Нетрадиционные источники энергии

Страница 4

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 ре-

шены в случае выделения ассигнований,так как "в этом проекте нет ничего такого,что превышало бы возможности современной ин­женерной и технологической мысли".

Один из ученых,наиболее склонный к прогнозам на будущее, предсказал, что электричество,полученное при использовании энергии Гольфстрима, может стать конкурентоспособным уже в 80-е годы.

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 200-300 футов (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 40 футов (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 гигантские калифорнийские бу­рые 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 100 000 акров (40 000 га), смогут давать энергию, кото­рой хватит, чтобы полностью удовлетворить потребности амери­канского города с населением в 50 000 человек".

Океан всегда был богат энергией волн, приливов и течений. В древние времена, наблюдая движение водных потоков, рыбаки ничего не знали о "приливной энергии" или о "выращивании бурых водорослей", однако они знали, что выходить в море легче во время отлива, а возвращаться обратно - во время прилива. Им, конечно, было известно и о том, что иногда волны тяжело и страшно бьют о берег, выбрасывая камни на его скалы, и о "морских реках", которые всегда выносили их к нужным островам, и о том, что они всегда смогут прокормиться моллюсками, рако­образными, рыбой и съедобными водорослями, растущими в океа­не .

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 в 2000 футов (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).

Конечно, это - прогноз ободряющий, но даже если он оправ­дается, результаты не помогут разрешению мировых энергетичес­ких проблем. Разумеется, доступ к запасам электроэнергии ОТЕС предоставляет великолепные возможности, но (по крайней мере пока) электричество не поднимает в небо самолеты, не будет двигать легковые и грузовые автомобили и автобусы, не поведет корабли через моря.

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. Водород­один из наиболее распространенных элементов во Вселенной. В океане он содержится в каждой капле воды. Помните формулу во­ды? Формула HOH 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 423 градуса по Фаренгейту (-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.