Нетрадиционные источники энергии
й 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 дру-
гие 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 под-
держивает жизнь всех морских растений от одноклеточных диато-
мовых водорослей до достигающих высоты 200-300 футов (60-90
метров) бурых водорослей.
Морскому биологу нужно сделать лишь шаг вперед, чтобы пе-
рейти 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, морс-
ких инженеров и водолазов создала первую в мире океанскую
энергетическую ферму на глубине 40 футов (12 метров) под зали-
той солнцем гладью Тихого океана вблизи города Сан-Клемент.
Ферма была небольшая. По сути своей, все это было лишь экспе-
риментом. На ферме выращивались гигантские калифорнийские бу-
рые 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 при-
мерно 100 000 акров (40 000 га), смогут давать энергию, кото-
рой хватит, чтобы полностью удовлетворить потребности амери-
канского 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, рако-
образными, рыбой и съедобными водорослями, растущими в океа-
не...
В наши дни, когда возросла необходимость в новых видах
топлива, океанографы, химики, физики, инженеры и технологи об-
ращают все большее внимание на океан как на потенциальный ис-
точник энергии.
В океане растворено огромное количество солей. Может ли
соленость быть использована, как источник энергии ?
Может. Большая концентрация соли в океане навела ряд исс-
ледователей Скриппского океанографического института в Ла-Кол-
ла (Калифорния) и других центров на мысль о создании таких ус-
тановок. 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 исс-
ледовать такую возможность. Выбрав участок океана вблизи бере-
гов 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 глуби-
не и создав соответствующую технологию, мы располагаем всем
необходимым для производства электроэнергии, уверяли сторонни-
ки 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 при-
быль ?" 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, сов-
ременная технология позволит создавать энергоустановки, ис-
пользующие для производства электричества разницу температур в
океане, которые производили бы его в два раза больше, чем об-
щемировое потребление на сегодняшний день. Это будет электроэ-
нергия, производимая электростанцией, преобразующей термальную
энергию океана (ОТЕС).
Конечно, это - прогноз ободряющий, но даже если он оправ-
дается, результаты не помогут разрешению мировых энергетичес-
ких 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 грузо-
вики могут приводиться в движение газом, который можно извле-
кать из воды, а уж воды-то в морях достаточно. Этот газ - во-
дород, 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 во-
ды? Формула HOH значит, что молекула воды состоит из двух ато-
мов водорода и одного атома кислорода. Извлеченный из воды во-
дород можно сжигать как топливо и использовать не только для
того, чтобы приводить в движение различные транспортные средс-
тва, но и для получения электроэнергии.
Все большее число химиков и инженеров с энтузиазмом отно-
сится к "водородной энергетике" будущего, так как полученный
водород достаточно удобно хранить: в виде сжатого газа в тан-
керах или в сжиженном виде в криогенных контейнерах при темпе-
ратуре 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.
Еще в 1847 году французский писатель Жюль Верн, опередив-
ший свое время, предвидел возникновение такой водородной эко-
номики. В своей книге "Таинственный остров" он предсказывал,
что в будущем люди научатся использовать воду в качестве ис-
точника для получения топлива. "Вода, - писал он, - представит
неиссякаемые запасы тепла и света".
Со времен Жюля Верна были открыты методы извлечения водо-
рода из воды. Один из наиболее перспективных из них - электро-
лиз воды. (Через воду пропускается электрический ток, в ре-
зультате чего происходит химический распад. Освобождаются во-
дород и кислород, а жидкость исчезает.)
В 60-е годы специалистам из НАСА удалось столь успешно
осуществить процесс электролиза воды и столь эффективно соби-
рать 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 энер-
гии - энергия волн и приливов; энергия химических связей га-
зов, питательных веществ, солей и других минералов; скрытая
энергия водорода, находящегося в молекулах воды; энергия тече-
ний, спокойно и нескончаемо движущихся в различных частях оке-
ана; 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 гарантиру-
ют, что в будущем человечество не будет испытывать в ней не-
достатка. В то же время не возникает необходимости зависеть от
одного - двух основных источников энергии, какими, например,
являются давно использующиеся ископаемые виды топлива и ядер-
ного горючего, методы получения которого были разработаны не-
давно.
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 преобразо-
вания энергии волн.
Живущие вблизи узких прибрежных заливов, куда во время
приливов с ревом врывается вода, смогут использовать эту энер-
гию.
Для всех остальных людей энергия океана в открытом водном
пространстве будет преобразовываться в метан, водород или
электричество, а затем передаваться на сушу по кабелю или на
кораблях.
И вся эта энергия таится в океане испокон веков. Не ис-
пользуя ее, мы тем самым попросту ее расточаем.
Разумеется, трудно даже представить себе переход от столь
привычных, традиционных видов топлива - угля, нефти и природ-
ного газа - к незнакомым, альтернативным методам получения
энергии.
Разница температур ? Водород, металлические гидриды,
энергетические фермы в океане ? Для многих это звучит как на-
учная фантастика.
И тем не менее несмотря на то что извлечение энергии оке-
ана находятся на стадии экс
| |  скачать работу |
Нетрадиционные источники энергии |
