Смекни!
smekni.com
Экология

Энергетические ресурсы (стр. 5 из 7)

Наи­бо­лее оче­вид­ным спо­со­бом ис­поль­зо­ва­ния оке­ан­ской энер­гии пред­ста­в­ля­ет­ся по­строй­ка при­лив­ных элек­т­ро­стан­ций (ПЭС). С 1967 г. в устье ре­ки Ранс во Фран­ции на при­ли­вах вы­со­той до 13 ме­т­ров ра­бо­та­ет ПЭС мощ­но­стью 240 тыс. кВт с го­до­вой от­да­чей 540 тыс. кВт

ч. Со­вет­ский ин­же­нер Берн­штейн раз­ра­бо­тал удоб­ный спо­соб по­строй­ки бло­ков ПЭС, бу­к­си­ру­е­мых на пла­ву в ну­ж­ные ме­с­та, и рас­счи­тал рен­та­бель­ную про­це­ду­ру вклю­че­ния ПЭС в энер­го­се­ти в ча­сы их ма­к­си­маль­ной на­гру­з­ки по­тре­би­те­ля­ми. Его идеи про­ве­ре­ны на ПЭС, по­стро­ен­ной в 1968 го­ду в Ки­с­лой Гу­бе око­ло Мур­ман­ска; сво­ей оче­ре­ди ждет ПЭС на 6 млн. кВт в Ме­зен­ском за­ли­ве на Ба­рен­це­вом мо­ре.

Не­ожи­дан­ной воз­мо­ж­но­стью оке­ан­ской энер­ге­ти­ки ока­за­лось вы­ра­щи­ва­ние с пло­тов в оке­а­не бы­ст­ро­ра­сту­щих ги­гант­ских во­до­ро­с­лей, лег­ко пе­ре­ра­ба­ты­ва­е­мых в ме­тан для энер­ге­ти­че­с­кой за­ме­ны при­род­но­го га­за. По име­ю­щим­ся оцен­кам, для по­л­но­го обес­пе­че­ния энер­ги­ей ка­ж­до­го че­ло­ве­ка - по­тре­би­те­ля до­с­та­то­ч­но од­но­го ге­к­та­ра план­та­ций во­до­ро­с­лей.

Боль­шое вни­ма­ние при­об­ре­ла "оке­а­но­тер­ми­че­с­кая энер­го­кон­вер­сия" (ОТ­ЭК), т.е. по­лу­че­ние элек­т­ро­энер­гии за счет раз­но­сти тем­пе­ра­тур ме­ж­ду по­верх­но­ст­ны­ми и за­са­сы­ва­е­мы­ми на­со­сом глу­бин­ны­ми оке­ан­ски­ми во­да­ми, на­при­мер при ис­поль­зо­ва­нии в замк­ну­том ци­к­ле тур­би­ны та­ких лег­ко­ис­па­ря­ю­щих­ся жид­ко­стей как про­пан, фре­он или ам­мо­ний. В ка­кой-то ме­ре ана­ло­ги­ч­ны­ми, но как по­ка ка­жет­ся, ве­ро­ят­но, бо­лее да­ле­ки­ми пред­ста­в­ля­ют­ся пер­спе­к­ти­вы по­лу­че­ния элек­т­ро­энер­гии за счет раз­ли­чия ме­ж­ду со­ле­ной и пре­сной, на­при­мер мор­ской и ре­ч­ной во­дой.

Уже не­ма­ло ин­же­нер­но­го ис­кус­ст­ва вло­же­но в ма­ке­ты ге­не­ра­то­ров элек­т­ро­энер­гии, ра­бо­та­ю­щих за счет мор­ско­го во­л­не­ния, при­чем об­су­ж­да­ют­ся пер­спе­к­ти­вы элек­т­ро­стан­ций с мощ­но­стя­ми на мно­гие ты­ся­чи ки­ло­ватт. Еще боль­ше су­лят ги­гант­ские тур­би­ны на та­ких ин­тен­сив­ных и ста­биль­ных оке­ан­ских те­че­ни­ях, как Гольф­ст­рим.

Пред­ста­в­ля­ет­ся, что не­ко­то­рые из пред­ла­гав­ших­ся оке­ан­ских энер­ге­ти­че­с­ких ус­та­но­вок мо­гут быть ре­а­ли­зо­ва­ны, и стать рен­та­бель­ны­ми уже в на­сто­я­щее вре­мя. Вме­сте с тем сле­ду­ет ожи­дать, что твор­че­с­кий эн­ту­зи­азм, ис­кус­ст­во и изо­б­ре­та­тель­ность на­уч­но-ин­же­нер­ных ра­бот­ни­ков улуч­шить су­ще­ст­ву­ю­щие и со­з­да­дут но­вые пер­спе­к­ти­вы для про­мыш­лен­но­го ис­поль­зо­ва­ния энер­ге­ти­че­с­ких ре­сур­сов Ми­ро­во­го оке­а­на. Ду­ма­ет­ся, что при со­в­ре­мен­ных тем­пах на­уч­но-тех­ни­че­с­ко­го про­грес­са су­ще­ст­вен­ные сдви­ги в оке­ан­ской энер­ге­ти­ке дол­ж­ны про­изой­ти в бли­жай­шие де­ся­ти­ле­тия. Оке­ан на­по­л­нен вне­зем­ной энер­ги­ей, ко­то­рая по­сту­па­ет в не­го из ко­с­мо­са. Она до­с­туп­на и бе­з­о­па­с­на, и не за­гряз­ня­ет ок­ру­жа­ю­щую сре­ду, не­ис­ся­ка­е­ма и сво­бод­на. Из ко­с­мо­са по­сту­па­ет энер­гия Солн­ца. Она на­гре­ва­ет воз­дух и об­ра­зу­ет ве­т­ры, вы­зы­ва­ю­щие во­л­ны. Она на­гре­ва­ет оке­ан, ко­то­рый на­ка­п­ли­ва­ет те­п­ло­вую энер­гию. Она при­во­дит в дви­же­ние те­че­ния, ко­то­рые в то же вре­мя ме­ня­ют свое на­пра­в­ле­ние под воз­дей­ст­ви­ем вра­ще­ния Зе­м­ли.

Из ко­с­мо­са же по­сту­па­ет энер­гия со­л­не­ч­но­го и лун­но­го при­тя­же­ния. Она яв­ля­ет­ся дви­жу­щей си­лой си­с­те­мы Зе­м­ля - Лу­на и вы­зы­ва­ет при­ли­вы и от­ли­вы.

Оке­ан - это не пло­с­кое, без­жиз­нен­ное вод­ное про­стран­с­т­во, а ог­ром­ная кла­до­вая бес­по­кой­ной энер­гии. Здесь пле­щут во­л­ны, ро­ж­да­ют­ся при­ли­вы и от­ли­вы, пе­ре­се­ка­ют­ся те­че­ния, и все это на­по­л­не­но энер­ги­ей.

Ба­ке­ны и ма­я­ки, ис­поль­зу­ю­щие энер­гию волн, уже усе­я­ли при­бре­ж­ные во­ды Япо­нии. В те­че­ние мно­гих лет ба­ке­ны – сви­ст­ки бе­ре­го­вой ох­ра­ны США дей­ст­ву­ют бла­го­да­ря во­л­но­вым ко­ле­ба­ни­ям. Се­го­д­ня вряд ли су­ще­ст­ву­ет при­бре­ж­ный рай­он, где не бы­ло бы сво­его соб­ст­вен­но­го изо­б­ре­та­те­ля, ра­бо­та­ю­ще­го над со­з­да­ни­ем ус­т­рой­ст­ва, ис­поль­зу­ю­ще­го энер­гию волн.

На­чи­ная с 1966 го­да два фран­цуз­ских го­ро­да по­л­но­стью удо­в­ле­тво­ря­ют свои по­треб­но­сти в элек­т­ро­энер­гии за счет энер­гии при­ли­вов и от­ли­вов. Энер­го­ус­та­нов­ка на ре­ке Ранс (Бре­тань), со­сто­я­щая из два­д­ца­ти че­ты­рех ре­вер­сив­ных тур­бо­ге­не­ра­то­ров, ис­поль­зу­ет эту энер­гию. Вы­ход­ная мощ­ность ус­та­нов­ки 240 ме­га­ватт - од­на из наи­бо­лее мощ­ных ги­д­ро­элек­т­ро­стан­ций во Фран­ции.

В 70-х го­дах си­ту­а­ция в энер­ге­ти­ке из­ме­ни­лась. Ка­ж­дый раз, ко­г­да по­став­щи­ки на Бли­ж­нем Вос­то­ке, в Аф­ри­ке и Юж­ной Аме­ри­ке под­ни­ма­ли це­ны на нефть, энер­гия при­ли­вов ста­но­ви­лась все бо­лее при­вле­ка­тель­ной, так как она ус­пеш­но кон­ку­ри­ро­ва­ла в це­не с ис­ко­па­е­мы­ми ви­да­ми то­п­ли­ва. Вско­ре за 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.

 
назад
читать дальше
1
2
3
4
5
6
7
НАПИШИТЕ НАМ
Copyright © Smekni.com. All rigths reserved.