03.06.2007

Недостаток ГЭС можно обратить в дополнительную энергию

Большие гидроэлектростанции вносят вклад в энергетику планеты. Но, как выясняется, не только в энергетику. Гидроэлектростанции выпускают в воздух метан, растворённый в воде. А метан — в 20 раз более сильный парниковый газ, чем газ углекислый.

Метан вырабатывается бактериями на дне рек и озёр в тех местах, где есть органика, но мало кислорода. Понятно, что количество метана в воде может сильно варьироваться в зависимости от местных условий (растительности в воде, её температуры, формы бассейна, глубины и многих других параметров). Но, например, в водоёмах тропических районов Бразилии выработка эта очень и очень значительна.

Казалось бы, человек на такие процессы мало влияет. Но в той же Бразилии львиная доля электричества вырабатывается на ГЭС. И, как говорят критики данной технологии, иные большие плотины выбрасывают в атмосферу больше парниковых газов (в пересчёте с метана на CO2), чем выбрасывала бы тепловая электростанция той же мощности. Потому, говорят специалисты, большие ГЭС в тропиках вредны для окружающей среды.

Как происходит выброс метана? Трубы, подводящие воду к турбинам ГЭС, забирают её примерно у основания водохранилища. А именно в нижней части этого колоссального массива воды растворено больше метана. После прохождения турбин, уже за плотиной, вода эта оказывается на широком открытом пространстве. Давление резко падает, и происходит то же, что при открытии бутылки с газировкой — растворённый газ выбрасывается в воздух.

Теперь бразильские учёные придумали, как одним выстрелом убить двух зайцев — и парниковые выбросы ГЭС обуздать, и получить даровую дополнительную энергию.

Необычную идею развивают Фернандо Рамос из объединённой лаборатории вычислений и прикладной математики бразильского национального института космических исследований (INPE) и его коллеги по институту. Они предлагают возвести перед плотиной стальную мембрану, расположенную под углом ко дну и не доходящую до поверхности воды. Она направляла бы к турбинам верхний слой воды в водохранилище, блокируя донные слои, богатые метаном. Разумеется, расход воды через ГЭС не должен упасть. Потому "нижняя" вода не просто задерживается. Специальный насос с водозаборником вблизи дна должен откачивать богатую метаном воду наверх — в специальное плавающее устройство для отделения метана. Оно представляет собой закрытый в корпусе ротор, который будет разбивать воду на капли. Из них должен быстро выходить метан. Его будут откачивать в резервуары и, в конечном счёте, сжигать в теплоэлектростанции, которую должны возвести рядом с ГЭС.

Освобождённую же от метана воду выпустят в основной, верхний поток и далее, как обычно, она будет крутить турбины ГЭС. Разумеется, от сжигания метана будет образовываться углекислый газ. Но он не даёт такого мощного парникового эффекта, как сам метан, который иначе просто был бы выпущен в атмосферу. Только с вредом, без всякой пользы. А так он даст прибавку в мощности электростанции, что для сохранения природы (в плане сокращения потребления нефтяного топлива, к примеру) — тоже плюс.

К тому же следует помнить, что речной метан имеет биологическое происхождение, и фактически углекислый газ, получающийся при его сжигании — тот газ, что ранее забрали из атмосферы растения. Так что баланс этого парникового газа даже не нарушается.

Специалисты INPE посчитали, что большие плотины ГЭС во всём мире ежегодно выбрасывают метан, эквивалентный по парниковому эффекту приблизительно 800 миллионам тонн углекислого газа. Это значительно больше, чем, к примеру, годовой выброс CO2 такой страны, как Великобритания.

Сейчас у Бразилии имеются обширные планы по возведению ряда новых ГЭС на своих реках. Надо ли пояснять, что вопрос с метаном и глобальным потеплением — один из пунктов, за который цепляются противники строительства новых плотин.

Тут-то и поможет проект от INPE. Его учёные оценили, что некоторые ГЭС страны, питающиеся водой особо богатой метаном, могли бы при помощи системы захвата метана увеличить производство электричества на 50%. И даже если это число — теоретический предел, попробовать стоит. Ведь сама технология, в общем-то, проста.

Источники:

1. MEMBRANA