Освоение ресурсов мирового океана

Освоение ресурсов мирового океана

прибрежье Калифорнии, осваиваются моря Берингово, Чукотское, Бофорта.

      Богат нефтью Гвинейский  залив,  запасы  которого  оцениваются  в  1,4

млрд. т, а ежегодная добыча составляет 50 млн. т.

       Сенсационным  явилось  открытие  крупной  Североморской  нефтегазовой

провинции площадью  660  тыс.  квадратных  километров.  Поисково-разведочные

работы  в Северном море начались  с  1959  г.  В  1965  г.  были  обнаружены

промышленные месторождения природного газа в прибрежных водах Нидерландов  и

у  восточного  побережья  Великобритании.   К   концу   60-х   гг.   открыли

промышленные скопления нефти в центральной части  Северного  моря  (нефтяные

месторождения Монроуз в  британском  секторе  и  нефтегазовое  Экофиск  -  в

норвежском). К 1986 г. было выявлено более 260 месторождений.

      Обеспеченность нефтегазовыми ресурсами стран Северного моря  оказалась

крайне неодинаковой.  В  секторе  Бельгии  не  выявлено  ничего,  в  секторе

Германии - очень мало месторождений. Запасы газа у Норвегии,  контролирующей

27% площади шельфа Северного моря, оказались  выше,  чем  у  Великобритании,

контролирующей  46%  площади  шельфа,  однако   в   секторе   Великобритании

сосредоточены основные месторождения нефти. Разведочные  работы  в  Северном

море продолжаются. Охватывая все более глубокие воды,  и  открываются  новые

месторождения.

        Разработка   нефтегазовых   богатств   Северного   моря   происходит

форсированными темпами на основе крупных капиталовложений. Высокие  цены  на

нефть способствовали  быстрому  освоению  ресурсов  Северного  моря  и  даже

падения добычи в более  богатых  рентабельных  районах  Персидского  залива.

Северное море вышло на  первое  место  по  добыче  углеводородного  сырья  в

Атлантическом океане. Здесь эксплуатируется 40 месторождений нефти  и  газа.

В том числе 22 у побережья Великобритании, 9- Норвегии, 8-  Нидерландов,  1-

Дании.

      Разработка североморской нефти и газа привела к сдвигам в экономике  и

внешней политике некоторых стран, В Великобритании быстро стали  развиваться

сопутствующие отрасли; насчитывается более 3  тысяч  компаний,  связанных  с

морскими и нефтегазовыми работами. В Норвегии произошел перелив капитала  из

традиционных отраслей - рыболовства и судоходства  -  в  нефтегазодобывающую

промышленность.  Норвегия  стала  крупным   экспортером   природного   газа,

обеспечившего   стране   треть   экспортных   поступлений   и    20%    всех

правительственных доходов.

      Из других государств, эксплуатирующих ресурсы углеводородов  Северного

моря, надо отметить Нидерланды, добывающие  и экспортирующие  газ  в  страны

Европы,  и  Данию,  которая  добывает  2,0-2,9  млн.  т  нефти.  Эти  страны

контролируют   небольшое   количество   сравнительно   мелких   нефтяных   и

нефтегазовых месторождений.

       Из  новых  районов  морской  нефтедобычи   особо   следует   отметить

набирающую силу нефтедобывающую промышленность Мексики. В  1963  г.  буровые

работы  в  северной  части   Морского   Золотого   пояса   (Фаха-де-Оро)   в

Мексиканском заливе привели к открытию  подводного  нефтяного  месторождения

Исла-де-Лобос. К началу  80-х  годов  на  шельфе  Мексики  (районы  Золотого

пояса,  залива  Кампече)  было  выявлено  более  200  нефтяных   и   газовых

месторождений, которые дают стране половину объема ее  нефтедобычи.  В  1984

г. морская добыча дала 90 млн. т нефти.  Особое  внимание  привлекает  залив

Кампече, отличающийся очень высокими, до 10 тыс. м куб.  в  сутки,  дебитами

скважин.

      Мексика стала крупным экспортером нефти, в 1980 г. она  вывезла  более

66 млн. т, в том числе 36,5 млн. т в США. Валютные поступления  используются

для  развития  химической   и   газоперерабатывающей   промышленности,   для

производства удобрений, необходимых важнейшей  отрасли  страны  -  сельскому

хозяйству.

      В  ряд  крупнейших  и  перспективных  районов  нефтедобычи  становится

Западная Африка. Рост добычи и ее колебания  в  странах  региона  во  многом

зависят  от  политической  конъюнктуры,  от  иностранных   капиталовложений,

доступности технологии. В 1962 г. первые  промышленные  притоки  нефти  были

получены на подводном  продолжении  континентально-  морского  месторождения

Габона  Ченге-Осеан,  затем  последовали  новые  открытия  в  водах  Габона,

Нигерии, Бенина (с  1968  г.  Дагомея),  Конго.  В  70-х  годах  к  странам,

добывающим  морскую  нефть,  присоединились  Камерун,   Кот-д’Ивуар   (Берег

Слоновой Кости), а в 1980 г. - Экваториальная Гвинея.  К  1985  г.  в  водах

Западной Африки открыто более  160  месторождений  нефти  и  газа.  Наиболее

развита добыча в Нигерии (19,3 млн. т в 1984 г.), за ней  идут  Ангола  (8,8

млн. т), Габон (6,5 млн. т), Конго (5,9 млн. т). Основная  часть  добываемой

нефти направляется на экспорт, используется  как  важный  источник  валютных

поступлений  и  правительственных  доходов.   В   нефтедобыче   господствует

иностранный капитал.

       Быстро  развивается   морская   нефтегазовая   промышленность   стран

Латинской Америки -  Аргентины,  Бразилии  и  других,  стремящихся  хотя  бы

частично освободиться от импорта  нефти и укрепить национальное хозяйство.

      Перспективно освоение нефтегазовых  ресурсов  континентального  шельфа

КНР. В последние годы там проводятся  большие  поисковые  работы,  создается

необходимая инфраструктура.

      Некоторые специалисты не без основания предполагают, что  к  концу  ХХ

в. морские месторождения у  берегов  Индонезии  и  Индокитая  смогут  давать

нефти больше, чем теперь добывается во  всем  западном  мире.  Очень  богаты

углеводородами и шельфовые зоны Северной  Австралии,  залив  Кука  (Аляска),

район Канадского Арктического архипелага. Добыча «морской» нефти  проводится

на  Каспийском   море   (побережья   Азербайджана,   Казахстана,   Туркмении

(месторождение Бани Лам)). Месторождения газа Галицыно в Черном  море  между

Одессой и Крымом полностью обеспечивают потребности  Крымского  полуострова.

Интенсивные поиски газа ведутся в Азовском море.

      В настоящее время в Мировом океане широко развернулся  поиск  нефти  и

газа. Разведочное глубокое бурение уже осуществляется  на  площади  около  1

млн. кв. километра, выданы лицензии на поисковые работы еще на  4  млн.  кв.

километра морского дна. В условиях постепенного истощения  запасов  нефти  и

газа на многих традиционных  месторождениях  суши  заметно  повышается  роль

Мирового океана как источника пополнения этих дефицитных видов топлива.

      Важно осветить и подводную добычу каменного угля.

      С давних пор во многих странах каменный уголь используется  в  больших

масштабах  как  важнейший  вид  твердого  топлива.  И  сейчас  в   топливно-

энергетическом балансе ему принадлежит одно из главных мест.  Надо  сказать,

что совместный уровень добычи этого полезного  ископаемого  на  два  порядка

меньше по сравнению с его запасами. Это означает, что мировые  ресурсы  угля

позволяют увеличивать его производство.

      Каменный уголь  залегает  в  коренных  породах,  в  основном  покрытых

сверху осадочным чехлом. Коренные каменноугольные бассейны, расположенные  в

береговой зоне, во многих районах продолжаются  в  недрах  шельфа.  Угольные

пласты здесь нередко отличаются большей мощностью, чем на суше. В  отдельных

районах,   например   на   североморском   шельфе,    обнаружены    угольные

месторождения.  Не  связанные  с  береговыми.  Добыча  каменного   угля   из

подводных бассейнов ведется шахтным способом.

      В  прибрежной  зоне  Мирового  океана  известно  более  100  подводных

месторождений  и  действуют  около  70  шахт.  Из  недр   моря   извлекается

примерно 2% мировой добычи каменного  угля.  Наиболее  значительные  морские

угольные разработки ведут Япония, которая получает  30%  угля  из  подводных

шахт,  и  Великобритания,  добывающая  во  внебереговой   зоне   10%   угля.

Значительное количество каменного угля дают подводные бассейны  у  побережья

Китая, Канады, США, Австралии, Ирландии, Турции и в меньшей степени-  Греции

и Франции. Поскольку запасы угля на суше  более  существенны  и  коммерчески

доступнее.   Чем   на   море.    Подводные    месторождения    разрабатывают

преимущественно  страны,  малообеспеченные  углем,  В   некоторых   странах,

например в Великобритании, развитие подводной добычи угля в  известной  мере

связано с истощением запасов в традиционных месторождениях на суше.

      В  общем,  прослеживается  тенденция  к  увеличению  подводной  добычи

каменного угля.

Твердые полезные ископаемые со дна океана.

      Твердые полезные ископаемые, извлекаемые  из  моря,  пока  что  играют

значительно меньшую роль в морском хозяйстве, чем  нефть  и  газ.  Однако  и

здесь  наблюдается  тенденция  к  быстрому  развитию  добычи,  стимулируемая

истощением аналогичных запасов  на  суше  и  их  неравномерным  размещениям.

Кроме   того,   стремительное   развитие   техники    обусловило    создание

усовершенствованных  технических  средств,  способных  вести  разработки   в

прибрежных зонах.

      Залежи твердых полезных ископаемых в море и океане можно  подразделить

на коренные, встречающиеся на  месте  своего  первоначального  залегания,  и

рассыпные, концентрации которых образуются в результате  выноса  обломочного

материала реками вблизи береговой линии на суше и мелководье.

      Коренные, в свою очередь, можно подразделить на  погребенные,  которые

извлекаются из недр дна,  и  поверхностные,  расположенные  на  дне  в  виде

конкреций, илов и т. п.

      Наибольшее значение после нефти и   _____________________________

газа в настоящее  время  имеют  россыпные      Твердые полезные ископаемые

                                            месторождения  металлоносных

минералов,                      /                    \

алмазов, строительных материалов и янтаря.           коренные

россыпные                  По отдельным видам сырья морские  россы-

 /               \

пи имеют преобладающее  значение. В  них     погребенные  поверхностные

содержаться  десятки различных, в  том чис-   _____________________________

ле тяжелых минералов и  металлов,  которые  пользуются  спросом  на  мировом

зарубежном рынке. К наиболее существенным из них относятся ильменит,  рутил,

циркон, монацит, магнетит,  касситерит,  тантало-ниобиты,  золото,  платина,

алмазы и некоторые другие. Крупнейшие прибрежно-морские россыпи  известны  в

основном в тропической и субтропической  зонах  Мирового  океана.  При  этом

россыпи касситерита,  золота,  платины  и  алмазов  встречаются  значительно

редко, они представляют собой древнеаллювиальные месторождения,  погруженные

под уровень моря, и находятся поблизости от районов своего образования.

      Такие  минералы   прибрежно-морских   россыпных   месторождений,   как

ильменит, рутил,  циркон  и  монацит  -  наиболее  широко  распространенные,

«классические» минералы морских  россыпей.  Эти  минералы  обладают  большим

удельным  весом,  устойчивы   к   выветриванию   и   образуют   промышленные

концентрации во многих районах побережий Мирового океана.

      Ведущее место в  добыче  россыпных  металлоносных  минералов  занимает

Австралия, ее восточное побережье, где россыпи  тянутся  на  полторы  тысячи

километров. Только в  песках  этой  полосы  содержится  около  1  млн.  тонн

циркона и 30.0 тыс. тонн монацита.

      Главный поставщик  на  мировой  рынок  монацита  -  Бразилия.  Ведущим

производителем концентратов ильменита, рутила и циркона являются  также  США

(россыпи этих металлов почти повсеместно распространены на  шельфе  Северной

Америки - от Калифорнии до Аляски на западе и от Флориды до  Род-Айленда  на

востоке).  Богатые  ильменит-цирконовые  россыпи  найдены  у  берегов  Новой

Зеландии, в  прибрежных  россыпях  Индии  (штат  Керала),  Шри-Ланки  (район

Пулмоддай). Менее  значительные  прибрежно-морские  месторождения  монацита,

ильменита и циркона обнаружены на Тихоокеанском побережье Азии,  на  острове

Тайвань,  на  Ляодунском  полуострове,  в  Атлантическом  океане  у  берегов

Аргентины, Уругвая, Дании, Испании, Португалии, Фолкендских островов, ЮАР  и

в некоторых других районах.

      Большое внимание в мире уделяется добыче касситеритового концентрата -

источник олова.  Наиболее  богатые  в  мире  прибрежно-морские  и  подводные

аллювиальные  россыпные   месторождения    оловоносной   руды-   касситерита

сосредоточены в странах Юго-Восточной  Азии:  Бирме,  Таиланде,  Малайзии  и

Индонезии.  Значительный  интерес   представляют   россыпи   касситерита   у

побережья Австралии, у  полуострова  Корнуолл  (Великобритания),  в  Бретани

(Франция),   на    северо-восточном   берегу   острова   Тасмания.   Морские

месторождения приобретают все большее значение из-за  истощения  запасов  на

суше и потому,  что  морские  месторождения  оказались  богаче  наземных  по

содержанию металла.

      Более или  менее  значительные  и  богатые  прибрежно-морские  россыпи

магнетитовых (содержащих железо) и титаномагнетитовых песков встречаются  на

всех континентах. Однако промышленными запасами располагают  далеко  не  все

из них.

      Крупнейшие  по  запасам  скопления  железистых  песков  расположены  в

Канаде. Весьма значительными запасами  этих  минералов  располагает  Япония.

Они сосредоточены в Тайском заливе, возле островов Хонсю, Кюсю  и  Хоккайдо.

Железистые пески также добываются в Новой  Зеландии.  Разработка  прибрежно-

морских россыпей магнетита  осуществляется  в  Индонезии  и  Филиппинах.  На

Украине  россыпные  титаномагнетитовые  месторождения   эксплуатируются   на

пляжах  Черного  моря;  в  Тихом  океане  -  в   районе   острова   Инсурут.

Перспективные залежи оловоносного песка обнаружены  в  Ваньковой  губе  моря

Лаптевых. Береговые магнетитовые и титаномагнетитовые россыпи  разведены  на

побережьях Португалии,  Норвегии  (Лофопянские  острова),  Дании,  германии,

Болгарии, Югославии и других странах.

      К  спорадическим  минералам  прибрежно-морских  россыпей   принадлежат

прежде  всего  золото,  платина  и  алмазы.  Все  они  обычно  не   образуют

самостоятельных  месторождений  и  встречаются  главным   образом   в   виде

примесей.  В  большинстве  случаев  морские  россыпи  золота  приурочены   к

устьевым районам «золотоносных» рек.

      Россыпное золото в прибрежно-морских отложениях обнаружено на западных

берегах США и Канады, в Панаме, Турции, Египте, странах Юго-Западной  Африки

(город Ном). Значительными концентрациями золота  характеризуются  подводные

пески  пролива  Стефанса,  к   югу   от   полуострова   Гранд.   Установлено

промышленное содержание золота в пробах,  поднятых  со  дна  северной  части

Берингова моря. Разведка прибрежных и подводных золотоносных песков  активно

ведется в разных районах океана.

      Крупнейшие  подводные  залежи  платины  находятся  в  заливе   Гудньюс

(Аляска).  Они  приурочены  к  древним  руслам  рек  Кускоквим   и   Салмон,

затопленных морем. Это месторождение обеспечивает  90%  потребностей  США  в

этом металле.

      Основные   месторождения   прибрежно-морских    алмазоносных    песков

сосредоточены  на  юго-западном  побережье  Африки,  где  они  приурочены  к

отложениям террас, пляжей и шельфа до глубин  120  м.  Значительные  морские

террасовые  россыпи  алмазов  расположены  в  Намибии,  к  северу  от   реки

Оранжевой,  в  Анголе  (в  районе  Луанды),   на   побережье   Сьерра-Леоне.

Перспективны африканские прибрежно-морские россыпи.

      Янтарь,  предмет  украшения  и   ценное   сырье   для   химической   и

фармацевтической  промышленности,  встречается   на   берегах   Балтийского,

Северного и Баренцева морей. В промышленных масштабах  янтарь  добывается  в

России.

      Среди нерудного сырья в шельфовой зоне представляют интерес глауконит,

фосфорит, пирит, доломит, барит, строительные  материалы  -  гравий,  песок,

глина, ракушечник. Ресурсов нерудного сырья, исходя из уровня современных  и

предвидимых потребностей, хватит на тысячи лет.

      Интенсивной добычей строительных материалов в море  занимаются  многие

прибрежные страны: США, Великобритания (пролив Ла-Манш), Исландия,  Украина.

В этих странах добывается ракушечник, его используют  в  качестве  основного

компонента при производстве строительной извести, цемента, кормовой муки.

      Рациональное    использование    морских    строительных    материалов

предполагает создание промышленных комплексов по обогащению песков путем  их

очистки от ракуши и других примесей и утилизации ракуши  в  разных  отраслях

хозяйства. Добыча ракушечника ведется со дна Черного,  Азовского,  Баренцева

и Белого морей.

      Приведенные данные свидетельствуют о том,  что  к  настоящему  времени

сформировалась  береговая  горнодобывающая  промышленность.  Ее  развитие  в

последние годы было связано, во-первых, с разработкой новых технологий,  во-

вторых, получаемый продукт отличается высокой чистотой, так как  посторонние

примеси уходят в  процессе  формирования  россыпи,  в-  третьих,  разработка

прибрежно-морских россыпей не влечет за собой  изъятия  из  землепользования

продуктивных угодий.

      Характерно, что страны-  производители  концентратов  из  минерального

сырья, добываемого из прибрежно-морских россыпей (кроме США  и  Японии),  не

используют свою продукцию, а экспортируют ее в другие государства.  Основное

количество этих концентратов на мировой рынок поставляют Австралия, Индия  и

Шри-Ланка, в меньшей степени -  Новая  Зеландия,  южноафриканские  страны  и

Бразилия. В больших масштабах  это  сырье  ввозят  Великобритания,  Франция,

Нидерланды, Германия, США, и Япония.

      В настоящее время разработки прибрежно-морских россыпей расширяются во

всем мире и все новые страны начинают осваивать эти богатства океана.

      В  последние  годы  обозначились  благоприятные   перспективы   добычи

коренных залежей морских  недр  шахтно-рудничным  способом.  Известно  более

сотни  подводных  шахт  и   рудников,   заложенных   с   берега   материков,

естественных и искусственных островов для добычи угля, железной руды, медно-

никелевых  руд,  олова,  ртути,  известняка  и  других  полезных  ископаемых

погребенного типа.

      В прибрежной зоне шельфа расположены подводные месторождения  железной

руды. Ее добывают с помощью  наклонных  шахт,  уходящих  с  берега  в  недра

шельфа. Наиболее  значительная  разработка  морских  залежей  железной  руды

ведется  в  Канаде,  на  восточном  побережье  Ньюфаундленда  (месторождение

Вабана). Кроме того, Канада добывает  железную  руду  в  Гудзонском  заливе,

Япония - на острове Кюсю, Финляндия - у  входа  в  Финский  залив.  Железные

руды из подводных рудников получают также во Франции, Финляндии, Швеции.

      В небольших количествах из подводных шахт  добываются  медь  и  никель

(Канада - в Гудзонском заливе). На  полуострове  Корнуолл  (Англия)  ведется

добыча  олова.  В  Турции,  на  побережье  Эгейского  Моря,  разрабатываются

ртутные руды. Швеция добывает железо, медь, цинк, свинец, золото  и  серебро

в недрах Ботнического залива.

      Крупные  соляные  осадочные   бассейны  в  виде  соляных  куполов  или

пластовых залежей часто встречаются на шельфе, склоне, подножии материков  и

в глубоководных впадинах (Мексиканский и Персидский  заливы,  Красное  море,

северная часть Каспия, шельфы и склоны Африки,  Ближнего  Востока,  Европы).

Полезные ископаемые этих  бассейнов  представлены  натриевыми,  калийными  и

магнезитовыми солями, гипсом.  Подсчет  этих  запасов  затруднителен:  объем

только калийных солей оценивается в пределах от сотен миллионов  тонн  до  2

млрд. тонн. Основная потребность в этих ископаемых удовлетворяется  за  счет

месторождений на суше и добычи из морской  воды.  В  Мексиканском  заливе  у

берегов Луизианы эксплуатируются два соляных купола.

      Из  подводных  месторождений  добывается  более  2  млн.  тонн   серы.

Эксплуатируется крупнейшее скопление  серы  Гранд-Айл,  расположенное  в  10

милях от берегов  Луизианы.  Для  добычи  серы  здесь  сооружен  специальный

остров (добыча  производится  фраш-методом).  Соляно-купольные  структуры  с

возможным промышленным содержанием  серы  обнаружены  в  Персидском  заливе,

Красном и Каспийском морях.

      Следует упомянуть и о других минеральных ресурсах, залегающих  главным

образом в глубоководных районах Мирового океана. Горячие  рассолы  и  илы  с

богатым  содержанием  металлов  (железа,  марганца,  цинка,  свинца,   меди,

серебра,  золота)  обнаружены   в   глубоководной   части   Красного   моря.

Концентрации этих металлов в горячих  рассолах  превышают  их  содержание  в

морской воде в 1 - 50000   раз.

      Более  100  млн.  квадратных  километров  океанического  дна   покрыто

глубоководными  красными  глинами  слоем  мощностью  до  200  м.  Эти  глины

(гидроокислы алюмосиликатов и железа) представляют интерес  для  алюминиевой

промышленности (содержание окиси алюминия- 15-20%, окиси железа-  13%),  они

также содержат марганец, медь, никель, ванадий,  кобальт,  свинец  и  редкие

земли.  Годовой  прирост  глин  составляет  около  500  млн.  тонн.   Широко

распространены  в  основном  в   глубоководных   районах   Мирового   океана

глауконитовые пески  (алюмосиликаты  калия  и  железа).  Эти  пески  считают

потенциально возможным сырьем для производства калийных удобрений.

      Особый интерес в  мире  проявляется  к  конкрециям.  Огромные  участки

морского  дна  устланы  железомарганцевыми,   фосфоритовыми   и   баритовыми

конкрециями.  Они  имеют  чисто  морское   происхождение,   образовались   в

результате осаждения растворимых в воде веществ вокруг песчинки или  мелкого

камешка, зуба акулы, кости рыбы или млекопитающего животного.

      Фосфоритовые конкреции содержат важный и полезный  минерал-  фосфорит,

широко  применяемый  в  качестве  удобрения  в  сельском  хозяйстве,   Кроме

фосфоритовых конкреций фосфориты и  фосфорсодержащие  породы  встречаются  в

фосфатных песках, в пластовых залежах дна океана, как в мелководных,  так  и

глубоководных участках.

        Мировые потенциальные запасы фосфатного сырья в море  оцениваются  в

сотни миллиардов тонн. Потребность в фосфоритах непрерывно  повышается  и  в

основном удовлетворяется за счет месторождений суши,  но  многие  страны  не

имеют   месторождений  на  суше   и  проявляют  большой  интерес  к  морским

(Япония, Австралия,  Перу,  Чили  и  др.).  Промышленные  запасы  фосфоритов

найдены близ калифорнийского и мексиканского побережья, вдоль береговых  зон

Южной Африки,  Аргентины,  восточного  побережья  США,  в  шельфовых  частях

периферии Тихого океана (вдоль Японской  основной  дуги),  у  берегов  Новой

Зеландии, в Балтийском море. Фосфориты  добываются  в  районе  Калифорнии  с

глубин 80-330 м, где концентрация составляет в среднем 75 кг/м куб.

      Велики запасы фосфоритов в центральных частях океанов, в Тихом океане,

в пределах вулканических поднятий в  районе  Маршалловых  островов,  системы

поднятий  Срединно-Тихоокеанских   подводных   гор,   на   подводных   горах

Индийского океана. В настоящее время морская добыча  фосфоритовых  конкреций

может быть оправданной  лишь  в  районах,  где  остро  ощущается  недостаток

фосфатного сырья и куда затруднен его ввоз.

      Другой вид ценных  полезных  ископаемых  -  баритовые  конкреции.  Они

содержат  75-77%  сульфата  бария,  используемого  в   химической,   пищевой

промышленности, в  качестве  утяжелителя  растворов  при  нефтебурении.  Эти

конкреции обнаружены на шельфе Шри-Ланки, на банке Син-Гури в Японском  море

и в других районах океана. На Аляске в  проливе  Дункан,  на  глубине  30  м

разрабатывается единственное в мире жильное месторождение барита.

      Особый интерес в международных экономических  отношениях  представляет

добыча полиметаллических,  или,  как  их  чаще  называют,  железомарганцевых

конкреций (ЖМК). В их состав  входит  множество  металлов:  марганец,  медь,

кобальт, никель, железо, магний, алюминий, молибден, ванадий, всего-  до  30

элементов, но преобладают железо и марганец.

      В 1958 г. было доказано, что добыча ЖМК из  глубин  океана  технически

осуществима и может быть рентабельной. ЖМК встречаются в  большом  диапазоне

глубин - от 100  до  7000  м,  их  находят  в  пределах  шельфовых  морей  -

Балтийском,  Карском,  Баренцевом   и   др.   Однако   наиболее   ценные   и

перспективные  месторождения  расположены  на   дне   Тихого   океана,   где

выделяются две крупные зоны: северная, простирающаяся от  Всточно-Марианской

котловины через весь Тихий океан до склонов  поднятия  Альбатрос,  и  южная,

тяготеющая к Южной котловине и ограниченная на востоке  поднятиями  островов

Кука, Тубуан и Восточно-Тихоокеанским. Значительные  запасы  ЖМК  имеются  в

Индийском океане, в  Атлантическом  океане  (Северо-Американская  котловина,

плато Блейк). Высокая концентрация таких полезных минералов,  как  марганец,

никель, кобальт,  медь,  установлена  в  железомарганцевых  конкрециях  близ

гавайских островов, островов Лайн, Туамоту, Кука  и  других.  Надо  сказать,

что в полиметаллических конкрециях имеется больше, чем на суше,  кобальта  в

5 тыс. раз, марганца - в 4 тыс. раз, никеля - в 1,5тыс. раз,  алюминия  -  в

200раз, меди - в 150, молибдена - в 60, свинца- 50 и  железа  -  в  4  раза.

Поэтому добыча ЖМК из морских недр очень выгодна.

      Сейчас ведется опытная разработка ЖМК: создаются  новые  глубоководные

аппараты  с  видеосистемами,  буровыми  приспособлениями,  с   дистанционным

управлением,  которые  расширяют  возможности   изучения   полиметаллических

конкреций. Многие специалисты предрекают добыче железомарганцевых  конкреций

блестящее будущее, утверждают, что массовая  их  добыча  будет  в  5-10  раз

дешевле «сухопутной» и тем  самым  станет  началом  конца  всей  горнорудной

промышленности на суше. Однако  на  пути  к  освоению  конкреций  стоят  еще

многие   технические,   эксплуатационные,   экологические   и   политические

проблемы.

Энергетические ресурсы.

      Если нефть,  газ  и  каменный  уголь,  извлекаемые  из  недр  Мирового

океана, представляют  собой  в  основном  энергетическое  сырье.  То  многие

природные процессы в океане служат непосредственными носителями  тепловой  и

механической энергии.  Начато освоение  энергии  приливов,  сделана  попытка

применения термальной энергии,  разработаны  проекты  использования  энергии

волн, прибоя и течений.

      Использование энергии приливов.

      Под влиянием  приливообразующих  Луны  и  Солнца  в  океанах  и  морях

возбуждаются приливы. Они  проявляются  в  периодических  колебаниях  уровня

воды и в ее горизонтальном перемещении (приливные течения).  В  соответствии

с этим энергия приливов складывается из потенциальной  энергии  воды,  и  из

кинетической энергии движущейся воды. При расчетах  энергетических  ресурсов

Мирового океана для  их  использования  в  конкретных  целях,  например  для

производства электроэнергии, вся энергия  приливов  оценивается  в  1  млрд.

кВт, тогда как суммарная энергия всех рек земного шара равна 850  млн.  кВт.

Колоссальные энергетические мощности  океанов  и  морей  представляют  собой

очень большую природную ценность для человека.

      С давних времен люди стремились  овладеть  энергией  приливов.  Уже  в

средние  века  ее  начали  использовать  для  практических  целей.   Первыми

сооружениями, механизмы которых приводились в движение  приливной  энергией.

Были мельницы и лесопилки, появившиеся  в  X-XI  вв.  На  берегах  Англии  и

Франции.  Однако  ритм  работы  мельниц  достаточно  прерывистый  -  он  был

допустим для примитивных сооружений, которые выполняли простые, но  полезные

для своего времени функции. Для современного же  промышленного  производства

он мало приемлем,  поэтому  энергию  приливов  попытались  использовать  для

получения более удобной  электрической  энергии.  Но  для  этого  надо  было

создать на берегах океанов и морей приливные электростанции (ПЭС).

      Создание ПЭС сопряжено  с  большими  трудностями.  Прежде  всего,  они

связаны с характером приливов, на которые влиять  невозможно.  Так  как  они

зависят  от  астрономических  причин.  От  особенностей  очертаний  берегов,

рельефа, дна и т.п. (Цикл приливов определяется лунными сутками,  тогда  как

режим энергоснабжения связан с производственной деятельностью и бытом  людей

и зависит от солнечных суток, которые короче  лунных  на  50  минут.  Отсюда

максимум и минимум приливной энергии наступает в  разное  время,  что  очень

неудобно для ее использования). Несмотря на эти трудности.  Люди  настойчиво

пытаются  овладеть  энергией  морских   приливов.   К   настоящему   времени

предложено около  300  различных  технических  проектов  строительства  ПЭС.

Наиболее рациональным экономически эффективным решением специалисты  считают

применение в ПЭС  поворотно-лопастной  (обратимой)  турбины.  Идея,  которой

впервые была предложена советскими учеными.

      Такие турбины - их называют погруженными или капсульными агрегатами  -

способны действовать не только как турбины на оба направления потока.  Но  и

как насосы для подкачки  воды  в  бассейн.  Это  позволяет  регулировать  их

эксплуатацию  в  зависимости  от  времени  суток.  Высоты  и  фазы  прилива,

удаляясь от лунного ритма приливов и приближаясь к периодичности  солнечного

времени, по которому живут и работают  люди.  Однако  обратимые  турбины  не

компенсируют уменьшение силы прилива. Что вызывает  периодическое  изменение

мощности ПЭС и затрудняет ее эксплуатацию. Действительно, немалые  сложности

возникнут в  работе  территориальной  энергосистемы,  если  в  нее  включена

электростанция, мощность которой изменяется 3-4 раза в течение двух недель.

      Советские энергетики показали, что  эту  трудность  можно  преодолеть,

если  совместить  работу  приливных   и   речных   электростанций,   имеющих

водохранилища многолетнего регулирования. Ведь  энергия  рек  колеблется  по

сезонам и из года в год. При спаренной работе ПЭС и ГЭС энергия моря  придет

на  помощь  ГЭС  в  маловодные  сезоны  и  годы,  а  энергия  рек   заполнит

межсуточные провалы в работе ПЭС.

      Далеко не в любом районе земного шара есть условия  для  строительства

гидроэлектростанций   с    водохранилищами    многолетнего    регулирования.

Исследования показали, что передача приливной электроэнергии  из  прибрежной

зоны в центральные части материков будет оправданной для  некоторых  районов

Западной Европы, США, Канады,  Южной  Америки.  В  этих  районах  ПЭС  можно

объединить с ГЭС, уже имеющими большие водохранилища.  В  таком  комплексном

инженерном  (капсульные  агрегаты)  и  природно-климатическом  (объединенные

энергосистемы)  подходе  лежит  ключ  к   решению   проблемы   использования

приливной энергии. В настоящее время началось практическое освоение  энергии

приливов, чему в немалой степени  способствовали  усилия  советских  ученых,

позволившие реализовать идею превращения приливной энергии  в  электрическую

в промышленном масштабе.

      Первая в мире промышленная ПЭС мощностью  240  тыс.  кВт  построена  и

введена в действие в 1967 г. во  Франции.  Она  расположена  на  берегу  Ла-

Манша, в Бретани, в устье реки Ранс, где величина прилива достигает 13,5  м.

Плотина ПЭС пролегает между мысом  Бриант  на  правом  берегу  с  опорой  на

островок Шалибер. Многолетняя  эксплуатация  первенца  приливной  энергетики

доказала  реальность  сооружения.  Выявила  достоинства  и   недостатки   (в

частности относительно небольшая мощность) таких станций. В связи с этим  во

многих странах созданы и продолжают разрабатываться новые проекты  мощных  и

сверхмощных промышленных ПЭС. По  определению  специалистов,  в  23  странах

мира имеются подходящие районы для  их  строительства.  Однако  несмотря  на

множество проектов, промышленные ПЭС еще не сооружаются.

      При всех достоинствах ПЭС (для них не требуется создания  водохранилищ

и затопления полезных территорий суши, их работа  не  загрязняет  окружающую

среду и т.п.) их доля практически  неощутима  в  современном  энергетическом

балансе. Однако прогресс в освоении приливной энергии уже отчетливо  выражен

и перспективе станет более значительным.

      Использование энергии волн.

      Ветер возбуждает волновое движение поверхности океанов и морей.  Волны

и береговой прибой обладают  очень  большим  запасом  энергии.  Каждый  метр

гребня волны высотой 3 м несет в себе 100 кВт энергии, а каждый километр-  1

млн. кВт. По  оценкам  исследователей  США,  общая  мощность  волн  Мирового

океана равна 90 млрд. кВт.

      С давних времен инженерно-техническую мысль  человека  привлекла  идея

практического использования  столь  колоссальных  запасов  волновой  энергии

океана. Однако это очень сложная задача, и в  масштабах  большой  энергетики

она еще далека от решения.

       Пока удалось  добиться  определенных  успехов  в  области  применения

энергии морских волн для  производства  электроэнергии,  питающей  установки

малой  мощности.  Волноэнергетические  установки  используются  для  питания

электроэнергией  маяков,  буев,  сигнальных  морских   огней,   стационарных

океанологических  приборов,  расположенных  далеко  от  берега,  и  т.п.  По

сравнению с обычными электроаккумуляторами, батареями и другими  источниками

тока  они  дешевле,  надежнее  и  реже  нуждаются  в   обслуживании.   Такое

использование энергии волн широко  практикуется  в  Японии,  где  более  300

буев, маяков и другое оборудование  получают  питание  от  таких  установок.

Волновой  электрогенератор  успешно  эксплуатируется   на   плавучем   маяке

Мадрасского порта в Индии. Работы по созданию и усовершенствованию  подобных

энергетических  приборов  проводятся  в  различных  странах.   Перспективные

освоения энергии  волн  связаны  с  разработкой  совершенных  и  эффективных

устройств большой мощности. В течение последних лет появилось  много  разных

технических проектов их. Так, в Англии энергетиками  спроектирован  агрегат,

вырабатывающий электроэнергию  при  использовании  ударов  волн.  По  мнению

проектировщиков, 10  таких  агрегатов,  установленных  на  глубине  10  м  у

западных берегов Великобритании, позволят обеспечить  электроэнергией  город

с населением в 300 тыс. человек.

      На современном уровне научно- технического развития,  а  тем  более  и

перспективе, должное внимание к проблеме овладения  энергией  морских  волн,

несомненно,  позволит  сделать  ее   важной   составляющей   энергетического

потенциала морских стран.

      Использование термической энергии.

      Воды многих  районов  Мирового  океана  поглощают  большое  количество

солнечного тепла, большая часть которого аккумулируется в  верхних  слоях  и

лишь в небольшой мере распространяется в нижние. Поэтому  создаются  большие

различия  температуры  поверхностных  и  глубоколежащих  вод.  Они  особенно

хорошо  выражены  в  тропических  широтах.  В  столь  значительной   разнице

температуры  колоссальных  объемов  воды  заложены  большие   энергетические

возможности. Их используют в гидротермальных (моретермальных) станциях,  по-

другому - ПТЭО - системы  преобразования  тепловой  энергии  океана.  Первая

такая станция была создана в 1927 г. на реке Маас во Франции. В  30-х  годах

начали  строить  моретермальную  станцию   на   северо-восточном   побережье

Бразилии, но после аварии строительство прекратили.  Моретермальная  станция

мощностью 14 тыс. кВт была  построена  на  Атлантическом  побережье  Африки,

близ Абиджана (Берег Слоновой Кости), но  из-за  технических  неполадок  она

теперь не работает. Разработки проектов ПТЭО ведутся  в  США,  где  пытаются

создать плавучие варианты таких станций. Усилия специалистов  направлены  не

только  на  решения  технических  задач,  но  и  на  поиск  путей   снижения

себестоимости оборудования моретермальных станций, для того чтобы  увеличить

их  эффективность.  Электроэнергия  моретермальных   станций   должна   быть

конкурентоспособной   по   сравнению   с   электроэнергией   других    видов

электростанций. Действующие ПТЭО находятся  в  Японии,  Майами  (США)  и  на

острове Куба.

      Принцип работы ПТЭО и  первые  опыты  его  реализации  дают  основание

полагать, что экономически наиболее  целесообразно  создавать  их  в  едином

энергопромышленном  комплексе.  Он  может   включать   в   себя:   выработку

электроэнергии,  опреснение  морской  воды,  производство  поваренной  соли,

магния, гипса и других химических веществ, создание  марикультуры.  В  этом,

вероятно, заключаются основные перспективы развития моретермальных станций.

      Диапазон   возможностей   использования   энергетического   потенциала

Мирового океана довольно широк. Однако реализовать  эти  возможности  весьма

непросто.

Заключение.

      В наши дни к использованию ресурсов Мирового океана  применим  принцип

стадийности. На первой стадии антропогенного воздействия на океанскую  среду

(использование ресурсов, загрязнение и  т.п.)  нарушения  равновесия  в  ней

устраняются процессами ее самоочищения. Это безущербная  стадия.  На  второй

стадии, нарушения,  вызванные  производственной  деятельностью,  устраняются

естественным   самовосстановлением   и    целенаправленными    мероприятиями

человека,  требующими  определенных  материальных  затрат.   Третья   стадия

предусматривает восстановление и  поддержание  нормального  состояния  среды

только искусственными путями с привлечением  технических  средств.  На  этой

стадии    использования    морских    ресурсов    требуются     значительные

капиталовложения. Отсюда ясно,  что  в  наше  время  экономическое  освоение

океана понимается более широко. Оно включает в себя не только  использование

его ресурсов, но и заботу об их охране и  восстановлении.  Не  только  океан

должен отдавать людям свои богатства. Но и люди  должны  рационально  и  по-

хозяйски их использовать.  Все  это  осуществимо,  если  в  темпах  развития

морского производства учитывать сохранение и  воспроизводство  биологических

ресурсов  океанов  и  морей  и  рациональное  использование  их  минеральных

богатств. При таком подходе Мировой океан  поможет  человечеству  в  решении

продовольственной, водной и энергетической проблем.

Литература:

1. Книги:

1.1 Ч. Дрейк «Океан сам по себе и для нас»

1.2 С.Б. Селевич «Океан: ресурсы и хозяйство»

1.3 Б.С. Залогин «Океан человеку»

1.4 Б.С. Залогин «Океаны»

                         План

1.Вступление

2.Минеральные  ресурсы  Океана

3.Энергетические  русурсы  Океана

        1.Термальная  энергия

        2.Энергия  приливов

                 1.ПЭС Ранс

        3.Энергия  волн

                 1.Установки с пневматическим преобразователем

                 2.Волновая энергетическая установка "Каймей"

                 3.Норвежская промышленная волновая станция

                 4.Английский "Моллюск"

                 5.Волновой плот Коккерела

                 6."Утка Солтера"

        4.Энергия  ветра

        5.Энергия  течений

                 1.Система "Кориолис"

        6."Соленая"  энергия

                 1.Схема работы гидроосмотической электростанции

                 2.Схема работы подводной гидроосмотической станции

4.Заключение

    Проблема обеспечения электрической энергией многих отраслей  мирового

хозяйства, постоянно растущих потребностей более чем пятимиллиардного

населения Земли становится сейчас все более насущной.

      Основу современной мировой энергетики составляют тепло- и

гидроэлектростанции. Однако их развитие сдерживается рядом факторов.

Стоимость угля, нефти и газа, на которых работают тепловые станции, растет,

а природные ресурсы этих видов топлива сокращаются. К тому же многие страны

не располагают собственными топливными ресурсами или испытывают в них

недостаток. Гидроэнергетические ресурсы в развитых странах используются

практически полностью:

большинство речных участков, пригодных для гидротехнического строительства,

уже освоены. Выход из создавшегося положения виделся в развитии атомной

энергетики. На конец  1989 года в мире построено и работало более 400

атомных электростанций (АЭС). Однако сегодня АЭС уже не считаются

источником дешевой и экологически чистой энергией. Топливом для АЭС служит

урановая руда – дорогостоящее и труднодобываемое сырье, запасы которого

ограничены. К тому же строительство и эксплуатация АЭС сопряжены с большими

трудностями и затратами. Лишь немногие страны сейчас продолжают

строительство новых АЭС. Серьезным тормозом для дальнейшего развития

атомной энергетики являются проблемы загрязнения окружающей среды.

       С середины нашего века началось изучение энергетических ресурсов

океана, относящихся к  “возобновляемым источникам энергии”.

        Океан – гигантский аккумулятор и трансформатор солнечной энергии,

преобразуемой в энергию течений, тепла и ветров. Энергия приливов –

результат действия приливообразующих сил Луны и Солнца.

         Энергетические ресурсы океана представляют большую ценность как

возобновляемые и практически неисчерпаемые. Опыт эксплуатации уже

действующих систем океанской энергетики показывает, что они не приносят

какого-либо ощутимого ущерба океанской среде. При проектировании будущих

систем океанской энергетики тщательно исследуется их воздействие на

экологию.

                    Минеральные  ресурсы

        Океан служит источником богатых минеральных ресурсов. Они

разделяются на химические элементы, растворенные в воде, полезные

ископаемые, содержащиеся под морским дном, как в континентальных шельфах,

так и за их пределами; полезные ископаемые на поверхности дна. Более 90%

общей стоимости минерального сырья дает нефть и газ.

        Общая нефтегазовая площадь в пределах шельфа оценивается в 13

млн.кв.км (около Ѕ его площади).

        Наиболее крупные районы добычи нефти и газа с морского дна –

Персидский и Мексиканский заливы. Начата промысловая добыча газа и нефти со

дна Северного моря.

        Шельф  богат и поверхностными залежами, представленными

многочисленными россыпями на дне, содержащие металлические руды, а так же

неметаллические ископаемые.

        На обширных площадях океана обнаружены богатые залежи

железномарганцевых конкреций – своеобразных многокомпонентных руд,

содержащих так же никель, кобальт, медь и др. В то же время исследования

позволяют рассчитывать на обнаружение крупных залежей различных металлов в

конкретных породах, залегающих под дном океана.

                         Термальная  энергия

        Идея использования тепловой энергии, накопленной тропическими и

субтропическими водами океана, была предложена еще в конце Х1Х в. Первые

попытки ее реализации были сделаны в 30-х гг. нашего века и показали

перспективность этой идеи. В 70-е гг. ряд стран приступил к проектированию

и строительству опытных океанских тепловых электростанций (ОТЭС),

представляющих собой сложные крупногабаритные сооружения. ОТЭС могут

размещаться на берегу или находиться в океане (на якорных системах или в

свободном дрейфе). Работа ОТЭС основана на принципе, используемом в паровой

машине (см. рис.1). Котел, заполненный фреоном или аммиаком – жидкостями с

низкими температурами кипения, омывается теплыми поверхностными водами.

Образующийся пар вращает турбину, связанную с электрогенератором.

Отработанный пар охлаждается водой из нижележащих холодных слоев и,

конденсируясь в жидкость, насосами вновь подается в котел. Расчетная

мощность проектируемых ОТЭС составляет 250 – 400 МВт.

        Учеными Тихоокеанского океанологического института АН СССР было

предложено и реализуется оригинальная идея получения электроэнергии на

основе разности температур подледной воды и воздуха, которая составляет в

арктических районах 26 (С и более.

        По сравнению с традиционными тепловыми и атомными электростанциями

ОТЭС оцениваются специалистами как более экономически эффективные и

практически не загрязняющие океанскую среду. Недавнее открытие

гидротермальных источников на дне Тихого океана рождают привлекательную

идею создания подводных ОТЭС, работающих на разности температур источников

и окружающих вод. Наиболее привлекательными  для размещения ОТЭС являются

тропические и арктические  широты  (см. рис.2 и рис.3).

                      Энергия  приливов

Использование энергии приливов началось уже в Х1 в. для работы мельниц и

лесопилок на берегах Белого и Северного морей. До сих пор подобные

сооружения служат жителям ряда прибрежных стран. Сейчас исследования по

созданию приливных электростанций (ПЭС) ведутся во многих странах мира (см.

таблицу1 и карту1).

        Два раза в сутки в одно и то же время уровень океана то

поднимается, то опускается. Это  гравитационные силы Луны и Солнца

притягивают к себе массы воды. Вдали от берега колебания уровня  воды  не

превышают  1 м, но у самого берега они   могут достигать 13 м, как,

например, в Пенжинской губе на Охотском море.

        Приливные электростанции работают по следующему принципу:

в устье реки или заливе строится плотина, в корпусе которой установлены

гидроагрегаты. За плотиной создается приливный бассейн, который наполняется

 приливным течением, проходящим через турбины. При отливе поток воды

устремляется из бассейна в море, вращая турбины в обратном направлении.

Считается экономически целесообразным строительство ПЭС в районах с

приливными колебаниями уровня моря не менее 4 м. Проектная мощность ПЭС

зависит от характера прилива в районе строительства станции, от объема и

площади приливного бассейна, от числа турбин, установленных в теле плотины.

        В некоторых проектах  предусмотрены двух- и более бассейновые схемы

ПЭС с целью выравнивания выработки электроэнергии.

         С созданием особых, капсульных турбин, действующих в обоих

направлениях, открылись новые возможности повышения эффективности ПЭС при

условии их включения в единую  энергетическую систему  региона или страны.

        При совпадении времени прилива или отлива с периодом наибольшего

потребления энергии ПЭС работает в турбинном режиме, а при совпадении

времени прилива или отлива с наименьшим потреблением энергии турбины ПЭС

либо отключают, либо они работают в насосном режиме, наполняя бассейн выше

уровня прилива или откачивая воду из бассейна.

        В 1968 г. на побережье Баренцева моря в Кислой губе сооружена

первая в нашей  стране опытно-промышленная ПЭС. В здании электростанции

размещено 2  гидроагрегата мощностью 400 кВт.

        Десятилетний опыт  эксплуатации первой ПЭС позволил приступить к

составлению проектов Мезенской ПЭС на Белом море, Пенжинской (см. рис.4) и

Тугурской на Охотском море.

        Использование великих сил приливов и отливов Мирового океана, даже

самих океанских волн – интересная проблема. К решению ее еще только

приступают. Тут многое предстоит изучать, изобретать, конструировать.

                                                   ПЭС  РАНС

    В 1966 г. во Франции на реке Ранс построена первая в мире приливная

электростанция, 24 гидроагрегата которой вырабатывают в среднем за год

 502 млн. кВт. час электроэнергии. Для этой станции   разработан приливный

капсульный агрегат, позволяющий осуществлять три прямых и три обратных

режима работы: как генератор, как  насос и как водопропускное отверстие,

что обеспечивает эффективную эксплуатацию ПЭС. По оценкам специалистов, ПЭС

Ранс экономически оправдана. Годовые издержки эксплуатации ниже, чем на

гидроэлектростанциях, и составляют 4% капитальных вложений.

                                 Энергия  волн

        Идея получения  электроэнергии от морских волн была  изложена еще в

1935 г. советским ученым К.Э.Циолковским.

        В основе работы волновых энергетических станций лежит  воздействие

волн на рабочие органы, выполненные в виде поплавков, маятников, лопастей,

оболочек и т.п. Механическая энергия их перемещений  с помощью

электрогенераторов преобразуется в электрическую.

        В настоящее время волноэнергетические установки используются для

энергопитания автономных буев, маяков, научных приборов. Попутно крупные

волновые станции могут быть использованы для волнозащиты морских буровых

платформ, открытых рейдов, марикультурных хозяйств. Началось промышленное

использование волновой энергии. В мире  уже  около 400 маяков и

навигационных буев получают питание от волновых установок. В Индии от

волновой энергии работает плавучий маяк порта Мадрас. В Норвегии с 1985 г.

действует первая в мире промышленная волновая станция мощностью 850 кВт.

        Создание волновых электростанций определяется оптимальным выбором

акватории океана с устойчивым запасом волновой энергии, эффективной

конструкцией станции, в которую встроены устройства сглаживания

неравномерного режима волнения. Считается, что эффективно волновые станции

могут  работать при использовании мощности около 80 кВт/м. Опыт

эксплуатации существующих установок показал, что вырабатываемая ими

электроэнергия пока в 2-3 раза дороже традиционной, но в будущем ожидается

значительное снижение ее стоимости.

                   Установки с пневматическим преобразователем

        В волновых   установках с пневматическими  преобразователями под

действием волн воздушный поток периодически изменяет свое направление на

обратное. Для этих условий и разработана турбина Уэллса, ротор которой

обладает выпрямляющим действием, сохраняя неизменным  направление своего

вращения при смене направления воздушного потока, следовательно,

поддерживается неизменным и направление вращения генератора. Турбина нашла

широкое применение в различных волноэнергетических установках.

                            Волновая энергетическая установка

                                                "Каймей"

         Волновая энергетическая установка "Каймей" ("Морской свет") –

самая мощная действующая энергетическая установка  с пневматическими

преобразователями – построена в Японии в 1976 г. Она использует волнение

высотой до 6 – 10 м. На барже длиной 80 м, шириной 12 м,

высотой в носовой части 7 м, в кормовой – 2,3 м, водоизмещением 500 т

установлены  22  воздушных камеры, открытые снизу; каждая пара камер

работает на одну турбину Уэллса. Общая мощность установки 1000 кВт. Первые

испытания были проведены в 1978 – 1979 гг. близ города Цуруока. Энергия

передавалась на берег по подводному кабелю длиной около 3 км,

                 Норвежская промышленная волновая станция

        В  1985 г. в Норвегии в 46 км  к северо-западу  от города  Берген

построена  промышленная  волновая станция, состоящая из двух установок.

Первая установка на острове Тофтесталлен  работала  по пневматическому

принципу. Она представляла собой железобетонную камеру, заглубленную в

скале; над ней была установлена стальная башня   высотой 12,3 мм  и

диаметром 3,6 м.  Входящие в камеру волны создавали  изменение объема

воздуха. Возникающий поток    через систему    клапанов приводил  во

вращение турбину и связанный с ней генератор мощностью 500 кВт, годовая

выработка составляла  1,2 млн. кВт.ч. Зимним штормом  в конце  1988 г.

башня  станции была разрушена. Разрабатывается  проект  новой башни из

железобетона.

        Конструкция второй установки состоит из  конусовидного  канала в

ущелье  длиной около 170 м с бетонными стенками высотой 15 м  и шириной в

основании 55 м, входящего в резервуар между островами,  отделенный от моря

дамбами, и плотины с энергетической  установкой.    Волны, проходя по

сужающемуся каналу, увеличивают свою высоту  с 1,1  до 15 м  и вливаются  в

резервуар площадью 5500 кв. м, уровень которого на 3 м выше  уровня моря.

Из резервуара вода проходит через   низконапорные  гидротурбины  мощностью

350 кВт. Станция ежегодно производит до 2 млн. кВт. ч электроэнергии.

                                Английский "Моллюск"

        В Великобритании  разрабатывается оригинальная   конструкция

волновой энергетической установки типа "моллюск", в которой в качестве

рабочих органов используются  мягкие оболочки – камеры, в   которых

находится  воздух  под давлением, несколько  большим атмосферного. Накатом

волн  камеры сжимаются, образуется замкнутый воздушный поток  из камер в

каркас установки и обратно. На пути потока  установлены воздушные турбины

Уэллса с электрогенераторами.

        Сейчас создается  опытная плавучая установка из 6 камер,

укрепленных на каркасе длиной 120 м и высотой  8 м. Ожидаемая мощность 500

кВт. Дальнейшие разработки показали, что   наибольший  эффект дает

расположение камер по кругу.  В Шотландии      на озере  Лох-Несс была

испытана установка, состоящая из 12 камер и 8 турбин, укрепленных  на

каркасе  диаметром   60 м и высотой 7 м. Теоретическая мощность такой

установки до 1200 кВт.

                      Волновой плот  Коккерела

        Впервые  конструкция  волнового плота  была запатентована в СССР

еще в 1926 г. В 1978 г.  в Великобритании проводились испытания опытных

моделей океанских электростанций, в основе которых лежит аналогичное

решение. Волновой плот  Коккерела состоит из шарнирно соединенных секций,

перемещение которых относительно   друг друга   передается  насосам с

электрогенераторами. Вся конструкция  удерживается  на месте якорями.

Трехсекционный волновой плот  Коккерела длиной 100 м , шириной 50 м и

высотой 10 м может дать мощность до 2 тыс. кВт.

        В СССР модель волнового плота испытывалась  в 700-х  гг. на Черном

море. Она имела длину 12 м,  ширину  поплавков 0,4 м . На волнах высотой

0,5 м и длиной 10 – 15 м установка развивала мощность 150 кВт.

                                        "Утка Солтера"

        Проект, известный под названием "утка Солтера",  представляет собой

преобразователь волновой энергии (см. рис.5). Рабочей конструкцией является

поплавок ("утка"), профиль которого рассчитан по законам гидродинамики. В

проекте предусматривается монтаж большого количества крупных поплавков,

последовательно укрепленных на общем валу. Под действием волн поплавки

приходят в движение и возвращаются в исходное положение силой собственного

веса. При этом приводятся в действие насосы внутри вала, заполненного

специально подготовленной водой. Через систему труб различного диаметра

создается разность давления, приводящая в движение турбины, установленные

между поплавками и поднятые над поверхностью моря. Вырабатываемая

электроэнергия передается по подводному кабелю. Для более эффективного

распределения нагрузок на валу следует устанавливать 20 – 30 поплавков.

        В 1978 г. была испытана модель установки длиной 50 м, состоявшая из

20-ти поплавков диаметром 1 м. Выработанная мощность составили 10 кВт.

        Разработан проект более мощной установки из 20 – 30 поплавков

диаметром 15 м, укрепленных на валу, длиной 1200 м. Предполагаемая мощность

установки 45 тыс.кВт.

        Подобные системы установлены у западных берегов Британских

островов, могут обеспечить потребности Великобритании в электроэнергии.

                              Энергия ветра

        Использование   энергии ветра имеет  многовековую историю. Идея

преобразования энергии ветра в электрическую возникла в конце Х1Хв.

В СССР первая ветровая электростанция (ВЭС) мощностью 100 кВт была

построена в 1931 г. у города Ялта в Крыму. Тогда это была крупнейшая ВЭС в

мире. Среднегодовая выработка станции составляла 270 МВт.час. В 1942 г.

станция была разрушена.

        В период энергетического кризиса 70-х гг. интерес к использованию

энергии возрос. Началась разработка ВЭС как для прибрежной зоны, так и для

открытого океана. Океанские ВЭС  способны вырабатывать энергии больше, чем

расположенные на суше, поскольку ветры над океаном более сильные и

постоянные.

        Строительство ВЭС малой мощности (от сотен ватт до десятков

киловатт) для  энергоснабжения  приморских поселков,  маяков, опреснителей

морской воды считается выгодным при среднегодовой скорости ветра 3,5-4 м/с.

Возведение ВЭС большой мощности (от сотен киловатт до сотен  мегаватт) для

передачи электроэнергии в энергосистему страны оправдано там, где

среднегодовая скорость ветра превышает 5,5-6 м/с. (Мощность, которую можно

получить с 1 кв.м поперечного сечения воздушного потока, пропорциональна

скорости ветра в третьей степени). Так, в Дании – одной из ведущих стран

мира в области ветроэнергетики действует уже около 2500 ветровых установок

общей мощностью 200 МВт.

        На тихоокеанском побережье США в Калифорнии, где скорость ветра 13

м/с и больше наблюдается в продолжение более 5 тыс, ч в году, работает уже

несколько тысяч ветровых установок большой мощности. ВЭС различной мощности

действуют в Норвегии, Нидерландах, Швеции, Италии, Китае, России и других

странах.

        В связи с непостоянством ветра по скорости и направлению большое

внимание уделяется созданию ветроустановок, работающих с другими

источниками энергии. Энергию крупных океанских ВЭС предполагается

использовать при производстве водорода из  океанской воды или при добыче

полезных ископаемых со дна океана.

        Еще в конце Х1Х в. ветряной электродвигатель использовался

Ф.Нансеном на судне "Фрам" для обеспечения участников полярной экспедиции

светом и теплом во время дрейфа во льдах.

        В Дании на полуострове Ютландия в бухте Эбельтофт с 1985 г.

действуют шестнадцать ВЭС мощностью 55 кВт каждая и одна ВЭС мощностью 100

кВт. Ежегодно они вырабатывают 2800-3000 МВт.ч.

        Существует проект прибрежной электростанции, использующей энергию

ветра и прибоя одновременно (см. рис.6).

                        Энергия  течений

        Наиболее  мощные течения океана – потенциальный источник

энергии(см.карту1). Современный уровень техники позволяет извлекать энергию

течений при скорости потока более 1 м/с. При этом мощность от 1 кв.м

поперечного сечения потока составляет около 1 кВт. Перспективным

представляется использование таких мощных течений, как Гольфстрим и

Куросио, несущих соответственно 83 и 55 млн. куб.м/с воды со скоростью до 2

м/с, и Флоридского течения (30 млн. куб.м/с, скорость до 1,8 м/с).

        Для океанской  энергетики представляют интерес течения в проливах

Гибралтарском, Ла-Манш, Курильских. Однако создание океанских

электростанций на  энергии течений связано пока с рядом технических

трудностей, прежде всего с созданием энергетических установок больших

размеров, представляющих угрозу судоходству.

                               Система "Кориолис"

        Программа " Кориолис" предусматривает установку во Флоридском

проливе в 30 км восточнее города Майами 242 турбин с двумя рабочими

колесами диаметром 168 м,  вращающимися в противоположных направлениях.

Пара  рабочих колес размещается внутри полой камеры из алюминия,

обеспечивающей плавучесть турбины. Для повышения эффективности лопасти

колес предполагается сделать достаточно гибкими. Вся система "Кориолис"

общей длиной 60 км будет  ориентирована по основному потоку; ширина ее  при

   расположении турбин в 22 ряда по 11 турбин в каждом составит 30 км.

Агрегаты предполагается отбуксировать к месту установки и заглубить на 30

м, чтобы не препятствовать судоходству.

        Полезная мощность каждой турбины с учетом затрат на эксплуатацию и

потерь при передаче на берег составит 43 МВт, что позволит удовлетворить

потребности штата Флориды (США) на 10%.

        Первый опытный образец подобной турбины диаметром 1,5 м был испытан

во Флоридском проливе.

        Разработан также проект турбины с рабочим колесом диаметром

12 м и мощностью 400 кВт.

                      "Соленая"  энергия

        Соленая вода   океанов  и морей таит в себе огромные неосвоенные

запасы  энергии, которая может быть эффективно преобразована в другие

формы энергии в районах с большими  градиентами солености, какими являются

устья крупнейших рек мира, таких как Амазонка, Парана, Конго и др.

Осмотическое давление, возникающее при смешении пресных речных вод  с

солеными, пропорционально разности в концентрациях солей в этих водах. В

среднем это давление составляет 24 атм., а при впадении реки Иордан в

Мертвое море 500 атм. В качестве источника осмотической энергии

предполагается также использовать соляные купола, заключенные в толще

океанского дна. Расчеты показали, что при использовании энергии, полученной

при  растворении соли среднего по запасам нефти соляного купола, можно

получить не меньше энергии, чем при использовании содержащейся в нем нефти.

        Работы по преобразованию "соленой" энергии в электрическую

находятся  на стадии проектов и опытных установок. Среди предлагаемых

вариантов представляют интерес гидроосмотические устройства с

полупроницаемыми мембранами. В них происходит всасывание растворителя через

мембрану в раствор. В качестве растворителей и растворов используются

пресная вода – морская вода или морская вода – рассол. Последний получают

при  растворении  отложений соляного купола.

                            Схема  работы  гидроосмотической

                                            электростанции

        В гидроосмотической камере рассол из соляного купола смешивается с

морской водой. Отсюда проходящая через полупроницаемую мембрану вода под

давлением поступает на турбину, соединенную с электрогенератором (см.

рис.7).

                         Схема  работы  подводной  гидроосмотической

                                                     станции

        Подводная гидроосмотическая гидроэлектростанция размещается на

глубине более 100 м. Пресная вода подается к гидротурбине по трубопроводу.

После турбины она откачивается в море осмотическими насосами в виде блоков

полупроницаемых мембран остатки речной воды с примесями и растворенными

солями удаляются промывочным насосом (см. рис.8).

   Морские  водоросли  как  источник  энергии

        В биомассе водорослей, находящихся в океане, заключается огромное

количество энергии. Предполагается использовать для переработки на топливо

как  прибрежные водоросли, так и фитопланктон. В качестве  основных

способов переработки  рассматриваются  сбраживание  углеводов водорослей в

спирты и ферментация больших количеств водорослей без доступа воздуха для

производства метана. Разрабатывается  также  технология переработки

фитопланктона для производства жидкого топлива. Эту технологию

предполагается совместить с эксплуатацией океанских термальных

электростанций. Подогретые глубинные воды которых будут обеспечивать

процесс  разведения фитопланктона теплом и    питательными веществами.

                                       Комплекс  "Биосоляр"

        В проекте комплекса "Биосоляр" обосновывается возможность

непрерывного  разведения микроводоросли хлорелла в специальных контейнерах,

плавающих по поверхности открытого водоема. Комплекс включает систему

связанных гибкими трубопроводами плавающих контейнеров на берегу или

морской платформе оборудование для переработки водорослей. Контейнеры,

играющие роль культиваторов, представляют собой плоские ячеистые поплавки

из армированного полиэтилена, открытые сверху для доступа воздуха и

солнечного света. Трубопроводами они связаны с отстойником и регенератором.

В отстойник откачивается часть продукции для синтеза, а из регенератора в

контейнеры поступают питательные вещества – остаток от анаэробной

переработки в метантенке. Получаемый в нем биогаз содержит метан и

углекислый газ (см. рис.9).

        Предлагаются и совсем экзотические проекты. В одном из  них

рассматривается, например, возможность установки электростанции прямо на

айсберге. Холод, необходимый для работы станции, можно получать ото льда, а

полученная     энергия используется  для  передвижения  гигантской глыбы

замороженной пресной воды в те места земного шара, где ее очень мало,

например в страны Ближнего Востока.

        Другие  ученые предлагают использовать  полученную энергию для

организации морских ферм, производящих продукты питания.

        Взоры ученых постоянно обращаются к неисчерпаемому источнику

энергии – океану.

        Океан, выпестовавший когда-то саму жизнь на Земле, еще не раз

послужит человеку добрым помощником.

                       Греческая армия была  разбита. Преследуемые войсками

                  персидского царя Артаксеркса П, потерявшие веру в свое

                  спасение, остатки ее  отрядов брели через пустыню. Но вот

                  на горизонте заблестело море. Море, где их ждали корабли.

                  Море,  за которым  лежала их любимая родина Море, по

                  которому можно было уйти от персидской армии. И

                  предводитель греков Ксенофонт, как гласит предание,

                  воскликнул:

                  "Море, море! Оно спасет нас!"

                       Близок час, когда бурно растущее человечество обратит

                  свои  полные надежды взоры к морю и тоже воскликнет: "Море

                  спасет нас! Море обеспечит нам обилие продуктов питания.

                  Море даст нашей промышленности  любое необходимое

                  минеральное сырье. Море снабдит нас  неисчерпаемыми

                  источниками энергии. Море станет местом нашего обитания!"

                                             Список  литературы

      1. Человек и океан. Громов Ф.Н Горшков С.Г. С.-П., ВМФ, 1996 г.

   - 318 с.

      2. Энергия, век двадцать первый. Володин В.В., Хазановский

         П.М."Детская литература", 1989 г. – 142 с.

      3. Большая советская энциклопедия (в 30-ти томах) т.18 – 633 с.

      4. Энциклопедический словарь юного техника. Сост. Зубков Б.В.,

   М.; "Педагогика", 1988 г. – 464 с.

5.  Энциклопедия для детей. М., "Аванта +", 1994 г. – 640 с.

  VII. Биологические ресурсы

  О. — источник крупных биологических ресурсов. Он даёт 12—15% белков животного происхождения и 3—4% животных жиров общемирового потребления. Мировой улов рыбы и др. морепродуктов (кроме млекопитающих) в 1971 составил 59,9 млн. т (в 1965 — 45,6, в 1970 — 60,6 млн. т). На моря и океаны приходится свыше 4/5 общего мирового улова. Активное рыболовство охватывает всё новые районы О. До 1939 свыше 83% мирового улова падало на зону к С. от 20° с. ш., в 1970 она дала только 40%. В 1971 на Тихий океан приходилось 56% улова, на Атлантический океан — 39% и на Индийский океан — 5%. Наибольший удельный вес в промысле морских продуктов имеет рыба — около 90%, на различных моллюсков приходится около 5%, на ракообразных около 3%, на водные растения около 1,5%. Предметом промысла служат также морские млекопитающие (киты, тюлени и др.), вылов которых в 1970 превысил 540 тыс. т. Мировой морской промысел охватывает около 25% акватории О., основные промысловые районы расположены в пределах шельфа. В 1971 наибольшие уловы имели (в млн. т): Перу 10,6 (в 1972—73 добыча упала); Япония 9,9; СССР 7,3; Норвегия 3,1; США 2,8; Индия 1,8; Таиланд 1,6; Испания 1,5; Дания 1,4; Канада 1,3; Индонезия 1,25; ЮАР 1,1; Исландия 0,7. В связи с быстрым ростом освоения биологических ресурсов О. и применением мощной техники возникла опасность, что нерегулируемое и нерациональное использование биологических ресурсов О. приведёт к уменьшению их запасов или к невосстановимым потерям. В связи с необходимостью наиболее рационального освоения ресурсов животного и растительного мира О. встал вопрос о международном сотрудничестве в этой области, в частности об охране тех или иных обитателей О. Всё большую роль призвано играть осуществление искусственного воспроизводства наиболее цепных пород морских животных и растений.

Страницы: 1, 2