Суть времени, 2013 № 14 - [10]

Возвращаясь к традиционным углеводородным энергоносителям, замечу, что низкий коэффициент извлечения сырья — лишь часть потерь в «энергоцепочке».

Например, добытой нефтью можно просто топить котлы. Это и делалось во многих странах еще 50–70 лет назад. Об этом способе использования сырья Дмитрий Менделеев когда-то писал: «Сжигать нефть — это все равно, что топить печь ассигнациями».

Нефть можно перегнать в примитивном дистилляционном кубе, получить и продать плохой бензин, а остальное слить в землю. Этим и занимаются полукустарные фирмочки в слаборазвитых странах. И именно этим занимались, воруя сырье из магистральных нефтепроводов, многие криминальные структуры в Чечне в 90-х годах.

Наконец, нефть можно переработать на современном заводе, получив качественные авиационный керосин, бензин и дизельное топливо, топочный мазут, смазочные материалы и многое другое. Однако, опять-таки, построить, оборудовать и правильно эксплуатировать такой завод — по силам лишь ограниченному числу корпораций из высокоразвитых стран. И строительство, и «технологическое сопровождение» таких заводов — еще одно «энерговоенное» измерение технологий переработки сырья, непосредственно затрагивающее сферу национального суверенитета стран, которые «нанимают» поставщика подобных технологий.

Далее, уголь, газ или мазут можно сжечь в топках котельных или тепловых электростанций (ТЭС и ТЭЦ). Но итоговый коэффициент полезного действия, КПД (то есть степень использования энергии сжигаемого топлива) при этом может меняться очень сильно. И составлять от 15–20 % у примитивных малых котельных и ТЭС — до 65–70 % у современных теплоэлектроцентралей (ТЭЦ). Где максимально используется и энергия пара, и дымовых газов в турбинах, производящих электроэнергию, и тепло горячей воды для отопления и водоснабжения.

Однако и строительство эффективной (то есть, суперсовременной и высокотехнологичной) ТЭЦ — опять-таки, по силам не слишком широкому кругу корпораций из развитых стран. И нанимая такую корпорацию для проектирования и строительства подобной ТЭЦ (или даже только закупая для нее ключевой комплект оборудования), страна-наниматель неизбежно оказывается в более или менее глубокой зависимости от корпорации-исполнителя.

Еще одна сфера потерь энергии — ее передача от производителя к потребителю.

Не буду подробно описывать (видимо, хорошо известную нашим читателям) проблему потерь тепла в изношенной и устаревшей системе трубопроводов, поставляющих горячую воду от ТЭЦ или котельных на предприятия и в наши дома. Укажу лишь, что сейчас такие энергопотери в России составляют, в зависимости от климатической зоны и изношенности тепловой инфраструктуры, от 20–40 % до 60–80 %!

А есть еще потери электроэнергии в цепочке от производителя (электростанции) к ее потребителю (промышленному предприятию, городу или поселку, отдельному индивидуальному пользователю).

Ведь вырабатываемая электростанцией энергия (это, как правило, переменный ток напряжением до 20 киловольт) проходит много этапов преобразования.

Из школьного курса физики все знают, что потери энергии в проводах пропорциональны сопротивлению провода и квадрату силы протекающего тока. То есть, для передачи мощности с минимальными потерями нужно как можно сильнее повышать напряжение, чтобы снизить ток. Для этого на электростанциях ставят гигантские повышающие трансформаторы (уже определенная потеря энергии), а от них к удаленным на сотни километров потребителям строят высоковольтные линии электропередач (ЛЭП) напряжением 220, 330, 500, 750 и даже 1150 киловольт.

Высоковольтные ЛЭП позволяют снизить потери энергии на нагрев проводов при ее передаче. Но очень высокие напряжения в ЛЭП рождают другие проблемы и другие потери. Если воздух влажный или на проводах изморось, то вокруг высоковольтных проводов возникает так называемый «коронный разряд» с соответствующими потерями энергии. Кроме того, в длинных ЛЭП почти всегда возникает «неправильный» сдвиг фаз между током и напряжением в проводах, и тогда в ЛЭП происходят дополнительные потери энергии.

Далее, потребитель использует электроэнергию с низкими напряжениями — обычно 380 вольт для промышленности и 220 вольт для бытового применения. Да и в город ЛЭП высокого напряжения вводить крайне опасно. А значит, энергию от ЛЭП нужно пропустить через понижающие трансформаторы первого уровня (еще потери), чтобы подать на электрораспределительные узлы, а затем еще раз понизить напряжение на трансформаторах этих узлов (вновь потери) и, наконец, «развести» энергию с малыми напряжениями по проводам к потребителям (еще одни, причем очень чувствительные — до 10 % — потери).

Технологии передачи электроэнергии на постоянном токе имеют то преимущество, что нет потерь на фазовые сдвиги между током и напряжением. Но тогда все равно нужно увеличить напряжение на трансформаторах электростанции (потери в трансформаторах), затем преобразовать переменный ток в постоянный (потери в преобразователях) и затем «прогнать» его по ЛЭП (потери на нагрев проводов). А далее — вновь преобразовать в переменный ток, который нужно пропустить через понижающие трансформаторы (потери) и направить потребителям (опять-таки, потери).