Новости Библиотека Учёные Ссылки Карта сайта О проекте


Пользовательский поиск





предыдущая главасодержаниеследующая глава

Энергетические богатства мирового океана

Быстрый рост технических достижений, неуклонное увеличение численности населения нашей планеты, постепенное истощение запасов привычных источников энергии, таких, как уголь и нефть, затянувшийся в последние годы энергетический кризис, охвативший многие зарубежные страны и приведший к резкому повышению цен на нефть, наконец, требования к сохранению окружающей среды, — все это заставляет искать новые источники энергии, и особенно такие, которые основываются на возобновимых запасах или запасах малоисчерпаемых. К их числу относятся энергия волн, приливов, течений, ветра, накопленного водой тепла, а также сама вода — обычная и тяжелая.

Вспомним, что, оказывается, еще в XI —XII вв. на побережьях Франции, Англии и Шотландии существовали мельницы, использовавшие энергию приливов. А в Великобритании в устье реки Дебен и сейчас работает мельница, первые упоминания о которой имеются в записях Вудбриджского прихода, датированных 1170 г. Аналогичные мельницы существовали и у русских поморов в XVI в., а в XVIII в. в Архангельске работало даже несколько приливных лесопилок.

Энергию морских приливов во всем мире ученые оценивают в 1 млрд. кВт, в то время как энергию всех рек - в 850 млн. кВт.

Велики запасы приливной энергии в Советском Союзе. Энергетические ресурсы приливов только в Белом и Охотском морях более чем в 3 раза превышают ресурсы Ангары, Волги и Днепра, вместе взятых.

Что же представляют собой приливы? Приливы и отливы — это периодические колебания уровня моря, обусловленные притяжением Луны и Солнца. Образующиеся приливные волны перемещаются по поверхности морей и океанов вследствие вращения Земли с периодом, равным 24 ч (солнечные сутки) для солнечной приливной волны. Лунные же сутки, в течение которых проходит прилив, длиннее солнечных на 50 мин. Таким образом, за 24 ч 50 мин бывают два прилива, так называемая полная вода, и два отлива — малая вода. Через каждые 6 ч 12,5 мин происходят приливы, наибольшей величины достигающие в узких заливах. Самой большой высоты достигает приливная волна в заливе Фанди в Канаде — до 18 м, в заливе Сен-Мало во Франции — до 14 м, а в Советском Союзе в Охотском море (Пенжинская губа) — до 13 м и до 10 м в Белом море.

Энергия приливов и была использована при создании приливных электростанций (ПЭС), которые начали сооружать лишь в последние 10—15 лет.

Принцип работы такой станции заключается в следующем. Плотина отделяет залив или мелководную часть моря и образует во время приливов и отливов напор воды между морем и отделенной частью залива. Турбины, расположенные в теле плотины, вращаются в сторону суши во время прилива и в сторону моря — при отливе, т. е. как же турбины будут работать при отливе? (возникает недоуменный вопрос), ведь высокая вода отступает и высота прилива уменьшается до нуля. Таким образом, исчезает напор воды, необходимый для работы турбины. Значит, турбины должны быть остановлены, следовательно, прекращается и выработка электроэнергии. Возникает естественный вопрос — насколько выгодно сооружение такой станции?

Одним из первых в мире выход из создавшегося положения нашел советский ученый, инженер Л. Б. Бернш-тейн. Он предложил использовать электроэнергию, вырабатываемую ПЭС совместно с энергией, вырабатываемой обычными гидроэлектростанциями (ГЭС) и тепловыми электростанциями (ТЭС). При этом энергия, вырабатываемая ПЭС, подключается к общей энергетической системе, и в часы прилива резко уменьшается количество электричества, вырабатываемое ГЭС и ТЭС за счет работы ПЭС, а в часы отлива, наоборот, основная нагрузка падает на ГЭС и ТЭС. Л. Б. Бернштейн почти одновременно с французским энергетиком Р. Жибра сконструировал гидроагрегат, способный работать в обоих направлениях. В таком агрегате в момент отлива работа турбины заменяется работой насоса, который качает воду в отгороженный участок залива. Следовательно, такой гидроагрегат может вырабатывать энергию, как при заполнении, так и при опорожнении отделенного участка моря. Более того, в момент переключения турбин приливной электростанции на насосный режим мощность ПЭС может быть также приспособлена к суточному графику потребления электроэнергии. При этом приливная энергия аккумулируется в отделенной от моря части и выдается с повышенной мощностью в часы совпадения отлива с пиком ее потребления. В этом случае она действует как обратимая или гидроак-кумулирующая электростанция (ГАЭС).

Именно создание специального гидроагрегата с малогабаритным генератором, позволяющим ПЭС работать в обоих направлениях, т. е. во время прилива и отлива, было тем крупным этапом на пути создания ПЭС, который дал возможность приблизить или почти сравнять стоимостные затраты на единицу мощности на 1 кВт при работе ПЭС и обычных ГЭС с водохранилищами.

По сравнению с речными ГЭС приливные электростанции имеют целый ряд преимуществ. Океан не знает ни многоводных, ни маловодных лет, и в этом смысле никакая река не может с ним сравниться. Кроме того, океан «работает» строго по графику с точностью до нескольких минут. Таким образом, на ПЭС количество вырабатываемой электроэнергии всегда постоянно и заранее известно, в отличие от обычных ГЭС, где величина полученной энергии зависит от режима реки, в свою очередь связанного с климатическими особенностями территории, по которой она протекает.

Правда, необходимо отметить, что при работе ПЭС существует и еще одна сложность, связанная с тем, что энергия прилива и мощность ПЭС затухают каждые 14 дней, вместе с отдалением Луны от Земли. Надо также учитывать сложность работы ПЭС в условиях сильных ветров и штормов, больших волн и т. п.

Однако даже атомные электростанции при всех положительных моментах своей работы (экономичность, связанная с расходом топлива, транспортабельность топлива и отсюда возможность создания АЭС в любых местах, независимо от средств связи и т. п.) имеют и отрицательные, тормозящие в известной степени их повсеместное строительство. Здесь, прежде всего, необходимо отметить не окончательно еще решенную в мире проблему захоронения радиоактивных отходов (захоронение их в резервуарах-хранилищах весьма трудоемко и стоит дорого).

Учитывая все эти моменты, специалисты считают, что использование энергии приливов — перспективное направление энергетики и что в ближайшие 10—15 лет 2/3 мировой потребности электроэнергии обеспечат угольные и атомные станции и 1/3 — речные совместно с приливными станциями.

Одна из первых приливных электростанций построена во Франции, в устье реки Ране на побережье Ла-Манша, у города Сен-Мало мощностью 240 тыс. кВт, вырабатывающая в год 540 млн. кВт • ч электроэнергии. Образуемое плотиной, длина которой 350 м, водохранилище простирается во время приливов на 20 км. Во Франции разработан уже 20-летний план постройки ПЭС, по которому должен войти в строй еще целый ряд крупных ПЭС, включая Котантенскую (на побережье Ла-Манша) мощностью 50 млн. кВт. Эта ПЭС будет передавать электроэнергию также в Швецию и Норвегию.

Большое значение для энергетики Великобритании имеет скорейший ввод в действие ПЭС в устье реки Северн у Бристольского залива, где высота приливной волны достигает 13,5 м. По мнению Л. Б. Бернштейна, такая ПЭС могла бы очень удачно дополнять атомную электростанцию в городе Бэркли и обеспечить до 20 % потребностей этой страны в электроэнергии.

Имеется ряд проектов создания ПЭС в Нидерландах, ФРГ, США, Канаде, Аргентине и в других странах. Так, США и Канада проектируют сооружение ПЭС в заливе Фанди мощностью до 6 млн. кВт, при этом стоимость 1 кВт-ч оценивается 0,015 доллара, что ниже стоимости электроэнергии, получаемой в Канаде на тепловых электростанциях, и примерно сравнима со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой АЭС. В Аргентине предполагается строительство ПЭС в заливе Сан-Хосе, которая будет вырабатывать в год до 10 млрд. кВт • ч электроэнергии. В Индии в настоящее время проводятся исследования в Камбейском заливе с целью строительства ПЭС.

На основе опыта проектирования ПЭС в СССР, Франции и Великобритании в настоящее время на западе Австралии разрабатываются проекты четырех ПЭС в узких заливах, где высота приливов составляет 9—12 м. Общая выработка энергии этих ПЭС должна составлять 11,5 млрд. кВт • ч, т. е. свыше 16% от выработки всех действующих в стране электростанций.

Благоприятные условия для строительства ПЭС имеются в 23 странах мира.

Проблема использования приливной энергии имеет большое значение и для Советского Союза. Впервые эта проблема была выдвинута еще в середине 20-х гг. текущего столетия. Перед Великой Отечественной войной в 1935—1940 гг. разработкой этой проблемы занимались более активно, но война отодвинула ее разрешение. Лишь в послевоенный период удалось более интенсивно заняться ею и успешно ее решить к концу 60-х гг. В 1968 г. в СССР была пущена первая отечественная приливная электростанция в губе Кислой на Мурманском побережье Кольского полуострова. Это пока лишь опытная электростанция мощностью всего 400 кВт. Однако опыт ее успешной работы открывает широкие перспективы в СССР для строительства мощных приливных ПЭС.

Кислогубская ПЭС была сооружена экономичным наплавным методом, впервые разработанным в СССР, сущность которого заключается в том, что станция строилась на берегу в привычных благоприятных условиях, а затем буксировалась по Кольскому заливу в Кислую губу. Этот весьма эффективный способ сооружения ПЭС используется в проектах зарубежных стран.

Опыт сооружения Кислогубской ПЭС используется при строительстве Лумбовской ПЭС на берегу Белого моря, мощность которой должна достигнуть 360 тыс. кВт. Ежегодно она будет вырабатывать около 1 млрд. кВт • ч электроэнергии — почти вдвое больше, чем французская ПЭС на реке Ране. С вводом в строй этой ПЭС и подключением ее в общую энергосистему стабилизируется выработка электроэнергии, столь необходимой ряду энергоемких производств и прежде всего заводам по выплавке алюминия.

Но мощность Лумбовской ПЭС все же недостаточна. Вот почему проектируется создание еще более мощной Мезенской ПЭС в Мезенском заливе мощностью 10 млн. кВт, с годовой выработкой 30 млрд. кВт • ч электроэнергии. С вводом в эксплуатацию Мезенской ПЭС будет обеспечена электроэнергией лесоперерабатывающая промышленность Мезенского района, а «избыток» ее, включенный в общую энергосистему, будет обслуживать другие важнейшие промышленные предприятия Северо-Западного экономического района. В перспективе возможно на месте работы ПЭС создать производство водорода, кислорода, аммиака и других химических продуктов. Кроме того, создание плотины при Мезенской ПЭС поможет наладить нормальное судоходство в низовьях реки Мезень, избавив ее от «блуждания» русла, и даст возможность создать глубоководный порт.

А в перспективе — создание Кулойской ПЭС в устье реки Кулой, впадающей в Мезенский залив. Но самой мощной будет Беломорская приливная электростанция. Плановая мощность станции 14 млн. кВт, а годовая выработка электроэнергии — в 36 млрд. кВт • ч. В здании ПЭС будет расположено 2000 турбин. Беломорская ПЭС, включенная сначала в единую энергетическую систему европейской части СССР, а затем и в единую энергетическую систему всего Советского Союза, смогла бы, прежде всего, полностью удовлетворить электроэнергией потребности населения и промышленных предприятий европейской части СССР в часы ее наибольшего потребления, т. е. в часы «пик», затем она могла бы постоянно компенсировать недостаток электроэнергии, недовырабатываемый многими ГЭС в засушливые годы; наконец, она дала бы возможность регулировать работу ТЭС, не приспособленных к переменному режиму, а попутно разрешить еще целый ряд проблем, связанных с электрификацией транспорта, удовлетворением электроэнергией ряда энергоемких производств и т. п.

Отдельные участки дальневосточного побережья СССР также перспективны в отношении освоения энергии приливов. Так, в Тугурском и Пенжинском заливах Охотского моря высота приливов достигает 9—13 м, а общие потенциальные ресурсы приливной энергии, по оценкам, составляют здесь свыше 400 млрд. кВт • ч. В настоящее время ведутся изыскательские работы, связанные с обоснованием сооружения здесь ПЭС Так, в Тугурском заливе возможно сооружение ПЭС мощностью 9 млн. кВт и выработкой 25 млрд. кВт • ч электроэнергии. В Пенжинском заливе теоретически возможно сооружение трех ПЭС, которые могли бы дать около 400 млрд. кВт • ч. Однако из-за отсутствия в этом районе потребителей такого количества энергии практически реальной считается электростанция мощностью 1,5 млн. кВт, с выработкой 4,5 млрд. кВт-ч.

Одним из потребителей для дальневосточных ПЭС может быть производство водорода путем электролиза воды. Оно допускает прерывистый режим, соответствующий режиму работы ПЭС. Учитывая, что водородная энергетика — это энергетика будущего, следует считать перспективным использование энергии ПЭС для этой цели.

Сооружение приливных электростанций на Дальнем Востоке может сыграть положительную роль в формировании горно-добывающих комплексов. Кроме того, энергия может быть передана в западные районы Дальнего Востока и Восточной Сибири и в зону Байкало-Амурской магистрали.

Освоение энергии приливов здесь может быть осуществлено в комплексе с извлечением различных элементов из морской воды. В данном случае можно применить способ фильтрования морской воды через избирательно действующие иониты, используя естественное перемещение огромных масс морской воды через водопропускные отверстия плотины. Экспериментальные работы в этом направлении проводятся на Кислогубской ПЭС, и при получении положительных результатов соответствующая установка будет запроектирована при сооружении Тугурской ПЭС.

Вообще же приливная электроэнергия не должна рассматриваться изолированно. Только в комплексе совместно с электроэнергией, вырабатываемой ГЭС, ТЭС и АЭС (атомными электростанциями), можно получить наибольший эффект от использования приливной энергии. Все эти виды электроэнергии дополняют друг друга в единой энергетической системе, где наиболее эффективно используются сильные стороны каждого вида электроэнергии.

Существуют и проекты использования энергии волн. Так, например, предложено использовать энергию волн с помощью оригинального штопорообразного поплавка в виде трубы. Части такой закрытой трубы, попавшие в волну, всплывают, а попавшие между гребнями волны опускаются. Так как эти усилия распределены неравномерно, то возникают вращательные движения. По мнению специалистов, строительство такой волновой станции будет сравнительно дешевым. Такие волновые станции будут использовать энергетические запасы поверхности океана и, как утверждают специалисты, будут весьма экономичны.

В Великобритании разработана обширная программа исследований в области использования энергии морских волн. Наиболее совершенный преобразователь энергии волн изобретен доктором Стефеном Солтером из Эдинбургского университета. Он представляет собой аппарат, снабженный лопастями длиной по 18,3 м, расходящимися под углом от общей оси и качающимися вместе с волнами. С помощью специального механизма лопасти приводят в движение насос, прогоняющий воду через турбину. От 20 до 40 таких аппаратов будет устанавливаться рядом друг с другом в виде цепей длиной 900 м и более.

Аппарат Солтера — единственный аппарат, который использует энергию как горизонтального, так и вертикального движения волн. Благодаря этому его коэффициент полезного действия приближается к 85 % по сравнению с 50 % в других системах.

По проведенным подсчетам, метровый отрезок волны «несет» от 40 до 100 кВт энергии, пригодной к практическому использованию. Основываясь на этих данных, один такой генератор может вырабатывать 50 МВт электроэнергии. Дюжина установок, каждая длиной 90 км, может полностью удовлетворить энергетические потребности Великобритании.

Энергия волн в небольших масштабах практически уже используется в Японии, где более 300 буев и маяков питаются электроэнергией, вырабатываемой генераторами, приводимыми в движение морскими волнами. Успешно действует и плавучий маяк Мадрасского порта в Индии, на котором установлен электрогенератор, приводимый в действие энергией морских волн.

Интенсивные поиски решения эффективного использования энергии морских волн проводятся в США, ФРГ, Швеции и некоторых других странах.

Кроме энергии волн, ученые пытаются использовать и энергию морских течений. Так, например, американское национальное управление океанских и атмосферных исследований разрабатывает проект установки турбин у берегов полуострова Флорида для использования энергии Гольфстрима. Скорость течения этой могучей «реки в океане» достигает местами 9 км/ч. По мнению специалистов, Гольфстрим обладает колоссальными энергетическими ресурсами. Проект предусматривает установку 200 турбин на расстоянии 20 км и на глубине от 30 до 120 м. Эти турбины смогут использовать лишь 4 % общей мощности течения. Извлечение большого количества энергии могло бы привести к изменению характера Гольфстрима, что в свою очередь могло бы повлечь за собой изменение климата очень больших районов земного шара.

По расчетам французских инженеров, установка большого вращающегося диска на глубине 100 м при высоте лопастей 25 м и скорости течения около 10 узлов ( Узел — мера скорости движения судов, соответствующая скорости одна морская миля (1852 м) в час.) обеспечит мощность электроустановки 110 тыс. кВт, а стоимость полученной энергии будет во много раз меньше, чем на тепловой и даже на атомной электростанции.

С конца 20-х гг. текущего столетия человечество начало использовать и гидротермальную энергию, т. е. энергию, источником которой является разница температуры верхних и нижних горизонтов морской воды. Собственно идея использования солнечной энергии, накопленной в океане в виде тепла, была впервые высказана еще в 1881 г. французским физиком Арсеном д'Арсовалем. Его ученик Жорж Клод в конце 20-х гг. XX в. построил на Кубе небольшую систему преобразования термальной энергии океана.

На Кубе в бухте Матанца очень благоприятные условия для работы такой установки — большие глубины с высоким перепадом температуры воды подходят к самому берегу. Насосы накачивают воду с поверхности моря, где она имеет температуру около +27 °C, в испаритель. В испарителе с частичным вакуумированием образовывалось пониженное давление, в результате чего вода превращается в пар при температуре всего около 30 °С. Полученный пар вращает лопасти турбин, которые соединены с генераторами. Отработанный пар попадает в конденсатор, для охлаждения которого подается вода с глубины с температурой 14 °С.

Аналогичные благоприятные условия имеются и около города Абиджана (Берег Слоновой Кости). Теплая вода здесь поступает в турбины Абиджанской ГТС из лагуны, хорошо прогреваемой солнцем, а холодная вода накачивается из моря с глубины 500 м. Мощность этой станции 14 тыс. кВт. При этом, поскольку в качестве рабочей жидкости использовалась вода, сбрасываемая обратно в океан, энергия производилась в так называемом открытом цикле.

Более эффективным оказывается замкнутый цикл, когда в качестве рабочей жидкости применяется аммиак или пропан. Такие жидкости находятся в герметически закрытых контурах, связанных с турбиной, вращаемой при расширении пара в испарителе.

В настоящее время в США, Японии, Франции и некоторых других странах Европы ведутся активные работы по программе ОТЕК (преобразование термальной энергии океана). Первая опытная гидротермальная станция системы ОТЕК — «мини-ОТЕК» работает вблизи Гавайских островов в Тихом океане. Ее единственное «топливо» — разница температур теплой воды на поверхности и холодных слоев на глубине. Мощность станции — 50 кВт; в качестве рабочей жидкости используется аммиак.

В настоящее время готова к спуску в море электростанция ОТЕК-1, которая будет производить 1 МВт электроэнергии. Она погрузится в воду тоже вблизи Гавайских островов и присоединится к «мини-ОТЕК». Она будет функционировать в течение трех лет, после чего на основе полученных результатов будут внесены соответствующие коррективы и в 1985 г. будет спущена на воду электростанция ОТЕК-2, которая будет вырабатывать 40 МВт электроэнергии. Американская программа ОТЕК развивается наиболее успешно.

Кроме стационарных гидротермальных станций системы ОТЕК по такому же принципу работы американской фирмой «Локхид» разработана плавучая конструкция, которую предполагается использовать в качестве дрейфующей электростанции в открытом океане в местах с наибольшими перепадами температур.

С 1974 г. работы по исследованию термальной энергии океана начались и в Японии. Была создана Ассоциация, включающая в себя множество фирм, компаний и университетов, которые приступили к разработке системы ОТЕК с общей мощностью около 100 МВт. В 1980 г. предполагалось испытать маленькую установку. Затем до 1984 г. намечено построить электростанцию на 25 МВт в качестве последнего этапа перед сооружением в 1990 г. установки на 100 МВт. Она будет расположена близ одного из островов на юге Японии.

В Европе интерес к электростанциям ОТЕК возник значительно позже. В 1977 г. девять европейских компаний, объединенных в ассоциацию Евросеан, решили совместно разработать проект электростанции на 10 МВт. Французская программа, выполняющаяся под руководством Национального центра исследований океана, состоит из трех этапов: теоретические исследования в 1978 —1979 гг., экспериментальное изучение различных компонентов электростанций в 1980—1982 гг., проектирование и строительство электростанций большой мощности в 1983—1985 гг.

Ряд экспертов полагает, что со временем морские электростанции могли бы покрыть около 20 % мировой потребности в энергии.

Районы, где можно использовать гидротермальную энергию в Мировом океане, также достаточно ограничены.

Ведь эти районы должны содержать поверхностные и глубинные воды (до 1000 м глубиной) с разницей температур не менее 20 °С. Основные термальные ресурсы Мирового океана сосредоточены в тропической зоне. При этом наибольшие перепады температур, превышающие 24 °С, наблюдаются в Тихом океане в западной его части между 5° ю. ш. и 15° с. ш. Вдоль экватора эта зона тянется более чем на 6000 км. У берегов Японии и Советского Союза в Тихом океане перепады температур в среднем за год не превышают 10—15 °С. Однако соответствующие глубины здесь чаще всего меньше, чем 1000 м. В ближайшем будущем намечается сооружение гидротермальных станций в районах Африканского побережья, а также на северо-восточном побережье Бразилии, на острове Тринидад и в ряде других районов.

Специалисты рассматривают возможности создания ГТС и у нас на Южном берегу Крыма и Черноморском побережье Кавказа, а также у берегов Каспия. Для этого надо решить проблему создания агрегатов, работающих при разнице поверхностных и глубинных вод в 10°. Действующие ГТС работают при разнице температур не ниже чем в 20°. Создание таких ГТС на юге европейской части СССР имело бы большое народнохозяйственное значение.

Рис.2. Конструкция системы ОТЕК-1, разрабатываемая в США для работы вблизи Гавайских островов.
Рис.2. Конструкция системы ОТЕК-1, разрабатываемая в США для работы вблизи Гавайских островов.

Надо отметить еще одно своеобразное направление получения электроэнергии, разрабатываемое в США. В конце 1974 г. в американской печати появилось сообщение о том, что ученые США создали примерно в 100 км от города Сан-Диего, расположенного на Тихоокеанском побережье США, подводную плантацию на глубине 12 м из искусственно высаженной гигантской бурой водоросли макроцистис пирифера. Эта водоросль вырастает на 60 см в день. Она очень богата органическими веществами, которые с помощью бактерий легко можно превратить в горючий газ — метан или простым нагреванием в «нефтеподобные» продукты. По подсчетам специалистов, подводная плантация площадью 40 тыс. га может обеспечить энергией город с 50-тысячным населением. Как утверждает доктор Говард Уилкокс, руководитель проекта в Центре океанических исследований в Сан-Диего, «ферма» крупных морских водорослей, протяженностью 750 км. может обеспечить такое количество метана, которого будет достаточно для замены всего потребляемого ныне в США природного газа. Процессы извлечения энергии из растений получили название биоконверсии. По мнению некоторых специалистов, за счет биоконверсии в течение 50 лет удастся удовлетворить примерно десятую часть энергетических потребностей США.

Рис.3. Дрейфующая гидротермальнаястанция, разработанная фирмой 'Локхид'
Рис.3. Дрейфующая гидротермальнаястанция, разработанная фирмой 'Локхид'

Как утверждает Говард Уилкокс, крупная ферма по выращиванию водорослей, удобряемых питательными веществами, извлекаемыми из глубин океана, «может давать с каждого гектара культивируемой площади океана не только жидкое и газообразное топливо, но и пищевые продукты, смазочные масла, удобрения, промышленные химикалии и пластмассы в количествах, достаточных для удовлетворения соответствующих потребностей среднего американца». Между 1985 и 1990 гг. ученые США на показательной ферме площадью 40 тыс. га должны дать ответ, удастся ли преодолеть технические проблемы, стоящие на пути их создания и эффективного использования.

Следует отметить, что в последние годы вопросами биоконверсии занимаются также ученые Франции, Японии и некоторых других стран.

Необходимо отметить практически неограниченные возможности использования воды Мирового океана для получения водорода. Теплота сгорания водорода почти в три раза выше, чем у нефти, и примерно в четыре раза выше, чем у каменного угля. При сгорании водорода в среде кислорода образуются только пары воды, поэтому его применение в качестве основного топлива наиболее перспективно с точки зрения сохранения окружающей среды. По-видимому, в ближайшем будущем при производстве водорода из морской воды значительная часть его будет превращаться из газообразного состояния в жидкое и транспортироваться к потребителям с помощью специальных судов.

Но самым крупным источником энергии в будущем бесспорно станет изотоп водорода — дейтерий, содержащийся в тяжелой воде. Несмотря на то что на каждые 6000 частей обычной морской воды приходится лишь 1 часть тяжелой воды, запасы ее в Мировом океане настолько велики, что, по подсчетам специалистов, для обеспечения человечества энергией его хватит на миллионы лет. Атом кислорода в тяжелой воде соединен с двумя атомами дейтерия — тяжелого водорода; 1 кг такой воды при использовании в атомном реакторе дает энергию, эквивалентную энергии, полученной при сжигании 400 т каменного угля. Если же из тяжелой воды выделить дейтерий и соединить его с литием, то 1 кг такого вещества, называемого дейтеридом лития, даст энергию, равную энергии 300 тыс. т каменного угля.

Для того чтобы заставить атомы дейтерия участвовать в термоядерной реакции, нужно нагреть их до нескольких сотен миллионов градусов. При таких температурах в термоядерных реакторах получается плазма (т. е. особое состояние вещества, при котором электроны «оторваны» от своих ядер и ядра находятся в беспорядочном движении, не образуя обычных атомных систем, в которых ядра и электроны взаимосвязаны). Пока советским ученым удалось получить плазму с температурой «лишь» в несколько десятков миллионов градусов, но и этот факт свидетельствует о том, что эта сложнейшая проблема получит свое успешное разрешение. Тогда, по выражению С. В. Михайлова, начнется период «сжигания» Мирового океана. Человечество получит неиссякаемый источник дешевой энергии, с помощью которой можно будет разрешить любые, самые смелые фантастические проекты.

предыдущая главасодержаниеследующая глава




Rambler s Top100 Рейтинг@Mail.ru
© Злыгостев Алексей Сергеевич, 2001-2017
При копировании материалов активная ссылка обязательна:
http://nplit.ru 'NPLit.ru: Библиотека юного исследователя'