Солнце над пустыней

Наука и жизнь

Два десятилетия назад в пустыне Мохаве на юге штата Калифорния было построено девять крупных электростанций, работающих на солнечной энергии. Ее собирают при помощи множества стоящих на земле больших зеркал и направляют на установленный на вершине центральной башни приемник, в котором течет жидкий теплоноситель. Разогретый до температуры выше трехсот градусов, он отдает тепло воде, которая превращается в пар. Он вращает турбину, а она – электрогенератор. Общая мощность системы 354 мегаватт (МВт) – не так много (крупные гидроэлектростанции вырабатывают тысячи мегаватт), но и не так мало. Этой энергии достаточно, чтобы обеспечить ею  почти 80 тысяч индивидуальных домов.
До  недавних пор солнечные станции в Мохаве были единственными в Соединенных Штатах. Несмотря на то, что они показали себя в эксплуатации достаточно хорошо, дальнейшее их строительство было приостановлено и  возобновилось только через пятнадцать лет на основе более совершенных технологий и материалов.
Впервые их использовали в проекте Nevada Solar One - третьей по величине солнечной станции в мире, возведенной неподалеку от Мохаве на 350 акрах невадской пустыни около города Боулдер-сити, к югу от Лас-вегаса.
Новая станция, проект которой обошелся инвесторам в четверть миллиарда долларов, эффективнее старых и вырабатывает более дешевую электроэнергию стоимостью порядка 7 центов за киловатт-час (кВт-ч). Такая цена сегодня позволяет солнечной энергии успешно конкурировать с ископаемым топливом. А вообще электричество, произведенное станцией Nevada Solar One из бесплатного и всегда доступного чистого “топлива”, является самым дешевым солнечным электричеством в мире, хотя все еще более дорогим, чем электроэнергия существующих ветровых станций.
Понизить цену энергии из пустыни можно двумя путями: существенным уменьшением стоимости зеркальных отражателей и созданием не поддающихся коррозии приемных трубок. Именно над этим работает сейчас сотрудник Национального центра по возобновляемым источникам энергии Шерил Кеннеди.
“Мы хотели бы, – мечтает она, – создать идеальное зеркало, которое ничего бы не стоило, ничего бы не весило и никогда бы не загрязнялось. Трубки и зеркала составляют почти половину расходов  на электростанцию, поэтому их цена и качество так много значат для нас”.
Есть и еще одна проблема, в большой степени определяющая экономичность солнечных станций. Это нестабильность энергоснабжения: ведь даже в пустынях, где преобладает безоблачная погода, солнце светит не всегда. Здесь, как и везде, день сменяется ночью. Следовательно, необходимы накопители солнечной энергии и дешевые способы хранения разогретого теплоносителя.
“Принципиально этот вопрос решаем, – говорит Марк Михос из Национального центра по возобновляемым источникам энергии. – Представьте себе нечто вроде огромной кофеварки, кофе из которой поступает в термос. Однако этот огромный термос должен быть очень устойчив к коррозии, поскольку одним из лучших теплоносителей является расплавленный солевой электролит. Когда ученым удастся решить эту проблему, солнечные электростанции начнут работать и ночью”.
На юго-западе Соединенных Штатов достаточно плоского, открытого и залитого солнцем пространства, чтобы произвести огромное количество чистой возобновляемой энергии. При оптимальном использовании этих территорий можно получать в десять раз больше электричества, чем потребляется сейчас во всей стране.
Скажем, на ту же пустыню Мохаве падает вдвое больше солнечного света, чем на большинство других регионов страны. Поэтому здесь планируют строительство новых крупных солнечных тепловых электростанций. Один из таких планов предусматривает создание так называемого Солнечного парка Мохаве, электростанции которого должны будут обеспечивать к 2011 году выработку  553 мегаватт экологически чистой энергии.
По данным Министерства энергетики, много подходящей земли для производства солнечной электроэнергии и в штате Невада. Достаточно сказать, что с пустынных участков можно получить до 600 гигаватт (ГВт), то есть в тысячу раз больше, чем в будущем парке Мохаве.
Однако в настоящее время потребление электричества в штате Невада эквивалентно только 3 процентам этой способности. Это означает, что штат мог бы продавать значительные объемы электричества испытывающему недостаток в энергии соседнему штату Калифорния.
Впрочем, золотой штат не собирается полагаться в этом плане только на чью-то поддержку и помощь. Уже к 2010 году более пяти квадратных километров крыш зданий в южной части  Калифорнии покроют солнечные панели. Об этом недавно говорил, стоя на одной из таких крыш, Арнольд Шварценеггер.
“Эта программа, - заявил губернатор, - позволит обеспечить 20 процентов нашей потребности в электричестве за счет возобновляемых источников. Нам даны сила, воля и разум, чтобы сделать Калифорнию первым энергонезависимым штатом Америки и таким образом внести свой вклад в дело борьбы с глобальным потеплением. Это случится не сразу, но я глубоко уверен в том, что это произойдет”.
Инициатором проекта выступает компания Southern California Edison, занимающаяся коммунальным обслуживанием. Она планирует производить на крышах до 250 мегаватт. Этого будет достаточно для обеспечения электроэнергией 162 тысяч индивидуальных домов. Фирма собирается начать установку панелей в ближайшие месяцы.  Это станет крупнейшим в США проектом подобного рода. Ожидается, что он обойдется налогоплательщикам в 857 миллионов долларов.
А пока солнечные  панели уже установлены по соседству с бейсбольным стадионом Сан-Франциско. Они будут питать электрические табло, на которых показывается счет.
“Когда люди узнают, как действуют эти табло, – говорит сотрудница компании Pacific Gas and Electric Нэнси Макфадден, – они станут уделять больше внимания значению чистых источников энергии в нашей жизни”.
Конечно, изменению отношения к ним способствуют не только такие наглядные примеры. Немалую роль в этом играет стремительно развивающийся технический прогресс в сочетании с надвигающейся угрозой глобального потепления. Осознание этой угрозы не может не воздействовать на инвесторов. В прошлом году американские компании вложили почти два миллиарда долларов в технологии, связанные с чистыми источниками энергии.  Ожидается, что в нынешнем году капиталовложения в эту область достигнут 3,5 миллиардов.