Цифры не лгут. 71 факт, важный для понимания всего на свете

Но даже при КПД свыше 40 % температура выбрасываемых газов достигала 600 ℃, и этого хватало, чтобы вырабатывать пар в присоединенной паровой турбине. Тандем из газовой турбины и паровой турбины – газовая турбина с комбинированным циклом (ГТКЦ) – был разработан в конце 1960-х гг., а в настоящее время КПД такой установки достигает 60 %. По этому показателю с ней не может сравниться никакой другой первичный источник энергии.

Сегодня ради выработки электроэнергии для бытовых нужд компания Siemens предлагает парогазовые установки мощностью 593 МВт – почти в 40 раз больше, чем у генератора в Невшателе (15,4 МВт), – и КПД 63 %. Газовая турбина 9HA от компании General Electric выдает 571 МВт при самостоятельной работе (турбина простого цикла) и 661 МВт (КПД 63,5 %) совместно с паровой турбиной (ГТКЦ).

Конструкция мощной газовой турбины

Газовые турбины – идеальное решение при пиковых нагрузках и лучший резерв в случае, если приходится полагаться на непостоянные источники энергии – ветровые и солнечные установки. В настоящее время в Соединенных Штатах это самый дешевый вариант новых генерирующих мощностей. Нормированная стоимость электроэнергии (показатель расходов на эксплуатацию энергетического проекта в течение срока службы) для новых мощностей, которые вступят в строй в 2023 г., ожидается на уровне $ 60 за мегаватт-час (МВт·ч) для угольных турбоагрегатов с частичным улавливанием углеродных выбросов, $ 48/МВт·ч для солнечных батарей и $ 40/МВт·ч для прибрежных ветровых генераторов – но менее $ 30/МВт·ч для обычных газовых турбин и менее $ 10/МВт·ч для парогазовых установок.

Во всем мире газовые турбины также используются для одновременной выработки электричества и тепла. Пар и горячая вода нужны и во многих производственных процессах, и в системах централизованного отопления, довольно распространенных в крупных европейских городах. Эти турбины даже применяются для обогрева и освещения огромных голландских теплиц, причем у них есть и дополнительное преимущество: выбрасываемый в воздух углекислый газ, ускоряющий рост овощей. Газовыми турбинами оснащены и компрессоры на многих промышленных предприятиях и насосных станциях магистральных трубопроводов.

Вывод очевиден: никакой другой двигатель внутреннего сгорания не имеет таких преимуществ, как современные газовые турбины. Они компактны, их легко транспортировать и устанавливать, они относительно тихие, доступные по цене и эффективные, а кроме того, они обеспечивают почти мгновенный выход энергии и не нуждаются в водяном охлаждении. Все это делает их непревзойденными устройствами для выработки как механической, так и тепловой энергии.

А какой у них срок службы? Турбина в Невшателе была выведена из эксплуатации в 2002 г. после 63 лет непрерывной работы – но не из-за выхода из строя самой машины, а из-за поломки генератора.

Ядерная энергетика: несбывшиеся надежды

Эпоха промышленного производства электроэнергии на атомных электростанциях началась 17 октября 1956 г., когда королева Елизавета II подключила к энергосистеме атомную станцию Колдер-Холл на северо-западном побережье Англии. Шестьдесят лет – достаточный срок, чтобы оценить ту или иную технологию, но я по-прежнему придерживаюсь своего вывода, сделанного больше десяти лет назад: «успешный провал».

Все, что касается успеха, тщательно задокументировано. После медленного старта в 1960-х гг. строительство реакторов ускорилось, и в 1977 г. в США атомные станции вырабатывали более 10 % электроэнергии, а в 1991 г. эта доля увеличилась до 20 %. Атомная энергетика завоевывала рынок быстрее, чем устройства на фотоэлементах и ветровые генераторы, появившиеся в 1990-х гг.

В конце 2019 г. в мире насчитывалось 449 действующих реакторов (и 53 на стадии строительства), причем коэффициент использования установленной мощности на многих из них превышал 90 %. Такую проектную производительность реакторы в среднем поддерживали круглый год, вырабатывая в два с лишним раза больше электроэнергии, чем фотоэлементы и ветряные турбины вместе взятые. В 2018 г. наибольшая доля атомной энергетики была во Франции (около 72 %) и в Венгрии (50 %); в Швейцарии на ядерные реакторы приходилось 38 % электроэнергии, производимой в стране, в Южной Корее – 24 %, в США – чуть меньше 20 %.