Нетрадиційні поновлювані джерела енергії Світового океану

Як вже було зазначено, практично невичерпні енергетичні джерела Світового океану також відносяться до категорії нетрадиційних. Але оскільки Світовий океан являє собою зовсім особливу частину гідросфери, та й всієї географічної оболонки Землі, їх доцільніше розглянути окремо. При цьому мова повинна йти про енергію морських припливів, морських хвиль, морських течій, а також про використання температурного градієнта товщі води Світового океану.
З усіх видів нетрадиційних відновлюваних джерел енергії Світового океану найбільше значення може мати енергія припливів. Однак незважаючи на сприятливі природні передумови будівництво приливних електростанцій (ПЕС) поки стримується деякими чинниками економічного характеру. Так, при оцінці економічних вигод будівництва ПЕС потрібно враховувати, що найбільші амплітуди припливів-відливів характерні для окраїнних морів помірного поясу. Багато з цих узбереж розташовані в необжитих місцях, на великій відстані від головних районів розселення та економічної активності, отже, і споживання електроенергії. Потрібно враховувати також і те, що рентабельність ПЕС різко зростає у міру збільшення їх потужності до 3-5 млн і тим більше 10-15 млн кВт. Але спорудження таких станцій-гігантів, до того ж у віддалених районах, вимагає особливо великих матеріальних витрат, не кажучи вже про найскладніші технічні проблеми.
Якщо не брати в розрахунок численні (їх понад 100) ПЕС суто місцевого значення в прибережних районах Китаю, то в кінці 1990-х рр.. у всьому світі діяло лише кілька ПЕС промислового або дослідно-промислового характеру.
Першою з них була введена в експлуатацію в 1966 р. ПЕС «Ранс» в Бретані (Франція). Вона споруджена в затоці Сен-Мало на узбережжі Ла-Маншу, в тому місці, де в нього впадає р.. Ранс.

Ця ПЕС складається з греблі (дамби) довжиною 350 м з 24 шлюзами – отворами круглого перерізу діаметром 5,25 м. У кожному з них змонтована горизонтальна осьова гідротурбіна. Під час припливу, що досягає тут висоти 15 м, вода надходить через ці отвори в водосховище, розташоване за греблею. Потім, при настанні відливу, лопаті робочих коліс турбін встановлюються в таке положення, яке дозволяє їм працювати на потоці води, спрямовуються з водосховища в море. Кожна з 24 турбін має потужність 10 тис. кВт, отже, загальна потужність ПЕС становить 240 тис. кВт; її річний виробіток – 540 млн кВт ч.
Друга за часом будівництва – Кислогубская ПЕС на Кольському півострові (Росія). Вона споруджена за проектом інженера Л. Бернштейна за допомогою розробленого ним же наплавного методу. Він полягає в тому, що станцію монтують на березі, а потім буксирують по морю до місця установки (в цьому випадку до губи Кислій на Мурманськом узбережжі). Експлуатацію ПЕС почали в 1968 р. Потужність її становить всього 400 кВт.
У 1984 р. в омиває береги і Канади, і США затоці Фанді Атлантичного океану увійшла в експлуатацію третій за рахунком (і перший в Західній півкулі) ПЕС «Аннаполіс».

Ще через два роки в Китаї запрацювала ПЕС «Цзянсян» потужністю 3,2 тис. кВт.
Незважаючи на таке скромне початок, не можна не враховувати того, що проектування нових ПЕС нині ведеться в багатьох країнах – у Канаді, у Франції, у Великобританії, Індії, Китаї, Республіці Корея, Австралії, Росії.

Всього в 40 км на схід від гирла р.. Ранс розташована досить закрита бухта Мон-Сен-Мішель. Тут вже давно розроблений проект ПЕС передбачає спорудження системи дамб і перемичок загальною довжиною понад 30 км, які повинні відгородити від моря ділянка бухти площею 500 км2. Система розрахована на те, щоб забезпечити почергову майже цілодобову роботу гідротурбін. При цьому потужність першої черги ПЕС повинна скласти б млн кВт.
Ще одну аналогічну ПЕС проектують в Брістольському затоці Англії. Проект передбачає зведення тут дамби, яка повинна відгородити від моря гирлі р.. Северн, а потім створення за допомогою спеціальних перемичок в цій відгородженій акваторії двох басейнів-водосховищ. Така конструкція дозволила б отримувати електроенергію майже цілодобово, а загальна потужність 175 гідротурбін повинна скласти 7-9 млн кВт. Проект Бристольской ПЕС існує вже давно, але поки ще він не вийшов зі стадії науково-технічних проробок.

Ще більш грандіозний проект «приборкання» приливної енергії розроблений для затоки Фанді. Він передбачає спорудження в самій глибині цієї затоки, врізається в сушу на 300 км і має додаткові затоки-відгалуження, трьох великих ПЕС сумарною потужністю 18 млн кВт! Реалізація цього проекту, очевидно, почнеться з внутрішнього затоки Майнес, де припливи досягають середньої висоти 13 м, а максимальної – майже 18 м. Залежно від числа турбін ПЕС, яку тут зведуть, буде мати встановлену потужність від 3,8 млн до 5,3 млн кВт, причому майже всю отримувану електроенергію передбачається продавати в США. За оцінкою, спорудження тільки цієї ПЕС повинно обійтися в 23 млрд дол, і саме ця обставина поки найбільше гальмує реалізацію проекту.

Але чи не найбільші проекти розвитку приливної енергетики були створені в Росії, яка по ресурсах такої енергії (17% світових) займає провідне місце. При цьому основні проекти спорудження гігантських ПЕС пов’язані з Білим і Охотским морями. Але в 1990-х рр.., В умовах економічної кризи, їх здійснення більш далеко від реалізації, ніж будь-коли раніше. Проте за останніми оцінками в Росії доцільно будівництво ПЕС в семи створах Баренцева, Білого і Охотського морів, на яких можливе отримання 250 млрд кВт год електроенергії на рік.

До числа енергетичних ресурсів Світового океану відносять також енергію хвиль, яку сумарно оцінюють в 2,7 млрд кВт на рік. Досліди показали, що її треба використовувати не біля берега, куди хвилі приходять ослабленими, а у відкритому морі або в прибережній зоні шельфу. У деяких шельфових акваторіях хвильова енергія досягає значної концентрації: в США і Японії близько 40 кВт на 1 м хвильового фронту, а на західному узбережжі
Великобританії-навіть 80 кВт на 1 м. Використовувати цю енергію, хоча і в місцевих масштабах (для освітлення маяків і навігаційних буїв), вже почали в Японії і Норвегії, проектують в США, Великобританії, Швеції, Австралії.

Ідею використання температурного градієнта висували ще в XIX в., Але впритул до її реалізації підійшли тільки в 70-х рр.. XX в. Суть цієї ідеї полягає в тому, щоб використовувати різницю в температурі поверхневих і глибинних вод Світового океану в енергетичних цілях за допомогою так званих моретермальних електростанцій, в яких тепла морська вода необхідна в процесі перетворення рідкого аміаку або фреону в пар, а холодна – для охолодження. Для практичного використання температурного градієнта найбільш придатні ті райони Світового океану, які розташовані між 20 ° с. ш. і 20 ° ю. ш., де температура води біля поверхні океану досягає, як правило, 27-28 ° C, а на глибині 1 км складає всього 4-5 ° C.

У 1970-х рр.. в США, Японії, у Франції почали роботи за програмою «Перетворення термальною енергії океану» (НАБРЯК). З тих пір були побудовані досвідчені гідротермальні електростанції в районах Гавайських островів (США), о. Науру (Японією), міста Абіджан в Кот-д’Івуарі (Францією). Деякі оцінки виходять з того, що з часом такі електростанції могли б покрити до 20% світової потреби в електроенергії. Але, мабуть, до них треба ставитися як до прогнозу на далеке майбутнє.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Гало і ореол