КАМЕННЫЙ ВЕК ЗАКОНЧИЛСЯ НЕ ПОТОМУ, ЧТО ЗАКОНЧИЛИСЬ КАМНИ, А ПОТОМУ, ЧТО МЫСЛЬ УШЛА ВПЕРЕД
От Алматы до станции Достык путь неблизкий. Преимущественно безлюдный. И только юрты чабанов время от времени оживляют эту картину, да пасущиеся отары или табуны. За сотни километров на станцию Достык, что находится на границе с Китаем, в самой «горловине» Джунгарских ворот, мы едем с доктором технических наук, академиком Альбертом Васильевичем Болотовым. Именно в этом знаменитом своими ветрами регионе на двух объектах компании «Транстелеком» недавно были запущены в промышленную эксплуатацию две энергетические установки, известные под названием «Виндрутор Болотова» (ВРТБ).
ЭКОНОМИКУ – ПОД ЗЕЛЕНЫЕ ЗНАМЕНА ЭКОЛОГОВ!
- Наверное, так же как связисты, геологи, пограничники, спасатели, основными сторонниками вашей установки и ее потенциальными заказчиками могут стать животноводы? – показывая на пару юрт и загоны для скота, интересуюсь у Альберта Васильевича.
- И они тоже, – соглашается мой спутник. – Например, в Китае действует программа поддержки фермера: государство выделяет ему ветряк, а второй он покупает себе сам. С автономным энергообеспечением хозяйство растет, также растут производство продукции, налоговые отчисления. У нас же главы фермерских хозяйств, отраслевое министерство не очень пекутся о том, чтобы обеспечить отгонное животноводство, отдаленные села надежным электроснабжением. Хотя, при наличии постоянного заказа и налаженном серийном выпуске установки могут быть изготовлены различной мощности, разного размера. В том числе – компактные, переносные. И если говорить в целом о сельском хозяйстве, то я думаю, что для Казахстана с его огромными территориями и низкой плотностью населения именно автономная энергетика, для которой не нужно тянуть тысячекилометровые линии электропередачи, – лучшее решение. В Казахстане около 180 тысяч крестьянских хозяйств, 90 процентов из них, по данным НПЦ механизации, не имеет доступа к централизованному бесперебойному электроснабжению. Поэтому здравый смысл, а теперь уже и статья 7 Закона РК «О поддержке использования возобновляемых источников энергии» говорят о том, что они должны обеспечиваться энергией с использованием местных ресурсов. Кроме того, у нас в Казахстане есть еще проблема питьевой воды, которую нельзя решить без электроэнергии. Отсутствие энергии и воды значительно ухудшает условия проживания в сельской местности, ведет к перенаселению и осложнению социальной обстановки в городах.
По данным Альберта Болотова, мощность источников энергии, необходимая для покрытия дефицита на отдаленных объектах республики, оценивается на уровне
5 млн. кВт. Исходя из этого, выстраивается перспективный план производства и строительства комплексных энергетических систем в стране, то есть автономных источников питания.
Перспективная и актуальная разработка была сделана ученым еще в начале 90-х при поддержке его учеников, студентов Алматинского института энергетики и связи, преимущественно на основе энтузиазма. За эти годы академик не один десяток раз стучался в двери отечественных машиностроительных заводов, кабинеты чиновников, бизнесменов, предлагая реализовать этот проект. Но почти безрезультатно, хотя Президент республики не раз публично давал поручения Правительству заняться развитием альтернативной энергетики. Подвижки у нас начались совсем недавно, когда на очередной выставке президенты Казахстана и России вновь обратили внимание на детище казахстанского ученого, которое применяется в обеих странах пока только при инициативной поддержке АО «Казахтелеком».
Установки Болотова давно надо поставить на поток, но ученому не под силу самостоятельно создать производственную базу для их выпуска – банки такие проекты не кредитуют, венчурных фондов в классическом понимании у нас нет, действующие предприятия работают под заказ и по предоплате, а такой заказ еще нужно сформировать. Было даже такое: ученому все же удалось взять кредит в одном из институтов развития, но тот вдруг передумал, и кредит пришлось вернуть. Сейчас, когда установки реально работают, в портфеле автора идеи насчитывается около 80 заказов, но даже это для машзаводов – не серия! Нужна государственная программа под 5000 мВт.
Производственная же база российских предприятий, в том числе входящих в систему Росавиакосмоса, оказалась технически и технологически подготовленной для производства комплектующих. А бизнес – более гибким и дальновидным. Поэтому воплотить идею в жизнь удалось на российских предприятиях, где этим занялся сын Альберта Васильевича Сергей, фактически наладивший кооперацию нескольких предприятий. Сергей Болотов – соавтор разработок – возглавил созданное в Москве научно-производственное предприятие «Энерго-экологические системы» (ЭНЭКСИС), установил связи с ведущими машиностроительными заводами, предприятиями по выпуску электротехнического оборудования, организовал производство всех деталей энергокомплекса «Виндротор Болотова». Поэтому значительно больше виндроторов установлено в России, где они поддерживают электропитание амурских бакенов и маяков на Северном морском пути, «служат» в черноморской береговой охране и на российско-китайской границе. Сейчас и в Казахстане, опять же, при активном участии АО «Казахтелеком», запущены в эксплуатацию более 30 установок Болотова мощностью 3,2-6,5 кВт в различных регионах – от Астаны до Кызылорды, от границы с Киргизией до границы с Китаем.
Но наша модель развития данного направления альтернативной энергетики выглядит так: комплектующие виндроторов для казахстанских заказчиков производятся в России, у нас они доукомплектовываются, собираются и устанавливаются. В 2010 году в структуре НАК «Казатомпром» было образовано специализированное предприятие ТОО «Эко-энергомаш», которое и возглавил Альберт Васильевич. Сделан пока первый шаг: определен небольшой бюджет ТОО, набран минимальный штат, разработана стратегия развития. Сейчас изучаются возможности производства установок в Казахстане, ведь потенциал для их производства в республике большой: практически все материалы, вплоть до кремния солнечного качества и солнечных батарей, можно производить в стране. Рассматриваются различные варианты. В том числе и вариант дальнейшего партнерства с российскими предприятиями.
Интерес к установке Болотова велик и у китайских предпринимателей, которые готовы рассмотреть любые возможности партнерства с правообладателем ноу-хау. Но, как справедливо считает ученый, если соседи войдут в проект, то нам уже можно «ни о чем не беспокоиться». Они быстро найдут и деньги, и производственную базу, а через год-другой «завалят» мир виндроторами. Не исключено, что под собственным брендом.
ПОЧТИ ПЕРПЕТУУМ МОБИЛЕ
История Альберта Болотова и судьба его установки стали, как говорят журналисты, «моей темой» более двух лет тому назад. Мы познакомились в 2009 году и сразу, без предварительных интервью, отправились на Кордай, где на объекте Казахтелекома «Чумыш», которому был необходим резервный источник питания, установлена «Энергетическая система «Ветер – Солнце» – «Виндротор Болотова». Признаюсь, визуально она меня обескуражила – настолько была непохожа на встречавшиеся в Европе ветроустановки, напоминающие цаплю с пропеллером. Конструкция Болотова – это принципиально иное решение. Инновационное и уникальное. Установка Болотова включает генератор, необслуживаемые гелиевые аккумуляторы, автоматическое зарядное устройство для аккумуляторов при низких скоростях ветра, а также высокоэффективные солнечные преобразователи (батареи) и преобразователи постоянного тока в стандартный переменный. По-дилетантски я думала, что виндротор Болотова – почти «вечный двигатель», поскольку энергию он может давать безостановочно годы и годы. На выработку переменного тока поочередно, а порой и одновременно работают солнце и ветер. Причем установка не только генерирует энергию, но и обеспечивает ее накопление. И если, к примеру, нет ни солнца, ни ветра, то источником электричества станет энергия, накопленная в аккумуляторах. Ее, по расчетам, подтвержденным экспериментом и практикой, может хватить на 8 часов.
Уход же от лопастной идеи был обусловлен несколькими факторами. О них рассказывает Альберт Васильевич:
- Традиционно ветряки ставят на побережьях, где простая, понятная и предсказуемая одновекторная роза ветров хорошей силы, где простые ветровые потоки. Но в глубине континента, где роза ветров многовекторная и скорость ветра постоянно меняется, в погоне за направлением ветра необходимо «крутиться» всей станции. Такой полноценной технической возможности у классических ветряков нет. А потому коэффициент использования их установленной мощности падает до 7-10 процентов. Это снижает их эффективность и, соответственно, коммерческий интерес к ним. Нам пропеллерные установки подходят далеко не везде, хотя почти десятая часть территории Казахстана имеет среднегодовую скорость ветра 6-7 метров в секунду, а на большей площади страны этот показатель равен примерно 5 метрам в секунду. Поэтому в основе виндротора использована осевая роторная турбина с двумя вращающимися в противоположных направлениях модулями. Роторы вращаются при самой незначительной скорости ветра, при которой не работают пропеллерные станции. В силу того, что наша турбина построена по принципу контрвращения роторов, на генераторе скорость вращения удваивается, значит, удваивается и выработка энергии!
То есть принципиальные характеристики виндротора Болотова – это отсутствие зависимости работы турбины от направления ветра, использование энергии малых и высоких скоростей ветра, порывов и пульсаций любого направления. Очень важно, что многие параметры установки изменяемы: диаметр, высота и количество модулей турбины подбираются в соответствии со свойствами ветра в месте размещения. Кроме того, признано, что установка визуально спокойна и безопасна: здесь нет наружных вращающихся частей, шума, раздражающего зрительного воздействия, помех средствам связи. Также она может плотно размещаться на территории в любом пространственном положении.
Прежде чем монтировать свои установки, профессор, его коллеги и ученики проводили исследования регионов Казахстана, изучали исторические отчеты о наблюдениях метеорологов.
Впоследствии были составлены годовые и среднедневные распределения сумм солнечной радиации и скорости ветра, а также определены регионы, где такие установки будут максимально эффективны. Другими словами, ученые убедились в стабильности источников энергии, их взаимозаменяемости и взаимодополняемости, а значит, смогли получить гарантии эффективности самой установки.
На первых порах поддержку им оказала ПРООН. На одном из важных объектов и находится в опытной эксплуатации оборудование, безвозмездно переданное международными партнерами Алматинскому университету энергетики и связи.
Окончательный слом инерционного мышления отечественного бизнес-сообщества произошел в 2009 году, когда были приняты Закон «О поддержке использования возобновляемых источников энергии» и ряд подзаконных актов. А практический интерес стал нарастать уже после того, как в Акмолинской области на объекте «Лесной кордон», в так называемом Зеленом поясе столицы, были введены в эксплуатацию два автономных энергетических комплекса Болотова.
ПОДЛИННОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ… ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГИИ
Выход в Джунгарские ворота – это еще одна реализованная мечта ученого.
- Ветры Казахстана согласно международной классификации отнесены к самым сложным категориям – 3-й и 4-й. Наши ветры – многосторонние, сильно порывистые, у них одновременно могут меняться и скорость, и направление. Особенно это характерно для ветров Джунгарских ворот, – рассказывает Альберт Васильевич. – Этот район – подлинное месторождение огромной ветровой энергии. И естественно, что Джунгарские ворота привлекали специалистов всего мира. «Взять на работу» джунгарский ветер, превращая его мощь в электрическую энергию, хотелось многим. Однако выяснилось, что классические решения здесь не подходят...
В этот момент мы как раз проезжали мимо одиноко стоящего близ Достыка классического ветряка-пропеллера. Сейчас никто уж не вспомнит, кто решился на его установку, «бухнув», по слухам, в этот не просчитанный, проект около одного миллиона долларов. Он и по сей день не работает, не выдал ни одного киловатт-часа энергии. Эксплуатировать его при скорости джунгарских ветров (до 40-50 метров в секунду) технически невозможно и просто опасно: лопасти весят много тонн. Если раскрутить их со скоростью джунгарских ветров, то последствия могут быть непредсказуемыми.
- Когда мы начинали свои разработки, зарубежные коллеги нас критиковали: дескать, не те приборы, не то оборудование, – вспоминает Альберт Васильевич. – Потом они установили свое ветрометрическое оборудование, разработали предварительные проекты, но пока все это остается без движения. Мы же продолжали изучать регион, создавали картину ветровых течений, делая замеры через каждый километр. Мы создали свою схему течения ветровой энергии, а затем смонтировали здесь две первые установки. И они справляются с такой ветровой нагрузкой без проблем. То есть виндротор работает при любой скорости ветра – как минимальной, так и запредельно максимальной – при любом направлении!
Собственно говоря, чтобы собственными глазами увидеть работу установок при высоких скоростях ветра, я и напросилась в эту экспедицию вместе с энергетиками, руководителями ТОО «Востоктелеком» (оператора сельской связи, «дочки» Казахтелекома). Востоктелеком рассматривает возможности установки виндроторов Болотова на своих объектах в качестве резервного источника питания. Уже на месте начальник узла связи станции Достыка Айтбек Ниязов рассказывает:
- Необходимость в установке виндротора обусловлена потребностью в более надежной резервной автономной энергетической системе. К тому же энергия виндротора – бесплатная. Солнце и ветер счета не выставляют! Но как резервную мы планировали использовать установку только поначалу. Убедившись в ее эффективности, полностью перевели основную станцию на питание от виндротора. На экспериментальный образец мы переключили 1200 телефонных номеров и подключили одно рабочее место, с которого производили контроль установки. И ни разу не пожалели о сделанном: выдаваемой энергии более чем достаточно для этой линии. Но чтобы полностью обеспечить станцию энергией солнца и ветра, нужны три установки.
А президент АО «Транстелеком» Мирболат Аюпов отмечает, что установки могут выдержать самые сложные ветровые зимние условия, характерные для Джунгарских ворот.
- Установка уникальна в том плане, что сочетание двух природных источников энергии делает всю систему энергоснабжения более надежной, – поясняет Мирболат Хайратович. – Может быть, она будет долго окупаться, но она незаменима, если мы хотим уйти от проблемы перебоев в электропитании оборудования высшей категории. И в этом есть огромная экономическая целесообразность.
Теперь и у генерального директора ТОО «Востоктелеком» Владимира Темирбекова интерес к установкам переходит в практическую плоскость. Реализуя государственную программу телефонизации сел беспроводной связью на базе стандарта CDMA-450, компания уже смонтировала в отдаленных регионах 500 базовых станций. К примеру, в предгорьях Алматинской области установлено около 60 базовых станций. Есть и очень малолюдные поселки, где всего 20-30 домов, но и они должны быть телефонизированы. Вне зависимости от труднодоступности мест, все базовые станции нуждаются в бесперебойном энергоснабжении. Проблему бесперебойности в полной мере позволяют решать виндроторы Болотова.
- Для эксплуатации станций важное значение имеют не только бесперебойное энергообеспечение, которое обеспечивает установка Болотова, но и ее быстрый монтаж, отсутствие необходимости в постоянном обслуживании, защищенность от помех, – говорит Владимир Темирбеков. – Кроме того, эти станции компактны, бесшумны. Предварительные расчеты показывают, что экономия затрат на оплату счетов энергетиков по одной базовой станции сможет доходить до 400 тысяч тенге в год.
ОТ ИДЕИ ДО ОТРАСЛИ
Ну а Альберт Болотов теперь смотрит еще дальше. Академик считает очень важным, что организаторскую функцию по промышленному производству установок взяла на себя нацкомпания «Казатомпром», создав предприятие «Экоэнергомаш».
- На плечи Казатомпрома возложена также задача по созданию не только генераторов, но и самой отрасли возобновляемой энергетики, – говорит Альберт Васильевич. – В ее структуре предполагается завод, содержащий экспериментальное отделение и серийное производство конструкций виндротора. Конечно, это затратно. Но возврат средств начнется только после серьезных вложений. Мы могли бы наладить в Казахстане производство 6-7 типов станций разных мощностей и комплектаций. Это очень большая программа. Пока мы находимся на начальной стадии, заняты разработкой документации. Но есть более сложные этапы: поиск и обучение кадров, поиск источника финансирования. И уж потом – строительство и запуск самого производства или модернизация уже действующих предприятий. Если мы пройдем эти этапы быстро, то сможем наладить выпуск по-настоящему инновационной и конкурентоспособной отечественной продукции. Если не успеем, нас обойдут конкуренты. Но то, что мир пойдет по пути развития альтернативной энергетики, я не сомневаюсь. Эта идея уже овладела миром. Я часто говорю: каменный век закончился не потому, что закончились камни. Так и век угольной, углеводородной энергетики закончится раньше, чем иссякнут запасы этого сырья.
К «ЕХРО-2017»
На этой философской максиме академика можно было бы и закончить статью. Но напрашивается необходимое послесловие. Как известно, Астана включилась в соревнование за право проведения всемирной выставки «ЕХРО-2017», тема которой – «Развитие энергетики будущего. Новые виды энергии». Эта тема – не вызов богатому на полезные ископаемые Казахстану, а дань мировой тенденции. Недавно еврокомиссар по вопросам энергетики Гюнтер Оттингер заявил, что Евросоюз должен вложить в альтернативную энергетику до 100 миллиардов долларов, при этом объем выбросов углекислого газа к 2020 году в союзе должен быть снижен на 20 процентов по сравнению с уровнем 1990 года.
И это не просто красивые планы. В 2009 году Евросоюз инвестировал в «чистую» энергию 48 миллиардов долларов и предполагает увеличить эту статью затрат до 98 миллиардов. А в глобальном масштабе в проекты, связанные с альтернативной энергетикой, было инвестировано 140 миллиардов долларов
(в производство угля и нефти – лишь 110 миллиардов). Государства Европы не только финансируют разработки и отрасль в целом, но и запускают механизмы стимулирования: предусматриваются льготные тарифы, налоговые стимулы, гранты. Несмотря на то, что на возобновляемые источники энергии сейчас приходится всего около 1 процента мировой выработки электроэнергии, по оценкам Европейской комиссии, к 2020 году в странах Евросоюза в индустрии возобновляемой энергетики будет создано уже 2,8 миллиона рабочих мест. А сама эта индустрия будет создавать 1,1 процента ВВП. Как видим, тема «ЕХРО-2017» отвечает набирающим силу внутренним и внешним тенденциям развития энергетики.
Автономная энергетика является существенным вкладом в энергетическую безопасность государства, открывает новые возможности для развития бизнеса, позволяет исключить зависимость его от растущих цен на электроэнергию, энергоносители и тепло, считает академик Болотов. Отрасль также привлекательна для инвестиций. Поэтому не исключено, что центральным звеном всемирной выставки в Астане может стать уже апробированная и признаваемая в мире комплексная энергетическая энергосистема «Ветровая роторная турбина Болотова». Инновационный бренд Казахстана.
фото автора_