Энергетика проблемы и надежды

Л. С. ЮДАСИН Энергетика: проблемы и надежды МОСКВА «ПРОСВЕЩЕНИЕ» 1990 Рецензенты: кандидат географических наук, доцент В. Н. Горлов (МГУ); кандидат географических наук доцент В. П. Дронов (МГПИ). Юдасин Л. С. Энергетика: проблемы и надежды: Кн. для внеклас. 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 современной энергетики, о новейших научных разработках в той же области. Она также о том, как сравнительная доступность горючих ископаемых помогла становлению нашей цивилизации. Надолго ли хватит людям запасов топлива в недрах Земли? Какой его вид выгоднее, какой 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. АВТОР ЧИТАТЕЛЮ (ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ) Эту книгу я задумывал прежде всего как занимательный рассказ, но в ней получилось немало драматических страниц. Суть глобальной драмы, разворачивающейся на глазах у

нынешнего поколения, в том, что за последние 30 лет человечество стало катастрофически много потреблять полезных ископаемых, в том числе горючих: их добыто больше, чем за всю предшествующую историю 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 использование экономичнее, пустить в дело нетрадиционные виды энергии. Нефть и газ уже извлекают с морского дна — с континентального шельфа.

Атомная энергия начала вырабатывать электричество. Однако по-прежнему успехи эти даются ценой колоссальных затрат. Интересные вещи об эффективности геологического 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 нефтегазовых провинций, лежащих сравнительно близко от земной поверхности, уже известно. Из них кормится современная цивилизация. За новыми залежами топлива приходится отправляться все глубже. И это, понятно, сказывается на точности попадания в цель буровых дел мастеров.

Во что здесь обходится «коэффициент незнания»? Между тем потребности в топливе и энергии продолжают расти. Естественно возникает и другой вопрос: долго ли наша планета в состоянии будет их удовлетворять? Казалось бы, с учетом всего этого тем ценнее электростанции, использующие возобновляемые и нетрадиционные источники энергии. И вдруг под давлением общественного мнения прекращается строительство Даугавпилской ГЭС в Латвии, останавливается Армянская атомная станция, задерживается наполнение водохранилищ

Чебоксарской ГЭС на Волге и Нижнекамской ГЭС. В чем дело? Ответ один: угроза нормальному состоянию окружающей среды. Иными словами, речь идет о том, какую цену (в широком смысле) может платить человечество за энергию для дальнейшего развития цивилизации. Довод вроде бы резонный. Действительно, отчего бы людям не перейти на совершенно чистую в экологическом отношении энергетику?

Нас же окружает океан солнечной энергии — неисчерпаемый, без вредных отходов, не загрязняющий ни воды, ни воздуха, не нарушающий режима стока рек. Или ветер. Его мощь тоже известна. Правда, он не всюду и не всегда готов крутить генераторы тока, но зато, взявшись 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 совершенно безвредный. Он раскинулся на огромных пространствах, 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 вулканов! Его тоже немало, и его использование тоже не таит в себе никакой угрозы окружающей среде. Неужели все вместе эти виды энергии не составляют того неисчерпаемого и экологически идеального источника,

на который могли бы рассчитывать люди в своей мечте о благополучии каждого живущего на Земле? Тогда почему они (эти виды энергии) до сих пор не стали для нашей цивилизации доминирующими? Больше того, их реальное использование пока ничтожно. Ответы на все эти «отчего» и «почему» непросты. Чтобы здесь все правильно понять, надо очень во многом разобраться. Что ж, давайте попытаемся сделать это вместе.

Но пусть эта книга станет для вас и своего рода напоминанием, что восхищающие нас ныне вершины науки и техники, в частности в энергетике, достигнуты титаническим трудом многих людей и что к новым свершениям — та же дорога. ТОННЫ, ВО-ПЕРВЫХ И ВО-ВТОРЫХ Зима 1985 года выдалась у нас на редкость студеной. Сильные морозы, разыгравшись в январе, лютовали с недолгими передышками чуть ли не до марта. Причем почти на всей территории страны. Даже привычные к жесткому норову своего климата сибиряки жаловались

на его крайности. Ртутный столбик то и дело падал за —40 °С, а в иных местах — и за —50 °С. В большинстве областей европейской части СССР до такого, правда, не доходило (разве что на севере), но холода стояли тоже изрядные. В Нечерноземной полосе многие пруды промерзли до дна, чего давно не случалось. А москвичи, избалованные годами «сиротских» зим, донимали телефонными звонками отделы народного образования по поводу возможной отмены занятий в школах.

Распространилось необычное снижение температуры и к югу. На Украине, на Северном Кавказе показания термометра в отдельные дни приближались 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 порожняка. Снабженческие сбои усугублялись. Они сказывались на количестве тепла и энергии, поступающих в городские квартиры, учреждения, на предприятия, рудники, сельские фермы. Все это эхом отозвалось в работе электростанций. У диспетчеров Центрального управления Единой энергетической системы

СССР наступили трудные дежурства. Их взгляды были прикованы к огромному экрану, испещренному условными значками, символами и подсвеченными линиями. С помощью ЭВМ, многоканальных систем информации и автоматизированного управления удавалось искусно маневрировать мощностями сотен электростанций. Но резервов не хватало. В тогдашней редакционной почте центральных газет появилось немало писем примерно следующего содержания:

«Что происходит у нас с электроэнергетикой?», «Мы, ветераны, помним трудные послевоенные годы, но так завод не трясло с энергией. Просим разобраться» Действительно, отключения казались необъяснимыми. 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 обстоятельств. Однако спустя два года, зимой 87-го, похожие сбои повторились.

Все вроде бы тоже началось из-за морозов. Но на сей раз о них говорили меньше. Слышнее были голоса, напоминающие, что для России студеные зимы в принципе дело обычное. Кстати, и ныне, когда годовое производство электричества в стране все ближе к 2 трлн. кВт•ч (!), а добыча 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 современные ученые считают, что человечество из-за быстрого своего роста и бурного развития цивилизации всегда будет испытывать энергетический голод. Другие видят корень зла в расточительном пользовании природными ресурсами. Третьи указывают на угрозу 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. Существуют и шестые, и седьмые Кто из них прав? Может, каждый по-своему? Попробуем разобраться. *** Начнем с того декабрьского дня 1920 года, когда в Москве в Большом театре собрался VIII Всероссийский съезд

Советов, провозгласивший победное окончание гражданской войны и переход к мирному хозяйствованию. Возможности страны были еще настолько скромны, что газеты как о событиях исключительно важных 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 освещения квартир лишь одного 12-этажного панельного 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 гости, две морковинки несу за зеленый хвостик. Я много дарил конфет да букетов, но больше всех дорогих даров я помню морковь драгоценную эту и пол полена березовых дров». Тоже писано о том времени. Но на съезде Советов уже мыслили иными категориями.

Здесь приняли план, разработанный Государственной комиссией по электрификации России и рассчитанный на 10—15 лет. Он вошел в историю как план ГОЭЛРО. Ленин назвал его второй программой Коммунистической партии. План охватывал не только электрификацию страны. Его можно считать первым перспективным народнохозяйственным 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 политики 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 будут говорить инженеры и агрономы. Нетрудно понять главную направленность энергетической части плана

ГОЭЛРО. Достаточно вспомнить, что страна в тот год вынуждена была довольствоваться 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 фундамента социалистической экономики. А фундаменты, как известно, должны отличаться массивностью. Больше, как можно больше энергии! Вот что решало.

Иначе вопрос и не мог стоять. И потому стержнем плана было строительство 20 тепловых и 10 гидроэлектростанций, которые вкупе должны были давать драгоценнейшие 8,8 млрд. кВт•ч в год. Стержнем плана были новые и новые тонны топлива. Одну из станций — Шатурскую под Москвой — начали строить еще полтора года назад. Да так споро, что первую ее очередь удалось пустить еще в июле 1920 года.

Она уже исправно снабжала электричеством близлежащие разработки торфа, которым сама и кормилась. Два года спустя дала Москве первый ток Каширская тепловая электростанция. 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 технический прогресс страны. «

Всякое малейшее сбережение, — писал Ленин в одной из своих последних статей, — сохранить для развития нашей крупной машинной индустрии, для развития электрификации для достройки Волховстроя » В декабре 1926 года пришли в действие генераторы, сработанные на ленинградской «Электросиле», и послали ток заводам города на Неве. Событие было из ряда вон выходящее. На торжественном открытии Волховской ГЭС присутствовали члены правительства.

Тогда же, в декабре, постановлением Совета Труда и Обороны создали «Днепрострой», вернее, пока лишь его Управление. Если Каширская и Шатурская станции стали ступеньками к возведению целой серии более крупных ГРЭС — Горьковской, Ивановской, Ярославской, то опыт строительства Волховской обеспечил сооружение новых ГЭС, и прежде всего крупнейшей для того времени

Днепровской. В плане ГОЭЛРО по поводу плотины, которой предстояло перегородить реку у Запорожья, говорилось, что, сосредоточивая в одном месте падение воды в пределах порожистой части Днепра, можно создать гидроэлектрическую станцию колоссальной мощности и вместе с тем превратить этот порожистый участок Днепра в судоходный. Строительство станции началось весной 1927 года. А спустя 5 лет она уже работала. Темпы по тем временам невиданные.

Образованное плотиной водохранилище затопило пороги, и Днепр, действительно, стал судоходен на всем своем протяжении. Долгожданное электричество потекло в украинские города и села, стало базой промышленных новостроек. Индустриальная мощь Запорожья, Кривого Рога, Днепропетровска, Донбасса поднималась энергией Днепрогэса. Тогда эта станция стала для всей страны символом технического

прогресса и одной из славных страниц его истории. Дело не только в том, что это был пример комплексного решения ряда народнохозяйственных задач (чему еще предстояло учиться и учиться), не только в том, что станция давала дешевую энергию (хотя и это имело огромное значение). Днепрогэс показал, какие сложные технические и организационные проблемы уже в состоянии решать советские люди. Осознание своих истинных возможностей, о существовании которых многие из них, малограмотные и

полуголодные, прежде даже не догадывались, порождало тот трудовой энтузиазм, что сопутствовал стройкам 30-х годов. Разрушенный во время войны Днепрогэс был восстановлен в короткий срок не только как важнейший индустриальный объект, но и как дорогая советским 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, «всесоюзной кочегаркой» в 30-е годы стал Донецкий угольный бассейн. Приуроченный к древнему сглаженному Донецкому кряжу бассейн протянулся широкой полосой на сотни километров. Здесь залегают многие миллиарды тонн угля. В некоторых местах вдоль речных долин, где немало скалистых обрывов, залежи частично 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 пород, карты угленосных горизонтов — всем этим всерьез стали заниматься только в прошлом веке. И тогда удалось расширить горные выработки. В предреволюционные годы Донбасс уже давал около 90% всего производимого в России угля.

Там работало больше тысячи шахт. Правда, маломощных, отчего общая их добыча была невелика — немногим более 25 млн. т. в год. Этого не хватало даже слаборазвитой промышленности и железнодорожному транспорту. Недостающий уголь ввозили из Англии. Но Страна Советов не получила и такого наследства. 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 промышленность. И все-таки энергетическая часть плана 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 части страны. Оно гарантировало шахтам рабочие руки. А близость главных потребителей — электростанций, городов с их фабриками, заводами и коммунальными

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 немаловажным обстоятельством. Дело в том, что природа ископаемого угля, хоть он и залегает в недрах

Земли, растительная. Подобно иному плоду он проходит как бы через несколько стадий созревания. Отсюда разнообразие его сортов и сфер их использования. «Примечания достоин турф — писал когда-то М. В. Ломоносов. — Он, конечно, 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 накопление идет в болотах под защитой застойной воды. Там и получаются торфяники. Гуминовые кислоты, образующиеся в процессе медленного гниения растительных остатков и окрашивающие воду в ржавый цвет, как бы консервируют всю органику, захороненную на дне. В далеком прошлом торфяники нередко появлялись вдоль морей. В истории Земли известны и подъемы суши, и опускания, наступления и отступления океана, когда значительные

пространства материков оказывались под водой. Для накопления торфа благоприятно медленное погружение местности. Но бывало и так: торфяник очень быстро оказывался под толстым слоем воды, его заносило песком и глиной. Со временем в обмелевшем водоеме появлялся новый торфяник, который оказывался отделенным от первого слоем минеральных осадков. С дальнейшим погружением этого участка суши новый торфяник тоже 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 — а с той поры миновало примерно 300 млн. лет — не раз оказывалась под водой. Захороненный таким образом торфяник надежно предохранен от

разрушительного действия и воздуха, и воды, и микробов. На него с большой силой давят вышележащие горные породы. Повышается и температура в среднем на 3 °С с каждыми 100 м глубины. Торф чрезвычайно уплотняется, теряет воду, кислород, претерпевает химические преобразования. Поначалу он превращается в темно-бурое довольно плотное вещество — бурый уголь, который на 2/3 состоит

из углерода. Объем органического материала здесь сокращается раз в десять, т. е чтобы такой угольный пласт получился толщиной хотя бы в несколько метров, мощность исходного торфяника должна быть не меньшей, чем, скажем, высота современного многоэтажного здания. Под действием высокого давления и температуры на протяжении миллионов лет органическое вещество претерпевает все новые превращения. Так, бурый уголь со временем переходит в каменный.

Конечный 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. (Вьетнамские кустари выпиливают из него забавные фигурки животных). Но, главная его ценность, разумеется, в ином.

Он содержит 90—96% углерода и потому обладает исключительной теплотворностью, что делает антрацит отличным энергетическим топливом. Благодаря большой плотности его можно без особых потерь перевозить на дальние расстояния. А другие марки каменного угля больше подходят для нужд черной металлургии. При нагревании без доступа воздуха угли этих марок слегка плавятся, спекаются, образуя пористую массу — кокс, без которого не получить чугуна в домнах. Впрочем, здесь существуют свои градации: одни сорта

совсем плохо спекаются (тощие); другие — получше, но содержат слишком много газов (газовые); третьи спекаются великолепно (коксовые). В дело, разумеется, идут все виды, только назначение у них разное. Так вот, ценность Донецкого бассейна заключается также в том, что он располагает широким набором марок угля. На северо-западной его окраине преобладают газовые, в западной и северной частях — коксовые, на северо-востоке — тощие (между прочим, вопреки своему названию они отличаются высокой теплотой сгорания).

Антрацит широко распространен в центральных, южных и юго-восточных районах. С развитием Донбасса наша молодая республика обретала поставщика универсального топлива, способного вдохнуть жизнь в домны металлургических предприятий, привести во вращение генераторы тепловых электростанций, запрячь паровозы и корабли в их транспортную работу, дать свет и тепло городам, зажечь «лампочки Ильича» (как тогда говорили) в деревнях. Расширение разработок в

Донбассе было сопряжено 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 более 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 пространства не превышала 70 см.

Там работали лежа или стоя на коленях и пригнув голову. Грохот техники, усиленный опять-таки узостью пространства, был оглушающим. Когда в работе наступал непродолжительный перерыв, становилось слышно, как потрескивают деревянные стойки, поддерживающие кровлю выработанного пространства, и как вдоль всего фронта забоя словно бы недовольно шуршит растревоженная угольная залежь. Еще сложнее разработка крутопадающих пластов.

А таких в Донбассе немало, и они там тоже довольно тощие. Конечно, это ни в какое сравнение не идет с пластами 10-метровой мощности Подмосковного бассейна, географическое положение которого тоже чрезвычайно выгодно. Но уголь, увы, не тот — качество его невысокое. В основном он здесь бурый. Да и запасы невелики. Планом ГОЭЛРО предусматривалась разработка и

Подмосковного бассейна, и других угольных месторождений, но далеко не в такой 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 вернулись к жизни старые донецкие электростанции.

Их расширили, усовершенствовали. Потянулись через степь линии высоковольтных передач. А первой новой мощной электростанцией на местном угле стала Штеровская. Затем заработали другие. Поднимались новые электростанции также в Центральных областях России, в Закавказье. Уже в начале 30-х годов план ГОЭЛРО был выполнен, а к максимальному 15-летнему сроку значительно превзойден.

Все мощнее становились электрические потоки. Полнилась и река угля: она уже приносила в год более 100 млн. т. Но стране надо было больше. Энергетики, машиностроители, горняки искали способы ускорения темпов производства. И тот, кому удавался желанный рывок вперед, становился истинным героем дня. Так, облетела страну весть о рекорде донецкого шахтера Алексея Стаханова. Всякий трудовой рекорд — событие незаурядное.

Но тот стал исключительным, 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 шахты. Он принял постановление, текст которого, пожалуй, стоит привести целиком: в нем и дух непростого времени,

и его нерв, в нем отражены материальные возможности тех лет и четкое представление о том, что составляет в человеке истинную ценность. Итак, постановили единогласно: «1. Занести имя тов. Стаханова на Доску почета лучших людей шахты. 2. Выдать ему премию в размере месячного оклада жалования. 3. К 3 сентября предоставить тов. Стаханову квартиру из числа квартир технического персонала, установить

в ней телефон. 4. Просить рудоуправляющего тов. Фесенко разрешить заведующему шахтой за счет шахты оборудовать тов. Стаханову квартиру всем необходимым и мягкой мебелью. 5. Просить председателя Первомайского рудкома угольщиков тов. Игнатова и председателя ЦК профсоюза угольщиков тов. Шмидта выделить для Стаханова семейную путевку на курорт.

6. С 1 сентября выделить в клубе два именных места Стаханову с женой на все кино, спектакли, всевозможные вечера. 7. 10 сентября в новой квартире Стаханова устроить вечер, пригласив на него знатных людей шахты, мастеров отбойного молотка тт. Гришина, Свиридова, Мурашко, Изотова. 8. Объявить соревнование между забойщиками на лучшего мастера отбойного молотка, овладевшего

техникой: а) не позже 2 сентября по всем участкам посменно проработать опыт и установленный рекорд тов. Стаханова; б) 3 сентября созвать специальное собрание забойщиков с обязательным участием «треугольников» участков, на котором заслушать доклад тов. Стаханова о том, как он овладел высокой техникой работы на молотке и установил мировой рекорд производительности на нем; в) развернуть соревнование по участкам на лучшего забойщика участка шахты. 10. Пленум шахтпарткома считает необходимым заранее указать и предупредить

всех тех, кто попытается клеветать на тов. Стаханова и его рекорд как случайность, выдумку и т. п что партийным комитетом они будут расценены как самые злейшие враги, выступающие против лучших людей шахты, нашей страны, отдающих все для выполнения указаний нашей партии о полном использовании техники. Партийный комитет уверен, что за тов. Стахановым появятся новые герои, которые нашей организацией будут встречены с радостью и гордостью как люди, решившие делом своим, честным трудом выполнять указания партии

о полном использовании техники». Спустя три недели Алексей Григорьевич Стаханов установил новый рекорд: добыл 227 т угля за смену. Эти рекорды 30 летнего горняка примечательны еще и тем, что действительно породили новых героев. Не только на донецких шахтах — по всей стране поднялось движение новаторов за высокую производительность труда, оно охватило все отрасли народного хозяйства и в каждой выдвинуло своего ведущего.

Их называли «пионерами стахановского движения»: А. X. Бусыгина — в автомобильной промышленности, Н. С. Сметанина —- в обувной, В. С. Мусинского — в лесной, М. И. и Е. В. Виноградовых — в текстильной, П. Ф. Кривоноса — на железной дороге, М. С. Демченко, П.

Н. Ангелину, К. А. Ворина — в сельском хозяйстве. И уж, конечно, эта волна новаторства и энтузиазма подняла на качественно новый уровень работу во всей угольной промышленности, прежде всего в самом Донбассе, а также в Кузнецком и Карагандинском бассейнах. Кузнецкий располагал существенно большими запасами хорошего угля, чем Донбасс. Добыча там благодаря повышенной мощности пластов была выгодной.

И хотя от этого сибирского гиганта, расположенного в бассейне реки Томь, между Салаирским кряжем и горами Кузнецкого Алатау, очень уж длинная лежала дорога до главных и традиционных потребителей топлива, он быстро развивался, становясь второй угольной базой страны. Тому способствовало создание в самом Кузбассе и на Урале новых предприятий черной и цветной металлургии, электростанций, завершение строительства

Турксиба — железной дороги, соединившей напрямую, через Семипалатинск и Алма-Ату, республики Средней Азии с Сибирью. Особенно важное значение Кузбасс и Карагандинский 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 кочегарку» удалось после войны сравнительно быстро восстановить и не только вывести на прежний уровень добычи, но существенно превысить его, вернув Донбассу роль одной из ведущих энергетических баз страны. Хотя, конечно, его доля в общесоюзном топливном балансе заметно изменилась. К середине 50-х годов она лишь немногим превышала 1/3, а почти половина приходилась на восточные бассейны

— Кузнецкий и Карагандинский. В 1950 году в Советском Союзе добыли фантастическое по сравнению с заданиями плана ГОЭЛРО количество угля — 261 млн. т. А к концу того же десятилетия — более 0,5 млрд. т в год. СССР стал первенствовать в мире по добыче твердого топлива. Вроде бы это топливо было несомненно решающим в стране.

Больше того, объем его производства продолжал расти. На него приходилось около 3/4 в топливном балансе. И вместе с тем энергетические ориентиры народного хозяйства начинали меняться. Год от года это становилось все очевиднее. Уголь далеко не идеальный энергоноситель. О необходимости перехода на более выгодные виды топлива 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 твердого топлива. Однако уже тогда, в 50-х годах, в этом привычном количественном принципе наметились существенные сдвиги. В какую же более выгодную сторону должно было качнуться изменение структуры топливно-энергетического 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 одно: век нынешний принципиально отличен от веков минувших. С девятнадцатым было проще. Кто то назвал его веком пара, и это, кажется, всех устроило. Двадцатый поначалу тоже не представлялся загадочным.

Мы быстро привыкли, что живем в век электричества, и считали себя даже перевыполнившими свой долг перед историей (в смысле прогресса). Но оказывается, мы явно поскромничали в оценке своих возможностей. И тогда названия посыпались как из рога изобилия: век авиации и электроники, 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 только, 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, электроника и все такое прочее — это от игры ума, а нефть — слепая щедрость природы, только и всего; бери и пользуйся. В самом деле, давайте разберемся. Нефть известна людям с древности, хотя и невозможно сказать, кто, когда и где ее обнаружил впервые.

В Египте еще при фараонах ее использовали для освещения и при бальзамировании трупов. В Древней Греции и позже на Руси из нее приготовляли лекарства. В Вавилоне, в древней Индии и некогда на территории Европы применяли асфальт как связующий материал на строительстве. Многие победы были одержаны византийцами благодаря тому, что они исхитрились кидать на корабли противника

подожженную паклю, смоченную нефтью. При захвате среднеазиатского города Бухары Чингисхан — хитроумный полководец, тот самый, что основал единое Монгольское государство в XIII веке, — приказал забросать крепость горшками с нефтью, послав вслед им горящие стрелы. Объятый огнем город был взят и разграблен. Название Азербайджана идет от глубокой старины. Оно, как полагают, произошло от персидского слова «азер»

— огонь. Когда-то сюда на пропитанную нефтью землю со всего света сходились огнепоклонники. Солдаты Александра Македонского удивлялись, глядя, как жители Азербайджана сжигали в глиняных чураках «земляное масло» и на таком очаге готовили себе пищу. В общем с очень давних времен на арбах и караванами верблюдов доставляли во многие страны нефть в кожаных мешках — бурдюках. На берегах реки Евфрат на территории нынешнего

Ирака 6—8 тыс. лет назад тоже существовали примитивные 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-единственный современный танкер скромных размеров. 2—3 тыс. т. нефти на всю планету! Сегодня в это трудно поверить. Только с приближением

XX века из земных недр потекли черные реки. В 1900 году нефти уже добывали более 20 млн. т. Но разве были обнаружены какие-то неизвестные прежде моря нефти, лежащие на поверхности и призывно плещущие жирной волной? Нет, ничего этого не произошло. В том-то и дело: источники оставались прежними. Так, благодаря все тому же Азербайджану царская Россия вышла тогда в лидеры этого бума (правда, ненадолго), дав больше половины

мировой добычи нефти. Минуло всего четверть века, и нефтяные реки стали ежегодно полнеть уже на 150 млн. т. Казалось, достигнут предел возможного, и дальше немыслимо так «потрошить» земные недра. Однако к середине столетия выяснилось, что теперь и полумиллиардом тонн в год тоже не удивишь. Правда, мировое общественное мнение все же пришло в волнение. В конце 40-х годов в печати замелькали прогнозы: запасов нефти на планете едва-едва хватит на 15—20

лет. Под аккомпанемент именно таких мрачных пророчеств множество экспедиций отправились на поиски залежей горючей жидкости 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 катастрофы, но, напротив, мировая добыча нефти утроится (!), а разведанные запасы ее будут исчисляться в астрономических цифрах. Впрочем, и потребности к тому времени так выросли, что даже вновь открытой нефти, согласно подсчетам,

должно было хватить опять-таки лишь на 20 лет. Но и этот прогноз не сбылся, роковой час и на сей раз не пробил (чему мы с вами свидетели), хотя добывать нефти стали 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 написано: «Запасов нефти хватит на 20—30 лет».

Давно истлели первые хранилища нефти — бурдюки. О ее скромном прошлом напоминает лишь греческое слово «петролеум», традиционно мелькающее в названиях зарубежных добывающих компаний («петро» — камень, «олеум» — масло). «Кровь экономики» — так стали величать нефть. Без нее стало немыслимым само существование человеческого общества на достигнутом уровне жизни, вся современная техника превратилась бы в груду мертвого 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 керосиновой 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 Пенсильвании) — 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 отжимали. Иными словами, «соскребали», то, что лежало на поверхности.

Первые же опыты бурения (ударного), хотя глубина скважин не превышала 30—60 м, дали поразительные результаты: нефти оказалось очень много. Но хватило ее ненадолго. Когда американец Дрейк в 1859 году обнаружил залежи в штате Пенсильвания, это открытие послужило началом нефтяного ажиотажа, напоминавшего годы золотой лихорадки. Дело в том, что за несколько лет до этого была изобретена керосиновая лампа.

Лучине, восковым свечам и масляным коптилкам предстояло сойти со сцены. Преимущества керосиновой 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 население. Свечи обходились раз в 20 дороже. Новую лампу 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 кибернетики тоже осветила простая, вроде бы ничего собой не представляющая керосиновая лампа. Ведь с нее берет начало бесчисленное множество изобретений, открытий и технических идей, связанных с использованием нефти, идей, которые в немалой степени определили прогресс нашего столетия. Но главное заключается в том, что ее появление как бы подтолкнуло развитие целых отраслей промышленности и прежде всего, пробудило огромный интерес к самому ископаемому и к нефтепродуктам.

Сначала керосин использовался главным образом для освещения. Нефтяные предприятия росли, как грибы после дождя. На мировые рынки вышел дешевый американский керосин. Это был международный дебют фирмы Джона Рокфеллера «Стандарт ойл и К°». Название фирмы подчеркивало, что выпускаемая ею продукция соответствует техническим стандартам

и нормам безопасности. А одно это служило неплохой рекламой. В условиях хаоса, в котором находилось нефтяное производство, правила безопасности не соблюдались, из-за чего происходили 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 Ротшильда наладили в Азербайджане крупное нефтяное 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. Заменив 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 примитивными. Нефть нагревали в наглухо закупоренном кубе до кипения. Пары отводили по змеевику. Охлаждали проточной водой.

Пары конденсировались в светлую прозрачную жидкость. Вот вам и керосин. В баке оставалась другая жидкость — темная и вязкая. Ее называли арабским словом «макзулат» (отброс), которое позже, видоизмененное, превратилось в «мазут». Процесс был создан чисто опытным путем. Кстати сказать, конструкцию более совершенного, непрерывно действующего аппарата предложил великий русский химик

Д. И. Менделеев. Фирма «Братья Нобель» использовала это изобретение, даже не обмолвившись об его настоящем авторе. Вскоре появилось научное объяснение перегонки. Нефть сложная смесь углеводородов с различной температурой кипения. Зная это, можно в результате многократного испарения и сжижения получать в отдельности все вещества (фракции), входящие в состав этого сложного коктейля.

Более легкие фракции — бензин, лигроин, керосин. Потяжелее — дизельное топливо, всевозможное техническое масло и другие, так называемые нефтепродукты. Все они — соединения лишь двух элементов: углерода и водорода, только в разных соотношениях. Первоначально в отбросах числился не только мазут, но и получавшийся попутно бензин: он был слишком огнеопасен и нередко взрывался. Его сжигали 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 прочитать объявления о конкурсах на лучший способ уничтожения бензина. Но вот появилась форсунка, позволявшая впрыскивать 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. Шухов создал такой способ переработки нефти, при котором из нее можно получать бензина больше, чем его в ней находится. Парадокс?

Только на первый взгляд. Способ Шухова позволял расщеплять большие 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 спустя 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 никто, понятно, уже не помышлял избавляться от бензина. 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. Нa Всемирной выставке 1893 года в Чикаго самым крупным нефтяным двигателем была машина мощностью в 35

л. с, а семь лет спустя на Парижской выставке — уже в 1000 л. с. Нефть нашла широкое применение на железных дорогах и в судоходстве. Начал триумфальное шествие автомобиль. В Соединенных Штатах он стал чуть ли не предметом поклонения. В 1902 году во всей стране насчитывалось не многим больше 20 тыс. автомашин. В 1915 году — 2,5 млн. Потребление бензина впервые превысило потребление керосина.

К концу 20-х годов уже около 30 млн. автомобилей сновало по шоссейным дорогам США и более полумиллиона — по дорогам Англии. Трактор и комбайн «ринулись» в сельское хозяйство. Нефть стали использовать для военно-морского флота. Она превращалась в решающее стратегическое 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 быстроходных нефтяных двигателях, страны Антанты получили существенный выигрыш по сравнению со своим противником Германией, испытывавшей постоянную нехватку нефти. Двигатели внутреннего сгорания обеспечивали господство и в воздухе.

К 1916 году на планете насчитывалось 60 с лишним тысяч самолетов. Война и мир все в большей степени стали зависеть от полноты нефтяных резервуаров. И техническая мысль напряженно работала над новыми средствами разведки 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 годах сложилось новое представление о мировых запасах жидкого горючего, потому что успехи техники обеспечили массовое бурение на 1,5 тыс. м. Вторая мировая война стала войной моторов. Только в одном сражении под Курском на советско-германском фронте с обеих сторон участвовало около 7 тыс. танков и самоходных орудий, до 6 тыс. боевых самолетов.

За последние три года войны немцы построили 80 тыс. самолетов. Советский Союз — в 1,5 раза больше. В заключительной Берлинской операции советское командование использовало около 8,5 тыс. бомбардировщиков, истребителей, штурмовиков. Нефть подняла в воздух и новую, реактивную авиацию; нефти же обязана своими первыми шагами и ракетная техника: в 1930 году советский инженер Ф.

А. Цандер построил первый ракетный двигатель ОР-1, работавший на бензине и сжатом воздухе. К концу второй мировой войны среди двигателей, используемых на транспорте, все больше становилось двигателей внутреннего сгорания. Нетрудно было понять, что очень скоро все перевозки на планете, 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 наконец не поленился ее взять. Создала это ископаемое, как и все, что нам дано на планете, природа; сделало же его доступным и полезным титаническое напряжение все той же «игры ума». Но разговор этот не ради того, чтобы наряду с другими названиями подтолкнуть в оборот еще одно — век нефти. Суть не в названиях. Просто очень важно реально представлять себе, какое место занимает 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 нефть вышла на ведущие роли и в западном политическом спектакле.

Небезынтересны и реплики некоторых американских военных: «Нефть — это, господа, боеприпасы » Здесь довольно точно выражена одна злонамеренная мысль: нефть — кровь экономики; владеющий нефтью может регулировать процесс экономического кровообращения, но может и приостановить его — вот именно приостановить кровообращение. А Советский Союз к концу Великой Отечественной войны добывал всего лишь около 20 млн. т нефти в год. Да, здесь «всего» не поставишь в кавычки.

То, что было невообразимо много для начала века, стало действительно весьма скромной величиной для конца 40-х годов. Тем более если учесть обширность территории страны, многочисленность населения, жестоко пострадавшего от тягот войны, и обилие острейших нужд. Советское государство еще с первых дней своего существования было поставлено перед крайней необходимостью срочно решать нефтяную проблему (разумеется, как часть всей топливной, энергетической).

Богатые бакинские и северокавказские промыслы находились тогда под угрозой иностранной оккупации. Рассчитывать больше следовало на пустынное междуречье Урала и Эмбы в юго-восточной части Прикаспийской низменности, известное как старый нефтяной район страны. Первое месторождение там было открыто в 1911 году, а бурить на Эмбе начали еще раньше — лет за 15 до того. Кстати, очень характерна сама история этого района.

Почему из всего российского пространства выбрали именно его — самое что ни на есть забытое богом место? Как догадались, что здесь, в тоскливых зауральских степях, надо искать нефть? А никаких догадок не было. Все обстояло проще. Больше того, дело считалось абсолютно верным. Давние свидетельства географов, обследовавших торговые пути на Восток, говорили, что там есть родники, где «нефть всплывает на воде, вытекающей из вершины бугра».

А более поздние доклады горных инженеров подтверждали факты наружных нефтепроявлений на землях Уральского казачьего войска. Обнадеживали также и первые попытки бурения скважин глубиной до 9 м, произведенные в связи с изысканием железнодорожного пути в Туркестан. Нефть лежала на поверхности (в этом каждый мог убедиться собственными глазами!), и сегодня-завтра на месте мог появиться готовый потребитель — железная дорога!

Нет, не догадки, а очевидность привела нефтепромышленников на Эмбу. Октябрьская революция получила там в наследство 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 сложившейся в стране обстановки. И реализация ее готовилась по-ленински — основательно, с размахом: начали тянуть железную дорогу из

саратовского Поволжья к прикаспийскому городу Гурьеву. Параллельно 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, дешевле, перспективнее. В 1929 году близ поселка Верхнечусовские

Городки во время разведки калийных солей впервые на Урале обнаружили нефть. Начали ее поиски по всему Волго-Уральскому региону и три года спустя в Башкирии открыли довольно крупное Ишимбайское месторождение. Оно подтвердило давние благоприятные прогнозы советского академика И. М. Губкина, которые делались им в отношении Предуралья.

Война на многое заставила взглянуть иными глазами. Ее суровые уроки были памятны всем, в том числе и нефтяникам. Сильная зависимость от кавказских источников привела страну на грань весьма критических ситуаций. Сталинград ценой величайшего героизма защищал не только обходные пути к Москве, но и ближние подступы к Азербайджану. Бакинскую нефть тогда везли что называется вокруг всего

света — через Каспий, Красноводск, Среднюю Азию и Казахстан. Это была непрерывно пульсирующая артерия, капилляры которой расходились повсюду, и в первую очередь по всем участкам сражающихся фронтов. Та кружная дорога нефти заслуживает быть названной «дорогой жизни», как и знаменитый путь через ледовую Ладогу, по которому снабжался блокированный Ленинград. Эмба, куда были эвакуированы люди и оборудование с промыслов

Северного Кавказа, оказалась способной в то время лишь удержаться на невысоком уровне довоенной добычи. В стране надвигался топливный голод, который прежде всего угрожал промышленности ближайшего тыла сражающегося Сталинграда. Донбасс был оккупирован. Кузбасский и карагандинский уголь поступал с большими перебоями. Воркутинский бассейн в Заполярье находился еще в стадии освоения. Предприятия Урала и волжских городов из-за недостатка топлива работали с огромным напряжением.

Останавливались трамваи, не было освещения, хлеб выпекали не каждый день. Однако в тяжелейших условиях военного времени быстро наверстывали упущенное геологи и разведчики 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 фабрики и заводы. Увеличилось производство оружия и боеприпасов. Вскоре близ села Шугурово забил первый в Татарии фонтан нефти. Но самый большой успех пришел с открытием в 1944 году нефти близ Туймазы в Башкирии — в то время одного из крупнейших месторождений страны.

Это событие имело мировое значение. Прежде видные геологи считали, что на земном шаре существуют как бы два полюса накопления нефти и газа: один в восточном полушарии приурочен к окраинам Персидского залива и Каспийского моря, а другой — в западном полушарии, тяготеющий к области Мексиканского залива. Появление новой богатой Волго-Уральской провинции, или, как ее стали у нас называть,

Второго Баку, доказывало, что в действительности таких «полюсов» может быть гораздо больше. Кроме того, новые месторождения принципиально отличались от привычных бакинских — сравнительно небольших и порой разбитых на отдельные блоки. Нефть Второго Баку залегала в обширных спокойных платформенных «емкостях». Когда начали разрабатывать Туймазы, не верилось, что залежи могут быть столь хорошо сохранившимися,

а нефтеносные 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. Считалось хрестоматийным бурить такие скважины не более чем через один-другой километр. Туймазы многому в нефтяном деле дало толчок, но прежде всего поиску и в других районах страны аналогичных «крупнокалиберных» платформенных месторождений. В правительственном штабе нефтяной промышленности все больше находила поддержку идея концентрации сил

и средств на наиболее обещающих объектах. И отдача не заставила себя ждать. В 1948 году в Татарии открыли Ромашкинское месторождение (одно из крупнейших в мире), которое впоследствии стало давать нефти втрое больше Азербайджана. Но век нефти диктовал свои условия, он заставлял спешить. Одновременно с восстановлением разрушенных промыслов Северного Кавказа, одновременно с освоением Второго

Баку одна за другой, как по боевой тревоге, снаряжались поисковые партии во все концы страны: в Предуралье, на Украину, на Север, в Среднюю Азию, в Восточную Сибирь и дальневосточное Приморье. Как часть этого большого похода двинулись в путь экспедиции на юг от привычной Эмбы — в прокаленные степи полуострова Мангышлак и за Урал — к непроходимым болотам Западной

Сибири. ОХОТА ЗА КАМЕННЫМИ ГУБКАМИ Представление, будто нефтяные залежи — это целые моря, свободно плещущиеся во мраке недр, столь же наивно, как, скажем, картина плоской Земли, покоящейся на трех слонах. Размер подземных 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 названия 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 месторождений, 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 губкой. Да, с окаменевшей губкой, пропитанной горючей жидкостью. Роль губки исполняют пористые породы. Нефть находится в мельчайших пустотах и трещинках. Такие породы способны насыщаться жидкостью вроде ломтя свежего калача, опущенного в чашку с молоком.

Позвольте, а как же фонтаны? Всем известно, что нефтяные скважины могут фонтанировать. Никакого противоречия тут нет. Нефть в глубине земных недр находится под давлением. Оно огромно: достигнет десятков, а то и сотен атмосфер. Когда скважина добирается до этих крепко-накрепко запертых темниц, то нефть вырывается на поверхность, подобно воздуху из проколотой шины. Как только давление в пласте начнет спадать, утихнет и фонтан.

Но если известно, что местонахождение нефти — это обязательно пористые породы (геологи их называют коллекторами, т. е. собирателями), то поиски ее, казалось бы, не должны представлять особых сложностей. Достаточно обнаружить подземный горизонт 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 заполненным 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 происхождении нефти высказал наш великий энциклопедист М. В. Ломоносов. Изменяясь, трансформируясь и дополняясь, она позже выросла в целую систему логических построений, суть которых коротко сводится к следующему. Остатки погибших организмов скапливались на дне водных бассейнов. Весь этот материал в смеси с глинистым веществом образовывал желатиноподобный ил — сапропель, накопление

которого прекращалось, как только менялся режим бассейна, и начинали отлагаться, допустим, пески. Разложение сапропеля, погребенного под толщей отложений почти без доступа воздуха, шло медленно. Он все больше погружался в недра Земли, уплотнялся. Попав в зону увеличивающихся температур и давлений, органическое вещество, состоящее из жиров, белков и углеводов, превращалось в углеводороды. Давление вышележащих слоев выжимало эту жидкую и полужидкую

нефть, а также газы и воду. По трещинам и порам они проникали в пески, песчаники, известняки, пропитывая их. Так эти породы становились собирателями. Вначале вода и нефть представляли собой смесь, позже сила тяжести постаралась их разъединить: вода опустилась в нижнюю часть коллекторного слоя, нефть — над ней, а над нефтью — горючие газы. Кстати сказать, они, действительно, путешествуют 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 происхождении 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 научной 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 представляют себе начало ее путешествий, технологию ее производства и состав сырья. Не вдаваясь в многочисленные варианты неорганической гипотезы, можно сказать, что главное здесь сводится к магматическому происхождению исходных продуктов (или, по крайней мере, части их), из которых после серии химических реакций опять же в условиях высокой температуры и огромного давления образовывались углеводороды, а за их счет и нефтяные месторождения.

Гипотеза крайне привлекательна хотя бы тем, что приводит к мысли о неиссякаемых запасах горючей жидкости и природного газа. Обстоятельство, которое при современных аппетитах на эти продукты не может не волновать воображение. Но, увы, пока что заманчивая гипотеза остается всего лишь гипотезой, ибо ее противники, исповедующие 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 лишена

и органическая концепция. В общем, ни ту ни другую не назовешь безупречной. Здесь тот случай, когда спор еще не породил истины. Но не будем вдаваться 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, прямо 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 независимо от своих теоретических симпатий считают, что их первейшая задача — выяснение мощности и состава осадочных комплексов в недрах Земли. Иными словами, прежде чем отвечать на вопрос, есть ли, скажем, на казахском Мангышлаке или в Западной Сибири большая нефть, надо было обрести уверенность в том, что она там может

быть. К счастью, обнаружилось, что и там и тут большие пространства укрыты осадочными чехлами завидной мощности, исчисляемой километрами. Эти массы горных пород далеко не однородны. Пористые песчаники и известняки часто перемежаются непроницаемыми глинистыми слоями, что совсем неплохо. Напротив, такое строение комплекса коллекторов считается даже благоприятным. Дело в том, что нефть, газ и вода, попав в коллектор, стремятся главным образом вверх.

И только наткнувшись на какой-нибудь непроницаемый слой, вынуждены направиться вдоль коллектора, как по туннелю. Вот почему частое чередование пористых и небольших плотных слоев в мощной осадочной толще — факт обнадеживающий. Однако, если бы нефть, попав в изолированный коллектор (т. е. пористый слой между двумя непроницаемыми), продолжала свое «бродяжничество» до бесконечности, дела поисковиков, а тем более добытчиков были бы совсем печальными. Ловушка — вот что спасает положение.

Без ловушек не существовать бы нефтяным залежам. Уже само слово «залежь» говорит о неподвижности ископаемого. Нефть и неподвижность как будто 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 какой-то конкретный исторический период из вполне определенного материала (речные

наносы, донные отложения морей, раздробленные горные породы, песок и пыль, принесенные ветром) и занимал определенное пространство, часто довольно обширное. Много позже уже в составе большой пачки слоев он был приведен в движение. Это сделали те самые силы, что меняют лик Земли, создают горы и моря, вызывают землетрясения, — тектонические силы. Они же нарушают спокойное горизонтальное залегание осадочных пород, наклоняют их, сминают в складки,

а в складках образуют еще складки. Поскольку нефть всегда стремится вверх, то, продвигаясь по коллектору, который изогнут в виде купола, она достигает верхней его части. Здесь приходится делать остановку. Дорога вверх и в стороны закрыта непроницаемыми породами, снизу все заперто 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. Складку может проткнуть снизу соляной столб (шток). Он довольно толстый, иногда в несколько километров, и буквально проламывает себе дорогу, разрывая залежь 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 месторождений 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 купол, но и седловидная складка, т. е. обращенная выпуклостью вниз. Здесь нефть собирается в крыльях, если они перекрыты сверху плотными породами. Она может застрять и просто в наклонном пласте, когда он закупорен.

Но самое надежное ее пристанище — все-таки купол. Большие скопления нефти в его своде — вот те нефтяные залежи, за которыми прежде всего охотятся геологи. Ожидать, что нефть в состоянии заполнить 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 ширину.

Вернее будет предположить, что нефть попадется 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 нефтеразведчику массу разочарований. Одни ловушки неудачной формы, другие — полуразрушены, третьи — вообще без герметических крышек. В общем, далеко не каждая ловушка с уловом. Больше пустых.

Но геологи не отчаиваются. Они упорны и следуют 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 искать! Разумеется, эта считалка лишь шуточная схема, цель которой — облегчить понимание сложного поискового дела. В действительности принципы современной разведки нефти и газа куда более многообразны: в них есть

место данным геофизики, геохимии, гидрогеологии, радиометрии и целому ряду других естественных наук. *** С моря восточный берег Каспия похож на гигантскую, выщербленную временем ступень. Только поднявшись на нее, выложенную ноздреватыми седыми 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 слабовсхолмленная степь, темно-серая, словно старая верблюжья кошма. К северу — полуостров Бузачи. Это страна соров — топких соленых болот. Но болот не в обычном понимании, которые хоть и мало привлекательны, но все же богаты различными формами

жизни, а болот мертвых, песчаных, где солью убито решительно все. А что представляют собой нижние этажи полуострова? Что спрятано под однообразием его ландшафта? Схематически это три гигантские, как бы замершие волны (или складки, или морщины земной коры), протянувшиеся почти параллельно друг другу. Часть самой высокой волны «выплеснута» на поверхность.

Это и есть мангышлакские горы. Солнцем и ветром они разрушены до сердцевины. Наружу выходят 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 другое — на северо-западе тонет под дном Каспия. На севере низменная страна соров укрыла Северо-

Бузачинское поднятие и Бузачинский вал. Складка на юге прячется под пологой кошмой степей. Трудно даже представить, что в столь равнинной местности скрывается мощнейший вал: более 200 км в длину и 25 — в ширину. Южный Мангышлак, являющийся органической частью огромнейшего Средне-Каспийского осадочного бассейна, имел большую возможность накопить колоссальные массы отложений с огромным количеством заключенной в них органики.

Причем ее преобразование происходило в очень благоприятных условиях — на большой глубине под дном моря, что исключало окисляющее воздействие атмосферного воздуха. Условия бассейна, располагавшегося на территории современного полуострова Бузачи, были несколько хуже. Северо-Бузачинское поднятие обособило этот район от Северо-Каспийского бассейна. Отложений скапливалось меньше и, возможно, с большей долей материалов континентального

происхождения. Однако и здесь была мощная толща осадочных горных пород. Фантазия геологов, долгое время занимавшихся Мангышлаком, подсказывала, что практическая ценность их детальных исследований не вызывает сомнений. Реальность подтвердила это. 25 июля 1961 года на шестой буровой ударил мощнейший нефтяной фонтан! В середине ажурной, прозрачной, словно сотканной из паутинок пирамиды поднимался почти до самой ее

вершины огромный черный столб. Вверху он изгибался вбок и опадал вниз кистями. Ни свиста ветра, ни шума моторов не было слышно. Все покрывал трубный рев фонтана. Всего несколько часов назад скважина казалась безжизненной, погруженной в дремотную тишину, обреченной на вечное молчание. Людям с трудом верилось, что гигантский черный столб на фоне светлеющего неба, громоподобные звуки, сотрясающие все вокруг, не сон, а несомненная удивительнейшая и долгожданная явь.

Черные струи фонтана, несшие с собой достаточно песка, ударялись о фермы вышки и высекали сильные искры. К счастью, их тотчас же гасила вода, выбрасываемая скважиной в огромном количестве. 50 часов бушевал фонтан, грозил пожаром, взрывом, гибелью людей и буровой. 50 часов он громогласно возвещал о начале нефтяного Мангышлака. И нужно сказать, был услышан повсюду. О нем говорили и писали.

В отчете треста Мангышлакнефтегазоразведка за 1961 год это выглядело так: «На Жетыбае из-за халатности руководства разведки полученный открытый фонтан надолго задержал оборудование скважины № 6». В газетах Гурьева и Алма-Аты писали: «Многолетние поисково-разведочные работы на полуострове Мангышлак завершились открытием крупного нефтяного месторождения Жетыбай». И еще: «С открытием месторождения Жетыбай начинается принципиально новый этап в развитии нефтяной

и газовой промышленности Казахстана». А статья, опубликованная в «Правде», называлась «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 оказалось в несколько раз крупнее

Жетыбайского. Оно занимало гораздо большую площадь. И кроме того, имело два продуктивных этажа: верхний газоносный и нижний нефтяной. По богатству Узень оставила позади знаменитую башкирскую Туймазу. И качество нефти было несравненно 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 присутствовали в небольшом количестве, а сероводорода, 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 обычно не достается. Геологи — редкие гости на праздниках «урожая», когда собирают принесенные их открытиями 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. Фамилией Ильина можно бы начать длинный список геологов, дела которых, словно лучи далеких звезд, становились зримы всем людям уже после того, как сами светила угасали.

Так что отсутствие поисковиков на праздниках «урожая» — это, скорее, правило, чем исключение. На этот раз все было иначе. Участники мангышлакскнх геологических экспедиций могли не только радоваться победным сообщениям с полуострова. Они продолжали принимать участие почти во всех событиях. Удивительные свойства мангышлакской парафинистой нефти сделали новую провинцию уникальным районом добычи, стоящим несколько особняком среди всех других добывающих областей страны.

Однотипна не только нефть Жетыбая и Узени, но и всех других, более мелких месторождений, обнаруженных за прошедшие годы. В Карамандыбасе один геолог записал в своем отчете: «Получена колбаса нефти». Она действительно там не текла из трубы, а выдавливалась, подобно пасте, и обламывалась кусками. Никак не скажешь: «Получен фонтан». Карамандыбас — северо-западнее Узени и по запасам невелик. Но он лишь одна ягода в крупной черной грозди месторождений

Мангышлака. Южнее Узени выявили Тенгинское, а несколько западнее — Тасбулатское месторождения. Затем обнаружились и другие. После открытия Жетыбая и Узени Южный Мангышлак многим стал казаться чуть ли не губкой, вынутой из ведра с нефтью: прикоснись — само потечет. Это восторженное отношение несколько лет поддерживалось новыми фонтанами. Потом наступила продолжительная пауза. Лишь спустя годы на вопрос: куда дальше идти за нефтью

и газом? — был получен довольно неожиданный ответ. Щедрыми оказались недра в северной части Мангышлака, в труднопроходимой стороне на полуострове Бузачи. Там обнаружили Арыстановское месторождение хорошей парафинистой нефти. Особой удачей было то, что оно находилось в непосредственной близости от новой железной дороги Макат — Новый Узень. Оно как бы указало нужное направление поисковикам — в глубь песчаных соленых болот.

К концу 70-х годов именно там дали нефть Каламкас и Каражанбас. Причем с небольшой глубины — с 300—900 м. За ними последовали другие месторождения. 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 обнаружили новое месторождение — Тенгизское — на большой глубине под солевым куполом. Там аномально высокие 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 серу и другое сырье для химической промышленности. А кто сегодня не знает об Оренбургском и Астраханском газоконденсатных месторождениях! Первое обнаружили в недрах так называемого Оренбургского вала, под самым городом. Оно простирается более чем на 100 км. Еще до войны недалеко отсюда, в Бугурусланском районе, открыли небольшие газовые залежи.

Этим топливом в трудные годы 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 Оренбургское месторождение.

Оно убедило, что возможности успешных поисков таких крупных залежей в европейской 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 находились на самом Урале и к западу от него. У оренбургского газа немало достоинств: концентрация залежей на сравнительно небольшой площади, щедрость скважин, соседство с крупными потребителями, обжитая территория; здесь нет

ни изнуряющих пустынь, ни труднопроходимых болот, близко проходят железные и шоссейные дороги, действующие магистрали трубопроводов. Но газ имеет сложный состав. Кроме метана, в нем содержатся более тяжелые этан, пропан, бутан, пентан (о них речь впереди), а также гелий и сероводород, который долгое время считали вредной примесью: при соединении с водой он образует сернистую кислоту, разъедающую металлические трубы.

Но с появлением специальных химических соединений, предупреждающих вредное действие сероводорода, он превратился в дешевый источник для получения серы очень высокой (99%) чистоты. Ныне огромный промышленный комплекс очищает 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 на Волге еще в 1952 году открыли первое небольшое газовое месторождение. А четверть века спустя центром внимания поисковиков стала железнодорожная станция Аксарайская. Тогда близ нее, на левом берегу Волги, ударил газовый фонтан. Это километрах в 50-ти к северу от Астрахани. Место как бы пограничное: с речной дельтой обрывается роскошный оазис и начинаются сплошные барханы — царство светло-серых песков.

Их называют легкими. Это мельчайшая мягкая пыль, которая даже в тихую погоду 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 отчетливо показали величину месторождения.

Его относят к числу крупнейших в европейской части страны. Построенный здесь современный перерабатывающий комплекс тоже очищает газ, отделяет конденсат, состоящий в основном из бензиново-керосиновых фракций, и тоже выпускает элементарную серу. К сожалению, оба завода загрязняют сероводородом воздух, хотя на предприятиях продолжают совершенствовать технологию производства. В общем, Прикаспийская низменность, как и

Западный Казахстан, входит сегодня в число крупных нефтегазовых районов страны. Но самые значительные открытия, ставшие решающими в топливно-энергетическом хозяйстве СССР, произошли в Западной Сибири. В сложном переплетении геологических маршрутов, человеческих судеб, строительных хлопот, линий высоковольтных передач, трасс многокилометровых трубопроводов, цепи блистательных успехов и мучительных неудач, которые все вместе и составляют новейшую историю освоения

Западной Сибири, четко высвечивается несколько географических названий, связанных с очень значительными событиями. Первым среди таких названий несомненно стоит Березово. На карте им обозначен малоприметный поселок. Таким он, по крайней мере, был в 1953 году, когда близ него впервые на обширнейшем пространстве от Урала до Енисейского кряжа был получен из исследовательской скважины фонтан природного газа.

Этому событию предшествовали и давние оптимистичные 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 центральные районы Сибири, когда там дремучая тайга и непролазные болота на бескрайнем пространстве.

В одной лишь Тюменской области около полумиллиона озер. Почва повсюду настолько пропитана влагой, что во многих местах сосны выше 2—3 м не вырастают. Передвигаться можно в основном по рекам. А они в летне-осеннее половодье, которое длится около двух месяцев, затопляют огромные пространства. Обь в своем среднем течении, бывает, разливается 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 такого обилия густых, сочных лугов, как в пойме Оби. Сибирский климат известен: изобилует контрастами — 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 техникой отправляться в такую глухомань. Того и гляди увязнешь за первым же увалом.

Коль дела не сделаешь, оправдан ли будет риск? Таким первым стимулом и стал березовский фонтан. Но лишь спустя семь лет после него появился второй. Из скважины, пробуренной на берегу таежной реки Конды у села Шаим, хлынула первая сибирская промышленная нефть. Фронт поисковых работ стал перемещаться (хотя еще очень робко) в труднодоступные центральные районы

Западной Сибири. Впрочем, и этого оказалось достаточно, чтобы чуть ли не с первых шагов, в 1961 году, получить близ селения Мегион промышленный приток нефти, возвестивший открытие нового месторождения. В геологическом отношении Западная Сибирь — это сравнительно молодая платформа, охваченная полукружьем (открытым к северу) складчатых систем, выходящих местами на поверхность, что облегчило 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 чередование множества пористых песчаных пластов и непроницаемых глинистых пачек. Лежат они довольно спокойно, без сильных нарушений, лишь кое-где искривлены пологими поднятиями, многие из которых вполне могут служить искомыми ловушками.

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 сказать особо — о знаменитом Самотлоре. Его открыли в 1965 году под дном большого озера. Вернее, под огромным верховым болотом с озером в центре. Поразительно обильные залежи содержали легкую, малосернистую нефть, хорошо извлекающуюся и несложную в переработке. Впрочем, та первая нефть, полученная буровиками

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 сутки раз в 20 больше нефти, чем на других месторождениях. 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 занимали вместе. Почти три года бурили глубокие скважины, чтобы определить границы месторождений. Каждая давалась 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 Самотлорской и Белозерской площадей, подтвердили предположение геологов: «Да, это единое скопление нефти!

» А вскоре его границы еще больше расширились. Сюда же пришлось «отдать» Мартовское, Северное и другие месторождения. Все вместе они и составили Самотлор. Но не только в широте простирания его особенность. Впечатляет и внутреннее строение — многоэтажность нефтеносных пластов, причем каждый из них толщиной в несколько десятков метров. И это еще не все. Над ними, под самым куполом, сложенным из прочных непроницаемых

горных пород, заключено много горючего газа. Под стать Самотлору, хотя они и скромнее его, позже выявленные Федоровское и Варь-Еганское месторождения. Общий же счет их в Западной Сибири 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 толще становился чехол пористых осадочных пород. Там все чаще обнаруживались также месторождения газа. Позже страну облетит весть об открытии в сибирской тундре таких газовых залежей, которые не имеют аналогов ни в одном районе мира. Первым из тех гигантов было Тазовское, расположенное за полярным кругом в бассейне реки

Таз. За ним последовали Пурпейское, Уренгойское, Медвежье, Заполярное. Никогда еще глубокое поисково-разведочное бурение, да к тому же в столь высоких широтах не было таким продуктивным Губкинское, Ямбург — парад открытий продолжался. А геологи уже прокладывали свои исследовательские маршруты еще севернее — на Гыданский и Ямалский полуострова, интересовались строением близлежащего континентального шельфа, поскольку

осадочный чехол, оказавшийся на редкость щедрым, нырял под дно Карского моря. И хотя общая изученность недр Западной Сибири все еще оставалась довольно слабой, она уже с полным основанием выдвинулась в число крупнейших нефтегазовых провинций мира. Ни о каких полюсах накопления углеводородного сырья никто больше и не вспоминал. Его распределением на планете 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 топливо основательно потеснило уголь. Многие тепловые электростанции перешли на мазут и природный газ, т. е. наряду с колоссальными количественными

изменениями в энергетике страны произошли существенные качественные сдвиги. Там, где пробиваются с первыми изысканиями разведчики недр, потом проклевываются и идут в рост экономические центры, города, поселки. Сегодня всем известны поднявшиеся на Мангышлаке современные города Шевченко и Новый Узень. Первый особенно красив и во многих отношениях даже элегантен.

Архитектурный стиль един для всего города: строгость, удобство, лаконизм, стремительные ритмы. Его многоэтажные белые дома хорошо защищены высоким берегом мыса Мелового от северных ветров. Зимой от незамерзающей бухты тянет теплом. А летом морской ветер несет прибрежному городу спасительную прохладу. Вдоль всех улиц и меж домов — газоны, клумбы, кустарники и много деревьев.

На карте Западной Сибири тоже появились новые крупные города — Нижневартовск, Нефтеюганск. Обновлен кварталами современной застройки Сургут. Тут и там продолжают подниматься городские этажи, сотканные из стекла и бетона. Железная дорога соединила их с Тюменью и ушла дальше на север — к Уренгою и Ямбургу. А со стороны Полярного Урала тянется еще одна — на

Ямал, где уже обнаружены и реальная нефть, и реальный газ. Геолог первым узнает о тайнах недр и тем самым прогнозирует будущее. Эта мысль предельно проста. Но ныне она имеет некоторые особенности. Долгое время открытие нефтяных и газовых месторождений во многом было делом только искусства геолога, ибо слишком часто зависело от случайности. Особенно в отношении крупных месторождений.

Их открывали так редко, что каждый факт немедленно становился историческим и изучался с величайшей 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 пальцам. Но они давали значительную часть всей мировой 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 видавших виды специалистов. Судите сами. Волго-Уральская нефтяная провинция, называемая Вторым Баку, дала такие крупные месторождения нефти, как Ромашкинское, Шкаповское, Туймазы (все на Татарском своде).

Северная Африка — алжирский Хасси-Мессауд на своде Эль-Биод, ливийский Целтен (Сиртская впадина). Западная Европа — французское газовое Лак (склон Аквитанской впадины), нидерландское Слохтерен (склон впадины Северного моря). Западная Сибирь — Усть-Балыкское (Сургутский свод), Самотлорское (Нижневартовский свод),

Западный Казахстан — Узень и Жетыбай (Южно-Мангышлакский прогиб), Западная Африка — подводные месторождения у берегов Нигерии и Габона. Ближний Восток — залежи в Персидском и Суэцком заливах, в Ираке и в Иране. Северная Америка — месторождения на Аляске. Конечно, эти открытия отчасти результат увеличившихся объемов разведки.

Но лишь отчасти. Ведь здесь упомянуты только некоторые крупнейшие месторождения мира. Они составляют всего лишь ничтожный процент известных в мире залежей нефти и газа (правда, дают наибольшую часть мировой добычи). Кроме того, не нужно забывать, что вблизи крупного месторождения довольно часто обнаруживают 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 нечто общее между ними. Нет, это не глубина залегания продуктивных пластов. И с 500 м, как в узбекском Газли, и с четырех с лишним километров, как во французском Лаке, били одинаково мощные газовые фонтаны. Потоки нефти льются с глубин в 750 м (иракский

Киркук) не менее обильные, чем из пластов, лежащих на 3,5 км ниже уровня моря (алжирский Хасси-Мессауд) 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 месторождения мира (а с ними, видимо, и сопутствующие — помельче) приурочены либо к огромным сводам (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 платформ (например, Сахарской, Русской). В последнее 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 была, 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 Казахстана 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: 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 возможности. Общая добыча нефти в СССР перешагнула рубеж в 0,5 млрд. т в год, и страна вышла по этому 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 разумеющимся. Весной 1984 года были опубликованы основные положения

Энергетической программы СССР на длительную перспективу. Одна из главных ее задач — создать такие условия использования ископаемых видов топлива и других источников энергии, которые позволили бы провести перестройку экономики в разных отраслях народного хозяйства, чтобы обеспечить их скорейший перевод на путь интенсификации. Иными словами, это программа роста и совершенствования топливно-энергетического комплекса

СССР до 2000 года. Но вот что в ней выглядит вроде бы неожиданным. Вплоть до 1990 года при сохранении высокого 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 государств. 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 материковый склон. Однако исключения здесь встречаются, пожалуй, чаще,

чем само правило. В Охотском море, например, шельф опускается до полутора километров. Неодинакова и его ширина: то — совсем узкая полоса, то — обширнейшее пространство протяженностью более 1500 км. Он целиком занимает все дно Северного моря, к чему очень скоро проявили бурный интерес окружающие акваторию страны: Англия, Норвегия, Дания, ФРГ, Голландия, Бельгия. Давно было сказано: «Океан — наше будущее».

Но долгое время это выражение оставалось слишком общим, подкрепленным, скорее, поэзией научной фантастики, нежели действительными фактами. С 60-х годов нашего столетия благодаря энергичным исследовательским и поисковым работам на континентальном шельфе оно быстро стало обретать конкретные формы, наполняться реальностью. Всем известны знаменитые Нефтяные Камни на Каспии, где первые тонны добычи стали одной из первых страниц современной истории морской нефти.

Недра шельфа по всему миру оказались удивительно щедры на этот вид топлива. В Персидском заливе на Ближнем Востоке открыты десятки месторождений, среди которых есть и очень крупные. Шельфы Объединенных Арабских Эмиратов, Саудовской Аравии, Кувейта, Ирана не обманули возлагавшихся на них надежд: над бирюзовыми водами залива поднялись буровые вышки. В западном полушарии, в Мексиканском заливе, за сравнительно короткое время обнаружено

множество 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 немногим более 10%. В Северном море уже известно немало подводных хранилищ жидкого топлива. На участке Экофиск, расположенном неподалеку от норвежских берегов, были обнаружены первые крупные залежи нефти. Спустя всего несколько месяцев такие же приятные вести пришли с десятка других

близлежащих 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, расположенного к востоку от Шотландии. Ныне обе страны, прежде не имевшие собственных источников ископаемого жидкого топлива, не только вполне удовлетворяют в нем свои потребности, но и поставляют

его на внешний рынок. При этом еще не тронуты крупные месторождения, расположенные там, где глубина моря превышает 300 м. Запасы нефти только одного из них — Тролла — составляют 150 млн. т, а газа — 10 трлн. м3; начать его разработку планируется в 90-х годах. Лет 20 проводились поисково-разведочные работы на суше в Нигерии, и почти безрезультатно. Затем за короткое время на шельфе было открыто 17 довольно крупных

залежей нефти. Продуктивным оказался Бассов пролив между Австралией и Тасманией. Здесь большое месторождение было выявлено первой же морской скважиной. Вскоре рядом обнаружили и другие. Между тем как скважины, пробуренные в предшествующие полстолетия на континенте, не дали почти ничего. В Юго-Восточной Азии после того, как зональная экономическая комиссия

Организации Объединенных Наций провела геологическую съемку, выяснилось, что на огромном пространстве морского дна по дуге от Кореи до Таиланда проходят длинной чередой « два параллельных хребта такого рода, которые могут служить естественной ловушкой для отложения осадочных пород и органического вещества». И действительно, вблизи исследованного региона на Индонезийском шельфе вскоре обнаружили месторождение — гигант

Минас. Открыто также уникальное месторождение Белый тигр у берегов Вьетнама. Перечисление подобных примеров можно было бы продолжить. Короче говоря, более трети всей добываемой 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 скважины 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 Каспии работает целая флотилия плавучих буровых. Уже несколько лет Крымская область снабжается 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. Шельфовая полоса, примыкающая к побережью нашей страны, как известно, имеет большую протяженность. Если также вспомнить, что и на суше в СССР есть целые регионы, малозатронутые добычей жидкого топлива,

такие, как, скажем, Восточная Сибирь, то станет очевидно: нефтяной голод нашей стране явно не угрожает (по крайне мере, в обозримом будущем). Хотя, конечно, запасы углеводородов в недрах Земли, как и всяких иных полезных ископаемых, 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: говорить 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 перспективу. Речь в данном случае идет о другом. Полезное использование топлива при его сжигании ныне ограничивается

сравнительно невысоким процентом из-за несовершенства современной энергетической техники. Ну, а жидкое топливо сжигать — расточительство вдвойне. При добыче нефти пока только 30—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 сжигания? Резонный вопрос. Мы к нему обязательно вернемся. Но прежде давайте поинтересуемся подробностями рационального использования нефти. А ЧТО ЖЕ СЖИГАТЬ? Когда едешь от города Новый Узень к Шевченко по асфальтированному шоссе, проложенному на полторы сотни километров в глубь степного пространства, 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 «паровозы» — напоминание о парафине. Без преувеличения можно сказать, что большая часть многотрудных 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 углерода и водорода.

Но даже наиболее легкие эфирные и бензиновые фракции очень сложны. Химически им предшествуют более простые ступени, содержащиеся в свободном и попутном газе. Первая из них — это соединение одного атома углерода и четырех атомов водорода. Это самое простое из органических соединений — молекула бесцветного и лишенного запаха газа метана. Он хорошо горит. Иными словами, при нагревании молекулы метана распадаются на атомы углерода и водорода,

которые начинают взаимодействовать с кислородом воздуха. В результате образуются углекислый газ и водяной пар. Но при этом выделяется тепло, что и используют в отопительных установках и газовых плитах. Попутный газ, содержащийся в нефти, часто больше чем наполовину состоит из метана. А залежь природного газа — почти целиком. Метан — сам по себе ценное химическое сырье.

С помощью крекинга (расщепления) из него получают ацетилен — газ с высокой температурой пламени, используемый в кислородно-ацетиленовых горелках, которыми сваривают и режут металлы. Высокая активность ацетилена позволяет ему вступать в реакцию со многими веществами. Поэтому он служит сырьем для получения пластмасс, красителей, лекарств. Попутный газ на Мангышлаке — сырье для крупного завода пластмасс.

Он не первый год дает ударопрочный полистирол, которым облицовывают холодильники, кондиционеры, телефонные аппараты. Окисление метана дает формальдегид. Это газ с резким и сильным запахом. Стоит его понюхать — защиплет глаза и потекут слезы. Он легко соединяется с белками — составной частью живых тканей — и умерщвляет клетки. Одновременно он убивает и содержащиеся в тканях микробы.

Используя это свойство, 40-процентный раствор формальдегида в воде — формалин — применяют для консервирования тканей, органов и даже целых организмов. При определенных условиях молекулы формальдегида могут соединяться с молекулами фенола, образуя полимер — искусственную смолу, похожую на стекло, хрупкую в обычных условиях, но легко размягчающуюся при нагревании. Чтобы сделать их более пластичными, к искусственным смолам добавляют высококипящие вещества — пластификаторы.

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 обработать метан кислородом: формалин и искусственные смолы. Если же воздействовать на метан хлором, получается еще более обширная гамма не менее важных соединений. Одно из них — четыреххлористый углерод. 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 кислород, без которого горение невозможно. Соединения, в которых все атомы водорода у метана замещены фтором, называются фторуглеродами — это обширный раздел современной химии. Такие 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 — настоящая 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 соответствующим водородным окружением составляют этан, три — пропан, четыре — бутан. Попутный газ, выделяющийся из нефти во время ее извлечения 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 строительство газобензиновых

заводов, которые смогли бы избавить ту же Западную Сибирь или Западный Казахстан от привозного горючего для разных видов 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 водородной компании — это пентан, шесть — гексан, семь — гептан, восемь — октан.

Последнее название многим покажется знакомым — нечто похожее порой упоминается в связи с бензином. Неудивительно: бензин — смесь различных углеводородов, подобных гептану и октану. А то, что он жидкий, лишь подтверждает правило о зависимости температуры сжижения газов от длины молекул: молекулы 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 строением молекул, с разными свойствами. Скажем, попытка сжигать в автомобильном моторе углеводород с 15 атомами углерода в одной молекуле была бы обречена на неудачу: вещества со столь громоздкими молекулами плохо испаряются и слишком медленно горят. Для практического использования нефть надо разделить на фракции. Это и есть перегонка, начатая когда-то в примитивном, герметически закупоренном кубе — праотце нынешних

нефтеперерабатывающих заводов. Разделение нефти на составляющие основано на том, что чем длиннее углеродная цепь молекул углеводородов, тем хуже они испаряются и тем выше у них температура кипения. Фракция, выкипающая первой, состоит преимущественно из пентанов и гексанов и называется петролейным эфиром. После нее идут составляющие бензина, затем — керосина. Сейчас дешевый керосин переживает «вторую молодость» в связи с развитием реактивной авиации и ракетостроения.

Следующая фракция — газойль, или соляровое масло, или, попросту, солярка. Его применяют и для отопления, но главное — в некоторых видах дизельных двигателей. На современных нефтеперерабатывающих заводах, чтобы увеличить выход бензина, керосин и солярку подвергают специальной обработке, в результате которой длинные углеродные цепи разрываются на более короткие «бензиновые» 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 перегонке в вакууме при температуре выше 300 °С из него можно получить углеводороды, молекулы которых вроде бы и длиннее, чем у солярки, и горят гораздо хуже, но имеют все же исключительную ценность. Это смазочные масла, уменьшающие трение 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 получается вязкое твердое вещество — нефтяной асфальт, который с давних времен используют

для дорожного покрытия. В природе асфальт встречается и в виде самостоятельных месторождений. На острове Тринидад в Карибском море у берегов Южной Америки есть знаменитое «озеро», наполненное асфальтом. 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 нефтяное 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 содержат 18 и больше атомов углерода. Это вещества белого цвета, скользкие на ощупь и легкоплавкие. Их-то смесь и получила название «парафин» (от слов parum abbinis — мало сродства, т. е. мало склонности к связям с другими веществами). Парафин взаимодействует лишь с немногими соединениями, он химически

инертен. Мангышлакская нефть, например, включает в себя 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 сернистых соединений определяет их высокие качества как дизельного и моторного топлива. К тому же дизельные фракции могут послужить ценным сырьем для производства жирных кислот, которые нужны в химической промышленности и в производстве смазок как заменители пищевых жиров.

Мангышлакская нефть содержит более 20% парафина. Это значительно больше, чем почти во всех других месторождениях страны. Скажем, в нефти, добываемой в Западной Туркмении, парафина от 2 до 11%, а в сибирской — 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 химической промышленности — истинная находка. Прежде всего сам парафин благодаря своей химической инертности используется во многих отраслях хозяйства. Пропитанная им бумага идет для упаковки продуктов: она не боится воды, из нее делают также пакеты для молока. Кроме того, нефтяной парафин используется в производстве изоляционных и моющих материалов, а также в производстве синтетических волокон и пластических масс.

Атомы углерода могут быть соединены между собой не только одинарной, но и двойной связью. Оставшиеся свободными связи заполняются атомами водорода — образуются так называемые непредельные углеводороды. Простейший из них — этилен. Есть и посложнее — стирол, изопрен. Сырьем для них может стать та же парафинистая нефть. Этилен, подвергнутый воздействию больших давлений и высокой температуры, полимеризуется, т. е. получается

очень длинная цепь из тысяч атомов углерода. Соединение называется полиэтиленом. Это дымчато-белое твердое вещество, скользкое на ощупь. Его молекулы похожи на молекулы составляющих парафина, но его углеродная цепь намного длиннее. Поэтому полиэтилен не хрупок, как парафин, а эластичен и прочен. Парафин размягчается, если его подержать в руках.

Чтобы начал размягчаться полиэтилен, его нужно нагреть до температуры выше 100 °С. Размягченному полиэтилену легко 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 повсюду. 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, встречающихся 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 такого мазута мог бы дать также значительное количество газообразных и жидких олефиновых углеводородов,

являющихся сырьем для промышленного получения спиртов, эфиров и других синтетических материалов, спрос на которые возрастает с каждым годом. Что и говорить, парафин — золотое дно. Некоторые 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 никелем, ртутью, бериллием, скандием, галлием, германием.

Но на первом месте стоит ванадий. Концентрация его в тяжелых нефтях порой превосходит содержание в твердых рудах. Такова, например, нефть, добываемая на полуострове Бузачи в Западном Казахстане из-под соленых болот. При перегонке нефти соединения металлов как бы отодвигают в конец процесса. Поэтому степень их концентрации на «хвосте» технологии оказывается 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, износоустойчивости, а значит, снижение веса конструкций, прежде всего в машиностроении. Но пока сфера применения ванадия сужена, потому что его хронически не хватает: даже на относительно богатых рудных месторождениях добывать его трудно и дорого.

При существующей технологии тонна нефтекокса (содержащего к тому же ванадий) стоит заметно дешевле каменноугольного. В общем более глубокая переработка нефти крайне 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 назовешь. Стремлением заглянуть поглубже в сокровища так называемого «черного золота» и продиктованы строки Энергетической программы

СССР, направленные на стабилизацию его добычи в течение последнего десятилетия и на ближайшую как минимум перспективу. 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 ограничивать сжигание нефти, то чем же поддерживать огонь в топках многочисленных существующих тепловых электростанций, промышленных предприятий и коммунальных

котельных? Чем, каким топливом кормить энергетику завтра, масштаб которой, судя по 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 месторождений Уренгоя, Ямбурга. Есть и резерв для дальнейшего роста — залежи Ямала, континентального шельфа и других регионов. Высокая теплотворность газа известна, как и его низкая стоимость. Конечно, для доставки его потребителям приходится строить протяженные трубопроводы, очистные и насосные станции. Обходится это очень дорого. Но даже при таких больших затратах газ остается самым дешевым топливом.

К тому же он мало засоряет окружающую среду. На электростанциях, работающих на отличном донецком угле, затраты на очистку их «выхлопа» до степени, равноценной чистоте сжигания газа, составляют более 17 рублей на тонну условного топлива. При использовании менее качественного подмосковного угля эти затраты более 40 рублей. Так дорого обходится очистка дыма, удаление золы и других отходов. В перспективе в связи с ухудшением экологической ситуации затраты на очистные сооружения 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 более половины всей его добычи. Для бытовых нужд население страны сжигает его около 5%. Но позвольте: ведь газ не менее ценное химическое сырье, чем нефть.

Из него люди научились делать шины автомобилей и тончайшее белье, синтетические алмазы и медикаменты, пластмассы для деталей машин и множество других полезных предметов, окружающих нас буквально с первых шагов жизни. Посуда, мыло, одежда, пленка — все это тоже 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 множество

железнодорожных вагонов, нет огромного количества золы, которую неизвестно куда девать. Площадь, занимаемая оборудованием, меньше — само оно гораздо дешевле. При выработке из газа этилового спирта, широко используемого химической промышленностью, экономится значительное количество пищевых продуктов. Здесь 2 тыс. м3 газа заменяют 4 т зерна или 10 т картофеля. В пересчете на все количество уже используемого для этой цели газа экономия зерна составляет около 4

млн. т. Доход от сжигания газа в несколько раз меньше, 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 должен быть сохранен, поскольку общие его запасы у нас — более 40% от мировых. Мол, даже при значительном увеличении его добычи к 2000 году будет использована не столь

уж большая часть известных ныне ресурсов. К тому же до конца века они наверняка 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, лежащего на большой глубине в «плотных», малопроницаемых

ловушках в гидратном состоянии. Приоритет открытия здесь принадлежит советским ученым. Газогидраты — это молекулярные твердые соединения газа и воды. Твердый газ? Да, один объем гидрата 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 выяснилось, всего в нескольких сотнях метров ниже поверхности 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, занимая огромнейшую площадь — около 2,5 млн. км2 (это примерно 1/10 часть всей нашей территории). Но их еще больше захоронено в недрах шельфа морей, омывающих берега СССР. Существует и другая точка зрения. Ее сторонники говорят вот о чем. Сегодня большую часть общесоюзной добычи газа мы берем с немногих, уникальных по запасам месторождений. Уренгой, Ямбург — и сравнить-то не с чем. Когда они будут выработаны — а время это при форсированной

добыче не за горами, — придется вовлекать в дело десятки средних и мелких залежей на необъятных просторах от Урала до Тихого океана. Чтобы удержать добычу газа на уровне, скажем, 1 трлн. м3 в год, потребуются гигантские затраты, которые будут расти в геометрической прогрессии. По карману ли нам окажется такой триллион? Неоднозначно отношение ученых и к газогидратам. 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 месторождения строить долговременные прогнозы. В последнее время американцы тоже занялись аналогичными месторождениями. 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» огромных 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 гораздо глубже и острее. Сегодня от химической переработки нефти и газа зависит удовлетворение многих самых насущных потребностей людей. Продукты такой переработки нам, можно сказать, жизненно необходимы. Мы не в состоянии обойтись без пластмасс, резины, синтетических материалов, волокон, пленок, минеральных удобрений, моющих средств, машинных масел, лаков, красок, защитных покрытий Больше того, и здесь аппетиты человечества очень быстро растут.

Какому же в таком случае топливу следует отдать предпочтение в будущем? Некоторые убеждены, что углю. Но ведь он же дорогой, дымный, отнюдь не самый удобный для транспортировки и использования! Как понимать возврат к нему? Вперед, к углю! Или назад, к углю! Впрочем, к углю давайте вернемся несколько позже. Прежде — о другом направлении в энергетике, 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 решение проблемы как раз и заключается в строительстве гидроэлектростанций? Скажем, пока их будут возводить, мы временно согласились бы на невыгодный 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 энергетические нужды, удалось бы вообще отказаться от сжигания ценнейших видов органического сырья. В самом 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 горизонта 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 река — тоже: Волга. Однако гул водопада, несшийся оттуда же, снизу, заглушал даже шум работающих неподалеку механизмов. Из-за этого гула собственного 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 отношения не имели, просто были продолжением пейзажа.

Водопад был рукотворным. Да и радуга, пожалуй, тоже. Дело в том, что вправо и влево разворачивалась — 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, низвергающихся с 40-метровой высоты. Тугие потоки с шумом падают на бетонированные лотки нижнего бьефа, вскипают, частью устремляются вниз по реке, частью взлетают мириадами брызг и водяной пылью. Над этой-то пылью, как бы повисшей в воздухе, и сияет, словно эмблема гидростанции, удивительная 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 возведение 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 России, по которой в обе стороны текли нескончаемые караваны всего того, что было произведено и добыто народным трудом и умением. Теперь к привычным для нее речным делам добавилась новая служба — электрическая. Начинается эта служба с той плотины, что перегородила реку близ впадения реки Дубны у деревни Иваньково. Разлившееся там водохранилище поныне питает канал, соединяющий

Волгу с Москвой-рекой, вращает турбины гидростанции и позволяет большим теплоходам совершать рейсы вплоть до города Калинина. Ниже по течению — Угличский и Рыбинский гидроузлы. Первый — близ древнего русского города, известного своими памятниками архитектуры, часовым заводом и вкусными сырами; электростанция здесь сравнительно небольшая. Второй — при впадении Шексны. За ним образовалось обширнейшее водохранилище, равное по площади половине

Онежского озера. Это гарантирует стабильную работу турбин даже в маловодные годы. Километрах в 50-ти от Горького — следующая ступень каскада, с плотиной, судоходными шлюзами и электростанцией, дающей значительную часть энергии верхневолжским областям. Конечно, ГЭС у Жигулей мощнее: ее годовая производительность достигает 11 млрд. кВт•ч. Питающее ее водохранилище шириной 25—40 км разлилось до

Казани. Отсюда, из-под Куйбышева, энергия передается по высоковольтным линиям на огромные расстояния. Ряд энергосистем соединился в одну, еще более крупную и открыл новые возможности для маневра огромнейшими потоками электричества в часы наибольших нагрузок. Завершает волжский каскад гидроузел близ Волгограда с очень мощной станцией. Ее средняя годовая выработка даже превышает 11 млрд. кВт•ч.

После нее на Волге были построены Саратовская и Чебоксарская ГЭС. Все эти гиганты играют также роль межсистемных регуляторов. Они помогают устанавливать оптимальный режим работы ряда тепловых электростанций, чем достигается более высокий коэффициент полезного действия котлов турбин, электрогенераторов. Тут секрет прост. Даже самый крупный резервный агрегат на гидростанции может быть введен в работу,

может принять полную нагрузку в течение 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 обслуживающего 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 кончаются: они дают большую экономию жидкого и твердого топлива, требуют гораздо меньше обслуживающего персонала, в результате производят самую 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 водохранилища, необходимые для регулирования стока

воды и мощности самих ГЭС. Даже в трудных геологических условиях на нескальных грунтах советскими инженерами сооружены плотины сравнительно высокие. В ходе строительства каскада станций на Волге формировалось представление, что именно крупные и крупнейшие ГЭС с их очень дешевой продукцией в состоянии решить многие энергетические проблемы 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 телеуправлению, что позволяет существенно повысить надежность электроснабжения, еще полнее использовать энергию водного потока, уменьшить штат обслуживающего персонала. Казалось бы, все дело — в количестве крупных ГЭС. Надо только изыскать средства (правда, немалые), сконструировать и выпустить необходимые агрегаты и

оборудование (хотя и очень сложное), а также набраться терпения, поскольку гидроузлы строятся крайне медленно. Но все это — преодолимые в принципе трудности. А прогресс в строительной индустрии позволяет заметно ускорить возведение самых больших сооружений. Строительство гидроэлектростанций развернулось по всей стране. До этого была проведена значительная работа по учету гидроэнергетических ресурсов

СССР. Были исследованы возможности их освоения и разработаны генеральные схемы использования главнейших рек Советского Союза. Вместе с Волгой на энергетику стали работать со всенарастающей силой Днепр, Дон, Кама, реки Сибири, Кавказа, среднеазиатских республик. Там, где появились каскады ГЭС, развитие экономики 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 не так уж велика. Но перепад высот между верхним и нижним течением — 2 км. Это и создает огромный потенциальный запас энергии. Реализованный, он может превратиться в десятки миллиардов киловатт-часов в год. Прежде всего именно Нарыну Киргизия обязана тем, что занимает по гидроэнергетическим ресурсам третье

место в СССР (после Российской Федерации и Таджикистана). Первым киргизским опытом строительства ГЭС в горных условиях стали небольшие по мощности станции — Уч-Курганская и Ат-Башинская. Потом сразу качественный скачок — громадина Токтогульской 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 окончательной ее сдачи в эксплуатацию. Кроме того, работало и Токтогульское море, разлившееся на 60 км вверх по течению реки. Оно давало воду для орошения полумиллиона гектаров новых земель. Гидростроители Киргизии использовали преимущества каскада: одновременное ведение работ на нескольких

ГЭС, единая производственная база, широкое использование технических новинок, появившихся и оправдавших себя в ходе всего строительства. Это ускорило сооружение каскада. Работы на Токтогульской станции еще не были завершены, а ниже по течению весной 1976 года начали возводить Курпсайскую ГЭС. И уже в 1982 году дала ток последняя, четвертая турбина новой станции. В целом она несколько меньшей мощности, чем Токтогульская, однако ее килонатт-час едва ли не самый

дешевый в стране. Между тем строительный «конвейер» продолжал действовать. Еще ниже по течению уже шло сооружение Таш-Кумырской ГЭС. Здесь здание электростанции возводили на берегу, так что можно было не ждать ни перекрытия реки, ни сооружения плотины. Впрочем, и она не последняя в Нижне-Нарынском каскаде. Однако около 4/5 потенциальных ресурсов гидроэнергии заключено в водах реки

как раз выше Токтогульского водохранилища. Поэтому, по некоторым расчетам, в бассейне Нарына можно построить еще 18 ГЭС, которые в состоянии будут вырабатывать миллиарды киловатт-часов электроэнергии и не затопят большие площади сельскохозяйственных угодий или пригодных к освоению земельных массивов. Существуют проекты, отводящие под затопление всего 33 гектара пашни и одновременно предусматривающие орошение 74 тыс. га земель. В некоторых районах страны возведение гидроэлектростанций способствовало

появлению новых крупных территориально-производственных комплексов. Низкая стоимость электричества, которую дают крупные ГЭС, делает особенно выгодным размещение по соседству с ними электрометаллургии, предприятий химии. Тому пример — Таджикистан. Высоко в горах Памира с кристально чистых ледниковых ручьев начинают свой резвый бег беспокойные речки Сауксай и Баландкиик.

Место их встречи — начало неугомонной Муксу. Там, где она сливается с мутными струями Кызыл-Суу, стремительную эстафету бурных потоков принимает река Сурхоб. Она спешит дальше по скалистым ущельям, чтобы, соединившись с водами еще одного памирского потока — торопливым Обихингоу, дать жизнь бешеному Вахшу. Он, имеющий протяженность немногим более 500 км, как бы вобрал в себя силу всех напитавших его доноров.

Потому-то и стал местом сооружения каскада больших ГЭС. Это может показаться невероятным, но гидроэнергетические ресурсы сравнительно небольшого по территории Таджикистана лишь чуть-чуть меньше, чем Российской Федерации. Все дело — в напористости, мощи горных рек. Только на Вахше и его притоке Обихингоу можно построить полтора десятка электростанций, которые вырабатывали

бы в год многие миллиарды киловатт-часов энергии. Нурекская ГЭС. Фантастически высокая каменно-земляная плотина в 300 м, огромнейшее водохранилище, прекрасное здание станции и два водосбросных тоннеля — они в состоянии пропустить через себя за секунду несколько тысяч кубометров воды. Весь комплекс сооружений напоминает монументальную работу мастеров ваяния: настолько он красив и гармоничен. Увы, это далось недешево. Нурекская

ГЭС — пример долгостроя, из-за которого она обошлась значительно дороже, чем предусматривалось проектом. Чтобы обеспечить безопасность такого сооружения в районе, где возможны сильные землетрясения, неизбежны очень большие затраты. К слову сказать, по мнению ряда ученых, в столь высоких плотинах заключены не только достоинства — с ростом плотин ширится зона затопления. Оборудована станция вполне современно. Огромный машинный зал практически безлюден, так как здесь —

царство автоматики. Наблюдают за ней два оператора, находящиеся в небольшой комнате по соседству. Отсюда, с нурекского пульта, управляется и Байпазинская ГЭС — следующая ступень каскада. Ее построили на удивление быстро, хотя условия отнюдь этому не благоприятствовали. Дорогу к месту будущего створа пробивали взрывами в уступах береговых скал. Со времени начала работы агрегатов обеих станций они уже несколько раз окупили себя.

А себестоимость киловатт-часа здесь всего-навсего 0,09 копейки. Еще в начале 70-х годов в одной из излучин Вахша, у кишлака Майдон, работали изыскатели. С тех пор там все преобразилось. На месте кишлака поднялся, сохранив его название, молодой город энергетиков, связанный и своим началом, и быстрым ростом с Рогунской ГЭС. Ее мощность — 3600

МВт — как бы сложение мощностей обеих станций, расположенных выше по 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 сейсмической 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 крупная автострада и мелеющему Аралу достанется существенно больше воды. Кто тут прав, покажут дополнительные исследования, предпринятые учеными. Гидростанции на Вахше — это прежде всего энергия для Южно-Таджикского территориально-производственного комплекса.

В него наряду с сельским хозяйством входят предприятия цветной металлургии, добывающие руду, выплавляющие алюминий, а также заводы химической, легкой и пищевой промышленности. Выгодность размещения энергоемких производств вблизи от крупных источников дешевого электричества и сырья несомненна. Как, впрочем, очевидна и нежелательная сторона концентрации промышленных предприятий — обострение экологических проблем. Территориально-производственные комплексы еще большего масштаба

сложились вокруг ГЭС на сибирских реках, главным образом в бассейне Енисея, с его притоками, среди которых первая — Ангара. И дело не только в ее стремительности и полноводности. Известно, что речной сток неравномерен как в течение года, так и на протяжении ряда лет. Максимальный расход воды у большинства рек весной — в период паводка, а наименьший — зимой.

В европейской части СССР и на ряде рек Сибири 2/3 стока проходит за два-три месяца весеннего половодья. Еще более остро положение в Казахстане, где за весенний паводок буквально проносится 90% всего годового стока рек (бывает и больше). Неравномерны расходы воды на реках Дальнего Востока. У некоторых из них максимум в тысячи раз превосходит минимумы. Значительные колебания речного стока бывают и от года к году.

Особенно в засушливых районах, где его минимум может падать до 3% от стока среднего по водности года и до 1 % — от наибольшего. Эти колебания в одни периоды угрожают опустошительными наводнениями, а в другие — обрекают население и хозяйства близлежащих районов на голодный водный паек. Роль своеобразного регулятора 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 водохранилище на Волге. Теперь же оно занимает лишь 14-е место. Но есть реки, отличающиеся сравнительно постоянным 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 природного резервуара

— Байкала. Максимальный расход воды в ней в период весеннего паводка лишь в несколько раз превышает минимальный (летом). Но чтобы и эти колебания не сказывались на рабочей мощности гидростанций, а также, разумеется, для создания необходимого напора на колеса гидротурбин, Ангара тоже была перекрыта плотинами. Так на ней появились истинные гиганты современной энергетики — Братская, Усть-Илимская гидроэлектростанции 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 промышленности. 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 деревянные крепостные башни), да знаменитыми ангарскими порогами. Во втором отбывал в следующем веке ссылку «бунтовщик, хуже Пугачева» А. Н. Радищев. Сегодняшний Братск — это современный город с развитой промышленностью. Его ГЭС вырабатывает больше 22 млрд. кВт•ч электроэнергии в год, как и Усть-Илимская. Индустриальное ядро здесь составляют алюминиевый завод, лесопромышленные комплексы, выпускающие

целлюлозу, древесностружечные плиты, деловую древесину, кормовые дрожжи, тарный картон, продукты лесохимии, а также Коршуновский железорудный горно-обогатительный комбинат. Последний снабжает домны металлургических предприятий Западной Сибири сухим железным концентратом. Не зря молодой город, возникший здесь, назвали Железногорск-Илимский. Вблизи от него открыты новые месторождения железкой руды —

Татьянинское, Рудногорское, Капаевское, Нерюндинское, запасы которых сулят комбинату долгую жизнь. Между тем линии электропередач протянулись еще дальше вдоль Ангары — к строящейся Богучанской ГЭС, тоже очень мощной, способной дать еще больший импульс индустриальному развитию обширной территории. В отличие от ресурсов недр, которые, как известно, невосполняемы, реки — неубывающий источник энергии. По-настоящему дотянуться до него людям удалось, только поднявшись на

очень высокую ступеньку современной цивилизации. Такая мысль невольно приходит в голову при виде Красноярской ГЭС — одной из крупнейших в мире. Гигант на Енисее — это новаторская инженерная мысль, которая нашла воплощение в бетоне и металле благодаря высокому уровню науки, техники и мастерства строителей. Энергия этой станции заключена в оборудовании для лесной и целлюлозно-бумажной промышленности, в добытых по соседству угле, железе, графите, в рудах цветных

и редких металлов, в изготовленных химических волокнах, в синтетическом каучуке, в шинах для тракторов и автомобилей — во всем том, что способна произвести деревообрабатывающая, лесохимическая и строительная индустрия. Так работает Красноярская ГЭС. Но уже поднялась на Енисее еще более мощная — Саяно-Шушенская, поднялась среди таежных гор, покрытых хвойными, смешанными лесами и знаменитыми сибирскими кедрачами. Бетонные блоки ее плотины встали поперек

Енисея на границе гор и степи. 100-метровая толща Саянского моря затопила Большой порог. Узкое море врезается в труднопроходимые горы на всем своем протяжении. Только на землях Тувы, там, где кончается Западный Саян, водохранилище разливается широко и становится мельче. Мощность ГЭС — 6400 МВт. В расчете на силу этого сердца и сконструирован местный территориально-производственный

комплекс: алюминиевый, вагоностроительный, электротехнический заводы, предприятия легкой и пищевой промышленности. В декабре 1985 года был включен в сеть последний, десятый агрегат ГЭС. С момента пуска первого агрегата станция уже дала многие миллиарды киловатт-часов и тоже полностью себя окупила. Работа гидростроителей продолжается. Как продолжают подниматься вместе с новыми ГЭС в разных районах страны у богатых источников сырья корпуса

и трубы гигантов цветной и черной металлургии, лесохимии. Благодаря созидающей способности человека водная энергия превращается в реальное электричество — в работника делового и старательного. Подсчитано, что каскад станций вдоль всего Енисея способен обратить его природную потенцию в энергию, равную 140 млрд. кВт•ч в год. А какая сила заключена также в Оби, Иртыше, Лене,

Амуре, Индигирке, Колыме, Анадыре, в их многочисленных притоках, в других сибирских реках! Но вот ведь досада: они расположены в восточной 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.

Настоящее разорение! Да плюс стоимость самой многокилометровой линии, у которой провода в руку толщиной, 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 говоря о том, что усложнение способа передачи электроэнергии, ее многоразовая трансформация отнюдь не удешевляют строительство самих линий — скорее, наоборот. Так что, выигрывая здесь в одном (сокращая потери электричества в пути), энергетика явно проигрывает в другом: киловатт-час становится дороже. Поскольку на ГЭС он очень дешев, то пока, конечно, можно и потерпеть.

Еще одно средство. Развитие советской энергетики идет по пути максимальной централизации снабжения электричеством вплоть до образования Единой энергетической системы СССР. В европейской части страны такая система включают в себя сотни электростанций, расположенных в центре, на юге, Кавказе, в Поволжье, на Северо-Западе, Урале. Образование ЕЭС СССР помимо других преимуществ в состоянии давать экономию в десятки миллионов

киловатт мощности машин на электростанциях. Правда, от этого сами линии передач дешевле, к сожалению, не становятся. Впрочем, существует и третье средство — использование явления сверхпроводимости тока. Потери здесь, действительно, резко сокращаются. Но пока еще дальняя сверхпроводимая линия также и сверхдорогая, хотя некоторый прогресс и тут уже наметился. Но к этому нам лучше вернуться несколько позже. А сейчас — о другом. Глазная проблема все-таки заключается в том, чтобы иметь, что передавать.

Но ведь известно: ресурсы 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 сказали: почти безгранично много. Но сегодня, когда производство электроэнергии в стране все ближе к 2 трлн. кВт•ч в год, эта впечатляющая цифра воспринимается 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 резерв тут куда скромнее. И вот почему. В начале 60-х годов по поводу водохранилищ разгорелись горячие споры. Их вызвал опыт эксплуатации построенных к тому времени

ГЭС. В нем было немало положительного. И потому активные сторонники гидроэнергетики призывали к бурному ее развитию, к строительству все более крупных речных сооружений. Они рьяно ратовали за создание таких гигантов, как Нижне-Обское и Нижне-Ленское водохранилища, каждое из которых по объему и площади превосходило бы все водохранилища страны, вместе взятые. Оно и понятно.

Достаточно вспомнить, сколь широкой становится, скажем, Обь в своем нижнем течении в районе Салехарда, где согласно первоначальному проекту предполагалось перекрыть реку высоконапорной плотиной. Но тот же опыт эксплуатации ГЭС вскрыл и сугубо отрицательные стороны крупных водохранилищ. Поэтому у обоих проектов появились и решительные противники, которые говорили, что предполагаемое строительство

новых гигантов чревато серьезным ущербом природе и экономике. В самом деле, подпертые плотиной воды разливаются на десятки, сотни и даже тысячи квадратных километров, затопляя пашни, сенокосы, леса, населенные пункты, промышленные предприятия, дороги, линии электропередачи и связи. Приходится переселять десятки тысяч людей. А это — дополнительное строительство новых городов и сел, не говоря уж о потерях духовных, когда людям

приходится сниматься с насиженных мест, менять привычный уклад 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 использование сельскохозяйственных угодий по прежнему назначению становится невозможным.

Если, скажем, плотина у Жигулей очень существенно подняла уровень Волги вплоть до Казани, то нетрудно себе представить, что произошло бы после перекрытия той же Оби в нижнем ее течении. Гигантская плотина подняла бы уровень воды на 40 м. От этого в северной половине Западной Сибири образовалось 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 большую часть обжитых берегов с поселками, полями и огородами, подтопило бы лучшие строевые леса. Кстати, о потерях леса. Помню, в какое недоумение привел меня вид «деревянного моря», открывшийся 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. Впоследствии подобные же картины можно было видеть и около плотин сибирских ГЭС — Братской, Красноярской. Причина одна: лесозаготовителям невыгодно рубить лес в зонах затопления. Между тем «деревянные острова» мешают судоходству. На Саяно-Шушенской ГЭС то один, то другой агрегат, случалось, снижал выработку энергии, так как защитные

решетки водозаборов забивало древесиной. А брошенные «деревянные моря» рано или поздно тонут, превращая дно водохранилищ в гниющие «мостовые», чем наносится урон также и рыбному делу. Последнему порой достается больше всего. Плотины 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 километров, пришлось совсем туго:

2/3 их нерестилищ было отрезано плотиной у Волгограда. Каскады водохранилищ вносят коренные изменения в природу рек. Как таковых их уже не стало. Волга, например, превратилась в единое «Волгохранилище». Образовавшиеся водоемы имеют слабый водообмен и самоочищаемость. Летом они обильно «цветут», их прибрежные части зарастают растительностью.

Застойные водохранилища сильно загрязняются, так как накапливают вредные стоки. При зарегулировании реки страдают не только проходные и полупроходные рыбы. Неблагоприятными 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 неприятности причиняет обрушение берегов, которые на отдельных

участках отступают на сотни метров. На Братском водохранилище в течение всего нескольких лет около мыса Артумей берег отступил на 750 м. В результате происходят серьезные изменения в растительном и животном мире. На широких полосах сильно прогреваемого весной и летом застойного мелководья начинается «цветение» — бурное размножение сине-зеленых водорослей, которые «выедают» из воды питательные вещества, нанося тем самым невосполнимый урон опять-таки рыбному населению реки, особенно его молоди.

Сторонники гидроэнергетики видят выход в строительстве валов, дамб вокруг будущих водохранилищ и на мелководье нынешних, чтобы вернуть рекам здоровье, а земледельцу — обширные площади 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 высокий 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, одно из основных назначений гидроэлектростанций в энергосистемах — покрытие неравномерности графика нагрузки. ГЭС быстро и легко включаются на повышенную нагрузку. Но включение и отключение гидроагрегатов приводят к резкому колебанию расходов воды, а следовательно,

и к изменению ее уровней ниже плотины. Нередко эти колебания достигают больше 2 м, что, понятно, нарушает нормальную работу судов, особенно крупных. Интересы энергетики и водного транспорта очень часто приходят в противоречие. Первая заинтересована в том, чтобы использовать накопленные в водохранилищах запасы зимой, когда дни короче и потребности в электричестве резко увеличиваются. А речные суда, наоборот, нуждаются в большой воде летом — в разгар навигации.

Кроме того, условия плавания по самим водохранилищам, с одной стороны, явно улучшаются, а с другой — создают дополнительные трудности: от ветра поднимаются высокие волны, случаются даже штормы до 6—7 баллов. 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 временно — как только зеркало водохранилища будет поднято до проектной отметки, начнутся необходимые пропуски воды. Но Бухтарма и через 20 лет не набрала нужного запаса воды. В «пиковое время» — осенью и зимой — энергетики опустошают водохранилище, а летом сельское хозяйство терпит большие убытки. Только в Омской области серьезно пострадали сотни тысяч гектаров ценнейших пойменных

лугов. Ежегодный недобор с них мяса и молока экономисты оценивают в 20 млн. рублей. Не слишком ли высоки здесь плата за дешевые киловатт-часы ГЭС? Тем более что пойма Иртыша не единственная пойма, пострадавшая от недостатка влаги после «регуляции» речного стока. Трудности возникают также при использовании водохранилищ для борьбы с наводнениями. Во время очень высоких половодий, для того чтобы предотвратить чрезмерный подъем воды ниже плотины

и предохранить от затопления населенные пункты, нередко 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 совершенно ни к чему затопление. Так что с ролью гаранта от этой угрозы гидроузлы справляются далеко не всегда. Да и в засушливые годы ГЭС, случается, подводят. По мнению некоторых ученых, именно односторонняя 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 бессильной, а, скорее, бесполезной в сложившейся природной обстановке. Наконец, немало противопоказаний созданию водохранилищ бывает и со стороны гидрогеологии. Так, крупную «мину замедленного действия», возможно, таит в себе геология района, где предварительным проектом определено строительство

Туруханской ГЭС — на реке Нижняя Тунгуска (правый приток Енисея). Речь идет о настоящем энергогиганте с грандиозным водохранилищем. При этом не исключено, что оно станет мертвым морем. И не только потому, что гниющая на дне древесина отравит 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 сильноминерализованные воды — настоящие рассолы, в которых 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. Рассолы рвутся вверх по трещинам в земной коре, по окнам таликов. От этого минерализация воды в Нижней Тунгуске иногда несколько повышается, не выходя, однако, за пределы стандарта, установленного для питьевой воды. Нетрудно представить, что произойдет, если защитный слой мерзлых пород будет разрушен. А процесс оттаивания идет особенно быстро под большими водными массивами, поскольку в них аккумулируется огромное количество тепла.

Может образоваться сквозная проталина (талик). В этом случае соленость водохранилища начнет быстро возрастать. Вода может стать непригодной ни для питья, ни для жизнедеятельности каких либо организмов, ни даже для технических нужд. Течение Нижней Тунгуски понесет рассолы в Енисей, создав угрозу существованию флоры и фауны в его низовьях. Сегодня уже ясно, что решение о создании того или иного водохранилища, о строительстве той или иной

ГЭС может быть принято лишь после всесторонней оценки всех плюсов и минусов. За последние 30 лет подход к этим вопросам очень сильно изменился. Думается, что будущее все-таки за средними и небольшими водохранилищами. Итак, возведение мощных ГЭС целесообразно далеко не всюду, где оно намечалось прежде. И, следовательно, потенциальная водная энергия нашей страны вряд ли может быть полностью реализована

при существующих технических возможностях. Так что реальное электричество, которое удастся снять с наших крупных рек, существенно меньше тех триллионов киловатт-часов в год, которые так щедро насчитала теория. В последние годы стали слышнее голоса энергетиков, выступающих за строительство ГЭС на малых реках, которых в Советском Союзе, как известно, несметное множество. Такие электростанции прежде считались не очень-то выгодными из-за дороговизны обслуживания.

Однако ныне положение существенно изменилось: благодаря техническому прогрессу можно создавать полностью автоматизированные малые ГЭС и даже в блочном исполнении, т. е. собранные на заводе. Вот вроде бы частный случай. На острове Беринга на Дальнем Востоке работает дизельная электростанция. Для нее постоянно доставляют сотни тонн горючего. Между тем неподалеку протекает речка

Федоскина, падающая в океан с высоты 80 м. Разве нельзя использовать ее энергию для обеспечения острова электричеством? А ведь таких мест, где энергию дают дорогостоящие дизельные электростанции, в нашей стране много. Больше всего их на севере 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 может здесь существенно сократить расход жидкого горючего. А вот другой, тоже как будто частный случай. Подмосковная речка Воря (приток Клязьмы) невелика — не насчитывает в длину и 100 км. Но долина ее глубокая. А плотина, устроенная у заповедника-усадьбы «Абрамцево», образовала водохранилище,

из которого через арочные водопуски сбегают резвые потоки. Это эффектное зрелище для туристов — возможное место для установки микроГЭС. Между прочим, таких малых речек в стране более 700 тыс и, следовательно, ресурсы для широкого использования микроГЭС огромны. Несколько лет назад в Великобритании состоялся международный симпозиум, на котором были сообщены интересные сведения об энергетических малютках.

В США налажена настоящая индустрия микроагрегатов «гидротурбина-генератор». Английские фирмы тоже выпускают компактные энергетические устройства затопляемого типа, которые устанавливаются в шахте или в вертикальной трубе. Туда же под напором подается вода. Вся установка смонтирована в одном модуле. При использовании таких модулей удельные затраты на 1 кВт установленной 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 целом по Советскому Союзу в лучшем случае лишь несколько десятков миллиардов киловатт-часов в год.

Разумеется, они тоже не лишние, к тому же сэкономят миллионы тонн горючего. Резерв, конечно, ценный, 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 решении энергетических проблем страны, но, как видите, только лишь долевыми — никак не главными и уж, конечно, не единственными.

НОВАЯ УГОЛЬНАЯ ЭРА? Если весь уголь, заготовленный природой, собрать в одно место, то получится куб высотой в 21 км. Рядом с ним величайшая гора нашей планеты Эверест в Гималаях показалась бы малюткой. В общем угля на Земле очень много: мировые геологические ресурсы оцениваются в 14300 млрд. т — это примерно в 25 раз больше потенциальной энергии, 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 уровнях обсуждаются проекты возрождения эры угля. Это один из наиболее стабильных и надежных энергетических источников. По некоторым прогнозам, доля угля в мировом топливно-энергетическом балансе существенно возрастет к концу века. Так что же, уголь и есть тот «неисчерпаемый источник» энергии, о котором давно уже мечтает

человечество? При уровне мировой добычи угля 1980 года (примерно 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 ускорится), поэтому в «навсегда» надо внести поправку. Впрочем, и с ее учетом запасы угля не иссякнут, надо думать, еще очень долго.

Ведь даже если человечество перешло бы только на него, отказавшись от всех других энергоресурсов, а мировое потребление энергии при этом продолжало бы расти теми же темпами, что и в последние годы, то угля все равно хватило бы по меньшей мере лет на сто. И у нас осталось бы время, чтобы сделать доступными для широкого 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 переходить на уголь. Однако вот что еще надо обязательно принять к сведению: из всего объема колоссальных природных запасов угля едва лишь десятую часть можно считать пригодной для использования при современной технологии добычи и при существующих экономических 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 триллионных запасов. Ее хватит на несколько сот лет. В Советском Союзе находится около 45% мировых ресурсов этого твердого топлива. Причем очень важно, что значительная их часть сконцентрирована как бы в подземных островах. На территории СССР расположены пять из семи известных бассейнов гигантов с запасами более 500 млрд.

т. При этом изучение недр Земли и разведка новых месторождений неизменно продолжаются. Потребность в определенных 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 дальнейшему изучению известных. За последние годы переданы 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 ближайшем 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, хотя в Донбассе есть и более 1000 м. Туда пришлось опускаться ради коксующихся углей. За антрацитом (а он, как вы помните, наиболее ценный энергетический уголь) тоже приходится отправляться достаточно глубоко. Большая его часть добывается по-прежнему в шахтах Донбасса. Но, увы, именно при добыче этих ценных разновидностей твердого топлива наиболее значительны

его потери — до 40—50%. Дело в том, что уголь приходится добывать во все более сложных условиях. Конечно, хороший проектировщик, «раскраивая» угольный пласт, нарезая лавы, выбирает такую систему, которая сводила бы к минимуму потери угля 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 остаются внушительными — более 100 млн. т в год. Конечно, часть потерь неизбежна. Чтобы обеспечить безопасные условия работы шахтеров, вдоль подземных горных выработок сохраняют нетронутыми массивы угля — охранные целики. Такие же оставляют под реками, под крупными зданиями и промышленными сооружениями. Поэтому большие запасы 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 производства, создание сверхмощных подземных предприятий позволяют широко применять комплексную

механизацию и автоматизацию, что снижает себестоимость добычи. В крупных шахтах вместо прежних многочисленных, но маломощных лав устраивают единые обширные подземные плацдармы, где работы ведут широким фронтом. Уголь добывают на одном горизонте крупными блоками. Большие выгоды сулит гидравлический способ разработки угольных месторождений. Первая в СССР шахта «Заречная», где добыча и транспортировка угля производились с помощью высоконапорной

водяной струи, начала работать в Кузбассе еще в 50-х годах. Мощные гидромониторы дробят уголь в забоях, пульпа (смесь угля и воды) по трубопроводам доставляется на поверхность. Производительность труда здесь гораздо выше, чем в «сухих» шахтах, а себестоимость продукции ниже. При гидродобыче не требуется постоянное присутствие людей в забоях, не надо крепить очистные пространства, меньше образуется пожароопасной угольной пыли. Гидроспособ позволяет шире разрабатывать тонкие пласты,

а это открывает новые возможности для увеличения добычи. Да и себестоимость тонны угля заметно снижается. Все это оправдывает строительство гидрошахт-гигантов. Подобная гидрошахта в Кузбассе после реконструкции 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 дешевле, чем

по железной дороге. Интересный эксперимент был проведен на Беловской ГРЭС в Кемеровской области. Дело в том, что гидротранспортировка угля долгое время упиралась в одно: как быть с обезвоживающей фабрикой? Ведь, прежде чем подавать уголь в топки энергоблоков, из него вроде бы необходимо удалить лишнюю влагу. Процесс этот трудоемкий. К тому же по мере расширения строительства углепроводов затраты на обезвоживание стали бы занимать

значительную долю в общем расходе средств, ухудшая экономику гидродобычи. Так возник вопрос: нельзя ли приготовить угольную пульпу таким образом, чтобы она поддавалась прямому сжиганию в топках электростанций? Иначе говоря, нельзя ли так смешать угольный порошок с водой, чтобы эту смесь можно было бы беспрепятственно предавать огню? Странный, казалось бы, вопрос: будет ли гореть вода?

И все-таки проблема была успешно решена. Этому предшествовало немало опытов в научных лабораториях и на стендах. Удалось найти правильный гранулирующий состав угля и максимально допустимую его концентрацию в пульпе. Создали и распылительную аппаратуру. Оригинальный проект прошел проверку на Беловской ГРЭС. Топливо, отмытое мониторами, прямо из-под земли пошло туда по трубопроводу. А через них — в топки электростанции. И представьте себе — стало гореть!

Преимуществ у сжигания угольной суспензии немало. Оно вполне поддается механизации и автоматизации, имеет высокую надежность и безопасность. При транспортировке угля по железной дороге миллионы тонн его в буквальном смысле слова улетучиваются, 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 гидравлическим способом

может увеличиться до 30—35 млн. т и даже больше. Но есть еще более экономичный способ разработки угольных месторождений, при котором производительность труда превышает достигнутую на шахтах раз в 10 и резко сокращает себестоимость тонны угля. Один из крупных бассейнов, пригодных для разработки прогрессивным способом, — Экибастузский. Хотя на геологической карте Казахстана он обычно изображается в виде точки (слишком мала его площадь), значение бассейна огромно.

Здесь под каждым квадратным километром поверхности залегает 150 млн. т. угля. А всего запасов — более 10 млрд. т. Но не менее существенно то, что находятся они близко от поверхности. Это месторождение было известно давно. Его еще в начале века разрабатывало Киргизское горнопромышленное общество во главе с английским предпринимателем Лесли Уркартом. После революции он же пытался получить концессию на

Экибастуз, настаивая на весьма грабительских условиях. Но широкая добыча угля в этом бассейне развернулась лишь после войны. За несколько лет был построен город в пустынной степи. Уголь Экибастуза и вода Иртыша стали тем фундаментом, на котором поднялся индустриальный Павлодар. Тому же обязаны своим рождением алюминиевый, тракторный, ферросплавный заводы, химический

комбинат и десятки других предприятий. В Экибастузе есть угольный пласт, мощность которого достигает 130 м. Вспомните: в Донбассе толщина пластов часто не более метра. А тут — угольная стена чуть ли не с 60-этажный небоскреб, что вызывает крайнее удивление у каждого, кто попадает 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. Прямо на дно карьера подаются длинные железнодорожные составы. Для разработки вскрытых пластов понадобилась и соответствующая техника. В Экибастузе на разрезе «Богатырь» применяют роторные экскаваторы. Рабочий орган у них — многоковшовое колесо, похожее на вертикальную карусель. Каждый ковш снабжен заостренными зубьями. Такая махина «выстругивает» в сутки 60 тыс. т угля.

Чтобы перевезти его, нужен железнодорожный состав длиной в 15 км. Разрез «Богатырь» уникален: здесь добыча тонны угля обходится очень дешево. Мощность разреза — 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 наращивать мощности разрезов,

вооружать горняков техникой 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 алюминиевый завод. Вторая проблема еще сложнее. Уже в 1975 году Экибастуз давал почти четверть всесоюзной добычи топлива открытым способом.

После этого объем разработок здесь непрерывно возрастал. Чтобы перевезти десятки миллионов тонн угля в год на электростанции страны, уже требовалось такое количество вагонов, которого железнодорожники при всем желании не могли предоставить. Вот тогда и возник вопрос: а есть ли смысл вывозить весь экибастузский уголь? Тем более что зольность его высока: в дальний путь фактически отправляется до 30% пустой породы.

Добыча обходится дешевле, чем перевозка. Не лучше ли уголь сжигать на месте, а транспортировать электричество? Так родилась идея создания крупных топливно-энергетических комплексов (ТЭК). В основе экибастузского лежали следующие расчеты: при передаче в центр страны на расстояние около 2500 км 50 млрд. кВт•ч электроэнергии экономия (по сравнению с перевозками угля) составит примерно 100 млн. рублей. ЭТЭК в перспективе — это крупнейшие разрезы годовой мощностью 120—150 млн. т,

Четыре электростанции, которые будут вырабатывать энергии больше, чем две с половиной Красноярские ГЭС и трансконтинентальная линия постоянного тока напряжением в 1500 кВ, не имеющая аналогов в мировой практике. ЭТЭК сегодня — это колоссальные разрезы, обслуживаемые роторными экскаваторами, пока еще 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 непостоянна. То идет хорошее топливо — минеральных примесей не более 20%, то этот нежелательный показатель 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 преждевременный износ котлов. Средство, предложенное горняками, явно компромиссное: смешивать разные

сорта углей, с тем чтобы получить более или менее постоянную зольность 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 добычи, киловатт-час недорог. Но признать подобное «усреднение» качества за кардинальное решение проблемы, разумеется, нельзя. На этом угле Экибастузская ГРЭС-1 может вырабатывать лишь 80% своей установленной мощности.

Причем «усредненного» хватает только для нее. А что идет на другие электростанции? Между тем на очереди Экибастузские ГРЭС-2 и ГРЭС-3, Южно-Казахстанская, каждая по 4000 МВт. И если всем им работать не в полную силу из-за низкого качества угля, то потери несложно подсчитать — миллиарды недоданных киловатт-часов в год. Не говоря уж о порче дорогого энергетического оборудования, о пустопорожних (фактически) пробегах многих

тысяч железнодорожных вагонов, о дополнительных горах золы, с которой энергетики пока еще не очень-то знают, что делать. Более успешно, по мнению ряда специалистов, проблему со временем можно будет решить, применив новую технологию работы паровых котлов. Этот прогрессивный метод основан на том, что уголь сжигается в виде слоя частиц, поддерживаемых в кипящем состоянии потоком воздуха, который также обеспечивает поступление кислорода, необходимого для горения. Благодаря высокой эффективности сжигания при средних

температурах не происходит расплавления золы, и она поэтому не налипает на нагреваемые поверхности котла. В результате резко сокращаются потери тепла. Общий КПД тепловой электростанции, использующей эту технологию, может достичь 45—50%, что существенно выше, чем у обычных ТЭС. И у нас, и в ряде других стран (ФРГ, США, Швеция, Италия, Чехословакия) на исследовательских установках с кипящим слоем достигнут существенный

прогресс. Мощность некоторых экспериментальных установок уже достигает 60 МВт, а в США — даже 200 МВт. Уже несколько лет новая технология применяется на ряде предприятий Донбасса. Там пробовали (и весьма успешно) сжигать породу с шахтных терриконов. Вот такой чудо-котел! В его топке твердые частички хорошо перемешиваются. И если есть среди них хотя бы 20—25% горючих веществ, все частицы выгорают без остатка.

Причем способы реконструкции основных типов котельного оборудования уже разработаны. Не первый год работает на низкосортном угле Кураховская ГРЭС в Донбассе. При новом методе доступна полная автоматизация процесса сжигания топлива, улучшаются условия труда обслуживающего персонала. Кроме более рационального использования угля с высокой зольностью, кипящий слой позволяет пустить в дело угольные отходы.

А таких только на Украине, по данным Академии народного хозяйства УССР, скопилось 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 «курятся», загрязняя атмосферу пылью, окислами серы и азота. Даже потухшие терриконы на 30% состоят из горючих веществ, а так называемые хвосты обогатительных фабрик

— на 50 %. По самым скромным подсчетам, в 1 млрд. т отходов реально содержится около 300 млн. т твердого топлива. А сколько таких отходов в стране! И все это может быть реализовано в топках с кипящим слоем, где вроде бы бросовая порода дает тепла столько же, сколько бурый уголь. Но вернемся к открытым разработкам. Многое из опыта Экибастуза было учтено при освоении Канско-Ачинского бассейна в

Сибири. Главным образом использование высокопроизводительной техники в карьерах и создание топливно-энергетического комплекса. Этот гигант простирается на сотни километров — 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 поверхности земли, словно самой природой созданы для открытой добычи. Таким способом можно извлечь из недр по меньшей мере четверть здешних запасов. 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 Березовская ГРЭС-1, а также одноименный разрез. Все — завидной мощности. Здесь рождается новая отрасль промышленности для получения облагороженного топлива, газа, химических продуктов. Над Березовской ГРЭС-1 поднимается труба из монолитного бетона на 370 м. Такая высота необходима для снижения концентрации в атмосфере вредных выбросов.

В ней монтируются коллекторы, фильтры, уловители золы и сажи. Дело в том, что в канско-ачинском 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 каких! Инголь — в кольце лесистых холмов, ширина — 4 км, глубина — до 20 м, вода настолько прозрачна, что видна галька на дне озера.

И реки чистые, звонкие на перекатах, они берут начало в горной тайге. Невдалеке — кедровые царства, где издавна прижились соболи, колонки, горностаи, куницы, белки, водятся и олени. Высотная труба ГРЭС здесь крайняя необходимость. Не меньшее значение имеет также предварительное облагораживание угля. Хорошие результаты дает его нагрев: удаляются большая часть влаги и другие летучие примеси.

Термоуголь можно даже перевозить на большие расстояния. Другой эффективный метод облагораживания угля — его термохимическая переработка. Получается полукокс — ценное топливо с довольно высокой калорийностью. Из одной тонны бурого угля с влажностью 32% — 325 кг полукокса. Обогащение вообще позволяет улучшить качество твердого топлива.

В этом нуждается уголь, добытый и в шахтах, и в карьерах. Особенно там, где тонкие его пласты вместе с породами вскрыши теряются безвозвратно. Не случайно обогащение — одно из самых важных производств угольной промышленности. В СССР на специальных фабриках перерабатывают более половины всей добычи, освобождаясь таким образом от значительной части минеральных примесей. Принцип обогащения основан на различии плотности угля и

минеральных частиц. Их разделение производят в жидкостях повышенной плотности, в которых тяжелые частицы пустой породы тонут, а уголь всплывает. Обогащают его также в потоке воды или воздуха. Строительство обогатительных фабрик выгодно, и потому оно приобретает все больший размах. В частности, в Кузбассе. Здесь тоже широкое развитие получает открытый способ добычи. Большие геологические ресурсы бассейна (более 700 млрд. т) позволяют создавать крупные разрезы.

По-видимому, к 2000 году Кузбасс выйдет на первое место по объему добычи в стране. Крупный угольный комплекс разрастается также на базе Южно-Якутского бассейна, где тоже возможны открытые разработки. Пока он включает в себя разрез Нерюнгринский, обогатительную фабрику и одноименную ГРЭС. Комплекс расположен в зоне БАМа и снабжает быстроразвивающийся регион дешевым твердым топливом.

Это энергетический плацдарм для освоения природных ресурсов Якутии и всего Дальнего Востока. На территории Советского Союза находятся два самых крупных в мире угольных бассейна — Тунгусский и Ленский. Оба расположены в Восточной Сибири. Первый простирается от Ангары до Таймыра, включает в себя бассейны

Нижней Тунгуски и Подкаменной Тунгуски. Его предполагаемые запасы — около 2,5 трлн. т угля. Фантастически богатый бассейн! Второй занимает почти все среднее и нижнее течение Лены, особенно ее левобережье, и заключает в своих недрах более 1,5 трлн. т твердого топлива. Эти черные жемчужины Сибири еще мало изучены. 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 распределены по территории нашей страны крайне неравномерно: всего 27% разведанных запасов приходится на европейскую часть и 73% — на восточные районы. А соотношение главных потребителей энергии, как вы помните, обратное. Отсюда острая необходимость решать проблемы удешевления перевозок твердого топлива, передачи электричества, поиски других способов перебрасывать гигантские потоки энергии на большие расстояния.

Поскольку строительство крупных электростанций и других предприятий по переработке угля — дело нескорое, его еще долгое время придется перевозить по железной дороге. Поэтому более экономичное сжигание его в станционных котельных, повышение 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 тепла — 40% (в обычных котельных эти показатели соответственно 70 и 30). Остальное тепло теряется в атмосфере. Разработана принципиально новая система генерирования электрического тока — магнитогидродинамическая (МГД), в которой тепловая энергия преобразуется непосредственно в электрическую (без нагрева воды и использования пара). МГД-генератор — он разработан в

СССР — может обеспечивать коэффициент использования тепла до 60%. При этом расход топлива сокращается в 1,5 раза. В настоящее время МГД-генераторы находятся в стадии эксперимента. Однако и традиционные турбогенераторы не остаются неизменными — все время совершенствуются. Экономика энергетики оказывает предпочтение все более крупным агрегатам. Всего два десятка лет назад мощность выпускаемых промышленностью турбогенераторов 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 энергоблоков по 800 МВт, либо восьми — по 300 МВт. В первом случае удельные капиталовложения снижаются более чем на 10%, расход топлива — на 4%. Поэтому если в 1985 году лишь четвертая часть всех турбогенераторов выпускалась мощностью 800—200 МВт, то к 2000 году их доля возрастет.

Продолжать идти этой проторенной дорогой, наращивая мощность машин, к сожалению, становится все труднее. Известен уже и предел — генераторы 2500—3000 МВт. Дальше пути нет из-за их габаритов, 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-великан.

Если этот ротор изготовить даже из самой прочной стали, он при вращении не выдержит колоссальных центробежных нагрузок. Металл попросту 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 неформальный запрет с одного давнего открытия. *** В 1911 году нидерландский физик X. Камерлинг-Оннес установил, что при температурах, близких к абсолютному

нулю (—273 °С), ртуть практически полностью теряет электрическое сопротивление. Явление было названо сверхпроводимостью. Ток в этом случае передавался без потерь. Как выяснилось, этим свойством обладают многие металлы, сотни сплавов и даже некоторые полупроводники. Открытое явление стали считать исключительно низкотемпературным, поскольку более полувека поисков «теплой» сверхпроводимости не дали почти ничего. Рекорд принадлежал сплаву ниобия с германием (—250 °С).

Практическое применение этого явления началось с использования жидкого гелия (—269 °С). Несмотря на дефицитность этого газа, большие затраты энергии на его сжижение, сложность и дороговизну систем теплоизоляции при таком «морозе», перспективы широкого внедрения сверхпроводимости в технике оценивались достаточно высоко. И действительно, уже работают тысячи устройств, использующих удивительное явление. Среди них есть и очень крупные установки — электромагниты ускорителей заряженных частиц, экспериментальных

термоядерных установок, МГД-генераторов. Созданы даже сверхпроводниковые турбогенераторы. Главная их особенность — ротор, представляющий собой стальной сосуд-криостат, куда непрерывно подается жидкий гелий. Обмотки ротора изготовлены из небольших по сечению медных шин, пронизанных тысячами тончайших нитей — проводников из сверхпроводящего сплава. Хитроумные вакуумные камеры-изоляторы препятствуют и утечке холода, и притоку тепла извне, заставляя «мороз» работать в полную силу.

Отработанный гелий не выбрасывается в атмосферу, а циркулирует по замкнутому контуру. Жидким он подается в ротор. Затем, испаряясь, уже в виде газа поступает в компрессор, где сжижается снова. Такой турбогенератор мощностью 300 МВт впервые в мировой практике был изготовлен в цехах ленинградского объединения «Электросила». По сравнению 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 сжиженного газа и постепенно его пополнять. Ведь фактические его потери ничтожны, поскольку он используется в замкнутом цикле. К тому же электростанции можно снабдить несколькими установками сжижения.

На очереди — криогенные турбогенераторы мощностью 1000—1200 МВт. С их использованием стоимость киловатта установленной мощности снизится на 30—40%. Значительный эффект даст и повышение КПД. Уже вполне реально изготовление особо экономичных криогенных турбогенераторов на 5000 и более МВт. И все-таки вопрос о возможности сверхпроводимости при более высоких температурах не был снят. Действительно, крайне заманчиво полностью исключить 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 торопился открывать двери по дороге к «теплой» сверхпроводимости. Многие исследователи стали весьма пессимистично смотреть на это дело. И вдруг в конце 1986 года мир облетела сенсация; швейцарские ученые Дж. Беднорц и К. Мюллер сообщили об открытии сверхпроводимости у керамики лантан-барий-медь-кислород

при температуре выше —243 °С. В физических лабораториях ряда стран немедленно были предприняты попытки повторить эксперименты швейцарцев. Как выяснилось, они не ошиблись. Больше того, вскоре пришли сообщения из Японии, США и Китая о сверхпроводимости керамики лантан-стронций-медь-кислород при температуре —233 °С. Аналогичные результаты были получены в нашей стране.

В феврале 1987 года американские исследовательские группы (Хьюстонский 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 (Физический институт АН СССР) планка рекордной сверхпроводимости была поднята еще выше. Сверхпроводимость в керамике на основе иттрия, приготовленной в

ФИАНе, начиналась при —171 °С. Интенсивное исследование новых материалов расширило их перечень. Стало ясно, что открыт обширный класс керамик с удивительными свойствами. В США и в СССР были обнаружены неустойчивые 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

Мерилендского университета удалось создать материал, который устойчиво оставался сверхпроводником при многоразовом использовании при температуре около —20 °С. Оригинальный материал состоит из иттрия, стронция, бария и окиси меди. Так процесс появления сверхпроводимости, перешагнувший за несколько месяцев сначала порог гелиевых (—269 °С) и водородных (—252,8 °С) температур, затем неоновых (—246 °С), наконец, азотных (—196 °С),

приблизился к «морозцу» домашнего холодильника. Между тем ситуация использования сверхпроводимости в энергетике коренным образом меняется, если надо поддерживать низкую температуру уже не на гелиевом, а хотя бы на азотном уровне: эффективность 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 сообщили о керамике, в которой при температуре плюс (!) 58 °С наблюдалось резкое падение сопротивления хотя и не до нуля, но тем не менее до величины меньшей, чем у самой чистой меди. Подобные наблюдения то и дело повторяются в различных лабораториях мира. Так что есть основания считать сверхпроводимость явлением универсальным, которое может реализовываться при самых разных температурах. Ученые считают, что получение сверхпроводящей керамики по широте применения

и своему значению можно приравнять к созданию полупроводников и лазеров: они, как известно, вторглись во многие области науки, техники, медицины и культуры. Исключительная важность нового научного события в физике получила подтверждение также тем, что Дж. Беднорцу и К. Мюллеру за их пионерскую работу была присуждена Нобелевская премия. Нетрудно себе представить, как высокотемпературная сверхпроводимость может повлиять

на развитие электроэнергетики. Скажем, на передачу миллиардов киловатт-часов из Канско-Ачинского, Экибастузского и других отдаленных энергокомплексов. Сверхпроводимая кабельная линия, имея сравнительно небольшое сечение, позволит перебрасывать на тысячи километров колоссальные потоки энергии практически без потерь. А вернее сказать, с потерями, настолько малыми, что они не идут ни в какое сравнение с тем, что пожирают

традиционные воздушные ЛЭП даже сверхвысокого напряжения. Причем, оторвавшись от гелиевых температур, такая кабельная линия становится ненамного дороже существующих дальних электропередач. К тому же появляется возможность сократить число ступеней преобразования напряжения, что тоже благоприятно скажется на экономике энергетики. И еще. Для наиболее рационального использования энергоресурсов в единой системе электроснабжения обязательно

должно быть как бы пассивное звено — аккумулятор энергии. Иначе в часы пик электростанции вынуждены работать на пределе возможного, а в иное время суток — с явной недогрузкой. Таких «накопителей» желательно иметь примерно 10—15% от генерирующих мощностей. Долгое время из всех возможных методов «заготовок» электричества впрок находили применение только гидроаккумулирующие станции, у которых, откровенно говоря, немало недостатков: низкий

КПД (60—70%), неблагоприятное воздействие на окружающую среду и, конечно, зависимость от географических условий — не всюду для такого обширного «хранилища», да еще с постоянно меняющимся (и сильно) уровнем воды найдется место. Ведь агрегаты гидроаккумулирующих станций ночью обычно работают как насосы, перекачивая воду в верхний бьеф, а в моменты пиковых нагрузок сбрасывают ее, пропуская через себя накопленный запас и давая в сеть энергию. Сверхпроводниковый индуктивный накопитель, в котором энергия аккумулируется

в виде магнитного поля, имеет явные преимущества, особенно если он «высокотемпературный». Его КПД достигает 98%, он экологичен и занимает сравнительно небольшую территорию. Масштабы экономии электроэнергии за счет массового применения «теплой» сверхпроводимости могут быть столь велики, что, по-видимому, встанет вопрос о радикальном пересмотре сложившейся стратегии развития топливно-энергетического комплекса. Однако в данном случае успех — вопрос не только изобретательности,

но и времени. Не следует забывать, что между лабораторными открытиями и промышленными образцами, да еще поставленными на поток, существует немалая дистанция, которая пролегает, можно сказать, по пересеченной местности. *** Но никакие ухищрения техники пока, увы, не избавляют сжигание угля в топках паровых котлов от одного из главных пороков этого способа получения электроэнергии — от его неэкологичности. Между 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 незначительными, сливаясь в общий поток, могут становиться катастрофичными, нарушать сложившееся в природе равновесие. Например, велик ли выхлоп одного автомобиля? А все вместе в большом городе они способны настолько отравлять воздух, что в некоторых городах мира регулировщикам на перекрестках не обойтись без кислородного аппарата.

Еще губительнее для окружающей среды целого региона бывает чрезмерная концентрация в нем промышленных предприятий, в том числе тепловых электростанций. Первоначально на базе открытых угольных разработок КАТЭКа предполагали построить 10 мощнейших ТЭС. На каждой ежегодно в отвалы будет уходить 1,2 млн. т золы и шлака. Достаточно несложных арифметических действий (умножить на 10 и еще на множество лет работы трудолюбивой бригады всех предполагаемых ТЭС), чтобы прийти в ужас от того будущего, которое может ожидать

край кристально чистых озер и девственно зеленой тайги. Экологи изучили также воздействие на окружающий лес газообразных отходов электростанций. В принципе он же прекрасный очиститель атмосферы. Но и на нем, как выяснилось, начинает угнетающе сказываться присутствие электростанции, если мощность ее достигает миллиона киловатт. Стало ясно, что окружающая природа при всех своих замечательных восстановительных

свойствах не выдержит выбросов десяти труб. Ведь каждый энергоблок современной крупной электростанции ежечасно выбрасывает через дымоходы более 4 млн. м3 отходящих газов, содержащих примерно 1 тыс. т углекислого газа, 4 т вредных соединений азота и серы. Все эти исследования и легли в основу рекомендации ученых: сократить в КАТЭКе число предполагаемых «миллионников», а отработанные угольные карьеры обязательно рекультивировать посадками лесов. Экологическая проблема отнюдь не специфично сибирская.

Она касается всей страны. Наибольшую опасность представляет загрязнение воздуха в городах и их окрестностях. Понятно, что «вклад» тепловых электростанций, работающих на угле, здесь значителен. Скажем, общий выброс двуокиси серы превысил 20 млн. т в год. Ее основной источник — ТЭС, использующие высокосернистые угли. Сернистые соединения распространяются на значительные расстояния, приводят к возникновению кислотных

дождей, 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 некоторых еще хуже. Утешение, конечно, слабое — суть не в нем, а в том, что проблема приняла общепланетарное значение. В США ежегодно выбрасывается в атмосферу около 150 млн. т вредных веществ.

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 итоге если в начале 80-х годов в атмосферу Европы поступало от сжигания угля примерно 60 млн. т. двуокиси серы, то в 90-х эта принудительная нагрузка новой угольной эры превысит 70 млн. т. Причем несмотря на то, что за последнее время многие западноевропейские

страны приняли меры для сокращения выбросов серы. К сожалению, экономические факторы пока не позволяют перейти и на энергоносители, менее загрязняющие окружающую среду. Существенно также, что двуокись серы легко переносится ветром через границы государств и, таким образом, проблема становится международной. Впрочем, почти у каждой страны хватает своих экологических 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 деревьев. Но Англия не может винить в этом своих соседей. Главные виновники — британские электростанции, работающие на угле. Их выбросы в атмосферу серы в последнее время увеличиваются на 200 тыс. т в год. Усилиями ученых разных стран разработаны методы борьбы с коварным противником, но говорить о победе

преждевременно. В Японии и США для очистки от оксидов азота отходящих газов тепловых электростанций используют платино-ванадиевые катализаторы и аммиак. Это очень дорогие установки, а срок службы катализаторов незначителен. В СССР для той же цели применили дешевый полукокс, приготовленный из бурого угля. В принципе метод оправдал надежды ученых, но пока он находится на стадии испытания опытно-промышленных

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 парадоксальная идея: использовать ресурсы угля, не пользуясь углем. В принципе-то идея уголь без угля не нова. Еще на рубеже XVIII и XIX столетий в Англии были сконструированы приборы для получения светильного газа из угля.

А вскоре огни газовых фонарей зажглись на улицах Лондона, Парижа, американского Балтимора, 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. Почти столетие продолжалось триумфальное шествие газового освещения по разным

странам, пока его не вытеснила электрическая лампочка. Но газовые заводы не закрылись. Поныне во всем мире на них вырабатывают из угля газ. И у нас тоже, особенно вблизи от крупных залежей угля — в Донбассе, Кузбассе и Караганде. Это, конечно, облегчает людям быт, но не освобождает атмосферу от загрязнения. К тому же для газовых заводов уголь надо, как обычно, добывать и перевозить.

А нельзя ли получать 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 станций много преимуществ: высвобождается большое количество рабочих,

отпадает необходимость в добыче угля, в его перевозках, не нужно вынимать пустую породу и занимать большую территорию под терриконы. Наконец, электростанции меньше загрязняют атмосферу, поскольку в их топках сжигается горючий газ, а не уголь. К сожалению, газификаторам при этом приходится терпеть и ряд совершенно неприемлемых вещей. Невысок КПД. У получаемого газа низкая теплота сгорания. Потери в недрах велики — до 20%. Да и постройка станции сложна и трудоемка.

Видимо, поэтому они и не получили пока распространения. Многие ученые считают, что новую главу в истории использования угля может открыть принципиально иная технология: химическое преобразование его в жидкое топливо. Теоретически процесс хорошо известен. Он заключается в добавлении водорода 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 направлениям. Во-первых, начиная с 70-х годов нефть на мировом рынке сильно подорожала (правда, в последние годы опять несколько подешевела). Во-вторых, что особенно важно, советские ученые предложили ряд оригинальных способов переработки твердого топлива в жидкое. Один из них требует энергии и затрат существенно меньше,

чем все прежние технологии. И стоимость конечных продуктов ниже. Кроме того, вся аппаратура герметична, действует в замкнутом цикле. В основе технологической схемы лежит обработка угля парами органического растворителя при очень высокой температуре. Значительная часть угля превращается в газовый экстракт. Его нетрудно отделить от твердого остатка. Несложно также извлечь и растворитель для повторного использования.

После обогащения водородом и охлаждения получается готовый продукт, близкий по своим свойствам к нефтяному мазуту. Он содержит очень мало серы (сотые доли процента) и может использоваться как котельное топливо. На базе Березовского месторождения в Канско-Ачинском бассейне новая установка способна давать в сутки 75 т искусственного мазута. Энергетической программой СССР предусмотрено производить 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 энергетического топлива, всех проблем современной энергетики он тоже не снимает. Вряд ли мы сможем примириться с лунными кратерами, остающимися на месте отработанных карьеров, с бесконечной

чередой тяжеловесных угольных эшелонов, перебрасываемых за тысячи километров, с кислотными дождями, 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, реалистичнее задаться иным вопросом: если не только уголь, то чьим будет другое плечо, на которое сможет надежнее всего опереться наша энергетика?

АКТИВНАЯ ЗОНА Сначала вдали появилась серебристая башня — градирня, похожая на шахматную ладью. Она стояла за поселком энергетиков. За ней — вторая. Потом, когда дорога сделала петлю, те же башни стали крупнее. Теперь они были как бы за Доном: излучина реки, обширный зеленый луг, а за ним — серебристые гиганты, в которых охлаждали воду. Обогнув поселок, шоссе вылетело к маленькой железнодорожной станции и, свернув

около нее в строну, понеслось асфальтированной стрелой дальше — мимо молодых сосен. Они мелькали справа. Слева же бежала стальная колея — однопутка. Удивительнейшая железная дорога! Прежде всего, поражала то ли заброшенность ее, то ли неосвоенность. Она выглядела так, будто, испытав пригодность новой линии, ею почему-то перестали пользоваться. Однако это предположение сразу отпало, поскольку вдали раздался гудок тепловоза, а вскоре появился

и он сам с прицепом пассажирских вагонов. Это был обычный, явно не переполненный пригородный поезд. Он исчез вдали, мигнув напоследок красными огоньками последнего вагона. Затих перестук его колес, и впечатление заброшенности линии вернулось. Между шпал сквозь светло-серый, почти не замаранный 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 железнодорожных линий, по которым громыхали нескончаемые вереницы вагонов, груженных углем, или цистерн с мазутом. Стрелки, светофоры, маневровые тепловозы, сцепщики, осмотрщики, ремонтники 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 зеленая трава между шпалами. Вот остались позади последние деревья, и огромные 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 электростанции. Еще полвека назад ядерная физика была «чистой» наукой, которая не могла иметь (так казалось даже тем,

кто ею занимался) практического значения. В 1933 году в одном из писем великий английский ученый Э. Резерфорд, предложивший планетарную модель атома и осуществивший первую искусственную ядерную реакцию, писал: «Превращения атомов представляют исключительный интерес для ученых, но мы не можем управлять атомной энергией, в такой степени, чтобы это имело какую-нибудь коммерческую ценность. И я считаю, что вряд ли мы когда-нибудь будем способны это сделать».

Через год его итальянский коллега Э. Ферми обнаружил, что при бомбардировке урана нейтронами образуются радиоактивные элементы. А еще пять лет спустя молодые советские физики Ю. Б. Харитон и Я. Б. Зельдович теоретически показали возможность осуществления цепной реакции деления ядер урана-235 и даже сделали ее расчет, установив таким образом принципиальную возможность ее осуществления. Тогда же двое других советских ученых — Г. Н. Флеров и

К. А. Петржак открыли самопроизвольное деление ядер урана, а также то, что поток нейтронов, возникающий при этом, может вызвать цепную реакцию. Когда подсчитали энергию, которая в состоянии выделиться при расщеплении 1 кг урана, то она оказалась равной той, что получают при сжигании 2500 т угля. И наконец, всего через 20 лет после тех прорывов научной мысли в область неизведанного атомный реактор маленькой электростанции в Обнинске, что находится на северо-востоке

Калужской области, привел в действие турбогенератор, который дал в систему Мосэнерго свой первый ток. Так ядерная энергия была поставлена на службу людям. До этого, 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 открытия великие ученые века. Ф. Жолио-Кюри, А. Эйнштейн, Н. Бор, Э. Ферми незримо присутствовали в стенах этой электростанции — прямой наследницы их идей. Присутствовали рядом с советскими физиками, во главе с их признанным лидером И. В. Курчатовым. Да, это была маленькая электростанция: скромный турбинный зал, небольшие по нынешним масштабам турбогенераторы. И при всей ее сенсационности голос

Обнинской АЭС, раздавшийся через девять лет после грохота Хиросимы, казался еще безнадежно слабым. Многим представлялось, что его отзвук в виде большой серии крупных предприятий принципиально новой энергетики еще очень нескоро раскатится по всему свету. Между тем ее голос был услышан во многих странах. Атомная энергетика стала развиваться довольно быстро.

У нас опыт первой АЭС на какое-то время определил выбор даже типа реактора. Дело в том, что в основе действия АЭС лежит принцип делении ядра урана-235 (или плутония-239), когда в него попадает нейтрон. При этом ядро разваливается на два осколка, испуская два-три своих нейтрона. В определенных условиях такой процесс самоподдерживается: образовавшиеся нейтроны вызывают деление следующих ядер и т. д. Идет цепная реакция. Осколки ядер, отталкиваясь друг от друга, поскольку они

заряжены одноименно, разлетаются в противоположных направлениях. Электрические силы отталкивания, разгоняя их до весьма больших скоростей, создают ту энергию, которая, передаваясь другим атомам, быстро растрачивается, переходя в энергию беспорядочного теплового движения молекул среды, в которой происходит деление. Растраченная и рассеянная энергия осколков идет, таким образом, на нагревание этой среды. Для нормальной работы теплового реактора нужен также замедлитель

нейтронов. В качестве такового в Обнинске был принят графит. Теплоносителем стала вода. Она, кстати, тоже хороший замедлитель и дешева. Такой реактор не требует прочного металлического корпуса (а значит, и завода, где эти корпуса надо делать). Внутри графитовой кладки проделаны сквозные каналы, в которые заложены урановые стержни. В стержнях идут процессы 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 нейтроны. Вдвинув их в реактор до конца, в нем можно полностью остановить процесс ядерного деления.

Удачный опыт Обнинской станции определил установку на некоторых последующих, более мощных АЭС — Белоярской, Ленинградской, Курской и Чернобыльской — реакторов (усовершенствованных, конечно) именно такого же типа. Мощностью они обладали уже несравненно большей — до 1 млн. кВт (1000 МВт). К этому времени с ними вступили в соревнование реакторы принципиально другого типа — так называемые водо-водяные энергетические (ВВЭР). У них свои преимущества: высокая заводская готовность, компактность,

меньшая трудоемкость при монтаже на месте. Это соревнование стимулировало технический прогресс. Наши ВВЭР получили широкое распространение в СССР и в других странах. Реактор заключен в стальной корпус и работает под высоким давлением. В этом корпусе и размещена активная зона, т. е. множество тепловыделяющих элементов-стержней (твэлов), заполненных таблетками из спеченной двуокиси слабообогащенного урана.

Еще одна особенность ВВЭР. Вода, нагретая в реакторе до 320 °С и ставшая радиоактивной, дальше замкнутого контура не уходит. Она передает тепло через стенки многочисленных труб другой воде — нерадиоактивного контура, доводит ее до кипения, и уже отсюда обычный сухой пар под давлением поступает в турбины. Таковы машины Нововоронежской АЭС. На ней первой стали устанавливать такие. Хотите посмотреть атомную электростанцию? Пошли. …За каждым ее блоком выстроился ряд огромных трансформаторов.

Со своими растопыренными изоляторами они похожи на каких-то фантастических 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 четвертый блоки: хорошо испытанные реакторы стали серийными, размеры сохранились те же, а мощность — 440 МВт. Пятый: 1000 МВт. Чтобы попасть в центральный зал одного из блоков, туда, где расположен реактор, нужно пройти довольно сложную процедуру. Все начинается с раздевалки. Здесь сотрудники, которым предстоит работать в «грязной зоне», надевают хлопчатобумажные комбинезоны, колпаки, похожие на поварские, нитяные перчатки и специальную обувь.

Все белое. Получив у дозиметриста кассету с рентгеновской пленкой внутри (контроль радиации), минуем длинный, хорошо освещенный коридор. Белые одежды, 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 по рабочим местам. Первое, что здесь поражает, — это ощущение простора. Высокий потолок, размах стен и пола, выстланного все тем же белым пластиком. Посреди зала возвышается массивный красный колпак — металлическая защитная крышка реактора. Под ней, в каких-нибудь 15 м ниже пола, идет таинственная и грозная реакция деления ядер урана. Стремительный поток нейтронов замедляет обычная вода — из

Дона. Она же уносит тепло, чтобы выработать пар. В стороне — лестница. Спустимся по ней двумя этажами ниже. Коридор кольцом охватывает реактор. Низкий потолок. Массивные металлические двери с рычажными запорами. Это помещение здесь называют палубой. За дверями — боксы, в которых находятся главные циркуляционные насосы. Боксы действительно напоминают тесные корабельные отсеки.

Кроме обычного освещения, тут горят зеленые лампы дозиметрического детектора. До активной зоны реактора — не более 6 м. Если радиация здесь превысит безопасную норму, вместо зеленого загорится красный сигнал и раздастся тревожный звонок. Насосы гонят в реактор целую реку воды. О любом изменении в его работе и в радиационной обстановке вокруг него немедленно становится известно на пульте управления.

Поднимемся и туда. Просторное помещение. Почти во всю ширину его собственно пульт в виде длинного стола с наклонной поверхностью, на которой расположены ряды кнопок, рукояток, переключателей. Во всю стену перед пультом — схемы циркуляционных петель. Рядом — приборы, регистрирующие температуру и давление воды в петлях. Простым нажатием кнопки информационно-вычислительной машины инженер-оператор может получить 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 широкой бумажной ленте печатного устройства. Мощность реактора регулируется подъемом и спуском кассет с ядерным топливом. В случае аварийной угрозы группа кассет автоматически в течение считанных секунд будет выведена из

активной зоны. В каждой такой кассете — множество циркониевых трубок, твэлов с таблетками обогащенного урана. На самом видном месте перед пультом управления — табло, которое здесь называют круг. Это тоже схема. Так расположены кассеты в реакторе: белыми шестиугольниками обозначены неподвижные кассеты, красными — подвижные. Достаточно набрать шифр любой из них, чтобы тотчас светящееся окошко сообщило, как высоко она поднята в реакторе. Заданный режим его работы поддерживается автоматически.

С этим отлично справляется электронный помощник. Когда же нужно изменить режим, инженер-оператор прибегает к ручному управлению. Многолетний опыт эксплуатации Нововоронежской АЭС доказал надежность и экономичность реакторов ВВЭР. Здесь киловатт-час электроэнергии обходится дешевле, чем на многих обычных тепловых 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 образом 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 странах. Они работают буквально во всех климатических поясах. На Кольском полуострове — в суровых условиях Севера, на Украине, в Калининской области. Надежность тех же реакторов проверена годами эксплуатации АЭС в Болгарии, Венгрии, Чехословакии, Польше, Германской

Демократической Республике, Финляндии. По подсчетам венгерских специалистов, себестоимость электрической энергии построенной у них АЭС на 20% ниже, чем импорт из других стран, на треть ниже, чем с Дунайских ГЭС, на 10% меньше, чем с теплоэлектростанций, работающих на местном угле. АЭС можно строить именно в тех местах, где нужна энергия, что уменьшает ее потери при передаче. А обычные ТЭС приходится строить ближе к месторождениям топлива, особенно если это твердое топливо.

Кстати сказать, не всегда тепло надо перерабатывать 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 Восточной Сибири построил атомную теплоцентраль, которая обеспечила район и теплом, и электричеством.

Советский Союз один из первых начал сооружать промышленные атомные станции теплоснабжения, так сказать, атомные котельные: в Горьком и в Воронеже. Обе — по 500 МВт. Для обеспечения полной безопасности на них применены три контура с теплоносителем вместо обычных двух. Первый отводит тепло из активной зоны реактора и нагревает теплоноситель второго контура, который не контактирует с реактором и потому нерадиоактивен.

Далее нагревается третий контур, несущий тепло потребителю. Давление в нем превышает давление во втором, 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-энергетический баланс всей страны она вносит всевозрастающий вклад. Еще в 1980 году ее доля приближалась к 6%. Пять лет спустя она достигла 11%.

Как вы помните, основные ресурсы нефти, угля, газа находятся в азиатской части страны, далеко на востоке, тогда как 4/5 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 строительства в

СССР крупных АЭС. Атомная энергия стала технически освоенным и конкурентоспособным ресурсом. Она вошла в жизнь человечества. Около трех десятков стран располагают собственными АЭС. А всего в мире уже действует или строится более 400 реакторов. В энергетике ряда стран они играют ведущую роль. В Швейцарии на их долю приходится больше трети всей производимой энергии.

Они выгодны во многих отношениях. Прежде всего, полностью независимы от местонахождения урановых рудников благодаря компактности ядерного горючего и продолжительности его использования. Наверное, поэтому в Бельгии каждый второй киловатт-час электричества тоже производится на АЭС. Конечно, они требуют, чтобы поблизости был крупный источник воды для охлаждения реакторов (можно даже морской), но такой же источник необходим любой тепловой электростанции.

Чем мощнее блоки АЭС, тем они экономичнее. Не случайно во Франции они уже дают больше 2/3 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 энергетика доказала, что из всех альтернативных источников 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 увеличению числа АЭС (особенно в первой половине 80-х годов). Правда в последнее время портфель заказов атомных монополий на строительство новых реакторов несколько похудел — отчасти под давлением противников АЭС, а главным образом из-за бурного распространения в промышленности энергосберегающих технологий.

Энергия атома Ни одна область современной науки и техники, включая космонавтику и кибернетику, не развивалась столь бурно и не порождала стольких надежд и стольких опасений. Впрочем, опасения вызывают и другие современные достижения технического прогресса, будь то космонавтика, использование сверхвысоких давлений или токсичных химических веществ. Научно-техническая революция дает в руки человека все более совершенные и мощные орудия труда, но одновременно

требует повышения культуры их использования, иного уровня технического мышления. Так уже не раз бывало в истории цивилизации. Скажем, в конце XVIII — начале XIX столетий существовала мощная оппозиция железным дорогам, к которым относились как к виновникам многих бед. Но технический прогресс не остановить. Люди привыкли к поездам и пользуются ими. Просто возникавшие острые проблемы стремились решать, и это,

как правило, удавалось. Конечно, в АЭС тоже заключены не одни достоинства и выгоды. Проблемы есть. И наверное, первая среди них — безопасность. Она включает в себя разные аспекты, в том числе вопросы обращения с отходами атомных предприятий. Действительно, как быть с ними? Их количество стремительно растет по мере развития атомной энергетики. Они уже сегодня причиняют немало хлопот. А к 1995 году, по подсчетам ученых, только западные страны

накопят около 55 тыс. т отработанного, но все еще обладающего радиоактивностью ядерного горючего. К концу же века его наберется 125 тыс. т. Куда девать эти отходы? На такой острый вопрос людям желательно получить приемлемый ответ. А не тот, который несколько лет назад пытались дать в некоторых западных странах. Да, там полностью изолировали радиоактивные отходы в контейнерах и отправляли на длительное хранение,

в буквальном смысле слова — на века. Но куда? Герметичные контейнеры сбрасывали 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 контейнеры или железные бочки с отходами укладывают в бетонные «саркофаги».

Такой, например, огромный склад находится в Бретани, на северо-западе Франции, где атомная энергетика особенно развита. Но он уже переполнен. Новый решено создать 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 тоже закроют и будут держать под неослабным наблюдением еще лет 300, пока не распадется основная

масса радиоактивных элементов. Проблема осложняется тем, что бетонные контейнеры как предполагают ряд ученых, «имеют тенденцию трескаться по истечении некоторого времени согласно законам эволюции материалов, которые 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 плутония выделяют в виде твердого вещества, чтобы снова использовать

на АЭС. В Англии, ФРГ и Японии вслед за Францией тоже перерабатывают часть радиоактивных отходов. Созданы автоматизированные заводы, где весь производственный процесс идет без участия людей. С годами предполагается мощности таких заводов увеличить. У нас в стране часть радиоактивных отходов захороняют в глубокие слои земли. Есть такие районы, где подземные слои гарантируют связывание и длительное безопасное хранение ядерных

осколков. 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 компактнее раз в сто. А отходящие газы попадают в лабиринт системы очистки, минуя десятки фильтров.

Жидкие отходы хранить особенно неудобно. Их перемешивают с цементом или с асфальтоподобными веществами. Когда этот своеобразный раствор застывает, то превращается в монолитные блоки. Так экономится место в хранилищах и создается дополнительная защита, которая уменьшает и без того мизерную возможность выхода в почву радиоактивных частиц. В СССР разработан еще одни 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 характер. Советские энергетики сотрудничают с коллегами из Японии, из других стран, а также с Международным 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 2/3 атомных электростанций, работающих сегодня в разных странах мира. Аналогичная ситуация сложится и в нашей стране. Но остановить реакторы — полдела. Нужно полностью обезопасить отжившую АЭС. Как? Вариантов немного. Первый. Хранить станцию целиком, не трогая, пока не снизится уровень радиоактивности реактора в результате естественного распада опасных веществ, удалив при этом все жидкие теплоносители

и некоторые радиоактивные материалы. По общим затратам этот вариант, как ни странно, самый дорогой. Второй. Частичный демонтаж оборудования — только с высокой радиоактивностью. Это нечто среднее между первым и третьим, предусматривающим полный демонтаж АЭС и освобождение площадки для нового строительства. Последний был бы, наверное, наиболее выгоден, хотя сразу требует больших затрат и больших складов для

размещения радиоактивных отходов. Но повторное использование площадки надо надолго откладывать. За последние годы в разных странах остановлено более сотни исследовательских реакторов и десятки энергетических. Как выяснилось, при хорошей подготовке такие сложные операции вполне можно проводить, не подвергая персонал воздействию высоких доз облучения. Наиболее труден демонтаж металлического 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 персонала. В общем, накопленный опыт показывает, что вывод АЭС из эксплуатации — сложный и продолжительный процесс. Он требует разработки специального оборудования, основательной подготовки и немалых затрат: на демонтаж уходит примерно десятая часть того, во что обычно обходится сооружение новой

АЭС. Поэтому наряду с разработкой более эффективных методом вывода АЭС из эксплуатации ученые ищут пути продления срока службы реакторов за счет совершенствования строительных конструкций, топливных элементов и замены отдельных узлов. Один из наиболее рациональных путей — периодическая модернизация и ремонт активного оборудования на действующих электростанциях. Но, разве до того, как

АЭС отслужила свой срок, проблема безопасности не существует? Разве ее paбота не содержит в себе фактора повышенного риска для людей и окружающей среды? Да, опасность есть. Хотя атомная энергетика в принципе доказала, что это наиболее чистый способ производства анергии. Вспомните миллионы тонн золы, которые окружают современные электростанции, работающие на угле; вспомните выбросы окислов 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, ученые и конструкторы делают все, чтобы предотвратить возможность аварий и их губительных последствий. 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, любой переход к новой технике всегда увеличивал потенциальную опасность для человека. Разве не бывало взрывов паровых котлов, поражений электричеством, 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 — осколков, продуктов деления ядер урана.

До тех пор пока они находится внутри твэлов, в герметичной упаковке, внутри реактора и другого изолированного от внешней среды оборудования, никакой опасности для человека не существует. Всегда есть некоторая доза облучения, которую все мы получаем от естественных источников, хотя бы от космических лучей, пробивающих частично защитную броню земной атмосферы. Это так называемый естественный радиационный фон.

Свой вклад в него вносят природные радиоактивные вещества, содержащиеся в земле, воде, воздухе. Так вот, близость АЭС повышает эту обычную дозу для окрестного населения меньше чем на 0,01. За год человек, живущий неподалеку 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 сравнения: 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 речной воде, ни в почве, ни в воздухе. Ряд отмеченных за это время всплесков каждый 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 Нововоронежской АЭС, заключили Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой.) Понятно, что, если в случае, скажем, аварии прекратится или нарушится охлаждение активной зоны, может произойти разгерметизация оболочек. Тогда радиации открыта дорога за пределы реактора и даже за пределы станции.

Это и имеется в виду, когда говорится о потенциальной опасности. Ученые, конструкторы, машиностроители, эксплуатационники всеми силами стремятся во что бы то ни стало устранить любую возможность (даже, казалось бы, маловероятную) подобной угрозы. Они предварительно рассчитывают аварийную ситуацию, которая, так сказать, предположительно может произойти. Допустим, разрыв циркуляционного трубопровода, по которому перемещается радиоактивная вода.

Причем берется в расчет разрыв мгновенный, двусторонний, при котором труба через оба конца начнет фонтанировать. Случай, конечно, маловероятный. Тем не менее в проектах АЭС предусматривается автоматическая локализация и такого события. Обязательно устанавливается аварийная система охлаждения с высоконапорными насосами, с автономной системой электропитания из трех собственных агрегатов. Если станция вдруг потеряет связь с энергосистемой, ее

насосы не окажутся без тока, принудительное охлаждение обязательно сработает, и расплавления активной зоны не произойдет. Плюс ко всему сам реактор заключен внутрь железобетонной оболочки. Иными словами, контролируемое и мирное использование 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 плановой остановки реактора начали эксперимент с турбиной.

Мощности реактора оставалось едва 7%, когда она снова начала расти. Чтобы беспрепятственно завершить эксперимент, дежурный отключил аварийное охлаждение реактора. Мощность то снижали, то поднимали. Началось интенсивное образование пара. Реактор стал неуправляем. Активизировалось взаимодействие пара с циркониевыми оболочками твэлов. Стал скапливаться водород. Последовал его взрыв. За ним — второй.

Разворотило реактор. Разрушило и само здание четвертого блока, начался пожар. Правда, цепная реакция, к счастью, прекратилась. Все эти подробности стали известны позже, когда правительственная комиссия расследовала причины чернобыльской трагедии. А тогда на спасение станции первыми бросились пожарные. Им удалось справиться с огнем. Три остальных блока

АЭС тут же остановили. Между тем взрывы выбросили сгустки радиоактивных частиц и пара на километровую высоту. Их подхватил ветер и понес. Да не только на окружающую местность — еще дальше. А так как вскоре ветер стал меняться, то радиоактивное заражение как бы веером покрыло довольно широкую зону. Кроме того, поскольку реакторы в Чернобыле с графитовым замедлителем, то во время взрыва куски графита разбросало по территории станции. Над реактором поднималось малиновое зарево, а из его жерла

истекал белый в несколько сот метров столб продуктов горения графита. Каждая его частица несла в себе радиоактивность. Обстановка была сложной. Обычная скорость горения графита примерно 1 т/ч. В четвертом блоке его было заложено около 2,5 тыс. т. Следовательно, за время горения радиоактивность могла распространиться на большие территории. При этом радиационная обстановка позволяла вести эффективные действия 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 развивалось так, как это бывает во время стихийных бедствий: спасение пострадавших, 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 законсервирован в «саркофаге» — сложном инженерном сооружении, где предусмотрены и вентиляция с фильтрами, и охлаждаемая плита под реактором, и необходимые 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 техники? В данном случае тоже нет. Это не первая авария за 30 лет атомной энергетики. Хватало их и до Чернобыля. По данным главного счетного управления конгресса США, с 1971 по 1984 год в ряде стран произошла 151 авария на

АЭС, причем в понятие аварии входит «значительный выброс радиоактивных материалов или воздействие их на людей». Некоторые 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 года — почти 200 тыс. литров загрязненной радиоактивными веществами воды из переполненного хранилища отходов реактора в

Монтиселло вытекло в реку. Март 1979 года — крупнейшая авария на АЭС «Тримайл айленд» в Пенсильвании близ Гаррисберга: перестала действовать система охлаждения второго реактора, начал скапливаться водород, затем он взорвался; последовал выброс в атмосферу радиоактивного газа, следы которого были зарегистрированы на значительной территории — вплоть до штата Мэн на северо-востоке страны, т. е. примерно в 900 км от аварийной станции.

А тем временем частично расплавился защитный слой реактора; на другой день в реку Саскуэханну было выпущено около 1,5 млн. литров зараженной радиоактивной воды; 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 атмосферу

Канада, 1983 год — на АЭС недалеко от Торонто и вблизи озера Онтарио вышел из строя реактор, 20 минут продолжалась утечка радиоактивной воды — по тонне в минуту. Все это время цепная реакция в реакторе продолжалась, так как он не был остановлен автоматической компьютерной системой отключения. Великобритания, октябрь 1957 года — пожар в первом реакторе ядерного комплекса Уиндскейл на северо-западе страны. Реактор пришлось одеть в бетонный «саркофаг».

Радиоактивное облако повисло над северной Англией и Шотландией, затем его понесло на Скандинавию. В том же году пожар вспыхнул в реакторе ядерного завода в Селлафилде на берегу Ирландского моря; произошел сильный выброс радиации в юго-восточном направлении — на Лондон и Западную Европу; с той поры на этом заводе было зарегистрировано более 300 разных аварий. Март 1986 года — на АЭС в Дангинессе (графство Кент) внезапный взрыв и выброс в атмосферу радиоактивного

газа. Май того же года — пожар на АЭС в Хейшем (графство Ланкашир). ФРГ. Май 1980 года — на АЭС в Хамме (Северный Рейн-Вестфалия) выброс радиоактивного газа в атмосферу 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 дорого платить за технический прогресс. При использовании любой новой и сложной техники никто не может говорить об абсолютной надежности и безопасности. Но остановить прогресс нельзя. В 1979 году 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 прорывались плотины ГЭС? При этом гибли люди, гидроэнергетика терпела огромный ущерб. Но никто не требовал отказаться от нее. В Мексике не так давно погибло несколько сот человек от взрыва

газгольдера. Это не стало причиной закрытия тепловых электростанций, работающих на газе. Угольные шахты тоже небезопасное место. Как известно, обвалы и взрывы метана с трагическими последствиями отнюдь не редкое там явление. Но угледобыча продолжает 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 выгодность, надежность и безопасность, только лишь выходит из периода становления,

который был и у железных дорог, и у авиации, и у нефтехимии. И наша страна, нужно сказать, прошла этот период в общем-то достойно. Как это ни парадоксально, но чернобыльскую аварию отчасти породило именно многолетнее относительное благополучие в этой отрасли. Не случайно эксперименты с турбиной четвертого блока начали, не посоветовавшись ни со специалистами атомщиками, ни с научным руководителем, ни с главным конструктором, ни с проектантом.

Словом, так, как некоторые энергетики привыкли делать на других обычных электростанциях. Причина чернобыльской аварии (вряд ли она единственная) — не только техническая. Она и в потере бдительности, в недостаточной технической культуре некоторых попавших в атомную энергетику людей, в их слабой профессиональной подготовке, а то и попросту в разгильдяйстве. Но ведь проявление 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 развивается. Хотя, конечно, требуются дополнительные меры, чтобы обеспечить безусловную надежность АЭС, чтобы никакая случайность не приводила к аварии.

После Чернобыля на всех наших водно-графитовых реакторах установлены дополнительные поглотители нейтронов. Чтобы вывести один поглотитель из активной зоны, нужно не менее часа. А их в каждом реакторе — 81. Модернизировано управление защитой: стержни, гасящие нейтронный поток, теперь можно опустить не за 18 секунд, как раньше, а гораздо быстрее, т. е. при необходимости «торможение» реактора происходит практически мгновенно. В стране созданы еще два учебно-тренировочных центра, где

имитируют аварийные ситуации, обучают и экзаменуют персонал станций. Новые АЭС начинают оснащаться реакторами ВВЭР следующего поколения, у которых есть специальные ловушки топлива на случай его расплавления. В таких реакторах при чрезмерном росте давления внутри защитной оболочки оно сбрасывается через систему фильтров. Небезынтересно привести здесь данные о «степени риска» (есть такой научно обоснованный показатель) разных типов электростанций.

Это данные экспертов Международного агентства по атомной энергии. Так вот, при производстве электроэнергии для обеспечения миллиона человек в течение года степень риска составляет: для станций, работающих на газе — 0,6 единицы; для АЭС — 1,6 единицы; для ГЭС — 5 единиц; для станций, работающих на нефти, — 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. Дело в том, что в реакторе АЭС «горит» только изотоп урана с атомным весом 235. А его в природном уране лишь 0,7%, т. е. всего 7 кг в каждой тонне. Оставшееся приходится на изотоп 238, который не может служить ядерным горючим. Вполне рентабельной считается добыча руды, содержащая 0,2% урана.

Выходит, чтобы получить килограмм полезного для АЭС изотопа, надо добыть 72 т руды. Впрочем, это все равно в десятки раз выгоднее (по количеству получаемой энергии), чем добывать каменный уголь. Но и уран-235 не весь выгорает в реакторах. Его в отработанных твэлах содержится достаточно. В результате получается, что АЭС практически использует ничтожную часть энергии, заключенной в природном уране.

Если эффективность реализации его ресурсов не повысится, то, согласно подсчетам специалистов, к концу нынешнего века может быть использована 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 эффективному потреблению природного урана.

Как? Искусственно производить ядерное топливо из «негорючего» сырья — из урана-238 или тория-232, запасы которых велики. В принципе искусственное производство ядерного топлива происходит и в реакторе на тепловых нейтронах. В нем уран-238 превращается в плутоний-239. Но совсем в небольшом количестве. Иное дело — в так называемом реакторе-размножителе на быстрых нейтронах. Это удивительное изобретение. Он производит ядерного горючего больше, чем сам потребляет!

Как это удается? Реактор загружают природным ураном, сильно обогащенным изотопом 235 или смесью урана-238 с плутонием, полученным с обычной АЭС. Когда быстрые нейтроны попадают в ядро урана-238, происходит несколько последовательно сменяющих друг друга реакций, в результате которых образуется новое делящееся вещество — плутоний-239. Это искусственно созданный в реакторе элемент. Природа не знает такого. Одновременно образуются плутоний-240 и плутоний-241, которые тоже можно использовать

как ядерное горючее в тех же реакторах на быстрых нейтронах. Так неделящийся уран-238 становится 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 дополнительно 400—700 г делящегося элемента. Однако выгоды энергетики от таких реакторов этим не ограничиваются.

При полном использовании природного урана становится рентабельной добыча очень бедных руд, и даже извлечение его из морской воды. Мировые ресурсы для АЭС как бы увеличиваются до громадной величины. Их уже может хватить не то что до следующего века, а на многие, многие столетия. Не случайно такие реакторы получили название размножителей, или бридеров. Создание промышленных АЭС с реакторами на быстрых нейтронах натолкнулось на немалые технические трудности.

Многие из них с успехом решены. У бридеров очень большая мощность в единице объема. Их приходится охлаждать не водой, а жидким металлом — натрием. А это опасный материал — химически очень активный. При контакте с воздухом горит, кроме того, бурно реагирует с водой — взрывается. Поэтому долго отрабатывалась технология безопасной работы с натрием.

Теперь недоверие к натрию преодолено — его применяют в бридерах и у нас, и в других странах. К сожалению, усложнение эксплуатации привело к ухудшению экономических показателей этих реакторов. Бридеры позволяют также вовлечь в топливно-энергетический баланс ресурсы тория-232, из которого 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 топлива 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 полуостров электричеством и каспийской водой, опресняя ее по 120 тыс. т в сутки. В шевченковском реакторе — три контура отвода тепла. Прямой контакт радиоактивного натрия с водой турбинного цикла исключается введением промежуточного

натриевого контура, где циркулирующий 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. Снизу в него нагнетается натрий. Вокруг корпуса — биозащита из железорудного концентрата, графита, стали и бетона.

Позже на Белоярской АЭС (Урал) был построен бридер посильнее — мощностью в 600 МВт. У него уже большая глубина выгорания, увеличились температура натрия на выходе из реактора, давление пара. То, есть это более совершенная машина. С учетом накопленного опыта у нас создают бридеры еще крупнее — мощностью 800 и 1600 МВт. Сегодня АЭС на быстрых нейтронах получают распространение и за рубежом — в Англии, Франции, ФРГ, Японии, США и других странах.

В будущем бридеры должны бы стать основой атомной энергетики и заменить реакторы на медленных нейтронах. Однако некоторые специалисты считают, что бридеры, сооружение которых обходится слишком дорого, будут широко использоваться только тогда, когда удвоится цена на уран. Пока он дешевеет. Временно? Ныне ясно одно: в ближайшие годы строящиеся у нас АЭС будут по-прежнему оснащаться реакторами большой мощности на медленных нейтронах.

А это значит, что угроза истощения запасов ядерного горючего будет продолжать висеть над атомной энергетикой подобно дамоклову мечу. *** Существует и совершенно иной принцип использования могучих сил, заключенных в атомном ядре. Не в процессе деления тяжелых элементов, а в ходе синтеза, слияния легких. Например, при столкновении и слиянии ядер дейтерия (изотоп водорода) образуется гелий. При этом энергии выделяется куда больше, чем у делящихся элементов.

Однако соединение легких ядер не происходит самопроизвольно. Эту реакцию надо «запустить», разогрев вещество до десятков и даже сотен миллионов градусов. Потому-то она и называется термоядерной. При такой высокой температуре электроны, окружающие ядра атомов, отрываются от них и вещество превращается в ионизированную плазму. В ней-то столкновение ядер и происходит с большой частотой и силой, а главное — с выделением колоссальной

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 течении долей секунды. Тогда может начаться самоподдерживающаясь реакция. Но достижимы ли такие условия? В человеческих ли это силах?

Готовы ли современные наука и техники 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», созданная в Институте атомной энергии имени И. В. Курчатова. Она похожа в принципе на полый бублик, внутри которого плазма должна удерживаться в пространстве

сильным магнитным полем. Но полностью пока проблема не решена и на «Токамаке». Нужно время. Возможности термоядерной реакции велики и заманчивы. Некоторые ученые даже считают, что с ее реализацией человечество как раз и обретет желанный 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 количестве.

Из тонны воды можно получить 34 г этого тяжелого изотопа водорода. К сожалению из-за больших сложностей такой синтез пока является лишь очень отдаленной целью научных разработок. Сейчас внимание исследователей больше направлено на топливную смесь дейтерия с тритием (радиоактивный изотоп водорода). Считается, что их взаимодействия добиться легче. Но тритий в природе встречается в ограниченном количестве.

Его приходится получать 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 ядерная 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 единственной его опорой. Но есть ведь и иные, как многие считают, не менее перспективные источники энергии. И земного, и космического происхождения. СОЛНЦЕ СВЕТИТ ВПОЛНАКАЛА Ясный день. Море света. Солнечные лучи буквально затопили

Землю. Их тепло радостно чувствуешь всей кожей, каждой клеткой. Но даже в такой момент не вполне осознаешь, что имеешь дело с самым, может быть, феноменальным явлением природы: на нашу планету непрерывно низвергается нескончаемый поток энергии. Вот же она та неисчерпаемая, без которой человечеству так не хочется представлять свое будущее. Она доступна всем и каждому. Ее практически сколько угодно.

Она экологична — ничего не загрязняет, ничего не нарушает, ни во что не врывается губительным диссонансом. Она дает жизнь всему сущему на Земле. Больше того, эта энергия даровая. В общем идеальная? Увы, при всех своих достоинствах (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 облака, оно так же время от времени от них освобождается. 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

которое обозначается единицей с 18-ю нулями — в 22 тыс. раз больше чем потребляет весь современный мир за то же время. При этом вклад солнечного излучения в топливно-энергетический баланс всех стран Земли ничтожен. Все по той же причине: невыгодно. В чем же дело? Очень уж рассеянным, неплотным потоком приходит 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 древнейших времен. Согласно легенде Архимед, находясь на берегу, уничтожил неприятельский римский флот под Сиракузами. 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 множества маленьких плоских.

Они были подвижными и фокусировали в одну точку отраженные солнечные лучи. Этот аппарат был способен в ясный летний день с расстояния 68 м довольно быстро воспламенить пропитанное смолой дерево. Позднее во Франции было изготовлено вогнутое зеркало диаметром 1,3 м, в фокусе которого можно было за 16 секунд расплавить чугунный стержень. В Англии же отшлифовали большое двояковыпуклое стекло, с его помощью удавалось расплавлять чугун за

три секунды и гранит — за минуту. В конце XIX века на Всемирной выставке в Париже изобретатель О. Мушо демонстрировал инсолятор — в сущности первое устройство, превращавшее солнечную энергию в механическую. Но принцип был тем же: большое вогнутое зеркало фокусировало солнечные лучи на паровом котле, который приводил 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-нагреватели, а в публикуемых статьях все громче напоминают о неиссякаемости нашего светила, рентабельнее они от этого не становятся и широкого распространения пока не получают: слишком дорогое удовольствие это даровое солнечное излучение. Впрочем, не всегда. Смотря как и для чего его использовать.

И это тоже понимали с древних времен: сушили на солнце фрукты, вялили рыбу. Впоследствии начали пользоваться теплицами для выращивания овощей. А в XVIII веке в Швейцарии построили так называемый «горячий ящик». Подобно нашим матрешкам, пять стеклянных ящиков вкладывались друг в друга с зазорами между ними в несколько сантиметров. Выставленные на солнце, они быстро нагревались благодаря свойству стекла пропускать коротковолновую

часть солнечного спектра и задерживать тепловую энергию, излучаемую нагретыми дном и стенками ящиков. Это была как бы солнечная ловушка. Впоследствии появилась масса вариантов «горячего ящика». В них укладывали котлы и черные трубки с циркулирующей водой, листы металла и разный изолирующий материал, а то и целиком овощные теплицы. Но принцип действия оставался 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 сельскохозяйственные 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 работали теплицы, внутри которых температура держалась от 8 до 25 °С тепла даже в те дни, когда на дворе бывал мороз —3—15 °С.

В 1938 году в Туркмении построили промышленный солнечный холодильник тоже трубчатого типа. Там до 100 °С нагревался водоаммиачный раствор, а холод получался в процессе последующего сжижения и испарения аммиака. При 40-градусной жаре в камерах этого холодильника удавалось снижать температуру до 5—6°С. Он работал и ночью, используя запасы аммиака, наработанного в течение дня. Кстати сказать, нагреватели трубчатого типа используют и в пасмурную 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 нагревательных устройств. У австралийцев поменьше, но тоже не единицы — десятки тысяч. Их серийно производят в США, Великобритании, Франции,

ФРГ, Нигерии, Мали, Сенегале. Американцы и австралийцы нагревают ими воду для бытовых нужд и плавательных 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 установки превращают соленую воду в пресную: выпариванием. Подобное сооружение в одной только деревне Авания близ города

Бхавнагар дает ежедневно 5 тыс. литров чистейшей питьевой воды. А «солнечные двигатели», приводящие в действие насосы оросительных систем? В сущности, это те же плоские трубчатые коллекторы, вырабатывающие пар несколько выше 100 °С, который приводит в действие турбины небольшой мощности. Их используют во многих странах Африки и Северной Америки — лет девять назад появились очень сильные насосы, способные перекачивать

до 10 тыс. м3 воды в сутки. В Румынии создали установки, монтируемые на крышах жилых домов и фабричных корпусов. Эти «лучеприемники» уже больше десяти лет работают на Бухарестском заводе тяжелого машиностроения, на хлебозаводе в городе Аджуд, их получили гостиницы черноморского курорта Мангалия и столичные кафе. Расходы топлива на отопление и горячую воду сократились наполовину.

А в Констанце появился первый жилой ансамбль, оборудованный солнечным агрегатом. В квартиры пошла горячая вода. Заводы начали серийный выпуск солнечных панелей. Их все шире используют в сельском хозяйстве. А вот привлекательное новшество курортно-гостиничного комплекса «Нептун» — экспериментальный солнечный домик. Это двухэтажная дача для семьи из четырех — шести человек.

На крыше — гелиоустановка: энергетический робот. Он греет воду, комнаты, запасает тепло впрок. Даже зимой при морозе —7 °С он обеспечивает горячей водой кухню и ванную, а также весь день — 18 часов — хорошо обогревает дом. Гелиоустановки в Румынии используют также для сушки древесины и приготовления асфальта. Чрезвычайно интересен мексиканский комплекс обеспечения энергией уединенной рыбацкой деревни на побережье Тихого океана. Оказалось очень выгодно самые разнообразные способы использования солнечной

энергии, обычно применяемые независимо друг от друга, свести в единую систему. Деревня Лас Барранкас лежит на полуострове Калифорния в пустынной местности с редкой растительностью. Население — 250 человек. Жилища строят из фанеры и соломы. Электричества не было, питьевую воду привозили издалека. Впрочем, Лас Барранкас не исключение: таких деревень на тихоокеанском 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 техническое масло и водяной пар, снабжает электричеством небольшую больничку и дома. Причем делает это и днем и ночью. Площадь коллекторного поля электростанции — 3 тыс. м2.

Конечно, жители деревни должны соблюдать определенный порядок пользования энергией. Но к нему быстро привыкли и не считают неудобством. Стало как-то само собой разумеющимся, что стиральными машинами (прежде их и в глаза не видели) следует пользоваться только днем, когда солнце в зените, а слушать радио и смотреть телевизоры лучше вечером. Небольшой дизель подстраховывает 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 сутки. Морскую воду сюда нагнетает насос, тоже работающий 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 рыбы специальная установка вырабатывает лед. При таком варианте блага цивилизации становятся 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 гелиоустановкам. На плато, в 200 км южнее столицы, тоже построена «солнечная деревня» на 1,5 тыс. жителей со всеми городскими удобствами. Продолжает развиваться малая гелиоэнергетика и у нас. К сожалению, неспешно. В Крыму на каменистом склоне Шархинского горного массива недалеко от алуштинского санатория «Утес» вот уже несколько лет работает

гелиостанция. Вырабатывает в жару холод и нагревает воду до 90 °С. Причем для переключения на тот или иной режим не требуется особой переналадки. А сами системы, по которым во все помещения идет тепло или холод (в зависимости от времени года), скрыто вмонтированы в пол и в потолок. То, что эта малая гелиоэнергетика может успешно работать не только в южных районах нашей страны, 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 пасмурную погоду и ночью. Солнечную ловушку «устраивает» и рассеянный свет.

А ночью тепло идет из «запасника». Площадь каждой такой панели — около 1 м2, мощность — больше 400 Вт. Их испытывали в разных климатических зонах страны — от Душанбе до Владивостока. Они, например, хорошо обеспечивают горячей водой межколхозный санаторий на берегу соленого озера Алаколь в Семипалатинской области. Даже в Якутии теперь работают эти солнечные панели.

Там лето хотя и короткое, но часто очень жаркое. И зимой немало ясных дней. Конечно, в самые холодные дни, да еще при низкой интенсивности инсоляции надо подключать дублирующие средства отопления. Но и в этом случае гелиоблоки берут на себя четверть расхода топлива. А разве такие панели не могут обогреть и снабдить горячей водой отдаленные жилища геологов, охотников, оленеводов? Гелиоблок нетрудно смонтировать 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 археологов, пастухов или на полевом стане. На худой конец, такие блоки могут работать в паре со страхующими котельными хотя бы ради экономии традиционных видов топлива. Как видите, у гелиоустановок и возможности не мизерные, и общий масштаб конечной продукции при массовом применении наберется немалый. Конечно, отопление, электричество, холод, кондиционированный 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? В полупустынной местности на 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 была полная: то, что походило на парус, изогнулось так, как надувается грубая холстина, наполненная ветром и удерживаемая корабельной мачтой с прикрепленными 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 металлургического комплекса «Солнце». Место для него выбрали, конечно, не случайно. В Узбекистане более 300 солнечных дней в году. Наивыгоднейшее место для использования лучистой энергии. Металлурги связывают с этим комплексом большие надежды. Именно солнечные печи, располагающие жаром без каких-либо посторонних примесей, в состоянии обеспечить

промышленный выпуск сверхчистых жаростойких материалов, которые иными 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 техники. Комплекс «Солнце» — сложнейшее инженерное сооружение. Зеркальные отражатели — гелиостаты — неотступно следят за светилом.

Их десятки. Они расположены, чтобы не затенять друг друга, в шахматном порядке на бетонных террасах. У каждого гелиостата — огромное зеркало площадью 50 м2, электрический привод, обеспечивающий автономность 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 перемещения зеркал автоматика. Она же обеспечивает работу плавильных печей в течение 8 часов, а то и десяти — летом.

Отраженные лучи солнца падают на «парус» — концентратор. Он их фокусирует на гелиоприемнике, который собственно и служит печью. Здесь, на седьмом этаже башни, возвышающейся перед «парусом», идет фантастическая плавка. Поток солнечного излучения «уплотняется» в десятки тысяч раз, отчего в фокусе температура может достигать 3000 °С. Из этой необыкновенной огненной купели выходят столь же необыкновенные материалы.

Степень их чистоты достигает шестой цифры после запятой, т. е. местная продукция содержит не более миллионных долей примеси. Это пока уникальное металлургическое предприятие — плод не только технической, но и художнической мысли. Все сооружения словно парят в воздухе. Такое впечатление подчеркивают легкие формы производственно-лабораторных зданий, витражи, переходы, повисшие над землей галереи, смотровые площадки, наконец, стальная решетка на фасадах, где расположены

экраны, защищающие служебные помещения от прямых лучей: Узбекистан все-таки. Комфорт в коттеджах поселка металлургов тоже обеспечивает здесь солнце. Оно даже время показывает на часах, которые украшают фасад конференц-зала. Первую плавку комплекс «Солнце» выдал в декабре (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 исключительно благоприятны для строительства крупных предприятий гелиоэнергетики, в том числе электростанций. Наш опыт в этой области невелик, но он уже есть. С 1988 года на Керченском полуострове работает Крымская солнечная электростанция. Кажется, самим здравым смыслом определено ее место. Уж если где и строить такие станции, так это в первую очередь в краю курортов, санаториев, домов отдыха,

туристских маршрутов; в краю, где надо много энергии, но еще важнее сохранить в чистоте окружающую 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. Хотя, казалось бы, чего еще надо пробовать, когда известен опыт строительства гелиостанций в других странах. Причем опыт не только положительный. На острове

Сицилия недалеко от известного своим неспокойным характером вулкана Этна еще в начале 80-х годов дала ток солнечная электростанция мощностью 1 МВт. Принцип ее работы тоже башенный. Зеркала фокусируют солнечные лучи на приемнике, расположенном на 50-метровой высоте. Там вырабатывается пар с температурой более 500 °С, который приводит в действие традиционную турбину с подключенным к ней генератором тока.

При переменной облачности недостаток солнечной энергии компенсируется паровым аккумулятором. Неоспоримо доказано, что на таком принципе могут работать электростанции мощностью 10—20 МВт, а также 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. Несколько иного типа электростанция в

Альмерии на юге Испании. Ее отличие в том, что сфокусированное на вершину башни солнечное тепло приводит в движение натриевый круговорот (как в атомных реакторах на быстрых нейтронах — помните?), а тот уже нагревает воду до образования пара. У такого варианта ряд преимуществ. Натриевый аккумулятор тепла обеспечивает не только непрерывную работу электростанции, но дает возможность частично накапливать избыточную энергию для работы в пасмурную погоду и ночью.

Мощность испанской станции имеет всего 0,5 МВт. Но на ее принципе могут 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 традиционных тепловых электростанциях. Больше того, тепло можно использовать в двух ступенях агрегатов. Такой принцип работы заложен еще в одном варианте солнечной электростанции, разработанном в

ФРГ. Ее мощность тоже невелика — 20 МВт. Подвижные зеркала по 40 м2 каждое, управляемые микропроцессором, располагаются вокруг 200-метровой башни. Они фокусируют солнечный свет на нагреватель, где помещается сжатый воздух. Он нагревается до 800 °С и приводит в действие две газовые турбины. Затем теплом этого же отработавшего воздуха 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 других 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 странно, 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, стоимость вырабатываемой обеими СЭС электроэнергии оказалась в 10 раз дороже по сравнению с обычными способами ее производства. Крымская СЭС строилась, понятно, не без учета всего международного опыта. Сегодня она дает ток, и это — главное. Кроме того, здесь испытывается в работе новое отечественное оборудование, прежде всего надежность различных систем и элементов гелиостатов.

Ведь еще недавно они были всего лишь лабораторными моделями и вот в крымской степи, на голой, как ладонь, равнине Керченского полуострова, стали промышленной продукцией, отдача которой в виде электричества поступает в энергосистему Причерноморья. Идет работа, идут оценки. Пока они, надо признать, не в пользу солнечных электростанций: сегодня эти сооружения все еще относятся к наиболее сложным и самым дорогостоящим техническим методам использования гелиоэнергии.

Нужны новые варианты, новые идеи. Недостатка в них нет. С реализацией 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 гигантского масштаба потребления энергии. Разные группы ученых примерно одинаково оценивают угрожающий верхний предел. Необратимые последствия, утверждают они, наступят, если потребление энергии превысит

сегодняшний уровень примерно в сто раз. На первый взгляд кажется, что нам до серьезной угрозы бесконечно далеко. Но это не так. Ведь ученые говорят о последствиях необратимых, т. е. о тех, которые уж и исправить невозможно. А еще исправимые, но вполне ощутимые человечеством неблагоприятные последствия «теплового загрязнения» могут наступить гораздо раньше. Упускать этого из виду никак нельзя. Вывод же ученых таков: на определенном этапе развития цивилизации крупномасштабное использование экологически

чистой солнечной энергии становится просто необходимым. Это не значит, что у гелиоэнергетики нет противников. Вот их резоны: из-за низкой плотности солнечного излучения установка аппаратуры для его улавливания приведет к изъятию из землепользования огромных полезных площадей, не считая крайней дороговизны оборудования и материалов. Один из советских специалистов, академик

Ж. И. Алферов не видит здесь какого-то тупика. Для удовлетворения энергетических потребностей нашей страны, например, достаточно, считает он, построить солнечную электростанцию (возможно, где-то в среднеазиатских районах) с площадью полупроводниковых преобразователей света, равной квадрату 100×100 км. И это при невысоком КПД (10%) серийных преобразователей, выпускаемых сегодня промышленностью. Да, наиболее привлекательно, по мнению ученого, использование фотоэлектрического 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 полупроводники обладают феноменальным свойством: они способны без посредников преобразовывать световую энергию в электрическую. Иными словами, могут быть прямыми поставщиками тока. Луч света, пройдя через них, становится электричеством!

Увы, лишь частично. В этом их с практической точки зрения слабая сторона. Правда, это не помешало в 30-х годах академику А. Ф. Иоффе — тогдашнему главе советских физиков — дальновидно высказать мысль о перспективности применения полупроводниковых фотоэлементов в солнечной энергетике. Между тем рекордный КПД этих материалов тогда не превышал 1%, т. е. в электричество 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 угодно». Конечно, добывать солнечную энергию не надо. Но какое большое количество полупроводника с низким КПД надо употребить, чтобы заиметь в своем распоряжении весьма скромный приток электричества! Новый импульс развитию этого направления в науке дали кремниевые фотоэлементы, первые образцы которых

имели КПД уже около 6%. Треть века подобные батареи — основной источник энергоснабжения космических аппаратов. Однако там площадь солнечных панелей составляет всего десятки квадратных метров. А тут, в гелиоэнергетике, речь идет о квадратных километрах, которые нужно покрыть 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 предлагалось

строить на высоте 36 тыс. км над Землей солнечные электростанции (цепочку из 60 спутников) и передавать энергию с помощью пучка токов сверхвысокой частоты? Проект выглядел весьма привлекательно, особенно во времена «нефтяного кризиса» в западных странах. Но результаты подсчетов стоимости 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 пустынь? Еще сравнительно недавно считали, что фотоэлектрический метод пригоден лишь для создания автономных систем питания в труднодоступных районах, а в широкой практике — для часов, радиоприемников, телевизоров, маяков, отчасти для электромобилей. В разных странах создано даже целое семейство последних. В солнечные дни они способны развивать скорость до 100 км в час.

В США несколько лет назад построили гоночный вариант такой машины — она без особых затруднений пересекла Австралию, известную изобилием ясных дней. Совершенствование производства полупроводникового кремния, создание новых типов фотоэлектрических преобразователей кардинально изменили положение. Когда у лабораторных образцов кремния КПД достиг 18%, в практике стали широко использоваться элементы с КПД 12—14%. За какие-нибудь 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 квалификации. Хорошо используется как прямое, так и рассеянное солнечное излучение.

Систему преобразователей нетрудно составлять из различных модулей, создавая установки практически любой мощности. В последние годы созданы солнечные батареи из кристаллического кремния с КПД 27%. Но они по-прежнему дороги. Гораздо дешевле аморфный кремний. Первый имеет толщину 100 микрон. А некристаллические 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 заметно 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 легированием кремния другими веществами.

Элемент с КПД 13% имеет три слоя: два — из фторированного сплава аморфного кремния, в третьем — добавка германия. Впрочем, некоторые ученые убеждены, что решение проблемы — в снижении стоимости более долговечного кристаллического кремния. Однако другие видят успех в переходе на иные материалы. Фотопреобразователи на основе арсенида галлия — арсенида алюминия достигли КПД 30%. Это открывает хорошие перспективы создания мощных солнечных электростанций, если такого же

качества достигнут и промышленные образцы. Так же реально в сотни и тысячи раз сократить занимаемую фотоэлементами площадь, концентрируя солнечные потоки. Некоторое удорожание из-за усложнения конструкций с лихвой компенсируется повышением их эффективности. Пока этому мешает перегрев элементов. Специалисты считают, что, когда удастся поднять у серийно выпускаемых фотоэлементов КПД до 25% (при концентрации света в 500 раз), эффективность гелиоэнергетики станет сопоставима

с эффективностью атомных электростанций. Пока же предстоит еще долгий путь, прежде чем удастся вырабатывать из солнечных лучей электроэнергию, сравнимую по стоимости с производимой за счет традиционного сжигания ископаемого топлива. Разумеется, нереально в таких условиях рассчитывать хотя бы в обозримом будущем перевести всю энергетику нашей страны, а тем более мира на гелиотехнику. 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 экологии солнечная энергия действительно идеальна, поскольку 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 отшибе, обязательно махала своей дырчатой вертушкой ветряная мельница. Впрочем, почему же не счесть? А статистика на что?

Согласно ее данным, в России до революции было около 250 тыс. крестьянских 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 смысле даже кормилицами. Они ежегодно перемалывали в муку более 3 млрд. пудов зерна. Для того времени 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 меньше, чем современные ветродвигатели. А ветряные мельницы в Нидерландах? Неотъемлемая часть пейзажа, как каналы, дамбы и протоки. Эти трудолюбивые вертушки даже дарили голландскому крестьянину землю: откачивая воду с затопленных территорий, они отвоевывали их у наступающего моря и превращали в культурные сельскохозяйственные угодья.

К концу XIX века в маленькой Дании тоже крутилось 30 тыс. ветряных мельниц. Надо думать, и в испанской истории они не были редкостью, раз великий Сервантес отправил сражаться достопочтенного Дон Кихота именно с ними. В общем силу ветра ценили и умели использовать с давних времен и во многих странах. И все-таки сначала паровая машина, затем двигатель внутреннего сгорания, а позже 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 этот 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 неустанно стремится уравнять атмосферное давление между отдельными районами земного шара. А перемещение воздушных масс — это полноценная механическая энергия, способная выполнять полезную работу: приводить в движение механизмы, напрямую вырабатывать электрический ток, минуя нагрев

парового котла. Общий ветроэнергетический потенциал Земли раз в 30 превышает годовое потребление электричества во всем мире. Понятно, что возможности использования этого вида энергии в различных местах нашей планеты неодинаковы. Чтобы заставить работать большие или малые установки, ветер должен дуть постоянно и с достаточной силой. С какой именно? Для нормальной работы полезных устройств скорость ветра не должна в среднем за год

падать ниже 4—5 м/с: иначе агрегаты 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 конструкции ветродвигателей и способы их регулирования 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 берегам морей и океанов, в просторных степях, в тундре,

в горах. Поэтому именно эти места наиболее благоприятны для всевозможного использования энергии ветра. Насколько велики возможности ветровой энергии в приморских районах мира, говорят следующие подсчеты. Западная Европа, береговая линия которой превышает 20 тыс. км, в состоянии получать с нее более триллиона киловатт-часов электроэнергии в год. Не многим меньше может быть «урожай» Северной Америки. О Советском Союзе, имеющем прибрежную полосу очень большой протяженности, и говорить

нечего: тут потенциальные ресурсы 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 обратно — с остывших склонов. Эти ветры сильнее всего летом, особенно в ясную погоду. Горы на Земле также достаточно распространены. Хребты и возвышенности пересекают всю

Евразию с запада на восток — от Атлантики до Тихого океана, от Испании до Вьетнама. А высокие Кордильеры с бесчисленным множеством отрогов тянутся с севера на юг вдоль обеих Америк. Через территорию СССР горные кряжи пролегают и в широтном, и в меридиональном направлениях. По ориентировочным прикидкам, общее количество технически уловимой ветровой энергии в нашей стране не менее 10 млн. МВт среднегодовой мощности. Используя лишь небольшую ее часть, можно было бы полностью

обеспечить энергоснабжение СССР. Причем обеспечить энергией возобновляемой, экологически чистой, т. е. ни в коей мере не загрязняющей окружающую среду. За чем же дело стало? Почему бы нам всей мощью современной индустрии не устремиться на покорение именно этой стихии? Может, как раз в содружестве с ней удастся решить важнейшие проблемы энергетики? Увы, пока нет. Очень уж изменчива эта стихия. И далеко не всю ее при существующем уровне техники можно

реализовывать. Даже теоретически «законные» потери ветродвигателей составляют почти половину энергии воздушного потока. На практике они, понятно, еще больше. Непостоянство скорости ветра — потери. Преобразование механической энергии 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 экономически 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 Северного моря соорудили «Гровиан-1» — первенец большой ветроэнергетики страны, как о том писали газеты. Мощность первенца — 3 тыс. кВт (3 МВт). Он способен обеспечить энергией 250 односемейных домов или сэкономить в год 3,5 тыс. т жидкого топлива. Мало того, погода в тех местах гарантирует этому двигателю режим наибольшего благоприятствования поздней осенью и в начале зимы, как раз тогда, когда потребности в энергии особенно велики.

И наоборот, времена затишья — в основном летом — совпадают с периодами сокращения потребления. Все хорошо. Но диаметр двухлопастного колеса этого ветряка — 100 м. Высота опоры, на которой крепится двигатель, — 100 м. В верхнем положении лопасти достигают высоты шпиля башни Кельнского собора, а это около 150 м. В общем габариты современного небоскреба.

Чтобы приводить во вращение такую махину, выполненную по последнему слову техники из достаточно дорогих материалов, нужна среднегодовая скорость ветра, не меньшая чем 8 м/с. Чтобы увеличивать мощность таких машин, надо наращивать размер их лопастей, т. е. утяжелять конструкцию. Но тогда для нормальной их работы потребуется еще большая скорость. Значит, сузятся районы их использования и сократится суммарное количество полезной энергии.

Получается заколдованный круг. Кроме того, непостоянство силы ветра, оставаясь основным препятствием к широкому применению крупных ветродвигателей, требует надежной аккумуляции энергии между затишьями. Но существующие 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 двигателем в запас, — в смолотой муке, в заготовленных 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 удовлетворения этих потребностей чаще всего вполне достаточны как раз маломощные ветряки. Не случайно именно они получили пока наибольшее распространение. В США, с их большой территорией, с протяженной береговой линией и обширными горными областями, всячески

поощряется строительство малых ветроустановок в 1,5 кВт. Их покупают многие фермеры и владельцы небольших домов, живущие на окраинах городов. Разумеется, там, где благоприятен ветровой режим. В ФРГ в последнее время тоже проявляют большой интерес к малым ветрякам. На одном из Северо-Фризских островов в течение многих лет работает установка для опреснения морской

воды. Прежде питьевую воду доставляли сюда на танкерах с материка. Непостоянство ветров здесь не помеха. Когда ветер особенно свеж, удается создавать хороший запас воды, которого вполне хватает на время штиля. Вообще в прибрежной части Северного моря довольно высока среднегодовая скорость ветра. Потому-то этот район считается в ФРГ самым подходящим для строительства ветроэлектростанций.

На острове Пельворм даже создан специальный полигон для испытания агрегатов разных конструкций. Мощность их — не более 10 кВт. Такие же генераторы тока испытываются и в горах Швабской Юры. Там полигон, расположенный практически на самом высоком месте горного хребта, тоже не испытывает недостатка в ветре, хотя скорость его поменьше, чем на побережье. Одна установка вырабатывает за год больше 20 тыс. кВт•ч электроэнергии.

Этого вполне хватает, чтобы обеспечить потребности в ней небольшой горной деревушки, где живут пять семей. С каждым годом все больше ветряков используют на Кубе. Небольшие электрогенераторы там работают во многих животноводческих хозяйствах. Правда, в некоторых из них сохраняются и дизели. Но это больше для страховки — на всякий случай. Уже немало стран на Земле, где характерный пропеллер на вершине ажурной мачты стал неотъемлемой частью

пейзажа. Компактные, несложные в обращении, они несут свою полезную службу там, куда большой энергетике пока не дотянуться. Они, конечно, далеки от решения проблем промышленности, но зато очень облегчают быт множеству людей. На земном шаре сейчас эксплуатируются сотни тысяч ветроустановок. Но пожалуй, ни в одной стране нет таких возможностей для широкого и эффективного использования неиссякаемой энергии ветра, как у нас. И дело не только в огромных потенциальных ресурсах.

О них вы уже знаете. Большие территории, где интенсивно развивается сельское хозяйство, нередко удалены от энергетических центров — тянуть к ним высоковольтные линии невыгодно. Да и потребности 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 довольно широко используются при механизации подъема воды в отгонном животноводстве ряда хозяйств Российской Федерации, Туркмении, Казахстана. Именно благодаря этому новшеству им удалось 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 выше. Использование групповых водопроводов обходится вдвое дороже, передвижных электростанций (дизельных) — более чем в 4 раза, а подвозка воды автоцистернами — раз в 10! В Астраханской области многие колхозы и совхозы располагают десятками ветроустановок.

Причем в каждом хозяйстве все такие агрегаты обслуживает один разъездной механик. Здесь механизированной подачей воды обеспечены многие стада коров и овец. При всем этом возможности ветроэнергетики используются явно недостаточно. Сейчас в сельском хозяйстве страны только на отгонном животноводстве требуется механизировать подачу воды из десятков 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 пустынных и полупустынных зонах и для осушения заболоченных участков. Много новых земель, в первую очередь в степном Казахстане, Туркмении, можно вовлечь в сельскохозяйственный оборот, если применять дешевые способы опреснения воды. 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 использовать в Арктике — там, где маленькие поселки удалены друг от друга порой на сотни километров. Ведь для обогрева в тундре нередко и сейчас топят старинные печки-капельницы. Бригада оленеводов или рыбаков ежегодно сжигает бочек пятнадцать солярки, которую к тому же довольно сложно к ним доставлять. У нас серийно выпускаются автоматизированные ветроэнергетические установки

мощностью от 4 до 18 кВт. Они работают в Антарктиде на советских научно-исследовательских станциях, на Кольском полуострове, в заполярном Усть-Янском районе, в поселках Депутатский и Мамонт — на прииске старателей, на мысе Тэрпэй-Тумса, омываемом студеными водами моря Лаптевых. Практика показала, что в Якутии, например, очень нужны ветряки для питания промежуточных станций радиорелейных

линий. Тогда отпадает надобность тянуть электропередачи на высокие сопки, где стоят ретрансляторы. Применение ветродвигателей, безусловно, выгодно 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. Правда, для этого его надо сделать более прочным. Почти постоянно дующий ветер дает здесь возможность не только полностью удовлетворить бытовые потребности населения в электроэнергии и тепле, но и использовать крупные агрегаты в промышленных целях. Строят же в последнее время в Дании, не имеющей иных промышленных источников энергии, по 200 ветряков в год мощностью до 100 кВт. А всего их в этой стране уже насчитывается около 1,5 тыс.

Да и в Швеции существует целая сеть ветроэлектростанций. А ведь у нас в Прибалтике, Арктике, Сибири и на Дальнем Востоке ветровая обстановка не менее благоприятна для развития энергетики. Конечно, тут чрезвычайно важен выбор оптимальных 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 линиях насчитывается десятки тысяч опор, которые обходятся не намного дешевле, чем ветродвигатели. Нет никаких технических препятствий для реализации самых грандиозных проектов строительства больших кустов ветроагрегатов. Кстати сказать, в последние годы существенно увеличились их надежность и число

модификаций для разных условий эксплуатации. Американские инженеры, например, сконструировали ветровой генератор с вертикальными роторами. Они вращаются наподобие ярмарочной карусели. По своей эффективности этот генератор превосходит лопастные втрое. У него нет 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 видите, и от урагана может быть вполне ощутимая польза. Но как быть с непостоянством воздушных потоков? 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 выяснилось, нет тупика.

Ветродвигатель может сам себя 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 затишья работой резервного двигателя, работающего на этом газе. Но не только. Излишки водорода можно транспортировать в другие районы как готовое к употреблению, универсальное топливо.

Нет топлива, равного ему. Он может заменить какой угодно вид горючего в самых разных сферах человеческой жизни — в быту, энергетике, на транспорте. Его можно хранить практически в любом количестве — в сжатом, сжиженном и даже в твердом виде (гидриды металлов). Он легко транспортируется по обычным газопроводам. Электролиз — наиболее доступный метод для получения водорода из воды.

Он имеет большие преимущества перед ископаемым топливом. Теплота сгорания водорода почти в три раза выше, чем у бензина, а энергии для его воспламенения требуется в 15 раз меньше. Это делает его особенно выгодным в двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах. При сжигании водорода продукты горения абсолютно безвредны. Даже 10-процентная добавка водорода к бензину снижает содержание токсичных веществ в выхлопных газах,

экономит горючее на 25—40% и повышает КПД двигателя. Добавление водорода к дизельному топливу может уменьшить загрязнение воздуха в городах и крупных промышленных центрах, особенно в глубоких карьерах, где работают большегрузные самосвалы. В апреле 1988 года в воздух поднялся первый в мире самолет на водородном топливе. Это были испытания экспериментальной машины Ту-155.

В хвостовой части его пассажирского салона был оборудован специальный отсек для баков с жидким водородом. В общем этот горючий газ — идеальное топливо будущего. Не случайно к нему приковано внимание специалистов. Однако вернемся к ветроэлектростанциям. Опыт и расчеты показывают, что при определенных условиях стоимость энергии, выработанной ими, оказывается не выше, чем у тепловых станций равной мощности.

Совершенствование конструкций ветроагрегатов, применение новых аккумулирующих устройств, наконец, параллельная и совместная работа с электростанциями других типов значительно расширяет возможности ветроэнергетики. Но пока она занимает скромное место в топливно-энергетическом балансе нашей страны, да и всего мира. Вряд ли в ближайшем будущем ее доля в силу чисто технических причин резко увеличится, как бы всем нам этого ни хотелось. ЕСЛИ ВКЛЮЧИТЬ ОКЕАН История судоходства полна описаний штормов, выносивших порой

печальный приговор отличным мореходам. Но ведь все эти описания — нескончаемый рассказ о том, как втуне, без пользы для человека, 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 поля паковых льдов.

А сколько заключено энергии в тропических зонах Мирового океана! Ведь он буквально впитывает в себя солнечные лучи, проникающие до сотни метров в глубь его вод и разогревающие их местами до 30 °С и более. Причем разогревающие постоянно, так как те зоны практически не знают смены времен года. В общем Мировой океан, с какой стороны на него ни взгляни, — это океан энергии. К сожалению, большая ее часть прежде почти не использовалась человеком.

И сегодня то, что отсюда достается людям, подобно крохам с богатого стола. Как же запрячь в полезную работу, скажем, грохочущий прибой или хотя бы череду волн? Ведь они буквально вездесущи. Без них почти невозможно себе представить морской берег. Паузы полного штиля так редки. Румынские ученые провели в Черном море опыты с установками для преобразования морских волн в электроэнергию.

Один тип — это полый плавучий буй с открытым дном, прикрепленный к дну на сравнительно небольшом удалении от 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 стационарной микроэлектростанции. Внешне она похожа на ящик, установленный на опорах на небольшой глубине. Волны проникают в ящик и приводят в действие турбину. И здесь тоже для работы достаточно совсем небольшого волнения на море.

Даже волны высотой в 20 см зажигали лампочки общей мощностью 200 Вт. И такие вот прибойные малютки могут нести очень полезную службу. Скажем, обеспечивать энергией морские бакены, освещать причалы, волноломы. Тут проблема — в надежности техники, постоянно подвергающейся ударам волн и воздействию соленой воды. Но в принципе перспективы широкого использования энергии морских волн, как считают специалисты, благоприятны.

Миниатюрные преобразователи мощностью менее киловатта уже размещаются на светящихся буях навигационных служб некоторых стран. В Великобритании, США и Японии изучают возможности создания крупных волновых установок. Международным агентством по энергетике испытаны турбины, работающие на сжатом воздухе. Их помещали в специальный 80-метровый буй, внешне напоминающий 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 турбогенераторы. Но наиболее выгодными оказались системы устройств, работающих как насосы. Они заполняют морской водой аккумулирующие бассейны на небольшой возвышенности для последующего производства электричества, как это делается на ГЭС. Напорной водой можно снабжать также опреснительные установки. При благоприятном рельефе прибрежной полосы эти бассейны позволяют сбалансировать объем производства

электроэнергии и спрос на нее. Такое водохранилище площадью 500×500 м и глубиной 4 м в состоянии в течение почти двух месяцев покрывать потребности в энергии небольшого поселка с населением в тысячу человек. 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 аккумулирующую камеру, либо непосредственно в турбогенератор. *** В океане довольно близки бывают слои воды, контрастные по температуре. Первым предложил получать энергию за счет разности температур в поверхностных и глубинных слоях морей один французский изобретатель. Это было еще в 80-х годах прошлого века. Но тогда никто всерьез не принял оригинальную идею.

Исследованиями по ее реализации занялись почти сто лет спустя. Сегодня эффективную в принципе технологию преобразования термальной энергии океана можно считать освоенной. Уже не первый год работают экспериментальные установки в Тихом океане — у Гавайского архипелага и на экваториальном острове Науру. Разность температуры воды на поверхности и на километровой глубине составляет в тех местах 22

°С. Каждая установка — это конденсатор, испаритель, насос и турбина, работающие в замкнутом цикле. Через соединяющие 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 возвращается обратно

в конденсатор. Электроэнергия поступает к потребителю. Береговая установка на острове Науру не имеет коммерческого назначения. Ее цель — исследования: опробование конструкции, проверка монтажа, режимов работы, изучение экологической безопасности, испытание эффективности теплообменников. Но она питает электричеством энергосистему острова.

Мощность станции невелика — 100 кВт. Она ежечасно перекачивает по 1400 т горячей и холодной воды. На работу насосов, подающих нагретую воду (30 °С), затрачивается 27 кВт, а холодную (8 °С) — 40 кВт. Есть и другие расходы самой установки. 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 электростанций, работающих на угле и нефти. «Критическая» температурная разность, начиная с которой эти установки становятся рентабельными, составляет 20—22 °С. В Мировом океане таких мест более чем достаточно. Правда, только в тропиках. Не случайно отсчет следующего поколения океанских термических электростанций

— мощностью в 1000 кВт — начала Индия. Первая такая станция построена несколько лет назад близ атолла Каваратти — главного в Лаккадивском архипелаге, расположенного в Аравийском море недалеко от южной оконечности полуострова Индостан. В некоторых случаях эти преобразователи выгоднее эксплуатировать в открытом океане. Но там лучше получать не электричество, которое оттуда трудно передавать, а топливо, разлагая воду

на водород и кислород. В таком случае целесообразным становится строительство плавучих установок. Подобная установка, смонтированная на американском 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 преобразователе термальной энергии океана мощностью 400 МВт. Такой потребует специальной платформы размером с пять футбольных полей.

Он должен будет перекачивать 10 млн. т воды в час. Окажется ли такое сооружение весом в 200 тыс. т рентабельным, покажет время. Пока несомненно одно. Существующие преобразователи работают, дают энергию из постоянно возобновляемого природного источника. Накапливается полезная информация о работе таких установок и о воздействии их на окружающую среду. Впрочем, ими тоже не исчерпываются энергетические возможности акваторий планеты.

*** Океанские «реки». Они широки, глубоки, длинны. У них есть свои водяные берега, водяные ложа, русла и, конечно, скорость течения. Последняя, как вы понимаете, нас и интересует. Это ведь они, течения, случается, доставляют бутылочную почту с края на край Земли или везут на себе потерпевших кораблекрушение или «катают» на льдинах по всему 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 них никакого проку. Вспомните: именно теплому Северо-Атлантическому течению Европа обязана своим мягким климатом — ведь даже Баренцево море (юго-западная его часть) никогда не замерзает, хотя и находится во владениях Северного

Ледовитого океана. Есть и другие течения, оказывающие благотворное влияние на климат больших 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 Пассатного течения проникает в Карибское море и Мексиканский залив, вода возвращается оттуда в Атлантику через Флоридский пролив. Ширина течения становится минимальной — 80 км. При этом оно убыстряет свое движение до 2 м/с. Когда же

Флоридское течение усиливается Антильским, расход воды достигает максимума. Развивается сила, вполне достаточная, чтобы привести во вращение турбину с размашистыми лопастями, вал которой соединен с электрогенератором. Дальше — передача тока по подводному кабелю на берег. Материал турбины — алюминий. Срок службы — 30 лет. Ее постоянное место — под водой. Подъем на поверхность только для профилактического ремонта.

Ее работа практически не зависит от глубины погружения и температуры воды. Лопасти вращаются медленно, и небольшие рыбы могут свободно проплывать через турбину. А вот крупным вход закрыт предохранительной сеткой. Американские инженеры считают, что строительство такого сооружения даже дешевле, чем возведение тепловых электростанций. Здесь не нужно возводить здание, прокладывать дороги, устраивать склады.

Да и эксплуатационные расходы существенно 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 если принимать в расчет только те, что омывают континенты.

Скажем, Сомалийское течение в Индийском океане, несущее свои воды вдоль Африканского 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 Тихом океане! А Бразильское и Гвинейское в Атлантике! А Восточно-

Аравийское и Западно-Бенгальское у берегов Индии! А Куросио вблизи Японии! Перечень, разумеется, можно продолжить. Все это щедрая океанская энергетическая целина, ждущая освоения. Ну, а сегодня наиболее заметные шаги сделаны в покорении иных сил морской стихии. *** Такого еще не знали эти места. Впрочем, ничего подобного не было во всем мире.

Гидроэлектростанцию строили на берегу! Шум механизмов, вспышки электросварки, бетонные работы — все вроде бы как обычно, полный набор строительных работ. 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 путешественница перенесла дорогу, ее благополучно водрузили

на подготовленное заранее место. Так, в 1968 году первая в СССР приливная электростанция дала ток. Она была невелика — мощность всего 400 кВт. Но те, кто ее проектировал, понимали, что эта станция, кроме энергии должна дать еще нечто не менее важное — опыт строительства и эксплуатации подобных сооружений, опыт, который станет фундаментом других сооружений покрупнее. Но почему для всего этого затеяли стройку в явно экстремальных условиях за полярным

кругом? Неужели в Советском Союзе не нашлось более подходящего, а главное, более благоприятного по климату 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 канадском заливе

Фанди (17 м), в проливе Ла-Манш (до 15 м), а в Советском Союзе — в Охотском море (Пенжинская 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 вариант», на заливчик вблизи от Мурманска — крупного индустриального и портового центра.

Впрочем, не нужно думать, что в Кислой губе начинали совсем с нуля. К тому времени уже пустили ПЭС во Франции. Ее поставили в устье реки Ранс на побережье Ла-Манша у города Сен-Мало. Образованное 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 «лунная» энергия? Во время прилива заполняется резервуар позади плотины, которой перегораживают горловину 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 позволяет сдвинуть время работы этих электростанций из лунного цикла

в солнечный, в котором живет человек, и выдавать энергию ПЭС в часы пикового потребления. Этим как бы сразу убивают двух зайцев. Делают более выгодной саму ПЭС и экономичнее те тепловые станции, которые работают в паре с ней. 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 сделал реальными проекты строительства сверхмощных станций в узких заливах, расположенных в горле Белого моря. Одна из них — самая крупная — должна согласно замыслу отсечь 45-километровой плотиной 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 губах Охотского моря. Там потенциальные ресурсы приливной энергии оцениваются в 170 млрд. кВт•ч в год. Но пока это лишь проекты. Проекты строительства крупных

ПЭС существуют и в других странах. Скажем, в Великобритании — 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. кВ•ч электроэнергии ежегодно. США и Канада планировали грандиозное строительство в заливе

Фанди, вклинившемся между материком 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.

Однако сегодня по-прежнему много грандиозных проектов и лишь единицы реально работающих приливных станций. Да ведь и с использованием всех других энергетических ресурсов океана примерно такое же, как вы, наверное, заметили, положение. Однако продолжим поиск идеального и неисчерпаемого источника энергии. Чем еще богата наша планета? БАТАРЕЮ ГРЕЕТ… ВУЛКАН Место это удивительное. Даже для Камчатки, где привыкли ко всякого рода чудесам, где на удобренных вулканическим

пеплом огородах могут уродиться клубни картошки в 2 кг, где в ключах можно 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 Дачном вагончики и дома буровиков к середине зимы уже целиком утопают в сугробах. Соседи протаптывают друг к другу тропы по насту над крышами.

Даже каньон глубиной больше 50 м засыпает снегом доверху. Когда расчищали площадку под новую буровую, пришлось снимать столько снега, что в образовавшейся выемке уместился бы четырехэтажный дом. И из этой укрытой толстым белым покрывалом котловины, что раскинулась у подножия Мутновского в тысяче метров над уровнем моря, пронизанной колючим ветром и буквально арктическим холодом, повсюду вырываются фонтаны пара. Густой молочно-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 мощный гул, будто клокочет гигантский котел. Незамерзающие 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 вырываются пар, фонтаны горячей воды. Самый мощный из гейзеров — Великан — выбрасывает кипяток на 300 м вверх. А вся Долина полна шипенья, пыхтенья и каких-то совсем непонятных то громких, то вкрадчивых 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 Зеландии, Мексике, Чили, Конго, в Карловых Варах в Чехословакии, в США — в Йеллоустонском национальном парке, в Калифорнии, на Аляске. Кстати сказать, на языке коренных жителей Новой Зеландии маори эта страна именуется «Страной большого белого облака».

Здесь, в Долине гейзеров, среди зарослей древовидных папоротников из-под камней бьют струи пара и горячей воды. Не случайно любимое национальное кушанье маори — мясо или овощи, сваренные в кипятке гейзера. Столетия назад, вероятно, как на чудо взирали норвежские викинги на необыкновенную землю, исходящую шипящими струями воды, когда на своих судах впервые приблизились к берегам большого скалистого острова, названного позже Исландия. Давление, с каким вырываются на дневную поверхность фонтаны гейзеров, во

многих случаях немалое. Но ведь это же энергия, огромные запасы энергии! Термальные, как их называют ученые, подземные воды издавна привлекали к себе внимание людей. А когда бур геолога-поисковика стал проникать в землю все глубже, выяснилось, что таких вод гораздо больше, нежели думали прежде. Оказалось, что в любом месте стоит пробурить скважину поглубже, и вместо холодной воды из скважины потечет теплая, а потом и горячая — такая, что тронуть нельзя

В общем у нас под ногами — горячий океан. Разумеется, не моря и заливы из кипятка, а пористые горные породы, пропитанные им. Нагревается же вода в недрах Земли, как в самоваре. Известно, что в 3—5 км от поверхности земли горные породы нагреты до 100—150 °С. Ведь на каждые 33 м вглубь температура увеличивается в среднем на 1 °С. Можно ли добыть это тепло? Один из методов — создание подземного «горячего котла».

В принципе это две глубокие скважины, соединенные внизу. Расположенные на некотором расстоянии друг от друга, они могут соединяться бурением наклонных стволов или гидравлическим разрывом пласта, дроблением пород взрывом. Это означает, 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 энергии, чем ее придется затратить на закачку воды. Пар можно направить в турбогенераторы. Подземное тепло 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 специалистов, в земной коре (до глубины 7—10 км) аккумулировано тепло, общее количество которого в 5 тыс. раз превышает теплотворную способность всех видов ископаемого топлива на Земле. Так что время работы геотермальных электростанций можно считать практически неограниченным. Но наиболее заманчивы перспективы использования тепла

Земли в районах современного вулканизма. 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 мира построены как раз в таких районах. Их общая мощность — более 5 млн. кВт. Они несложны в монтаже и эксплуатации.

К тому же дают довольно дешевую энергию. Электростанция Мацуккава в Японии вырабатывает ток по цене на 20% ниже, чем обычные станции. Многие годы существует геотермальная электростанция Лардерелло в Италии. Точнее, первую экспериментальную установку здесь начали эксплуатировать еще в 1904 году, но производство электроэнергии наладили только спустя десять лет.

Впоследствии тут выросла одна из самых известных станций в мире мощностью около 400 МВт. Другая, тоже довольно крупная работает в Мексике. Но рекорд в этом отношении пока принадлежит США. Вдвое больше, чем в Италии, удается получать электроэнергии с калифорнийского месторождения сухого пара Гейзерс. Подземное тепло дает электричество и на Азорских 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 пара. 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 природный пар, он-то и крутит турбины уже почти десять лет. На Азорах нет нефти, угля, газа, зато количество подземного пара составляет многие миллионы кубометров. И он уже начинает играть решающую роль в местной энергетике. С некоторых пор стали благодетелями и вулканы Центральной Америки, которые еще недавно несли людям только несчастья и беды.

Первым начал освоение огнедышащих гор Сальвадор. С 1975 года здесь начала работать геотермальная электростанция Ауачапан. С годами ее мощность достигла 90 МВт. Она дает почти половину всей производимой в стране электроэнергии. Летом 1983 года в Никарагуа заработала станция на склоне вулкана Момотомбо на северном берегу озера Манагуа. Здесь для нее уже пробурено два с лишним десятка скважин. Благодаря им страна экономит 50 тыс. долларов в день.

В Коста-Рике тоже есть вулканы. На северо-востоке страны, в горах Гуанакасте, строится геотермальная электростанция Мираваллес. С вводом ее в действие 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 Филиппинах. В нашей стране запасы геотермальной энергии громадны. Вот только частный пример. В магматическом 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 полуострове, 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. именуются горячие источники в долине Паужетки. Она стиснута громадами вулканов Кабального и Кошелева. Район тут в общем-то обжитой. «Паужетка — земля горячая», — говорят местные жители.

Потому-то это место и было выбрано для необычного сооружения. 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 всевозрастающая стоимость заставили в 1980 году принять решение

о строительстве крупной геоТЭС на базе вулкана Мутновского. Ну и, конечно, опыт Паужетки сыграл свою роль. Она стала своеобразной научной лабораторией. Сам вулкан находится в 65 км юго-западнее областного центра. Почти круглый год покрыт шапкой снега. А под ней на глубине от 500 до 2000 м температура подземных вод, вернее, пароводяной смеси достигает 230—270 °С.

Многочисленные скважины, пробуренные здесь геологами, подтвердили, что подземная энергия в состоянии обеспечить работу геотермальной электростанции мощностью более 200 МВт. Все действующие вулканы располагают огромными тепловыми ресурсами. Но 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 должны постоянно пополняться. Окрестности же Мутновской сопки — удачный водосборник. Природа здесь как будто специально предназначена для накопления влаги. Глубокие замкнутые впадины переходят в чашеобразные долины, которые соседствуют с высокогорными плато.

Лишь сравнительно небольшая часть осадков стекает отсюда по ручьям и речкам в океан. Очень много воды уходит в землю, проникает на глубину 4—5 км, где и превращается в перегретый пар. Здесь в среднем 2 т воды приходится на квадратный метр поверхности. А территория Мутновского месторождения измеряется квадратными километрами. Отсюда и его большие энергетические возможности. Однако реализовать их не так-то просто.

Высокогорье, отсутствие дорог, зимой — глубокие снега, ветер, мороз К счастью, бурение с самого начала принесло хорошую отдачу. В ряде скважин она достигает 80 т пара в час. Его температура 230 °С. Как показывают расчеты, пять-шесть таких скважин в состоянии обеспечить первую очередь геотермальной станции мощностью 50 МВт. При исследовании пароводяной смеси выявились ее характерные особенности: сравнительно

низкая минерализация (60 мг солей на литр) и большая насыщенность газами (в том числе ядовитым сероводородом). Отсюда — ряд технических проблем. Примеси обычно вызывают коррозию важнейших узлов станции, уменьшают их прочность, приводят к образованию трещин в лопатках турбин. Кроме того, природный пар здесь насыщен множеством пылевидных твердых частиц, которые трудно улавливать и от которых турбинам, конечно, порядком достанется.

В общем, для геоТЭС нужно специальное оборудование — 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 энергией районы, протянувшиеся на сотни километров вдоль восточного побережья полуострова. И все-таки геотермальная энергетика развивается пока очень слабо.

Казалось бы, все говорит за нее. Стоимость электроэнергии, вырабатываемой Паужетской станцией, гораздо ниже той, что дают многочисленные дизельные установки, работающие повсюду 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 подвержена сезонным колебаниям, как работа гидростанций.

Тепло Земли бесперебойно их питает, не говоря уж о том, что они могут совершенно не загрязнять окружающую среду своими отходами. Так в чем же дело? Какое «но» мешает их быстрому распространению? Дело в том, что все традиционные тепловые станции ориентированы на очень высокие давление пара и его температуру. Это делает их работу экономичнее. Поэтому и серийно выпускаемое оборудование предназначено для работы именно в таких экстремальных условиях. Между тем пароводяной смеси, которую дают неглубокие

недра Земли, присущи как раз противоположные свойства: сравнительно малые давление и температура. На той же Паужетке температура на выходе скважин от 114 до 200 °С, давление две — четыре атмосферы. В Италии на геотермальных электростанциях используют примерно такой 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 месторождении в Италии — в среднем с 700 м, как и на Вайракее (Новая Зеландия). Атмосферные воды значительно понижают температуру неглубоких слоев Земли. Все это требует конструирования и выпуска принципиально нового оборудования, предназначенного исключительно для геотермальных станций, т. е. создания специфического направления в машиностроении.

А такому тоже желательно ориентироваться на широкое поле деятельности. Иначе — какая выгода! Для серийного же производства требуется соответствующий размах строительства геоТЭС. Получается какой-то заколдованный круг. Разорвать его непросто, если учесть, что Камчаткой и Курилами, в сущности, ограничиваются в СССР области активного вулканизма, т. е. места, где есть возможности для сооружения крупных электростанций

на энергии недр. К тому же эти места расположены в явном отдалении от главных потребителей электричества. Выходит, в нашей стране (да и в большинстве государств мира), у геотермальной энергетики нет больших перспектив? Как же совместить с этим утверждения ученых, что глубинное тепло Земли может стать основным энергетическим ресурсом будущего? *** Аралсорская сверхглубокая скважина была заложена как исследовательская.

Ей надлежало дать представление о глубинных недрах Прикаспийской впадины. Прежде считали, что там залегают лишь плотные горные породы, и нет пористых, в которых обычно накапливаются нефть и газ. И вдруг неожиданность: с глубины шесть с лишним километров были извлечены рыхлые песчаники. Не менее важным оказалось и другое. Прикаспийская впадина — это, в сущности, гигантский артезианский бассейн, заполненный горячими водами.

Как показывают 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 глубине приближается к тысяче атмосфер. И вот сделаны интересные расчеты: энергетические запасы Прикаспийской впадины в сотни раз превышают годовую выработку тепла, производимого 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 площадь — квадратные километры. Правда, воды здесь не столь горячи, как в Прикаспии. Подземные резервуары горячей воды обнаружены в Грузии, на Северном Кавказе, в Прибалтике. Выходы теплых вод отмечены даже на древнем

Урале. В полярной его части, в условиях вечной мерзлоты, известен источник, который никогда не замерзает. В бассейне Печоры Васютинские озера не покрываются 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. Термальные 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 запасы этих многочисленных месторождений составляют 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 пластового 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? Выгодно ли ее извлекать на поверхность? Лет двадцать назад несколько микрорайонов столицы Дагестана Махачкалы были переведены на снабжение подземными термальными водами. Это тепло пошло на обогрев зданий в холодное время года, 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 обходится довольно дешево: затраты лишь на теплоизоляцию 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 пользуются тысячи посетителей. Благодаря теплым источникам в местном зоопарке удается получать потомство от бегемотов, что считается большим достижением. Таких источников в стране удивительно много.

Город Сегед стал истинно «геотермическим»: подземная энергия обогревает зимой тысячи квартир. Исландия. Вдоль шоссе, ведущего к центру страны — 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 дымили вплоть до 1944 года.

Только трудности доставки угля в то время, когда в Европе бушевала война, заставили исландцев рачительно заняться природной горячей водой. Ныне благодаря ей же там даже растут бананы в оранжереях. Франция. Сотни тысяч квартир вблизи Парижа обогреваются из горячего подземного бассейна. Аналогичные энергоустановки действуют на Новой Зеландии, в

Японии, на Аляске. Китай. В Пекине и его пригородах пробурено более сотни скважин. В Тяньцзине — несколько сот. Горячие подземные воды идут на теплоснабжение домов, заводов и фабрик, больниц, спортивных сооружений, парников, рыборазводных прудов. Практика показала, что всего одна скважина с температурой воды 75—80 °С может отопить и снабдить горячей водой жилой поселок с населением 4 тыс. жителей. Однако вернемся в нашу страну, к одному из интересных

примеров комплексного использования геотермальных ресурсов. В 1964 году на окраине поселка Мостового Краснодарского края бурили скважину в поисках нефти. Ее там не оказалось, зато на глубине 1600 м обнаружили горячую воду. Измерили температуру: 75 °С. Тогда шесть близлежащих колхозов на кооперативных началах, вложив собственные средства, создали межхозяйственное плодоовощное объединение.

Пробурили еще несколько скважин. Термальные воды 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 более привозного. На Северном Кавказе, например, тепличные овощи, выращенные на геотермальных водах, обходятся раза в полтора дешевле, чем там, где парники обогревают мазутом.

Разница очень ощутимая, 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, содержащегося в земной коре до глубины 5 км, хватило бы для того, чтобы решить энергетические проблемы человечества 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 аномалии. Конечно, тепло Земли могло бы вносить больший вклад в производство электроэнергии (не только в зонах активного вулканизма), если бы люди научились использовать сухую горячую горную породу, которая на большой глубине имеется практически всюду. Сделать это, конечно, непросто. Чтобы закачиваемая в скважины вода за время циркуляции успевала прогреться до нужной температуры, под

землей требуется создать значительную площадь теплообмена, иначе этот водонагреватель быстро остынет. При температуре горной породы 250 °С нужен разлом, полезная площадь теплообмена которого составляла бы 7—8 км2. Но как отыскать в толще Земли такой колоссальный монолит, причем лишенный естественных трещин, чтобы вода через них не уходила бы «на сторону»? И еще. Каким образом «изготовлять» и сохранять в горячей породе искусственные полости с заданной полезной

площадью? Наконец, как достичь того, чтобы вся полезная площадь равномерно омывалась водой? Как видите, трудностей немало. И потому остается только утешаться мыслью, что тепловые запасы нашей планеты так велики, что почти не поддаются учету. Во всяком случае, рассчитывать на бурное освоение геотермальной энергии, которая в ближайшее время заменит собой традиционные топки 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 количественном отношении) драматический оттенок, т. е. в принципе нам не угрожает полное истощение топливных ресурсов. Тем более если будут использоваться все разнообразные источники с преимущественным развитием нетрадиционных, т. е. возобновляемых и экологически чистых.

Да, проблема борьбы с загрязнением окружающей среды с каждым годом становится все важнее. Количество вредных выбросов явно перерастает в новое, отнюдь не улучшенное качество воздуха, которым мы дышим, воды, которую мы пьем, почвы, что нас кормит, лесов, лугов, рек, озер, морей, всегда даривших нас радостью общения с природой в часы и месяцы отдыха. Противоречивые потребности современной цивилизации, ее экономика и естественные ресурсы

Земли оказались переплетенными, чтобы не сказать запутанными, в сложнейшем клубке. Судя по всему, в течение ближайших десятилетий нас будет лимитировать не наличие ресурсов, а время — время, необходимое для того, чтобы найти способы сократить потребности в органическом топливе и сильно расширить использование нетрадиционных источников энергии. Интересна в этом отношении точка зрения одного из ведущих советских ученых-энергетиков, члена-корреспондента

АН СССР А. А. Макарова. Он — директор научно-исследовательского института, которым предложены важные поправки в Энергетической программе СССР. Итак, ему слово: — Еще недавно некоторые специалисты несколько упрощенно представляли себе будущее развитие энергетики. Считалось, что с середины 90-х годов доля нефти и газа стабилизируется и весь дальнейший рост будет осуществляться за счет ядерной анергии и угля. Сейчас взгляд изменился

Мы глубже понимаем сложности развития АЭС, проблемы их безопасности. Серьезные вопросы возникают и в угольной промышленности, так как труд там малопривлекателен. Поэтому сейчас появилась иная концепция развития. Суть ее в том, что между сегодняшним состоянием энергетики и тем периодом, когда АЭС и уголь будут превалировать, лежит достаточно длинная фаза использования газа.

Газ имеет очень серьезные экономические и социальные достоинства. Газ — самый «чистый» из всех энергоресурсов и, в то же время, единственный, по которому прогнозные оценки запасов в мире растут Уже те, что есть, обеспечивают нам уверенное существование до середины XXI века при высоком уровне добычи Мы знаем, что при получении электроэнергии 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 параметров даже более низких, чем на обычных электростанциях. Это говорит о технологической неподготовленности 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 является тем отрезком времени, за который мы, может быть, сумеем подойти к использованию высокого потенциала ядерного топлива, перейти к новому этапу использования ядерной энергии. Угольную же программу можно назвать экологической или социальной. Мы должны сделать уголь топливом, приемлемым для городов. Что ж, в этой программе заключено многое из того, чего все мы ждем от нашей энергетики в обозримом

будущем. Если, конечно, ее разумно сочетать с активизацией использования энергии Солнца, Океана, ветра и недр Земли. И все-таки существует еще один источник энергии, может быть, самый щедрый из всех тех, о которых 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, балконы, украшенные цветами. Непривычны для приезжего разве что тройные оконные рамы. Но если расспросить местных строителей, то выяснится, что здания не совсем обычны. У наружных стен этих домов толща изоляции — 10—12 см, а у межэтажных перекрытий — вдвое больше.

Зачем? Отопление таких домов на 70% дешевле. Экономия энергии оказывается настолько значительной, что дополнительные затраты на теплоизоляцию зданий 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 начинается она с нашего дома. Сколько тепла требуется для обогрева жилого здания? Это зависит в основном от того, как дом выполняет свое исконное и важнейшее предназначение: 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 планировки района. Местность должна иметь хороший приток воздуха, но вместе с тем не слишком продуваться ветром.

Он — злейший враг тепла. Ничем не защищенный, отдельно стоящий дом расходует тепла на 20% больше, чем здания, пристроенные друг к другу в линию и окруженные лиственными деревьями. Все это — не мелочь даже с точки зрения большой индустрии. Напротив, крайне важно, поскольку на эти нужды уходит 1/5 всей энергии, производимой в Советском Союзе. И пора нам по примеру хотя бы шведов осознать, сколь расточительны наши «сверхдешевые»

жилища, сколь щедро они порой отапливают улицы, и подумать об их тепловой защите. Кстати, затраты топлива на коммунально-бытовые нужды могли бы еще более сократиться, если бы пошли, наконец, в дело те тепловые отходы промышленности и энергетики, которые сейчас в сущности просто засоряют окружающую среду. В упрощенном виде тепловая энергоустановка — это парогенератор, турбина и приводимая ею в действие динамо-машина. Обычно для повышения эффективности таких систем в их состав входит также

охлаждающая установка, где пар после турбины снова превращается в воду, которая подается в котел. Здесь-то при охлаждении даже в самых современных системах пропадает до половины всей энергии, полученной от сжигания топлива. Ведь огромное 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 недостаточно 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 нагревает 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 нагрева, после которой уже выходит горячей. Такие установки смонтированы на Марыйской ГРЭС в Туркмении. Они позволяют пустить в дело по меньшей мере десятую часть терявшегося прежде тепла.

Окупились они за два года. Современные электростанции, как правило, располагаются в стороне от городов. Во многих случаях окружающие их земли пригодны для интенсивного сельскохозяйственного использования и уж во всяком случае для сооружения теплиц, которые прекрасно могут обогреваться «спасенным» теплом энергоустановок. Здесь оно может дать свежие овощи, зелень, цветы. Но и это не все. Пройдя через парник, вода теряет всего несколько градусов и потому может использоваться,

скажем, в рыборазводном пруду. За последние годы в несколько раз увеличилось производство рыбы в тепловодных хозяйствах нашей страны. Это — результат взаимовыгодной кооперации рыбоводов и энергетиков. Последние создали у себя на водоемах-охладителях пруды для выращивания 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 используется электростанцией как водоем-охладитель, выращивают личинок и мальков растительноядных рыб. Лукомольская ГРЭС тоже не теряет своих тепловых отходов. Каждый год здесь собирают обильный урожай: соседнее озеро (тоже водоем-охладитель) дает 140 т рыбы в год. Подогретые воды озера питают инкубационный цех и пруды рыбопитомника, где выращивают по 150 млн. штук молоди. На очереди — садковое хозяйство производительностью до 1000 т рыбы в год.

Использование теплых вод делает рыбоводство менее зависимым от погоды и более продуктивным. Электростанций, располагающих такими сельскохозяйственными цехами, становится в нашей стране все больше. Увы, в отходах часто оказывается не только тепло, но и буквально готовое к употреблению топливо. *** В угольных пластах бывают значительные газовые скопления, оцениваемые в триллионы (!) кубометров. Это главным образом метан — горючий газ, которым многие из нас пользуются, включая горелки домашней

плиты. Есть там, хотя в меньшем количестве, и тяжелые углеводороды — этан, пропан Все эти газы находятся в угольных пластах в сорбированном состоянии. Чем глубже залегает уголь, тем выше давление в пластах и тем больше в нем газов. В некоторых бассейнах в одной тонне твердого топлива содержится до 50 и более кубометров газообразного. Но метан есть не только в угле. Много его в порах 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 угленосных толщах приходится лишь несколько процентов, 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 остальное-то все еще запрятано в недрах. Пока что шахтный метан — большое зло.

Подземные выбросы и взрывы газа доставляют шахтерам много неприятностей. Поэтому на особо загазованных месторождениях его откачивают. Бурят и десятки скважин, через которые как бы проветривается угленосная толща. Только в Караганде за год отсасывают сотни миллионов кубометров метана. И большая его часть уходит в воздух — выбрасывается.

Очередное расточительство? Конечно. Только в целях безопасности. В СССР приходится дегазировать сотни шахт, половина 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) утилизируется почти весь попутный газ — сотни миллионов

кубометров в год. Так же и на английских копях. Кстати, у нас в годы Великой Отечественной войны многие шахтные котельные Караганды отапливались своим попутным газом. Но потом, когда в стране были открыты крупные запасы более калорийного природного газа, использование шахтного резко сократилось. Между тем в СССР разработан оригинальный метод обогащения некондиционного метана.

Для его использования открылись большие перспективы, особенно в Донецком, Кузнецком, Карагандинском и Печорском бассейнах. Причем это может не только увеличить реальные топливные ресурсы, но и уменьшить 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 которых залегает уголь, обычно содержат многие полезные ископаемые.

Это огнеупорные и керамические глины, каолины, из которых делают дорогой фарфор и фаянс, бокситы — ценнейшее сырье для выработки алюминия, железная руда, формовочные пески для литейного производства, стекольные пески, строительные материалы, горный воск. Вот что отправляется в отходы угледобычи — ежегодно по миллиарду тонн! Эти потери вроде бы к энергетике не имеют отношения.

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 перспективны углистые породы Экибастуза, сильно обогащенные редким металлом галлием и окисью алюминия (глиноземом). Металл здесь можно получать также из шлаков местных электростанций.

Их, шлаков, скопилось уже миллионы тонн. Есть оригинальная 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 галлия, индия и олова. Они разрушают корку. В результате алюминий, вступая в контакт с водой, начинает

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 сгорания. Грамм алюминия, взаимодействуя с водой, выделяет больше литра водорода. Причем процесс практически безотходный. При соприкосновении сплава с водой растворяется только алюминий, активаторы же оседают на дно реактора — их можно использовать повторно.

А окись алюминия тоже полезный продукт: и сам по себе — хороший катализатор в некоторых промышленных процессах и как полуфабрикат для выплавки чистого металла. Продолжая разговор об использовании отходов угля, не лишним будет вспомнить, что из него в промышленных масштабах извлекают германий, необходимый для многих отраслей промышленности, и прежде всего электронной. Разработаны способы извлечения 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 производства 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 превращены в топливо. Ведь в принципе они имеют много общего с торфом, древесиной, бурым углем. Один из путей — мусоросжигательные заводы, получающие сегодня в мире все большее распространение. Два десятка их построено в Англии, столько же — в США, существуют они в Дании, Италии, Нидерландах, 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 дешевле. Но не нужно забывать, что получение энергии 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 2/3 всего мусора. В Саппоро, насчитывающем 1,5 млн. жителей, три завода, оснащенных паровыми турбинами, снабжают теплом жилые массивы и вырабатывают около 15 млн. кВт•ч электроэнергии в год. Кроме того, они обслуживают обширные оранжереи. Тепло здесь всего в два раза дороже, чем на обычной ТЭЦ. Аналогичные советские заводы в Москве, Владимире,

Владивостоке, Сочи и в других городах в состоянии давать в год тысячи триллионов калорий тепла. Недостаток их технологии заключается в том, что сжигание мусора порождает новые отходы — твердые и газообразные. Надо устанавливать специальные фильтры. А они дороги. Пожалуй, еще более эффективный путь переработки отходов — биотермический. Круговорот жизни на нашей планете во многом зависит от неутомимой деятельности самых крохотных ее обитателей

— от микроорганизмов. Из бесчисленного множества видов и форм наиболее древними ученые считают метанообразующие бактерии. Они не нуждаются в кислороде, питаются водородом и углекислым газом. Они существуют в илистых отложениях 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 практической точки зрения. Их главная особенность — в процессе обмена веществ они производят

метан. Здесь-то пути микробиологии и пересеклись с поисками энергетиков и экологов. Производству и переработке продукции сельского хозяйства сопутствует громадное количество отходов. А сколько их в городах! Масса неиспользуемой органики на лесозаготовках и при деревообработке. И из всего этого сбраживанием без доступа воздуха можно получать биогаз, удобрения, кормовые 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 правило, до 500 м3 биогаза. Процесс протекает непрерывно при температуре несколько более высокой, чем комнатная. Для этого надо только располагать бетонированными емкостями или колодцами. Причем практически любого объема — вплоть до нескольких тысяч кубометров.

Правда, сам процесс сбраживания нескор. Но неоспоримое его преимущество — в том, что более 80% энергии, заключенной в сточных водах или отходах, удается извлечь в виде метана. Остаток же органики после сбраживания — это обеззараженное, без запаха удобрение, более ценное, чем обычный навоз. Откорм многих миллионов голов скота дает в год десятки миллионов тонн жидкого навоза. А это — несколько миллиардов кубометров горючего и сотни тысяч тонн удобрений.

Многолетняя эксплуатация крупных установок по производству биогаза из отходов, из жидких стоков городов (Москвы, Ленинграда, Харькова, Одессы) показала их высокую рентабельность. По оценкам экспертов, в СССР только из отходов животноводства можно «извлекать» ежегодно 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. Около миллиона их в Индии. Главным образом в сельской местности. Здесь колодцы заполняют навозом и наглухо закрывают. Образующийся при брожении газ идет в газовые плиты. Этим полностью удовлетворяются потребности семьи в энергии и в удобрениях для обрабатываемого участка.

В ГДР с начала 80-х годов действует такой же генератор энергии на свалке мусора города Эрфурта. Оттуда биогаз идет на отопление помещений. Там заложили несколько десятков колодцев, соединенных трубопроводом. Килограмм мусора дает до 200 литров биогаза. Строящаяся рядом теплоцентраль будет полностью работать на этом топливе. Предполагается, что расходы на ее сооружение окупятся за три с половиной года.

В Румынии биогаз даже стал топливом для тракторов. Им заправляют тысячи машин. Строительство крупных биогазовых установок идет по всей стране. Производство этого топлива становится настолько 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 предназначен 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. Наработанным 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 добычи — 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 углеводородов — этана, пропана, бутана — бесценного химического сырья. А сжигают его, чтобы не загрязнять атмосферу в местах нефтедобычи, поскольку перерабатывать его на каждом месторождении в отдельности, 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 исключительно ценных, с другой — никому не нужных. И давно горят. В Западной Сибири, например, уже четверть века. Общее количество впустую растраченной таким образом энергии, погубленного сырья столь велико, что теперь и не сосчитать. Понятно, что избавиться от подобного расточительства 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 переработки сырья: везти ли его на существующие заводы или строить новые на месте. Тут и создание современных технологий переработки. Наконец, нефтехимия обязательно должна быть экологичной, т. е. ни в коей мере не загрязнять отходами

окружающую 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 пластмассы, конечно, рос, а дефицит усугублялся. Ясно было, что превращение сжигавшегося в факелах газа в полезные товары не только ускорит химизацию

народного хозяйства, но и позволит экономить нефть. Переработка тонны попутного газа способна дать разнообразной продукции на 15—20 тыс. рублей. А в нашей стране можно ежегодно пускать в дело по 4—6 млн. т этого сырья, что несомненно обернется выпуском 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 переработки этана в полиэтилен. Впрочем, этот «небольшой» в первые же годы будет давать стране ни много ни мало по 300 тыс. т полиэтилена. А Тобольский и Сургутский нефтехимические комплексы, работая исключительно на попутном газе, станут поставщиками на редкость разнообразной продукции из полиэтилена, полипропилена, полистирола.

Используя добавки, варьируя их, можно получать самые различные конструкционные пластмассы с заранее заданными свойствами, спектр применения которых чрезвычайно широк — от электроники и машиностроения до мебели и бытовой техники. Кстати, в Сургуте предполагается получать также вещества, которые можно добавлять в бензин вместо соединений свинца — для более полного сгорания топлива в автомобильных моторах. Благодаря новой добавке миллионы людей избавятся от ядовитости выхлопных газов.

Проблема экологичности будущих предприятий решалась нелегко. В принципе они, конечно, взрывоопасные производства. Но на них будут существенно ужесточены требования к оборудованию, системам управления, а противоаварийная защита станет срабатывать практически мгновенно — за полторы секунды. В обычных же условиях ни одно из предприятий 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 партнерами (они поставят оборудование и помогут его смонтировать) наша страна будет ежегодно получать продукции 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, предполагаемое строительство не погасит всех факелов.

Ученые считают, что в Западной Сибири такого же сырья хватит по меньшей мере еще на столько же нефтехимических комплексов. А по всей стране? *** Сегодня достоинства новой техники все чаще оцениваются по ее способности экономно расходовать энергию. Кто не помнит эту отчасти примелькавшуюся в некоторых учреждениях надпись: «Уходя, гасите свет!» Но иногда экономию электроэнергии понимают превратно, уменьшая освещение, а то и просто отключая его «излишки». Это примитивный путь.

Потери из-за ухудшения зрения, снижения производительности труда, качества изделий значительно превышают достигнутую экономию. А какой путь лучше? В нашей стране на освещение уходит около 13% всего производимого электричества. В принципе ничуть 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% потребляемого электричества. Правда, мало? Между тем полезная отдача люминесцентных ламп гораздо выше — 20%, новейших натриевых высокого давления — 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 прогрессивные светильники может сэкономить от 20 до 70% электроэнергии. В Советском Союзе налажен массовый выпуск газоразрядных ламп разных типов. Их доля в освещении 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 гидростанций, как Красноярская. Однако уже и этих 65% явно недостаточно.

Резервы экономии здесь поныне колоссальны. Почему люминесцентные светильники плохо приживаются 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, которую легко ввинтишь в обыкновенный патрон. Она заменяет стосвечовую лампу накаливания. Казалось бы, все прекрасно — проблема решена.

Но потребность в новинке исчисляется десятками миллионов штук. Выпускают же ее пока раз в 100 меньше. Есть и другие возможности осовременить наше освещение. Скажем, в цехах с большой запыленностью хорошо показали себя щелевые световоды. Их очищают от пыли обычные восходящие потоки воздуха. А расход энергии по сравнению с лампами накаливания уменьшается втрое.

Световоды даже экономнее — процентов на 20, чем газоразрядные трубки. Понятно, что всем этим далеко не исчерпывается мир того новейшего оборудования, которое «умеет» рачительно расходовать энергию. Возможно, представление о нем дополнят еще несколько штрихов, воспроизводящих интересующие нас особенности прогрессивной техники. Пленочные электронагреватели. Изобретение сравнительно недавнее, и потому о нем знают немногие.

Но наверняка придет время, когда оно будет знакомо каждому. Речь идет об универсальном нагревателе, который можно напылять практически на любую вещь. Эта пленка способна заменить дефицитные и не всегда надежные спирали, провода, лампы-термоизлучатели Невозможно перечислить все области, где уже сегодня реально ее применение. Ее используют для пастеризации молока, в качестве электронасестов в птичниках, обогревателей для поросят-

сосунков. Она участвует в выпечке хлеба, обжаривании картофеля, в доении коров Всеми такими полезными делами оригинальная пленка стала заниматься потому, что она гораздо более экономична 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 прочнее, его надо на какую-либо конструкцию меньше, чтобы она выдерживала те же нагрузки. Это особенно важно для авиации. Однако с некоторых пор увеличивать прочность стали и сплавов удается все труднее. Есть тому теоретический предел. И вот выявлена целая группа веществ, прочность которых в десятки раз выше, чем у металлов. Это углеродные, стеклянные, органические, карбидные, борные и другие волокна. На их основе советскими учеными созданы композиционные материалы.

Им можно придать нужные свойства — быть жесткими, но в то же время эластичными и легкими. В нашем очень большом самолете «Руслан» использовано 5,5 т таких композитов. Благодаря им вес машины снизили на 2 т, сберегли 15 т металла. Заметно полегчавший самолет экономит за время эксплуатации ни много ни мало 18 тыс. т первоклассного топлива. Огненная масса, падая на вращающийся с огромной скоростью литейный диск, мгновенно охлаждаясь,

превращалась в тончайшую серебристую ленту и с сухим шелестом укладывалась в контейнер. Всего несколько минут — и разливка завершена! Вместо жидкого металла — километры ленты микронной толщины. Этого ее количества достаточно, чтобы изготовить детали для десятка самых мощных ЭВМ. О получении проката непосредственно из расплава мечтали многие металлурги. Их привлекала сама идея исключить из сложного процесса промежуточные переделы, съедающие массу энергии.

И вот такой способ существует. К тому же открывает путь для получения принципиально новых материалов с уникальными свойствами. К их числу относится так называемая аморфная сталь. Самые удивительные свойства в ней обнаруживает электричество. Применение ее вместо обычной электротехнической стали снижает потери энергии в несколько раз. Замени мы сегодня все существующие трансформаторы на новые, это было бы равносильно строительству нескольких

крупных электростанций. Первая в нашей стране опытно-промышленная партия аморфной ленты получена несколько лет назад на одном из уральских металлургических заводов. 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 деятельности, производство которого не было бы сопряжено с затратами энергии. Их снижение может служить показателем скорости научно-технического прогресса. Если выпущен станок, качество которого ниже его собратьев, то, следовательно, или на него самого ушло больше энергии, или ее слишком много будет отдаваться произведенной с его помощью продукции. Уже сейчас очевидно, что надо ускорять повторное и многократное использование добытых ресурсов.

Человечество извлекает из земли более 120 млрд. т различной руды, топлива, строительных материалов. Примерно каждые 15—18 лет объем мировой добычи полезных ископаемых удваивается. У нас это удвоение происходит гораздо быстрее. Доля СССР в горном производстве мира непрерывно растет и сейчас составляет примерно одну его треть. Мы — крупнейшая металлургическая держава планеты.

Но далеко не самые рачительные из ее хозяев. Примерно 30% выплавленной стали попросту теряем! А ведь это около 50 млн. т металла (объем, сопоставимый с ежегодным его выпуском в Китае). На такие потери уходит столько энергии, сколько вырабатывают все наши атомные электростанции, вместе взятые. Как ни горько признавать, речь идет об энергии, попросту выброшенной на ветер. Но может, при производстве стали подобные потери неизбежны?

Может, таков достигнутый уровень техники? Ничего подобного. В США «угар» составляет 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 произвела почти в 2,5 раза больше холодного проката. Между тем нехватка именно конструкционной холоднокатаной стали требуемого качества сдерживает, например, развитие советского автомобилестроения. Показателен вот какой факт. Та же Япония закупила в СССР и использует с некоторыми усовершенствованиями 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 крупнейшее в послевоенное время нововведение в металлургии, к концу 80-х годов производила таким способом 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 металлургии от малоэффективных и экологически вредных мартеновских

печей в пользу конвертерных и электродуговых. А в СССР мартены по-прежнему дают примерно половину всей стали. В результате мы затрачиваем энергии на производство тонны черного металла на 60—80% больше, чем Япония. Даже по самым скромным подсчетам, СССР, таким образом, расходует впустую 442 трлн. ккал энергии в год. А нужно ли нам вообще такое количество стали? Ныне металлофонд страны превысил 1,5 млрд. т. Народное хозяйство обременено устаревшей техникой.

В 1985 г. выбраковывалось лишь 2,2% машин и оборудования. В ближайшие годы предполагается подняться до 10%. Это во много раз увеличивает ресурсы 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 изменить ситуацию в энергетике и в экологии.

Ведь выплавка стали из металлолома позволяет заметно повысить ее качество и, значит, снизить металлоемкость в машиностроении. Производство стали обходится при этом в 5—7 раз дешевле, чем получение ее из исходного сырья. Заметно меньше становится загрязнение воздуха и воды. Сокращение добычи железной руды позволяет в свою очередь сберечь тысячи гектаров ценнейших земель, избежать разрушения ландшафтов. И конечно, при всем этом в десятки раз сокращается расход топлива и

энергии. Подобные решения возможны не только в металлургии, в каждой отрасли народного хозяйства. Человечество движется к экономике оборотного использования ресурсов. Массовый слом быстростареющего оборудования, принципиально новые безотходные ресурсосберегающие технологии могут существенно 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 восстанавливаются здесь до чистого металла. Дефицитный кокс при этом совершенно не нужен. К тому же и размеры оборудования сокращаются. А многие ученые вообще считают, что черная металлургия должна потесниться и уступить место другим металлам.

Изделия из железа слишком тяжелы. К тому же коррозия «съедает» пятую часть годового производства чугуна и стали. А это потери многих миллиардов рублей и колоссального количества энергии. Требование времени, по их мнению, состоит в том, чтобы скачкообразно поднять производство титана, алюминия, магния. Легкие, прочные, нержавеющие сплавы позволяют сделать минимум вдвое легче станки и сократить расходы на топливо. Появятся автомобили и тракторы, весящие в 3—4 раза меньше нынешних, не требующие

окраски, не знающие ржавчины, потребляющие втрое меньше горючего. Это отнюдь не иллюзорные мечты. Прогресс в металлургии вполне подготовлен глубокими научными разработками. Знакомство с мировыми тенденциями современного развития показывает, что ряд стран определенно избрали путь структурных изменений в промышленности и энергосберегающих технологий. За последние 15 лет валовой национальный продукт Японии более чем удвоился, а ее потребности в топливе

выросли всего на 8%. Стало быть, практически при тех же затратах энергии страна производит примерно вдвое больше товаров и услуг. Это — генеральное 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 исследовательские работы по созданию топливных батарей, способных непосредственно превращать химическую энергию в электрическую.

США, ФРГ и Франция тоже сумели в последнем десятилетии обеспечить практически без наращивания потребления энергии ежегодный прирост национального продукта в среднем на 2—4%. Упор был также сделан на совершенствование структуры экономики. США выплавляют теперь вдвое меньше стали, чем наша страна. В то же время там бурно развиваются отрасли, определяющие научно-технический прогресс: информатика,

электроника, машиностроение, химия. У нас же доля отраслей с малой энергоемкостью вдвое ниже, чем в США. Не говоря уже о том, что мы сегодня тратим 2 т топлива там, где в других странах расходуют всего одну. Возможностей же покончить с таким расточительством сколько угодно. Вот лишь несколько примеров. В недрах Земли горючий газ находится под большим давлением. Его обычно постепенно стравливают на всем протяжении разветвленной системы трубопроводов, так как потребителю

оно нужно раз в 10, а то и в 100 меньшее. Получается, что гигантская энергия попросту рассеивается, теряется на газораспределительных станциях. А ведь достаточно поставить турбогенератор в самом начале пути газовых потоков, чтобы их природное давление стало реальным электричеством. Часть энергии, затрачиваемой сейчас на перекачку газа по протяженным магистралям, могла бы быть возвращена. Цементная промышленность, как известно, одна из тех, что расходует очень много топлива.

В Советском Союзе изобретен принципиально новый способ 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 необычного цемента сделали плиты, которыми облицевали часть канала в Голодной степи. Недавно их вырыли и обследовали.

Все плиты после длительного воздействия 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 крупный потребитель топлива. Но оно к тому же расходует горючего и масел раза в полтора больше, чем уходит на ту же технику 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 тем селекционеры вывели сорт яблонь, устойчивых к грибным заболеваниям. Можно ограничиться лишь профилактической обработкой.

Пестицидов уже требуется втрое меньше. А значит, много меньше тратится и энергии. Таких щедрых источников вокруг нас безгранично много. Подсчитано: мы могли бы ежегодно экономить до 100 млрд. м3 газа только благодаря освоению уже имеющихся энергосберегающих технологий и сокращению прямых потерь разных видов топлива. Это наиболее плодотворный путь развития экономики.

Именно на него нацеливает Энергетическая программа СССР, ставя задачу уменьшить энергоемкость национального дохода в 1,4 раза к 2000 году. Согласно прогнозу ряда видных ученых мира, развитые страны могут вплоть до начала следующего 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 техники. Заманчивая перспектива для всех нас. Не правда ли? СОДЕРЖАНИЕ Тонны, во-первых и во-вторых Кровообращение века Охота за каменными губками А что же сжигать? Что не под силу Енисеям Новая угольная эра? Активная зона Солнце светит вполнакала Какой прок от урагана? Если включить океан

Батарею греет вулкан Уходя, гасите свет! Содержание 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 84Х108 1/32. Бумага книжная дли массовых изданий. Гарнитура школьная. Печать высокая. Усл. печ. л. 10,92. Усл. кр отт. 11,34. Уч изд. л. 10,62. Тираж 76 000 экз.

Заказ 128. Цена 45 к. Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Просвещение» Государственного комитета РСФСР по делам издательств, полиграфия и книжной торговли. 129846, Москва, 3-й проезд Марьиной рощи, 41, Типография № 2 Госкомиздата РСФСР. 152901, г. Рыбинск, ул. Чкалова, 8.