Идея использовать перепад температур для получения энергии пришла
ученым в голову отнюдь не сегодня. Термоэлектрические явления были
впервые описаны чуть ли не 200 лет назад: эффект Зеебека, эффект
Пельтье, эффект Томсона - все это открытия первой половины 19 века. Да и
проект морской электростанции, в которой использовалась бы разность
температур поверхностного и глубинного слоев воды, был впервые
разработан французским физиком Жаком Арсеном д'Арсонвалем (Jacques
Arsène d'Arsonval) аж в 1881 году. Спустя полвека этот проект был даже
реализован учеником д'Арсонваля Жоржем Клодом (Georges Claude) у
побережья Кубы, но установка проработала всего несколько недель.
"Я всем обязан океану..."
С тех было сооружено еще несколько экспериментальных установок,
однако до коммерческой эксплуатации дело пока не дошло - непреодолимым
препятствием каждый раз становились высокая стоимость проекта и
сложности технического характера. А между тем еще Жюль Верн вложил в
уста капитана Немо, главного героя написанного в 1870 году романа
"Двадцать тысяч лье под водой", такие слова: "Я всем обязан океану.
Океан снабжает меня электричеством, а электричество дает ´Наутилусу´
тепло, свет, способность двигаться, словом жизнь!"
И вот теперь французские инженеры намерены предпринять еще одну
попытку реализовать идею, не дававшую покоя их соотечественникам на
протяжении ста с лишним лет. Эта попытка представляется тем более
уместной, что рост цен на электроэнергию делает конкурентоспособными и
такие концепции, от которых прежде приходилось отказываться из-за их
недостаточной рентабельности. На прошедшей в испанском городе Бильбао
3-й Международной конференции по проблемам энергетических ресурсов
мирового океана (International Conference on Ocean Energy 2010) французы
представили свой новый проект. "Тут требуется значительный перепад
температур, - поясняет Эмманюэль Брошар (Emmanuel Brochard), сотрудник
полугосударственной военно-морской и энергетической компании DCNS. -
Такой перепад обычно имеет место в тропических широтах: на поверхности
воды - плюс 25 градусов, а на глубине в 1000 метров - от силы градусов
5. Такого перепада в 20 градусов вполне достаточно, чтобы запустить
тепловой электрогенератор".
В теории все просто...
Специалисты именуют такую концепцию аббревиатурой OTEC - от
английского Ocean Thermal Energy Conversion, то есть в переводе на
русский "преобразование тепловой энергии океана". Принцип действия
прост: холодная морская вода с глубины в километр или даже больше
подается по трубе на поверхность, где используется для перевода в жидкое
состояние подходящего газа (например, аммиака). Затем с помощью теплой
воды с поверхности моря этот сжиженный газ нагревают и доводят до
кипения, образующийся при этом пар приводит в движение турбину
электрогенератора.
В принципе этот замкнутый паротурбинный контур мало чем отличается от
контура, характерного для теплоэлектростанций на угле или мазуте,
только рабочая температура здесь значительно ниже. Такая альтернативная
электростанция обладает целым рядом преимуществ - прежде всего, в плане
экологии, поскольку не выбрасывает углекислый газ в атмосферу. "Кроме
того, она будет поставлять электроэнергию непрерывно, - подчеркивает
Эмманюэль Брошар. - Между тем, ветрогенераторы и гелиоустановки
работают, только когда дует ветер или светит солнце. Это весьма
существенное отличие".
Прототипы и экспериментальные установки, построенные в 80-х годах
прошлого века, не могли устоять в конкурентной борьбе с дешевой нефтью.
Да и проблема глобальных изменений земного климата стояла не так остро.
Теперь же ситуация кардинально изменилась.
Где же взять такую трубу?
"Мы планируем построить пилотную установку мощностью в 10 мегаватт, -
говорит Эмманюэль Брошар. - Технико-экономическое обоснование уже
готово. Главная наша цель - убедить инвесторов в конкурентоспособности
данной технологии. Мы рассчитываем, что наша пилотная установка даст
первый ток уже в 2015 году".
Пилотная установка - это своего рода искусственный островок диаметром
20-30 метров, отчасти напоминающий шельфовую нефтедобывающую платформу.
Но соорудить такой островок с полным паротурбинным контуром и уходящей
вниз на глубину в километр трубой для забора холодной воды отнюдь не
просто, подчеркивает Эмманюэль Брошар: "Тут есть целый ряд очень сложных
задач. Одна из них касается размера и конфигурации платформы, ведь эти
параметры зависят от конкретного места ее эксплуатации. Скажем, в
Индийском океане волны гораздо выше, чем в Карибском море, но плавучая
электростанция должна обладать достаточным запасом прочности. Но,
пожалуй, самая большая проблема - труба для закачки холодной глубинной
воды. Эта труба должна быть прочной, легкой и не слишком дорогой. Сейчас
мы работаем над решением этой проблемы".
Кроме того, предстоит выяснить, не оказывает ли такая электростанция
какое-либо воздействие на морскую глубоководную флору и фауну и не
влияет ли она на подводные течения. Но так или иначе, ясно одно: такая
конструкция может оказаться поистине незаменимой для обеспечения
электроэнергией отдельных тропических островов. А внести весомый вклад в
глобальное энергоснабжение планеты эта концепция, судя по всему, едва
ли способна.
Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман
http://www.dw-world.de/dw/article/0,,6123655,00.html
