I nogle lande har vindmøller allerede erstattet mere traditionelle energikilder. Hvad venter vi på?
Vindmøller i Rusland
Vindmøller over hele verden genererer nu mere elektricitet end hele kraftindustrien i Rusland - og til en pris er deres produktion allerede blevet lig med termiske kraftværker. Og dette til trods for at russiske kraftteknikere og embedsmænd for ti år siden overvejede mulighederne for deres udvikling opbrugt, og vindmølleparkerne selv var for dyre. Nu er alt vendt på hovedet: Det russiske statsselskab investerer titusindvis af milliarder for at indhente Vesten inden for vindmøller. Hvorfor blev de tidligere prognoser fra russiske eksperter ikke opfyldt, hvilket vi ikke tog i betragtning? Og er der udsigter til Rosatoms forsøg på at spilde penge?
Historiens vind
Når folk først tænkte på at bruge vind, er det et vanskeligt spørgsmål. Der er indirekte beviser for, at Homo erectus eller neandertalere kunne have sejlet. Moderne forsøg på at overvinde sundet mellem Kreta og fastlandet - og for 130 tusind år siden dukkede stenværktøjer pludselig op på denne ø - har vist, at det er urealistisk at gøre dette på årer - strømmen i dette sund er for stærk. Helleristningerne, der nøjagtigt bekræfter brugen af sejl, er flere tusinde år gamle.
Salgsfremmende video:
De første mekaniske maskiner, der blev drevet af vindens kraft, blev opfundet af Heron of Alexandria i det 1. århundrede f. Kr. (han skabte også den første prøve af en turbine, der roterer under forbrænding af brændstof). Sandt nok løste hans vindmølle ikke et praktisk problem, men et underholdende problem. Det var en slags musikinstrument, der handlede med hjulets rotation af den modkørende vind.
Omkring 400 e. Kr. vises vindmøller med en lodret rotationsakse - bønningsmaskiner - i buddhistiske templer i Indien. Det er let at bemærke deres hovedforskel fra Herons plan - den buddhistiske version af vindmøllen er "lagt på siden."
En praktisk anvendelse af vindmaskiner blev fundet i det 9. århundrede i Iran (beskrivelser af Abu Ishaq al-Istakhri). De havde dog intet at gøre med dem, vi er vant til. Disse var tårne, hvoraf der var maskerede strukturer dækket med stof. Vinden roterede dem, og en speciel mekanisme konverterede rotationen af den lodrette akse til bevægelse af møllesten eller driften af en vandløfteanordning.
Fra Iran nåede nyheden Indien og Kina, men ikke Europa, som derefter lånte meget få tekniske innovationer.
I 1185 blev den første vindmølle nævnt i Yorkshire (England), og denne første vestlige vindmølle var allerede af den velkendte type - med en vandret rotationsakse, hvorpå der er monteret lodret roterende knive. Som vi kan se, siden den 12. århundrede, var den vestlige og østlige tilgang til vindmøller modsatte.
Fordelene ved den østlige ordning frem for den vestlige er indlysende. En vindmølle med lodret akse fungerer uanset vindretningen, så kineserne og iranerne kunne lade den være uden opsyn og gå til at gøre vigtigere ting. Derudover er strukturens vinde i den østlige version med samme kraft meget højere, hvorfor det begynder at arbejde selv med en svag vind.
På den anden side har den vandrette akse vestlige vindmølle sine egne styrker. Ja, det skal "holdes medvind", men dets vinger påvirkes altid af vinden fra kun den ene side, hvilket øger deres energiproduktion. Den østlige med hver revolution oplever et øjeblik, hvor vingerne drejer, og vinden "rammer" dem fra den anden side. Der er nok inerti til, at strukturen kan rotere yderligere, men masten ryster voldsomt, og en del af rotationsenergien går til at kompensere for "slag" På grund af disse variable belastninger skal masten eller tårnet gøres stærkere og mere massiv. Resultaterne er tydelige: den vestlige vindmølle er sværere at betjene, men mere effektiv og billigere.
Vindmøller var ekstremt udbredte i Europa op til dampmaskiner og elektricitet. De krævede næsten ikke personale, kraftledninger (hvilket er vigtigt i landdistrikterne) og var mindre støjende. Nå, versionen af en vindmølle, der hæver vand fra en brønd, er stadig yderst populær i den tredje verden, hvor elektrificering stadig ikke har påvirket mere end en milliard mennesker.
Forsøg på at få venner med vind og elektricitet blev gjort meget tidligt. Den første vindmølle, der producerede elektricitet, blev bygget i Danmark i 1890. I Vesten nåede deres dimensioner i begyndelsen af det 20. århundrede 25 meter i højden, og knivspændet var 23 meter. Ak, alt blev ødelagt af problemet med skiftende vind. Der var behov for elektricitet, selv når den ikke blæste, og dieselgeneratorer og kraftledninger var ret billige. Så vindmøllerne blev skubbet ud i fjerne marker, hvor de arbejdede for kunstvanding. Men kun et stykke tid!
Vindens forandring i Sovjetunionen
Da den vestlige verden begyndte at slippe af med vindmøller på grund af elektrificering, tog vores land en helt anden vej - "medvind". Som kompensation for manglen på termiske kraftværker skabte Central Aerohydrodynamic Institute i 1920'erne en række små vindmøller med en kapacitet på op til 30 kilowatt og forsynede dem med en hydraulisk akkumulator. Med et overskud af generation hævede vindmøllen vandet til mastens højde, og når der ikke var vind, drænede det vandet tilbage, det vendte vandmøllen, som gav strøm. De blev brugt i Buryatia og andre steder uden kraftledninger. Ordningen er forresten yderst rimelig - i år blev der bygget et helt kraftværk i Tyskland efter det samme koncept, kun meget mere kraftfuldt.
I Sovjetunionen, inden opdagelsen af sibiriske olie- og gasfelter, blev alternative energikilder aktivt udviklet af strategiske årsager. 90 procent af sovjetisk olie blev produceret i Kaukasus, og det var tydeligt, at fjenden i enhver krig ville forsøge at slå der. Dette er hvad den franske luftfart planlagde at gøre i 1940. Kun ødelæggelsen af den tredje republik af Hitler forhindrede dette i at ske. Hitler ønskede selv at gøre dette, men han lykkedes heller ikke. For at beskytte sig selv opmuntrede den sovjetiske regering en række alternativer - fra halvanden på træfyrede gasgeneratorer til … vindmøller med svinghjulslager.
Ja, netop sådan et mirakel blev lanceret i Kursk i 1931. Med en kapacitet på kun 35 kilowatt var den udstyret med en "lagerdisk" (en tredjedel af et ton), der roterede i en container, hvorfra luft blev evakueret for at reducere friktionen. Vindkraftværket til opfinderen Ufimtsev oplyste sit hus og fodrede værkstedet, selv når der ikke var vind. Han døde dog i 1936, og siden da er stationen (den står stadig) aldrig blevet lanceret.
Men selv uden lagerenheder var sovjetiske vindmøller blandt lederne. I 1931, nær Balaklava, blev verdens mest magtfulde vindgenerator med 100 kilowatt (knivspænd - 30 meter) bygget. Det er interessant, at tyskerne, der nu er i spidsen for udviklingen af vindenergi, derefter behandlede vindmølleparker temmelig uhøfligt. I 1941 slog deres beskydning den største vindmølle på planeten ud. Måske var det et spørgsmål om misundelse - deres egne vindmøller gav derefter ikke mere end 70 kilowatt og var meget mindre. I 1950-1955 producerede Sovjetunionen 9.000 vindmøller om året - med en kapacitet på op til hundreder kilowatt. Hvordan kunne ellers de jomfruelige lande og nord forsynes med energi før dieselgeneratorer?
Uafhængighedsvind
Sovjetisk vindkraft blev dræbt af efterkrigstidens boom i billige flydende brændstoffer, mens den vestlige blev genoplivet af oliekrisen i 1970'erne. Derefter modnede ideen om energiuafhængighed fra de nervøse og tilbøjelige til et monopolkonspiration fra de østlige leverende folk på bekostning af vindenergi der.
Ved første øjekast står vi over for en klar regression. Hvorfor skifte fra stabile energikilder til dem, der bogstaveligt talt afhænger af brisen? Desuden fortalte russiske embedsmænd os for et par år siden, at vindmøller i Europa producerer dyr energi. Lad os prøve at finde ud af det.
Dagens vindmølle med vandret akse afhænger faktisk ikke så meget af de mindste udsving i vindhastigheden. Vestas V164 er 220 meter høj (en og en halv pyramider af Cheops) og knive med et sving på 164 meter (mere end 50-etagers bygning). Den samlede vægt af dens glasfiberknive er 100 tons. Faktisk har et sådant design sin egen lagerdisk, kun dens masse er 300 gange større end Ufimtsevs.
Samtidig forventes en yderligere stigning i vindmøllernes højde og deres vinger, hvilket betyder, at de er endnu mindre truet af små stop. Det menes, at det giver mening at øge dimensionerne mindst til højder på 300-400 meter og et knivspænd på op til 300 meter.
Startende med Siemens 'Enercon E-126, er der allerede en metode til at skabe sådanne kolossale knive - de består af to sektioner, der indsættes i hinanden. En række producenter planlægger at øge antallet til og med til tre.
Effekten af den samme Vestas V164 har allerede overskredet 9 megawatt, og en fordobling af dens vinger vil medføre en forøgelse af vindmøllens effekt til 40 megawatt. Endnu vigtigere, med hvert hundrede meters højde stiger den gennemsnitlige årlige vindhastighed markant. Med virkelig store strukturer giver det mening at opføre vindmølleparker selv i skovklædte områder, hvor vindhastigheden normalt er ret lav nær jorden.
På grund af den kontinuerlige vækst i størrelsen af vindmøller falder omkostningerne ved deres energi konstant. Bedøm selv: folk ved, hvordan man kan lave billige selv bygninger på 828 meter, og med væksten i deres højde vokser omkostningerne lineært. Men output fra vindmøllen med hver fordobling af højden vokser allerede i firkant. Stordriftsfordelene er meget mærkbare i vindenergi.
Selv for fem år siden, i 2012, producerede vindmøller i Vesten elektricitet mere end 10 cent per kilowatt-time. I dag er dette tal, som bemærket af det amerikanske energiministerium, dog faldet til 4-5 cent per kilowatt-time. Selv nye havvindmøller, som normalt er dyrere end land, giver energi til 6-7 cent per kilowattime, og denne pris falder endnu hurtigere end på land. Årsagen er, at du til søs kan bære vinger, der er mindst 200 meter lange, da der er meget plads på havets "veje", og der ikke er nogen trængsel.
Okay, siger du. Men hvad med perioder med ro, når der ikke er stærk vind i flere uger? Nå, det er derfor, de bygger havvindmøller i Europa. Der er “passager” over havet, hvor der praktisk talt ikke er nogen ro. Heldigvis for europæere er de tæt på dem og ofte på lavt vand. For eksempel er hele Nordsøen ret lavvandet, ligesom det forresten er det meste af vandet ud for De Forenede Staters østkyst. Derudover blev verdens første flydende vindkraftværk med snesevis af megawatt i drift i år. Dens vindmøller er forankret, og arbejdsdybden for dem er op til 800 meter. Det samlede areal af havene med en sådan dybde er sådan, at det fra dem er muligt at forsyne hele verden med energi mange gange. Tab i højspændings-jævnstransmissionsledninger er nu faldet til under 3 procent pr. Tusind kilometer - det vil sige, at "marine" vindenergi når selv ind i landet.
Samtidig bør vindmølleparkers bæredygtighed ikke idealiseres. Ja, de kan levere energi hele året rundt, og om vinteren vil de samme havvindmøller give mere energi end om sommeren - vinterstorme hjælper. Dog kan de ikke klare forbruget på morgenen og aftenen - vinden blæser omtrent den samme kl. 19:00 og kl. 03:00. Derfor antages det i Vesten, at adskillige procent af den samlede årlige produktion fortsat vil blive leveret af "peak" -varmekraftværker. Samtidig vil de forbruge meget mindre brændstof end i dag, når arrays af havvindmøller endnu ikke er bygget. Men det er værd at huske, at dette næppe bliver nødt til at vente længe.
I dag producerer vindenergi mere end en billion kilowattimer om året - mere end hele energisektoren i Rusland. Og hvis elproduktionen i vores land ikke er vokset siden 1990 (på grund af omtrent samme volumen industriproduktion), kan dette ikke siges om vindmøller. For bare 10 år siden gav de ikke engang en tiendedel af den nuværende produktion. Vi kan med sikkerhed sige, at om ti år vil WEC'erne på planeten give meget mere, end de gør nu. Desuden bygges mest af alle vindmøller i øjeblikket af Kina, og der ved de, hvordan de skal implementere virkelig masseproduktion.
borte med blæsten
Rusland kan prale af den mest uventede pirouette på menneskehedens vej til vindenergi. Da WPP'er var upopulære i Vesten, steg de i vores land. Da de begyndte at blive aktivt udviklet i verden, dukkede skarer af eksperter fra energiindustrien op i landet, der påpegede: "Stedet for vindmøller i Europa er forbi." Sandt nok, siden vi begyndte at sige dette, er kapaciteten af vindkraftværker blandt europæerne vokset ti gange og fortsætter med at vokse. Tilsyneladende blev vores eksperters mening ikke videregivet til dem.
Nå, i 2016 skiftede vi pludselig vores mening igen, så at sige, vi vendte tilbage til Dorezhnev Sovjetunionen. Rosatom var den første til at sige sit vægtige ord på statsniveau. Dets vicegeneraldirektør Vyacheslav Pershukov bemærkede ærligt: efter at have opfyldt eksisterende ordrer til opførelse af nye atomkraftværker i udlandet, kan Rosatom stå uden udenlandske byggeprojekter, da dette marked hurtigt krymper. Atomgenerering uden for Rusland er faktisk i tilbagegang, og der er ingen udsigter til en vej ud af det.
Hovedårsagen er enkel: vestlig bygget atomkraft er dyr. Energien fra russisk-byggede atomkraftværker er billigere, men stadig ikke så meget som for nye vestlige vindmøller. Ja, for at kompensere for deres inkonsekvens har du brug for et par gasfyrede termiske kraftværker, men atomkraftværker har også brug for dem. Når alt kommer til alt, giver reaktoren altid det samme output, og folk bruger meget mere om dagen end om natten. Med en lige pris og lige store problemer vil den vestlige køber, der altid er under pres fra de "grønne", aldrig vælge nuklear produktion.
Her siger Pershukov også: mulighederne for at opføre nye store atomkraftværker i udlandet er næsten udtømte.”Vi bør ikke tjene penge på markedet for nuklear teknologi. Alle. Ellers fungerer det ikke,”bemærker han korrekt.
Selvfølgelig, hvis du først opgiver nogle forretninger i et årti og derefter påtager dig det, når konkurrenter allerede har teknologier, der er blevet udarbejdet i årevis, så skal du ikke stole på lederstillinger med det samme. Derfor fulgte Rosatom den sti, der allerede var slået af Peter I og begyndte at lære en ny (eller rettere en gammel, godt glemt i vores land) fra hollænderne. Gennem et datterselskab dannede han et partnerskab med Lagerwey. Indtil 2020 planlægger det statslige selskab at opføre 26 små vindmølleparker med 610 megawatt - startende i Ulyanovsk-regionen i 2018. Ja, dette er mindre end en hundrededel af det årlige globale input, men Rosatom lærer af disse krummer. Derudover er det i 2020 planlagt at lokalisere produktionen af vindmøller i Rusland med 65 procent.
Det bliver sværere senere, når du skal gå i stor skala. Det er umuligt at producere vindmøller med en samlet kapacitet på kun hundreder megawatt om året med overskud. Dette er en stor forretning, der vil ikke være nogen lav pris uden masseproduktion. Derfor er det nødvendigt at udvide både konstruktionen af vindmøller i vores land og komme ind på verdensmarkedet. Det vil dog være meget vanskeligt at konkurrere her.
Kæmper som Vestas har brugt årtier på at perfektionere deres teknologier og bygget helt unikke faciliteter. For eksempel et anlæg til produktion af titanblade på titusinder af tons, der er placeret på øen specifikt for at gøre det lettere at eksportere en så vanskelig last til landveje. Hvor Rosatom vil bygge dette, og om det vil være i stand til at følge med det konstant forbedrede marked for vindmøller, er et spørgsmål og ikke let.
I en kommentar til KP bemærkede Rosatoms repræsentant Andrei Ivanov, at NovaWind, Rosatoms division, der var ansvarlig for projekter inden for den "nye energi", havde aftalt at etablere et joint venture med Lagerwey - Red Wind BV. Det vil beskæftige sig med lokalisering af produktionen af vindmøller i Rusland og mere specifikt - i Volgodonsk, nær de eksisterende faciliteter i Rosatom. Vindmøller med 2,5 og 4,5 megawatt vil blive bygget i vores land. I alt leverer Red Wind 388 sådanne vindmøller inden 2022, hvoraf de første 60 kun samles i Rusland - fra Lagerwey-komponenter - og først derefter vil der være”lokale” vindmøller med så imponerende dimensioner.
Det var meget lettere for ham med atomkraftværket. De blev trods alt ikke kun skabt i Sovjetunionen, men de stoppede ikke med at opbygge og forbedre i vores land. At være den første inden for det, du er pioner i, er meget lettere end hvor du skal lære af andre. Lad os håbe, at statsgiganten vil få succes, især da den har godt ingeniørpersonale.
Fremtidens vind
Lad os indse det: vindmøller vil sandsynligvis ikke blive menneskehedens vigtigste energikilde i de kommende årtier. Ja, i Danmark leverer de allerede størstedelen af elektricitet, og i USA leverer de mere end vandkraftværker. Men i lande, hvor der stadig er mange klare dage, udvikler solenergi sig nu meget hurtigere end vind. Priserne på elektricitet opnået med dens hjælp falder endnu hurtigere end vindmølleparkernes. Allerede i begyndelsen af 2020'erne vil den overhale vindmøller i produktionen og blive den vigtigste ram, der ødelægger kul og kulbrinteenergi.
Men for lande med nordlige territorier kan vinden spille en anden rolle - hovedgeneratoren. Dette vil sandsynligvis ikke ske i Rusland, og ikke kun fordi vi syd for Samara har meget sol. Endnu vigtigere er, at vi hverken kan forlade atom- eller gasenergi på grund af den enorme infrastruktur, der blev bygget til dem. Og alligevel vil vindmøller i 2030 blive hyppige elementer i russiske landskaber - som de nu er i Tyskland eller Storbritannien.