• Немного о погоде
• «Н» и «В» сидели на трубе
• Барьеры на пути ветра

Немного о погоде

В прогнозах погоды на телеэкране мы часто видим синие и красные области – зоны низкого и высокого давления. Их так и подписывают на карте: «Н» и «В». Образуются они из-за того, что солнце прогревает планету и ее атмосферу неравномерно. Разница в давлениях – то, что, собственно, и делает погоду. В зоне «Н», как правило, облачно и возможны осадки, а «В» сопровождается солнцем, а зимой еще и морозом. Перемещающиеся зоны «Н» называют циклонами, а «В» – антициклонами. Они постоянно находятся в движении и в одном регионе редко держатся больше недели.

Зеленый императив: развитие чистой энергетики ускоряется

Нормальным считается атмосферное давление 760 мм ртутного столба (на уровне моря, при +15°С), но отклонения бывают значительными. Перемещение воздушных масс из зоны «В» в «Н» и есть ветер, а если разница давлений очень велика, то воздух перетекает между ними со значительной скоростью, становясь ураганом. Движение циклонов и антициклонов не является случайным и зависит от множества причин, которые изучает метеорология. Она фиксирует фактическую погоду, но прогнозы дает только вероятностные: ни один метеоролог не скажет, что завтра погода будет такой-то на сто процентов. В метеорологии слишком много переменных факторов, которые постоянно меняются.

Уверенно можно утверждать только, что зоны «В» и «Н» в атмосфере присутствуют всегда, и в некоторых регионах потенциал разницы давлений может быть особенно велик. Например, в Северной Америке есть «коридоры», по которым ураганы движутся по центральной части США – от Мексиканского залива в сторону Канады. Большие объемы воздуха, перемещаемые со скоростью от 30 м/с, превращаются в стихийное бедствие – ущербы от американских ураганов оцениваются в десятки миллиардов долларов. В России тоже есть зоны повышенного ветрообразования – Ямал, Таймыр, Чукотка, частично Северный Кавказ. Правда, таких сильных и устойчивых ветров, как в США, у нас не бывает.

«Н» и «В» сидели на трубе

О том, что сильные ветра можно использовать в экономике, задумались совсем недавно. В 2004 году американский инженер Энтони Мамо обратил внимание, что зоны «В» и «Н» тяготеют к определенным точкам на местности. В среднем по году есть устойчивые зоны с повышенным и пониженным давлением, находящиеся на расстоянии около 300 км друг от друга. Они накапливают огромный потенциал разности давлений. Идея Мамо проста, как все гениальное: что, если соединить эти зоны и направить ураган, например, по трубе? Ветер «потечет» по ней с большой силой, и останется лишь «снять» его энергию турбинами и направить на электрогенераторы.

В погоне за ветром: что мешает странам перейти на использование только зеленой энергетики

Мамо запатентовал идею и для ее осуществления основал компанию ColdEnergy. Технологию назвали «Атмосферные холодные мегаватты» (Atmospheric Cold Megawat, ACM). Google дает десятки ссылок на ACM, но большинство из них не имеют отношения к управляемому урагану, а ведут к технологиям плазменных панелей. Тем не менее патент Мамо среди ссылок есть. А вот работающего проекта так и не появилось, только расчеты. Один из них показал, что разница давлений между двумя участками трубы длиной 168 км в штате Аризона не падает ниже 0,03 атмосферы. Казалось бы, разница небольшая, но она способна вызвать перемещение воздуха по трубе со скоростью в три раза больше скорости звука! Мамо считает, что диаметр трубы должен быть от 2,5 м. На данный момент серийного производства труб такого диаметра не существует, но наладить их выпуск под поставленную задачу возможно.

Может быть, после доработки этой технологии и строительства системы труб, получится, получая энергию, еще и предотвращать ураганы? Разработчик такого нам пообещать не может. Мамо вообще куда-то пропал, следов его деятельности за последние 20 лет в интернете не обнаружено. Но ведь идея в мир заброшена, значит, кто-то может ее довести до ума. Напомним, идею вертолета Леонардо да Винчи представил в 1480-х, а первый аппарат Сикорского взлетел в 1939 году. От идеи до ее реализации прошло 450 лет! В современном технологичном мире «управляемый ураган» может стать явью гораздо быстрее. Но не все с трубой просто.

Барьеры на пути ветра

Технология ACM выглядит во многих отношениях привлекательнее традиционных ветроэлектрических установок – ветряков. В трубе поток, во-первых, несравнимо мощнее, а во-вторых, стабильнее. Именно нестабильность ветра является одним из главных минусов ветрогенерации. Турбины в трубе можно ставить последовательно целыми сериями, и для каждой энергии ветра хватит с избытком. В ColdEnergy рассчитали, что средняя производительность одной трубы может быть сопоставима со средней тепловой или гидроэлектростанцией, а стоимость энергии будет составлять менее цента за кВт·ч, т. е. дешевле любого другого способа генерации.

Однако на пути «ветра в трубе» оказалось много барьеров. Например юридических. Сеть труб изобретатель планировал прокладывать на территориях разных штатов Среднего Запада США. «Ничейных» земель там нет, а аренда/покупка участков и процесс согласования превращают осуществление проекта в административный квест.

Почему газовая и атомная электроэнергия окончательно позеленела

Реализовать технологию ColdEnergy пока не смогла даже в виде прототипа. В самом деле, какой может быть пилот у проекта, который требует труб сверхбольшого диаметра, уложенных на сотни километров? Без этого никакой пилот невозможен. Если же дорогостоящий опытный образец не оправдает надежд, то деньги будут потрачены зря – в прямом смысле улетят в трубу. Допустим, нестандартное оборудование все же изготовят. Только капзатраты для небольшой частной компании оказываются непомерными – стоимость одной трубы сопоставима со стоимостью тепловой электростанции сходной мощности. Выходить на рынок заемного капитала и привлекать инвесторов для ColdEnergy тоже сложно: без рабочей модели в идею никто не поверит.

К тому же для полноценной работы ACM одной-единственной трубы недостаточно, нужна целая сеть, покрывающая большую площадь, со сложной системой регулирования потоков воздуха в зависимости от прогнозов погоды и текущей загрузки турбин. Операторы должны оптимально выбирать точки забора и выпуска воздуха, чтобы обеспечивать максимальный КПД. Для планирования топологии такой сети нужно изучить архивы метеослужбы за десятки лет. Также нет понимания, как бороться с возможным обледенением внутри трубы, как контролировать уровень вибраций и шума. Эта конструкция может «звучать» так громко, что человек или животное будут держаться от нее за километр. Еще проблема – защитные сетки на входе в трубу, чтобы она не стала сверхмощным пылесосом, опасным для всего живого…

***

Можно ли считать АСМ еще одним возможным видом альтернативной энергетики? До тех пор, пока не заработает опытный образец, вряд ли. Если ColdEnergy или кто-то еще найдет финансирование, преодолеет бюрократические барьеры и доведет идею до практического воплощения хотя бы на уровне прототипа, то ACM вполне может прижиться во многих местах планеты, климатически пригодных для этой технологии. Ну а вторичная выгода ACM в том, что она способна снизить потенциал разницы давлений между циклонами и антициклонами, а значит, уменьшить силу естественных ураганов.