ЭНЕРГЕТИКА ПОЮЩИХ АВИАТУРБИН

№35 (667) от 30 августа 2006 г. Web zavtra.ru Выпускается с 1993 года.
Редактор — А. Проханов.
Обновляется по средам.
ЭНЕРГЕТИКА ПОЮЩИХ АВИАТУРБИН

В Москве появится первая электростанция на основе уникального авиадвигателя. Энергетическая авария, парализовавшая столицу в мае 2005-го, обнажила серьезнейшую проблему. Система "Мосэнерго" работает на пределе. Она неэкономична и крайне изношена. И все ближе "чубайсов крест" — пересечение графиков производства и потребления электричества в РФ (2008 год). И тогда наступит энергетический голод, когда электричества ни за какие деньги не купишь. Столица уже сегодня вынуждена закупать киловатт-часы в других регионах. А что делать, когда и там наступит нехватка мощностей? К тому же передаточная способность линий передачи электроэнергии в Москву исчерпана.
Москва должна парировать этот вызов. Одним из направлений создания дополнительных мощностей для городской энергетики становится совместный проект московских властей и авиадвигателестроительного КБ — ОАО АМНТК "Союз". В столице появится уникальная электростанция на основе двигателя для самолета с вертикальным взлетом.
НЕЖНОСТЬ К РЕВУЩИМ ЗВЕРЯМ
Авиамоторный научно-технический комплекс "Союз" — предприятие особое. С 1943 года здесь разрабатывали "сердца" для советских самолетов, а затем и крылатых ракет.
"Жемчужина" компании — двигатель Р79В-300, созданный в СССР для первого и покамест единственного в мире сверхзвукового истребителя с вертикальным взлетом Як-141. Американцы планируют первый полет своего сверхзвукового самолета с вертикальным взлетом F-35 JSF только в этом году(!). Благодаря двигателю разработки "Союза" наш истребитель (до закрытия программы российскими властями в 1995-м) успел установить двенадцать мировых рекордов по скоро- и грузоподъемности.
Однако не имеющая мировых аналогов разработка не погибла. В АМНТК "Союз" решили сделать отечественный энергоблок на основе разработанного для войны мотора. Резон здесь ясен: прежние тепловые электростанции имеют слишком низкий КПД. Путь в них от топлива до электричества долог и неэкономичен. Сначала дорогой природный газ сжигается в топках котлов, дабы получить пар из воды — при этом КПД составляет не более 45%. Потом этот пар должен закрутить турбину. Она же, в свою очередь, вращает генератор.
Получается многоступенчатая система превращений энергии: сначала химическая (сжигание газа) превращается в тепловую (пар), затем тепловая переводится в механическую (турбина), и только потом "механика" переходит в электричество. И на каждой ступени происходят потери энергии, доходя до 70-80%. А тут газ можно напрямую подавать в турбореактивный "движок", у которого КПД почти вдвое больше (36% только по электричеству). Если же еще и раскаленный выхлоп подать в теплообменник для подогрева воды, то суммарный КПД возрастет до 84%. Таким образом, "авиационная" электростанция заработает и как теплоцентраль.
И вот по заказу столичного правительства в рамках "Комплексной программы промышленной деятельности в Москве на 2001-2003 гг." коллектив "Союза" создает газотурбинную энергоустановку ГТЭ-30-300 мощностью в тридцать мегаватт. Исключительно надежную: между ремонтами она может работать 25 тысяч часов. Как представить сие наглядно? В году — всего 8760 часов. Московское правительство буквально спасло АМНТК, ассигновав на разработку почти пять миллионов "условных единиц". Проведенные на стенде испытания подтвердили заявленные параметры.
По словам генерального директора "Союза" Николая Яковлева, сейчас решается вопрос о размещении опытно-промышленной установки в Москве. Ведь нужно ставить ее близ газопровода с высоким давлением, где-нибудь в промышленной зоне. Необходимо провести обязательные сертификационные испытания. Но зачем в это время гонять энергоблок вхолостую? Лучше подключиться к электрической и тепловой сети, снабжая город теплом и электричеством уже во время "тест-драйва". Но тут приходится продираться сквозь бюрократические рогатки. Подобное подключение в РФ — дело непростое.
В идеале подобные газотурбинные энергоблоки могли бы заменить собой прежние "паровые машины" "Мосэнерго". И тогда Москва, получая прежние объемы "голубого топлива" от "Газпрома", могла бы как минимум в полтора раза нарастить выработку электричества, полностью сняв проблему кризиса энергоснабжения и превратив столицу в один из центров настоящего, качественного роста экономики.
Но, к сожалению, покуда все это — мечты. Уникальная "истребительная" электростанция в Москве останется пока единственной и неповторимой. Остались лишь два уникальных авиадвигателя. Их производство в Казани в мародерские 1990-е годы подверглось разгрому. Хотя... Р79В-300 — машина с большими возможностями. В СССР в ее создание вложили сумму, равную примерно тремстам миллионов долларов. Сегодня при небольших доработках двигатель может претендовать на то, чтобы стать "сердцем" перспективного самолета по типу американского JSF для ВВС России, обладающего колоссальным экспортным потенциалом. Его тягу можно повысить с шестнадцати до 20-21 тонны. Для сравнения: двигатель американского истребителя пятого поколения F-22 имеет тягу в 15,87 тонны, а для самолета JSF — 18,14 тонны. Кроме того, "Союзом" разработан проект нового двигателя для перспективного истребителя фронтовой авиации тягой свыше 16 тонн, содержащий целый ряд ноу-хау в области военного авиадвигателестроения. Разработка же на базе отечественного АЛ-31Ф, который фирма Сухого без всякого конкурса хочет ставить на отечественный "истребитель будущего" — это всего лишь менее 15 тонн тяги после всех доработок с худшими данными по основным режимам полета. Поэтому в "Союзе" надеются, что власти страны проведут серьезный научно-технический анализ предлагаемых двигателей для перспективного боевого самолета. Если АМНТК "Союз" будет привлечен к его созданию, то разработанные при создании Р79В-300 технические решения будут востребованы. И тогда получится самоокупаемая "гонка вооружений": промышленность сможет одновременно поставлять движки и для гражданской энергетики.
"Рост цен на природный газ, вовсю идущий ныне, подталкивает потребителей электричества к переходу на газотурбинные и парогазовые энергоблоки", — убежден Николай Яковлев.
И действительно: нынче федеральная власть, закусив удила, втаскивает страну в ВТО. А там от нас потребуют уравнять внутренние цены на нефть и газ с мировыми. При нынешней устаревшей техносфере РАО ЕЭС такое уравнивание — смерть российской экономике, удушение ее сверхвысокими ценами на киловатт-часы и гигакалории. Вот тут на выручку и может придти "самолетная энергетика".
Впрочем, только ли самолетная? Ведь инженеры и конструкторы советского закала пошли дальше. Сегодня они предлагают развивать энергетику будущего... на основе двигателей для крылатых ракет.
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЮ — В КАЖДЫЙ КВАРТАЛ?
Знаете, каково сегодня главное оружие нашей стратегической авиации? Нет, не бомбы, а ракеты Х-55 советского производства. Дальний ракетоносец Ту-160 несет по двенадцать таких "птичек", способных с высокой точностью поражать цели на дистанции более двух с половиной тысяч километров. А двигатель у этой ракеты — уникальное создание "Союза", разработанный под руководством Главного конструктора, ныне академика О.Н.Фаворского. Компактный, весом менее центнера. Конечно, название его непоэтично: Р95-300. Но зато каковы качества! В 1984 году серийный выпуск "девяносто пятых" наладили в Запорожье, на нынешней "Мотор-Сичи". Сегодня военные не хотят зависеть от Украины и строят планы налаживания выпуска новых двигателей в Рыбинске. Но от СССР осталось несколько тысяч умело законсервированных Р95-300.
На их основе "союзовцы" разработали малогабаритные электростанции ГТЭ-0,5-300 электрической мощностью в 0,585 мегаватт на природном газе. Каждая из них "пакуется" в стандартный 12-футовый контейнер с шумопоглощающими стенками. Как и большая газотурбинная станция, "малышка" может нагревать еще и 16 тонн воды в час до температуры в восемьдесят градусов, заменяя собой приличную котельную. Суммарный её КПД в таком случае достигает 82%. Управление — полностью компьютеризованное. Возможно автоматическое переключение работы станции с природного газа на жидкое топливо (керосин, дизельное топливо) по желанию заказчика.
Такие экономичные мини-станции можно ставить в крупных торговых центрах, на фабриках и заводах и в отдельных городских микрорайонах. Как вариант — на нефтегазопромыслах Сибири. Получается децентрализованная, экономичная энергетика. Потребители получают независимость от "Мосэнерго" и прочих "энерго" с их грабительскими тарифами. Кроме того, организация полноценной компании по производству компактных энергоблоков дает сразу несколько выгод. Во-первых, солидный заработок. Ведь налаживаются поставки мини-блоков в иные города и регионы РФ, в Белоруссию, выход на перспективные рынки уходящих из-под американского влияния Венесуэлы и Боливии. Во-вторых, реальную экономическую интеграцию с Запорожьем, одним из важнейших центров восточной, "русской Украины". В-третьих, возможность накопить запас "свежих" двигателей для крылатых ракет военно-воздушных сил Российской Федерации.
Еще один шанс открывается для Белоруссии, удушаемую "газовой удавкой". Если Минск выступит организатором межреспубликанской группы по доработке и производству "крылаторакетных" электростанций, то получит уникальный исторический шанс.
Однако нужно спешить. Точка пересечения графиков потребления и производства электричества в РАО ЕЭС всё ближе. Когда наступит дефицит мощностей, многим придется переходить на автономные источники электропитания. Рынок оных моментально перехватят американцы. Уже сегодня их компания "Кэпстон" предлагает покупателям миниатюрные газотурбинные станции, внешне смахивающие на большие компьютерные блоки. И тогда денежки российских потребителей потекут за рубеж: станции-малютки нужно не только покупать, но и снабжать запчастями, обслуживать...
Конечно, в конце мая мэр Москвы Юрий Лужков и глава РАО ЕЭС Антатолий Чубайс подписали соглашение об инвестировании в московскую энергетику 400 миллиардов рублей до 2010 года. Планируется ввести в строй новых мощностей на 6 тысяч мегаватт электричества и 4,785 гигакалорий тепла. Но — гладко было на бумаге. А вот примеров грандиозных программ развития, успешно воплощенных РАО ЕЭС, пока явно не хватает.
А тем временем один из моих знакомых бизнесменов, занявшись постройкой элитного коттеджного поселка в ближнем Подмосковье, так и не смог подключиться к системе "Мосэнерго". Мощностей уже не хватает. Заходите, мол, после завершения рыночной реформы. Пришлось ставить автономные генераторы, правда — дизельные. Хотя по выбросам они раз в пять хуже газотурбинных.
Не пора ли подумать о развитии отечественного энергомашиностроения следующей эры?
Подготовил Максим Калашников