Сможет ли горячий воздух стать бесплатным топливом будущего?

Подпись к изображению: Компания из Австралии заявляет, что может производить достаточно электричества для снабжения 100 тысяч домов, используя движение горячего воздуха.

Не нужно быть научным специалистом, чтобы знать, что тепло поднимается вверх: просто загляните на чердак в жаркий летний день. Но чего вы могли не знать, так это того, что в указанном основополагающем научном факте кроется возможность снабжения целых городов чистой энергией.

Зодчие веками для охлаждения некоторых сооружений ставили себе на службу свойство тепла подниматься вверх. Солнечные трубы дают восходящему воздуху возможность выходить из зданий, унося с собой тепло.

В наше время австралийский предприниматель Роджер Дейви хочет воспользоваться этим явлением, привнеся в него свою изюминку.

Он хочет создавать, захватывать и направлять горячий воздух для обеспечения городов энергией. Для этого в пустыне Аризона планируется построить гигантскую солнечную башню на восходящих потоках высотой 2600 футов (792 м; прим. mixednews). Горячий воздух, попадая в башню, должен крутить 32 турбины, вращая их со скоростью, необходимой для создания механической энергии, которую генераторы будут превращать в электричество.

По заявлению его компании EnviroMission, такая башня может создавать до 200 мегаватт электроэнергии, что должно хватить на снабжение энергией ста тысяч домов. Он говорит, что её цель состоит не в вытеснении угольной, атомной или альтернативных видов энергетики, а в том, чтобы стать надёжным дополнительным источником энергии, не выделяющим углекислого газа.

«Одной из самых важных качеств, которые, как я считаю, отличают её от чего-то ещё, является её способность производить энергию, как и когда того требуется», – указал Дейви, президент и исполнительный директор EnviroMission.

Это обстоятельство ставит её особняком от энергии солнца (недоступной ночью) и ветра (недоступной в безветренную погоду), о которых он отзывается как «спазматических».

Он также акцентировал внимание на её способности к выработке энергии без использования воды для генерации электричества. Тепловые и атомные электростанции потребляют колоссальное количество воды, а солнечные панели для поддержания работоспособности требуют регулярной очистки.

На чертёжной доске

В данный момент башня EnviroMission – всего лишь идея, однако Дейви говорит, что технология себя зарекомендовала семилетней работой меньшего собрата на равнинах Испании.

Впрочем, по сообщениям СМИ 125-тонная металлическая конструкция опрокинулась в 1989 году после разрыва её натяжных тросов. На просьбу CNN прокомментировать случившееся компания не отреагировала.

По информации агентства новостей «Синьхуа», небольшая башня начала функционировать в прошлом году в Китае. Проект, финансируемый китайской компанией, как сообщается, обойдётся в 208 миллионов долларов и будет реализовываться поэтапно. Первый блок электростанции производит 200 киловатт в день.

По словам своего представителя, в настоящий момент EnviroMission является единственной публичной компанией, которая занимается разработкой данной технологии.

Её модель предполагает башню без натяжных тросов и, в отличие от других сооружений, цемент в качестве строительного материала. Солнечная башня была бы вторым по высоте строением в мире, незначительно уступая небоскрёбу Бурдж-Халифа в Дубай.

В EnviroMission говорят, что башня простоит 80 лет, что намного больше средней продолжительности жизни поля солнечных батарей, которое кому-то показалось альтернативой, сопряжённой с меньшими стартовыми затратами.

Дейви утверждает, что строительство в объёме и с размахом, заложенными в проект «Аризона», будет стоить 750 миллионов долларов (с последующими доработками цена может вырасти или опуститься процентов на 10-15).

По словам представителя компании Кима Форте, EnviroMission уже изыскала «существенный капитал» для своего проекта.

Кроме того, компания недавно договорилась о продаже в будущем электроэнергии, которая будет производиться на одном из объектов в Аризоне, с Управлением энергетики Южной Калифорнии, в которое входят 12 энергетических компаний.

Профессор машиностроения Северо-Восточного университета Мохаммад Таслим считает, что есть два важных вопроса: будет ли станция производить так много энергии, как предсказывает EnviroMission, а также будет ли она рентабельной и экологически безопасной?

«В принципе, с инженерной точки зрения идея правильная, – говорит он. – Мне кажется, вопрос не в том, что ничего не получится. Просто может оказаться так, что заявленная пиковая мощность в 200 мегаватт не достижима в полном объёме».

Таслим первоначально говорил, что инженерам стоит присмотреться к композитным материалам вроде углеродного волокна. Но после пары грубых выкладок, он пришёл к выводу, что «800-метровое сооружение из композитных материалов не сможет выдержать свой собственный вес, поэтому необходим более сложный состав».

Согласно расчётам EnviroMission объёмы выбросов углерода при изготовлении и перевозке цемента и других материалов для строительства установки будут компенсированы после двух с половиной лет её эксплуатации.

Вращение турбин создаёт электричество

Технология работает следующим образом: в отличие от обычных фотоэлектрических панелей, которые преобразовывают солнечный свет в электроэнергию, башня EnviroMission должна извлекать солнечную термальную энергию, как из солнца, так и из движения воздуха.

Солнце как в парнике нагревает воздух под гигантским прозрачным покатым навесом вокруг башни, приближающейся по ширине к футбольному полю.

Воздух разогревается примерно до 90 градусов Цельсия и затем устремляется в башню, вращает турбины и поднимается наверх.

Чем выше башня, тем сильнее поток воздуха. Чем быстрее вращаются турбины, тем выше выработка электричества.

После захода солнца земля продолжает отдавать тепло, что позволит генерировать больше электричества.

Впереди долгий путь

Дэйви говорит, что препятствия на пути к постройке солнечной башни представляют собой сочетание политических факторов, природоохранной политики и низких цен на ископаемые виды топлива. Он хотел воплотить этот проект у себя в Австралии, но, по его словам, в Соединённых Штатах более приемлемый политический климат.

Он также говорит, что в течении последних 10 лет EnviroMission проявляет «должную осмотрительность» при проектировании солнечной башни, чтобы исключить сомнения у своих потенциальных частных инвесторов.

«Нам пришлось улучшить технологию с уровня, на котором она находилась в момент постройки установки в Испании, до её нынешнего состояния коммерческой жизнеспособности», – говорит он.

Строительство станции должно занять около двух лет и обеспечить создание до полутора тысяч рабочих мест. Затем, после ввода объекта в строй, его эксплуатацией будет заниматься персонал из 30 человек, в чьи задачи будет входить обслуживание навеса и турбин, а также обеспечение безопасности и проведение возможных экскурсий. Поскольку воздух бесплатен, производственные расходы будут минимальными, сказал он.

Следующий этап состоит в определении окончательных капитальных затрат и займёт несколько месяцев.

«И тогда можно будет понять, сходится ли всё с экономической точки зрения, – говорит он. – Нам предстоит обратиться к банкирам и гарантировать, что дело выгорит. Мы в это верим».