Пенжинская ПЭС

Высота приливов в Пенжинской губе составляет 9 м, а в случае сизигийных приливов достигает 12,9 м, что является наивысшим для всего Тихого океана показателем. При площади бассейна 20 530 км² это соответствует ежесуточному проходу 360−530 км³ воды, что в 20−30 раз превышает расход воды в устье крупнейшей реки Земли Амазонки (через устье в сутки пройдет только ~19 км³).

Гидрологический потенциал бухты

В Пенжинской губе Охотского моря наблюдаются наиболее высокие приливы в Тихом океане, двойная амплитуда которых достигает 13,4 м.[3] Приливы в заливе Шелихова являются суточными, площадь бассейна Пенжинской губы составляет 20 530 км²[4][5]. Таким образом, если считать усредненной высотой прилива значение 10 м, то в среднем в бухте за сутки проходит 410,6 км³ воды, что соответствует среднесуточному расходу 4,75⋅10⁶ м³·сек⁻¹. Проходящий поток воды имеет потенциальную энергию, которая в поле тяготения Земли не равна нулю при наличии ненулевого перепада высот (${\displaystyle H_{Head}}$) и может быть выражена формулой:

${\displaystyle E=[\rho _{sw}\cdot S_{Basin}\cdot (H_{Tide}-H_{Head})]\cdot g\cdot H_{Head}}$, (1)

где ${\displaystyle E}$ обозначает потенциальную энергию; ${\displaystyle \rho _{sw}}$ — плотность морской воды, равную 1027 кг/м³; ${\displaystyle S_{Basin}}$ — площадь бассейна; ${\displaystyle H_{Tide}}$ — высоту приливной волны и ${\displaystyle g}$ — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с². Часть выражения, ограниченная квадратными скобками, указывает на множители, которые определяют массу проходящей воды за сутки.

Как видно из формулы (1), потенциальная энергия обращается в ноль при нулевом напоре и при напоре, равном высоте приливной волны. Если рассматривать данную формулу как функцию от ${\displaystyle H_{Head}}$, то она является параболической функцией с максимумом при ${\displaystyle H_{Tide}}$ = 2•${\displaystyle H_{Head}}$, что соответствует использованию перепада высот, равного 5 м. В данном случае изменение уровня воды в бухте и количество пропускаемой воды имеют в два раза ме́ньшую величину — соответственно, 5 м и 2,38⋅10⁶ м³·сек⁻¹ (205,3 км³/сут).

Подстановка полученных параметров в (1) и последующее деление на число секунд в сутках дает значение мощности, равное 120 ГВт. Эта мощность позволяет получить 1 054 млрд кВт•ч или 3,79⋅10¹⁸ Дж энергии за год. В зависимости от эффективности преобразования (КПД) потенциальной энергии в электрическую, общее количество получаемой электроэнергии и электрическая мощность будут иметь несколько ме́ньшие значения. Если считать КПД турбин равным 96 %, то соответствующая электрическая мощность составит 115 ГВт, а количество электроэнергии — 1012 млрд кВт•ч или 3,64⋅10¹⁸ Дж.[6]

Для реализации гидропотенциала бухты разрабатывались^{[когда?]} два проекта приливных электростанций, каждый из них с различной установленной мощностью и годовой выработкой:[1][5]

Стоимость строительства Пенжинской ПЭС-1 (Северный створ) — оценивается в 60 млрд долларов США, ПЭС-2 (Южный створ) — в 200 млрд долларов. Сейчас эксперты оценивают стоимость проекта в порядка 500 млрд долл. Срок реализации первого проекта: 2020—2035 годы; суммарная мощность Пенжинской, Тугурской и Мезенской ПЭС должна составить более 40 % общей установленной мощности электростанций единой энергосистемы страны.

Возврат инвестиций планируется за счет реализации энергоемкого продукта — например, жидкого водорода: в связи с недостатком местных потребителей и энергосистем, существуют предложения дискретной работы электростанции на энергоёмкий потребитель-регулятор, например, производство жидкого водорода, который затем транспортируется к возможным потребителям (с помощью этих станций Россия планирует к 2050 году производить от 15 млн до 50 млн тонн водорода)[1].
Рассматриваются^[кем?] также варианты экспорта электроэнергии в страны южной Азии — не исключается и строительство линий электропередач в Хабаровский и Приморский Края, в Японию и Китай.[7]

«Две проектируемые „РусГидро“ ПЭС — Северная и Пенжинская — еще далеки от совершенства, поэтому вопрос о строительстве пока не может стоять», — считает академик РАН Михаил Федоров[8]. И, как считают в Минэнерго, проект может столкнуться с рядом проблем при реализации: вопросы могут возникнуть как с транспортировкой топлива, так и с рынками сбыта, которых в настоящее время в мире попросту нет; также, проекты ПЭС большой мощности помимо высокой стоимости строительства, и непостоянства выработки станциями электроэнергии, потребуют строительства аналогичных компенсирующих объемов регулирующей генерации, либо неравномерно потребляющего потребителя.

• Приливные электростанции / АО НИИЭС, Русгидро
• Приливные электростанции (ПЭС) — источник энергии, запасаемый в водороде // Малая энергетика. - 2008. - № 1-2. - С. 31-38.
• Энергия прилива / «Эксперт-Северо-Запад» №17 (46), 2001
• Пенжинский водородно-энергетический кластер, Проект №74 / «Проектное государство»
• Приливные электростанции в России могут вырабатывать водород, но пока есть проблемы // 5 ноября 2021