Энергия океана: перспективы развития

Это явление лежит в основе работы гидротермальных (или моретермальных) электростанций. Принцип использования  разницы температур достаточно прост. Известно, что с уменьшением давления понижается температура кипения воды и соответственно температура образования пара. Когда разогретая вода засасывается вакуумом 0,01 атм, она вскипает и образуется пар, способный вращать турбину, соединенную с генератором. Функция же холодной воды заключается в охлаждении пара, поступающего в конденсатор.

Идея широкого использования термической  энергии не нова. Еще в 1927 г. на р. Маас во Франции была сооружена гидротермальная  станция небольшой мощности. Затем  было построено несколько более крупных (15 тыс. кВт и более) станций в США, Японии, Котд'Ивуаре. При этом получили развитие новые конструкции гидротермальных станций, в частности на базе использования газа фреона. 
Наконец, в мире создаются и обсуждаются проекты сооружения электростанций, основанных на создании искусственного перепада морской воды в узких проливах. Однако реальность подобных проектов очень низка.

6. Недостатки существующих установок.

 

Науке известны три типа установок: с открытым циклом, с закрытым циклом и гибридный. Основная из них, установка с открытым циклом, разрабатывалась более ста лет назад. Все три существующих типа предусматривают подъем холодной воды к поверхности океана.

Но поскольку для работы в  условиях океана интерес могут представлять только крупные тепловые гидроэлектростанции мощностью от 1000 МВт, то количество воды, необходимой для работы таких станций, должно измеряться десятками и сотнями миллионов тонн в час. Такое количество воды при подъеме на поверхность требует много энергии и при этом способно выделить в атмосферу большое количество растворенных на глубине вредных газов.

Резюмируя, можно выделить главные  недостатки существующих установок:  
1. Большие энергетические потери на транспортировку сырья с глубины, позволяющие установкам работать при разности температур не ниже 200С.  
2. Сложность подачи сырья, ограничивающая объемы производства.  
3. Необходимость иметь стартовые энергетические мощности.  
4. Проблемы, связанные с выделением углекислого газа растворенного в глубинных слоях океана.

Именно в силу этих недостатков  проведенные экспериментальные  работы по освоению тепловой энергии  океана привели лишь к весьма скромным результатам на маломощных установках, работающих с положительным выходом  энергии при температурном градиенте  не ниже 20 С.

Ряд специалистов не разделяет царящего в подавляющем большинстве ученых сообществ оптимизма по поводу безвредности приливных и волновых электростанций. По их наблюдениям, вмешательство в  функционирование Мирового океана якобы  приведет к катастрофическим последствиям вначале в регионе, а затем и на всей Земле. Проектировщики же приливных конструкций, будучи всецело увлечены финансовой и конструкторской стороной дела, отбиваются довольно вяло. В основном доводы сводятся к фразе: «Такого-то негативного эффекта замечено не было». Поскольку, как уже неоднократно упоминалось, энергетика морских вод на настоящий момент изучена слабо, лишь приведем аргументы (А) противников ПЭС и контраргументы (К) сторонников.

На ПЭС гибнет 5–10 % планктона  — основной кормовой базы рыбного стада, да и не все рыбы проходят живыми через лопасти. Так, в районе французской ПЭС на р. Ранс после сооружения дамбы исчезли песчанка и камбала.  
(К): На ГЭС гибнет гораздо больше и рыб, и планктона (до 83–99 %). К тому же, если речь идет о реке, рыбам некуда деваться кроме как пробираться сквозь плотину. В случае же с отгороженным заливом дело обстоит не столь драматично. Исследования Полярного института рыбного хозяйства и океанологии на Кислогубской ПЭС не обнаружили погибшей рыбы или ее повреждений. Сравнительно медленно вращающие лопасти подводных «мельниц» (около 20 об/мин) относительно безопасны для рыб.

ПЭС нарушают нормальный обмен соленой  и пресной воды и, тем самым, условия  жизни морской флоры и фауны. Ледовый режим в бассейне ПЭС смягчается.  
Снижение солености воды в бассейне ПЭС, определяющее экологическое состояние морской фауны и льда, составляет 0,05–0,07 %, т.е. практически не ощущается.  
ПЭС влияют на климат, поскольку меняют энергетический потенциал морских вод, их скорость и территорию перемещения. В конечном итоге работа приливных электростанций тормозит вращение Земли.

Ввиду колоссальной массы Земли  влияние приливных электростанций незаметно. Кинетическая энергия вращения Земли настолько велика, что работа приливных станций суммарной мощностью 1000 ГВт будет увеличивать длительность суток лишь на 10–14 с/год, что на девять порядков меньше естественного приливного торможения (2⋅10–5 с/год).

Заключение.

 

Итак, почему же мы до сих пор не изготовили тысячи таких превосходных экологически чистых систем для установки во всех подходящих местах?

По мнению международных экспертов  ответ прост: дешевое ископаемое топливо. Изначальная стоимость строительства таких морских станций довольно высока, а цены на наши истощающиеся запасы нефти, газа и угля до сего часа остаются неестественно низкими. Пока полные и правдивые расходы на использование, а также и все внешние эффекты не будут включены в стоимость ископаемого топлива, или же пока нехватка не приведет к скачку цен, запланированной прибыли от инвестиций в энергию океана будет недостаточно для оправдания риска предпринимателей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

1)  http://www.facepla.net/index.php/the-news/energy-news-mnu/2491-water-power

2) http://energosber.info/articles/alternate/63120/?sphrase_id=1277

3)http://www.nek-npo.ru/novaya-energetika/teplovaya-energiya-okeana/nedostatki-suschestvuuschih-ustanovok.html

4)http://www.globaltrouble.ru/problemy_mirovogo_okeana/problema_ispol_zovaniya_energii_okeana.html