Тема опреснения морской воды мало кого волновала в России до тех пор, пока она не присоединила Крым. После этого полуостров, отрезанный от Украины и днепровской воды, столкнулся с острейшим дефицитом водных ресурсов. Он усугубляется многолетней засухой, которая в условиях глобального потепления грозит стать хронической.
Правительство РФ выделило на решение проблемы водоснабжения Крыма 48 млрд рублей до 2024 года и сейчас изучает различные проекты. Решение ожидается в первые месяцы 2021 года, сообщил в конце декабря вице-премьер РФ Марат Хуснуллин. Опреснение морской воды он назвал «крайней мерой». Однако в Ялте местные власти уже выбрали участок, есть проект в Николаевке вблизи Симферополя и планы в Керчи, Судаке, Феодосии. А что говорит мировой опыт? DW изучила вопрос и поговорила с немецкими экспертами.
Средний Восток — мировой центр опреснения морской воды
Что сразу бросилось в глаза: крупнейшие в мире заводы-опреснители находятся в Дубае и Саудовской Аравии, важнейшую роль они играют в Кувейте, Омане, а также в Алжире. Иными словами — там, где пустыня и хроническая нехватка питьевой воды, но много нефти и газа, короче — энергии. Статистика подтверждает: Средний Восток, включая Израиль, является мировым центром опреснения, здесь сосредоточены порядка 45% всех мощностей.
Израиль. Опреснительный завод в Пальмахиме. В белых трубах — мембраны для обратного осмоса
Но они есть также на испанском острове Майорка, в американских штатах Флорида и Калифорния, в Австралии, Южной Африке. В общем, ничего уникального в опреснении морской воды нет, хотя прибегают к нему все же точечно. Во всем мире действуют порядка 20 тысяч промышленных установок (не считая опреснителей на судах).
В Германии тоже есть одна — на маленьком острове Гельголанд в Северном море. В то же время в ФРГ — немало специалистов по теме опреснения морской воды: эту технологию изучают в нескольких университетах (Ахен, Бремен, Мюнхен), а целый ряд немецких машиностроительных компаний выпускает соответствующее оборудование на экспорт. Есть даже отдельная организация, в которой объединились ученые и бизнесмены: Deutsche Meerwasserentsalzung e.V (DME).
Дистилляция и обратный осмос — два главных способа опреснения
Ее председателем на протяжении десяти лет был Детлеф Тапрогге (Detlef Taprogge), глава компании Taprogge из Веттера под Дортмундом. Она уже более 60 лет разрабатывает технологии очистки теплообменных водяных контуров на электростанциях с целью повышения их энергоэффективности, а также занимается многоступенчатой фильтрацией морской воды в системах опреснения. Об экспортной ориентации этой высокоспециализированной фирмы свидетельствует сайт на 11 языках, включая русский.
Опреснять морскую воду, пояснил Детлеф Тапрогге в беседе с DW, можно, по сути дела, двумя основными способами: термическим, когда она при высокой температуре испаряется, а пар затем конденсируется, или физическим, когда она под большим давлением проходит сквозь синтетические полупроницаемые мембраны и при этом очищается от молекул соли. Этот процесс называется обратным осмосом.
Схема работы оборудования фирмы Taprogge для предварительной многоступенчатой фильтрации морской воды
Оба способа очень энергоемкие. Для дистилляции нужны паровые котлы и высокие температуры, поэтому такие опреснители обычно комбинируют с крупными тепловыми электростанциями, как это сделали, например, в Дубае. В СССР такую опреснительную установку использовали при Шевченковской АЭС на берегу Каспия в Казахстане.
Для Крыма этот способ теоретически, наверное, тоже подошел бы, хотя это потребовало бы серьезной реконструкции действующих тепловых электростанций, из которых к тому же лишь часть находится вблизи моря. Поэтому куда более реалистичным вариантом представляется использование обратного осмоса.
Тем более, что в последние два десятилетия повсюду в мире предпочитают именно этот способ, так что «практически все начатые в 2020 году крупные проекты будут использовать мембранную технологию», отметил Детлеф Тапрогге. Его фирма разработала и поставляет оборудование для процесса предварительной фильтрации морской воды, призванное защитить от загрязнений и бактерий чувствительные мембраны, иначе они будут быстро выходить из строя.
Для сооружения опреснительного завода потребуются не меньше двух лет
С технологией обратного осмоса работает и член DME Ханс-Ульрих Бальдес (Hans-Ulrich Baldes). На протяжении двух десятилетий он как инженер участвовал в сооружении опреснительных установок на египетском курорте Шарм-эль-Шейх. Теперь его компания Sobek-Tec из Вюрзелена под Ахеном управляет ими через местную дочернюю фирму — и предлагает инжиниринговые услуги тем, кто хотел бы реализовывать подобные проекты.
Австралия, 2011. Строительство опреснителя в Аделаиде. Крупным установкам требуется много места
На вопрос DW, приблизительно сколько времени требуется для сооружения опреснительной установки, он ответил: «После выяснения всех технических и коммерческих аспектов от момента подписания контракта до сдачи объекта в эксплуатацию при качественной работе проходят приблизительно 24 месяца». Если взять стартовавший в прошлом году крупнейший в Израиле проект Sorek B, то там запланировали три года.
Для Крыма это означало бы: если в Москве нынешней весной примут принципиальное решение, первый опреснитель на полуострове заработает, в лучшем случае, не раньше летнего сезона 2023 года.
Санкции против Крыма запрещают поставку западных технологий
Но это при условии бесперебойных поставок оборудования. Его производят, например, во Франции, Испании, Израиле, Южной Корее, Германии. Так, насосы для опреснительных установок выпускают в ФРГ фирмы Wilo и Düchting, а мембраны для обратного осмоса поставляет завод, который немецкая компания Lanxess продала в начале 2021 года французскому концерну Suez, одному из мировых лидеров в области водного хозяйства.
Шарм-эль-Шейх, Египет. Производительность каждого из четырех фильтров: 1500 кубометров в день
Однако аннексированный Россией Крым — под санкциями, они запрещают поставки самого разного оборудования. В приложении к распоряжению ЕС № 692/2014 от 23 июня 2014 года указаны, в частности, «насосы для перекачки жидкостей». Так что рассчитывать на продукцию ведущих западных компаний не приходится, особенно после громкого скандала с турбинами Siemens, которые в РФ заказали для подставного проекта, а затем тайно переправили на полуостров.
Повторить тот же трюк будет теперь уже намного труднее. Но можно, конечно, попытаться провести спецоперацию по закупке западного оборудования через посредников в неких третьих странах. Это, естественно, потребует дополнительных расходов, к тому же больше времени уйдет на секретную доставку окольными путями. Импорт же китайской техники для такой специфической сферы может обернуться проблемами с качеством.
Опреснительный завод «Каспий» в Актау: техника от Центра Келдыша
Что же касается самой России, то у нее очень мало опыта в этой сфере: оборудование для единственного на постсоветском пространстве завода по опреснению морской воды «Каспий» в казахстанском городе Актау (там раньше была закрытая теперь Шевченковская АЭС), построенного в 2004 году и использующего мембранную технику, изготовил в рамках программы диверсификации космической отрасли московский Центр Келдыша, входящий в госкорпорацию «Роскосмос».
Правда, в июне 2020 года на ее сайте можно было прочесть, что Центром Келдыша «разработана проектная документация на расширение опреснительного завода «Каспий» с целью удвоить его мощность с 20 000 кубометров питьевой воды в день до 40 000. В сообщение говорилось, что Центр Келдыша приступает к изготовлению технологического оборудования для казахстанского предприятия и что «завершение модернизации ожидается в 2021 году».
В африканском островном государстве Кабо-Верде 80% населения пьет опресненную воду Атлантики
А сможет ли возглавляемая Дмитрием Рогозиным госкорпорация быстро наладить и осуществить выпуск техники для одного или сразу нескольких опреснителей в Крыму? Если Центру Келдыша нужны год-полтора, чтобы изготовить и установить в Актау оборудование для 20 000 кубометров, то сколько времени ему понадобится для того, чтобы обеспечить полуостров, где могут потребоваться в 5-10 раз более крупные мощности?
И способен ли «Роскосмос» гарантировать качественное проектирование и производство под одной крышей сразу всего ассортимента разнообразной техники для опреснительного завода от насосов и фильтров до мембран, заменив собой целый список высокоспециализированных зарубежных компаний с многолетним опытом? Или он частично все же использует импортную технику? Тогда, скорее всего, возникнут проблемы из-за санкций.
Сколько стоит опреснительный завод с мембранной техникой?
В любом случае штучное или мелкосерийное производство всегда более дорогостоящее и медленное, чем серийное. Но в Крыму, похоже, предпочитают не углубляться в вопрос, а на какой, собственно, технике будут работать планируемые там опреснительные установки. Как и в то, сколько все это будет стоить. Что, в общем-то, вполне объяснимо: платить все равно будет Москва. Чтобы хотя бы приблизительно оценить возможную нагрузку на бюджет России, обратимся к международному опыту.
Тунис. Опреснительный завод на острове Джерба мощностью 50 000 кубометров в день стоил 75 млн евро
Сданный в 2018 году в эксплуатацию в Тунисе на популярном у туристов острове Джерба опреснительный завод мощностью 50 000 кубометров в день, обеспечивающий питьевой водой 200 тысяч человек, стоил 75 млн евро, сообщает кредитовавший его сооружение немецкий государственный банк KfW. Это 6,75 млрд рублей при курсе 90 рублей за евро. Ежесуточный расход воды в Крыму, по официальным данным, составляет 450 000 кубометров. Так что в гипотетическом случае полного перехода полуострова на опреснение морской воды ему понадобились бы 9 подобных заводов.
Однако «чем крупнее установка, тем она выгоднее», подчеркнул Детлеф Тапрогге. Мощность сооружаемого под Тель-Авивом гигантского израильского завода Sorek B составит порядка 550 000 кубометров в день (200 млн кубометров в год). Суммарные инвестиции в него оцениваются примерно в 500 миллионов евро. Это в пересчете 45 млрд рублей.
Таким образом, на сооружение в Крыму сопоставимой опреснительной установки, способной с запасом обеспечить весь полуостров водой, может — очень приблизительно — уйти почти вся сумма, выделенная правительством РФ на четыре года. Хотя на каких-то статьях расходов, конечно, можно будет и сэкономить — скажем, на оплате строителей.
Эксплуатационные расходы опреснителей: главное — энергия
Но ведь мало просто соорудить один или несколько опреснителей — надо еще постоянно нести эксплуатационные расходы. Доля энергии составляет в них не менее 40%, рассказал Ханс-Ульрих Бальдес. При использовании мембранной технологии энергия расходуется главным образом насосами, нагнетающими давление в десятки атмосфер. Поэтому современные западные насосы для обратного осмоса все чаще оснащаются системами рекуперации энергии, позволяющими существенно повысить их энергоэффективность.
Насосы высокого давления с системой рекуперации энергии в Шарм-эль-Шейхе
Чем меньше соли в воде, тем меньше требуется энергии. Поэтому в Крыму опреснители на Азовском море работали бы более экономично, чем на Черном море, хотя и там вода менее соленая, чем, например, в Средиземном море и тем более в Персидском заливе, пояснил Детлеф Тапрогге.
На вопрос, во сколько же приблизительно обходится получение пресной воды методом обратного осмоса, глава компании Taprogge сослался на доклад Всемирного банка, согласно которому производство одного кубометра стоит сейчас на планете от 0,6 до 1,7 доллара США.
Будем считать для простоты, что себестоимость составит 1 доллар или 75 рублей. В таком случае 20 кубометров в месяц теоретически обойдутся в 1500 рублей. В то же время на сайте госпредприятия «Вода Крыма» сказано, что летом 2020 года крымская семья из 4 человек платила за такой объем при использовании дифференцированных розничных тарифов 555 рублей.
Повышение тарифов на воду и электричество в Крыму весьма вероятно
Понятно, что на утроение платежей за воду в Крыму Москва из политических соображений не пойдет и будет щедро субсидировать опреснение на полуострове из бюджета РФ. Но не менее очевидно и то, что за воду, получаемую с помощью дорогостоящих установок, крымчанам придется платить все же больше, чем за ту, что поступает из водохранилищ, так что повышение тарифов представляется неизбежным. К тому же появление на полуострове крупных потребителей электроэнергии должно будет, по идее, привести к удорожанию электричества в Крыму.
Не исключено, что могут потребоваться даже дополнительные генерирующие мощности. И тогда деньги на новую электростанцию дотационному полуострову придется опять-таки выделять из федерального бюджета. После всего этого становится понятно, почему в правительстве РФ опреснение воды в Крыму считают крайней мерой: оно обойдется всей России крайне дорого.