Гигантские плавучие аккумуляторы СССР

Гигантские плавучие аккумуляторы СССР

Забытая технология, чуть было не поставившая мир на грань ядерной войны 50 лет назад, способна помочь человечеству справиться с энергетическим кризисом.

В 1961 году США разместили в Турции баллистические ракеты средней дальности PGM-19 Jupiter с радиусом действия 2400 км. Подлетное время до Москвы у этих ракет составляло всего 10 минут. Неудивительно, что этот шаг очень встревожил советское правительство во главе с Никитой Сергеевичем Хрущевым. В мае 1962 года Хрущев побывал в Болгарии, где один из его сопровождающих, показав рукой в сторону Турции, сказал, что размещенные там ракеты способны нанести удар по крупным промышленным центрам СССР в течение 10−15 минут.

После возвращения из Болгарии Хрущев провел совещание Совета обороны и изложил там свою идею: если США разместили свои ядерные ракеты под боком у СССР, то почему бы Советскому Союзу не поступить таким же образом? Тем более что кубинский лидер Фидель Кастро давно просил советское правительство увеличить военное присутствие на Кубе. В результате летом 1962 года было принято политическое решение по отправке на Кубу мощной военной группировки, имеющей на вооружении ядерные ракеты Р-12 и Р-14, а также бомбардировщики Ил-28, способные нести ядерные бомбы. В начале сентября, когда переброска военной техники была в самом разгаре, президент Кеннеди заявил, что США не потерпят наличия ядерных ракет на Кубе, но Хрущев заверил его, что их там нет, а есть только научное оборудование. А 14 октября американский самолет-разведчик U2 сфотографировал то, что специалисты ЦРУ идентифицировали как стартовые позиции для ракет. Четырьмя днями позднее встревоженный Кеннеди в беседе с советским министром иностранных дел Громыко и послом в США Добрыниным потребовал от СССР убрать ракеты с Кубы. Но советские представители продолжали утверждать, что никаких ядерных ракет на Острове свободы нет.

Многочисленные учебники истории, так описывающие начало Карибского кризиса, поставившего мир на порог ядерной катастрофы, утверждают, что Хрущев и другие советские дипломаты лгали. На самом деле учебники ошибаются: советские политики говорили чистую правду.

В клещах энергоголода

В 1959 году на Кубе произошла революция и у руля встал Фидель Кастро, принявший ряд ключевых решений. Он национализировал банки, телефонную связь и энергетику, сахарные заводы и нефтепереработку. Многие из этих предприятий принадлежали американцам, и США в качестве ответного шага объявили Кубе экономическую блокаду, перестав покупать основной экспортный продукт (сахар) и поставлять энергоносители (нефть). Кубинский лидер обратился к СССР, и советское правительство, весьма заинтересованное в наличии идеологически близкого союзника у берегов США, приняло решение помочь.

Чтобы предотвратить простой при безветренной погоде, центральный диспетчерский пункт на основе спутниковых снимков и других погодных данных составляет карту ветров на следующие несколько суток. Исходя из этих данных, каждому ветрогенератору выдается команда на перемещение в соответствующую точку.

На Кубу были направлены танкеры с нефтью, а также зачастили советские технические специалисты, которые должны были наладить местную промышленность. Почти сразу стало понятно, что ключом к развитию Кубы станет энергия. Без энергии не будут работать никакие механизмы, и ни о какой промышленности, необходимой для нормального функционирования страны, не может быть и речи. Увы, на Кубе из энергоносителей были доступны разве что отходы переработки сахарного тростника. Кстати, они тоже шли в дело — советские специалисты спроектировали и построили на острове несколько теплоэлектростанций, работавших на сжигании растительной биомассы.

«Страна испытывала настоящий энергетический голод, — вспоминает бывший старший научный сотрудник Института металлохимии и органических соединений (ИМХО) Валентин Никаноров. — Один из моих московских коллег побывал там и рассказал о технических сложностях строительства местных электростанций. Ну и обмолвился, что местная электросеть, мол, еще долго не будет работоспособной, хоть вези с собой чемодан батареек. Вот эта фраза и натолкнула меня на плодотворную идею, с которой я обратился к руководству института».


Принцип действия

Самоходные ветровые платформы складывают лопасти и опоры и свои ходом перемещаются в назначенное место. Это делается в полностью автоматическом режиме, поскольку размещать такие ветропарки планируется в районах, закрытых для гражданских судов. Достигнув нужной точки, платформа стабилизируется, выпускает опоры и раскладывает лопасти турбин.

После этого к платформе стыкуется плавучий аккумулятор, который накапливает вырабатываемую энергию. После того, как процесс заряда полностью завершен, судно отстыковывается и в автоматическом режиме идет к портовому терминалу разряда, где сбрасывает накопленную энергию в систему. Если платформа не получает команды на переход в другую точку, на место отстыкованного аккумулятора становится следующий.

Внутри двух корпусов судна располагаются электрохимические ячейки аккумуляторов. Аноды их изготовлены из специального графита, а вот катоды уже не из кобальтата лития, как в «Проекте 15», а из марганцевой шпинели (манганата лития) — это более безопасно при заряде и разряде большими токами. На самом судне расположена только аппаратура управления процессами заряда/разряда, а сами преобразователи — в зарядных терминалах в порту или на платформах ветрогенераторов.

Двухкорпусные плавучие аккумуляторы — далекие потомки танкера «Проект 15», разработанного в Институте металлохимии и органических соединений в конце 1950-х годов. Современный вариант играет ключевую роль в проекте «бродячих» оффшорных ветрогенераторов бельгийской компании WindRunners.


Очень большие батарейки

Отдел электрохимии металлов и независимых источников питания (ЭМНИП), в котором работал Никаноров, занимался разработкой батареек. Но не тех, которые вставляли в приемники или фонари, а более крупных. Значительно более крупных: такие «батарейки» планировалось использовать для аварийного питания различной военной техники (станций наблюдения и разведки, ретрансляторов связи и РЛС) в труднодоступных местах. Почему не дизель? «Ну вот возьмите современные ноутбуки, — поясняет Валентин. — Большую часть времени они работают от сети, но иногда все-таки от батареек. Так и с военной техникой — для вывода дизеля на рабочий режим требуется несколько минут, а все это время ответственная военная техника- допустим, станция ПВО — не должна прекращать работу ни на секунду».

Гордостью института ЭМНИП стал проект гигантского автономного источника питания. «Что такое батарейка? — говорит Никаноров. — Это некая цистерна, наполненная электролитом, в который погружены электроды. Чем больше объем цистерны, тем больше энергии можно запасти в такой батарее. Вот мы и спроектировали батарею… в корпусе танкера».

Плавучий аккумулятор

Танкеры типа «Казбек» были самыми крупными в то время советскими нефтеналивными судами с водоизмещением 16250 т, дедвейтом 11800 т и объемов грузовых танков 14020 м³. С 1951 по 1961 год на верфях в Ленинграде, Николаеве и Херсоне было создано более 60 таких судов. Одно из них, построенное в 1959 году и названное «Проект 15» (по кодовому обозначению, которое дали этой программе в ИМХО), было не совсем обычным. Оно было оборудовано танками со специальной внутренней облицовкой, призванной уберечь электролит от загрязнения. Внутри танков размещались электрохимические ячейки с графитовыми анодами и катодами из металла с покрытием из кобальтата лития. В качестве электролита использовался раствор гексафторфосфата лития в смеси органических растворителей — этиленкарбоната и диэтилкарбоната. «Да, мы опередили весь мир на 25 лет, сделав литиевый аккумулятор еще в 1958 году! — грустно говорит Никаноров. — Но наша разработка по политическим причинам оказалась забыта».

Вместо традиционного для танкеров этого класса дизеля 8ДР 43/61 (завод «Русский дизель») мощностью 3800 л.с. «Проект 15» был оснащен 2,5-МВт электромотором. Это позволяло снизить шумы, что рассматривалось как немаловажное преимущество, поскольку плавучий аккумулятор в первую очередь предназначался для энергообеспечения различных прибрежных военных объектов — маяков, станций ретрансляции и РЛС. Танкер длиной 138, шириной 19,2 и осадкой 8 м имел электрическую емкость около 7 ГВт•ч. Для сравнения: такое количество электроэнергии дает в течение семи часов современный энергоблок АЭС с реактором РБМК-1000, работающий на полную мощность для обеспечения крупного промышленного города!

Только с танкером все намного проще — он просто причаливает и подключается к местной электросети. Для такого подключения «Проект 15» был оборудован целой электростанцией, преобразовывавшей напряжение в стандартные для распределительных ЛЭП 35/110 кВ. Немало внимания уделялось и безопасности: на танкере было установлено большое количество датчиков давления и температуры, данные с которых отслеживались при зарядке и разрядке.

Батарейки для Острова свободы

На 1962−1965 годы были намечены длительные испытания «Проекта 15», которые должны были проходить в северных районах и на Дальнем Востоке СССР. К этому времени в Мурманске смонтировали специальный зарядный терминал, и судно уже успело пройти предварительную полугодовую обкатку, зарекомендовав себя с лучшей стороны. «Конечно, трудности были, — вспоминает заместитель руководителя испытаний Виталий Крючкин. — Особенно много нареканий вызывала аппаратура преобразования энергии. Инженеры шеф-наладки просто не вылезали из блоков, практически там и ночевали, но все-таки довели оборудование до ума. А с электрохимией оказалось на удивление мало проблем. Несколько раз срабатывали аварийные клапаны давления и автоматы отключали зарядку, но это, в общем, штатные ситуации».

На снимке, сделанном американским самолетом-разведчиком, видны контейнеры на палубе одного из грузовых судов, идущих с Кубы в Советский Союз. Один из контейнеров «случайно» открыт, и внутри виден «самолет Ил-28». На самом деле это контейнер с катодами для аккумуляторов, замаскированный под бомбардировщик для того, чтобы окончательно убедить американскую разведку в блефе советского правительства — в том, что на Кубе действительно было ядерное оружие.

Директор ИМХО И.А. Вяземский после разговора с Никаноровым написал докладную, которую отправил руководству Минэнерго. Все это привело к тому, что в конце 1961 года руководитель Министерства строительства электростанций СССР Игнатий Новиков собрал совещание с участием расширенной группы ученых из ИМХО и АН СССР. После нескольких совещаний на самом высоком уровне с одобрения Хрущева было принято решение провести испытания в более мягких климатических условиях — на Кубе, хотя название испытаний оставили прежним («Анадырь»). «Проект 15» должен был заряжаться в Мурманске или в Севастополе, где начали строительство еще одного зарядного терминала, а затем идти на Кубу. Чтобы судно не простаивало в пункте назначения, планировалось построить на острове несколько накопителей — гигантских стационарных аккумуляторов. Электроды для этой цели были уже изготовлены и отправлены на Кубу в трюмах грузовых судов. Электролит планировалось доставить танкерами.

Запалы для скандала

Именно этим электродам и суждено было сыграть зловещую роль детонаторов мирового политического кризиса. «Аноды наших батареек были такими длинными 25-метровыми стержнями из графита, — вспоминает Валентин Никаноров. — Они довольно хрупкие, и, чтобы защитить от повреждений, их упаковывали в специальные транспортные контейнеры — большие цилиндры полутораметрового диаметра. Именно их-то американская разведка и приняла за баллистические ракеты Р-12. А катоды, пустотелые цилиндры из специального сплава с покрытием из кобальтата лития, упаковывались в контейнеры диаметром 2,5 м, и их американцы приняли за ракеты Р-14».

Неудивительно, что Хрущев, который был в курсе операции «Анадырь», категорически отрицал наличие на Кубе ядерных ракет. Однако он вскоре понял, какие возможности политического блефа открываются перед СССР и Кубой, если советские представители признают наличие на острове ядерного оружия, и пошел на попятную. Блеф, надо сказать, был разыгран мастерски и вошел во все учебники истории как реальная версия событий. В результате, как известно, Советскому Союзу удалось добиться как снятия угрозы вторжения на Кубу, так и вывода американских ядерных ракет из Турции.

Политическая подоплека полностью уничтожила проект плавучих аккумуляторов. Советское правительство вывезло оставшиеся электроды (под видом ракет и самолетов Ил-28) и срочно засекретило все документы по этому вопросу. «Всех участников проекта вызвали в Москву, и с каждым сотрудники КГБ провели беседу и взяли подписку о неразглашении, — вспоминает Никаноров.- Запомните, — говорили нам «люди в сером», — никаких электродов не существовало, это были ядерные ракеты». Проект закрыли и забыли почти на полвека.

От кризиса до кризиса

Но в начале 2000-х бельгийская компания WindRunners предложила интересную программу в области альтернативной энергетики. В отличие от генераторов в обычных офшорных ветропарках, ветряки WindRunners не должны стоять на месте. По замыслу конструкторов они перемещаются по акватории по сигналам из диспетчерского центра, который принимает решения в зависимости от карты прогноза ветров. Это позволяет избежать простоя генераторов в безветренную погоду, но создает серьезную проблему доставки энергии от генераторов на берег. Именно тогда сын Валентина Никанорова Алексей, пошедший по стопам отца инженер-электрохимик, прочитал об этом проекте и обратился к разработчикам WindRunners с предложением возродить схему 50-летней давности, построив флот судов-батареек. Как рассказал «Популярной механике» Алексей Никаноров, была выбрана двухкорпусная схема и сейчас несколько таких судов уже строятся на одной из верфей в Корее: «Проектом предусматривается разработка автоматической системы управления для таких судов, так что «батарейки» будут автоматически заряжаться от ветряков и приходить в порт на разрядку». Проект планируется запустить в коммерческую эксплуатацию в 2017 году, как раз к 55-летию Карибского кризиса. Но теперь технология, по злой иронии чуть было не погубившая мир, призвана спасти его от нового кризиса — энергетического.

Примечание редакции: данная статья опубликована в апрельском номере журнала и является первоапрельским розыгрышем.

Статья «Батарейки для Карибского кризиса» опубликована в журнале «Популярная механика» (№4, Апрель 2013).
Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь,
чтобы оставлять комментарии.