О целесообразности использования энергии океана

Статья С. А. Понятовского «Подводная яхта-генератор, или Как использовать тепловую энергию океана», опубликованная в декабрьском номере газеты, вызвала у читателей ряд вопросов. В первую очередь они касались потенциала энергии Мирового океана. То, что этот потенциал огромен, ясно всем. Но насколько велико количество энергии, которую реально можно добывать промышленным путем с помощью описанной автором разработки? На этот вопрос отвечает сам автор.

Ряд нерешенных проблем нашего мира давно представляют глобальные угрозы и ставят под сомнение не только развитие, но и само существование человечества. Угрозы исходят из проблем политических, экономических, социальных, экологических и т. д. В эту же группу входит и постоянно растущая проблема поиска источников энергии. Несмотря на то что их в настоящее время достаточно много, на самом деле найти источник, способный заменить убывающую нефть, сложно. Требования, предъявляемые к нему, исключительно высоки и включают в себя не только неограниченность запасов, но также экологическую чистоту и приемлемые затраты на производство энергии.

К счастью, на планете существуют возобновляемые источники энергии, на которые хотелось бы ориентироваться, но считается, что у этих источников низкая концентрация энергии и развивать эту инфраструктуру сегодня нерентабельно.

Не вдаваясь в тонкости расчетов, можно привести основные данные, характеризующие тепловую энергию тропического океана.

Потенциальная плотность тепловой энергии набегающего потока воды тропического океана при относительной скорости 1 м/сек. и с учетом КПД около 7% составляет более 300000 Вт/м2. Природа предоставляет человеку возможность вырабатывать огромные потоки безопасной энергии на значительной акватории океана. Это можно сопоставить с извлечением энергии из внутриядерных сил.

Экономические показатели, как известно, определяются стоимостью 1 Вт энергии. Для объективной оценки можно рассмотреть некоторые ключевые позиции, на основе которых составить представление о рентабельности работ по освоению тепловой энергии океана. Как известно, строительство силового оборудования для получения 1Вт электроэнергии стоит не менее 1 $/Вт и доходит до 3 $/Вт для некоторых ядерных реакторов.

Основой предложенной автором тепловой гидроэлектростанции являются ее теплообменные узлы из титановой трубки, которые определяют стоимость всей установки подобно плотине традиционной гидроэлектростанции. Удельный расход трубки зависит от того, насколько тонко можно раскатать титановую пластину при условии длительной работы в морских условиях под давлением до 6 МПа. К примеру, если использовать в конструкции теплообменных узлов титановую трубку толщиной стенки 0,5 мм и диаметром 14 мм, то, в соответствии с тепловыми расчетами, расход материала будет около 10 гр/Вт, а давление, которое она может выдержать, составит около 60 МПа. При стоимости титановой трубки 20$/кг цена 1 Вт составит 0,2$. Известно, что титан химически стойкий материал и хорошо ведет себя в морской воде. С другой стороны, конструкции предлагаемых объектов напоминают электроды, опущенные в ванну с электролитом и, возможно, позволят даже накапливать металл, используя процесс электролиза. В связи с этим можно предположить, что конструкции, скорее всего, выдержат необходимые требования по срокам эксплуатации.

Далее – вопрос поставки топлива. Учитывая необходимые для традиционных электростанций добычу, переработку и транспортировку ископаемых ресурсов, стоимость поставки составляет около 0,5 $/кг. У тепловой гидроэлектростанции этот показатель равен нулю.

Следующее – обслуживание и ремонт. Здесь экономические показатели сопоставимы.

Последнее – это ликвидация последствий работы энергетических станций. Известно, что наиболее крупные последствия работы современных энергетических станций придется устранять потомкам. Каковы будут издержки, сказать сложно. Но, например, создавать парниковый эффект мы уже научились.

Разработки прошлого века предусматривали работу тепловых гидроэлектростанций при температурном градиенте не менее 20 градусов, что наблюдается только в отдельных наиболее прогретых районах океана, и преследовали исключительно локальные цели. Новые разработки менее требовательны к температурному градиенту, позволяют строить как стационарные, так и мобильные энергетические объекты и способны решать глобальные задачи уже в наше время. Предложения, сформулированые в патентных разработках, позволяют энергетическим объектам работать на всей акватории тропического океана, а по оптимистичным прогнозам, используя сезонные колебания температуры, – даже в средних широтах.

Все это и позволяет рассматривать тропический океан и как глобальный источник энергии будущего.

С. А. ПОНЯТОВСКИЙ

Источник: http://www.eprussia.ru