе гор и степи. ЮО^метровая толща Са¬
79
янского моря затопила Большой порог. Узкое море
врезается в труднопроходимые горы на всем своем
протяжении. Только на землях Тувы, там, где кон¬
чается Западный Саян, водохранилище разливается
широко и становится мельче.
Мощность ГЭС — 6400 МВт. В расчете, на силу
этого сердца и сконструирован местный территори¬
ально-производственный комплекс: алюминие¬
вый, вагоностроительный, электротехнический за¬
воды, предприятия легкой и пищевой промышлен¬
ности.
В декабре 1985 года был включен в сеть послед¬
ний, десятый агрегат ГЭС. С момента пуска первого
агрегата станция уже дала многие миллиарды кило¬
ватт-часов и тоже полностью себя окупила.
Работа гидростроителей продолжается. Как про¬
должают подниматься вместе с новыми ГЭС в раз¬
ных районах страны у богатых источников сырья
корпуса и трубы гигантов цветной и черной метал¬
лурги и, лесохимии.
Благодаря созидающей способности человека вод¬
ная энергия превращается в реальное электричест¬
во — в работника делового и старательного. Подсчи¬
тано, что каскад станций вдоль всего Енисея спосо¬
бен обратить его природную потенцию в энергию,
равную 140 млрд. кВт-ч в год. А какая сила заклю¬
чена также в Оби, Иртыше, Лене, Амуре, Индигирке,
Колыме, Анадыре, в их многочисленных притоках,
в других сибирских реках!
Но вот ведь досада: они расположены в восточ¬
ной части страны, а все больше и больше энергии
требуется совсем в другой — в западной ее части. Что
делать? Передавать по проводам? Но уж очень много
ее теряется по дороге. Это все равно что целый ряд
турбин на электростанциях крутить вхолостую. На¬
стоящее разорение! Да плюс стоимость самой много¬
километровой линии, у которой провода в руку тол¬
щиной, а каждая опора — настоящая металлическая
башня. Где же выход?
Одно из средств сокращения потерь предложено
давно. Это повышение напряжения тока на то время,
пока он в пути, и снижение напряжения по прибытии
на место. Так сегодня и поступают. Уже протянуты
линии электропередач сверхвысокого напряжения —
в 1500 кВ. Но всему, разумеется, есть предел. Не го¬
80
воря о том, что усложнение способа передачи элект¬
роэнергии, ее многоразовая трансформация отнюдь
не удешевляют строительство самих линий — скорее,
наоборот. Так что, выигрывая здесь в одном (сокра¬
щая потери электричества в пути), энергетика явно
проигрывает в другом: киловатт-час становится до¬
роже. Поскольку на ГЭС он очень дешев, то пока,
конечно, можно и потерпеть.
Еще одно средство. Развитие советской энергети¬
ки идет по пути максимальной централизации снаб¬
жения электричеством вплоть до образования Еди¬
ной энергетической системы СССР. В европейской
части страны такая система включает в себя сотни
электростанций, расположенных в центре, на юге,
Кавказе, в Поволжье, на Северо-Западе, Урале. Об¬
разование ЕЭС СССР помимо других преимуществ в
состоянии давать экономию в десятки миллионов ки¬
ловатт мощности машин на электростанциях. Прав¬
да, от этого сами Линии передач дешевле, к сожале¬
нию, не становятся.
Впрочем, существует и третье средство — исполь¬
зование явления сверхпроводимости тока. Потери
одесь, действительно, резко сокращаются. Но пока
еще дальняя сверхпроводимая линия также и сверх¬
дорогая, хотя некоторый прогресс и тут уже наме¬
тился. Но к этому нам лучше вернуться несколько
позже. А сейчас — о другом.
Главная проблема все-таки заключается в том,
чтобы иметь, что передавать. Но ведь известна: ре¬
сурсы водной энергии в СССР огромны. Существуют
расчеты, из которых следует, что общее количество
энергии наших рек превышает 2,5 трлн. кВт-ч в год.
Казалось бы, очень много. Еще вчера мы бы сказа¬
ли: почти безгранично много. Но сегодня, когда
производство электроэнергии в стране все ближе к
2 трлн. кВт ч в год, эта впечатляющая цифра вос¬
принимается гораздо спокойнее, во всяком случае,
как объем, вполне ограниченный. И где-то рядом
сразу же начинает свербить мысль о том, что наши
растущие потребности в энергии способны довольно
скоро вобрать в себя этот объем, включить в графу
годовых расходов и поставить вопрос о поиске новых
источников. Тем более что вычисленные триллионы
водной энергии, скорее, теоретические. Реальный ре¬
зерв тут куда скромнее. И вот почему.
4 Заказ 128
81
В начале 60-х годов по поводу водохранилищ
разгорелись горячие споры. Их вызвал опыт эксплуа¬
тации построенных к тому времени ГЭС. В нем было
немало положительного. И потому активные сторон¬
ники гидроэнергетики призывали к бурному ее раз¬
витию, к строительству все более крупных речных
сооружений. Они рьяно ратовали за создание таких
гигантов, как Нижне-Обское и Нижне-Ленское водо¬
хранилища, каждое из которых по объему и площа¬
ди превосходило бы все водохранилища страны, вме¬
сте взятые. Оно и понятно. Достаточно вспомнить,
сколь широкой становится, скажем, Обь в своем
нижнем течении в районе Салехарда, где согласно
нервоначальному проекту предполагалось перекрыть
реку высоконапорной плотиной.
Но тот же опыт эксплуатации ГЭС вскрыл и су¬
губо отрицательные стороны крупных водохрани¬
лищ. Поэтому у обоих проектов появились и реши¬
тельные противники, которые говорили, что предпо¬
лагаемое строительство новых гигантов чревато
серьезным ущербом природе и экономике.
В самом деле, подпертые плотиной воды разли¬
ваются на десятки, сотни и даже тысячи квадратных
километров, затопляя пашни, сенокосы, леса, на¬
селенные пункты, промышленные предприятия, до¬
роги, линии электропередачи и связи. Приходится
переселять десятки тысяч людей. А это — дополни¬
тельное строительство новых городов и сел, не гово¬
ря уж о потерях духовных, когда людям приходится
сниматься с насиженных мест, менять привычный
>клад жизни, смиряться с утратой исторических и
ландшафтных памятников.
Но не только затопление ведет к нежелательным
изменениям природной среды. В прибрежной полосе
меняется уровень грунтовых вод. Они или выходят
наружу, заболачивая значительные территории, или
подступают так близко к поверхности земли, что ис¬
пользование сельскохозяйственных угодий по преж¬
нему назначению становится невозможным.
Если, скажем, плотина у Жигулей очень суще¬
ственно подняла уровень Волги вплоть до Казани, то
нетрудно себе представить, что произошло бы после
перекрытия той же Оби в нижнем ее течении. Ги¬
гантская плотина подняла бы уровень воды на 40 м.
От этого в северной половине Западной Сибири обра-
82
зовалось бы настоящее море площадью более
60 тыс. км2, (Это две Бельгии!) Вся пойма Нижней
и Средней Оби с ее богатейшими заливными лугами
стала бы дном этого моря. Оно затопило бы боль¬
шую часть обжитых берегов с поселками, полями и
огородами, подтопило бы лучшие строевые леса.
Кстати, о потерях леса. Помню, в какое недоуме¬
ние привел меня вид «деревянного моря», открыв¬
шийся со строящейся плотины у Жигулей. Именно
таким выглядела вся левая часть ее верхнего бьефа:
насколько хватало глаз простиралось пространство,
покрытое плавающими бревнами, стволами деревьев.
Это были и разбитые во время сплава леса плоты, и
«забытые» на дне водохранилища рощи. Впоследст¬
вии подобные же картины можно было видеть и око¬
ло плотин сибирских ГЭС — Братской, Краснояр¬
ской. Причина одна: лесозаготовителям невыгодно
рубить лес в зонах затопления. Между тем «деревян¬
ные острова» мешают судоходству. На Саяно-Шу¬
шенской ГЭС то один, то другой агрегат, случалось,
снижал выработку энергии, так как защитные ре-
83
шетки водозаборов забивало древесиной. А брошен¬
ные «деревянные моря» рано или поздно тонут,
превращая дно водохранилищ в гниющие «мосто¬
вые», чем наносится урон также и рыбному делу.
Последнему порой достается больше всего. Пло¬
тины и водохранилища коренным образом нарушают
условия жизни наиболее ценных видов рыб. Осетру,
севрюге, белуге, поднимавшимся ранее на нерест по
Волге, Каме, Белой и другим рекам на сотни кило¬
метров, пришлось совсем туго: 2/3 их нерестилищ
было отрезано плотиной у Волгограда.
Каскады водохранилищ вносят коренные измене¬
ния в природу рек. Как таковых их уже не стало.
Волга, например, превратилась в единое «Волгохра-
нилище». Образовавшиеся водоемы имеют слабый
водообмен и самоочищаемость. Летом они обильно
«цветут», их прибрежные части зарастают расти¬
тельностью. Застойные водохранилища сильно за¬
грязняются, так как накапливают вредные стоки.
При зарегулировании реки страдают не только про¬
ходные и полупроходные рыбы. Неблагоприятными
84
оказываются условия для размножения и местных
рыб, так как отрицательное воздействие оказывает
колебание уровня воды.
На некоторых водохранилищах, в частности
Волжского и Днепровского каскадов, большие не¬
приятности причиняет обрушение берегов, которые
на отдельных участках отступают на сотни метров.
На Братском водохранилище в течение всего не¬
скольких лет около мыса Артумей берег отступил
на 750 м. В результате происходят серьезные изме¬
нения в растительном и животном мире. На широ¬
ких полосах сильно прогреваемого весной и летом
застойного мелководья начинается «цветение» — бур¬
ное размножение сине-зеленых водорослей, которые
«выедают» из воды питательные вещества, нанося
тем самым невосполнимый урон опять-таки рыбно¬
му населению реки, особенно его молоди.
Сторонники гидроэнергетики видят выход в
строительстве валов, дамб вокруг будущих водохра¬
нилищ и на мелководье нынешних, чтобы вернуть
рекам здоровье, а земледельцу — обширные площа¬
ди затопленных лугов и пашен.
Реки не заводской цех, у которого имеется один
хозяин. Рекой пользуются многие, и часто интересы
этих пользователей не совпадают. Например, для
бесперебойной работы судов нужен достаточно вы¬
сокий и постоянный уровень воды ниже плотины
гидроузла. Зачастую это требует от водохранилища
большого расхода воды. Но тогда от ее недостатка
начинают страдать энергетики. Как вы помните, од¬
но из основных назначений гидроэлектростанций в
энергосистемах — покрытие неравномерности графи¬
ка нагрузки. ГЭС быстро и легко включаются на по¬
вышенную нагрузку. Но включение и отключение
гидроагрегатов приводят к резкому колебанию рас¬
ходов воды, а следовательно, и к изменению ее уров¬
ней ниже плотины. Нередко эти колебания достига¬
ют больше 2 м, что, понятно, нарушает нормальную
работу судов, особенно крупных.
Интересы энергетики и водного транспорта очень
часто приходят в противоречие. Первая заинтересо¬
вана в том, чтобы использовать накопленные в во¬
дохранилищах запасы зимой, когда дни короче и
потребности в электричестве резко увеличиваются.
А речные суда, наоборот, нуждаются в большой во¬
85
де летом — в разгар навигации. Кроме того, условия
плавания по самим водохранилищам, с одной сто¬
роны, явно улучшаются, а с другой — создают до¬
полнительные трудности: от ветра поднимаются вы¬
сокие волны, случаются даже штормы до 6—7 бал¬
лов. Не говоря уж о том, как много времени судам
приходится тратить на шлюзование.
Да и с сельским хозяйством энергетике далеко не
всегда удается ладить. Печальной в этом отношении
надо считать практику работы Бухтарминской ГЭС.
После перекрытия Иртыша стала пересыхать пойма
ниже плотины. Энергетики успокаивали: это вре¬
менно — как только зеркало водохранилища будет
поднято до проектной отметки, начнутся необходи¬
мые пропуски воды. Но Бухтарма и через 20 лет не
набрала нужного запаса воды. В «пиковое время» —
осенью и зимой — энергетики опустошают водохра¬
нилище, а летом сельское хозяйство терпит большие
убытки. Только в Омской области серьезно постра¬
дали сотни тысяч гектаров ценнейших пойменных
лугов. Ежегодный недобор с них мяса и молока
экономисты оценивают в 20 млн. рублей. Не слиш¬
ком ли высока здесь плата за дешевые киловатт-
часы ГЭС? Тем более что пойма Иртыша не единст¬
венная пойма, пострадавшая от недостатка влаги по¬
сле «регуляции» речного стока.
Трудности возникают также при использовании
водохранилищ для борьбы с наводнениями. Во время
очень высоких половодий, для того чтобы предот¬
вратить чрезмерный подъем воды ниже плотины и
предохранить от затопления населенные пункты, не¬
редко приходится поднимать уровень воды выше
нормального в самих водохранилищах. Но ведь на
его берегах тоже расположены населенные пункты с
пристанями, сельскохозяйственными угодьями и
промышленными предприятиями. И им тоже совер¬
шенно ни к чему затопление. Так что с ролью гаран¬
та от этой угрозы гидроузлы справляются далеко не
всегда.
Да и в засушливые годы ГЭС, случается, подво¬
дят. По мнению некоторых ученых, именно односто¬
ронняя ориентация огромных площадей в Сибири на
гидроэнергетику оставила регион в течение ряда лет
на голодном пайке из-за холодных и сухих зим.
Мощная техника ГЭС оказалась не то чтобы бес¬
86
сильной, а, скорее, бесполезной в сложившейся при¬
родной обстановке.
Наконец, немало противопоказаний созданию
водохранилищ бывает и со стороны гидрогеологии.
Так, крупную «мину замедленного действия», воз¬
можно, таит в себе геология района, где предвари¬
тельным проектом определено строительство Туру-
ханской ГЭС — на реке Нижняя Тунгуска (правый
приток Енисея). Речь идет о настоящем энергоги¬
ганте с грандиозным водохранилищем. При этом не
исключено, что оно станет мертвым морем. И не
только потому, что гниющая на дне древесина отра¬
вит воду. Дело в другом. Это район вечной мерзлоты,
которая представляет собой толщу рыхлых пород,
пронизанных ледяными жилами и прожилками.
В долине же Нижней Тунгуски толща мерзлоты
уменьшается до 40—80 м (местами вообще сходит
на нет). Между тем сразу под ней залегают сильно¬
минерализованные воды — настоящие рассолы, в ко¬
торых содержится от 200 до 500 г солей на литр
(для сравнения: морская вода в среднем содержит
всего 35 г солей на литр).
Рассолы, залегающие под вечной мерзлотой,
сильно сжаты. Она, как броня, защищает реки и
озера Севера от засоления. Но броня хрупка. Рассо¬
лы рвутся вверх по трещинам в земной коре, по ок¬
нам таликов. От этого минерализация воды в Ниж¬
ней Тунгуске иногда несколько повышается, не вы¬
ходя, однако, за пределы стандарта, установленного
для питьевой воды. Нетрудно представить, что про¬
изойдет, если защитный слой мерзлых пород будет
разрушен. А процесс оттаивания идет особенно бы¬
стро под большими водными массивами, поскольку
в них аккумулируется огромное количество тепла.
Может образоваться сквозная проталина (талик).
В этом случае соленость водохранилища начнет бы¬
стро возрастать. Вода может стать непригодной ни
для питья, ни для жизнедеятельности каких-либо ор¬
ганизмов, ни даже для технических нужд. Течение
Нижней Тунгуски понесет рассолы в Енисей, создав
угрозу существованию флоры и фауны в его ни¬
зовьях.
Сегодня уже ясно, что решение о создании того
или иного водохранилища, о строительстве той или
иной ГЭС может быть принято лишь после всесторон¬
87
ней оценки всех плюсов и минусов. За последние
30 лет подход к этим вопросам очень сильно изме¬
нился. Думается, что будущее все-таки за средними
и небольшими водохранилищами.
Итак, возведение мощных ГЭС целесообразно да¬
леко не всюду, где оно намечалось прежде. И следо¬
вательно, потенциальная водная энергия нашей стра¬
ны вряд ли может быть полностью реализована при
существующих технических возможностях. Так что
реальное электричество, которое удастся снять с на¬
ших крупных рек, существенно меньше тех трил¬
лионов киловатт-часов в год, которые так щедро на¬
считала теория.
В последние годы стали слышнее голоса энерге¬
тиков, выступающих за строительство ГЭС на малых
реках, которых в Советском Союзе, как известно, не¬
сметное множество. Такие электростанции прежде
считались не очень-то выгодными из-за дороговизны
обслуживания. Однако ныне положение существен¬
но изменилось: благодаря техническому прогрессу
можно создавать полностью автоматизированные ма¬
лые ГЭС и даже в блочном исполнении, т. е. собран¬
ные на заводе.
Вот вроде бы частный случай. На острове Берин¬
га на Дальнем Востоке работает дизельная электро¬
станция. Для нее постоянно доставляют сотни тонн
горючего. Между тем неподалеку протекает речка
Федоскина, падающая в океан с высоты 80 м. Раз¬
ве нельзя использовать ее энергию для обеспечения
острова электричеством? А ведь таких мест, где
энергию дают дорогостоящие дизельные электростан¬
ции, в нашей стране много. Больше всего их на се¬
вере и востоке СССР (Камчатка, Чукотка, Якутия),
в высокогорных районах Средней Азии и Кавказа.
Там крайне высоки затраты на доставку топлива и
потому себестоимость электричества подскакивает до
рубля (!) за киловатт-час. Потребление дизельного
топлива станциями таких районов уже достигает
миллионов тонн в год. Малая гидроэнергетика мо¬
жет здесь существенно сократить расход жидкого
горючего.
А вот другой, тоже как будто частный случай.
Подмосковная речка Воря (приток Клязьмы) неве¬
лика — не насчитывает в длину и 100 км. Но долина
ее глубокая. А плотина, устроенная у заповедника-
88
усадьбы «Абрамцево», образовала водохранилище,
из которого через арочные водопуски сбегают рез¬
вые потоки. Эю эффектное зрелище для туристов —
возможное место для установки микроГЭС. Между
прочим, таких малых речек в стране более 700 тыс.,
и, следовательно, ресурсы для широкого использо¬
вания микроГЭС огромны.
Несколько лет назад в Великобритании состоял¬
ся международный симпозиум, на котором были
сообщены интересные сведения об энергетических
малютках. В США налажена настоящая индустрия
микроагрегатов «гидротурбина-генератор ». Англий¬
ские фирмы тоже выпускают компактные энергети¬
ческие устройства затопляемого типа, которые уста¬
навливаются в шахте или в вертикальной трубе. Ту¬
да же под напором подается вода. Вся установка
смонтирована в одном модуле. При использовании
таких модулей удельные затраты на 1 кВт установ¬
ленной мощности даже меньше, чем на крупных
ГЭС.
И у нас, в Киргизии, созданы блочно-модульные
микроГЭС мощностью от 1 до 30 кВт. Они работают
на малых реках республики. Разумеется, микроГЭС
не конкурент большой энергетике. Их ценность в
другом — в электроснабжении небольших поселков и
хуторов, что для нашей страны очень важно.
Вся эта малая энергетика в состоянии дать в це¬
лом по Советскому Союзу в лучшем случае лишь не¬
сколько десятков миллиардов киловатт-часов в год.
Разумеется, они тоже не лишние, к тому же сэконо¬
мят миллионы тонн горючего. Резерв, конечно, цен¬
ный, но резерв ограниченный, который даже вкупе
с продукцией крупных ГЭС никак не избавит нас от
необходимости сжигать органическое топливо.
Иными словами, гидроэлектростанции могут
быть, разумеется, долевыми участниками в реше¬
нии энергетических проблем страны, но, как видите,
только лишь долевыми — никак не главными и ущ
конечно, не единственными.
НОВАЯ УГОЛЬНАЯ
ЭРА?
Если весь уголь, заготовленный природой, со¬
брать в одно место, то получится куб высотой в
21 км. Рядом с ним величайшая гора нашей плане¬
ты Эверест в Гималаях показалась бы малюткой.
В общем угля на Земле очень много: мировые гео¬
логические ресурсы оцениваются в 14 300 млрд. т —
это примерно в 25 раз больше потенциальной энер¬
гии, заключенной по всей существующей на планете
нефти. Не случайно сегодня во всем мире в научных
работах, на страницах газет и журналов самыми
разными специалистами на самых различных уров¬
нях обсуждаются проекты возрождения эры угля.
Это один из наиболее стабильных и надежных энер¬
гетических источников. По некоторым прогнозам,
доля угля в мировом топливно-энергетическом ба¬
лансе существенно возрастет к концу века.
Так что же, уголь и есть тот «неисчерпаемый ис¬
точник» энергии, о котором давно уже мечтает че¬
ловечество?
1(При уровне мировой добычи угля 1980 года (при¬
мерно 3 млрд. т) его хватило бы на несколько тысяч
лет, что, с точки зрения современного жителя нашей
планеты, по-видимому, означает «навсегда». Однако-
потребление твердого топлива постоянно растет (а в
будущем, как предполагают, темп этого роста уско¬
рится), поэтому в «навсегда» надо внести попр&вку.
Впрочем, и с ее учетом запасы угля не иссякнут,
надо думать, еще очень долго. Ведь даже если чело¬
вечество перешло бы только на него, отказавшись от
всех других энергоресурсов, а мировое потребление
анергии при этом продолжало бы расти теми же тем¬
пами, что и в последние годы, то угля все равно хва-
90
тило бы по меньшей мере лет на сто. И у нас оста¬
лось бы время, чтобы сделать доступными для ши¬
рокого использования какие-то новые виды энергии,
находящиеся пока на стадии исследований (скажем,
термоядерную). Но никто, понятно, не собирается ни
сейчас, ни в обозримой перспективе полностью пере¬
ходить на уголь.
Однако вот что еще надо обязательно принять к
сведению: из всего объема колоссальных природных
запасов угля едва лишь десятую часть можно счи¬
тать пригодной для использования при современной
технологии добычи и при существующих экономи¬
ческих требованиях к энергоресурсам. Правда, эта
доля может быть со временем заметно увеличена
благодаря научно-техническому прогрессу, с чем
связаны главные надежды, возлагаемые на уголь в
будущем. Пока же факт остается фактом: следует
рассчитывать лишь на десятую часть тех триллион-
ных запасов. Ее хватит на несколько сот лет.
В Советском Союзе находится около 45% миро¬
вых ресурсов этого твердого топлива. Причем очень
91
важно, что значительная их часть сконцентрирована
как бы в подземных островах. На территории СССР
расположены пять из семи известных бассейнов-ги¬
гантов с запасами более 500 млрд. т. При этом изу¬
чение недр Земли и разведка новых месторождений
неизменно продолжаются. Потребность в определен¬
ных сортах угля все увеличивается. К тому же есть
экономические районы, лишенные того или иного
сорта твердого топлива. Его приходится доставлять
издалека. Все это придает исключительно важное
значение поискам новых залежей, а также дальней¬
шему изучению известных. За последние годы пере¬
даны для освоения десятки новых месторождений.
Энергетической программой СССР определено, что к
концу века значительно возрастет добыча угля. Его
доля в суммарном потреблении топлива поднимется
выше 40%.
Запасы угля подсчитываются до глубины 1800 м.
Пласты, лежащие ниже, по техническим причинам
недоступны для разработки ни сейчас, ни в ближай¬
шем будущем. Очень глубокие шахты известны в
Бельгии — до 1500 м, в Канаде — до 1300 м. Но
большого распространения они не получили. У нас
глубина шахт обычно не превышает 300—600 м, хо¬
тя в Донбассе есть и более 1000 м. Туда пришлось
опускаться ради коксующихся углей. За антраци¬
том (а он, как вы помните, наиболее ценный энерге¬
тический уголь) тоже приходится отправляться до¬
статочно глубоко. Большая его часть добывается по-
прежнему в шахтах Донбасса,
Но, увы именно при добыче этих ценных разно¬
видностей твердого топлива наиболее значительны
его потери — до 40—50%. Дело в том, что уголь при¬
ходится добывать во все более сложных условиях.
Конечно, хороший проектировщик, «раскраивая»
угольный пласт, нарезая лавы, выбирает такую си¬
стему, которая сводила бы к минимуму потери уг¬
ля в недрах. Ведь снижение потерь помимо всего
прочего увеличивает срок службы действующих
шахт и сокращает огромные расходы на разведку и
освоение новых месторождений. К сожалению, пока
потери на шахтах в абсолютном выражении оста¬
ются внушительными — более 100 млн. т в год.
Конечно, часть потерь неизбежна. Чтобы обес¬
печить безопасные условия работы шахтеров, вдоль
92
подземных горных выработок сохраняют нетрону¬
тыми массивы угля — охранные целики. Такие же
оставляют под реками, под крупными зданиями и
промышленными сооружениями. Поэтому большие
оапасы угля иногда замораживаются в целиках под
городами. Под Карагандой, например, находится
около 2 млрд. т великолепного угля.
Все эти трудности и потери крайне удорожают
добычу угля. Ради ее удешевления строят шахты-
гиганты. Есть такие и в Донбассе, и в Кузбассе, и в
Карагандинском бассейне. Концентрация производ¬
ства, создание сверхмощных подземных предприя¬
тий позволяют широко применять комплексную ме¬
ханизацию и автоматизацию, что снижает себестои¬
мость добычи. В крупных шахтах вместо прежних
многочисленных, но маломощных лав устраивают
единые обширные подземные плацдармы, где рабо¬
ты ведут широким фронтом. Уголь добывают на од¬
ном горизонте крупными блоками.
Большие выгоды сулит гидравлический способ
разработки угольных месторождений. Первая в
СССР шахта «Заречцая», где добыча и транспорти¬
ровка угля производились с помощью высоконапор¬
ной водяной струи, начала работать в Кузбассе ётде
в 50-х годах. Мощные гидромониторы дробят уголь
в забоях, пульпа (смесь угля и воды) по трубопро¬
водам доставляется на поверхность. Производитель¬
ность труда здесь гораздо выше, чем в «сухих» шах¬
тах, а себестоимость продукции ниже.
При гидродобыче не требуется постоянное при¬
сутствие людей в забоях, не надо крепить очистные
пространства, меньше образуется пожароопасной
угольной пыли. Гидроспособ позволяет шире разра¬
батывать тонкие пласты, а это открывает новые воз¬
можности для увеличения добычи. Да и себестои¬
мость тонны угля заметно снижается.
Все это оправдывает строительство гидрошахт-ги¬
гантов. Подобная гидрошахта в Кузбассе после ре¬
конструкции станет давать в год более 10 млн. т.
С нее уголь по трубопроводу уже начал поступать
на Западно-Сибирский металлургический комбинат.
Причем такая транспортировка обходится вдвое де¬
шевле, чем по железной дороге.
Интересный эксперимент был^ проведен на Бе-
ловской ГРЭС в Кемеровской области. Дело в том,
93
что гидротранспортировка угля долгое время упира¬
лась в одно: как быть с обезвоживающей фабрикой?
Ведь, прежде чем подавать уголь в топки энерго¬
блоков, из него вроде бы необходимо удалить лиш¬
нюю влагу. Процесс этот трудоемкий. К тому же по
мере расширения строительства углепроводов затра¬
ты на обезвоживание стали бы занимать значитель¬
ную долю в общем расходе средств, ухудшая эконо¬
мику гидродобычи. Так возник вопрос: нельзя ли
приготовить угольную пульпу таким образом, чтобы
она поддавалась прямому сжиганию в топках элек¬
тростанций? Иначе говоря, нельзя ли так смешать
угольный порошок с водой, чтобы эту смесь можно
было бы беспрепятственно предавать огню? Стран¬
ный, казалось бы, вопрос: будет ли гореть вода?
И все-таки проблема была успешно решена. Это¬
му предшествовало немало опытов в научных лабо¬
раториях и на стендах. Удалось найти правильный
гранулирующий состав угля и максимально допусти¬
мую его концентрацию в пульпе. Создали и распы¬
лительную аппаратуру. Оригинальный проект про¬
шел проверку на Беловской ГРЭС. Топливо, отмытое
мониторами, прямо из-под земли пошло туда по тру¬
бопроводу. А через них — в топки электростанции.
И представьте себе — стало гореть!
Преимуществ у сжигания угольной суспензии не¬
мало, Оно вполне поддается механизации и автома¬
тизации, имеет высокую надежность и безопасность.
При транспортировке угля по железной дороге мил¬
лионы тонн его в буквальном смысле слова улетучи¬
ваются, выдуваемые из открытых вагонов ветром, да
еще засоряют воздух. Углепровод исключает потери.
К тому же при перекачке суспензии не происходит
отложения шламов, которых много скапливалось в
отвалах после обезвоживания. Только на одной из
гидрошахт Кузбасса были зарыты в землю сотни
тысяч таких отдохов. Оказалось, что и их нетрудно
превратить в суспензию, перемолов и наполовину
смешав с водой. Эксперимент на Беловской ГРЭС
стал, в сущности, проверкой нового вида топлива,
существенно удешевляющего шахтную добычу и
транспортировку угля.
К 2000 году извлечение твердого топлива гидрав¬
лическим способом может увеличиться до 30—
35 млн. т и даже больше.
94
Но есть еще более экономичный способ разработ¬
ки угольных месторождений, при котором произво¬
дительность труда превышает достигнутую на шах¬
тах раз в 10 и резко сокращает себестоимость тонны
угля.
Один из крупных бассейнов, пригодных для раз¬
работки прогрессивным способом, — Экибастузский.
Хотя на геологической карте Казахстана он обычно
изображается в виде точки (слишком мала его пло¬
щадь), значение бассейна огромно. Здесь под каж¬
дым квадратным километром поверхности залегает
150 млн. т. угля. А всего запасов — более 10 млрд. т.
Но не менее существенно то, что находятся они близ¬
ко от поверхности.
Это месторождение было известно давно. Его еще
в начале века разрабатывало Киргизское горнопро¬
мышленное общество во главе с английским пред¬
принимателем Лесли Уркартом. После революции он
же пытался получить концессию на Экибастуз, на¬
стаивая на весьма грабительских условиях.
Но широкая добыча угля в этом бассейне развер¬
нулась лишь после войны. За несколько лет был по¬
строен город в пустынной степи. Уголь Экибастуза
и вода Иртыша стали тем фундаментом, на котором
поднялся индустриальный Павлодар. Тому же обя¬
заны своим рождением алюминиевый, тракторный,
ферросплавный заводы, химический комбинат и де¬
сятки других предприятий.
В Экибастузе есть угольный пласт, мощность ко¬
торого достигает 130 м. Вспомните: в Донбассе тол¬
щина пластов часто не более метра. А тут — уголь¬
ная стена чуть ли не с 60-этажный небоскреб, что
вызывает крайнее удивление у каждого, кто попа¬
дает сюда впервые. А главная особенность добычи
здесь заключается в отсутствии шахт. С угольного
пласта просто снят слой земли, он вскрыт словно
банка консервов. Его выгребают экскаватором. Пря¬
мо на дно карьера подаются длинные железнодорож¬
ные составы.
Для разработки вскрытых пластов понадобилась
и соответствующая техника. В Экибастузе на разре¬
зе «Богатырь» применяют роторные экскаваторы.
Рабочий орган у них — многоковшовое колесо, по¬
хожее на вертикальную карусель. Каждый ковш
снабжен заостренными зубьями. Такая махина «вы¬
95
стругивает» в сутки 60 тыс. т угля. Чтобы перевезти
его, нужен железнодорожный состав длиной в 15 км.
Разрез «Богатырь» уникален: здесь добыча тон¬
ны угля обходится очень дешево. Мощность разре¬
за — 50 млн. т. в год. Он — крупнейший в мире. Но
в Экибастузе он не единственный. Местным углем
«кормятся» более двух десятков электростанций
Урала, Казахстана и Западной Сибири.
Сначала казалось, что главное — это наращи¬
вать мощности разрезов, вооружать горняков тех¬
никой и увеличивать добычу топлива. Но Экибастуз
очень скоро начал ставить одну проблему за другой.
В местных углях содержится немало глинозема —
сырья для алюминиевой промышленности, которое
не используется, хотя в Прииртышье есть алюминие¬
вый завод.
Вторая проблема еще сложнее. Уже в 1975 году
Экибастуз давал почти четверть всесоюзной добычи
топлива открытым способом. После этого объем раз¬
работок здесь непрерывно возрастал. Чтобы пере¬
везти десятки миллионов тонн угля в год на электро¬
станции страны, уже требовалось такое количество
вагонов, которого железнодорожники при всем же¬
ланий не могли предоставить. Вот тогда и возник
вопрос: а есть ли смысл вывозить весь экибастуз-
ский уголь? Тем более что зольность его высока: в
дальний путь фактически отправляется до 30% пу¬
стой породы. Добыча обходится дешевле, чем пере¬
возка. Не лучше ли уголь сжигать на месте, а транс¬
портировать электричество?
Так родилась идея создания крупных топливно-
энергетических комплексов (ТЭК). В основе экибас-
тузского лежали следующие расчеты: при передаче
в центр страны на расстояние около 2500 км
50 млрд. кВт-ч электроэнергии экономия (по срав¬
нению с перевозками угля) составит примерно
100 млн. рублей. ЭТЭК в перспективе — это крупней¬
шие разрезы годовой мощностью 120—150 млн. т,
четыре электростанции, которые будут вырабаты¬
вать энергии больше, чем две с половиной Красно¬
ярские ГЭС и трансконтинентальная линия постоян¬
ного тока напряжением в 1500 кВ, не имеющая ана¬
логов в мировой практике.
ЭТЭК сегодня — это колоссальные разрезы, об¬
служиваемые роторными экскаваторами, пока еще
96
прежние перевозки угля на два десятка удаленных
электростанций, но также и первая Экибастузская
ГРЭС — одна из крупнейших в стране. Кроме того,
увы, опять-таки комплекс проблем.
Прежде всего та же зольность угля. Она непосто¬
янна. То идет хорошее топливо — минеральных при¬
месей не более 20%, что этот нежелательный показа¬
тель подскакивает до 55%, что означает весьма
печальный факт: более половины прибывшего на
электростанцию топлива, в сущности, оказывается не
топливом вовсе, а пустой породой. Тут, понятно, и
перерасход угля, и удорожание перевозок, и преж¬
девременный износ котлов.
Средство, предложенное горняками, явно ком¬
промиссное: смешивать разные сорта углей, с тем
чтобы получить более или менее постоянную золь¬
ность в 43%. Конечно, и такое топливо, учитывая
высокое в принципе качество экибастузского угля,
имеет высокую теплоту сгорания. Конечно, и в этом
случае, принимая в расчет дешевизну открытой до¬
бычи, киловатт-час недорог. Но признать подобное
«усреднение» качества за кардинальное решение
проблемы, разумеется, нельзя. На этом угле Экибас-
тузская ГРЭС-1 может вырабатывать лишь 80%
своей установленной мощности. Причем «усредненно¬
го» хватает только для нее. А что идет на другие
электростанции? Между тем на очереди Экибастуз-
ские ГРЭС-2 и ГРЭС-3, Южно-Казахстанская, каж¬
дая по 4000 МВт. И если всем им работать не в
полную силу из-за низкого качества угля, та потери
несложно подсчитать — миллиарды недоданных ки¬
ловатт-часов в год. Не говоря уж о порче дорогого
энергетического оборудования, о пустопорожних
(фактически) пробегах многих тысяч железнодорож¬
ных вагонов, о дополнительных горах золы, с кото¬
рой энергетики пока еще не очень-то знают, что де¬
лать.
Более успешно, по мнению ряда специалистов,
проблему со временем можно будет решить, приме¬
нив новую технологию работы паровых котлов. Этот
прогрессивный метод основан на том, что уголь сжи¬
гается в виде слоя частиц, поддерживаемых в кипя¬
щем состоянии потоком воздуха, который также
обеспечивает поступление кислорода, необходимого
для горения. Благодаря высокой эффективности сжи-
97
гання при средних температурах не происходит рас¬
плавления золы, и она поэтому не налипает на на¬
греваемые поверхности котла. В результате резко
сокращаются потери тепла. Общий КПД тепловой
электростанции, использующей эту технологию, мо¬
жет достичь 45—50%, что существенно выше, чем у
обычных ТЭС.
И у нас, и в ряде других стран (ФРГ, США, Шве¬
ция, Италия, Чехословакия) на исследовательских
установках с кипящим слоем достигнут существен¬
ный прогресс. Мощность некоторых эксперименталь¬
ных установок уже достигает 60 МВт, а в США —
даже 200 МВт.
Уже несколько лет новая технология применяет¬
ся на ряде предприятий Донбасса. Там пробовали
(и весьма успешно) сжигать... породу с шахтных тер¬
риконов. Вот такой чудо-котел! В его топке твердые
частички хорошо перемешиваются. И если есть сре¬
ди них хотя бы 20—25% горючих веществ, все ча¬
стицы выгорают без остатка. Причем способы ре¬
конструкции основных типов котельного оборудова¬
ния уже разработаны. Не первый год работает
на низкосортном угле Кураховская ГРЭС в Дон¬
бассе.
При новом методе доступна полная автоматиза¬
ция процесса сжигания топлива, улучшаются усло¬
вия труда обслуживающего персонала. Кроме более
рационального использования угля с высокой золь¬
ностью, кипящий слой позволяет пустить в дело
угольные отходы. А таких только на Украине, по
данным Академии народного хозяйства УССР, ско¬
пилось не менее миллиарда тонн. И прибавляется
ежегодно почти по 50 млн. т. Под отвалами породы,
также содержащими немалый процент угля, занято
50 тыс. га плодородной земли. Терриконы шахт «ку¬
рятся», загрязняя атмосферу пылью, окислами серы
и азота. Даже потухшие терриконы на 30% состоят
из горючих веществ, а так называемые хвосты обо¬
гатительных фабрик — на 50%. По самым скром¬
ным подсчетам, в 1 млрд. т отходов реально содер¬
жится около 300 млн. т твердого топлива. А сколько
таких отходов в стране! И все это может быть реа¬
лизовано в топках с кипящим слоем, где вроде бы
бросовая порода дает тепла столько же, сколько бу¬
рый уголь.
98
Но вернемся к открытым разработкам. Многое из
опыта Экибастуза было учтено при освоении Канско-
Ачинского бассейна в Сибири. Главным образом ис¬
пользование высокопроизводительной техники в
карьерах и создание топливно-энергетического комп¬
лекса. Этот гигант простирается на сотни километ¬
ров — почти от Кузбасса на западе до Красноярска
и Канска на востоке. В его недрах — более
600 млрд. т малозольных бурых углей. Пласты очень
мощны — 30—50 м, местами встречаются и до 100 м.
А залегают они так неглубоко —10—20 м от по¬
верхности земли, словно самой природой созданы
для открытой добычи. Таким способом можно из¬
влечь из недр по меньшей мере четверть здешних за¬
пасов. Поэтому перспективы бассейна грандиозны:
будет построено несколько сверхкрупных разрезов,
которые все вместе смогут давать к концу века до
200 млн. т твердого топлива в год. Уголь из забоев
доставят прямо на местные ГРЭС конвейеры.
Нынешний КАТЭК — это Назаровская и Бере¬
зовская ГРЭС-1, а также одноименный разрез. Все—
завидной мощности. Здесь рождается новая отрасль
промышленности для получения облагороженного
топлива, газа, химических продуктов. Над Березов¬
ской ГРЭС-1 поднимается труба из монолитного
бетона на 370 м. Такая высота необходима для сни¬
жения концентрации в атмосфере вредных выбро¬
сов. В ней монтируются коллекторы, фильтры, уло¬
вители золы и сажи. Дело в том, что в канско-ачин-
ском угле содержится очень много влаги (38—45%)
и немало вредных примесей, таких, как мышьяк и
ртуть. Очень важно, чтобы индустрия не нанесла
ущерба местной природе. В регионе 40 озер, да ка¬
ких! Инголь — в кольце лесистых холмов, ширина—
4 км, глубина — до 20 м, вода настолько прозрачна,
что видна галька на дне озера. И реки чистые, звон¬
кие на перекатах, они берут начало в горной тайге.
Невдалеке — кедровые царства, где издавна прижи¬
лись соболи, колонки, горностаи, куницы, белки, во¬
дятся и олени. Высотная труба ГРЭС здесь крайняя
необходимость. °
Не меньшее значение имеет также предваритель¬
ное облагораживание угля. Хорошие результаты да¬
ет его нагрев: удаляются большая часть влаги и
другие летучие примеси. Термоуголь можно даже пе¬
99
ревозить на большие расстояния. Другой эффектив¬
ный метод облагораживания угля — его термохими¬
ческая переработка. Получается полукокс — ценное
топливо с довольно высокой калорийностью. Из од¬
ной тонны бурого угля с влажностью 32% —325 кг
полукокса.
Обогащение, вообще позволяет улучшить качест¬
во твердого топлива. В этом нуждается уголь, до¬
бытый и в шахтах, и в карьерах. Особенно там, где
тонкие его пласты вместе с породами вскрышиг те¬
ряются безвозвратно. Не случайно обогащение —
одно из самых важных производств угольной про¬
мышленности. В СССР на специальных фабриках
перерабатывают более половины всей добычи, осво¬
бождаясь таким образом от значительной части ми¬
неральных примесей. Принцип обогащения основан
на различии плотности угля и минеральных частиц.
Их разделение производят в жидкостях повышенной
плотности, в которых тяжелые частицы пустой по¬
роды тонут, а уголь всплывает. Обогащают его так¬
же в потоке воды или воздуха.
Строительство обогатительных фабрик выгодно,
и потому оно приобретает все больший размах.
В частности, в Кузбассе. Здесь тоже широкое разви¬
тие получает открытый способ добычи. Большие гео¬
логические ресурсы бассейна (более 70 млрд. т) по¬
зволяют создавать крупные разрезы. По-видимому,
к 2000 году Кузбасс выйдет на первое место по объ¬
ему добычи в стране.
Крупный угольный комплекс разрастается также
на базе Южно-Якутского бассейна, где тоже воз¬
можны открытые разработки. Пока он включает в
себя разрез Нерюнгринский, обогатительную фабри¬
ку и одноименную ГРЭС. Комплекс расположен в
зоне БАМа и снабжает быстроразвивающийся реги¬
он дешевым твердым топливом. Это энергетический
плацдарм для освоения природных ресурсов Яку¬
тии и всего Дальнего Востока.
На территории Советского Союза находятся два
самых крупных в мире угольных бассейна — Тун¬
гусский и Ленский. Оба распложены в Восточной
Сибири. Первый простирается от Ангары до Таймы¬
ра, включает в себя бассейны Нижней Тунгуски и
Подкаменной Тунгуски. Его предполагаемые запа¬
сы — около 2,5 трлн. т угля. Фантастически богатый
100
бассейн! Второй занимает почти все среднее и ниж¬
нее течение Лены, особенно ее левобережье, и заклю¬
чает в своих недрах более 1,5 трлн. т твердого топ¬
лива. Эти черные жемчужины Сибири еще мало изу¬
чены. Их можно считать запасниками энергетики
будущего. Геологам предстоит детально обследовать
огромные территории и выявить в первую очередь
те месторождения, которые пригодны для открытой
разработки.
Как видите, ресурсы ископаемых углей распре¬
делены по территории нашей страны крайне нерав¬
номерно: всего 27% разведанных запасов приходит¬
ся на европейскую часть и 73% — на восточные рай¬
оны. А соотношение главных потребителей энергии,
как вы помните, обратное. Отсюда острая необходи¬
мость решать проблемы удешевления перевозок
твердого топлива, передачи электричества, поиски
других способов перебрасывать гигантские потоки
энергии на большие расстояния.
Поскольку строительство крупных электростан¬
ций и других предприятий по переработке угля —
дело нескорое, его еще долгое время придется пере¬
возить по железной дороге. Поэтому более экономич¬
ное сжигание его в станционных котельных, повыше¬
ние КПД всевозможных тепловых агрегатов — это
вопрос вопросов.
Как известно, уголь эффективнее используется
при укрупнении тепловых электростанций: в котлах
мощных ТЭС коэффициент использования топлива
достигает 90%, а коэффициент использования теп¬
ла—40% (в обычных котельных эти показатели
соответственно 70 и 30). Остальное тепло теряется в
атмосфере. Разработана принципиально новая си¬
стема генерирования электрического тока — магни¬
тогидродинамическая (МГД), в которой тепловая
энергия преобразуется непосредственно в электриче¬
скую (без нагрева воды и использования пара). МГД-
I енератор — он разработан в СССР — может обеспе¬
чивать коэффициент использования тепла до 60%.
При этом расход топлива сокращается в 1,5 раза*
В настоящее время ЭДГД-генераторы находятся в ста¬
дии эксперимента.
Однако и традиционные турбогенераторы не оста¬
ются неизменными — все время совершенствуются.
Экономика энергетики оказывает предпочтение все
101
более крупным агрегатам. Всего два десятка лет на¬
зад мощность выпускаемых промышленностью тур¬
богенераторов не превышала 300 МВт. Сегодня она
поднялась до 1200 МВт. Выигрыш огромный. Если,
скажем, проектная мощность ГРЭС 2400 МВт, то она
может быть достигнута установкой либо трех энер¬
гоблоков по 800 МВт, либо восьми — по 300 МВт.
В первом случае удельные капиталовложения снижа¬
ются более чем на 10%, расход топлива — на 4%.
Поэтому если в 1985 году лишь четвертая часть всех
турбогенераторов выпускалась мощностью 800—
1200 МВт, то к 2000 году их доля возрастет.
Продолжать идти этой проторенной дорогой, на¬
ращивая мощность машин, к сожалению, становится
все труднее. Известен уже и предел — генераторы
2500—3000 МВт. Дальше пути нет из-за их габари¬
тов, сложности изготовления и транспортировки к
месту монтажа. Роторы генераторов 1200 МВт уже
достигают 100—150 т. Чтобы построить, скажем,
генератор мощнее 3000 МВт, понадобится ротор-ве¬
ликан. Если этот ротор изготовить даже из самой
прочной стали, он при вращении не выдержит ко¬
лоссальных центробежных нагрузок. Металл попро¬
сту развалится на куски. Иными словами, предел
здесь положен природой. Но существует ли иной
путь?
Он обнаружился несколько лет назад, когда были
сделаны сенсационные исследования, снявшие не¬
формальный запрет с одного давнего открытия.
* * *
В 1911 году нидерландский физик X. Камер-
линг-Оннес установил, что при температурах, близ¬
ких к абсолютному нулю (—273 °С), ртуть практиче¬
ски полностью теряет электрическое сопротивление.
Явление было названо сверхпроводимостью. Ток в
этом случае передавался без потерь.
Как выяснилось, этим свойством обладают мно¬
гие металлы, сотни сплавов и даже некоторые полу¬
проводники. Открытое явлениегстали считать исклю¬
чительно низкотемпературным, поскольку более по¬
лувека поисков «теплой» сверхпроводимости не дали
почти ничего. Рекорд принадлежал сплаву ниобия с
германием (— 250 °С).
102
Практическое применение этого явления нача¬
лось с использования жидкого гелия (—269 °С). Не¬
смотря на дефицитность этого газа, большие затраты
энергии на его сжижение, сложность и дороговизну
систем теплоизоляции при таком «морозе», перспек¬
тивы широкого внедрения сверхпроводимости в тех¬
нике оценивались достаточно высоко.
И действительно, уже работают тысячи уст¬
ройств, использующих удивительное явление. Среди
них есть и очень крупные установки — электромаг¬
ниты ускорителей заряженных частиц, эксперимен¬
тальных термоядерных установок, МГД-генераторов.
Созданы даже сверхпроводниковые турбогенерато¬
ры. Главная их особенность — ротор, представляю¬
щий собой стальной сосуд-криостат, куда непрерыв¬
но подается жидкий гелий. Обмотки ротора изготов¬
лены из небольших пЪ сечению медных шин, про¬
низанных тысячами тончайших нитей — проводни¬
ков из сверхпроводящего сплава. Хитроумные ва¬
куумные камеры-изоляторы препятствуют и утечке
холода, и притоку тепла извне, заставляя «мороз»
103
работать в полную силу. Отработанный гелий не вы¬
брасывается в атмосферу, а циркулирует по замкну¬
тому контуру. Жидким он подается в ротор. Затем,
испаряясь, уже в виде газа поступает в компрессор»
где сжижается снова.
Такой турбогенератор мощностью 300 МВт впер¬
вые в мировой практике был изготовлен в цехах ле¬
нинградского объединения «Электросила». По срав¬
нению с традиционными аналогами у него почти
вдвое меньшая масса и больший КПД. Достаточно
ли надежен он? Вопрос важный. Ведь в унисон с
ним действует немало техники. Жидкий гелий надо
подавать в машины непрерывно, а доставлять его на
электростанции придется чаще всего издалека. Но у
специалистов это не вызывает тревоги. Достаточно
создать, считают они, изначальный запас сжиженно¬
го газа и постепенно его пополнять. Ведь фактиче¬
ские его потери ничтожны, поскольку он использу¬
ется в замкнутом цикле. К тому же электростанции
можно снабдить несколькими установками сжи¬
жения.
На очереди — криогенные турбогенераторы мощ¬
ностью 1000—1200 МВт. С их использованием стои¬
мость киловатта установленной мощности снизится
на 30—40%. Значительный эффект даст и повыше¬
ние КПД. Уже вполне реально изготовление особо
экономичных криогенных турбогенераторов на
5000 и более МВт.
И все-таки вопрос о возможности сверхпроводи¬
мости при более высоких температурах не был снят.
Действительно, крайне заманчиво полностью ис¬
ключить потери электрической энергии также на ее
передаче и распределении. Ведь на компенсацию
этих потерь работает каждая третья электростанция!
Но жидкий гелий дорог, а прогресс, увы, не торо¬
пился открывать двери по дороге к «теплой» сверх¬
проводимости. Многие исследователи стали весьма
пессимистично смотреть на это дело.
И вдруг в конце 1986 года мир облетела сенса¬
ция: швейцарские ученые Дж. Беднорц и К. Мюл¬
лер сообщили об открытии сверхпроводимости у
керамики лантан-барий-медь-кислород при темпера¬
туре выше —243 °С. В физических лабораториях
ряда стран немедленно были предприняты попытки
повторить эксперименты швейцарцев. Как выясни¬
104
лось, они не ошиблись. Больше того, вскоре пришли
сообщения из Японии, США и Китая о сверхпрово¬
димости керамики лантан-стронций-медь-кислород
при температуре —233 °С. Аналогичные результаты
были получены в нашей стране. В феврале 1987 го¬
да американские исследовательские группы (Хью¬
стонский и Алабамский университеты) обнаружили
сверхпроводимость в керамиках из иттрия, бария,
меди и кислорода при температуре —180°С. Весной
того же года в США и в Советском Союзе (Физиче¬
ский институт АН СССР) планка рекордной сверх¬
проводимости была поднята еще выше. Сверхпро¬
водимость в керамике на основе иттрия, приготов¬
ленной в ФИАНе, начиналась при —171°С.
Интенсивное исследование новых материалов
расширило их перечень. Стало ясно, что открыт об¬
ширный класс керамик с удивительными свойства¬
ми. В США и в СССР были обнаружены неустойчи¬
вые фазы таких керамик, в которых наблюдались
переходы в сверхпроводимость всего лишь при
—23 °С. К сожалению, такие образцы с течением
времени меняли свои свойства и переходы исчезали.
Наконец, в августе того же года сотрудникам Мери¬
лендского университета удалось создать материал,
который устойчиво оставался сверхпроводником при
многоразовом использовании: около —20°С. Ориги¬
нальный материал состоит из иттрия, стронция, ба¬
рия и окиси меди.
Так процесс появления сверхпроводимости, пере¬
шагнувший за несколько месяцев сначала порог ге¬
лиевых (—269 °С) и водородных (—252,8 °С) темпе¬
ратур, затем неоновых (—246 °С), наконец, азотных
(—196 °С), приблизился к «морозцу» домашнего хо¬
лодильника.
Между тем ситуация использования сверхпрово¬
димости в энергетике коренным образом меняется,
если надо поддерживать низкую температуру уже не
на гелиевом, а хотя бы на азотном уровне: эффек¬
тивность криогенного цикла повышается в десятки
раз, не говоря уже о том, что жидкий азот раз в
20 дешевле жидкого гелия, его можно получать из
воздуха.
А прорыв в глубины нового явления природы
продолжался. В августе 1987 года из Японии сооб¬
щили о керамике, в которой при температуре
105
плюс (!) 58 °С наблюдалось резкое падение сопротив¬
ления хотя и не до нуля, но тем не менее до величи¬
ны меньшей, чем у самой чистой меди.
Подобные наблюдения то и дело повторяются в
различных лабораториях мира. Так что есть осно¬
вания считать сверхпроводимость явлением универ¬
сальным, которое может реализовываться при самых
разных температурах.
Ученые считают, что получение сверхпроводя¬
щей керамики по широте применения и своему зна¬
чению можно приравнять к созданию полупровод¬
ников и лазеров: они, как известно, вторглись во
многие области науки, техники, медицины и куль¬
туры. Исключительная важность нового научного
события в физике получила подтверждение также
тем, что Дж. Беднорцу и К. Мюллеру за их пионер¬
скую работу была присуждена Нобелевская премия.
Нетрудно себе представить, как высокотемпера¬
турная сверхпроводимость может повлиять на раз¬
витие электроэнергетики. Скажем, на передачу мил¬
лиардов киловатт-часов из Канско-Ачинского, Эки-
бастузского и других отдаленных энергокомплексов.
Сверхпроводимая кабельная линия, имея сравни¬
тельно небольшое сечение, позволит перебрасывать
на тысячи километров колоссальные потоки энергии
практически без потерь. А вернее сказать, с потеря¬
ми, настолько малыми, что они не идут ни в какое
сравнение с тем, что пожирают традиционные воз¬
душные ЛЭП даже сверхвысокого напряжения. При¬
чем, оторвавшись от гелиевых температур, такая ка¬
бельная линия становится ненамного дороже суще¬
ствующих дальних электропередач. К тому же
появляется возможность сократить число ступеней
преобразования напряжения, что тоже благоприятно
скажется на экономике энергетики.
И еще. Для наиболее рационального использова¬
ния энергоресурсов в единой системе электроснаб¬
жения обязательно должно быть как бы пассивное
звено — аккумулятор энергии. Иначе в часы пик
электростанции вынуждены работать на пределе воз¬
можного, а в иное время суток — с явной недо¬
грузкой. Таких «накопителей» желательно иметь
примерно 10—15% от генерирующих мощностей.
Долгое время из всех возможных методов «загото¬
вок» электричества впрок находили применение
106
только гидроаккумулирующие станции, у которых,
откровенно говоря, немало недостатков: низкий
КПД (60—70%)» неблагоприятное воздействие на
окружающую среду и, конечно, зависимость от гео¬
графических условий — не всюду для такого обшир¬
ного «хранилища», да еще с постоянно меняющим¬
ся (и сильно) уровнем воды найдется место. Ведь
агрегаты гидроаккумулирующих станций ночью
обычно работают как насосы, перекачивая воду в
ьерхний бьеф, а в моменты пиковых нагрузок сбра¬
сывают ее, пропуская через себя накопленный запас
и давая в сеть энергию.
Сверхпроводниковый индуктивный накопитель,
в котором энергия аккумулируется в виде магнит¬
ного поля, имеет явные преимущества, особенно ес¬
ли он «высокотемпературный». Его КПД достигает
98%» он экологичен и занимает сравнительно не¬
большую территорию.
Масштабы экономии электроэнергии за счет мас¬
сового применения «теплой» сверхпроводимости мо¬
гут быть столь велики, что, по-видимому, встанет
вопрос о радикальном пересмотре сложившейся стра¬
тегии развития топливно-энергетического комплекса.
Однако в данном случае успех — вопрос не толь¬
ко изобретательности, но и времени. Не следует за¬
бывать, что между лабораторными открытиями и
промышленными образцами, да еще поставленными
на поток, существует немалая дистанция, которая
пролегает, можно сказать, по пересеченной мест¬
ности.
* * *
Но никакие ухищрения техники пока, увы, не
избавляют сжигание угля в топках паровых котлов
от одного из главных пороков этого способа получе¬
ния электроэнергии — от его неэкологичности. Меж¬
ду тем загрязнение атмосферы вредными выбросами
даже не очень дымящих труб и тепловыми отходами
уже принимает глобальный характер. И дело отнюдь
не в какой-то особой «ядовитости» каждой тепловой
электростанции. Загрязнения, кажущиеся порой не¬
значительными, сливаясь в общий поток, могут ста¬
новиться катастрофичными, нарушать сложившееся
в природе равновесие. Например, велик ли выхлоп
107
одного автомобиля? А все вместе в большом городе
они способны настолько отравлять воздух, что в не¬
которых городах мира регулировщикам на перекре¬
стках не обойтись без кислородного аппарата. Еще
губительнее для окружающей среды целого региона
бывает чрезмерная концентрация в нем промышлен¬
ных предприятий, в том числе тепловых электро¬
станций.
Первоначально на базе открытых угольных раз¬
работок КАТЭКа предполагали построить 10 мощ¬
нейших ТЭС. На каждой ежегодно в отвалы будет
уходить 1,2 млн. т золы и шлака. Достаточно не¬
сложных арифметических действий (умножить на 10
и еще на множество лет работы трудолюбивой брига¬
ды всех предполагаемых ТЭС), чтобы прийти в ужас
от того будущего, которое может ожидать край кри¬
стально чистых озер и девственно зеленой тайги.
Экологи изучили также воздействие на окружаю¬
щий лес газообразных отходов электростанций.
В принципе он же прекрасный очиститель атмосфе¬
ры. Но и ка нем, как выяснилось, начинает угнета¬
108
юще сказываться присутствие электростанции, если
мощность ее достигает миллиона киловатт. Стало яс¬
но, что окружающая природа при всех своих замеча¬
тельных восстановительных свойствах не выдержит
выбросов десяти труб. Ведь каждый энергоблок со¬
временной крупной электростанции ежечасно вы¬
брасывает через дымоходы более 4 млн. м3 отходя¬
щих газов, содержащих примерно 1 тыс. т углекис¬
лого газа, 4 т вредных соединений азота и серы.
Все эти исследования и легли в основу рекомен¬
дации ученых: сократить в КАТЭКе число предпо¬
лагаемых «миллионников», а отработанные уголь¬
ные карьеры обязательно рекультивировать посадка¬
ми лесов.
Экологическая проблема отнюдь не специфично
сибирская. Она касается всей страны. Наибольшую
опасность представляет загрязнение воздуха в горо¬
дах и их окрестностях. Понятно, что «вклад» тепло¬
вых электростанций, работающих на угле, здесь зна¬
чителен. Скажем, общий выброс двуокиси серы пре¬
высил 20 млн. т в год. Ее основной источник — ТЭС,
использующие высокосернистые угли. Сернистые
соединения распространяются на значительные рас¬
стояния, приводят к возникновению кислотных дож¬
дей, наносящих ущерб лесам, сельскохозяйственной
продукции (особенно овощам), а также историческим
памятникам, зданиям. В Волгограде, например, от
таких выбросов получил повреждение памятник
«Родина-мать» на Мамаевом кургане.
Такое положение не только в нашей стране. В не¬
которых еще хуже. Утешение, конечно, слабое —
суть не в нем, а в том, что проблема приняла обще¬
планетарное значение. В США ежегодно выбрасы¬
вается в атмосферу около 150 млн. т вредных ве¬
ществ. На электростанциях Европы начиная с 70-х
годов резко возросло (в связи с подорожанием нефти)
потребление каменного угля. Предполагается, что к
1992 году оно может достичь 1,5 млрд. т, хотя всего
десять лет назад было почти на треть меньше. В ито¬
ге если в начале 80-х годов в атмосферу Европы по¬
ступало от сжигания угля примерно 60 млн. т. дву¬
окиси серы, то в 90-х эта принудительная нагрузка
новой угольной эры превысит 70 млн. т. Причем не¬
смотря на то, что за последнее время многие запад¬
но-европейские страны приняли меры для сокраще¬
109
ния выбросов серы. К сожалению, экономические
факторы пока не позволяют перейти и на энер¬
гоносители, менее загрязняющие окружающую
среду.
Существенно также, что двуокись серы легко пе¬
реносится ветром через границы государств и, та¬
ким образом, проблема становится международной.
Впрочем, почти у каждой страны хватает своих эко¬
логических грехов. Английскую природу, например,
особенно безжалостно донимают кислотные дожди.
Они с каждым годом льют все чаще, отравляя леса,
поля и озера страны. В отдельных ее районах от
кислотных дождей пострадало до 2/3 хвойных де¬
ревьев. Но Англия не может винить в этом своих
соседей. Главные виновники — британские электро¬
станции, работающие на угле. Их выбросы в атмос¬
феру серы в последнее время увеличиваются на
200 тыс* т в год.
Усилиями ученых разных стран разработаны ме¬
тоды борьбы с коварным противником, но говорить
о победе преждевременно. В Японии и США для
очистки от оксидов азота отходящих газов тепло¬
вых электростанций используют платино-ванадие-
вые катализаторы и аммиак. Это очень дорогие ус¬
тановки, а срок службы катализаторов незначите¬
лен. В СССР для той же цели применили дешевый
полукокс, приготовленный из бурого угля. В прин¬
ципе метод оправдал надежды ученых, но пока он
находится на стадии испытания опытно-промышлен¬
ных установок. К тому же он ведь очищает дымы
только от оксида азота. А надо удалять из них все
другие вредные соединения.
Все больше завоевывает умы вот какая парадок¬
сальная идея: использовать ресурсы угля, не поль¬
зуясь ... углем.
В принципе-то идея уголь без угля не нова. Еще
на рубеже XVIII и XIX столетий в Англии были
сконструированы приборы для получения светиль¬
ного газа из угля. А вскоре огни газовых фонарей
зажглись на улицах Лондона, Парижа, американ¬
ской Балтиморы, затем — в Берлине, Петербурге,
Москве, Одессе. Газовые заводы задымили во многих
других городах. Обратите внимание: «задымили».
Да, чисто горел только сам газ в фонарях. А заводы,
увы, дымили.
110
Почти столетие продолжалось триумфальное ше¬
ствие газового освещения по разным странам, пока
его не вытеснила электрическая лампочка. Но газо¬
вые заводы не закрылись. Поныне во всем мире на
них вырабатывают из угля газ. И у нас тоже, особен¬
но вблизи от крупных залежей угля — в Донбассе,
Кузбассе и Караганде. Это, конечно, облегчает лю¬
дям быт, но не освобождает атмосферу от загряз¬
нения. К тому же для газовых заводов уголь надо,
как обычно, добывать и перевозить. А нельзя ли по¬
лучать горючий газ непосредственно из пласта, не
поднимая уголь на поверхность?
Сделать это впервые предложил великий русский
химик Д. И. Менделеев. Много лет спустя его идея
и легла в основу подземного газогенератора, где
угольный пласт горит при малом доступе воздуха.
Две крупные станции подземной газификации ныне
работают в Кузбассе и в Узбекистане. У таких стан¬
ций много преимуществ: высвобождается большое
количество рабочих, отпадает необходимость в добы¬
че угля, в его перевозках, не нужно вынимать пу¬
стую породу и занимать большую территорию под
терриконы. Наконец, электростанции меньше загряз¬
няют атмосферу, поскольку в их топках сжигается
горючий газ, а не уголь.
К сожалению, газификаторам при этом прихо¬
дится терпеть и ряд совершенно неприемлемых ве¬
щей. Невысок КПД. У получаемого газа низкая теп¬
лота сгорания. Потери в недрах велики — до 20%.
Да и постройка станции сложна и трудоемка. Види¬
мо, поэтому они и не получили пока распространения.
Многие ученые считают, что новую главу в ис¬
тории использования угля может открыть принци¬
пиально иная технология: химическое преобразова¬
ние его в жидкое топливо. Теоретически процесс хо¬
рошо известен. Он заключается в добавлении водо¬
рода к углероду, содержащемуся в каменном угле.
Процесс успешно идет при высокой температуре и в
присутствии катализатора.
Но искусственное топливо из угля долгое время
получалось гораздо более дорогим, чем природные
нефть и газ. Прогресс здесь наметился по двум на¬
правлениям. Во-первых, начиная с 70-х годов нефть
на мировом рынке сильно подорожала (правда, в
последние годы опять несколько подешевела). Во*
111
вторых, что особенно важно, советские ученые пред¬
ложили ряд оригинальных способов переработки
твердого топлива в жидкое. Один из них требует
энергии и затрат существенно меньше, чем все преж¬
ние технологии. И стоимость конечных продуктов
ниже. Кроме того, вся аппаратура герметична, дей¬
ствует в замкнутом цикле. В основе технологической
схемы лежит обработка угля парами органического
растворителя при очень высокой температуре. Зна¬
чительная часть угля превращается в газовый экст¬
ракт. Его нетрудно отделить от твердого остатка. Не¬
сложно также извлечь и растворитель для повтор¬
ного использования. После обогащения водородом и
охлаждения получается готовый продукт, близкий
ко своим свойствам к нефтяному мазуту. Он содер¬
жит очень мало серы (сотые доли процента) и мо¬
жет использоваться как котельное топливо.
На базе Березовского месторождения в Канско-
Ачинском бассейне новая установка способна да-
ьать в сутки 75 т искусственного мазута. Энергети¬
ческой программой СССР предусмотрено произво¬
дить из канско-ачинских бурых углей большое
количество жидкого и моторного топлива. Однако
объемы этого производства вряд ли в обозримом
будущем станут настолько велики, чтобы составить
серьезную конкуренцию природным нефти и газу.
(Таким образом, хотя до конца столетия уголь в
нашей стране будет одним из основных видов энер¬
гетического топлива, всех проблем современной энер¬
гетики он тоже не снимает.) Вряд ли мы сможем
примириться с лунными кратерами, остающимися
на месте отработанных карьеров, с бесконечной че¬
редой тяжеловесных угольных эшелонов, перебра¬
сываемых за тысячи километров, с кислотными дож¬
дями, отравляющими наши поля, леса и воды, с
загрязнением атмосферы, которое из года в год
становится для нас все более нетерпимым бременем,
угрожающим здоровью*
Но если и не уголь, то что же? Впрочем, реалис¬
тичнее задаться иным вопросом: если не только
уголь, то чьим будет другое плечо, па которое смо¬
жет надежнее всего опереться наша энергетика?
АКТИВНАЯ ЗОНА
Сначала вдали появилась серебристая башня —
градирня, похожая на шахматную ладью. Она стоя¬
ла за поселком энергетиков. За ней — вторая. По¬
том, когда дорога сделала петлю, те же башни стали
рфупнее. Теперь они были как бы за Доном: излу¬
чина реки, обширный зеленый луг, а за ним — се¬
ребристые гиганты, в которых охлаждали воду.
Обогнув поселок, шоссе вылетело к маленькой
железнодорожной станции и, свернув около нее в
сторону, понеслось асфальтированной стрелой даль¬
ше — мимо молодых сосен. Они мелькали справа.
Слева же бежала стальная колея — однопутка. Уди¬
вительнейшая железная дорога!
Прежде всего поражала то ли заброшенность ее,
то ли неосвоенность. Она выглядела так, будто, ис¬
пытав пригодность новой линии, ею почему-то пере¬
стали пользоваться. Однако это предположение сразу
отпало, поскольку вдали раздался гудок тепловоза,
а вскоре появился и он сам с прицепом пассажир¬
ских вагонов. Это был обычный, явно не перепол¬
ненный пригородный поезд.
Он исчез вдали, мигнув напоследок красными
огоньками последнего вагона. Затих перестук его
колес, и впечатление заброшенности линии верну¬
лось. Между шпал сквозь светло-серый, почти не за¬
маранный мазутом щебень пробивалась трава. И это
на линии, ведущей к электростанции!
Я много видел подъездных путей около других
ТЭС. Каждый раз это была настоящая паутина же¬
лезнодорожных линий, по которым громыхали не¬
скончаемые вереницы вагонов, груженных углем,
или цистерн с мазутом. Стрелки, светофоры, манев¬
^ Заказ 128
113
ровые тепловозы, сцепщики, осмотрщики, ремонтни¬
ки путей — все это громыхало, лязгало тарелками
буферов, отбивало свои ритмы на стыках рельсов,
погуживало, посвистывало, покрикивало, суетилось
среди черной пыли, запахов нефтяных выхлопов,
смазочных масел, битумных пропиток.
А тут ничего подобного: безлюдье, тишина и зе¬
леная трава между шпалами.
Вот остались позади последние деревья, и огром¬
ные градирни предстали во всей своей крупности,
одетые в ажурные металлические фермы. Рядом
стояло здание с надписью на фасаде: «Пусть будет
атом рабочим, а не солдатом!» Здесь начиналась
территория Нововоронежской атомной электро¬
станции.
...Еще пол века назад ядерная физика была «чис¬
той» наукой, которая не могла иметь (так казалось
даже тем, кто ею занимался) практического значе¬
ния. В 1933 году в одном из писем великий англий¬
ский ученый Э. Резерфорд, предложивший плане¬
тарную модель атома и осуществивший первую
искусственную ядерную реакцию, писал: «Превра¬
щения атомов представляют исключительный инте¬
рес для ученых, но мы не можем управлять атомной
энергией, в такой степени, чтобы это имело какую-ни¬
будь коммерческую ценность. И я считаю, что вряд
ли мы когда-нибудь будем способны это сделать».
Через год его итальянский коллега Э. Ферми об¬
наружил, что при бомбардировке урана нейтронами
образуются радиоактивные элементы. А еще пять
лет спустя молодые советские физики Ю. Б. Хари¬
тон и Я. Б. Зельдович теоретически показали воз¬
можность осуществления цепной реакции деления
ядер урана-235 и даже сделали ее расчет, установив
таким образом принципиальную возможность ее
осуществления. Тогда же двое других советских уче¬
ных — Г. Н. Флеров и К. А. Петржак открыли са¬
мопроизвольное деление ядер урана, а также то, что
поток нейтронов, возникающий при этом, может вы¬
звать цепную реакцию. Когда подсчитали энергию,
которая в состоянии выделиться при расщеплении
1 кг урана, то она оказалась равной той, что полу¬
чают при сжигании 2500 т угля.
И наконец, всего через 20 лет после тех проры¬
вов научной мысли в область неизведанного атом¬
114
ный реактор маленькой электростанции в Обнинске,
что находится на северо-востоке Калужской облас¬
ти, привел в действие турбогенератор, который дал в
систему Мосэнерго свой первый ток. Так ядерная
энергия была поставлена на службу людям. До это¬
го, увы, была трагедия Хиросимы и Нагасаки. Эру
же атомной цивилизации надо отсчитывать с даты
рождения именно скромной (мощностью всего в
5 тыс. кВт) Обнинской электростанции — с июня
1954 года. Думается, ради этого делали свои откры¬
тия великие ученые века. Ф. Жолио-Кюри, А. Эйн¬
штейн, Н. Бор, Э. Ферми незримо присутствовали в
стенах этой электростанции — прямой наследницы
их идей. Присутствовали рядом с советскими физи¬
ками, во главе с их признанным лидером И. В. Кур¬
чатовым.
Да, это была маленькая электростанция: скром¬
ный турбинный зал, небольшие по нынешним мас¬
штабам турбогенераторы. И при всей ее сенсационно¬
сти голос Обнинской АЭС, раздавшийся через девять
лет после грохота Хиросимы, казался еще безна¬
дежно слабым. Многим представлялось, что его от¬
звук в виде большой серии крупных предприятий
принципиально новой энергетики еще очень неско*
ро раскатится по всему свету.
Между тем ее голос был услышан во многих
странах. Атомная энергетика стала развиваться до¬
вольно быстро.
У нас опыт первой АЭС на какое-то время опре¬
делил выбор даже типа реактора.
Дело в том, что в основе действия АЭС лежит
процесс деления ядра урана-235 (или плутония-239),
когда в него попадает нейтрон. При этом ядро разва¬
ливается на два осколка, испуская два-три своих
нейтрона. В определенных условиях такой процесс
самоподдерживается: образовавшиеся нейтроны вы¬
зывают деление следующих ядер и т. д. Идет цеп¬
ная реакция. Осколки ядер, отталкиваясь друг от
друга, поскольку они заряжены одноименно, разле¬
таются в противоположных направлениях. Электри¬
ческие силы отталкивания, разгоняя их до весьма
больших скоростей, создают ту энергию, которая,
передаваясь другим атомам, быстро растрачивается,
переходя в энергию беспорядочного теплового дви¬
жения молекул среды, в которой происходит деле-
115
кие. Растраченная и рассеянная энергия осколков
идет, таким образом, на нагревание этой среды.
Для нормальной работы теплового реактора ну¬
жен также замедлитель нейтронов. В качестве тако¬
вого в Обнинске был принят графит. Теплоносите¬
лем стала вода. Она, кстати, тоже хороший замед¬
литель и дешева. Такой реактор не требует прочного
металлического корпуса (а значит, и завода,
где эти корпуса надо делать). Внутри графитовой
кладки проделаны сквозные канады, в которые за¬
ложены урановые стержни. В стержнях идут про¬
цессы расщепления с выделением тепла.
Циркулирующая в реакторе вода превращается
в пар, который и приводит во вращение обычный
турбогенератор. Отработанный пар конденсируется
и возвращается обратно в активную зону реактора.
Бетонная оболочка поглощает нейтроны и жесткое
гамма-излучение, защищая от них обслуживающий
персонал.
Регулируют работу атомного котла с помощью
стержней из вещества, хорошо поглощающего ней¬
троны. Вдвинув их в реактор до конца, в нем мож¬
но полностью остановить процесс ядерного деления.
Удачный опыт Обнинской станции определил ус¬
тановку на некоторых последующих, более мощных
АЭС — Белоярской, Ленинградской, Курской и Чер¬
нобыльской — реакторов (усовершенствованных, ко¬
нечно) именно такого же типа. Мощностью они об¬
ладали уже несравненно большей — до 1 млн. кВт
(1000 МВт).
К этому времени с ними вступили в соревнова¬
ние реакторы принципиально другого типа — так
называемые водо-водяные энергетические (ВВЭР).
У них свои преимущества: высокая заводская го¬
товность, компактность, меньшая трудоемкость при
монтаже на месте. Это соревнование стимулировало
технический прогресс. Наши ВВЭР получили широ¬
кое распространение в СССР и в других странах.
Реактор заключен в стальной корпус и работает
под высоким давлением. В этом корпусе и размеще¬
на активная зона, т. е. множество тепловыделяю¬
щих элементов-стержней (твэлов), заполненных таб¬
летками из спеченной двуокиси слабообогащенного
урана. Еще одна особенность ВВЭР. Вода, нагретая
в реакторе до 320 °С и ставшая радиоактивней,
116
дальше замкнутого контура не уходит. Она переда¬
ет тепло через стенки многочисленных труб другой
воде — нерадиоактивного контура, доводит ее до ки¬
пения, и уже отсюда обычный сухой пар под давле¬
нием поступает в турбины. Таковы машины Новово¬
ронежской АЭС. На ней первой стали устанавливать
такие.
Хотите посмотреть атомную электростанцию?
Пошли.
...За каждым ее блоком выстроился ряд огром¬
ных трансформаторов. Со своими растопыренными
изоляторами они похожи на каких-то фантастиче¬
ских роботов.
Когда идешь по территории Нововоронежской
АЭС, словно листаешь страницы недавней истории
советского атомного машиностроения. Первый ее
блок: пущен в 1964 году, мощность была 210 МВт,
которую затем модернизацией удалось существенно
увеличить. Второй блок: новые усовершенствования
реактора и в результате — 365 МВт. Третий и чет¬
вертый блоки: хорошо испытанные реакторы стали
серийными, размеры сохранились те же, а мощ¬
ность — 440 МВт. Пятый: 1000 МВт.
Чтобы попасть в центральный зал одного из бло¬
ков, туда, где расположен реактор, нужно пройти
довольно сложную процедуру. Все начинается с раз¬
девалки. Здесь сотрудники, которым предстоит ра¬
ботать в «грязной зоне», надевают хлопчатобумаж¬
ные комбинезоны, колпаки, похожие на поварские,
нитяные перчатки и специальную обувь. Все белое.
Получив у дозиметриста кассету с рентгенов¬
ской пленкой внутри (контроль радиации), минуем
длинный, хорошо освещенный коридор. Белые одеж¬
ды, пол, выстеленный белым пластиком. Не правда
ли, это напоминает медицинское учреждение? Но
таково веление времени: промышленности все чаще
требуется стерильная чистота.
Медленно открывается тяжелая дверь. За ней —
центральный зал. Сотрудники станции расходятся
гсо рабочим местам.
Первое, что здесь поражает, — это ощущение
простора. Высокий потолок, размах стен и пола, вы¬
стланного все тем же белым пластиком.
Посреди зала возвышается массивный красный
колпак — металлическая защитная крышка реакто¬
117
ра. Под ней, в каких-нибудь 15 м ниже пола, идет
таинственная и грозная реакция деления ядер ура¬
на. Стремительный поток нейтронов замедляет
обычная вода — из Дона. Она же уносит тепло, что¬
бы выработать пар.
В стороне — лестница. Спустимся по ней двумя
этажами ниже.
Коридор кольцом охватывает реактор. Низкий
потолок. Массивные металлические двери, с рычаж¬
ными запорами. Это помещение здесь называют па¬
лубой. За дверями — боксы, в которых находятся
главные циркуляционные насосы. Боксы действи¬
тельно напоминают тесные корабельные отсеки.
Кроме обычного освещения, тут горят зеленые лам¬
пы дозиметрического детектора. До активной зоны
реактора — не более б м. Если радиация здесь пре¬
высит безопасную норму, вместо зеленого загорится
красный сигнал и раздастся тревожный звонок.
Насосы гонят в реактор целую реку воды. О лю¬
бом изменении в его работе и в радиационной об¬
становке вокруг него немедленно становится извест¬
но на пульте управления.
Поднимемся и туда. Просторное помещение.
Почти во всю ширину его собственно пульт в виде
длинного стола с наклонной поверхностью, на кото¬
рой расположены ряды кнопок, рукояток, переклю¬
чателей. Во всю стену перед пультом — схемы цир¬
куляционных петель. Рядом — приборы, регистри¬
рующие температуру и давление воды в петлях.
Простым нажатием кнопки информационно-вы¬
числительной машины инженер-оператор может по¬
лучить сведения о любой из сотен точек реакторной
системы. Одновременно машина вычислит тепловую
мощность реактора в данный момент, расход воды,
пара и даже коэффициент полезного действия.
И обязательно запишет выданную справку на широ¬
кой бумажной ленте печатного устройства.
Мощность реактора регулируется подъемом и
спуском кассет с ядерным топливом. В случае ава¬
рийной угрозы группа кассет автоматически в тече¬
ние считанных секунд будет выведена из активной зо¬
ны. В каждой такой кассете — множество цирконие¬
вых трубок, твэлов с таблетками обогащенного урана.
На самом видном месте перед пультом управле¬
ния— табло, которое здесь называют круг. Это то¬
118
же схема. Так расположены кассеты в реакторе: бе¬
лыми шестиугольниками обозначены неподвижные
кассеты, красными — подвижные. Достаточно на¬
брать шифр любой из них, чтобы тотчас светящееся
окошко сообщило, как высоко она поднята в реак¬
торе.
Заданный режим его работы поддерживается ав¬
томатически. С этим отлично справляется электрон¬
ный помощник. Когда же нужно изменить ре¬
жим, инженер-оператор прибегает к ручному управ¬
лению.
Многолетний опыт эксплуатации Нововоронеж¬
ской АЭС доказал надежность и экономичность ре¬
акторов ВВЭР. Здесь киловатт-час электроэнергии
обходится дешевле, чем на многих обычных тепло¬
вых электростанциях. Не говоря уж о том, что те
потребляют за год сотни эшелонов угля или мазута,
а на Нововоронежскую АЭС топливо доставляют
раз в год. И умещается оно в одном вагоне. Потому-
то на железной дороге, ведущей к ней, и растет
между шпал трава, что возят по ней главным обра¬
зом сотрудников станции с работы и на работу раза
два в сутки да изредка — кое-какие строительные
грузы.
Нововоронежская АЭС стала школой атомной
энергетики. Здесь проходили стажировку будущие
сотрудники всех тех электростанций, которые со
временем тоже оснастили реакторами типа ВВЭР.
А таких теперь множество. И у нас, и в других стра¬
нах. Они работают буквально во всех климатиче¬
ских поясах. На Кольском полуострове — в суровых
условиях Севера, на Украине, в Калининской об¬
ласти.
Надежность тех же реакторов проверена годами
эксплуатации АЭС в Болгарии, Венгрии, Чехослова¬
кии, Польше, Германской Демократической Респуб¬
лике, Финляндии. По подсчетам венгерских специа¬
листов, себестоимость электрической энергии по¬
строенной у них АЭС на 20% ниже, чем импорт из
других стран, на треть ниже, чем с Дунайских ГЭС,
на 10% меньше, чем с теплоэлектростанций, рабо¬
тающих на местном угле.
АЭС можно строить именно в тех местах, где
нужна энергия, что уменьшает ее потери при пере¬
даче. А обычные ТЭС приходится строить ближе к
119
месторождениям топлива, особенно если это твердое
топливо.
Кстати сказать, не всегда тепло надо перераба¬
тывать в электроэнергию. Его можно использовать
непосредственно. Первый такой опыт был еще на
Белоярской АЭС, где тепло реактора грело жилые
дома в поселке энергетиков. Позже в Билибинск-
Чаунском горнопромышленном районе Восточ¬
ной Сибири построил атомную теплоцентраль,
которая обеспечила район и теплом, и электриче¬
ством.
Советский Союз один из первых начал соору¬
жать промышленные атомные станции теплоснабже¬
ния, так сказать, атомные котельные: в Горьком и в
Воронеже. Обе — по 500 МВт. Для обеспечения пол¬
ной безопасности на них применены три контура с
теплоносителем вместо обычных двух. Первый от¬
водит тепло из активной зоны реактора и нагревает
теплоноситель второго контура, который не контак¬
тирует с реактором, и потому нерадиоактивен. Далее
нагревается третий контур, несущий тепло потреби¬
телю. Давление в нем превышает давление во вто¬
ром, так что в случае утечек радиоактивная вода в
сеть потребления попасть не может.
В европейской части СССР атомная энергетика
занимает видное место. Да и в топливно-энергетиче¬
ский баланс всей страны она вносит всевозрастаю¬
щий вклад. Еще в 1980 году ее доля приближалась
к 6%. Пять лет спустя достигла 11%.
Как вы помните, основные ресурсы нефти, угля,
газа находятся в азиатской части страны, далеко на
востоке, тогда как 4/б потребления электричества и
тепла приходится на ее европейскую часть. Дальняя
транспортировка с востока на запад по железным
дорогам, где уже чуть ли не половина грузооборота
приходится на перевозки топлива, трудна и связана
с нежелательной напряженностью транспорта. Это
одна из главных причин форсированного строитель¬
ства в СССР крупных АЭС.
Атомная энергия стала технически освоенным и
конкурентоспособным ресурсом. Она вошла в жизнь
человечества. Около трех десятков стран располага¬
ют собственными АЭС. А всего в мире уже действу¬
ет или строится более 400 реакторов. В энергетике
ряда стран они играют ведущую роль. В Швейцарии
120
на их долю приходится больше трети всей произво¬
димой энергии. Они выгодны во многих отношени¬
ях. Прежде всего полностью независимы от место¬
нахождения урановых рудников благодаря ком¬
пактности ядерного горючего и продолжительности
его использования. Наверное, поэтому в Бельгии
каждый второй киловатт-час электричества тоже
произведен на АЭС. Конечно, они требуют, чтобы
поблизости был крупный источник воды для охлаж¬
дения реакторов (можно даже морской), но такой
же источник необходим любой тепловой электростан¬
ции. Чем мощнее блоки АЭС, тем они экономичнее.
Не случайно во Франции они уже дают больше 2/з
всей производимой в стране энергии. Количество
промышленных реакторов в США перевалило за
сотню. После «энергетического кризиса» начала
70-х годов, когда цена на нефть на международном
рынке буквально взвилась вверх, ядерная энергети¬
ка доказала, что из всех альтернативных источни¬
ков она наиболее подготовлена (хотя бы в технико¬
экономическом отношении) к вытеснению жидкого
топлива из электроэнергетики ведущих западных
стран. Именно это и привело там к быстрому увели¬
чению числа АЭС (особенно в первой половине
80-х годов).
Правда, в последнее время портфель заказов
атомных монополий на строительство новых реакто¬
ров несколько похудел — отчасти под давлением
противников АЭС, а главным образом из-за бурного
распространения в промышленности энергосбере¬
гающих технологий.
Энергия атома... Ни одна область современной
науки и техники, включая космонавтику и киберне¬
тику, не развивалась столь бурно и не порождала
стольких надежд и стольких опасений. Впрочем,
опасения вызывают и другие современные достиже¬
ния технического прогресса, будь то космонавтика,
использование сверхвысоких давлений или токсич¬
ных химических веществ. Научно-техническая рево¬
люция дает в руки человека все более совершенные
и мощные орудия труда, но одновременно требует
повышения культуры их использования, иного уров¬
ня технического мышления. Так уже не раз бывало
в историй цивилизации. Скажем, в конце XVIII —
начале XIX столетий существовала мощная оппозн-
121
ция железным дорогам, к которым относились как
к виновникам многих бед. Но технический про¬
гресс не остановить. Люди привыкли к поездам и
пользуются ими. Просто возникавшие острые про¬
блемы стремились решать, и это, как правило, уда¬
валось.
Конечно, в АЭС тоже заключены не одни досто¬
инства и выгоды. Проблемы есть. И наверное, пер¬
вая среди них — безопасность.
Она включает в себя разные аспекты, в том чис¬
ле вопросы обращения с отходами атомных пред¬
приятий. Действительно, как быть с ними? Их ко¬
личество стремительно растет по мере развития
атомной энергетики. Они уже сегодня причиняют
немало хлопот. А к 1995 году, по подсчетам уче¬
ных, только западные страны накопят около
65 тыс. т отработанного, но все еще обладающего
радиоактивностью ядерного горючего. К концу же
века его наберется 125 тыс. т. Куда девать эти от¬
ходы?
На такой острый вопрос людям желательно по¬
лучить приемлемый ответ. А не тот, который не¬
сколько лет назад пытались дать в некоторых за¬
падных странах. Да, там полностью изолировали ра¬
диоактивные отходы в контейнерах и отправляли на
длительное хранение, в буквальном смысле слова
на века. Но куда? Герметичные контейнеры сбра¬
сывали в океан, считая, что его глубоководные
слои не перемешиваются с поверхностными. Но
последнее оказалось неверно. Циркуляция вод
постоянно идет (хотя и медленно) по всей толще
океана.
В последнее время от такого «захоронения», к
счастью, отказались. Герметические бетонные кон¬
тейнеры или железные бочки с отходами укладыва¬
ют в бетонные «саркофаги». Такой, например, ог¬
ромный склад находится в Вритани, на северо-за¬
паде Франции, где атомная энергетика особенно
развита. Но он уже переполнен. Новый решено соз¬
дать в другом районе страны. Он займет 100 га и
обойдется в 0,5 млрд. франков. Однако уже сегодня
ясно, что и этот через 30 лет будет заполнен. Его то¬
же закроют и будут держать под неослабным на¬
блюдением еще лет 300, пока не распадется основ¬
ная масса радиоактивных элементов.
122
Проблема осложняется тем, что бетонные кон*
тейнеры, как предполагают ряд ученых, «имеют
тенденцию трескаться по истечении некоторого вре¬
мени согласно законам эволюции материалов, кото¬
рые пока еще полностью не исследованы».
Другие специалисты считают, что «единственно
ответственный подход — это переработка отходов».
Их доставляют на завод, где растворяют в азотной
кислоте. Дальше азотнокислые соли урана и плуто¬
ния выделяют в виде твердого вещества, чтобы снова
использовать на АЭС.
В Англии, ФРГ и Японии вслед за Францией то¬
же перерабатывают часть радиоактивных отходов.
Созданы автоматизированные заводы, где весь про¬
изводственный процесс идет без участия людей.
С годами предполагается мощности таких заводов
увеличить.
У нас в стране часть радиоактивных отходов за-
хороняют в глубокие слои земли. Есть такие рай¬
оны, где подземные слои гарантируют связыва¬
ние и длительное безопасное хранение ядерных ос¬
колков. Кроме того, их изолируют в специальных
бетонных хранилищах, рассчитанных на службу в
течение сотен лет. Но прежде упаковки с отходами
проходят необходимую обработку. Некоторые из
них прессуют, превращая в небольшие брикеты.
Объем упаковки уменьшается в десять раз. Другие
проходят обработку в печах, где становятся ком¬
пактнее раз в сто. А отходящие газы попадают в ла¬
биринт системы очистки, минуя десятки фильтров.
Жидкие отходы хранить особенно неудобно. Их
перемешивают с цементом или с асфальтоподобны¬
ми веществами. Когда этот своеобразный раствор
застывает, то превращается в монолитные блоки.
Так экономится место в хранилищах и создается до¬
полнительная зцщита, которая уменьшает и без то¬
го мизерную возможность выхода в почву радиоак¬
тивных частиц.
В СССР разработан еще один способ безопасного
захоронения отходов. Их остекловывают, превращая
в стеклянные блоки, которые затем тоже изолируют
и хранят под контролем.
Поиски оптимального варианта в этой области
продолжаются. Они приняли международный ха¬
рактер. Советские энергетики сотрудничают с колле-
123
гами из Японии, из других стран, а также с Между¬
народным агентством по атомной энергии
(МАГАТЭ).
К вопросу об отходах примыкает другой — о тех
АЭС, которые отработали свой 30-летний срок.
Нетрудно подсчитать, что к 2010 году в таком
положении окажется 2/з атомных электростанций,
работающих сегодня в разных странах мира. Анало¬
гичная ситуация сложится и в нашей стране. Но ос¬
тановить реакторы — полдела. Нужно полностью
обезопасить отжившую АЭС. Как?
Вариантов немного. Первый. Хранить станцию
целиком, не трогая, пока не снизится уровень радио¬
активности реактора в результате естественного рас¬
пада опасных веществ, удалив при этом все жидкие
теплоносители и некоторые радиоактивные материа¬
лы. По общим затратам этот вариант, как ни стран¬
но, самый дорогой.
Второй. Частичный демонтаж оборудования —
только с низкой радиоактивностью. Это нечто сред¬
нее между первым и третьим, предусматривающим
полный демонтаж АЭС и освобождение площадки
для нового строительства. Последний был бы, навер¬
ное, наиболее выгоден, хотя сразу требует больших
затрат и больших складов для размещения радиоак¬
тивных отходов. Но повторное использование пло¬
щадки надо надолго откладывать.
За последние годы в разных странах остановле¬
но более сотни исследовательских реакторов и десят¬
ки энергетических. Как выяснилось, при хорошей
подготовке такие сложные операции вполне можно
проводить, не подвергая персонал воздействию высо¬
ких доз облучения. Наиболее труден демонтаж ме¬
таллического корпуса реактора, так как работать
снаружи невозможно из-за узкого пространства
между корпусом и бетонной защитой. Впрочем, с
этим делом неплохо справляются роботы. В СССР
применяется электроконтактная резка под . водой,
которая выполняет роль биологической защиты пер¬
сонала.
В общем накопленный опыт показывает, что вы¬
вод АЭС из эксплуатации — сложный и продолжи¬
тельный процесс. Он требует разработки специально¬
го оборудования, основательной подготовки и нема¬
лых затрат: на демонтаж уходит примерно десятая
124
часть того, бо что обычно обходится сооружение но¬
вой АЭС. Поэтому наряду с разработкой более эф¬
фективных методов вывода АЭС из эксплуатации
ученые ищут пути продления срока службы реакто¬
ров за счет совершенствования строительных конст¬
рукций, топливных элементов и замены отдельных
узлов. Один из наиболее рациональных путей — пе¬
риодическая модернизация и ремонт активного обо¬
рудования на действующих электростанциях.
Но разве до того, как АЭС отслужила свой срок,
проблема безопасности не существует? Разве ее ра¬
бота не содержит в себе фактора повышенного рис¬
ка для людей и окружающей среды?
Да, опасность есть. Хотя атомная энергетика в
принципе доказала, что это наиболее чистый способ
производства энергии. Вспомните миллионы тонн
золы, которые окружают современные электростан¬
ции, работающие на угле; вспомните выбросы окис¬
лов серы, азота, угарного и углекислого газов из их
же труб. Кстати сказать, те же выбросы загрязняют
атмосферу и радиоактивными веществами — в угле
содержится радиоактивный изотоп углерода.
Но АЭС потенциально опасны. Понимая это, уче¬
ные и конструкторы делают все, чтобы предотвра¬
тить возможность аварий и их губительных послед¬
ствий. Ни один индустриальный объект, ни одна
техническая установка в мире не строилась и не
строится с такой степенью надежности и безопасности,
как атомные электростанции. В конце концов, лю¬
бой переход к новой технике всегда увеличивал по¬
тенциальную опасность для человека. Разве не бы¬
вало взрывов паровых котлов, поражений электри¬
чеством, кораблекрушений, авиакатастроф? Вопрос
не в существовании потенциальной опасности, а в
степени ее вероятности, степени ожидаемого ущерба
и в наличии средств ее предотвращения.
Да, в процессе работы реактора накапливается
большое количество радиоактивных изотопов — ос-
кблков, продуктов деления ядер урана. До тех пор
пока они находятся внутри твэлов, в герметичной
упаковке, внутри реактора и другого изолированно¬
го от внешней среды оборудования, никакой опас¬
ности для человека не существует. Всегда есть неко¬
торая доза облучения, которую Жсе мы получаем от
естественных источников, хотя бы от космических
125
лучей, пробивающих частично защитную броню зем¬
ной атмосферы. Это так называемый естественный
радиационный фон. Свой вклад в него вносят при¬
родные радиоактивные вещества, содержащиеся в
земле, воде, воздухе. Так вот, близость АЭС повы¬
шает эту обычную дозу для окрестного населения
меньше чем на 0,01. За год человек, живущий непо¬
далеку от АЭС, получит дополнительно ничуть не
большую дозу облучения, чем та, что ему достается
каждый день, когда он смотрит по своему цветному
телевизору вечернюю программу «Время». Для срав¬
нения: эта годовая доза вдвое меньше получаемой
пассажиром авиалайнера при перелете из Москвы в
Якутск или из Лондона в Нью-Йорк.
Специальная служба дозиметрии начала свои
наблюдения в окрестностях Воронежа задолго до
начала строительства АЭС. И потом за все годы по
ее вине не было случаев существенного повышения
радиации — ни в донской воде, ни в почве, ни в воз¬
духе. Ряд отмеченных за это время всплесков каж¬
дый раз происходил вскоре после испытательных
взрывов в атмосфере китайских и французских
ядерных устройств. (СССР, США и Великобритания
еще в 1963 году, т. е. до пуска первого блока Ново¬
воронежской АЭС, заключили Договор о запреще¬
нии испытаний ядерного оружия в атмосфере, в кос¬
мическом пространстве и под водой.)
Понятно, что, если в случае, скажем, аварии пре¬
кратится или нарушится охлаждение активной зо¬
ны, может произойти разгерметизация оболочек.
Тогда радиации открыта дорога за пределы реакто¬
ра и даже за пределы станции. Это и имеется в виду,
когда говорится о потенциальной опасности. Ученые,
конструкторы, машиностроители, эксплуатационни¬
ки всеми силами стремятся во что бы то ни стало
устранить любую возможность (далее, казалось бы,
маловероятную) подобной угрозы. Они предваритель¬
но рассчитывают аварийную ситуацию, которая, так
сказать, предположительно может произойти. Допу¬
стим, разрыв циркуляционного трубопровода, по ко¬
торому перемещается радиоактивная вода. Причем
берется в расчет разрыв мгновенный, двусторонний,
при котором труба через оба конца начнет фонтани¬
ровать. Случай, конечно, маловероятный. Тем не ме¬
нее в проектах АЭС предусматривается автоматиче¬
126
ская локализация и такого события. Обязательно ус¬
танавливается аварийная система охлаждения с
высоконапорными насосами, с автономной системой
электропитания из трех собственных агрегатов. Ес¬
ли станция вдруг потеряет связь с энергосистемой,
ее насосы не окажутся без тока, принудительное ох¬
лаждение обязательно сработает, и расплавления ак¬
тивной зоны не произойдет. Плюс ко всему сам реак¬
тор заключен внутрь железобетонной оболочки.
Иными словами, контролируемое и мирное ис¬
пользование атомной энергии не несет радиационной
опасности.
И все-таки аварии случаются.
...В ночь на 26 апреля 1986 года на четвертом
блоке Чернобыльской АЭС на Украине в момент пла¬
новой остановки реактора начали эксперимент с
турбиной. Мощности реактора оставалось едва 7%,
когда она снова начала расти. Чтобы беспрепятст¬
венно завершить эксперимент, дежурный отключил
аварийное охлаждение реактора. Мощность то сни¬
жали, то поднимали. Началось интенсивное образо¬
вание пара. Реактор стал неуправляем. Активизиро¬
валось взаимодействие пара с циркониевыми оболоч¬
ками твэлов. Стал скапливаться водород. Последовал
его взрыв. За ним — второй. Разворотило реактор.
Разрушило и само здание четвертого блока, начал¬
ся пожар. Правда, цепная реакция, к счастью, пре¬
кратилась.
Все эти подробности стали известны позже, ког¬
да правительственная комиссия расследовала при¬
чины памятной чернобыльской трагедии. А тогда
на спасение станции первыми бросились пожарные.
Им удалось справиться с огнем. Три остальных бло¬
ка АЭС тут же остановили.
Между тем взрывы выбросили сгустки радиоак¬
тивных частиц и пара на километровую высоту. Их
подхватил ветер и понес. Да не только на окружаю¬
щую местность — еще дальше, А так как вскоре ве¬
тер стал меняться, то радиоактивное заражение как
бы веером покрыло довольно широкую зону. Кроме
того, поскольку реакторы в Чернобыле с графито¬
вым замедлителем, то во время взрыва куски графи¬
та разбросало по территории станции. Над реакто¬
ром поднималось малиновое зарево, а из его жерла
истекал белый в несколько сот метров столб продук¬
127
тов горения графита. Каждая его частица несла в
себе радиоактивность.
Обстановка была сложной. Обычная скорость го¬
рения графита примерно 1 т/ч. В четвертом блоке
его было заложено около 2,5 тыс. т. Следовательно,
за время горения радиоактивность могла распростра¬
ниться на большие территории. При этом радиаци¬
онная обстановка позволяла вести эффективные дей¬
ствия только с воздуха и с высоты не менее 200 м
над реактором.
Над ним появились вертолеты, и вниз полетели
свинец и доломит...
А дальше все разбивалось так, как это бывает
во время стихийных бедствий: спасение пострадав¬
ших» похороны погибших, эвакуация населения из
опасного района, оперативные действия войсковых
частей, поднятых как по боевой тревоге. Оставим в
стороне подробности того, как была ликвидирована
авария. Здесь речь о другом. И о судьбе четвертого
блока тоже лишь вкратце. Он наглухо законсерви¬
рован в «саркофаге» — сложном инженерном соору¬
жении, где предусмотрены и вентиляция с фильтра¬
ми, и охлаждаемая плита под реактором, и необхо¬
димые датчики для наблюдения за температурой
там, где была активная зона.
Главный вопрос — о причинах аварии. Почему
она могла произойти? Неудачен тип реактора? Ряд
специалистов считают, что система управления им
требует усовершенствования. Но на всех других
АЭС — Ленинградской, Курской, Белоярской — он
показал себя работоспособным в течение долгого
времени. Низкое качество изготовления нашей тех¬
ники? В данном случае тоже нет. Это не первая ава¬
рия за 30 лет атомной энергетики. Хватало их и до
Чернобыля.
По данным главного счетного управления кон¬
гресса США, с 1971 по 1984 год в ряде стран про¬
изошла 151 авария на АЭС, причем в понятие ава*
рии входит «значительный выброс радиоактивных
материалов или воздействие их на людей». Некото¬
рые из этих аварий произошли в США.
В октябре 1966 года — частичное расплавление
активной зоны после выхода из строя охлаждения
реактора неподалеку от Детройта. Ноябрь 1971 го¬
да — почти 200 тыс. литров загрязненной радиоак¬
128
тивными веществами воды из переполненного хра¬
нилища отходов реактора в Монтиселло вытекло в
реку. Март 1979 года — крупнейшая авария на АЭС
«Тримайл айленд» в Пенсильвании близ Гаррисбер¬
га: перестала действовать система охлаждения вто¬
рого реактора, начал скапливаться водород, затем
он взорвался; последовал выброс в атмосферу ра¬
диоактивного газа, следы которого были зарегистри¬
рованы на значительной территории — вплоть до
штата Мэн на северо-востоке страны, т. е. примерно
в 900 км от аварийной станции, а тем временем ча¬
стично расплавился защитный слой реактора; на
другой день в реку Саскуэханну было выпущен© око¬
ло 1,5 млн. литров зараженной радиоактивной веды;
серьезной угрозе подвергалось здоровье 630 тыс.
американцев, которые проживали в радиусе 20 миль
от АЭС. Январь 1982 года — в результате разрыва
трубы парогенератора на реакторе близ Рочестера
произошел выброс радиоактивного пара в атмос¬
феру...
Канада, 1983 год — на АЭС недалеко от Торонто
и вблизи озера Онтарио вышел из строя реактор,
20 минут продолжалась утечка радиоактивной во¬
ды — по тонне в минуту. Все это время цепная реак¬
ция в реакторе продолжалась, так как он не был ос¬
нащен автоматической компьютерной системой от¬
ключения.
Великобритания. Октябрь 1957 года — пожар в
первом реакторе ядерного комплекса Уиндскейл на
северо-западе страны. Реактор пришлось одеть в бе¬
тонный «саркофаг». Радиоактивное облако повисло
над северной Англией и Шотландией, затем его по¬
несло на Скандинавию. В том же году пожар вспых¬
нул в реакторе ядерного завода в Селлафилде на бе¬
регу Ирландского моря; произошел сильный выброс
радиации в юго-восточном направлении — на Лон¬
дон и Западную Европу; с той поры на этом заводе
было зарегистрировано более 300 разных аварий.
Март 1986 года — на АЭС в Дангинессё (графство
Кент) внезапный взрыв и выброс в атмосферу радио¬
активного газа. Май того же года — пожар на АЭС
в Хейшем (графство Ланкашир).
ФРГ. Май 1986 года — на АЭС в Хамме (Север¬
ный Рейн-Вестфалия) выброс радиоактивного газа в
атмосферу...
129
Япония. Январь 1988 года — пожар на АЭС в
Футаба (префектура Фукусима). Это второй пожар
на той же станции. Всего же на АЭС Японии было
16 пожаров...
Перечень можно бы продолжить...
Да, надо признать: человечеству приходится до¬
рого платить за технический прогресс. При исполь¬
зовании любой новой и сложной техники никто не
может говорить об абсолютной надежности и безо¬
пасности. Но остановить прогресс нельзя. В 1979 го¬
ду в Миссисауге близ Торонто (Канада) произошло
крушение поезда, перевозившего жидкое топливо,
нефтехимические продукты и хлор. Оно привело к
эвакуации из пораженной зоны 250 тыс. человек.
Однако даже из-за таких крупных аварий никто не
думает отказываться от использования химических
продуктов или железных дорог. А разве не проры¬
вались плотины ГЭС? При этом гибли люди, гидро¬
энергетика терпела огромный ущерб. Но никто не
требовал отказаться от нее. В Мексике не так давно
погибло несколько сот человек от взрыва газгольде¬
ра. Это не стало причиной закрытия тепловых элект¬
ростанций, работающих на газе. Угольные шахты
тоже небезопасное место. Как известно, обвалы и
взрывы метана с трагическими последствиями от¬
нюдь не редкое там явление. Но угледобыча продол¬
жает расти, в том числе и шахтным способом.
Длинный список аварий на АЭС разных стран
говорит прежде всего о том, что атомная энергетика,
несомненно, доказавшая в принципе свою выгод¬
ность, надежность и безопасность, только лишь вы¬
ходит из периода становления, который был и у же¬
лезных дорог, и у авиации, и у нефтехимии. И наша
страна, нужно сказать, прошла этот период в общем-
то достойно. Как это ни парадоксально, но черно¬
быльскую аварию отчасти породило именно много¬
летнее относительное бдагополучие в этой отрасли.
Не случайно эксперименты с турбиной четвертого
блока начали, не посоветовавшись ни со специали-
стами-атомщиками, ни с научным руководителем,
ни с главным конструктором, ни с проектантом. Сло¬
вом, так, как некоторые энергетики привыкли де¬
лать на других обычных электростанциях.
Причина чернобыльской аварии (вряд ли она
единственная) — ие только техническая. Она и в по¬
130
тере бдительности, в недостаточной технической
культуре некоторых попавших в атомную энергети¬
ку людей, в их слабой профессиональной подготов¬
ке, а то и попросту в разгильдяйстве. Но ведь прояв¬
ление этих качеств, нетерпимых в человеке эпохи
НТР, не только на АЭС — повсюду очень дорого
всем нам обходится.
Число АЭС в нашей стране растет. У нас уже
работают десятки атомных энергетических блоков.
Некоторые из них работают в течение 30 лет вполне
уверенно и надежно. Атомная энергетика развива¬
ется. Хотя, конечно, требуются дополнительные ме¬
ры, чтобы обеспечить безусловную надежность АЭС,
чтобы никакая случайность не приводила к аварии*
После Чернобыля на всех наших водно-графито¬
вых реакторах установлены дополнительные погло¬
тители нейтронов. Чтобы вывести один поглотитель
из активной зоны, нужно не менее часа. А их в каж¬
дом реакторе — 81. Модернизировано управление за¬
щитой: стержни, гасящие нейтронный поток, теперь
можно опустить не за 18 секунд, как раньше, а го¬
раздо быстрее, т. е. при необходимости «торможе¬
ние» реактора происходит практически мгновенно.
В стране созданы еще два учебно-тренировочных
центра, где имитируют аварийные ситуации, обуча¬
ют и экзаменуют персонал станций. Новые АЭС на¬
чинают оснащаться реакторами ВВЭР следующего
поколения, у которых есть специальные ловушки
топлива ка случай его расплавления. В таких реак¬
торах при чрезмерном росте давления внутри за¬
щитной оболочки оно сбрасывается через систему
фильтров.
Небезынтересно привести здесь данные о «степе¬
ни риска» (есть такой научно обоснованный показа¬
тель) разных типов электростанций. Это данные экс¬
пертов Международного агентства по атомной энер¬
гии. Так вот, при производстве электроэнергии для
обеспечения миллиона человек в течение года сте¬
пень риска составляет: для станций, работающих на
газе, — 0,5 единицы; для АЭС—1,5 единицы; для
ГЭС — 5 единиц; для станций, работающих на неф¬
ти, — 20 единиц и на угле — 250. Вот и судите, что
такое потенциальная опасность АЭС!
Но есть у атомной энергетики и другая крайне
важная проблема — запасы ядерного горючего.
131
Дело в том, что в реакторе АЭС «горит» только
изотоп урана с атомным весом 235. А его в природ¬
ном уране лишь 0,7%, т. е. всего 7 кг в каждой тон¬
не. Оставшееся приходится на изотоп 238, который
не может служить ядериым горючим. Вполне рента¬
бельной считается добыча руды, содержащая 0,2%
урана. Выходит, чтобы получить килограмм полез¬
ного для АЭС изотопа, надо добыть 72 т руды. Впро¬
чем, это все равно в десятки раз выгоднее (по коли¬
честву получаемой энергии), чем добывать камен¬
ный уголь.
Но и уран-235 не весь выгорает в реакторах. Его
в отработанных твэлах содержится достаточно. В ре¬
зультате получается, что АЭС практически исполь¬
зует ничтожную часть энергии, заключенной в при¬
родном уране. Если эффективность реализации его
ресурсов не повысится, то, согласно подсчетам спе¬
циалистов, к концу нынешнего века может быть ис¬
пользована большая часть всех мировых запасов.
Или, по крайней мере, запасов, разработка которых
экономически приемлема. Иными словами, для того,
чтобы атомная энергетика и в будущем могла играть
существенную роль, надо научиться более эффектив¬
ному потреблению природного урана. Как? Искусст¬
венно производить ядерное топливо из «негорючего»
сырья — из урана-238 или тория-232, запасы кото¬
рых велики.
В принципе искусственное производство ядерно¬
го топлива происходит и в реакторе на тепловых ней¬
тронах. В нем уран-238 превращается в плутоний-
239. Но совсем в небольшом количестве. Иное дело—
в так называемом реакторе-размножителе на быст¬
рых нейтронах. Это удивительное изобретение. Он
производит ядерного горючего больше, чем сам по¬
требляет! Как это удается?
Реактор загружают природным ураном, сильно
обогащенным изотопом 235 или смесью урана-238 с
плутонием, полученным с обычной АЭС. Когда бы¬
стрые нейтроны попадают в ядро урана-238, проис¬
ходит несколько последовательно сменяющих друг
друга реакций, в результате которых образуется но¬
вое делящееся вещество — плутоний-239. Это искус¬
ственно созданный в реакторе элемент. Природа не
нает такого. Одновременно образуются плутоний-
240 и плутоний-241, которые тоже можно использо¬
132
вать как ядерное горючее в тех же реакторах на бы¬
стрых нейтронах. Так неделящийся уран-238 стано¬
вится почти полностью пригодным в качестве
атомного топлива.
Вот и весь секрет того, как удается, «сжигая»,
скажем, килограмм плутония в быстром реакторе,
не только возвращать его, но и давать дополнитель¬
но 400,— 700 г делящегося элемента.
Однако выгоды энергетики от таких реакторов
этим не ограничиваются. При полном использова¬
нии природного урана становится рентабельной до¬
быча очень бедных руд и даже извлечение его из
морской воды. Мировые ресурсы для АЭС как бы
увеличиваются до громадной величины. Их уже мо¬
жет хватить не то что до следующего века, а на
многие, многие столетия. Не случайно такие реак¬
торы получили название размножителей, или бри¬
деров.
Создание промышленных АЭС с реакторами на
быстрых нейтронах натолкнулось на немалые тех¬
нические трудности. Многие из них с успехом реше¬
ны. У бридеров очень большая мощность в единице
объема. Их приходится охлаждать не водой, а жид¬
ким металлом — натрием. А это опасный матери¬
ал — химически очень активный. При контакте с воз¬
духом горит, кроме того, бурно реагирует с водой —
взрывается. Поэтому долго отрабатывалась техноло¬
гия безопасной работы с натрием. Теперь недоверие
к натрию преодолено — его применяют в бридерах
и у нас, и в других странах. К сожалению, усложне¬
ние эксплуатации привело к ухудшению экономиче¬
ских показателей реакторов.
Бридеры позволяют также вовлечь в топливно-
энергетический баланс ресурсы тория-232, из кото¬
рого облучением быстрыми нейтронами получают
ядерное горючее *—уран-233. Уран-ториевый цикл
еще недостаточно разработан. Существуют пока
лишь исследовательские реакторы. Их недостаток —
слишком большой период удвоения атомного топли¬
ва по сравнению с уран-плутониевыми циклами.
У нас промышленная АЭС на быстрых нейтронах
была пущена еще в начале 70-х годов — в Шевченко
на Мангышлаке. Она обеспечила пустынный полу¬
остров электричеством и каспийской водой, опресняя
ее по 120 тыс. т в сутки.
133
В шевченковском реакторе — три контура отвода
тепла. Прямой контакт радиоактивного натрия с во¬
дой турбинного цикла исключается введением про¬
межуточного натриевого контура, где циркулирую¬
щий металл нерадиоактивен. В корпусе реактора —
активная зона. Туда помещают твэлы. А вокруг как
бы экраном расположена зона воспроизводства из
двуокиси бедного урана.
Корпус реактора — из нержавеющей стали. Сни¬
зу в него нагнетается натрий. Вокруг корпуса — био¬
защита из железорудного концентрата, графита, ста¬
ли и бетона.
Позже на Белоярской АЭС (Урал) был построен
бридер посильнее — мощностью в 600 МВт. У него
уже большая глубина выгорания, увеличились тем¬
пература натрия на выходе из реактора, давление
пара. То есть это более совершенная машина.
С учетом накопленного опыта у нас создают бри¬
деры еще крупнее — мощностью 800 и 1600 МВт.
Сегодня АЭС на быстрых нейтронах получают
распространение и за рубежом — в Англии, Фран¬
ции, ФРГ, Японии, США и других странах. В буду¬
щем бридеры должны бы стать основой атомной
энергетики и заменить реакторы на медленных ней¬
тронах. Однако некоторые специалисты считают, что
бридеры, сооружение которых обходится слишком
дорого, будут широко использоваться только тогда,
когда удвоится цена на уран. Пока он дешевеет. Вре¬
менно?
Ныне ясно одно: в ближайшие годы строящиеся
у нас АЭС будут по-прежнему оснащаться реактора¬
ми большой мощности на медленных нейтронах.
А это значит, что угроза истощения запасов ядерно-
го горючего будет продолжать висеть над атомной
энергетикой подобно дамоклову мечу.
* * *
Существует и совершенно иной принцип исполь¬
зования могучих сил, заключенных в атомном ядре.
Не в процессе деления тяжелых элементов, а в ходе
синтеза, слияния легких. Например, при столкнове¬
нии и слиянии ядер дейтерия (изотоп водорода) обра¬
зуется гелий. При этом энергии выделяется куда
больше, чем у делящихся элементов.
134
Однако соединение легких ядер не происходит
самопроизвольно. Эту реакцию надо «запустить»,
разогрев вещество до десятков и даже сотен миллио¬
нов градусов. Потому-то она и называется термо¬
ядерной. При такой высокой температуре электроны,
окружающие ядра атомов, отрываются от них и ве¬
щество превращается в ионизированную плазму.
В ней-то столкновение ядер и происходит с большой
частотой и силой, а главное — с выделением колос¬
сальной энергии. Причем плата за столь полезную
реакцию сравнительно невысока — всего сотая часть
всей высвободившейся в конечном счете энергии.
Трудность заключается в том, чтобы нагреть
плазму до фантастической температуры, обеспечить
необходимую ее плотность и удержать ее такой хотя
бы в течение долей секунды. Тогда может начаться
самоподдерживающаяся реакция. Но достижимы ли
такие условия? В человеческих ли это силах? Гото¬
вы ли современные наука и техника их выполнить?
Каждое из трех условий в отдельности уже удалось
обеспечить на разных установках. А все три вместе?
На сегодня наиболее близка к этому, по мнению
специалистов, советская установка «Токамак», со¬
зданная в Институте атомной энергии имени
И. В. Курчатова. Она похожа в принципе на полый
бублик, внутри которого плазма должна удержи¬
ваться в пространстве сильным магнитным полем.
Но полностью пока проблема не решена и на «Тока-
маке». Нужно время.
Возможности термоядерной реакции велики и за¬
манчивы. Некоторые ученые даже считают, что с ее
реализацией человечество как раз и обретет желан¬
ный неисчерпаемый источник энергии. О таковом
действительно речь могла бы идти, если бы удалось
осуществить синтез ядер дейтерия. Он содержится в
земных водах буквально в неограниченном количе¬
стве. Из тонны воды можно получить 34 г этого тя¬
желого изотопа водорода. К сожалению, из-за боль¬
ших сложностей такой синтез пока является лишь
очень отдаленной целью научных разработок. Сей¬
час внимание исследователей больше направлено на
топливную смесь дейтерия с тритием (радиоактив¬
ный изотоп водорода). Считается, что их взаимодей¬
ствия добиться легче. Но тритий в природе встреча¬
ется в ограниченном количестве. Его приходится по-
135
л у чать в «оболочке» из лития, располагаемой вокруг
активной зоны реактора. Запасы же лития в мире
велики, но еще плохо изучены и в любом случае не¬
бесконечны.
Как известно, в активной зоне заключена ядер-
кая мощь реактора. Станут ли АЭС активной зоной
энергетики будущего? Как ни сложны ее проблемы,
они уже решаются, и хочется надеяться, что будут
успешно решены. При этом трезво глядя на вещи,
пока нельзя сказать, что именно сила атома сможет
полностью удовлетворить растущие энергетические
аппетиты человечества. И она тоже, как видите, не
готова к тому, чтобы стать в этом отношении един¬
ственной его опорой.
Но есть ведь и иные, как многие считают, не ме¬
нее перспективные источники энергии. И земного, и
космического происхождения.
СОЛНЦЕ СВЕТИТ
ВПОЛНАКАЛА
Ясный день. Море света. Солнечные лучи бук¬
вально затопили Землю. Их тепло радостно чувству¬
ешь всей кожей, каждой клеткой. Но даже в такой
момент не вполне осознаешь, что имеешь дело с са¬
мым, может быть, феноменальным явлением приро¬
ды . на нашу планету непрерывно низвергается не¬
скончаемый поток энергии. Вот же она та неисчер¬
паемая, без которой человечеству так не хочется
представлять свое будущее.
Она доступна всем и каждому. Ее практически
сколько угодно. Она экологична — ничего не загряз¬
няет, ничего не нарушает, ни во что не врывается
губительным диссонансом. Она дает жизнь всему су¬
щему на Земле. Больше того, эта энергия даровая,
В общем идеальная? Увы, при всех своих достоин¬
ствах (вот ведь какой парадокс!) и самая дорогая.
Как это может сочетаться — даровая и дорогая?
Тут что-то не так. Ведь она разлита повсюду — бери
сколько хочешь. Никаких вроде бы препятствий.
Поток ее постоянен. Правда, только в ясную погоду.
Но мало ли на Земле мест, где всегда вёдро! Да и
там, где время от времени небо заволакивают обла¬
ка, оно так же время от времени от них освобожда¬
ется. Выходит, использование солнечной энергии
отнюдь не привилегия лишь южных широт. Земля
получает от Солнца за один цикл обращения вокруг
него такое количество киловатт-часов энергии, кото¬
рое обозначается единицей с 18-ю нулями — в
22 тыс. раз больше, чем потребляет весь современ¬
ный мир за то же время.
При этом вклад солнечного излучения в топлив¬
но-энергетический баланс всех стран Земли ничто-
137
ясен. Все по той же причине: невыгодно. В чем же
Дело?
Очень уж рассеянным, неплотным потоком при¬
ходит на Землю излучение нашего светила. Чтобы
всерьез пустить его в дело, надо его как-то сгущать,
концентрировать.
Не случайно именно на это была направлена
изобретательность многих ученых, начиная с древ¬
нейших времен.
Согласно легенде Архимед, находясь на берегу,
уничтожил неприятельский римский флот под Си¬
ракузами. Как? При помощи зажигательных зеркал.
Известно, что подобные зеркала делались также в
VI веке. А в середине XVIII столетия французский
естествоиспытатель Ж. Бюффон производил опыты
с большим вогнутым зеркалом, состоящим из мно¬
жества маленьких плоских. Они были подвижными
к фокусировали в одну точку отраженные солнечные
лучи. Этот аппарат был способен в ясный летний
день с расстояния 68 м довольно быстро воспламе¬
нить пропитанное смолой дерево. Позднее во Фран¬
ции было изготовлено вогнутое зеркало диаметром
1,3 м, в фокусе которого можно было за 16 секунд
расплавить чугунный стержень. В Англии же отшли¬
фовали большое двояковыпуклое стекло, с его помо¬
щью удавалось расплавлять чугун за три секунды и
гранит — за минуту.
ч В конце XIX века на Всемирной выставке в Пари¬
же изобретатель О. Мушо демонстрировал инсоля-
тор — в сущности первое устройство, превращавшее
солнечную энергию в механическую. Но принцип
был тем же: большое вогнутое зеркало фокусирова¬
ло солнечные лучи на паровом котле, который при¬
водил в движение печатную машину, делавшую по
500 оттисков газеты в час. Через несколько лет в
Калифорнии построили действующий по такому же
принципу конический рефлектор в паре с паровой
машиной мощностью 15 л. с.
И хотя с той поры то в одной, то в другой стране
появляются экспериментальные рефлекторы-нагре¬
ватели, а в публикуемых статьях все громче напо¬
минают о неиссякаемости нашего светила, рента¬
бельнее они от этого не становятся и широкого рас¬
пространения пока не получают: слишком дорогое
удовольствие это даровое солнечное излучение.
138
Впрочем, не всегда. Смотря как и для чего его
использовать. И это тоже понимали с древних вре¬
мен: сушили на солнце фрукты, вялили рыбу. Впо¬
следствии начали пользоваться теплицами для вы¬
ращивания овощей. А в XVIII веке в Швейцарии по¬
строили так называемый «горячий ящик». Подобно
нашим матрешкам, пять стеклянных ящиков вкла¬
дывались друг в друга с зазорами между ними в не¬
сколько сантиметров. Выставленные на солнце, они
быстро нагревались благодаря свойству стекла про¬
пускать коротковолновую часть солнечного спектра
и задерживать тепловую энергию, излучаемую на¬
гретыми дном и стенками ящиков. Это была как бы
солнечная ловушка. Впоследствии появилась масса
вариантов «горячего ящика». В них укладывали кот¬
лы и черные трубки с циркулирующей водой, листы
металла и разный изолирующий материал, а то и це¬
ликом овощные теплицы. Но принцип действия оста¬
вался тот же — принцип солнечной ловушки под
двумя-тремя слоями стекла.
В нашей стране подобные установки появились
еще в 30-х годах. Они нагревали воду для бань и
прачечных, нагнетали воздух в сельскохозяйствен¬
ные сушилки. В одной из них температура воздуха
достигала 225 °С. Другие солнечные нагреватели
трубчатого типа работали автоматически и имели
вполне приемлемый КПД — 47 %. В Самарканде ра¬
ботали теплицы, внутри которых температура дер¬
жалась от 8 до 25 °С тепла даже в те дни, когда на
дворе бывал мороз —3—15 °С. В 1938 году в Турк¬
мении построили промышленный солнечный холо¬
дильник тоже трубчатого типа. Там до 100 °С нагре¬
вался водоаммиачный раствор, а холод получался в
процессе последующего сжижения и испарения ам¬
миака. При 40-градусной жаре в камерах этого хо¬
лодильника удавалось снижать температуру до 5—
6°С. Он работал и ночью, используя запасы аммиа¬
ка, наработанного в течение дня. Кстати сказать, на¬
греватели трубчатого типа используют и в пасмур¬
ную погоду: тоже греют, хотя и немного хуже.
Все эти установки, конечно, далеки от большой
энергетики. Но их возможности не так уж мизерны,
как может показаться.
В Японии сегодня работают миллионы таких на¬
гревательных устройств. У австралийцев поменьше,
139
но тоже не единицы — десятки тысяч. Их серийно
производят в США, Великобритании, Франции, ФРГ,
Нигерии, Мали, Сенегале. Американцы и австралий¬
цы нагревают ими воду для бытовых нужд и плава¬
тельных бассейнов. В Индии и на острове Тринидад
используют для быстрой сушки фруктов, овощей,
кормов. В индийском засушливом штате Гуджарат
во многих приморских селениях остро ощущается
нехватка питьевой воды. Несложные солнечные ус¬
тановки превращают соленую воду в пресную: вы¬
паривают. Подобное сооружение в одной только де¬
ревне Авания близ города Бхавнагар дает ежедневно
5 тыс. литров чистейшей питьевой воды.
А «солнечные двигатели», приводящие в дейст¬
вие насосы оросительных систв1М? В сущности, это те
же плоские трубчатые коллекторы, вырабатывающие
пар несколько выше 100 °С, который приводит в дей¬
ствие турбины небольшой мощности. Их использу¬
ют во многих странах Африки и Северной Амери¬
ки — лет девять назад появились очень сильные на¬
сосы, способные перекачивать до 10 тыс. м3 воды в
сутки.
В Румынии создали установки, монтируемые на
крышах жилых домов и фабричных корпусов. Эти
«лучеириемники» уже больше десяти лет работают
на Бухарестском заводе тяжелого машиностроения,
на хлебозаводе в городе Аджуд, их получили гости¬
ницы черноморского курорта Мангалия и столичные
кафе. Расходы топлива на отопление и горячую во¬
ду сократились наполовину. А в Констанце появил¬
ся первый жилой ансамбль, оборудованный солнеч¬
ным агрегатом. В квартиры пошла горячая вода.
Заводы начали серийный выпуск солнечных пане¬
лей, Их все шире используют в сельском хозяйстве.
А вот привлекательное новшество курортно-гости¬
ничного комплекса «Нептун» — экспериментальный
солнечный домик. Это двухэтажная дача для семьи
из четырех — шести человек. На крыше — гелиоуста¬
новка: энергетический робот. Он греет воду, комна¬
ты, запасает тепло впрок. Даже зимой при морозе
—7°С он обеспечивает горячей водой кухню и ван¬
ную, а также весь день — 18 часов — хорошо обогре¬
вает дом. Гелиоустановки в Румынии используют
также для сушки древесины и приготовления ас¬
фальта.
140
Чрезвычайно интересен мексиканский комплекс
обеспечения энергией уединенной рыбацкой деревни
на побережье Тихого океана. Оказалось очень выгод¬
но самые разнообразные способы использования сол¬
нечной энергии, обычно применяемые независимо
друг от друга, свести в единую систему.
Деревня Лас Барранкас лежит на полуострове Ка¬
лифорния в пустынной местности с редкой расти¬
тельностью. Население — 250 человек. Жилища стро¬
ят из фанеры и соломы. Электричества не было,
питьевую воду привозили издалека. Впрочем, Лас
Барранкас не исключение: таких деревень на тихо¬
океанском побережье Мексики много. Между тем
на каждый квадратный метр земли там изливается
до 250 Вт солнечной энергии в год, т. е. Мексика —
страна с богатейшими ресурсами этого вида энергии.
И вот солнечная электростанция мощностью
100 кВт, в которой работают нагреваемое техниче¬
ское масло и водяной пар, снабжает электричеством
небольшую больничку и дома. Причем делает это и
днем и ночью. Площадь коллекторного поля электро¬
141
станции — 3 тыс. м2. Конечно, жители деревни дол¬
жны соблюдать определенный порядок пользования
©нергией. Но к нему быстро привыкли и не считают
неудобством. Стало как-то само собой разумеющим¬
ся, что стиральными машинами (прежде их и в гла¬
ва не видели) следует пользоваться только днем,
когда солнце в зените, а слушать радио и смотреть
телевизоры лучше вечером. Небольшой дизель под¬
страховывает больницу и холодильник на случай
чрезвычайных обстоятельств,
В многоступенчатой опреснительной установке
морская вода превращается солнечным теплом в
пар, из которого получают 30 м3 пресной воды в сут¬
ки. Морскую воду сюда нагнетает насос, тоже рабо¬
тающий на солнечной энергии. Таким же насосом
воду перекачивают на нужды охлаждения.
В деревне появился радиотелефон для дальней
связи, в школе — видеомагнитофон. Весь улов рыбы
обрабатывается горячей водой и замораживается в
холодильной машине. Для временного хранения ры¬
бы специальная установка вырабатывает лед.
При таком варианте блага цивилизации стано¬
вятся доступны практически всюду, где хорошо
светит солнце, даже в самых отдаленных поселках
и деревнях. И они будут оставаться доступными
всегда независимо от расторопности снабженцев и
от полноты топливных резервуаров.
Не случайно даже такая богатая нефтью и газом
страна, как Алжир, проявляет интерес к гелиоуста¬
новкам. На плато, в 200 км южнее столицы, тоже
построена «солнечная деревня» на 1,5 тыс. жителей
со всеми городскими удобствами.
Продолжает развигз^ьея маглч гелиоэпергетика
и у ч.*-<е. К сожалению, неспешно.
В Крыму на каменистом склоне Шархинского
горного массива недалеко от алуштинского санато¬
рия «Утес» вот уже несколько лет работает гелио¬
станция. Вырабатывает в жару холод и нагревает
воду до 90 °С. Причем для переключения на тот или
иной режим не требуется особой переналадки. А са¬
ми системы, по которым во все помещения идет теп¬
ло или холод в зависимости от времени года), скры¬
то вмонтированы в пол и в потолок.
То, что эта малая гелиоэпергетика может успеш¬
но работать не только в южных районах нашей стра¬
142
ны, вполне доказано. Больше того, Братский завод
отопительного оборудования серийно производит
солнечные коллекторы. Это плоские металлические
панели, закрытые сверху прозрачным стеклом. Вода
в них нагревается до 100 °С. Кипяток отдает тепло
циркулирующей в аппаратах сырой воде. Панели
размещаются на крышах домов. Оттуда по трубам
горячая вода поступает в квартиры даже в пасмур¬
ную погоду и ночью. Солнечную ловушку «устраива¬
ет» и рассеянный свет. А ночью тепло идет из «за¬
пасника». Площадь каждой такой панели — около
1 м2, мощность — больше 400 Вт.
Их испытывали в разных климатических зонах
страны — от Душанбе до Владивостока. Они, напри¬
мер, хорошо обеспечивают горячей водой межкол¬
хозный санаторий на берегу соленого озера Алаколь
в Семипалатинской области. Даже в Якутии теперь
работают эти солнечные панели. Там лето хотя и ко¬
роткое, но часто очень жаркое. И зимой немало яс¬
ных дней. Конечно, в самые холодные дни, да еще
при низкой интенсивности инсоляции надо подклю¬
чать дублирующие средства отопления. Но и в этом
случае гелиоблоки берут на себя четверть расхода
топлива.
А разве такие панели не могут обогреть и снаб¬
дить горячей водой отдаленные жилища геологов,
охотников, оленеводов? Гелиоблок нетрудно смонти¬
ровать где угодно — просто на земле, на крыше дома
или на его стене, обращенной к солнцу. Он готов
исправно служить в пустыне, тундре, в горах; у ар¬
хеологов, пастухов или на полевом стане. На худой
конец, такие блоки могут работать в паре со стра¬
хующими котельными хотя бы ради экономии тра¬
диционных видов топлива.
Как видите, у гелиоустановок и возможности не
мизерные, и общий масштаб конечной продукции
при массовом применении наберется немалый. Ко¬
нечно, отопление, электричество,„холод, кондицио¬
нированный воздух обходятся тут недешево, но зато
все очень удобно, а'за удобство, как известно, надо
платить. Не говоря уж о том, что доставка топлива
в иные отдаленные и труднодоступные места стоит
еще дороже.
А каковы же шансы нашего светила на участие
в большой энергетике Земли?
143
* * *
...В полупустынной местности яа фоне бледно-
голубого неба, словно выгоревшего от жгучих лучей
солнца, возник огромный парус. Это было подобно
миражу. С чего вдруг ему появиться под Ташкентом,
да еще в предгорьях Тянь-Шаня? Но иллюзия выла
полная: то, что походило на парус, изогнулось так,
как надувается грубая холстина, наполненная вет¬
ром и удерживаемая корабельной мачтой с прикреп¬
ленными к ней реями. Но здесь ни мачты, ни рей не
было, как не было и парусины. В мире, наверное* и
не нашлось бы искусников, способных соткать кусок
материи такой величины. Правда, был ветер, но не
он надул «парус». Характерный изгиб сверкающему
сооружению придали люди. Это они построили здесь
гигантский рефлектор научно-производственного ме¬
таллургического комплекса «Солнце».
Место для него выбрали, конечно, не случайно.
В Узбекистане более 300 солнечных дней в году. Наи¬
выгоднейшее место для использования лучистой
энергии. Металлурги связывают с этим комплексом
большие надежды. Именно солнечные печи, распола¬
гающие жаром без каких-либо посторонних приме¬
сей, в состоянии обеспечить промышленный выпуск
сверхчистых жаростойких материалов, которые ины¬
ми способами получить чрезвычайно трудно, а то и
невозможно. Прежде их изготовляли в лабораториях
ничтожно малыми порциями. Здесь, на комплексе,
счет дефицитных материалов уже идет на сотни
тонн, как того требуют интересы современной тех¬
ники.
Комплекс «Солнце» — сложнейшее инженерное
сооружение. Зеркальные отражатели — гелиоста¬
ты — неотступно следят за светилом. Их десятки.
Они расположены, чтобы не затенять друг друга, в
шахматном порядке на бетонных террасах. У каж¬
дого гелиостата — огромное зеркало площадью
50 м2, электрический привод, обеспечивающий авто¬
номность движения по горизонтали и вертикали.
Солнце перемещается по небосводу, и они как бы
следуют за ним. Управляет их движением фотогид.
А дополнительно корректирует скорость и углы пе¬
ремещения зеркал автоматика. Она же обеспечивает
работу плавильных печей в течение 8 часов, а то и
десяти — летом.
144
Отраженные лучи солнца падают на «парус» —
концентратор. Он их фокусирует на гелиоприемнике,
который собственно и служит печью. Здесь, на седь¬
мом этаже башни, возвышающейся перед «пару¬
сом», идет фантастическая плавка. Поток солнечно¬
го излучения «уплотняется» в десятки тысяч раз,
отчего в фокусе температура может достигать
8000 °С. Из этой необыкновенной огненной купели
выходят столь же необыкновенные материалы. Сте¬
пень их чистоты достигает шестой цифры после за¬
пятой, т. е. местная продукция содержит не более
миллионных долей примеси.
Это пока уникальное металлургическое предприя-!
тие — плод не только технической, но и художниче¬
ской мысли. Все сооружения словно парят в воздухе.
Такое впечатление подчеркивают легкие формы про¬
изводственно-лабораторных зданий, витражи, пере¬
ходы, повисшие над землей галереи, смотровые пло¬
щадки, наконец, стальная решетка на фасадах, где
расположены экраны, защищающие служебные по¬
мещения от прямых лучей: Узбекистан все-таки.
6 Заказ 128
145
Комфорт в коттеджах поселка металлургов тоже
обеспечивает здесь солнце. Оно даже время показы¬
вает на часах, которые украшают фасад конференц-
зала.
Первую плавку комплекс «Солнце» выдал в де¬
кабре (обратите внимание: в декабре!) 1987 года.
С той поры исправно служит народному хозяйству.
С его появлением не остается сомнений, что вся
Средняя Азия, Закавказье, юг Украины исключи¬
тельно благоприятны для строительства крупных
предприятий гелиоэнергетики, в том числе электро¬
станций. Наш опыт в этой области невелик, но он
уже есть.
С 1988 года на Керченском полуострове работает
Крымская солнечная электростанция. Кажется, са¬
мим здравым смыслом определено ее место. Уж ес¬
ли где и строить такие станции, так это в первую
очередь в краю курортов, санаториев, домов отдыха,
туристских маршрутов; в краю, где надо много энер¬
гии, но еще важнее сохранить в чистоте окружаю¬
щую среду, само благополучие которой, и прежде
всего чистота воздуха, целебно для человека.
Крымская СЭС невелика — мощность всего
5 МВт. В определенном смысле она — проба сил. Хо¬
тя, казалось бы, чего еще надо пробовать, когда из¬
вестен опыт строительства гелиостанций в других
странах. Причем опыт не только положительный.
На острове Сицилия недалеко от известного сво¬
им неспокойным характером вулкана Этна еще в на¬
чале 80-х годов дала ток солнечная электростанция
мощностью 1 МВт. Принцип ее работы тоже башен¬
ный. Зеркала фокусируют солнечные лучи на при¬
емнике, расположенном на 50-метровой высоте. Там
вырабатывается пар с температурой более 500 °С, ко¬
торый приводит в действие традиционную турбину с
подключенным к ней генератором тока. При пере¬
менной облачности недостаток солнечной энергии
компенсируется паровым аккумулятором. Неоспори¬
мо доказано, что на таком принципе могут рабо¬
тать электростанции мощностью 10—20 МВт* а так¬
же и гораздо больше, если группировать подобные
модули, подсоединяя их друг к другу. Какие-то
службы и даже элементы оборудования здесь могут
быть общими* что несомненно удешевит сооружение
крупной станции.
146
Несколько иного типа электростанция в Альме¬
рии на юге Испании. Ее отличие в том, что сфокуси¬
рованное яа вершину башни солнечное тепло приво¬
дит в движение натриевый круговорот (как в атом¬
ных реакторах на быстрых нейтронах — помните?),
а тот уже нагревает воду до образования пара. У та¬
кого варианта ряд преимуществ. Натриевый аккуму¬
лятор тепла обеспечивает не только непрерывную
работу электростанции, но дает возможность частич¬
но накапливать избыточную энергию для работы в
пасмурную погоду и ночью. Мощность испанской
станции имеет всего 0,5 МВт. Но на ее принципе мо¬
гут быть созданы куда более крупные — до 300 МВт.
В установках этого типа концентрация солнечной
энергии настолько высока, что КПД паротурбинного
процесса здесь ничуть не хуже, чем на традицион¬
ных тепловых электростанциях. Больше того, тепло
можно использовать в двух ступенях агрегатов.
Такой принцип работы заложен еще в одном ва¬
рианте солнечной электростанции, разработанном в
ФРГ. Ее мощность тоже невелика — 20 МВт. Под¬
вижные зеркала по 40 м2 каждое, управляемые мик¬
ропроцессором, располагаются вокруг 200-метровой
башни. Они фокусируют солнечный свет на нагре¬
ватель, где помещается сжатый воздух. Он нагрева¬
ется до 800 °С и приводит в действие две газовые
турбины. Затем теплом этого же отработавшего воз¬
духа нагревается вода, и в действие вступает уже
паровая турбина. Получаются как бы две ступени
выработки электричества. В результате КПД станции
поднят до 18%, что существенно больше, чем у дру¬
гих гелиоустановок.
А вот в Японии судьба тепловых СЭС сложилась
менее удачно. Еще в 1981 году там были построены
две экспериментальные станции. Но они так и не
набрали проектной мощности. Этому, как ни стран¬
но, помешала погода. Хотя большая часть страны и
расположена в субтропических широтах, соседство
Тихого океана часто напоминает о себе: небо над
Японией далеко не всегда ясно. Кроме того, стои¬
мость вырабатываемой обеими СЭС электроэнергии
оказалась в 10 раз дороже по сравнению с обычны¬
ми способами ее производства.
Крымская СЭС строилась, понятно, не без учета
всего международного опыта. Сегодня она дает ток,
147
и это — главное. Кроме того, здесь испытывается в
работе новое отечественное оборудование, прежде
всего надежность различных систем и элементов ге¬
лиостатов. Ведь еще недавно они были всего лишь
лабораторными моделями и вот в крымской степи,
на голой, как ладонь, равнине Керченского полуост¬
рова, стали промышленной продукцией, отдача ко¬
торой в виде электричества поступает в энергосисте¬
му Причерноморья.
Идет работа, идут оценки. Пока они, надо при¬
знать, не в пользу солнечных электростанций: се¬
годня эти сооружения все еще относятся к наиболее
слояшым и самым дорогостоящим техническим ме¬
тодам использования гелиоэнергии. Нужны новые
варианты, новые идеи. Недостатка в них нет. С реа¬
лизацией хуже.
Может создаться такое положение в мире, когда
относительная дороговизна солнечной энергии будет
не самым большим ее недостатком. Речь идет о
«тепловом загрязнении» планеты вследствие ги¬
гантского масштаба потребления энергии. Разные
группы ученых примерно одинаково оценивают уг¬
рожающий верхний предел. Необратимые последст¬
вия, утверждают они, наступят, если потребление
энергии превысит сегодняшний уровень примерно в
сто раз. На первый взгляд кажется, что нам до серь¬
езной угрозы бесконечно далеко. Но это не так. Ведь
ученые говорят о последствиях необратимых, т. е. о
тех, которые уж и исправить невозможно. А еще ис¬
правимые, но вполне ощутимые человечеством не¬
благоприятные последствия «теплового загрязне¬
ния» могут наступить гораздо раньше. Упускать
этого из виду никак нельзя.
Вывод же ученых таков: на определенном эта¬
пе развития цивилизации крупномасштабное ис¬
пользование экологически чистой солнечной энер¬
гии становится просто необходимым.
Это не значит, что у гелиоэнергетики нет против¬
ников. Вот их резоны: из-за низкой плотности сол¬
нечного излучения установка аппаратуры для его
улавливания приведет к изъятию из землепользова¬
ния огромных полезных площадей, не считая край¬
ней дороговизны оборудования и материалов.
Один из советских специалистов, академик
Ж. И. Алферов не видит здесь какого-то тупика.
148
Для удовлетворения энергетических потребностей
нашей страны, например, достаточно, считает он,
построить солнечную электростанцию (возможно,
где-то в среднеазиатских районах) с площадью по¬
лупроводниковых преобразователей света, равной
квадрату 100X100 км. И это при невысоком КПД
(10%) серийных преобразователей, выпускаемых се¬
годня промышленностью. Да, наиболее привлека¬
тельно, по мнению ученого, использование фото¬
электрического эффекта в полупроводниках.
Что это за эффект?
Его открыли еще в 70-х годах прошлого века и
вот уже более столетия изучают в лабораториях, а
с некоторых пор широко используют в практике.
Еще бы не изучать и не применять! Некоторые полу-‘
проводники обладают феноменальным свойством:
они способны без посредников преобразовывать све¬
товую энергию в электрическую. Иными словами,
могут быть прямыми поставщиками тока. Луч све¬
та, пройдя через них, становится электричеством!
Увы, лишь частично. В этом их с практической точ¬
ки зрения слабая сторона.
Правда, это не помешало в 30-х годах академи¬
ку А. Ф. Иоффе — тогдашнему главе советских фи¬
зиков — дальновидно высказать мысль о примене¬
нии полупроводниковых фотоэлементов в солнеч¬
ной энергетике. Между тем рекордный КПД этих
материалов тогда не превышал 1%, т. е. в электри¬
чество превращалась лишь сотая часть световой
энергии, достигшей поверхности полупроводника.
«Ну и что? — скажите вы. — Хоть бы тысячная! Не
все ли равно! Сырье-то даровое, и его сколько угод¬
но». Конечно, добывать солнечную энергию не надо.
Но какое большое количество полупроводника с
низким КПД надо употребить, чтобы заиметь в сво¬
ем распоряжении весьма скромный ^приток электри¬
честву
Новый импульс развитию этого направления в
науке дали кремниевые фотоэлементы, первые образ¬
цы которых имели КПД уже около 6%. Треть века
подобные батареи — основной, источник, энергоснаб¬
жения космических аппаратов. Однако там площадь
солнечных панелей составляет всего десятки квад¬
ратных метров. А тут, в гелиоэнергетике, речь идет
о квадратных километрах, которые нужно покрыть
149
пластинками из чистейшего кремния. Не станет ли
это совершенно разорительным для страны? Столь
же разорительным, как, скажем, другой проект,
появившийся в 70-х годах, по которому предлага¬
лось строить на высоте 36 тыс. км над Землей сол¬
нечные электростанции (цепочку из 60 спутников)
и передавать энергию с помощью пучка токов сверх¬
высокой частоты? Проект выглядел весьма привле¬
кательно, особенно во времена «нефтяного кризиса»
в западных странах. Но результаты подсчетов стои¬
мости проекта прозвучали для него погребальным
звоном. Его реализация должна была бы обойтись
ни много ни мало в триллион долларов! Так не из
той же ли категории и идея выстилать чистейшим
кремнием прокаленные пески среднеазиатских пус¬
тынь?
Еще сравнительно недавно считали, что фото¬
электрический метод пригоден лишь для создания
автономных систем питания в труднодоступных
районах, а в широкой практике — для часов, радио¬
приемников, телевизоров, маяков, отчасти для элек¬
150
тромобилей. В разных странах создано даже целое
семейство последних, В солнечные дни они способны
развивать скорость до 100 км в час. В США несколь¬
ко лет назад построили гоночный вариант такой ма¬
шины — она без особых затруднений пересекла
Австралию, известную изобилием ясных дней.
Совершенствование производства полупроводни¬
кового кремния, создание новых типов фотоэлектри¬
ческих преобразователей кардинально изменили по¬
ложение. Когда у лабораторных образцов кремния
КПД достиг 18%, в практике стали широко исполь¬
зоваться элементы с КПД 12—14%. За какие-ни-
будь десять лет капитальные затраты в расчете на
киловатт мощности снизились в 30 раз. Квадратный
метр солнечных панелей стал стоить 60 долларов.
Это дорого, но уже не чрезмерно.
Между тем преимущества фотоэлектрических
преобразователей несомненно привлекательны.
У них нет движущихся частей, продолжительность
работы может достигать 100 и более лет. Уход за
ними не требует от персонала высокой квалифика¬
ции, Хорошо используется как прямое, так и рассе¬
янное солнечное излучение. Систему преобразовате¬
лей нетрудно составлять из различных модулей, соз¬
давая установки практически любой мощности.
В последние годы созданы солнечные батареи из
кристаллического кремния с КПД 27%. Но они по-
прежнему дороги. Гораздо дешевле аморфный крем¬
ний. Первый имеет толщину 100 микрон. А некрис¬
таллические пленки изготовляются в полмикрона.
Их можно наклеивать на пластик, нержавеющую
сталь, выпускать в виде рулонов подобно газетной
бумаге.
Но тут своя проблема: у аморфного кремния за¬
метно ниже КПД. Правда, есть способ существенно
его повысить, накладывая пленки друг на друга и
«настраивая» каждый слой на поглощение света с
определенной длиной волны. Скажем, один слой
поглощает голубые фотоны, а другие — с меньшей
энергией.
Подобная «настройка» осуществляется легирова¬
нием кремния другими веществами. Элемент с КПД
13% имеет три слоя: два — из фторированного спла¬
ва аморфного кремния, в третьем — добавка гер¬
мания.
151
Впрочем, некоторые ученые убеждены, что ре¬
шение проблемы — в снижении стоимости более дол¬
говечного кристаллического кремния. Однако дру¬
гие видят успех в переходе на иные материалы.
Фотопреобразователи на основе арсенида галлия —
арсенида алюминия достигли КПД 30%. Это откры¬
вает хорошие перспективы создания мощных солнеч¬
ных электростанций, если такого же качества до¬
стигнут и промышленные образцы.
Так же реально в сотни и тысячи раз сократить
занимаемую фотоэлементами площадь, концентри¬
руя солнечные потоки. Некоторое удорожание из-за
усложнения конструкций с лихвой компенсируется
повышением их эффективности. Пока этому мешает
перегрев элементов. Специалисты считают, что, ког¬
да удастся поднять у серийно выпускаемых фото¬
элементов КПД до 25% (при концентрации света в
500 раз), эффективность гелиоэнергетики станет со¬
поставима с эффективностью атомных электро¬
станций.
Пока же предстоит еще долгий путь, прежде чем
удастся вырабатывать из солнечных лучей электро¬
энергию, сравнимую по стоимости с производимой
за счет традиционного сжигания ископаемого топ¬
лива.
Разумеется, нереально в таких условиях рассчи¬
тывать хотя бы в обозримом будущем перевести всю
энергетику нашей страны, а тем более мира на ге¬
лиотехнику. Пока ее удел — набирать мощности и
снижать стоимость своего киловатт-часа, на что и
ориентирует Энергетическая программа СССР. При
этом не будем забывать, что с точки зрения эколо¬
гии солнечная энергия действительно идеальна, по¬
скольку не нарушает равновесия в природе.
КАКОЙ ПРОК
ОТ УРАГАНА?
Сколько их было в России! Не счесть. Если где
стояло крупное село, так невдалеке от него, на от¬
шибе, обязательно махала своей дырчатой вертуш¬
кой ветряная мельница. Впрочем, почему же не
счесть? А статистика на что? Согласно ее данным, в
России до революции было около 250 тыс. крестьян¬
ских ветряков. Оно и понятно. Для хлеборобной
степной России с ее далями и глубинками ветряные
мельницы были истинным спасением, так сказать,
энергетической благодатью и в определенном смыс¬
ле даже кормилицами. Они ежегодно перемалывали
в муку более 3 млрд. пудов зерна. Для того време¬
ни объем немалый. И хоть особой резвостью работы
своих подопечных мельники похвастаться не могли,
а все-таки те исправно гоняли жернова по сто и
больше дней в году — всего лишь раза в два мень¬
ше, чем современные ветродвигатели.
А ветряные мельницы в Нидерландах? Неотъем¬
лемая часть пейзажа, как каналы, дамбы и прото¬
ки. Эти трудолюбивые вертушки даже дарили гол¬
ландскому крестьянину землю: откачивая воду с
затопленных территорий, они отвоевывали их у на¬
ступающего моря и превращали в культурные сель¬
скохозяйственные угодья. К концу XIX века в ма¬
ленькой Дании тоже крутилось 30 тыс. ветряных
мельниц.
Надо думать, и в испанской истории они не бы¬
ли редкостью, раз великий Сервантес отправил сра¬
жаться достопочтенного Дон Кихота именно с ни¬
ми.
В общем (силу ветра ценили и умели использо¬
вать с давних времен и во многих странах./
153
И все-таки сначала паровая машина, затем дви¬
гатель внутреннего сгорания, а позлее электромотор
напрочь вытеснили ветряные мельницы, не тронув
лишь немногих из их старательного племени — то
ли в качестве музейных экспонатов, то ли просто на
потеху туристам.
Но несмотря на это* мощный напор техники,
давний и преданный человеку работник — ветер —
полной отставки* не получил. Больше того, та же
современная техника предоставила ему новый шанс
показать себя во всей своей природной силе на
службе у человека.
Если как следует разобраться, то возможности у
ветра в масштабе планеты просто колоссальные.
Ведь они, эти возможности, порождены Солнцем,
вернее, неравномерностью нагрева его лучами
поверхности Земли. Верный слуга погоды, он неус¬
танно стремится уравнять атмосферное давление
между отдельными районами земного шара. Арере-
мещение воздушных масс — это полноценная меха¬
ническая энергия, способная выполнять полезную ра¬
154
боту: приводить в движение механизмы, напрямую
вырабатывать электрический ток минуя нагрев па¬
рового котла.
Общий ветроэнергетический потенциал Земли
раз в 30 превышает годовое потребление электри¬
чества во всем мире. Понятно, что возможности ис¬
пользования этого вида энергии в различных местах
нашей планеты неодинаковы. Чтобы заставить ра¬
ботать большие или малые установки, ветер должен
дуть постоянно и с достаточной силой. С какой
именно? Для нормальной работы полезных уст¬
ройств скорость ветра не должна в среднем за год
падать ниже 4—5 м/с: иначе агрёгаты вообще не
смогут работать. Лучше, если скорость 6—8 м/с. Но
им ни к чему и разрушительные ураганы, которые
могут все разнести в щепки. Впрочем, последние кон¬
струкции ветродвигателей и способы их регулирова¬
ния таковы, что при скорости ветра 30—40 м/с они не
ломаются и не начинают вращаться чрезмерно быстро.
Более или менее постоянны и свежи ветры по бе¬
регам морей и океанов, в просторных степях, в тунд¬
ре, в горах. Поэтому именно эти места наиболее
благоприятны для всевозможного использования
энергии ветра.
Насколько велики возможности ветровой энер¬
гии в приморских районах мира, говорят следую¬
щие подсчеты. Западная Европа, береговая линия
которой превышает 20 тыс. км, в состоянии полу¬
чать с нее более триллиона киловатт-часов электро¬
энергии в год. Не многим меньше может быть
«урожай» Северной Америки. О Советском Союзе,
имеющем прибрежную полосу очень большой протя¬
женности, и говорить нечего: тут потенциальные ре¬
сурсы энергии необычайно велики.
Почти во всех горных местностях происходит
периодическая суточная смена направления ветров.
Днем они устремлены из прохладных долин вверх
по нагретым склонам гор, ночью же сбегают обрат¬
но — с остывших склонов. Эти ветры сильнее всего
летом, особенно в ясную погоду.
Горы на Земле также достаточно распростране¬
ны. Хребты и возвышенности пересекают всю Евра¬
зию с запада на восток — от Атлантики до Тихого
океана, от Испании до Вьетнама. А высокие Кор¬
дильеры С бесчисленным множеством отрогов тянут¬
155
ся с севера на юг вдоль обеих Америк. Через тер¬
риторию СССР горные кряжи пролегают и в широт¬
ном, и в меридиональном направлениях.
По ориентировочным прикидкам, общее коли¬
чество технически уловимой ветровой энергии в
нашей стране не менее 10 млн. МВт среднегодовой
мощности. Используя лишь небольшую ее часть,
можно было бы полностью обеспечить энергоснаб¬
жение СССР. Причем обеспечить энергией возобнов¬
ляемой, экологически чистой, т. е. ни в коей мере не
загрязняющей окружающую среду. За чем же дело
стало? Почему бы нам всей мощью современной ин¬
дустрии не устремиться на покорение именно этой
стихии? Может, как раз в содружестве с ней удаст¬
ся решить важнейшие проблемы энергетики?
Увы, пока нет. Очень уж изменчива эта стихия.
И далеко не всю ее при существующем уровне тех¬
ники можно реализовывать. Даже теоретически «за¬
конные» потери ветродвигателей составляют почти
половину энергии воздушного потока. На практике
они, понятно, еще больше. Непостоянство скорости
ветра — потери. Преобразование механической энер¬
гии в электрическую — новые потери. Немало и
других. В результате в электричество превращается
лишь четвертая часть энергии ветра. А то и меньше.
Известно, чем мощнее агрегат, тем он экономи¬
чески выгоднее. Но более мощная установка — это,
как правило, и более крупная. Укрупнять машины
беспредельно нельзя. В Крыму, например, еще в
1937 году была построена, как тогда говорили,
крупнейшая в мире ветроэлектрическая станция.
Она действительно была довольно внушительных
размеров, поднятая двумя ажурными фермами
ввысь. Ток давала в электрическую сеть Севастополя.
Но мощность ее была всего-навсего 100 кВт.
Несколько лет назад в ФРГ на побережье Север¬
ного моря соорудили «Гровиан-1» — первенец боль¬
шой ветроэнергетики страны, как о том писали газе¬
ты. Мощность первенца — 3 тыс. кВт (3 МВт). Он
способен обеспечить энергией 250 односемейных до¬
мов или сэкономить в год 3,5 тыс. т жидкого топли¬
ва. Мало того, погода в тех местах гарантирует это¬
му двигателю режим наибольшего благоприятство¬
вания поздней осенью и в начале зимы, как раз
тогда, когда потребности в энергии особенно вели-
156
ки. И наоборот, времена затишья — в основном ле¬
том — совпадают с периодами сокращения потреб¬
ления. Все хорошо. Но диаметр двухлопастного коле¬
са этого ветряка — 100 м. Высота опоры, на которой
крепится двигатель, —100 м. В верхнем поло¬
жении лопасти достигают высоты шпиля башни
Кельнского собора, а это около 150 м. В общем га¬
бариты современного небоскреба. Чтобы приводить
во вращение такую махину, выполненную по по¬
следнему слову техники из достаточно дорогих ма¬
териалов, нужна среднегодовая скорость ветра, не
меньшая чем 8 м/с. Чтобы увеличивать мощность
таких машин, надо наращивать размер их лопас¬
тей, т. е. утяжелять конструкцию. Но тогда для нор¬
мальной их работы потребуется еще большая ско¬
рость. Значит, сузятся районы их использования и
сократится суммарное количество полезной энер¬
гии. Получается заколдованный круг.
Кроме того, непостоянство силы ветра, оставаясь
основным препятствием к широкому применению
крупных ветродвигателей, требует надежной акку-*
157
муляции энергии между затишьями. Но существую¬
щие электрические аккумуляторы очень дороги и
практически целесообразны в малых установках
мощностью не более нескольких киловатт.
Правда, тут есть другой выход: аккумулировать
энергию ветра в самом продукте, производимом дви¬
гателем в запас, — в смолотой муке, в заготовлен¬
ных впрок кормах для скота, в материалах для
строительства, в воде, заполнившей водонапорную
башню. Для такой работы энергия ветра может быть
выгодно использована как непосредственно через
механический, так и через электропривод. Для удов¬
летворения этих потребностей чаще всего вполне до¬
статочны как раз маломощные ветряки. Не случай¬
но именно они получили пока наибольшее распрост¬
ранение.
В США, с их большой территорией, с протяжен¬
ной береговой линией и обширными горными обла¬
стями, всячески поощряется строительство малых
ветроустановок в 1,5 кВт. Их покупают многие фер¬
меры и владельцы небольших домов, живущие на,
окраинах городов. Разумеется, там, где благоприятен
ветровой режим.
В ФРГ в последнее время тоже проявляют боль¬
шой интерес к малым ветрякам. На одном из Севе-
ро-Фрмзских островов в течение многих лет работа¬
ет установка для опреснения морской воды. Прежде
литьевую воду доставляли сюда на танкерах с ма¬
терика. Непостоянство ветров здесь не помеха. Ког¬
да ветер особенно свеж, удается создавать хороший
запас воды, которого вполне хватает на время
штиля.
Вообще в прибрежной части Северного моря до¬
вольно высока среднегодовая скорость ветра. Пото¬
му-то этот район считается в ФРГ самым подходя¬
щим для строительства ветроэлектроетанций. На
острове Пельворм даже создан специальный поли¬
гон для испытания агрегатов разных конструкций.
Мощность их — не более 10 кВт/ Такие же генерато¬
ры тока испытываются и в горах Швабской Юры,
Там полигон, расположенный практически на са¬
мом высоком месте горного хребта, тоже не испыты¬
вает недостатка в ветре, хотя скорость его помень-
лзе, чем на побережье. Одна установка вырабатыва¬
ет за год больше 20 тыс. кВт-ч электроэнергии. Это¬
158
го вполне хватает, чтобы обеспечить потребности в
ней небольшой горной деревушки, где живут пять
семей.
С каждым годом все больше ветряков использу¬
ют на Кубе* Небольшие электрогенераторы там ра¬
ботают во многих животноводческих хозяйствах.
Правда, в некоторых из них сохраняются и дизели.
Но это больше для страховки—на всякий случай.
Уже немала стран на Земле, где характерный
пропеллер на вершине ажурной мачты стал неотъ¬
емлемой частью пейзажа* Компактные, несложные
в обращении, они несут свою полезную службу там,
куда большой энергетике пока не дотянуться. Они,
конечно, далеки от решения проблем промышлен¬
ности, но зато очень облегчают быт множеству лю¬
дей. На земном шаре сейчас эксплуатируются сотни
тысяч ветроустановок.
Но пожалуй, ни в одной стране нет таких воз¬
можностей для широкого и эффективного использо¬
вания неиссякаемой энергии ветра, как у нас. И де¬
ло не только в огромных потенциальных ресурсах.
О них вы уже знаете. Большие территории, где ин¬
тенсивно развивается сельское хозяйство, нередко
удалены от энергетических центров — тянуть к ним
высоковольтные линии невыгодно. Да и потребнос¬
ти этих районов в электричестве не столь велики.
Между тем некоторые из отдаленных территорий
отличаются хорошим ветровым режимом и могут
обеспечить высокую экономичность установок.
Роль ветровой энергетики особенно возрастает в
связи с большой программой обводнения пастбищ и
мелиорации земель. Ветряки дают возможность
быстро обеспечить энергией многих потребителей,
которых пока что затруднительно подключить к
имеющимся сетям. При этом затраты сравнительно
невелики.
Уже сейчас ветродвигатели малой мощности до¬
вольно широко используются при механизации
подъема воды в отгонном животноводстве ряда хо¬
зяйств Российской Федерации, Туркмении, Казах¬
стана. Именно благодаря этому новшеству им уда¬
лось снизить затраты средств и труда в 2—4 раза.
Ведь применение ветроагрегата уменьшает годовые
затраты на водопой овцы до 30 копеек, в то время
как средние расходы по стране в несколько раз вы¬
159
ше. Использование групповых водопроводов обхо¬
дится вдвое дороже, передвижных электростанций
(дизельных) — более чем в 4 раза, а подвозка воды
автоцистернами — раз в 10!
В Астраханской области многие колхозы и сов¬
хозы располагают десятками ветроустановок. При¬
чем в каждом хозяйстве все такие агрегаты обслу¬
живает один разъездной механик. Здесь механизи¬
рованной подачей воды обеспечены многие стада
коров и овец.
При всем этом возможности ветроэнергетики ис¬
пользуются явно недостаточно. Сейчас в сельском
хозяйстве страны только на отгонном животноводст¬
ве требуется механизировать подачу воды из десят¬
ков тысяч колодцев, где ее до сих пор поднимают
либо вручную, либо с помощью стареньких движков.
Ветродвигатели с успехом можно применять для
мелкооазисного орошения во вновь осваиваемых пус¬
тынных и полупустынных зонах и для осушения
заболоченных участков. Много новых земель, в
первую очередь в степном Казахстане, Туркмении,
можно вовлечь в сельскохозяйственный оборот, ес¬
ли применять дешевые способы опреснения водй.
Генераторы для питания энергией установок по
обессоливанию может приводить в действие ветер.
В последние годы стало очевидно, что всяческие
ветряки — большие и малые — особенно выгодно ис¬
пользовать в Арктике — там, где маленькие посел¬
ки удалены друг от друга порой на сотни километ¬
ров. Ведь для обогрева в тундре нередко и сейчас
топят старинные печки-капельницы. Бригада оле¬
неводов или рыбаков ежегодно сжигает бочек пят¬
надцать солярки, которую к тому же довольно
сложно к ним доставлять.
У нас серийно выпускаются автоматизирован¬
ные ветроэнергетические установки мощностью от
4 до 18 кВт. Они работают в Антарктиде на совет¬
ских научно-исследовательских станциях, на Коль¬
ском полуострове, в заполярном Усть-Янском райо¬
не, в поселках Депутатский и Мамонт — на прииске
старателей, на мысе Тэрпэй-Тумса, омываемом сту¬
деными водами моря Лаптевых.
Практика показала, что в Якутии, например,
очень нужны ветряки для питания промежуточных
станций радиорелейных линий. Тогда отпадает на-
160
добность тянуть электропередачи на высокие сопки,
где стоят ретрансляторы.
Применение ветродвигателей, безусловно, выгод¬
но и вдоль всего северного и восточного побережий
Сибири, на Чукотке, Камчатке, Сахалине. Ветровая
энергия этих районов, как и в Арктике, отличается
высоким потенциалом при сравнительно небольшом
количестве штилевых дней. Тот же агрегат, что в
средних широтах будет развивать мощность в
30—40 кВт, здесь даст до 80 и даже 100 кВт. Прав¬
да, для этого его надо сделать более прочным.
Почти постоянно дующий ветер дает здесь воз¬
можность не только полностью удовлетворить быто¬
вые потребности населения в электроэнергии и теп¬
ле, но и использовать крупные агрегаты в промыш¬
ленных целях. Строят же в последнее время в Дании,
не «меющей иных промышленных источников
энергии, по 200 ветряков в год мощностью до
100 кВт. А всего их в этой стране уже насчитыва¬
ется около 1,5 тыс. Да и в Швеции существует це¬
лая сеть ветроэлектростанций. А ведь у нас в При-
161
балтшсе, Арктике, Сибири и на Дальнем Востоке
ветровая обстановка не менее благоприятна для раз¬
вития энергетики.
Конечно* тут чрезвычайно важен выбор опти¬
мальных размеров установок и выгодного способа
аккумуляции энергии.
Установка десятков тысяч ветроэлектростанций
подходящей мощности в тех местностях могла бы
стать крепкой основой промышленности крупных
регионов. Сооружаем же мы высоковольтные линии
очень большой протяженности. А ведь в таких ли¬
ниях насчитывается десятки тысяч опор, которые
обходятся не намного дешевле, чем ветродвигатели.
Нет никаких технических препятствий для реализа¬
ции самых грандиозных проектов строительства
больших кустов ветроагрегатов. Кстати сказать, в
последние годы существенно увеличились их на- ,
дежность и число модификаций для разных усло¬
вий эксплуатации. Американские инженеры, напри¬
мер, сконструировали ветровой генератор с верти¬
кальными роторами. Они вращаются наподобие
ярмарочной карусели. По своей эффективности этот
генератор превосходит лопастные втрое. У него не^г
редукторов, поэтому он почти не требует смазки и
больших расходов на техническое обслуживание.
И что не менее важно, он способен выдерживать
даже ураганные ветры. Не только выдерживает, но
продолжает работать с полной нагрузкой. Как види¬
те, и от урагана может быть вполне ощутимая
польза.
Но как быть с непостоянством воздушных по¬
токов? Чем крупнее агрегаты, тем ощутимее ущерб
от их работы вполсилы* не говоря уж об их простое.
Штиль в этом случае может оказаться накладнее
разрушительного урагана. Однако и здесь, как вы¬
яснилось, нет тупика. Ветродвигатель может сам се¬
бя подстраховывать на случай затишья.
Наиболее эффективным аккумулятором для
крупных агрегатов показало себя разложение воды
на водород и кислород. Созданные в сезон ветров
запасы водорода заполнят периоды временного за¬
тишья работой резервного двигателя, работающего
на этом газе. Но не только. Излишки водорода мож¬
но транспортировать в другие районы как готовое к
употреблению, универсальное топливо.
162
Нет топлива, равного ему. Он может заменить
какой угодно вид горючего в самых разных сферах
человеческой жизни — в быту, энергетике, на транс¬
порте. Его можно хранить практически в любом ко¬
личестве — в сжатом, сжиженном и даже в твердом
виде (гидриды металлов). Он легко транспортирует¬
ся по обычным газопроводам.
Электролиз — наиболее доступный метод для по¬
лучения водорода из воды. Он имеет большие пре¬
имущества перед ископаемым топливом. Теплота
сгорания водорода пошти в три раза выше, чем у
бензина, а энергии для его воспламенения требует¬
ся в 15 раз меньше. Эхо делает его особенно выгод¬
ным в двигателях внутреннего сгорания и газовых
турбинах. При сжигании водорода продукты горе¬
ния абсолютно безвредны.
Даже 10-процентная добавка водорода к бензину
снижает содержание токсичных веществ в выхлоп¬
ных газах, экономит горючее на 25—40% и повы¬
шает КПД двигателя. Добавление водорода к ди¬
зельному топливу может уменьшить загрязнение
воздуха в городах и крупных промышленных цент¬
рах, особенно в глубоких карьерах, где работают
большегрузные самосвалы. В апреле 1988 года в
воздух поднялся первый в мире самолет на водо¬
родном топливе. Это были испытания эксперимен¬
тальной машины Ту-155. В хвостовой части его пас¬
сажирского салона был оборудован специальный от¬
сек для баков с жидким водородом. В общем этот
горючий газ — идеальное топливо будущего. Не слу¬
чайно к нему приковано внимание специалистов.
Однако вернемся к ветроэлектростанциям. Опыт
и расчеты показывают, что при определенных усло¬
виях стоимость энергии, выработанной ими, оказы¬
вается не выше, чем у тепловых станций равной
мощности. Совершенствование конструкций ветро-
агрегатов, применение новых аккумулирующих уст¬
ройств, наконец, параллельная и совместная работа
с электростанциями других типов значительно рас¬
ширяет возможности ветроэнергетики.
Но пока она занимает скромное место в топлив¬
но-энергетическом балансе нашей страны, да и всего
мира. Вряд ли в ближайшем будущем ее доля в си¬
лу чисто технических причин резко увеличится, как
бы всем нам этого ни хотелось.
163
ЕСЛИ ВКЛЮЧИТЬ
ОКЕАН
История судоходства полка описаний штормов,
выносивших порой печальный приговор отличным
мореходам. Но ведь все эти описания — нескончае¬
мый рассказ о том, как втуне, без пользы Для чело¬
века, пропадала могучая энергия океана, которой
ему, человеку, всегда так не хватало.
Или вспомните бутылочную «почту». Какой
энергией она доставлялась? Той же, что гонит по
свету без руля и без ветрил корабли, потерявшие
способность самостоятельно двигаться, что кружит
по всему студеному океану белые торосящиеся по¬
ля паковых льдов.
А сколько заключено энергии в тропических зо¬
нах Мирового океана! Ведь он буквально впитывает
в себя солнечные лучи, проникающие до сотни мет¬
ров в глубь его вод и разогревающие их местами до
80 °С и более. Причем разогревающие постоянно,
так как те зоны практически не знают смены вре¬
мен года.
В общем Мировой океан, с какой стороны на не¬
го ни взгляни, — это океан энергии. К сожалению,
большая ее часть прежде почти не использовалась
человеком. И сегодня то, что отсюда достается лю¬
дям, подобно крохам с богатого стола.
Как же запрячь в полезную работу, скажем, гро¬
хочущий прибой или хотя бы череду волн? Ведь они
буквально вездесущи. Без них почти невозможно се¬
бе представить морской берег. Паузы полного шти¬
ля так редки.
...Румынские ученые провели в Черном море
опыты с установками для преобразования морских
волн в электроэнергию. Один тип — это полый пла¬
164
вучий буй с открытым дном, прикрепленный к дну
на сравнительно небольшом удалении о*т берега.
Когда буй качается на волне, уровень воды
внутри него меняется. От этого и воздух то выходит
из него, то входит. Но движение воздуха возможно
только через верхнее отверстие (такова конструкция
буя). А там установлена турбина, вращающаяся
всегда в одном направлении независимо от того, в
какую сторону движется воздушный поток.
Даже довольно небольшие волны высотой 35 см
заставляют турбину развивать более двух тысяч
оборотов в минуту.
Другой тип установки — что-то вроде стационар¬
ной микроэлектростанции. Внешне она похожа на
ящик, установленный на опорах на небольшой глу¬
бине. Волны проникают в ящик и приводят в дейст¬
вие турбину. И здесь тоже для работы достаточно
совсем небольшого волнения на море. Даже волны
высотой в 20 см зажигали лампочки общей мощ¬
ностью 200 Вт.
И такие вот прибойные малютки могут нести
очень полезную службу. Скажем, обеспечивать энер¬
гией морские бакены, освещать причалы, волноло¬
мы. Тут проблема — в надежности техники, посто¬
янно подвергающейся ударам волн и воздействию
соленой воды. Но в принципе перспективы широко¬
го использования энергии морских волн, как счита¬
ют специалисты, благоприятны.
Миниатюрные преобразователи мощностью ме¬
нее киловатта уже размещаются на светящихся бу¬
ях навигационных служб некоторых стран.
В Великобритании, США и Японии изучают воз¬
можности создания крупных волновых установок.
Международным агентством по энергетике испыта¬
ны турбины, работающие на сжатом воздухе. Их по¬
мещали в специальный 80-метровый буй, внешне на¬
поминающий судно. В днище этого энергокорабля
были сделаны камеры, открытые снизу. В них сила
волн преобразовывалась в энергию сжатого воздуха,
который в свою очередь приводил в действие турбо¬
генераторы.
Но наиболее выгодными оказались системы уст¬
ройств, работающих как насосы. Они заполняют
морской водой аккумулирующие бассейны на не¬
большой возвышенности для последующего произ-
165
водствэ электричества, как это делается на ГЭС.
Напорной водой можно снабжать также опресни¬
тельные установки. При благоприятном рельефе
прибрежной полосы эти бассейны позволяют сба¬
лансировать объем производства электроэнергии и
спрос на нее. Такое водохранилище площадью
500X500 м и глубиной 4 м в состоянии в течение
почти двух месяцев покрывать потребности в энер¬
гии небольшого поселка с населением в тысячу че¬
ловек.
Ряд систем прямо преобразуют энергию волн в
электричество. Они состоят опять-таки из насосов,
установленных недалеко от берега. Оттуда на сушу
протянуты трубопроводы, по которым нагнетается
сжатый воздух. Он подается либо в аккумулирую¬
щую камеру, либо непосредственно в турбогенератор.
♦ * *
В океане довольно близки бывают слои воды,
контрастные по температуре. Первым предложил
166
получать энергию за счет разности температур в по¬
верхностных и глубинных слоях морей один фран¬
цузский изобретатель. Это было еще в 80-х годах
прошлого века. Но тогда никто всерьез не принял
оригинальную идею. Исследованиями по ее реализа¬
ции занялись почти сто лет спустя. Сегодня эффек¬
тивную в принципе технологию преобразования
термальной энергии океана можно считать осво¬
енной.
Уже не первый год работают экспериментальные
установки в Тихом океане — у Гавайского архипела¬
га и на экваториальном острове Науру. Разность
температуры воды на поверхности и на километро¬
вой глубине составляет в тех местах 22 °С. Каждая
установка — это конденсатор, испаритель, насос и
турбина, работающие в замкнутом цикле. Через сое¬
диняющие их трубопроводы протекает фреон, как в
обычном домашнем холодильнике. В конденсатор с
океанских глубин подается холодная вода (8°С).
Здесь фреоновые пары сжижаются. В испарителе,
который омывает теплая вода с поверхности океана,
фреон снова переходит в газообразное состояние.
Рабочий газ приводит во вращение турбины и воз¬
вращается обратно в конденсатор. Электроэнергия
поступает к потребителю.
Береговая установка на острове Науру не имеет
коммерческого назначения. Ее цель — исследова¬
ния: опробование конструкции, проверка монтажа,
режимов работы, изучение экологической безопас¬
ности, испытание эффективности теплообменников.
Но она питает электричеством энергосистему ост¬
рова.
Мощность станции невелика —100 кВт. Она
ежечасно перекачивает по 1400 т горячей и холод¬
ной воды. На работу насосов, подающих нагретую
воду <30 °С), затрачивается 27 кВт, а холодную
{8 °С) — 40 кВт. Есть и другие расходы самой уста¬
новки. В общем она съедает около 90 кВт. Полезная
мощность — 10 кВт. Вроде бы немного. Но и это,
как оказалось, выгодно.
Исследователи пришли к выводу, что, хотя
строительство таких установок обходится недешево,
их энергетический баланс (отношение получаемой
энергии к затраченной) может быть более высоким,
чем у некоторых атомных и тепловых электростан¬
167
ций, работающих на угле и нефти. «Критическая»
температурная разность, начиная с которой эти ус¬
тановки становятся рентабельными, составляет
2*0—22 °С. В Мировом океане таких мест более чем
достаточно. Правда, только в тропиках. Не случай¬
но отсчет следующего поколения океанских терми¬
ческих электростанций — мощностью в 1000 кВт —
начала Индия. Первая такая станция построена
несколько лет назад близ атолла Каваратти — глав¬
ного в Лаккадивском архипелаге, расположенного в
Аравийском море недалеко от южной оконечности
полуострова Индостан.
В некоторых случаях эти преобразователи вы¬
годнее эксплуатировать в открытом океане. Но там
лучше получать не электричество, которое оттуда
трудно передавать, а топливо, разлагая воду на во¬
дород и кислород. В таком случае целесообразным
становится строительство плавучих установок. По¬
добная установка, смонтированная на американ¬
ском списанном танкере, тоже была испытана. Ее
мощность — 1000 кВт. Она показала себя хорошо,
чем обеспечила создание аналогичных, но более
мощных установок — в 40 МВт.
Сейчас речь идет уже о плавучем преобразова¬
теле термальной энергии океана мощностью
400 МВт. Такой потребует специальной платформы
размером с пять футбольных полей. Он должен бу¬
дет перекачивать 10 млн. т воды в час. Окажется
ли такое сооружение весом в 200 тыс. т рентабель¬
ным, покажет время.
Пока несомненно одно. Существующие преобра¬
зователи работают, дают энергию из постоянно во¬
зобновляемого природного источника. Накапливает¬
ся полезная информация о работе таких установок
и о воздействии их на окружающую среду.
Впрочем, ими тоже не исчерпываются энергети¬
ческие возможности акваторий планеты.
* * #
...Океанские «реки». Они широки, глубоки, длин¬
ны. У них есть свои водяные берега, водяные ложа,
русла и, конечно, скорость течения. Последняя, как
вы понимаете, нас и интересует. Это ведь они, тече¬
ния, случается, доставляют бутылочную почту с
168
края на край Земли или везут на себе потерпевших
кораблекрушение или «катают» на льдинах по все¬
му океану исследовательские дрейфующие станции.
В общем в них заключена энергия, значительная
доля которой долгое время пропадала втуне.
Нельзя сказать, чтобы человечество вообще не
ощущало от *шх никакого проку. Вспомните: имен¬
но теплому Северо-Атлантическому течению Европа
обязана своим мягким климатом — ведь даже Ба¬
ренцево море (юго-западная его часть) никогда не
замерзает, хотя и находится во владениях Северно¬
го Ледовитого океана. Есть и другие течения, ока¬
зывающие благотворное влияние на климат боль¬
ших регионов планеты. Но здесь речь об энергетике.
К ней-то океанские «реки» пока практически не
подключены. Между тем возможности для того
есть.
Это вполне было доказано одним интересным
американским проектом. Речь идет об установке
гидроагрегатов «Кориолис» в русле Гольфстрима.
Это турбины диаметром 170 м и длиной 80 м. Их
место — на якорях, в стороне от морских путей, в
стремнине водного потока.
После того как большая часть Южного Пассат¬
ного течения проникает в Карибское море и Мекси¬
канский залив, вода возвращается оттуда в Атлан¬
тику через Флоридский пролив. Ширина течения
становится минимальной — 80 км. При этом оно
убыстряет свое движение до 2 м/с. Когда же Фло¬
ридское течение усиливается Антильским, расход
воды достигает максимума. Развивается сила, впол¬
не достаточная, чтобы привести во вращение турби¬
ну с размашистыми лопастями, вал которой соеди¬
нен с электрогенератором. Дальше — передача тока
по подводному кабелю на берег.
Материал турбины — алюминий. Срок службы —
80 лет. Ее постоянное место — под водой. Подъем на
поверхность только для профилактического ремон¬
та. Ее работа практически не зависит от глубины
погружения и температуры воды. Лопасти вращают¬
ся медленно, и небольшие рыбы могут свободно про¬
плывать через турбину. А вот крупным вход закрыт
предохранительной сеткой.
Американские инженеры считают, что строи¬
тельство такого сооружения даже дешевле, чем воз¬
169
ведение тепловых электростанций. Здесь не нужно
возводить здание, прокладывать дороги, устраивать
склады. Да и эксплуатационные расходы существен¬
но меньше: «топливо» свое, подается бесперебойно...
Предполагается, что к концу столетия в 30 км от
побережья Флориды в Атлантике на глубине 30 м
будет создано 200 таких электростанций общей
мощностью 10000 МВт.
Но ведь на Земле немало «скоростных» течений,
которые также можно запрячь в турбины, даже ес¬
ли принимать в расчет только те, что омывают кон¬
тиненты. Скажем, Сомалийское течение в Индий¬
ском океане, несущее свои воды вдоль Африканско¬
го рога. От экватора до острова Сокотры его скорость
в среднем превышает 2 м/с. А есть места, где
она достигает даже 3,5 м/с. Здесь отдача энергии,
надо думать, будет очень высокой.
А Перуанское и Восточно-Австралийское в Ти¬
хом океане! А Бразильское и Гвинейское в Атлан¬
тике! А Восточно-Аравийское и Западно-Бенгальское
у берегов Индии! А Куросио вблизи Японии! Пере¬
чень, разумеется5 можно продолжить. Все это щед¬
рая океанская энергетическая целина, ждущая ос¬
воения.
Ну, а сегодня наиболее заметные шаги сделаны
в покорении иных сил морской стихии.
* * *
...Такого еще не знали эти места. Впрочем, ниче¬
го подобного не было во всем мире. Гидроэлектро¬
станцию строили на берегу! Шум механизмов,
вспышки электросварки, бетонные работы — все вро¬
де бы как обычно, полный набор строительных ра¬
бот. Но только на берегу.
Когда же она была готова, ее спустили на воду
и отбуксировали, словно это была обычная баржа,
вдоль Мурманского побережья по Кольскому заливу
в Кислую губу. Там, проверив, как необычная путе¬
шественница перенесла дорогу, ее благополучно во¬
друзили на подготовленное заранее место.
Так, в 1968 году первая в СССР приливная элек¬
тростанция дала ток. Она была невелика — мощ¬
ность всего 400 кВт. Но те, кто ее проектировал, по¬
нимали, что эта станция, кроме энергии должна
170
дать еще нечто не менее важное — опыт строительст¬
ва и эксплуатации подобных сооружений, опыт, кото¬
рый станет фундаментом других сооружений по¬
крупнее.
Но почему для всего этого затеяли стройку в яв¬
но экстремальных условиях за полярным кругом?
Неужели в Советском Союзе не нашлось более под¬
ходящего, а главное, более благоприятного по кли¬
мату места? Увы, не нашлось.
Дело в том, что для любой гидростанции, как вы
помните, очень важен хороший напор воды. Для
этого на реках и строят плотины, иногда прямо-таки
высотные. Вот и на приливной нужен такой напор.
А достаточно большой высоты приливная волна на
Земле достигает лишь в немногих местах: в канад¬
ском заливе Фанди (17 м), в проливе Ла-Манш (до
16 м), а в Советском Союзе — в Охотском море (Пен-
жинская губа на Камчатке) — до 13 м и в Белом
море (10 м). Начинать эксперимент с Камчатки не
резон, да и залив там огромный, сразу тянет на
большую стройку. Так выбор пал на «северный ва¬
риант», на заливчик вблизи от Мурманска — круп¬
ного индустриального и портового центра.
Впрочем, не нужно думать, что в Кислой губе на¬
чинали совсем с нуля. К тому времени уже пустили
ПЭС во Франции. Ее поставили в устье реки Ране на
побережье Ла-Манша у города Сен-Мало. Образован¬
ное плотиной водохранилище во время приливов
простирается на 20 км. Мощность станции —
240 МВт, Она вырабатывает за год более 0,5 млрд.
кВт • ч электричества.
Как же реализуется на таких станциях «лун¬
ная» энергия? Во время прилива заполняется резер¬
вуар позади плотины, которой перегораживают гор¬
ловину узкого залива. Турбины, расположенные в
теле плотины, должны вращаться во время прилива
в одну сторону, а при отливе — в другую. Но таких
турбин прежде не знали. Их изобрели специально
для ПЭС. Применение обратимых агрегатов позво¬
ляет сдвинуть время работы этих электростанций из
лунного цикла в солнечный, в котором живет чело¬
век, и выдавать энергию ПЭС в часы пикового по¬
требления. Этим как бы сразу убивают двух зайцев.
Делают более выгодной саму ПЭС и экономичнее те
тепловые станции, которые работают в паре с ней.
171
Океан не знает ни многоводных, ни маловодных
лет. Он к тому же строго выдерживает график своих
суточных колебаний с точностью до минут. Поэтому
количество энергии, вырабатываемой ПЭС, всегда
постоянно и заранее известно в отличие от речных
ГЭС, зависящих от капризов климата.
Успешный опыт работы Кислогубской ПЭС сде¬
лал реальными проекты строительства сверхмощ¬
ных станций в узких заливах, расположенных в гор¬
ле Белого моря. Одна из них — самая крупная —
должна согласно замыслу отсечь 45-километровой
гглотиной восточную часть Мезенского залива. У нее
будет 2000 турбин. Ее годовая выработка должна
достигнуть 36 млрд. кВт-ч электроэнергии.
Еще более грандиозные расчеты гидростроителей
связаны с перспективой строительства ПЭС на
Дальнем Востоке в Гижигинской и Пенжинской гу¬
бах Охотского моря. Там потенциальные ресурсы
приливной энергии оцениваются в 170 млрд. кВт-ч
в год. Но пока это лишь проекты.
Проекты строительства крупных ПЭС существу¬
ют и в других странах. Скажем, в Великобрита¬
нии — в устье реки Северн у Бристольского залива.
Там довольно высокая приливная волна — более
14 м. Аргентинцы надеются со временем «снимать»
с залива Сан-Хосе в основании полуострова Вальдес
«урожаи» по 10 млрд. кВт-ч электроэнергии ежегод¬
но. США и Канада планировали грандиозное строи¬
тельство в заливе Фанди, вклинившемся между ма¬
териком и полуостровом Новая Шотландия. Но
исследования выявили возможность существенных
нарушений окружающей среды.
Поистине семь раз отмерь, готовясь к таким
серьезным вторжениям в природу. Не случайно еще
в 70-х годах среди энергетиков мира существовала
уверенность, что через каких-нибудь 10—15 лет
ПЭС будут производить чуть ли не четвертую часть
всей электроэнергии, потребной человечеству. Одна¬
ко сегодня по-прежнему много грандиозных проек¬
тов и лишь единицы реально работающих прилив¬
ных станций. Да ведь и с использованием всех дру¬
гих энергетических ресурсов океана примерно такое
же, как вы, наверное, заметили, положение.
Однако продолжим поиск идеального и неисчер¬
паемого источника энергии. Чем еще богата наша
планета?
172
БАТАРЕЮ ГРЕЕТ,..
ВУЛКАН
...Место это удивительное. Даже для Камчатки,
где привыкли ко всякого рода чудесам, где на удоб¬
ренных вулканическим пеплом огородах могут уро¬
диться клубни картошки в 2 кг, где в ключах мож¬
но купаться в самый лютый мороз, поскольку они
горячи. Район же вблизи действующего вулкана
Мутновский необычен по-своему. Что ни год здесь
наваливает снега видимо-невидимо. В поселке Дач¬
ном вагончики и дома буровиков к середине зимы
уже целиком утопают в сугробах. Соседи протапты¬
вают друг к другу тропы по насту над крышами.
Даже каньон глубиной больше 50 м засыпает снегом
доверху. Когда расчищали площадку под новую бу¬
ровую, пришлось снимать столько снега, что в обра¬
зовавшейся выемке уместился бы четырехэтажный
дом.
И из этой укрытой толстым белым покрывалом
котловины, что раскинулась у подножия Мутиовско-
го в тысяче метров над уровнем моря, пронизанной
колючим ветром и буквально арктическим холодом,
повсюду вырываются фонтаны пара. Густой молоч¬
но-белый, он клубится, поднимается вверх* редеет и
тает в вышине.
А кто не слышал о камчатской Долине гейзеров!
Тоже поразительное по красоте и контрастам место.
За несколько километров от него уже слышен мощ¬
ный гул, будто клокочет гигантский котел. Незамер¬
зающие речки окутаны облаками пара. Из земли
как бы исходят протяжные вздохи. Через несколько
сот метров пути заснеженные сопки раздвинутся, и
тогда-то откроется Долина гейзеров. Из земли выры¬
ваются пар, фонтаны горячей воды. Самый мощный
173
из рейзеров — Великан — выбрасывает кипяток на
300 м вверх. А вся Долина полна шипенья, пыхтенья
и каких-то совсем непонятных то громких, то вкрад¬
чивых звуков. Тут и там — ярко-желтые пятна серы,
осевшей вокруг сердитых источников.
Горячие ключи и гейзеры встречаются во многих
местах на Земле. Они есть в Италии, Новой Зелан¬
дии, Мексике, Чили, Конго, в Карловых Варах в
Чехословакии, в США — в Йеллоустонском нацио¬
нальном парке, в Калифорнии, на Аляске. Кстати
сказать, на языке коренных жителей Новой Зелан¬
дии маори эта страна именуется «Страной большо¬
го белого облака». Здесь, в Долине гейзеров, среди
зарослей древовидных папоротников из-под камней
бьют струи пара и горячей воды. Не случайно лю¬
бимое национальное кушанье маори — мясо или
овощи, сваренные в кипятке гейзера.
Столетия назад, вероятно, как на чудо взирали
норвежские викинги на необыкновенную землю, ис¬
ходящую шипящими струями воды, когда на своих
судах впервые приблизились к берегам большого ска¬
листого острова, названного позже Исландия.
^Давление, с каким вырываются на дневную по¬
верхность фонтаны гейзеров, во многих случаях не¬
малое. Но ведь это же энергия, огромные запасы
энергии!
! Термальные, как их называют ученые, подзем¬
ные воды издавна привлекали к себе внимание лю¬
дей. А когда бур геолога-поисковика стал проникать
в землю все глубже, выяснилось, что таких вод го¬
раздо больше, нежели думали прежде. Оказалось,
что в любом месте стоит пробурить на сотню метров
еще глубже, и вместо холодной воды из скважины
потечет теплая, а потом и горячая — такая, что тро¬
нуть нельзя... В общем у нас под ногами — горячий
океан. Разумеется, не моря и заливы из кипятка,
а пористые горные породы, пропитанные им^На¬
гревается ^е вода в недрах Земли, как в само¬
варе./
Известно, что в 3—5 км от поверхности земли
горные породы нагреты до 100—150 °С. Ведь на каж¬
дые 33 м вглубь температура увеличивается в сред¬
нем на 1°С. Можно ли добыть это тепло?
Один из методов — создание подземного «горяче¬
го котла».
174
В принципе это две глубокие скважины, соеди¬
ненные внизу. Расположенные на некотором рас¬
стоянии друг от друга, они могут соединяться буре¬
нием наклонных стволов или гидравлическим
разрывом пласта, дроблением пород взрывом. Это оз¬
начает, что практически в любом районе суши можно
организовать промышленную добычу геотермальной
энергии: через одну скважину закачивать в пласт
холодную воду, из второй извлекать горячую или
пар. Искусственные термальные источники будут
выгодны, если полученное тепло даст больше энер¬
гии, чем ее придется затратить на закачку воды. Пар
можно направить в турбогенераторы. Подземное теп¬
ло станет вырабатывать электричество.
Долго ли проработает такая станция? Отобранное
тепло составит лишь ничтожную долю по сравнению
с его общими запасами. Надо принять во внимание
и то, что глубинный жар постоянно пополняется за
счет радиоактивного распада, сжатия горных пород,
расслоения недр Земли по плотности. По оценке спе¬
циалистов, в земной коре (до глубины 7—10 км) ак¬
175
кумулировано тепло, общее количество которого в
5 тыс. раз превышает теплотворную способность всех
видов ископаемого топлива на Земле. Так что вре¬
мя работы геотермальных электростанций можно
считать практически неограниченным.
[2. Но наиболее заманчивы перспективы использо¬
вания тепла Земли в районах современного вулка¬
низма. Здесь не требуется сверхглубокого бурения.
Уже на глубине в несколько сот метров температура
часто вдвое превышает точку кипения воды//ниже
2 км достигает 400—600 °С, а в зонах разломов и
очагов лавы — даже 1000 °С.
Все известные геотермальные электростанции ми¬
ра построены как раз в таких районах. Их общая
мощность — более 5 млн. кВт. Они несложны в мон¬
таже и эксплуатации. К тому же дают довольно де¬
шевую энергию. Электростанция Мацуккава в Япо¬
нии вырабатывает ток по цене на 20% ниже, чем
обычные станции.
Многие годы существует геотермальная электро¬
станция Лардерелло в Италии. Точнее, первую
экспериментальную установку здесь начали эксплуа¬
тировать еще в 1904 году, но производство электро¬
энергии наладили только спустя десять лет. Впослед¬
ствии тут выросла одна из самых известных станций
в мире мощностью около 400 МВт.
Другая, тоже довольно крупная работает в Мек¬
сике. Но рекорд в этом отношении пока принадле¬
жит США. Вдвое больше, чем в Италии, удается по¬
лучать электроэнергии с калифорнийского месторож¬
дения сухого пара Гейзере.
Подземное тепло дает электричество и на Азор¬
ских островах в Атлантике. Ведь архипелаг — это
несколько десятков потухших вулканов, а точнее,
вершины подводного хребта. Во многих местах там
из расщелин вылетают брызги кипятка и клубы па¬
ра. На острове Сан-Мигел они курятся над одной из
долин, как дымы костров. Некогда здесь извергались
вулканы. Сегодняшние фонтаны пара — память о
тех катаклизмах земных недр. Для электростанции
на склоне горы Пику-ди-Фогу пробурены скважины
на глубину всего 850 м. Оттуда вырывается природ¬
ный пар, он-то и крутит турбины уже почти десять лет.
На Азорах нет нефти, угля, газа, зато количест¬
во подземного пара составляет многие миллионы ку¬
176
бометров. И он уже начинает играть решающую
роль в местной энергетике.
С некоторых пор стали благодетелями и вулка¬
ны Центральной Америки, которые еще недавно не¬
сли людям только несчастья и беды. Первым начал
освоение огнедышащих гор Сальвадор. С 1975 года
здесь начала работать геотермальная электростан¬
ция Ауачапан. С годами ее мощность достигла
60 МВт. Она дает почти половину всей производи¬
мой в стране электроэнергии.
Летом 1983 года в Никарагуа заработала стан¬
ция на склоне вулкана Момотомбо на северном бе¬
регу озера Манагуа. Здесь для нее уже пробурено
два с лишним десятка скважин. Благодаря им стра¬
на экономит 50 тыс, долларов в день.
В Коста-Рике тоже есть вулканы. На северо-восто¬
ке страны, в горах Гуанакасте, строится геотермаль¬
ная электростанция Мираваллес. С вводом ее в дей¬
ствие там закроют последнюю ТЭС.
Не первый год успешно работают геотермальные
электростанции и на другом краю Земли. Мощность
одной из них — в Новой Зеландии — составляет
200 МВт. Не намного меньше геоТЭС на Филип¬
пинах.
В нашей стране запасы геотермальной энергии
громадны. Вот только частный пример. В магмати¬
ческом очаге Авачинского вулкана на Камчатке на
глубине 3—5 км заключено такое количество тепла,
которое может обеспечить работу электростанции
мощностью 1 млн. кВт в течение 500 лет. А на полу¬
острове, между прочим, более 20 действующих
вулканов. И если там соседствуют тайга, тундра и
райские по микроклимату уголки, откуда зимой не
улетают птицы, то это тоже благодаря активности
вулканов.
В одном из таких уголков и была построена еще
в 1967 году первая в СССР геоТЭС — Паужетская.
Сейчас ее мощность достигла 11 МВт.
«Парящий № 1», «Парящий № 2» и т. д. имену¬
ются горячие источники в долине Паужетки. Она
стиснута громадами вулканов Кабального и Коше¬
лева. Район тут в общем-то обжитой. «Паужетка —
земля горячая», — говорят местные жители. Потому-
то это место и было выбрано для необычного соору¬
жения.
7 Заказ 128
177
Но, увы, существенной роли в обеспечении края
энергией она не сыграла: очень уж мала и слишком
удалена от основного потребителя — Петропавловска-
Камчатского. В основном там стоят электростанции,
работающие на привозном мазуте.
Однако дефицит этого топлива и его всевозраста¬
ющая стоимость заставили в 1980 году принять ре¬
шение о строительстве крупной геоТЭС на базе вул¬
кана Мутновского. Ну и, конечно, опыт Паужетки
сыграл свою роль. Она стала своеобразной научной
лабораторией.
Сам вулкан находится в 65 км юго-западнее об¬
ластного центра. Почти круглый год покрыт шапкой
снега. А под ней на глубине от 500 до 2000 м тем¬
пература подземных вод, вернее, пароводяной сме¬
си достигает 230—270 °С. Многочисленные скважи¬
ны, пробуренные здесь геологами, подтвердили, что
подземная энергия в состоянии обеспечить работу
геотермальной электростанции мощностью более
200 МВт.
/ . Все действующие вулканы располагают огром¬
ными тепловыми ресурсами.'До не у каждого они
легкодоступны для использования. У Мутновского
же благоприятное геологическое строение/^Чтобы
взять у вулкана энергию, нужен теплоноситель —
вода.] Причем много воды и ее запасы в недрах дол-
'жкбГ постоянно пополняться. Окрестности же Мут-
новской сопки — удачный водосборник. Природа
здесь как будто специально предназначена для на¬
копления влаги. Глубокие замкнутые впадины пере¬
ходят в чашеобразные долины, которые соседствуют
е высокогорными плато. Лишь сравнительно неболь¬
шая часть осадков стекает отсюда по ручьям и реч¬
кам в океан. Очень много воды уходит в землю* про¬
никает на глубину 4—5 км, где и превращается в
перегретый пар. Здесь в среднем 2 т воды приходит¬
ся на квадратный метр поверхности. А территория
Мутновского месторождения измеряется квадратны¬
ми километрами. Отсюда и его большие энергетиче¬
ские возможности.
Однако реализовать их не так-то просто. Высоко¬
горье, отсутствие дорог, зимой — глубокие снега, ве¬
тер, мороз... К счастью, бурение с самого начала при*
несло хорошую отдачу. В ряде скважин она достига¬
ет 80 т пара в час. Его температура 230 СС. Как пока-
178
зывают расчеты, пять-шесть таких скважин в
состоянии обеспечить первую очередь г еотермальной
станции мощностью 50 МВт.
При исследовании пароводяной смеси выявились
ее характерные особенности: сравнительно низкая
минерализация (60 мг солей на литр) и большая на¬
сыщенность газами (в том числе ядовитым серово¬
дородом). Отсюда — ряд технических проблем. При¬
меси обычно вызывают коррозию важнейших узлов
станции, уменьшают их прочность, приводят к обра¬
зованию трещин в лопатках турбин. Кроме того,
природный пар здесь насыщен множеством пыле¬
видных твердых частиц, которые трудно улавливать
и от которых турбинам, конечно, порядком доста¬
нется.
В общем для геоТЭС нужно специальное обору¬
дование — с повышенной износоустойчивостью.
Энергетические перспективы Камчатки огромны.
Уже выявлены ее основные геотермальные районы.
Их четыре — с особенно богатыми ресурсами. Один—
на самом севере области, два — в центре, еще один—
на юге. Исключительно насыщены подземной энер¬
гией районы, протянувшиеся на сотни километров
вдоль восточного побережья полуострова.
[ ') И вее*таки геотермальная энергетика развивается
пока очень слабо!/7 Казалось бы, все говорит за нее.
Стоимость электроэнергии, вырабатываемой Паужет-
ской станцией, гораздо ниже той, что дают много¬
численные дизельные установки, работающие повсю¬
ду на Камчатке. ГеоТЭС не нуждаются ни в топливе,
ни в громоздкой аппаратуре для его сжигания. Для
них не нужны грандиозные котельные, паутина
подъездных путей, склады. Их работа не подверже¬
на сезонным колебаниям, как работа гидростанций.
Тепло Земли бесперебойно их питает, не говоря уж
о том, что они могут совершенно не загрязнять окру¬
жающую среду своими отходами. Так в чем же де¬
ло? Какое «но» мешает их быстрому распростра¬
нению?
Дело в том, что все традиционные тепловые стан¬
ции ориентированы на очень высокие давление пара
и его температуру. Это делает их работу экономич¬
нее. Поэтому и серийно выпускаемое оборудование
предназначено для работы именно в таких экстре¬
мальных условиях. Между тем пароводяной смеси,
179
которую дают неглубокие недра Земли, присущи как
раз противоположные свойства: сравнительно малые
давление и температура. На той же Паужетке тем¬
пература на выходе скважин от 114 до 200 °С, давле¬
ние две — четыре атмосферы. В Италии на геотер¬
мальных электростанциях используют примерно та¬
кой же пар. На станциях Новой Зеландии он лишь
градусов на 20 горячее и давление имеет побольше.
Оно и понятно. Все эти станции получают тепло с
относительно небольших глубин: на Паужетке — с
400 м (максимум с 800 м), на Тосканском месторож¬
дении в Италии — в среднем с 700 м, как и на Вай-
ракее (Новая Зеландия). Атмосферные воды значи¬
тельно понижают температуру неглубоких слоев
Земли.
Все это требует конструирования и выпуска
принципиально нового оборудования, предназначен¬
ного исключительно для геотермальных станций,
т. е. создания специфического направления в маши¬
ностроении. А такому тоже желательно ориентиро¬
ваться на широкое поле деятельности. Иначе — ка¬
кая выгода! Для серийного же производства требу¬
ется соответствующий размах строительства геоТЭС.
Получается какой-то заколдованный круг.
Разорвать его непросто, если учесть, что Камчат¬
кой и Курилами, в сущности, ограничиваются в
СССР области активного вулканизма, т. е. места, где
есть возможности для сооружения крупных электро¬
станций на энергии недр. К тому же эти места рас¬
положены в явном отдалении от главных потребите¬
лей электричества.
Выходит, в нашей стране (да и в большинстве го¬
сударств мира), у геотермальной энергетики нет
больших перспектив? Как же совместить с этим ут¬
верждения ученых, что глубинное тепло Земли мо¬
жет стать основным энергетическим ресурсом бу¬
дущего?
# * *
Аралсорская сверхглубокая скважина была зало¬
жена как исследовательская. Ей надлежало дать
представление о глубинных недрах Прикаспийской
впадины. Прежде считали,, что там залегают лишь
плотные горные породы, и нет пористых, в ко-
180
торых обычно накапливаются нефть и газ. И вдруг
неожиданность: с глубины шесть с лишним километ¬
ров были извлечены рыхлые песчаники. Не менее
важным оказалось и другое. Прикаспийская впади¬
на — это, в сущности, гигантский артезианский бас¬
сейн, заполненный горячими водами. Как показыва¬
ют расчеты, дно бассейна находится в 10—15 км от
поверхности. На глубине же 7 тыс. м температура
воды достигает 180 °С, а ближе ко дну возможно
нагрета до 500 °С. Давление ее на такой большой глу¬
бине приближается к тысяче атмосфер.
И вот сделаны интересные расчеты: энергетиче¬
ские запасы Прикаспийской впадины в сотни раз
превышают годовую выработку тепла, производимо-*
го в стране при сжигании всех видов органического
топлива! И это в зоне, не знающей вулканов.
...Западная Сибирь. Как выяснилось, под ней —
обширнейший бассейн термальных вод. Его пло¬
щадь — квадратные километры. Правда, воды здесь
не столь горячи, как в Прикаспии.
Подземные резервуары горячей воды обнаруже¬
ны в Грузии, на Северном Кавказе, в Прибалтике.
Выходы теплых вод бтмечены даже на древнем Ура¬
ле. В полярной его части, в условиях вечной мерзло¬
ты, известен источник, который никогда не замерза¬
ет. В бассейне Печоры Васютинские озера не покры¬
ваются льдом даже в самые суровые зимы. У реки:
Чусовой — выходы теплых ключей. Ими славятся
также многие места Свердловской области. Такую же
известность имеет башкирская часть Урала. Тер¬
мальные воды есть близ Челябинска и южнее его.
Советский Союз располагает по меньшей мере
полусотней крупных бассейнов подземных горячих и
теплых вод, лежащих на разных глубинах (в том
числе и на сравнительно небольшой). Прогнозные за¬
пасы этих многочисленных месторождений составля¬
ют 85 млн. м3 в сутки, что эквивалентно 130—
140 млн. т антрацита в год. Если их разрабатывать,
используя метод обратной закачки отработанных вод
в тот же водоносный горизонт (для поднятия пласто¬
вого давления), то отдача резко увеличится.
Правда, во многих таких бассейнах температура
воды ниже 100 °С. Где-то она, скорее, даже теплая,
чем горячая. Можно ли такую пустить в дело? Вы¬
годно ли ее извлекать на поверхность?
181
...Лет двадцать назад несколько микрорайонов
столицы Дагестана Махачкалы были переведены на
снабжение подземными термальными водами. Это
тепло пошло на обогрев зданий в холодное время го¬
да, в бани, парикмахерские, прачечные, в ясли и
детские сады. Горячая подземная вода (но отнюдь не
кипяток) успешно конкурирует с теплом местной
ТЭЦ.
Десятки тысяч горожан столицы Грузии тоже
пользуются энергией недр. Термальные воды как бы
опоясывают Тбилиси. Их подача в квартиры обхо¬
дится довольно дешево: затраты лишь на теплоизо¬
ляцию и прокладку труб. Несколько лет назад здесь
же, на территории Дигомского жилого массива, был
обнаружен еще один резервуар горячей воды.
Кстати сказать, во многих странах мира горячая
и теплая вода из недр Земли используется для самых
разнообразных нужд.
Венгрия. В Будапеште ею обеспечивается целый
комплекс бассейнов, которыми постоянно пользуют¬
ся тысячи посетителей. Благодаря теплым источни¬
кам в местном зоопарке удается получать потомст¬
во от бегемотов, что считается большим достижени¬
ем. Таких источников в стране удивительно много.
Город Сегед стал истинно «геотермическим»: под¬
земная энергия обогревает зимой тысячи квартир.
Исландия. Вдоль шоссе, ведущего к центру стра¬
ны — Рейкьявику, выстроились высокие цистерны.
В них — горячая вода. Вот уже более 40 лет, как
этот город полностью — на снабжении подземным
теплом. Между прочим, в Рейкьявике трубы дыми¬
ли вплоть до 1944 года. Только трудности доставки
угля в то время, когда в Европе бушевала война, за¬
ставили исландцев рачительно заняться природной
горячей водой. Ныне благодаря ей же там даже ра¬
стут бананы в оранжереях.
Франция. Сотни тысяч квартир вблизи Парижа
обогреваются из горячего подземного бассейна.
Аналогичные энергоустановки действуют на Но¬
вой Зеландии, в Японии, на Аляске.
Китай. В Пекине и его пригородах пробурено бо¬
лее сотни скважин. В Тяньцзине — несколько сот.
Горячие подземные воды идут на теплоснабжение
домов, заводов и фабрик, больниц, спортивных соору¬
жений, парников, рыборазводных прудов.
182
Практика показала, что всего одна скважина с
температурой воды 75—80 °С может отопить и снаб¬
дить горячей водой жилой поселок с населением
4 тыс. жителей.
Однако вернемся в нашу страну, к одному из ин¬
тересных примеров комплексного использования гео¬
термальных ресурсов.
В 1964 году на окраине поселка Мостового Крас¬
нодарского края бурили скважину в поисках нефти.
Ее там не оказалось, зая *на глубине 1600 м обнару¬
жили горячую воду. Йь^ерили температуру: 75°С.
Тогда шесть близлежащих колхозов на кооператив¬
ных началах, вложив собственные средства, созда¬
ли межхозяйственное плодоовощное объединение.
Пробурили еще несколько скважин. Термальные во¬
ды пошли в теплицы и в дома селян. А оттуда — на
фермы* В поселке района ликвидированы котельные,
отпала необходимость заготавливать топливо.
Вообще в сельском хозяйстве подземное тепло
(там, где оно есть) выгоднее любого топлива, тем бо¬
лее привозного. На Северном Кавказе, например, теп¬
личные овощи, выращенные на геотермальных во¬
дах, обходятся раза в полтора дешевле, чем там, где
парники обогревают мазутом. Разница очень ощути¬
мая, особенно если учесть, что отопление — главная
статья расходов этой отрасли сельского хозяйства.
Только за счет производства овощей пробуренные
скважины окупаются за год.
Теоретически всего лишь 1% тепла, содержаще¬
гося в земной коре до глубины 5 км, хватило бы для
того, чтобы решить энергетические проблемы чело¬
вечества по крайней мере на ближайшие 4 тыс. лет.
Однако практическое использование этого источника
в обозримом будущем реально, по-видимому, только
там, где обнаружены заметные геотермальные ано¬
малии.
Конечно, тепло Земли могло бы вносить больший
вклад в производство электроэнергии (не только в
зонах активного вулканизма), если бы люди научи¬
лись использовать сухую горячую горную породу,
которая на большой глубине имеется практически
всюду. Сделать это, конечно, непросто. Чтобы зака¬
чиваемая в скважины вода за время циркуляции ус¬
певала прогреться до нужной температуры, под зем¬
лей требуется создать значительную площадь теплооб-
183
мена, иначе этот водонагреватель быстро остынет.
При температуре горной породы 250 °С нужен раз¬
лом, полезная площадь теплообмена которого со*
ставляла бы 7—8 км2. Но как отыскать в толще Зем¬
ли такой колоссальный монолит, причем лишенный
естественных трещин, чтобы вода через них не ухо¬
дила бы «на сторону»? И еще. Каким образом «из¬
готовлять» и сохранять в горячей породе искусст¬
венные полости с заданной полезной площадью? На¬
конец, как достичь того, чХ’обы вся полезная пло¬
щадь равномерно омывалась водой?
Как видите, трудностей немало. И потому оста¬
ется только утешаться мыслью, что тепловые запа¬
сы нашей планеты так велики, что почти не подда¬
ются учету. Во всяком случае, рассчитывать на бур¬
ное освоение геотермальной энергии, которая в
ближайшее время заменит собой традиционные топ¬
ки с дымящими трубами, нет оснований.
# *
Итак, ни один из источников энергии, известных
на сегодня, не в состоянии в обозримом будущем
полностью взять на себя удовлетворение растущих
потребностей человечества] 'Такова реальность. Но
не менее очевидно и то* что от этого положение дел
в нашей энергетике не обрело (по крайней мере, в ко¬
личественном отношении) драматический оттенок,
т. е. в принципе нам не угрожает полное истощение
топливных ресурсов. Тем более если будут использо¬
ваться все разнообразные источники с преимущест¬
венным развитием нетрадиционных, т. е. возобнов¬
ляемых и экологически чистых.
Да, проблема борьбы с загрязнением окружаю¬
щей среды с каждым годом становится все важнее.
Количество вредных выбросов явно перерастает в
новое, отнюдь не улучшенное качество воздуха, ко¬
торым мы дышим, воды, которую мы пьем, почвы,
что нас кормит, лесов, лугов, рек, озер, морей, всег¬
да даривших нас радостью общения с природой в
часы и месяцы отдыха. Противоречивые потребно¬
сти современной цивилизации, ее экономика и есте¬
ственные ресурсы Земли оказались переплетенными,
чтобы не сказать запутанными, в сложнейшем
клубке.
184
Судя по всему,1 в течение ближайших десятилетий
нас будет лимитировать не наличие ресурсов, а вре¬
мя — время, необходимое для того, чтобы найти спо¬
собы сократить потребности в органическом топливе
и сильно расширить использование нетрадиционных
источников энергии. /
Интересна в этом отношении точка зрения одно¬
го из ведущих советских ученых-энергетиков, члена-
корреспондента АН СССР А. А. Макарова. Он — ди¬
ректор научно-исследовательского института, кото¬
рым предложены важные поправки в Энергетиче¬
ской программе СССР. Итак, ему слово:
— Еще недавно некоторые специалисты несколь¬
ко упрощенно представляли себе будущее развитие
энергетики. Считалось, что с середины 90-х годов
доля нефти и газа стабилизируется и весь дальней¬
ший рост будет осуществляться за счет ядерной
энергии и угля. Сейчас взгляд изменился... Мы глуб¬
же понимаем сложности развития АЭС, проблемы их
безопасности. Серьезные вопросы возникают и в
угольной промышленности, так как труд там мало¬
привлекателен. Поэтому сейчас появилась иная кон¬
цепция развития. Суть ее в том, что между сегод¬
няшним состоянием энергетики и тем периодом,
когда АЭС и уголь будут превалировать, лежит доста¬
точно длинная фаза использования газа. Газ имеет
очень серьезные экономические и социальные досто¬
инства. Газ — самый «чистый» из всех энергоресур¬
сов и, в то же время, единственный, по которому
прогнозные оценки запасов в мире растут... Уже те,
что есть, обеспечивают нам уверенное существова¬
ние до середины XXI века при высоком уровне до¬
бычи... Мы знаем, что при получении электроэнер¬
гии на базе органического топлива эффективность
зависит от температуры теплоносителя. Сейчас она
около 600 °С. Газ позволяет поднять ее до 1100—
1200 °С, а это удвоение потенциала использования
энергии. Теперь об АЭС. Потенциал реакции деления
урана гигантский. Мы же его «стравливаем» до па¬
раметров даже более низких, чем на обычных элект¬
ростанциях. Это говорит о технологической непод¬
готовленности человечества, о том, что у нас пока не
хватает знаний, чтобы правильно использовать эту
огромную энергию. Так вот, переходный период
(15—25 лет) использования газа одновременно явля¬
185
ется тем отрезком времени, за который мы, может
быть, сумеем подойти к использованию высокого по¬
тенциала ядерного топлива, перейти к новому этапу
ис пользования ядерной энергии. Угольную же про¬
грамму можно назвать экологической или социаль¬
ной. Мы должны сделать уголь топливом, приемле¬
мым для городов.
Что ж, в этой программе заключено многое из
того, чего все мы ждем от нашей энергетики в обо¬
зримом будущем. Если, конечно, ее разумно соче¬
тать с активизацией использования энергии Солнца,
Океана, ветра и недр Земли.
И все-таки существует еще один источник энер¬
гии, может быть, самый щедрый из всех тех, о кото¬
рых уже шла речь, и уж во всяком случае истинно
неистощимый, потому что неистощима человеческая
изобретательность.
УХОДЯ, ГАСИТЕ СВЕТ!
С виду это обыкновенные городские дома. Такие
здесь повсюду. Толпятся островками, сгрудившись
поближе друг к другу. До небоскребов им далеко, но
выглядят вполне солидно. Нарядны фасады, балко¬
ны, украшенные цветами. Непривычны для приез¬
жего разве что тройные оконные рамы. Но если рас¬
спросить местных строителей, то выяснится, что
здания не совсем обычны. У наружных стен этих
домов толща изоляции — 10—12 см, а у межэтаж-
кых перекрытий — вдвое больше. Зачем?
Отопление таких домов на 70% дешевле. Эконо¬
мия энергии оказывается настолько значительной,
что дополнительные затраты на теплоизоляцию зда¬
ний полностью себя оправдывают.
Где же такие дома? В шведских городах сплошь
и рядом. В последние годы там иных не строят.
Итак, речь об экономии энергии. Она касается
каждого из нас, именно от нее во многом зависит
наше сегодняшнее и завтрашнее благополучие. А на¬
чинается она с нашего дома.
Сколько тепла требуется для обогрева жилого
здания? Это зависит в основном от того, как дом
выполняет свое исконное и важнейшее предназна¬
чение: как защищает людей от неблагоприятного
воздействия внешней среды и как сберегает тепло.
Путь к тому начинается не с закладки фундамента
и даже не с изоляции квартир, а раньше — с плани¬
ровки района. Местность должна иметь хороший
приток воздуха, но вместе с тем не слишком проду¬
ваться ветром. Он — злейший враг тепла. Ничем не
защищенный, отдельно стоящий дом расходует теп¬
ла на 20% больше, чем здания, пристроенные друг ю
187
другу в линию и окруженные лиственными де¬
ревьями.
Все это — не мелочь даже с точки зрения боль¬
шой индустрии. Напротив, крайне важно, поскольку
на эти нужды уходит 7б всей энергии, производи¬
мой в Советском Союзе. И пора нам по примеру хо¬
тя бы шведов осознать, сколь расточительны наши
«сверхдешевые» жилища, сколь щедро они порой
отапливают улицы, и подумать об их тепловой за¬
щите.
Кстати, затраты топлива на коммунально-быто¬
вые нужды могли бы еще более сократиться, если бы
пошли, наконец, в дело те тепловые отходы промыш¬
ленности и энергетики, которые сейчас в сущности
просто засоряют окружающую среду.
В упрощенном виде тепловая энергоустановка—
зто парогенератор, турбина и приводимая ею в дей¬
ствие динамо-машина. Обычно для повышения эф¬
фективности таких систем в их состав входит также
охлаждающая установка, где пар после турбины
снова превращается в воду, которая подается в ко¬
188
тел. Здесь-то при охлаждении даже в самых совре¬
менных системах пропадает до половины всей энер¬
гии, полученной от сжигания топлива. Ведь огром¬
ное количество тепла тут попросту сбрасывается в
реки, моря или в атмосферу (когда охладителями
служат градирни).
Эта расточительность — не от легкомыслия, чаще
всего она вынужденная. У теплой воды явно недо¬
статочно тепла, чтобы хорошо нагревать обычные
отопительные системы.
А сколько его буквально улетает с отходящими
дымами — на электростанциях, металлургических и
коксохимических предприятиях, в литейных цехах!
Греть ими воду? Но тут опять то же затруднение:
температуру удается поднять лишь до 50—55 °С.
А надо больше.
Иными словами, утилизировать отходящее тепло
непросто, хотя и заманчиво. Это настоящий вызов
специалистам. И они его приняли.
Несколько лет назад советскими учеными был
разработан вот какой способ утилизации. В основе
его — ступенчатые теплообменники. Первый нагре¬
вает разбрызгиваемую воду. Затем часть ее подается
во второй теплообменник. Там нагревается воздух
перед подачей в топку (экономия топлива). Другая
часть теплой воды проходит еще одну ступень нагре¬
ва, после которой уже выходит горячей.
Такие установки смонтированы на Марыйской
ГРЭС в Туркмении. Оки позволяют пустить в дело
по меньшей мере десятую часть терявшегося прежде
тепла. Окупились они за два года.
Современные электростанции, как правило, рас¬
полагаются в стороне от городов. Во многих случа¬
ях окружающие их земли пригодны для интенсив¬
ного сельскохозяйственного использования и уж во
всяком случае для сооружения теплиц, которые пре¬
красно могут обогреваться «спасенным» теплом энер¬
гоустановок, Здесь оно может дать свежие овощи,
зелень, цветы. Но и это не все. Пройдя через парник,
вода теряет всего несколько градусов и потому мо¬
жет использоваться, скажем, в рыборазводном
пруду.
За последние годы в несколько раз увеличилось
производство рыбы в тепловодных хозяйствах нашей
страны. Это — результат взаимовыгодной коопера-
189
щш рыбоводов и энергетиков. Последние создали у
себя на водоемах-охладителях пруды для выращи¬
вания карпов. На Березовской ГРЭС в Белоруссии с
1978 года на базе теплых вод действует рыбоводное
хозяйство по выращиванию форели (зимой) и карпа
(летом). С 1 м2 садков здесь получают около 200 кг
рыбы в год. Кроме того, в озере Белое, которое ис¬
пользуется электростанцией как водоем-охладитель,
выращивают личинок и мальков растительноядных
рыб.
Лукомольская ГРЭС тоже не теряет своих тепло¬
вых отходов. Каждый год здесь собирают обильный
урожай: соседнее озеро (тоже водоем-охладитель)
дает 140 т рыбы в год. Подогретые воды озера пита¬
ют инкубационный цех и пруды рыбопитомника, где
выращивают по 150 млн. штук молоди. На очере¬
ди — садковое хозяйство производительностью до
1000 т рыбы в год.
Использование теплых вод делает рыбоводство
менее зависимым от погоды и более продуктивным.
Электростанций, располагающих такими сельскохо¬
зяйственными цехами, становится в нашей стране
Есе больше.
Увы, в отходах часто оказывается не только теп¬
ло, но и буквально готовое к употреблению топливо.
# * *
В угольных пластах бывают значительные газо¬
вые скопления, оцениваемые в триллионы (!) кубо¬
метров. Это главным образом метан — горючий газ,
которым многие из нас пользуются, включая горел¬
ки домашней плиты. Есть там, хотя в меньшем коли¬
честве, и тяжелые углеводороды — этан, пропан...
Все эти газы находятся в угольных пластах в сорби¬
рованном состоянии. Чем глубже залегает уголь, тем
выше давление в пластах и тем больше в нем газов.
В некоторых бассейнах в одной тонне твердого топ¬
лива содержится до 50 и более кубометров газооб¬
разного.
Но метан есть не только в угле. Много его в по¬
рах горных пород, много растворено в подземных
водах. И, хотя здесь его не более 1—2 м3 на тонну,
общее количество огромно, поскольку велик объем
горных пород. Ведь на долю самого горючего в угле¬
190
носных толщах приходится лишь несколько процен¬
тов, остальное — пустая (вернее, не совсем пустая)
порода.
В Карагандинском бассейне, например, за
100 млн. лет, прошедших со времени образования
залежей, выделилось более 24 трлн. м3 метана, из
которых 3/4 улетучилось в атмосферу. Но осталь-
кое-то все еще запрятано в недрах.
Пока что шахтный метан — большое зло. Под¬
земные выбросы и взрывы газа доставляют шахте¬
рам много неприятностей. Поэтому на особо загазо¬
ванных месторождениях его откачивают. Бурят и
десятки скважин, через которые как бы проветрива¬
ется угленосная толща. Только в Караганде за год
отсасывают сотни миллионов кубометров метана.
И большая его часть уходит в воздух — выбрасыва¬
ется. Очередное расточительство? Конечно. Только в
целях безопасности.
В СССР приходится дегазировать сотни шахт, по¬
ловина из них — донбасские.
Разве нужно говорить, что коварный метан —
прекрасное топливо! Во многих странах шахтными
газами дорожат, их обязательно пускают в дело.
В Остраво-Карвинском бассейне (Чехословакия) ути¬
лизируется почти весь попутный газ — сотни мил¬
лионов кубометров в год. Так же и на английских
копях. Кстати, у нас в годы Великой Отечественной
войны многие шахтные котельные Караганды отап¬
ливались своим попутным газом. Но потом, когда в
стране были открыты крупные запасы более кало¬
рийного природного газа, использование шахтного
резко сократилось.
Между тем в СССР разработан оригинальный ме¬
тод обогащения некондиционного метана. Для его
использования открылись большие перспективы, осо¬
бенно в Донецком, Кузнецком, Карагандинском и
Печорском бассейнах. Причем это может не только
увеличить реальные топливные ресурсы, но и умень¬
шить загрязнение воздуха. Из наших шахт ежегодно
откачивается 1,5 млрд. м3 метана, что равноценно
добыче почти 2 млн. т угля.
Не следует также забывать, что породы, в кото¬
рых залегает уголь, обычно содержат многие полез¬
ные ископаемые. Это огнеупорные и керамические
глины, каолины, из которых делают дорогой фар¬
191
фор и фаянс, бокситы — ценнейшее сырье для выра¬
ботки алюминия, железная руда, формовочные пески
для литейного производства, стекольные пески, стро¬
ительные материалы, горный воск. Вот что отправ¬
ляется в отходы угледобычи — ежегодно по милли¬
арду тонн!
Эти потери вроде бы к энергетике не имеют от¬
ношения. Но это только на первый взгляд. Теряется
очень нужное сырье. Пусти его в дело — и не надо
будет закладывать новых рудников, что сэкономит
опять-таки энергию.
Для комплексного использования очень перспек¬
тивны углистые породы Экибастуза, сильно обога¬
щенные редким металлом галлием и окисью алюми¬
ния (глиноземом). Металл здесь можно получать
также из шлаков местных электростанций. Их, шла¬
ков, скопилось уже миллионы тонн. Есть оригиналь¬
ная разработка казахских ученых: создать на базе
экибастузских отвалов промышленное производство
водорода. Суть тут вот в чем.
Как известно, алюминий в воде не растворяется:
он защищен коркой, которая предохраняет его от
дальнейшего окисления. Ученым же удалось создать
на его основе сплав, активированный добавками гал¬
лия, индия и олова. Они разрушают корку. В ре¬
зультате алюминий, вступая в контакт с водой, на¬
чинает растворяться. Больше того, тут происходит
чрезвычайно полезная реакция — бурное выделение
водорода. Вы, наверное, помните, что он может быть
применен как топливо для разных энергетических
целей, в том числе в двигателях внутреннего сго¬
рания.
Грамм алюминия, взаимодействуя с водой, выде¬
ляет больше литра водорода. Причем процесс прак¬
тически безотходный. При соприкосновении сплава
с водой растворяется только алюминий, активаторы
же оседают на дно реактора — их можно использо¬
вать повторно. А окись алюминия тоже полезный
продукт: и сам по себе — хороший катализатор в
некоторых промышленных процессах и как полуфаб¬
рикат для выплавки чистого металла.
Продолжая разговор об использовании отходов
угля, не лишним будет вспомнить, что из него в про¬
мышленных масштабах извлекают германий, необ¬
ходимый для многих отраслей промышленности, и
192
прежде всего электронной. Разработаны способы из¬
влечения из угля галлия, молибдена, цинка, свинца.
С ним ежегодно добываются миллионы тонн серы.
В Подмосковном бассейне, где сернистость топлива
очень высока, дополнительно получают тысячи тонн
серного колчедана — ценного продукта для произ¬
водства серной кислоты. Все это тоже спасенная
энергия.
Теперь практически любые отходы могут быть
пущены в дело, а значительная их часть опять-таки
обращена в энергию.
* * *
Отходы — бич больших городов. Это огромные,
безвозвратно утерянные площади мусорных свалок и
непрерывно растущие транспортные расходы. Между
тем твердые бытовые отходы могут быть превраще¬
ны в топливо. Ведь в принципе они имеют много об¬
щего с торфом, древесиной, бурым углем.
Один из путей — мусоросжигательные заводы,
получающие сегодня в мире все большее распростра¬
нение. Два десятка их построено в Англии, столько
же — в США, существуют они в Дании, Италии, Ни¬
дерландах, 49 — во Франции, а в ФРГ — даже 71.
В нашей стране, увы, существенно меньше.
В принципе они довольно дороги. Скажем, ТЭЦ,
дающая столько же энергии, обходится раз в 10 де¬
шевле. Но не нужно забывать, что получение энер¬
гии на таких заводах — дело попутное. Главное —
охрана окружающей среды.
Существуют и пути удешевления. Один из них —
производить на таких заводах не только тепло, но и
электричество. Подобный опыт есть в Японии. Там
на заводах сжигается 2/з всего мусора. В Саппоро,
насчитывающем 1,5 млн. жителей, три завода, ос¬
нащенных паровыми турбинами, снабжают теплом
жилые массивы и вырабатывают около 15 млн.
кВт ч электроэнергии в год. Кроме того, они обслу¬
живают обширные оранжереи. Тепло здесь всего в
два раза дороже, чем на обычной ТЭЦ.
Аналогичные советские заводы в Москве, Влади¬
мире, Владивостоке, Сочи и в других городах в со¬
стоянии давать в год тысячи триллионов калорий
тепла. Недостаток их технологии заключается в том,
193
что сжигание мусора порождает новые отходы —
твердые и газообразные. Надо устанавливать спе¬
циальные фильтры. А они дороги.
Пожалуй, еще более эффективный путь перера¬
ботки отходов — биотермнчеекий.
Круговорот жизни на нашей планете во многом
зависит от неутомимой деятельности самых крохот¬
ных ее обитателей — от микроорганизмов. Из бесчис¬
ленного множества видов и форм наиболее древни¬
ми ученые считают метанообразующие бактерии.
Они не нуждаются в кислороде, питаются водородом
и углекислым газом. Они существуют в илистых от¬
ложениях на дне морей и океанов, во мраке болот, в
горячих минеральных источниках, даже в желудке
жвачных животных. Бактерии этой группы давно
привлекают внимание ученых. Интересны и с прак¬
тической точки зрения. Их главная особенность —
в процессе обмена веществ они производят метан.
Здесь-то пути микробиологии и пересеклись с поис¬
ками энергетиков и экологов.
Производству и переработке продукции сельско¬
го хозяйства сопутствует громадное количество от¬
ходов. А сколько их в городах! Масса неиспользуе¬
мой органики на лесозаготовках и при деревообра¬
ботке. И из всего этого сбраживанием без доступа
воздуха можно получать биогаз, удобрения, кормо¬
вые добавки.
Биогаз — это метан (до 70%) и окись углерода.
Его теплотворная способность достаточно велика:
1 м3 дает тепла не меньше чем 600—800 г антрацита.
Из тонны органических отходов получают, как пра¬
вило, до 500 м3 биогаза. Процесс протекает непрерыв¬
но при температуре несколько более высокой, чем
комнатная- Для этого надо только располагать бето¬
нированными емкостями или колодцами. Причем
практически любого объема — вплоть до нескольких
тысяч кубометров.
Правда, сам процесс сбраживания нескор. Но не¬
оспоримое его преимущество — в том, что более 80%
энергии, заключенной в сточных водах или отходах,
удается извлечь в виде метана. Остаток же органи¬
ки после сбраживания — это обеззараженное, без за¬
паха удобрение, более ценное, чем обычный навоз.
Откорм многих миллионов голов скота дает в
год десятки миллионов тонн жидкого навоза. А это—
194
несколько миллиардов кубометров горючего и сотни
тысяч тонн удобрений. Многолетняя эксплуатация
крупных установок по производству биогаза из от¬
ходов, из жидких стоков городов (Москвы, Ленин¬
града, Харькова, Одессы) показала их высокую рен¬
табельность. По оценкам экспертов, в СССР только
из отходов животноводства можно «извлекать» еже¬
годно около 110 млрд. м3 биогаза, что соответствует
примерно 100 млн. т антрацита.
Такая экологичная и выгодная по всем статьям
технология получает/все более широкое применение
во всем мире. В Китае действует 7 млн. небольших и
десятки тысяч крупных биогазовых установок. Око¬
ло миллиона их в Индии. Главным образом в сель¬
ской местности. Здесь колодцы заполняют навозом и
наглухо закрывают. Образующийся при брожении
газ идет в газовые плиты. Этим полностью удовлет¬
воряются потребности семьи в энергии и в удобре¬
ниях для обрабатываемого участка.
В ГДР с начала 80-х годов действует такой же ге¬
нератор энергии на свалке мусора города Эрфурта.
195
Оттуда биогаз идет ка отопление помещений. Там за¬
ложили несколько десятков колодцев, соединенных
трубопроводом. Килограмм мусора дает до 200 лит¬
ров биогаза. Строящаяся рядом теплоцентраль бу¬
дет полностью работать на этом топливе. Предпола¬
гается, что расходы на ее сооружение окупятся за
три с половиной года.
В Румынии биогаз даже стал топливом для трак¬
торов. Им заправляют тысячи машин. Строительст¬
во крупных биогазовых установок идет по всей
стране.
Производство этого топлива становится настоль¬
ко выгодным, что одна из английских фирм с
1988 года ввозит по 2 млн. т отходов из США. Она
захороняет их в заброшенных шахтах на юго-западе
страны. Получаемый отсюда биогаз фирма намерена
пустить на производство электроэнергии.
В последние годы в СССР разработана модульная
биогазовая установка. Комплект оборудования пред¬
назначен для ферм на 400 коров или 4000 свиней.
В него входят измельчитель навоза, подогреватель,
два реактора, хранилище для газа, теплообменники,
котел, насос, компрессоры, система автоматического
управления, т. е. оборудование вполне современного
типа.
После выдержки биомасса попадает в реакторы.
Там в течение трех-пяти суток идет брожение. Нара¬
ботанным биогазом можно греть воду или направить
его в двигатель внутреннего сгорания для привода
электрогенератора. Вода из системы охлаждения
двигателя идет в теплообменники реакторов.
* * *
А есть готовое топливо, которое и нарабатывать
не надо; вся забота — не дать ему пропасть. Речь о
попутном газе, извлекаемом из земных недр вместе
с нефтью. Характерная особенность районов ее добы¬
чи— многочисленные факелы, пылающие днем и
ночью. Это сжигают попутный газ. И не потому, что
он совсем бросовый или вредный. Напротив, он очень
полезный, состоит из знакомых вам легких углеводо¬
родов — этана, пропана, бутана — бесценного химиче¬
ского сырья. А сжигают его, чтобы не загрязлять
атмосферу в местах нефтедобычи, поскольку перера¬
батывать его на каждом месторождении в отдел;.но-
196
сти, не говоря уже о каждой скважине, слишком
накладно — для серьезной индустрии мал объем
сырья.
Вот и горят по всей стране гигантские факелы
попутных нефтяных газов — с одной стороны, вроде
бы сключительно ценных, с другой — никому не
нужных. И давно горят. В Западной Сибири, напри¬
мер, уже четверть века. Общее количество впустую
растраченной таким образом энергии, погубленного
сырья столь велико, что теперь и не сосчитать.
Понятно, что избавиться от подобного расточи¬
тельства давно пора. Но сделать это, как оказалось,
непросто. Проблем хоть отбавляй! Тут и сбор газа со
скважин, чтобы не приходилось оплетать трубами
обширные территории. Тут и определение района пе¬
реработки сырья: везти ли его на существующие за¬
воды или строить новые на месте. Тут и создание
современных технологий переработки. Наконец, неф¬
техимия обязательно должна быть экологичной, т. е.
ни в коей мере не загрязнять отходами окружаю¬
щую среду.
Несколько лет назад в решении всех этих проблем
наметились несомненные успехи. Одновременно стала
очевидна и острая нехватка в стране пластмасс.
В США их производили более 100 кг на человека, у
нас — раз в шесть меньше. Причем спрос на пласт¬
массы, конечно, рой, а дефицит усугублялся. Ясно
было, что превращение сжигавшегося в факелах га¬
за в полезные товары не только ускорит химизацию
народного хозяйства, но и позволит экономить нефть.
Переработка тонны попутного газа способна дать раз¬
нообразной продукции на 15—20 тыс. рублей. А в на¬
шей стране можно ежегодно пускать в дело по 4—
б млн. т этого сырья, что несомненно обернется вы¬
пуском товаров на многие миллиарды рублей.
В общем, пришло время нового этапа в развитии
Западно-Сибирского нефтегазового комплекса — ему
пора перейти от сырьевого к перерабатывающему
направлению. Начало же этому должны положить
крупные предприятия, которые предстоит построить
в Тобольске, Сургуте и Новом Уренгое.
В последнем появится небольшой завод для пере¬
работки этана в полиэтилен. Впрочем, этот «неболь¬
шой» в первые же годы будет давать стране ни много
ни мало по 300 тыс. т полиэтилена. А Тобольский и
197
Сургутский нефтехимические комплексы, работая
исключительно на попутном газе, станут поставщи¬
ками на редкость разнообразной продукции из по¬
лиэтилена, полипропилена, полистирола. Используя
добавки, варьируя их, можно получать самые различ¬
ные конструкционные пластмассы с заранее задан¬
ными свойствами, спектр применения которых чрез¬
вычайно широк — от электроники и машиностроения
до мебели и бытовой техники. Кстати, в Сургуте
предполагается получать также вещества, которые
можно добавлять в бензин вместо соединений свин¬
ца — для более полного сгорания топлива в автомо¬
бильных моторах. Благодаря новой добавке милли¬
оны людей избавятся ог ядовитости выхлопных газов.
Проблема экологичности будущих предприятий
решалась нелегко. В принципе они, конечно, взрыво¬
опасные производства. Но на них будут существенно
ужесточены требования к оборудованию, системам
управления, а противоаварийная защита станет сра¬
батывать практически мгновенно — за полторы се¬
кунды. В обычных же условиях ни одно из предприя¬
тий не даст никаких вредных выбросов.
Впечатляет и чисто экономическая сторона дела.
Строительство этих предприятий позволит на 40%
увеличить в стране производство остродефицитных
пластмасс. После расчета с зарубежными партнера¬
ми (они поставят оборудование и помогут его смон¬
тировать) наша страна будет ежегодно получать про¬
дукции более чем на 1 млрд. рублей плюс к ним
600 млн. в валюте. И все это за газ, который сегодня
попусту сгорает в факелах. Между прочим, предпо¬
лагаемое строительство не погасит всех факелов. Уче¬
ные считают, что в Западной Сибири такого же сырья
хватит по меньшей мере еще н \ столько же нефтехи¬
мических комплексов. А по всей стране?
* * *
Сегодня достоинства новой техники все чаще оце¬
ниваются по ее способности экономно расходовать
энергию.
Кто не помнит эту отчасти примелькавшуюся в
пеЕсоторых учреждениях надпись: «Уходя, гасите
свет!» Но иногда экономию электроэнергии понима¬
ют превратно, уменьшая освещение, а то и просто
отключая его «излишки». Зто примитивный путь.
Потери из-за ухудшения зрения, снижения произво¬
дительности труда, качества изделий значительно
превышают достигнутую экономию. А какой путь
лучше?
В нашей стране на освещение уходит около 13%
всего производимого электричества. В принципе ни¬
чуть не меньше, чем в западных странах. Но при
этом в СССР удельный расход энергии на выработку
света в полтора раза выше. Почему? Ответ прост:
у нас наиболее распространены лампы накаливания.
А они преобразуют в свет лишь 5—8% потребляе¬
мого электричества. Правда, мало? Между тем по¬
лезная отдача люминесцентных ламп гораздо вы¬
ше— 20%, новейших натриевых высокого давле¬
ния — до 30%.
Еще надо учесть следующее. Лампы накаливания
служат всего тысячу часов. А газоразрядные — в
10—15 раз дольше, значит, за время работы они в
целом дают и световой энергии раз в 100 больше.
Расчеты показывают, что только переход на про¬
грессивные светильники может сэкономить от 20 до
70% электроэнергии.
В Советском Союзе налажен массовый выпуск га¬
зоразрядных ламп разных типов. Их доля в освеще¬
нии выросла с 2% в 1960 году до 65% в 1988 году.
Это сэкономило стране около 100 млрд. кВт ч!
Столько в год могут дать шесть таких гидростан¬
ций, как Красноярская. Однако уже и этих 65% яв¬
но недостаточно.
Резервы экономии здесь поныне колоссальны. По¬
чему люминесцентные светильники плохо прижива¬
ются в наших квартирах? Громоздки, шумят, дают
«мертвый» синеватый свет. Появилась им замена —
тихая, излучающая приятный для глаз, истинно
дневной свет. Это компактная лампочка в 25 Вт, ко¬
торую легко ввинтишь в обыкновенный патрон. Она
заменяет стосвечовую лампу накаливания. Казалось
бы, все прекрасно — проблема решена, Но потреб¬
ность в новинке исчисляется десятками миллионов
штук. Выпускают же ее пока раз в 100 меньше.
Есть и другие возможности осовременить каше
освещение. Скажем, в цехах с большой запыленно¬
стью хорошо показали себя щелевые световоды. Их
очищают от пыли оЬ.лчпые восходящие потоки воз¬
духа. А расход энергии по сравнению с лампами на-
наливания уменьшается втрое. Световоды даже эко¬
номнее — процентов на 20, чем газоразрядные
трубки.
Понятно, что всем этим далеко не исчерпывается
мир того новейшего оборудования, которое «умеет»
рачительно расходовать энергию. Возможно, пред¬
ставление о нем дополнят еще несколько штрихов,
воспроизводящих интересующие нас особенности
прогрессивной техники.
...Пленочные электронагреватели. Изобретение
сравнительно недавнее, и потому о нем знают немно¬
гие. Но наверняка придет время, когда оно будет
знакомо каждому. Речь идет об универсальном на¬
гревателе, который можно напылять практически
на любую вещь. Эта пленка способна заменить де¬
фицитные и не всегда надежные спирали, провода,
лампы-термоизлучатели... Невозможно перечислить
Есе области, где уже сегодня реально ее примене¬
ние. Ее используют для пастеризации молока, в ка¬
честве электронасестов в птичниках, обогревателей
для поросят-сосунков. Она участвует в выпечке хле¬
ба, обжаривании картофеля, в доении коров... Всеми
такими полезными делами оригинальная пленка ста¬
ла заниматься потому, что она гораздо более эконо¬
мична по сравнению с другими способами нагрева —
вдвое меньше затрачивает энергии.
...Современной металлургии есть чем гордиться.
Новые марки стали почти в 15 раз прочнее железа, а
некоторые сплавы алюминия столь же существенно
превосходят чистый металл. Но, если металл лроч-
нее, его надо на какую-либо конструкцию меньше,
чтобы она выдерживала те же нагрузки. Это особен¬
но важно для авиации. Однако с некоторых пор уве¬
личивать прочность стали и сплавов удается все
труднее. Есть тому теоретический предел.
И вот выявлена целая группа веществ, проч¬
ность которых в десятки раз выше, чем у металлов.
Это углеродные, стеклянные, органические, карбид¬
ные, борные и другие волокна. На их основе совет¬
скими учеными созданы композиционные материа¬
лы. Им можно придать нужные свойства — быть
жесткими, но в то же время эластичными и лег¬
кими.
В нашем очень большом, самолете «Руслан» ис¬
пользовано 5,5 т таких композитов. Благодаря им
200
вес машины снизили на 2 т, сберегли 15 т металла.
Заметно полегчавший самолет экономит за время
эксплуатации ни много ни мало 18 тыс. т первоклас¬
сного топлива.
...Огненная масса, падая на вращающийся с ог¬
ромной скоростью литейный диск, мгновенно охлаж¬
даясь, превращалась в тончайшую серебристую лен¬
ту и с сухим шелестом укладывалась в контейнер.
Всего несколько минут — и разливка завершена!
Вместо жидкого металла — километры ленты мик¬
ронной толщины. Этого ее количества достаточно,
чтобы изготовить детали для десятка самых мощ¬
ных ЭВМ.
О получении проката непосредственно из рас¬
плава мечтали многие металлурги. Их привлекала
сама идея исключить из сложного процесса проме¬
жуточные переделы, съедающие массу энергии.
И вот такой способ существует. К тому же открыва¬
ет путь для получения принципиально новых мате¬
риалов с уникальными свойствами. К их числу
относится так называемая аморфная сталь. Самые
удивительные свойства в ней обнаруживает электри¬
чество. Применение ее вместо обычной электротехни¬
ческой стали снижает потери энергии в несколько
раз. Замени мы сегодня все существующие транс¬
форматоры на новые, это было бы равносильно
строительству нескольких крупных электростан¬
ций.
Первая в нашей стране опытно-промышленная
партия аморфной ленты получена несколько лет на¬
зад на одном из уральских металлургических заво¬
дов. Это стало событием государственной важности.
Вот такими удивительными вещами одаривает
нас наука!
* * #
А теперь — о самой главной статье экономии
энергии. Ее возможности далеко превосходят все, о
чем упоминалось до сих пор.
Нет ни одного продукта человеческой деятельно¬
сти, производство которого не было бы сопряжено с
затратами энергии. Их снижение может служить по¬
казателем скорости научно-технического прогресса.
Если выпущен станок, качество которого ниже его
201
собратьев, то, следовательно, или на него самого уш¬
ло больше энергии, или ее слишком много будет от¬
даваться произведенной с его помощью продукции.
Уже сейчас очевидно, что надо ускорять повтор¬
ное и многократное использование добытых ресур¬
сов. Человечество извлекает из земли более
120 млрд. т различной руды, топлива, строительных
материалов. Примерно каждые 15—18 лет объем ми¬
ровой добычи полезных ископаемых удваивается.
У нас это удвоение происходит гораздо быстрее. До¬
ля СССР в горном производстве мира непрерывно ра¬
стет и сейчас составляет примерно одну его треть.
Мы — крупнейшая металлургическая держава пла¬
неты. Но далеко не самые рачительные из ее хозяев.
Примерно 30% выплавленной стали попросту теряем.
А ведь это около 50 млн. т металла (объем, сопоста¬
вимый с ежегодным его выпуском в Китае). На такие
потери уходит столько энергии, сколько вырабатыва¬
ют все наши атомные электростанции, вместе взятые.
Как ни горько признавать, речь идет об энергии, по¬
просту выброшенной на ветер.
Но может, при производстве стали подобные по¬
тери неизбежны? Может, таков достигнутый уровень
техники? Ничего подобного. В США «угар» состав¬
ляет всего 18,4%, в ФРГ — даже вдвое меньше, в
Японии — лишь 5 %, а в Южной Корее — вообще
всего-навсего 1%. Несмотря на то что к концу 80-х
годов в Советском Союзе выплавили стали на
62,2 млн. т больше, чем в Японии, последняя произ¬
вела почти в 2,5 раза больше холодного проката.
Между тем нехватка именно конструкционной хо¬
лоднокатаной стали требуемого качества сдерживает,
например, развитие советского автомобилестроения.
Показателен вот какой факт. Та же Япония заку¬
пила в СССР и использует с некоторыми усовершен¬
ствованиями разработанную еще в конце 50-х годов
технологию непрерывной разливки стали, которая
позволяет экономить массу ресурсов, и прежде всего
энергии. Однако страна, которая дала миру это круп¬
нейшее в послевоенное время нововведение в метал¬
лургии, к концу 80-х годов производила таким спо¬
собом лишь 14% выплавляемой стали, а Япония —
92,7 %, ФРГ — 84,6 %, Южная Корея — 71,1 %, США—
более половины. Многие западные страны, а также
Южная Корея полностью отказались в металлур¬
202
гии от малоэффективных и экологически вредных
мартеновских печей в пользу конвертерных и элек¬
троду говых. А в СССР мартены по-прежнему дают
примерно половину всей стали.
В результате мы затрачиваем энергии на произ¬
водство тонны черного металла на 60—80% больше,
чем Япония. Даже по самым скромным подсчетам,
СССР, таким образом, расходует впустую 442 трлн.
ккал энергий в год.
А нужно ли нам вообще такое количество стали?
Ныне металлофонд страны превысил 1,5 млрд. т. На¬
родное хозяйство обременено устаревшей техникой.
В 1985 г. выбраковывалось лишь 2,2% машин и обо¬
рудования. В ближайшие годы предполагается под¬
няться до 10%. Это во много раз увеличивает ресур¬
сы металлолома и практически дает возможность
почти полностью отказаться от выплавки металла из
руды, а следовательно, и резко сократить объем ее
добычи. Один лишь такой маневр может в корне из¬
менить ситуацию в энергетике и в экологии. Ведь вы¬
плавка стали из металлолома позволяет заметно по¬
высить ее качество и, значит, снизить металлоем¬
кость в машиностроении. Производство стали обхо¬
дится при этом в 5—7 раз дешевле, чем получение ее
из исходного сырья. Заметно меньше становится за¬
грязнение воздуха и воды. Сокращение добычи же¬
лезной руды позволяет в свою очередь сберечь тыся¬
чи гектаров ценнейших земель, избежать разруше¬
ния ландшафтов. И конечно, при всем этом в десятки
раз сокращается расход топлива и энергии.
Подобные решения возможны не только в метал¬
лургии, в каждой отрасли народного хозяйства.
Человечество движется к экономике оборотного ис¬
пользования ресурсов. Массовый слом быстростарею-
щего оборудования, принципиально новые безотход¬
ные ресурсосберегающие технологии могут существен¬
но снизить потребность в первичном сырье и энергии.
Советскими металлургами, например, разработан
метод прямого бездоменного производства железа с
помощью оксида углерода и водорода, полученных
из природного газа. Их подают нагретыми до 900 °С
в реактор, заполненный рудой. Окислы железа вос¬
станавливаются здесь до чистого металла. Дефицит¬
ный кокс при этом совершенно не нужен. К тому же
и размеры оборудования сокращаются.
203
А многие ученые вообще считают, что черная
металлургия должна потесниться и уступить место
другим металлам» Изделия из железа слишком тя¬
желы. К тому же коррозия «съедает» пятую часть
годового производства чугуна и стали. А это потери
многих миллиардов рублей и колоссального количе¬
ства энергии. Требование времени, по их мнению,
состоит в том, чтобы скачкообразно поднять произ¬
водство титана, алюминия, магния. Легкие, прочные,
нержавеющие сплавы позволяют сделать минимум
вдвое легче станки и сократить расходы на топли¬
во. Появятся автомобили и тракторы, весящие в 3—
4 раза меньше нынешних, не требующие окраски, не
знающие ржавчины, потребляющие втрое меньше го¬
рючего. Это отнюдь не иллюзорные мечты. Прогресс
в металлургии вполне подготовлен глубокими науч¬
ными разработками.
Знакомство с мировыми тенденциями современ¬
ного развития показывает, что ряд стран определен¬
но избрали путь структурных изменений в промыш¬
ленности и энергосберегающих технологий. За
последние 15 лет валовой национальный продукт
Японии более чем удвоился, а ее потребности в топ¬
ливе выросли всего на 8%. Стало быть, практически
при тех же затратах энергии страна производит при¬
мерно вдвое больше товаров и услуг. Это — генераль¬
ное направление. Оно определяет и научный поиск.
Скажем, КПД паровых турбин не превышает 40%,
стало быть, до 60% тепла теряется впустую. Поэтому
перспективными в Японии считаются исследователь¬
ские работы по созданию топливных батарей, способ¬
ных непосредственно превращать химическую энер¬
гию в электрическую.
США, ФРГ и Франция тоже сумели в последнем
десятилетии обеспечить практически без наращива¬
ния потребления энергии ежегодный прирост нацио¬
нального продукта в среднем на 2—4%. Упор был
также сделан на совершенствование структуры эко¬
номики. США выплавляют теперь вдвое меньше ста¬
ли, чем наша страна. В то же время там бурно
развиваются отрасли, определяющие научно-техниче¬
ский прогресс: информатика, электроника, машино¬
строение, химия.
У нас же доля отраслей с малой энергоемкостью
вдвое ниже, чем в США. Не говоря уже о том, что
204
мы сегодня тратим 2 т топлива там, где в других
странах расходуют всего одну. Возможностей же по¬
кончить с таким расточительством сколько угодно.
Вот лишь несколько примеров.
...В недрах Земли горючий газ находится под
большим давлением. Его обычно постепенно страв¬
ливают на всем протяжении разветвленной системы
трубопроводов, так как потребителю оно нужно раз
в 10, а то и в 100 меньшее. Получается, что гигант¬
ская энергия попросту рассеивается, теряется на га¬
зораспределительных станциях. А ведь достаточно
поставить турбогенератор в самом начале пути га¬
зовых потоков, чтобы их природное давление стало
реальным электричеством. Часть энергии, затрачи¬
ваемой сейчас на перекачку газа по протяженным
магистралям, могла бы быть возвращена.
...Цементная промышленность, как известно, од¬
на из тех, что расходует очень много топлива. В Со¬
ветском Союзе изобретен принципиально новый спо¬
соб изготовления цемента — низкотемпературный.
Он на треть требует меньше топлива. Причем бетон
из нового цемента прочнее, не теряет этого свойства
ни в мороз, ни в жару. К тому же он белее обычного
и может использоваться как декоративный.
Лет 15 назад из первой опытной партии необыч¬
ного цемента сделали плиты, которыми облицевали
часть канала в Голодной степи. Недавно их вырыли
и обследовали. Все плиты после длительного воз¬
действия воды и южного солнца оказались в отличие
от обычных в превосходном состоянии.
Нетрудно себе представить, сколь велик будет
экономический эффект, когда этот прогрессивный
способ изготовления цемента полностью вытеснит в
нашей стране старый.
...Сельское хозяйство тоже крупйый потребитель
топлива. Но оно к тому же расходует горючего и ма¬
сел раза в полтора больше, чем уходит на ту же тех¬
нику в других отраслях.
Увеличивая производство продовольствия, важно
снижать затраты энергии. Скажем, чтобы получить
килограмм средств химической защиты растений,
надо израсходовать 4 л топлива. Иными словами, на
гектар сада при существующих нормах опыления
уходит больше тонны горючего. Между техл селек¬
ционеры вывели сорт яблонь, устойчивых к грибным
205
заболеваниям. Можно ограничиться лишь профилак¬
тической обработкой. Пестицидов уже требуется
втрое меньше. А значит, много меньше тратится и
энергии.
Таких щедрых источников вокруг нас безгранич¬
но много.
Подсчитано: мы могли бы ежегодно экономить
до 100 млрд. м3 газа только благодаря освоению уже
имеющихся энергосберегающих технологий и сокра¬
щению прямых потерь разных видов топлива.
Это наиболее плодотворный путь развития эко¬
номики. Именно на него нацеливает Энергетическая
программа СССР, ставя задачу уменьшить энерго¬
емкость национального дохода в 1,4 раза к
2000 году.
Согласно прогнозу ряда видных ученых мира,
развитые страны могут вплоть до начала следующе¬
го века оставаться в потреблении энергии на уровне
80-х годов, нисколько при этом не тормозя роста
производства, не снижая уровня жизни, а повышая
его. Каким образом? Только за счет широчайшего
использования последних достижений науки и тех¬
ники. Заманчивая перспектива для всех нас. Не
правда ли?
Оглавление
Тонны, во-первых и во-вторых б
Кровообращение века 19
Охота за каменными губками 32
А что же сжигать? 57
Что не под силу Енисеям 70
Новая угольная эра? 90
Активная зона «....: : ИЗ
Солнце светит вполнакала 137
Какой прок от урагана? . . * 153
Если включить океан • • 1®^
Батарею греет... вулкан * 1^3
Уходя, гасите свет! • 187
Учебное издание
Юдасин Лев Самуилович
ЭНЕРГЕТИКА: ПРОБЛЕМЫ И НАДЕЖДЫ
Зав. редакцией Л. И. Елховская
Редактор Т, А. Смирнова
Младший редактор Е. В. Казакова
Художник Е. А. Чарский
Художественный редактор Е. А. Михайлова
Технический редактор Н. С. Щукина
Корректор М. Ю. Сергеева
ИБ № 12497
Сдано в набор 15.12.90. Подписано к печати 12.06.90. А04559.
Формат 84ХЮ8Уз2. Бумага книжная для массовых изданий. Гарнитура
школьная. Печать высокая. Уел. печ. л. 10,92. Уел. кр.-отт. 11,84.
Уч.-изд. л. 10,62. Тираж 76 000 экз. Закаэ 128. Цена 45 к.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Просвещение»
Государственного комитета РСФСР по делам издательств, полиграфии
и книжной торговли, 129846, Москва, 3-й проезд Марьиной рощи, 41.
Типография М 2 Госкомиздата РСФСР. 152901, г, Рыбинск, ул. Чка¬
лова, 8.