Сырьевая и энергетическая проблема мира
этим в Советском Союзе, Южной Корее и Англии возрос интерес к
очертаниям береговых линий и возможностям создания на них энергоустановок.
В этих странах стали всерьез подумывать об использовании энергии
приливов волн и выделять средства на научные исследования в этой области,
планировать их.
Не так давно группа ученых океанологов обратила внимание на тот факт,
что Гольфстрим несет свои воды вблизи берегов Флориды со скоростью 5
миль в час. Идея использовать этот поток теплой воды была весьма
заманчивой.
Возможно ли это? Смогут ли гигантские турбины и подводные пропеллеры,
напоминающие ветряные мельницы, генерировать электричество, извлекая
энергию из течений и воли? "Смогут" - таково в 1974 году было заключение
Комитета Мак-Артура, находящегося под эгидой Национального управления по
исследованию океана и атмосферы в Майами (Флорида). Общее мнение
заключалось в том, что имеют место определенные проблемы, но все они
могут быть решены в случае выделения ассигнований, так как "в этом
проекте нет ничего такого, что превышало бы возможности современной
инженерной и технологической мысли".
В океане существует замечательная среда для поддержания жизни, в
состав которой входят питательные вещества, соли и другие минералы. В этой
среде растворенный в воде кислород питает всех морских животных от самых
маленьких до самых больших, от амебы до акулы. Растворенный углекислый газ
точно так же поддерживает жизнь всех морских растений от одноклеточных
диатомовых водорослей до достигающих высоты 60-90 метров бурых
водорослей.
Морскому биологу нужно сделать лишь шаг вперед, чтобы перейти от
восприятия океана как природной системы поддержания жизни к попытке
начать на научной основе извлекать из этой системы энергию.
При поддержке военно-морского флота США в середине 70-х годов группа
специалистов в области исследования океана, морских инженеров и водолазов
создала первую в мире океанскую энергетическую ферму на глубине 12 метров
под залитой солнцем гладью Тихого океана вблизи города Сан-Клемент.
Ферма была небольшая. По сути своей, все это было лишь экспериментом. На
ферме выращивались бурые гигантские калифорнийские водоросли.
По мнению директора проекта доктора Говарда А. Уилкокса, сотрудника
Центра исследования морских и океанских систем в Сан-Диего (Калифорния),
"до 50 % энергии этих водорослей может быть превращено в топливо - в
природный газ метан. Океанские фермы будущего, выращивающие бурые
водоросли на площади примерно 40 000 га, смогут давать энергию, которой
хватит, чтобы полностью удовлетворить потребности американского города с
населением в 50 000 человек".
В наши дни, когда возросла необходимость в новых видах топлива,
океанографы, химики, физики, инженеры и технологи обращают все большее
внимание на океан как на потенциальный источник энергии.
В океане растворено огромное количество солей. Может ли соленость
быть использована, как источник энергии?
Может. Большая концентрация соли в океане навела ряд исследователей
Скриппского океанографического института в Ла-Колла (Калифорния) и других
центров на мысль о создании таких установок. Они считают, что для
получения большого количества энергии вполне возможно сконструировать
батареи, в которых происходили бы реакции между соленой и несоленой
водой.
Температура воды океана в разных местах различна. Между тропиком Рака
и тропиком Козерога поверхность воды нагревается до 82 градусов по
Фаренгейту (27 C). На глубине 600 метров температура падает до 35,36,37
или 38 градусов по Фаренгейту (2-3.5 С). Возникает вопрос: есть ли
возможность использовать разницу температур для получения энергии? Могла бы
тепловая энергоустановка, плывущая под водой, производить электричество?
Да, и это возможно.
В далекие 20-е годы нашего столетия Жорж Клод, одаренный, решительный и
весьма настойчивый французский физик, решил исследовать такую возможность.
Выбрав участок океана вблизи берегов Кубы, он сумел-таки после серии
неудачных попыток получить установку мощностью 22 киловатта. Это явилось
большим научным достижением и приветствовалось многими учеными.
Используя теплую воду на поверхности и холодную на глубине и создав
соответствующую технологию, мы располагаем всем необходимым для
производства электроэнергии, уверяли сторонники использования тепловой
энергии океана. "Согласно нашим оценкам, в этих поверхностных водах
имеются запасы энергии, которые в 10 000 раз превышают общемировую
потребность в ней".
"Увы, - возражали скептики, - Жорж Клод получил в заливе Матансас всего
22 киловатта электроэнергии. Дало ли это прибыль?" Не дало, так как,
чтобы получить эти 22 киловатта, Клоду пришлось затратить 80 киловатт на
работу своих насосов.
Сегодня профессор Скриппского института океанографии Джон Исаакс делает
вычисления более аккуратно. По его оценкам, современная технология
позволит создавать энергоустановки, использующие для производства
электричества разницу температур в океане, которые производили бы его в два
раза больше, чем общемировое потребление на сегодняшний день. Это будет
электроэнергия, производимая электростанцией, преобразующей термальную
энергию океана (ОТЕС).
Однако самолеты и легковые автомобили, автобусы и грузовики могут
приводиться в движение газом, который можно извлекать из воды, а уж воды-
то в морях достаточно. Этот газ - водород, и он может использоваться в
качестве горючего. Водород - один из наиболее распространенных элементов во
Вселенной. В океане он содержится в каждой капле воды. Помните формулу
воды? Формула H-OH значит, что молекула воды состоит из двух атомов
водорода и одного атома кислорода. Извлеченный из воды водород можно
сжигать как топливо и использовать не только для того, чтобы приводить в
движение различные транспортные средства, но и для получения
электроэнергии.
Все большее число химиков и инженеров с энтузиазмом относится к
"водородной энергетике" будущего, так как полученный водород достаточно
удобно хранить: в виде сжатого газа в танкерах или в сжиженном виде в
криогенных контейнерах при температуре -203 С. Его можно хранить и в
твердом виде после соединения с железо-титановым сплавом или с магнием
для образования металлических гидридов. После этого их можно легко
транспортировать и использовать по мере необходимости.
Еще в 1847 году французский писатель Жюль Верн, опередивший свое время,
предвидел возникновение такой водородной экономики. В своей книге
"Таинственный остров" он предсказывал, что в будущем люди научатся
использовать воду в качестве источника для получения топлива. "Вода, -
писал он, - представит неиссякаемые запасы тепла и света".
Со времен Жюля Верна были открыты методы извлечения водорода из воды.
Один из наиболее перспективных из них - электролиз воды. (Через воду
пропускается электрический ток, в результате чего происходит химический
распад. Освобождаются водород и кислород, а жидкость исчезает.)
В 60-е годы специалистам из НАСА удалось столь успешно осуществить
процесс электролиза воды и столь эффективно собирать высвобождающийся
водород, что получаемый таким образом водород использовался во время
полетов по программе "Аполлон".
Таким образом, в океане, который составляет 71 процент поверхности
планеты, потенциально имеются различные виды энергии - энергия волн и
приливов; энергия химических связей газов, питательных веществ, солей и
других минералов; скрытая энергия водорода, находящегося в молекулах
воды; энергия течений, спокойно и нескончаемо движущихся в различных частях
океана; удивительная по запасам энергия, которую можно получать, используя
разницу температур воды океана на поверхности и в глубине, и их можно
преобразовать в стандартные виды топлива.
Такие количества энергии, многообразие ее форм гарантируют, что в
будущем человечество не будет испытывать в ней недостатка. В то же время не
возникает необходимости зависеть от одного - двух основных источников
энергии, какими, например, являются давно использующиеся ископаемые виды
топлива и ядерного горючего, методы получения которого были разработаны
недавно.
Более того, в миллионах прибрежных деревень и селений, не имеющих
сейчас доступа к энергосистемам, будет тогда возможно улучшить жизненные
условия людей.
Жители тех мест, где на море бывает сильное волнение, смогут
конструировать и использовать установки для преобразования энергии волн.
