Нефть, млн т.                                        3450

При­род­ный газ млрд м3                                   2220

Уголь,млн т.                                          4625                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

В ми­ре дей­ст­ви­тель­но су­ще­ст­ву­ет ряд при­род­ных ог­ра­ни­че­ний. Так, ес­ли брать оцен­ку ко­ли­че­ст­ва то­п­ли­ва по трем ка­те­го­ри­ям: раз­ве­дан­ные, воз­мо­ж­ные, ве­ро­ят­ные, то уг­ля хва­тит на 600 лет, неф­ти – на 90, при­род­но­го га­за – на 50 ура­на – на 27 лет. Ины­ми сло­ва­ми, все ви­ды то­п­ли­ва по всем ка­те­го­ри­ям бу­дут со­жже­ны за 800 лет. Пред­по­ла­га­ет­ся, что к 2010 г. спрос на ми­не­раль­ное сы­рье в ми­ре уве­ли­чит­ся в 3 раза по срав­не­нию с се­го­д­няш­ним уров­нем. Уже сей­час в ря­де стран бо­га­тые ме­с­то­ро­ж­де­ния вы­ра­бо­та­ны до кон­ца или бли­з­ки к ис­то­ще­нию. Ана­ло­ги­ч­ное по­ло­же­ние на­блю­да­ет­ся и по дру­гим по­лез­ным ис­ко­па­е­мым. Ес­ли энер­го­про­из­вод­ст­во бу­дет рас­ти се­го­д­няш­ни­ми тем­па­ми, то все ви­ды ис­поль­зу­е­мо­го сей­час то­п­ли­ва бу­дут ис­т­ра­че­ны че­рез 130 лет, то есть в на­ча­ле ХХII в.

И все же вряд ли пра­во­мер­но го­во­рить о де­фи­ци­те при­род­ных ре­сур­сов на на­шей пла­не­те. Че­ло­ве­че­ст­во во­вле­к­ло в хо­зяй­ст­вен­ный обо­рот мень­шую часть ре­сур­сов Зе­м­ли: глу­би­на раз­ре­зов не пре­вы­ша­ет 700 м, шахт – 2,5 км, сква­жин – 10 тыс. м. На­ко­нец, ос­нов­ные ре­зер­вы сбе­ре­же­ния ре­сур­сов со­дер­жат­ся в от­ста­лой тех­но­ло­гии, из-за ко­то­рой не ис­поль­зу­ет­ся зна­чи­тель­ная часть при­род­ных ре­сур­сов. Так, ис­поль­зу­е­мая ны­не тех­но­ло­гия из­вле­ка­ет не бо­лее 30 – 40% по­тен­ци­аль­ных за­па­сов неф­ти, а ко­эф­фи­ци­ент по­лез­но­го ис­поль­зо­ва­ния до­бы­тых энер­ге­ти­че­с­ких ре­сур­сов ог­ра­ни­чен 30 – 35%.

                          Неф­тя­ная про­мыш­лен­ность.

Ø     Неф­тя­ная про­мыш­лен­ность се­го­д­ня - это круп­ный хо­зяй­ст­вен­ный ком­п­лекс, ко­то­рый жи­вет и раз­ви­ва­ет­ся по сво­им за­ко­но­мер­но­стям.

Что зна­чит нефть се­го­д­ня для хо­зяй­ст­ва лю­бой стра­ны?

Это: сы­рье для неф­те­хи­мии в про­из­вод­ст­ве син­те­ти­че­с­ко­го ка­у­чу­ка, спир­тов, по­ли­эти­ле­на, по­ли­про­пи­ле­на, ши­ро­кой гам­мы раз­ли­ч­ных пла­ст­масс и го­то­вых из­де­лий из них, ис­кус­ст­вен­ных тка­ней; ис­то­ч­ник для вы­ра­бот­ки мо­тор­ных то­п­лив (бен­зи­на, ке­ро­си­на, ди­зель­но­го и ре­а­к­тив­ных то­п­лив), ма­сел и сма­зок, а так­же ко­тель­но-пе­ч­но­го то­п­ли­ва (ма­зут), стро­и­тель­ных ма­те­ри­а­лов (би­ту­мы, гу­д­рон, ас­фальт); сы­рье для по­лу­че­ния ря­да бел­ко­вых пре­па­ра­тов, ис­поль­зу­е­мых в ка­че­ст­ве до­ба­вок в корм ско­ту для сти­му­ля­ции его ро­с­та. Нефть - на­ци­о­наль­ное бо­гат­ст­во, ис­то­ч­ник мо­гу­ще­ст­ва стра­ны, фун­да­мент ее эко­но­ми­ки.

 До­ка­зан­ные за­па­сы неф­ти в ми­ре оце­ни­ва­ют­ся в 140 млрд. т, а еже­год­ная до­бы­ча со­ста­в­ля­ет око­ло 3.5 млрд. т. Од­на­ко вряд ли сто­ит пред­ре­кать на­сту­п­ле­ние че­рез 40 лет гло­баль­но­го кри­зи­са в свя­зи с ис­чер­па­ни­ем неф­ти в не­драх зе­м­ли, ведь эко­но­ми­че­с­кая ста­ти­сти­ка опе­ри­ру­ет циф­ра­ми до­ка­зан­ных за­па­сов то есть за­па­сов, ко­то­рые по­л­но­стью раз­ве­да­ны, опи­са­ны и ис­чи­с­ле­ны. А это да­ле­ко не все за­па­сы пла­не­ты. Да­же в пре­де­лах мно­гих раз­ве­дан­ных ме­с­то­ро­ж­де­ний со­хра­ня­ют­ся не­уч­тён­ные или не впол­не уч­тен­ные неф­те­но­с­ные се­к­то­ры, а сколь­ко ме­с­то­ро­ж­де­ний еще ждет сво­их от­кры­ва­те­лей

За последние два десятилетия человечество вычерпало из недр более 60 млрд. т нефти. Казалось бы, доказанные запасы при этом сократились на такую же величину? Ничуть не бывало. Если в 1977 году запасы оценивались в 90 млрд. т, то в 1987 г. уже в 120 млрд., а к 1997 году увеличились еще на два десятка миллиардов. Ситуация парадоксальна: чем больше добываешь, тем больше остается. Между тем этот геологический парадокс вовсе не кажется парадоксом экономическим. Ведь чем выше спрос на нефть, чем больше ее добывают, тем большие капиталы вливаются в отрасль, тем активнее идет разведка на нефть, тем больше людей, техники, мозгов вовлекается в разведку и тем быстрее открываются и описываются новые месторождения. Кроме того, совершенствование техники добычи нефти позволяет включать в состав запасов ту нефть, наличие ( и количество ) которой было ранее известно, но достать которую было нельзя при техническом уровне прошлых лет. Конечно, это не означает, что запасы нефти безграничны, но очевидно, что у человечества есть еще не одно десятилетие, чтобы совершенствовать энергосберегающие технологии и вводить в оборот альтернативные источники энергии.

При су­ще­ст­ву­ю­щих спо­со­бах до­бы­чи неф­ти ко­эф­фи­ци­ент её из­вле­че­ния ко­леб­лет­ся в пре­де­лах 0.25 – 0.45, что яв­но не­до­с­та­то­ч­но и оз­на­ча­ет, что боль­шая часть её гео­ло­ги­че­с­ких за­па­сов ос­та­ёт­ся в зем­ных не­драх.

                         ЭЛЕК­Т­РО­ЭНЕР­ГЕ­ТИ­КА

Энер­ге­ти­ка — это ос­но­ва про­мыш­лен­но­сти все­го ми­ро­во­го хо­зяй­ст­ва. При­бли­зи­тель­но 1/4 всех по­треб­ля­е­мых энер­го­ре­сур­сов при­хо­дит­ся на до­лю элек­т­ро­энер­ге­ти­ки. Ос­таль­ные 3/4 при­хо­дят­ся на про­мыш­лен­ное и бы­то­вое те­п­ло, на тран­с­порт, ме­тал­лур­ги­че­с­кие и хи­ми­че­с­кие про­цес­сы. Еже­год­ное по­треб­ле­ние энер­гии в ми­ре при­бли­жа­ет­ся к 10 млрд. т ус­лов­но­го то­п­ли­ва, а к 2009 го­ду оно до­с­тиг­нет, по про­гно­зам экс­пер­тов 20-27 млрд. т.

 Те­п­ло­энер­ге­ти­ка в ос­нов­ном твер­дое то­п­ли­во. Са­мое рас­про­стра­нен­ное твер­дое то­п­ли­во на­шей пла­не­ты — уголь. И с эко­ло­ги­че­с­кой и с эко­но­ми­че­с­кой то­ч­ки зре­ния ме­тод пря­мо­го сжи­га­ния уг­ля для по­лу­че­ния элек­т­ро­энер­гии не луч­ший спо­соб ис­поль­зо­ва­ния твер­до­го то­п­ли­ва

.

  Энер­ге­ти­ка яв­ля­ет­ся ос­но­вой раз­ви­тия про­из­вод­ст­вен­ных сил в лю­бом го­су­дар­ст­ве. Энер­ге­ти­ка  обес­пе­чи­ва­ет бес­пе­ре­бой­ную ра­бо­ту про­мыш­лен­но­сти, сель­ско­го хо­зяй­ст­ва, тран­с­пор­та, ком­му­наль­ных хо­зяйств. Ста­биль­ное раз­ви­тие эко­но­ми­ки не­воз­мо­ж­но без по­сто­ян­но раз­ви­ва­ю­щей­ся энер­ге­ти­ки.

 Энер­ге­ти­че­с­кая про­мыш­лен­ность яв­ля­ет­ся ча­стью то­п­лив­но-энер­ге­ти­че­с­кой про­мыш­лен­но­сти и не­раз­рыв­но свя­за­на с дру­гой со­ста­в­ля­ю­щей это­го ги­гант­ско­го хо­зяй­ст­вен­но­го ком­п­ле­к­са - то­п­лив­ной про­мыш­лен­но­стью

Из на­пи­сан­но­го яс­но, что су­ще­ст­ву­ют раз­ные фа­к­то­ры, ог­ра­ни­чи­ва­ю­щие мощ­ность со­л­не­ч­ной энер­ге­ти­ки.

Од­ним из са­мых пер­спе­к­тив­ных, на дан­ный мо­мент, ме­то­дов ре­ше­ния энер­ге­ти­че­с­кой про­б­ле­мы- это ис­поль­зо­ва­ние аль­тер­на­тив­ных ви­дов элек­т­ро­энер­гии.

ЭНЕР­ГИЯ РЕК

Мно­гие ты­ся­че­ле­тия, вер­но, слу­жит че­ло­ве­ку энер­гия, за­клю­чен­ная в те­ку­щей во­де. За­па­сы ее на Зе­м­ле ко­лос­саль­ны. Не­да­ром не­ко­то­рые уче­ные счи­та­ют, что на­шу пла­не­ту пра­виль­нее бы­ло бы на­зы­вать не Зе­м­ля, а Во­да - ведь око­ло трех чет­вер­тей по­верх­но­сти пла­не­ты по­кры­ты во­дой. Ог­ром­ным ак­ку­му­ля­то­ром энер­гии слу­жит Ми­ро­вой оке­ан, по­гло­ща­ю­щий боль­шую ее часть, по­сту­па­ю­щую от Солн­ца. Здесь пле­щут во­л­ны, про­ис­хо­дят при­ли­вы и от­ли­вы, воз­ни­ка­ют мо­гу­чие оке­ан­ские те­че­ния. Ро­ж­да­ют­ся мо­гу­чие ре­ки, не­су­щие ог­ром­ные мас­сы во­ды в мо­ря и оке­а­ны. По­нят­но, что че­ло­ве­че­ст­во в по­ис­ках энер­гии не мог­ло прой­ти ми­мо столь ги­гант­ских ее за­па­сов. Рань­ше все­го лю­ди на­у­чи­лись ис­поль­зо­вать энер­гию рек.

Но ко­г­да на­сту­пил зо­ло­той век элек­т­ри­че­ст­ва, про­изош­ло воз­ро­ж­де­ние во­дя­но­го ко­ле­са, прав­да, уже в дру­гом об­ли­чье – в ви­де во­дя­ной тур­би­ны. Элек­т­ри­че­с­кие ге­не­ра­то­ры, про­из­во­дя­щие энер­гию, не­об­хо­ди­мо бы­ло вра­щать, а это впол­не ус­пеш­но мог­ла де­лать во­да, тем бо­лее что мно­го­ве­ко­вой опыт у нее уже имел­ся. Мо­ж­но счи­тать, что со­в­ре­мен­ная ги­д­ро­энер­ге­ти­ка ро­ди­лась в 1891 го­ду.

Пре­и­му­ще­ст­ва ги­д­ро­элек­т­ро­стан­ций оче­вид­ны – по­сто­ян­но во­зоб­но­в­ля­е­мый са­мой при­ро­дой за­пас энер­гии, про­с­то­та экс­плу­а­та­ции, от­сут­ст­вие за­гряз­не­ния ок­ру­жа­ю­щей сре­ды. Да и опыт по­строй­ки и экс­плу­а­та­ции во­дя­ных ко­лес мог бы ока­зать не­ма­лую по­мощь ги­д­ро­энер­ге­ти­кам. Од­на­ко по­строй­ка пло­ти­ны круп­ной ги­д­ро­элек­т­ро­стан­ции ока­за­лась за­да­чей ку­да бо­лее сло­ж­ной, чем по­строй­ка не­боль­шой за­пру­ды для вра­ще­ния мель­ни­ч­но­го ко­ле­са. Что­бы при­ве­с­ти во вра­ще­ние мощ­ные ги­д­ро­тур­би­ны, ну­ж­но на­ко­пить за пло­ти­ной ог­ром­ный за­пас во­ды. Для по­строй­ки пло­ти­ны тре­бу­ет­ся уло­жить та­кое ко­ли­че­ст­во ма­те­ри­а­лов, что объ­ем ги­гант­ских еги­пет­ских пи­ра­мид по срав­не­нию с ним по­ка­жет­ся ни­ч­то­ж­ным. По­э­то­му в на­ча­ле XX ве­ка бы­ло по­стро­е­но все­го  не­сколь­ко ги­д­ро­элек­т­ро­стан­ций.

Но по­ка лю­дям слу­жит лишь не­боль­шая часть ги­д­ро­энер­ге­ти­че­с­ко­го по­тен­ци­а­ла зе­м­ли. Еже­год­но ог­ром­ные по­то­ки во­ды, об­ра­зо­вав­ши­е­ся от до­ж­дей и та­я­ния сне­гов, сте­ка­ют в мо­ря не­ис­поль­зо­ван­ны­ми. Ес­ли бы уда­лось за­дер­жать их с по­мо­щью пло­тин, че­ло­ве­че­ст­во по­лу­чи­ло бы до­по­л­ни­тель­но ко­лос­саль­ное кол-во энер­гии.

Атом­ная энер­гия.

От­кры­тие из­лу­че­ния  ура­на  впо­с­лед­ст­вии  ста­ло  клю­чом  к энер­ге­ти­че­с­ким кла­до­вым при­ро­ды.

Глав­ным, сра­зу  же  за­ин­те­ре­со­вав­шим  ис­сле­до­ва­те­лей,  был во­п­рос: от­ку­да бе­рет­ся энер­гия лу­чей,  ис­пу­с­ка­е­мых ура­ном,  и по­че­му уран все­гда чу­то­ч­ку те­п­лее ок­ру­жа­ю­щей сре­ды? Под со­м­не­ние ста­вил­ся ли­бо за­кон со­хра­не­ния энер­гии,  ли­бо ут­вер­жден­ный ве­ка­ми прин­цип не­из­мен­но­сти ато­мов?  Ог­ром­ная на­уч­ная сме­лость тре­бо­ва­лась от уче­ных, ко­то­рые пе­ре­шаг­ну­ли гра­ни­цы при­вы­ч­но­го, от­ка­за­лись от ус­то­яв­ших­ся пред­ста­в­ле­ний.

Та­ки­ми смель­ча­ка­ми ока­за­лись мо­ло­дые уче­ные Эр­нест Ре­зер­форд и Фре­де­рик Сод­ди.

Два го­да упор­но­го тру­да по изу­че­нию ра­дио­ак­тив­но­сти при­ве­ли их к ре­во­лю­ци­он­но­му по тем вре­ме­нам  вы­во­ду: ато­мы не­ко­то­рых эле­мен­тов под­вер­же­ны рас­па­ду, со­про­во­ж­да­ю­ще­му­ся из­лу­че­ни­ем энер­гии в ко­ли­че­ст­вах,  ог­ром­ных по срав­не­нию с энер­ги­ей, ос­во­бо­ж­да­ю­щей­ся при обы­ч­ных мо­ле­ку­ляр­ных ви­до­из­ме­не­ни­ях.

Не­ви­дан­ны­ми тем­па­ми раз­ви­ва­ет­ся се­го­д­ня атом­ная энер­ге­ти­ка. За три­д­цать лет об­щая мощ­ность ядер­ных энер­го­бло­ков вы­ро­с­ла с 5 ты­сяч до 23 мил­ли­о­нов ки­ло­ватт! Не­ко­то­рые уче­ные вы­ска­зы­ва­ют мне­ние,  что в 21 ве­ке око­ло по­ло­ви­ны всей элек­т­ро­энер­гии в ми­ре бу­дет вы­ра­ба­ты­вать­ся на атом­ных элек­т­ро­стан­ци­ях.

В прин­ци­пе энер­ге­ти­че­с­кий ядер­ный ре­а­к­тор ус­т­ро­ен до­воль­но про­с­то - в нем,  так же как и в обы­ч­ном кот­ле, во­да пре­вра­ща­ет­ся в пар.  Для это­го ис­поль­зу­ют  энер­гию,  вы­де­ля­ю­щу­ю­ся  при цеп­ной  ре­ак­ции рас­па­да ато­мов ура­на или дру­го­го ядер­но­го то­п­ли­ва. На атом­ной элек­т­ро­стан­ции нет гро­мад­но­го па­ро­во­го кот­ла, со­сто­я­ще­го из ты­сяч ки­ло­мет­ров сталь­ных тру­бок, по ко­то­рым при ог­ром­ном да­в­ле­нии цир­ку­ли­ру­ет во­да, пре­вра­ща­ясь в пар. Эту ма­хи­ну за­ме­нил от­но­си­тель­но не­боль­шой ядер­ный ре­а­к­тор.

Са­мый рас­про­стра­нен­ный в на­сто­я­щее вре­мя тип ре­а­к­то­ра во­до­гра­фи­то­вый.

Еще од­на рас­про­стра­нен­ная кон­ст­рук­ция ре­а­к­то­ров - так на­зы­ва­е­мые  во­до-во­дя­ные.  В  них во­да не толь­ко от­би­ра­ет те­п­ло от твэ­лов,  но и слу­жит за­ме­д­ли­те­лем  ней­тро­нов  вме­сто  гра­фи­та. Кон­ст­ру­к­то­ры до­ве­ли мощ­ность та­ких ре­а­к­то­ров до мил­ли­о­на ки­ло­ватт. Мо­гу­чие энер­ге­ти­че­с­кие аг­ре­га­ты ус­та­но­в­ле­ны на За­по­рож­ской,  Ба­ла­ков­ской и дру­гих атом­ных элек­т­ро­стан­ци­ях. Вско­ре ре­а­к­то­ры та­кой кон­ст­рук­ции,  ви­ди­мо,  до­го­нят по мощ­но­сти и  ре­корд­с­ме­на - по­лу­то­ра­мил­ли­о­ник с Иг­на­лин­ской АЭС.

Но все-та­ки бу­ду­щее ядер­ной энер­ге­ти­ки,  по-ви­ди­мо­му, ос­та­нет­ся за треть­им ти­пом ре­а­к­то­ров, прин­цип ра­бо­ты и кон­ст­рук­ция ко­то­рых пред­ло­же­ны уче­ны­ми,  - ре­а­к­то­ра­ми на бы­ст­рых ней­тро­нах.  Их на­зы­ва­ют еще ре­а­к­то­ра­ми-раз­мно­жи­те­ля­ми. Обы­ч­ные ре­а­к­то­ры ис­поль­зу­ют за­ме­д­лен­ные ней­тро­ны,  ко­то­рые вы­зы­ва­ют цеп­ную  ре­ак­цию в до­воль­но ред­ком изо­то­пе- ура­не-235,  ко­то­ро­го в при­род­ном ура­не все­го око­ло од­но­го  про­цен­та.  Имен­но  по­э­то­му при­хо­дит­ся стро­ить ог­ром­ные за­во­ды,  на ко­то­рых бу­к­валь­но про­се­и­ва­ют ато­мы ура­на,  вы­би­рая из них ато­мы  лишь од­но­го  сор­та ура­на-235.  Ос­таль­ной  уран в обы­ч­ных ре­а­к­то­рах ис­поль­зо­вать­ся не мо­жет.  Воз­ни­ка­ет во­п­рос: а хва­тит ли это­го ред­ко­го изо­то­па ура­на  на  сколь­ко-ни­будь про­дол­жи­тель­ное вре­мя или же че­ло­ве­че­ст­во вновь столк­нет­ся с  про­б­ле­мой  не­хват­ки  энер­ге­ти­че­с­ких ре­сур­сов?

Бо­лее три­д­ца­ти лет на­зад эта про­б­ле­ма бы­ла по­ста­в­ле­на пе­ред кол­ле­к­ти­вом ла­бо­ра­то­рии Фи­зи­ко-энер­ге­ти­че­с­ко­го ин­сти­ту­та. Она бы­ла ре­ше­на. Ру­ко­во­ди­те­лем ла­бо­ра­то­рии Але­к­сан­дром Иль­и­чом Лей­пун­ским  бы­ла  пред­ло­же­на  кон­ст­рук­ция  ре­а­к­то­ра на бы­ст­рых ней­тро­нах.В 1955 го­ду бы­ла по­стро­е­на пер­вая та­кая ус­та­нов­ка.

Пре­и­му­ще­ст­ва ре­а­к­то­ров  на бы­ст­рых ней­тро­нах оче­вид­ны.  В них для по­лу­че­ния энер­гии мо­ж­но ис­поль­зо­вать все  за­па­сы  при­род­ных  ура­на  и то­рия,  а они ог­ром­ны - толь­ко в Ми­ро­вом оке­а­не рас­тво­ре­но бо­лее че­ты­рех мил­ли­ар­дов тонн ура­на.

Но все 450 атом­ных элек­т­ро­стан­ции,  ра­бо­та­ю­щих сей­час на пла­не­те, не мо­гут со­з­дать уг­ро­зу, хо­тя бы срав­ни­мую с уг­ро­зой, ис­хо­дя­щей от 50 ты­сяч бо­е­го­ло­вок.

Нет со­м­не­ния в том, что атом­ная энер­ге­ти­ка за­ня­ла про­ч­ное ме­с­то в энер­ге­ти­че­с­ком ба­лан­се  че­ло­ве­че­ст­ва.  Она,  бе­з­у­с­лов­но, бу­дет раз­ви­вать­ся и впредь, без от­ка­за­но по­ста­в­ляя столь не­об­хо­ди­мую лю­дям энер­гию.  Од­на­ко по­на­до­бят­ся до­по­л­ни­тель­ные ме­ры по  обес­пе­че­нию на­де­ж­но­сти атом­ных элек­т­ро­стан­ций,  их без­ава­рий­ной ра­бо­ты,  а уче­ные и ин­же­не­ры су­ме­ют най­ти  не­об­хо­ди­мые ре­ше­ния.

Ø                     Пути решения сложившихся проблем.

 Пути решения сырьевой и энергетической проблемы.

                                          снижение объёмов

                                          добычи

использование

альтернативных

 источников энергии

пути решения

                                             увеличение КПД

                                             добывания и производства

Сни­же­ние объ­ё­мов до­бы­чи очень про­б­ле­ма­ти­ч­но,т.к. со­в­ре­мен­но­му ми­ру ну­ж­но всё боль­ше и боль­ше сы­рья и энер­гии, а их со­кра­ще­ние не­пре­мен­но обер­нёт­ся ми­ро­вым кри­зи­сом. Уве­ли­че­ние КПД т.ж. ма­ло­пер­спе­к­ти­вен т.к. для его осу­ще­ст­в­ле­ния тре­бу­ют­ся боль­шие ка­пи­та­ло­вло­же­ния, да и сырь­е­вые за­па­сы не­без­гра­ни­ч­ны. По­э­то­му при­ори­тет от­да­ёт­ся аль­тер­на­тив­ным ис­то­ч­ни­кам энер­гии.

 Альтернативные источники энергии.

                ЭНЕР­ГИЯ СОЛН­ЦА.

В по­с­лед­нее вре­мя ин­те­рес к про­б­ле­ме ис­поль­зо­ва­ния со­л­не­ч­ной энер­гии ре­з­ко воз­рос, и хо­тя этот ис­то­ч­ник так­же от­но­сит­ся к во­зоб­но­в­ля­е­мым, вни­ма­ние, уде­ля­е­мое ему во всем ми­ре, за­ста­в­ля­ет нас рас­смо­т­реть его воз­мо­ж­но­сти от­дель­но.

По­тен­ци­аль­ные воз­мо­ж­но­сти энер­ге­ти­ки, ос­но­ван­ной на ис­поль­зо­ва­нии не­по­сред­ст­вен­но со­л­не­ч­но­го из­лу­че­ния, чрез­вы­чай­но ве­ли­ки.

За­ме­тим, что ис­поль­зо­ва­ние все­го лишь 0.0125 % это­го ко­ли­че­ст­ва энер­гии Солн­ца мог­ло бы обес­пе­чить все се­го­д­няш­ние по­треб­но­сти ми­ро­вой энер­ге­ти­ки, а ис­поль­зо­ва­ние 0.5 % - по­л­но­стью по­крыть по­треб­но­сти на пер­спе­к­ти­ву.

К со­жа­ле­нию, вряд ли ко­г­да-ни­будь эти ог­ром­ные по­тен­ци­аль­ные ре­сур­сы уда­ст­ся ре­а­ли­зо­вать в боль­ших мас­шта­бах. Од­ним из наи­бо­лее серь­ез­ных пре­пят­ст­вий та­кой ре­а­ли­за­ции яв­ля­ет­ся ни­з­кая ин­тен­сив­ность со­л­не­ч­но­го из­лу­че­ния. Да­же при наи­луч­ших ат­мо­сфер­ных ус­ло­ви­ях (юж­ные ши­ро­ты, чи­с­тое не­бо) плот­ность по­то­ка со­л­не­ч­но­го из­лу­че­ния со­ста­в­ля­ет не бо­лее 250 Вт/м. По­э­то­му, что­бы кол­ле­к­то­ры со­л­не­ч­но­го из­лу­че­ния "со­би­ра­ли" за год энер­гию, не­об­хо­ди­мую для удо­в­ле­тво­ре­ния всех по­треб­но­стей че­ло­ве­че­ст­ва ну­ж­но раз­ме­с­тить их на тер­ри­то­рии 130 000 км!

ВЕ­Т­РО­ВАЯ ЭНЕР­ГИЯ.

Ог­ром­на энер­гия дви­жу­щих­ся воз­душ­ных масс. За­па­сы энер­гии ве­т­ра бо­лее чем в сто раз пре­вы­ша­ют за­па­сы ги­д­ро­энер­гии всех рек пла­не­ты. По­сто­ян­но и по­всю­ду на зе­м­ле ду­ют ве­т­ры - от лег­ко­го ве­тер­ка, не­су­ще­го же­лан­ную про­хла­ду в лет­ний зной, до мо­гу­чих ура­га­нов, при­но­ся­щих не­ис­чи­с­ли­мый урон и раз­ру­ше­ния. Все­гда не­спо­ко­ен воз­душ­ный оке­ан, на дне ко­то­ро­го мы жи­вем. Ве­т­ры, ду­ю­щие на про­с­то­рах на­шей стра­ны, мог­ли бы лег­ко удо­в­ле­тво­рить все ее по­треб­но­сти в элек­т­ро­энер­гии!

Тех­ни­ка 20 ве­ка от­кры­ла со­вер­шен­но но­вые воз­мо­ж­но­сти для ве­т­ро­энер­ге­ти­ки, за­да­ча ко­то­рой ста­ла дру­гой - по­лу­че­ние элек­т­ро­энер­гии. В на­ча­ле ве­ка Н.Е.Жу­ков­ский раз­ра­бо­тал те­о­рию ве­т­ро­дви­га­те­ля, на ос­но­ве ко­то­рой мог­ли быть со­з­да­ны вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ные  ус­та­нов­ки, спо­соб­ные по­лу­чать энер­гию от са­мо­го сла­бо­го ве­тер­ка. По­я­ви­лось мно­же­ст­во про­ек­тов ве­т­ро­аг­ре­га­тов, не­срав­нен­но бо­лее со­вер­шен­ных, чем ста­рые ве­т­ря­ные мель­ни­цы. В но­вых про­ек­тах ис­поль­зу­ют­ся до­с­ти­же­ния мно­гих от­рас­лей зна­ния.

В на­ши дни к со­з­да­нию кон­ст­рук­ций ве­т­ро­ко­ле­са - серд­ца лю­бой ве­т­ро­энер­ге­ти­че­с­кой ус­та­нов­ки - при­вле­ка­ют­ся спе­ци­а­ли­сты-са­мо­ле­то­ст­ро­и­те­ли, уме­ю­щие вы­брать наи­бо­лее це­ле­со­об­раз­ный про­филь ло­па­сти, ис­сле­до­вать его в аэ­ро­ди­на­ми­че­с­кой тру­бе. Уси­ли­я­ми уче­ных и ин­же­не­ров со­з­да­ны са­мые раз­но­об­раз­ные кон­ст­рук­ции со­в­ре­мен­ных ве­т­ро­вых ус­та­но­вок.

ЭНЕР­ГИЯ ЗЕ­М­ЛИ.

Из­дав­на лю­ди зна­ют о сти­хий­ных про­яв­ле­ни­ях ги­гант­ской энер­гии, та­я­щей­ся в не­драх зем­но­го ша­ра. Па­мять че­ло­ве­че­ст­ва хра­нит пре­да­ния о ка­та­ст­ро­фи­че­с­ких из­вер­же­ни­ях вул­ка­нов, унес­ших мил­ли­о­ны че­ло­ве­че­с­ких жиз­ней, не­уз­на­ва­е­мо из­ме­нив­ших об­лик мно­гих мест на Зе­м­ле. Мощ­ность из­вер­же­ния да­же срав­ни­тель­но не­боль­шо­го вул­ка­на ко­лос­саль­на, она мно­го­крат­но пре­вы­ша­ет мощ­ность са­мых круп­ных энер­ге­ти­че­с­ких ус­та­но­вок, со­з­дан­ных ру­ка­ми че­ло­ве­ка. Прав­да, о не­по­сред­ст­вен­ном ис­поль­зо­ва­нии энер­гии вул­ка­ни­че­с­ких из­вер­же­ний го­во­рить не при­хо­дит­ся - нет по­ка у лю­дей  воз­мо­ж­но­стей обу­з­дать эту не­по­кор­ную сти­хию, да и, к сча­стью, из­вер­же­ния эти до­с­та­то­ч­но ред­кие со­бы­тия. Но это про­яв­ле­ния энер­гии, та­я­щей­ся в зем­ных не­драх, ко­г­да лишь кро­хот­ная до­ля этой не­ис­чер­па­е­мой энер­гии на­хо­дит вы­ход че­рез ог­не­ды­ша­щие жер­ла вул­ка­нов.

Ма­лень­кая ев­ро­пей­ская стра­на Ис­лан­дия - "стра­на льда" в до­слов­ном пе­ре­во­де - по­л­но­стью обес­пе­чи­ва­ет се­бя по­ми­до­ра­ми, яб­ло­ка­ми и да­же ба­на­на­ми! Мно­го­чи­с­лен­ные ис­ланд­ские те­п­ли­цы по­лу­ча­ют энер­гию от те­п­ла зе­м­ли - дру­гих ме­ст­ных ис­то­ч­ни­ков энер­гии в Ис­лан­дии пра­к­ти­че­с­ки нет. За­то очень бо­га­та эта стра­на го­ря­чи­ми ис­то­ч­ни­ка­ми и зна­ме­ни­ты­ми гей­зе­ра­ми-фон­та­на­ми го­ря­чей во­ды, с то­ч­но­стью хро­но­мет­ра вы­ры­ва­ю­щей­ся из-под зе­м­ли. И хо­тя не ис­ланд­цам при­на­д­ле­жит при­ори­тет в ис­поль­зо­ва­нии те­п­ла под­зем­ных ис­то­ч­ни­ков, жи­те­ли этой ма­лень­кой се­вер­ной стра­ны экс­плу­а­ти­ру­ют под­зем­ную ко­тель­ную очень ин­тен­сив­но. Сто­ли­ца - Рей­кья­вик, в ко­то­рой про­жи­ва­ет по­ло­ви­на на­се­ле­ния стра­ны, ота­п­ли­ва­ет­ся толь­ко за счет под­зем­ных ис­то­ч­ни­ков.

Но не толь­ко для ото­пле­ния чер­па­ют лю­ди энер­гию из глу­бин зе­м­ли. Уже дав­но ра­бо­та­ют элек­т­ро­стан­ции, ис­поль­зу­ю­щие го­ря­чие под­зем­ные ис­то­ч­ни­ки. Пер­вая та­кая элек­т­ро­стан­ция, со­в­сем еще ма­ло­мощ­ная, бы­ла по­стро­е­на в 1904 го­ду в не­боль­шом италь­ян­ском го­род­ке Лар­де­рел­ло, на­зван­ном так в честь фран­цуз­ско­го ин­же­не­ра Лар­де­рел­ли, ко­то­рый еще в 1827 го­ду со­ста­вил про­ект ис­поль­зо­ва­ния мно­го­чи­с­лен­ных в этом рай­оне го­ря­чих ис­то­ч­ни­ков. По­сте­пен­но мощ­ность элек­т­ро­стан­ции ро­с­ла, в строй всту­па­ли все но­вые аг­ре­га­ты, ис­поль­зо­ва­лись но­вые ис­то­ч­ни­ки го­ря­чей во­ды, и в на­ши дни мощ­ность стан­ции до­с­тиг­ла уже вну­ши­тель­ной ве­ли­чи­ны-360 ты­сяч ки­ло­ватт. В Но­вой Зе­лан­дии су­ще­ст­ву­ет та­кая элек­т­ро­стан­ция в рай­оне Вай­ра­кеи, ее мощ­ность 160 ты­сяч ки­ло­ватт. В 120 ки­ло­мет­рах от Сан-Фран­ци­ско в США про­из­во­дит элек­т­ро­энер­гию гео­тер­маль­ная стан­ция мощ­но­стью 500 ты­сяч ки­ло­ватт.

ЭНЕР­ГИЯ МИ­РО­ВО­ГО ОКЕ­А­НА.

Из­ве­ст­но, что за­па­сы энер­гии в Ми­ро­вом оке­а­не ко­лос­саль­ны. Так, те­п­ло­вая (вну­т­рен­няя) энер­гия, со­от­вет­ст­ву­ю­щая пе­ре­гре­ву по­верх­но­ст­ных вод оке­а­на по срав­не­нию с дон­ны­ми, ска­жем, на 20 гра­ду­сов, име­ет ве­ли­чи­ну по­ряд­ка 10 Дж. Ки­не­ти­че­с­кая энер­гия оке­ан­ских те­че­ний оце­ни­ва­ет­ся ве­ли­чи­ной по­ряд­ка 10 Дж. Од­на­ко по­ка что лю­ди уме­ют ути­ли­зо­вать лишь ни­ч­то­ж­ные до­ли этой энер­гии, да и то це­ной боль­ших и ме­д­лен­но оку­па­ю­щих­ся ка­пи­та­ло­вло­же­ний, так  что  та­кая энер­ге­ти­ка до сих пор ка­за­лась ма­ло­пер­спе­к­тив­ной.

Од­на­ко про­ис­хо­дя­щее весь­ма бы­ст­рое ис­то­ще­ние за­па­сов ис­ко­па­е­мых то­п­лив, ис­поль­зо­ва­ние ко­то­рых к то­му же свя­за­но с су­ще­ст­вен­ным за­гряз­не­ни­ем ок­ру­жа­ю­щей сре­ды, ре­з­кая ог­ра­ни­чен­ность за­па­сов ура­на (энер­ге­ти­че­с­кое ис­поль­зо­ва­ние ко­то­рых к то­му же по­ро­ж­да­ет опа­с­ные ра­дио­ак­тив­ные от­хо­ды) и не­оп­ре­де­лен­ность как сро­ков, так и эко­ло­ги­че­с­ких по­с­лед­ст­вий про­мыш­лен­но­го ис­поль­зо­ва­ния тер­мо­ядер­ной энер­гии за­ста­в­ля­ет уче­ных и ин­же­не­ров уде­лять все боль­шее вни­ма­ние по­ис­кам  воз­мо­ж­но­стей рен­та­бель­ной ути­ли­за­ции об­шир­ных и без­вред­ных ис­то­ч­ни­ков энер­гии в Ми­ро­вом оке­а­не. Ши­ро­кая об­ще­ст­вен­ность,  да  и  мно­гие спе­ци­а­ли­сты еще не зна­ют, что по­ис­ко­вые ра­бо­ты по из­вле­че­нию энер­гии из  мо­рей  и оке­а­нов при­об­ре­ли  в  по­с­лед­ние го­ды в ря­де стран уже до­воль­но боль­шие мас­шта­бы и что их  пер­спе­к­ти­вы  ста­но­вят­ся  все  бо­лее обе­ща­ю­щи­ми.

Наи­бо­лее оче­вид­ным спо­со­бом ис­поль­зо­ва­ния оке­ан­ской энер­гии пред­ста­в­ля­ет­ся по­строй­ка при­лив­ных элек­т­ро­стан­ций (ПЭС). С 1967 г. в устье ре­ки Ранс во Фран­ции на при­ли­вах вы­со­той до 13 ме­т­ров ра­бо­та­ет  ПЭС мощ­но­стью 240 тыс.  кВт с го­до­вой от­да­чей 540 тыс. кВтч. Со­вет­ский ин­же­нер Берн­штейн раз­ра­бо­тал удоб­ный спо­соб по­строй­ки  бло­ков  ПЭС,  бу­к­си­ру­е­мых на пла­ву в ну­ж­ные ме­с­та, и рас­счи­тал рен­та­бель­ную про­це­ду­ру вклю­че­ния ПЭС в энер­го­се­ти  в  ча­сы  их ма­к­си­маль­ной на­гру­з­ки по­тре­би­те­ля­ми. Его идеи про­ве­ре­ны на ПЭС,  по­стро­ен­ной в 1968 го­ду  в  Ки­с­лой Гу­бе око­ло Мур­ман­ска;  сво­ей оче­ре­ди ждет ПЭС на 6 млн.  кВт в Ме­зен­ском за­ли­ве на Ба­рен­це­вом мо­ре.

Не­ожи­дан­ной воз­мо­ж­но­стью  оке­ан­ской  энер­ге­ти­ки ока­за­лось вы­ра­щи­ва­ние с пло­тов в оке­а­не бы­ст­ро­ра­сту­щих ги­гант­ских  во­до­ро­с­лей, лег­ко пе­ре­ра­ба­ты­ва­е­мых в ме­тан для энер­ге­ти­че­с­кой за­ме­ны при­род­но­го га­за.  По  име­ю­щим­ся  оцен­кам,  для  по­л­но­го обес­пе­че­ния энер­ги­ей ка­ж­до­го че­ло­ве­ка - по­тре­би­те­ля до­с­та­то­ч­но од­но­го ге­к­та­ра план­та­ций во­до­ро­с­лей.

Боль­шое вни­ма­ние  при­об­ре­ла "оке­а­но­тер­ми­че­с­кая энер­го­кон­вер­сия" (ОТ­ЭК), т.е. по­лу­че­ние элек­т­ро­энер­гии за счет раз­но­сти тем­пе­ра­тур ме­ж­ду  по­верх­но­ст­ны­ми  и за­са­сы­ва­е­мы­ми на­со­сом глу­бин­ны­ми оке­ан­ски­ми во­да­ми,  на­при­мер при ис­поль­зо­ва­нии в замк­ну­том ци­к­ле тур­би­ны та­ких лег­ко­ис­па­ря­ю­щих­ся жид­ко­стей как про­пан, фре­он или ам­мо­ний.  В ка­кой-то ме­ре ана­ло­ги­ч­ны­ми,  но как по­ка ка­жет­ся, ве­ро­ят­но, бо­лее да­ле­ки­ми пред­ста­в­ля­ют­ся пер­спе­к­ти­вы по­лу­че­ния элек­т­ро­энер­гии за счет раз­ли­чия ме­ж­ду со­ле­ной и пре­сной, на­при­мер мор­ской и ре­ч­ной во­дой.

Уже не­ма­ло ин­же­нер­но­го ис­кус­ст­ва вло­же­но в ма­ке­ты ге­не­ра­то­ров элек­т­ро­энер­гии,  ра­бо­та­ю­щих  за  счет мор­ско­го во­л­не­ния, при­чем об­су­ж­да­ют­ся пер­спе­к­ти­вы элек­т­ро­стан­ций с мощ­но­стя­ми  на мно­гие ты­ся­чи ки­ло­ватт. Еще боль­ше су­лят ги­гант­ские тур­би­ны на та­ких ин­тен­сив­ных и ста­биль­ных оке­ан­ских те­че­ни­ях, как Гольф­ст­рим.

Пред­ста­в­ля­ет­ся, что не­ко­то­рые из пред­ла­гав­ших­ся оке­ан­ских энер­ге­ти­че­с­ких ус­та­но­вок мо­гут быть ре­а­ли­зо­ва­ны,  и стать рен­та­бель­ны­ми уже в на­сто­я­щее вре­мя.  Вме­сте с тем  сле­ду­ет  ожи­дать, что твор­че­с­кий эн­ту­зи­азм,  ис­кус­ст­во и изо­б­ре­та­тель­ность на­уч­но-ин­же­нер­ных ра­бот­ни­ков улуч­шить су­ще­ст­ву­ю­щие и  со­з­да­дут но­вые пер­спе­к­ти­вы для про­мыш­лен­но­го ис­поль­зо­ва­ния энер­ге­ти­че­с­ких ре­сур­сов Ми­ро­во­го оке­а­на. Ду­ма­ет­ся,  что при  со­в­ре­мен­ных тем­пах на­уч­но-тех­ни­че­с­ко­го  про­грес­са су­ще­ст­вен­ные  сдви­ги  в оке­ан­ской энер­ге­ти­ке дол­ж­ны про­изой­ти в бли­жай­шие де­ся­ти­ле­тия. Оке­ан  на­по­л­нен  вне­зем­ной   энер­ги­ей,  ко­то­рая по­сту­па­ет  в не­го из ко­с­мо­са. Она до­с­туп­на и бе­з­о­па­с­на, и не за­гряз­ня­ет ок­ру­жа­ю­щую сре­ду, не­ис­ся­ка­е­ма и сво­бод­на.

Из ко­с­мо­са по­сту­па­ет энер­гия Солн­ца. Она на­гре­ва­ет воз­дух и об­ра­зу­ет ве­т­ры, вы­зы­ва­ю­щие во­л­ны. Она на­гре­ва­ет оке­ан, ко­то­рый на­ка­п­ли­ва­ет те­п­ло­вую энер­гию.  Она при­во­дит в дви­же­ние те­че­ния, ко­то­рые  в то же вре­мя ме­ня­ют свое на­пра­в­ле­ние под воз­дей­ст­ви­ем вра­ще­ния Зе­м­ли.

Из ко­с­мо­са же по­сту­па­ет энер­гия со­л­не­ч­но­го и лун­но­го при­тя­же­ния. Она яв­ля­ет­ся дви­жу­щей си­лой си­с­те­мы Зе­м­ля - Лу­на  и вы­зы­ва­ет при­ли­вы и от­ли­вы.

Оке­ан - это не пло­с­кое, без­жиз­нен­ное вод­ное про­стран­с­т­во, а ог­ром­ная  кла­до­вая бес­по­кой­ной энер­гии.  Здесь пле­щут во­л­ны, ро­ж­да­ют­ся при­ли­вы и от­ли­вы,  пе­ре­се­ка­ют­ся те­че­ния,  и все  это на­по­л­не­но энер­ги­ей.

Ба­ке­ны и ма­я­ки,  ис­поль­зу­ю­щие энер­гию  волн,  уже  усе­я­ли при­бре­ж­ные во­ды Япо­нии.  В те­че­ние мно­гих лет ба­ке­ны – сви­ст­ки бе­ре­го­вой ох­ра­ны США дей­ст­ву­ют бла­го­да­ря во­л­но­вым  ко­ле­ба­ни­ям. Се­го­д­ня вряд  ли  су­ще­ст­ву­ет при­бре­ж­ный рай­он,  где не бы­ло бы сво­его соб­ст­вен­но­го изо­б­ре­та­те­ля,  ра­бо­та­ю­ще­го  над  со­з­да­ни­ем ус­т­рой­ст­ва, ис­поль­зу­ю­ще­го энер­гию волн.

На­чи­ная с 1966  го­да  два фран­цуз­ских го­ро­да по­л­но­стью удо­в­ле­тво­ря­ют свои  по­треб­но­сти  в  элек­т­ро­энер­гии  за счет энер­гии при­ли­вов и  от­ли­вов. Энер­го­ус­та­нов­ка  на ре­ке Ранс (Бре­тань), со­сто­я­щая  из два­д­ца­ти че­ты­рех ре­вер­сив­ных  тур­бо­ге­не­ра­то­ров, ис­поль­зу­ет эту энер­гию.  Вы­ход­ная мощ­ность ус­та­нов­ки 240  ме­га­ватт - од­на из наи­бо­лее мощ­ных ги­д­ро­элек­т­ро­стан­ций во Фран­ции.

В 70-х го­дах  си­ту­а­ция  в энер­ге­ти­ке из­ме­ни­лась.  Ка­ж­дый раз, ко­г­да по­став­щи­ки на Бли­ж­нем Вос­то­ке,  в Аф­ри­ке и Юж­ной Аме­ри­ке под­ни­ма­ли це­ны на нефть,  энер­гия  при­ли­вов ста­но­ви­лась все бо­лее  при­вле­ка­тель­ной, так как она ус­пеш­но кон­ку­ри­ро­ва­ла в це­не с ис­ко­па­е­мы­ми  ви­да­ми то­п­ли­ва. Вско­ре за этим  в  Со­вет­ском Со­ю­зе,  Юж­ной Ко­рее и Ан­г­лии воз­рос ин­те­рес к  очер­та­ни­ям бе­ре­го­вых ли­ний и воз­мо­ж­но­стям со­з­да­ния на них энер­го­ус­та­но­вок.  В  этих  стра­нах ста­ли все­рь­ез по­ду­мы­вать  об ис­поль­зо­ва­нии энер­гии при­ли­вов волн и вы­де­лять сред­ст­ва на на­уч­ные ис­сле­до­ва­ния  в этой об­ла­с­ти, пла­ни­ро­вать их.

Не так  дав­но груп­па уче­ных оке­а­но­ло­гов об­ра­ти­ла вни­ма­ние на тот факт, что Гольф­ст­рим не­сет свои  во­ды  вбли­зи  бе­ре­гов Фло­ри­ды со ско­ро­стью 5 миль в час. Идея ис­поль­зо­вать этот по­ток те­п­лой во­ды бы­ла весь­ма за­ман­чи­вой.

Воз­мо­ж­но ли это?  Смо­гут ли ги­гант­ские тур­би­ны и под­вод­ные про­пел­ле­ры,  на­по­ми­на­ю­щие ве­т­ря­ные мель­ни­цы,  ге­не­ри­ро­вать элек­т­ри­че­ст­во, из­вле­кая энер­гию из те­че­ний и во­ли? "Смо­гут" -  та­ко­во в 1974 го­ду бы­ло за­клю­че­ние Ко­ми­те­та Мак-Ар­ту­ра,  на­хо­дя­ще­го­ся под эги­дой На­ци­о­наль­но­го уп­ра­в­ле­ния по ис­сле­до­ва­нию оке­а­на и ат­мо­сфе­ры в Май­а­ми (Фло­ри­да). Об­щее  мне­ние за­клю­ча­лось  в  том, что   име­ют ме­с­то  оп­ре­де­лен­ные  про­б­ле­мы, но все они мо­гут быть ре­ше­ны в  слу­чае  вы­де­ле­ния ас­сиг­но­ва­ний, так как "в этом про­ек­те нет ни­че­го та­ко­го, что пре­вы­ша­ло бы воз­мо­ж­но­сти со­в­ре­мен­ной ин­же­нер­ной и тех­но­ло­ги­че­с­кой мы­с­ли".

В оке­а­не  су­ще­ст­ву­ет  за­ме­ча­тель­ная сре­да для под­дер­жа­ния жиз­ни, в со­став ко­то­рой вхо­дят пи­та­тель­ные ве­ще­ст­ва, со­ли и дру­гие ми­не­ра­лы. В этой сре­де рас­тво­рен­ный в во­де ки­с­ло­род пи­та­ет всех мор­ских жи­вот­ных от са­мых ма­лень­ких до са­мых боль­ших,  от аме­бы до аку­лы. Рас­тво­рен­ный уг­ле­ки­с­лый газ то­ч­но так же под­дер­жи­ва­ет жизнь всех мор­ских рас­те­ний от од­но­кле­то­ч­ных  ди­а­то­мо­вых во­до­ро­с­лей  до  до­с­ти­га­ю­щих  вы­со­ты 60-90 ме­т­ров бу­рых во­до­ро­с­лей.

Мор­ско­му био­ло­гу ну­ж­но сде­лать лишь шаг впе­ред, что­бы пе­рей­ти от вос­при­ятия оке­а­на как при­род­ной  си­с­те­мы  под­дер­жа­ния жиз­ни к  по­пыт­ке на­чать  на  на­уч­ной ос­но­ве из­вле­кать из этой си­с­те­мы энер­гию.

При под­дер­ж­ке  во­ен­но-мор­ско­го  фло­та США в се­ре­ди­не 70-х го­дов груп­па спе­ци­а­ли­стов в об­ла­с­ти ис­сле­до­ва­ния оке­а­на, мор­ских ин­же­не­ров  и во­до­ла­зов  со­з­да­ла  пер­вую  в ми­ре оке­ан­скую энер­ге­ти­че­с­кую фер­му на глу­би­не 12 ме­т­ров под за­ли­той сол­н­цем  гла­дью  Ти­хо­го  оке­а­на вбли­зи го­ро­да Сан-Кле­мент. Фер­ма бы­ла не­боль­шая.  По су­ти сво­ей, все это бы­ло лишь экс­пе­ри­мен­том. На  фер­ме вы­ра­щи­ва­лись бу­рые ги­гант­ские ка­ли­фор­ний­ские во­до­ро­с­ли.

По мне­нию ди­ре­к­то­ра про­ек­та до­к­то­ра Го­вар­да А.  Уил­ко­к­са, со­т­руд­ни­ка Цен­т­ра ис­сле­до­ва­ния мор­ских и  оке­ан­ских  си­с­тем  в Сан-Ди­е­го (Ка­ли­фор­ния), "до 50 % энер­гии этих во­до­ро­с­лей мо­жет быть пре­вра­ще­но в то­п­ли­во - в при­род­ный газ  ме­тан.  Оке­ан­ские фер­мы бу­ду­ще­го, вы­ра­щи­ва­ю­щие  бу­рые во­до­ро­с­ли на пло­ща­ди при­мер­но  40 000 га,  смо­гут да­вать энер­гию, ко­то­рой хва­тит,  что­бы  по­л­но­стью удо­в­ле­тво­рить по­треб­но­сти аме­ри­кан­ско­го го­ро­да с на­се­ле­ни­ем в    50 000 че­ло­век".

В на­ши дни,  ко­г­да воз­ро­с­ла не­об­хо­ди­мость в  но­вых  ви­дах то­п­ли­ва, оке­а­но­гра­фы, хи­ми­ки, фи­зи­ки, ин­же­не­ры и тех­но­ло­ги об­ра­ща­ют все боль­шее вни­ма­ние на оке­ан как на по­тен­ци­аль­ный  ис­то­ч­ник энер­гии.

В оке­а­не рас­тво­ре­но ог­ром­ное ко­ли­че­ст­во со­лей.  Мо­жет  ли со­ле­ность быть ис­поль­зо­ва­на, как ис­то­ч­ник энер­гии?

Мо­жет. Боль­шая кон­цен­т­ра­ция со­ли в оке­а­не на­ве­ла ряд ис­сле­до­ва­те­лей Скрипп­ско­го оке­а­но­гра­фи­че­с­ко­го ин­сти­ту­та в Ла-Кол­ла (Ка­ли­фор­ния) и дру­гих цен­т­ров на мысль о со­з­да­нии та­ких ус­та­но­вок. Они  счи­та­ют,  что для по­лу­че­ния боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва энер­гии впол­не воз­мо­ж­но  скон­ст­ру­и­ро­вать ба­та­реи,  в  ко­то­рых про­ис­хо­ди­ли бы ре­ак­ции ме­ж­ду со­ле­ной и не­со­ле­ной во­дой.

Тем­пе­ра­ту­ра во­ды оке­а­на в раз­ных ме­с­тах  раз­ли­ч­на.  Ме­ж­ду тро­пи­ком Ра­ка и тро­пи­ком Ко­зе­ро­га по­верх­ность во­ды на­гре­ва­ет­ся до 82 гра­ду­сов по Фа­рен­гей­ту (27 C).  На глу­би­не 600 ме­т­ров тем­пе­ра­ту­ра па­да­ет до 35,36,37 или 38 гра­ду­сов по Фа­рен­гей­ту (2-3.5 С).  Воз­ни­ка­ет во­п­рос:  есть ли  воз­мо­ж­ность ис­поль­зо­вать раз­ни­цу тем­пе­ра­тур для по­лу­че­ния энер­гии? Мог­ла бы те­п­ло­вая энер­го­ус­та­нов­ка,  плы­ву­щая под во­дой,  про­из­во­дить элек­т­ри­че­ст­во?

Да, и это воз­мо­ж­но.

В да­ле­кие 20-е го­ды на­ше­го сто­ле­тия Жорж Клод, ода­рен­ный, ре­ши­тель­ный и весь­ма на­стой­чи­вый фран­цуз­ский фи­зик, ре­шил ис­сле­до­вать та­кую воз­мо­ж­ность. Вы­брав уча­сток оке­а­на вбли­зи бе­ре­гов Ку­бы, он су­мел-та­ки по­с­ле се­рии не­уда­ч­ных по­пы­ток по­лу­чить ус­та­нов­ку мощ­но­стью 22 ки­ло­ват­та.  Это яви­лось боль­шим на­уч­ным до­с­ти­же­ни­ем и при­вет­ст­во­ва­лось мно­ги­ми уче­ны­ми.

Ис­поль­зуя те­п­лую во­ду на по­верх­но­сти и хо­лод­ную на глу­би­не и со­з­дав со­от­вет­ст­ву­ю­щую тех­но­ло­гию,  мы  рас­по­ла­га­ем  всем не­об­хо­ди­мым для про­из­вод­ст­ва элек­т­ро­энер­гии, уве­ря­ли сто­рон­ни­ки ис­поль­зо­ва­ния  те­п­ло­вой  энер­гии  оке­а­на.  "Со­г­ла­с­но  на­шим оцен­кам, в  этих  по­верх­но­ст­ных  во­дах име­ют­ся за­па­сы энер­гии, ко­то­рые в 10 000 раз пре­вы­ша­ют об­ще­ми­ро­вую по­треб­ность в ней".

"Увы, - воз­ра­жа­ли ске­п­ти­ки, - Жорж Клод по­лу­чил в за­ли­ве Ма­тан­сас все­го 22 ки­ло­ват­та элек­т­ро­энер­гии.  Да­ло ли это  при­быль?"  Не  да­ло,  так как,  что­бы по­лу­чить эти 22 ки­ло­ват­та, Кло­ду при­шлось за­тра­тить 80 ки­ло­ватт на ра­бо­ту сво­их на­со­сов.

Се­го­д­ня про­фес­сор Скрипп­ско­го ин­сти­ту­та оке­а­но­гра­фии Джон Иса­акс де­ла­ет вы­чи­с­ле­ния бо­лее ак­ку­рат­но. По его оцен­кам, со­в­ре­мен­ная тех­но­ло­гия  по­з­во­лит  со­з­да­вать энер­го­ус­та­нов­ки, ис­поль­зу­ю­щие для про­из­вод­ст­ва элек­т­ри­че­ст­ва раз­ни­цу тем­пе­ра­тур в оке­а­не, ко­то­рые про­из­во­ди­ли бы его в два раза боль­ше,  чем об­ще­ми­ро­вое по­треб­ле­ние на се­го­д­няш­ний день. Это бу­дет элек­т­ро­энер­гия, про­из­во­ди­мая элек­т­ро­стан­ци­ей, пре­об­ра­зу­ю­щей тер­маль­ную энер­гию оке­а­на (ОТЕС).

Од­на­ко са­мо­ле­ты и лег­ко­вые ав­то­мо­би­ли,  ав­то­бу­сы и гру­зо­ви­ки мо­гут при­во­дить­ся в дви­же­ние га­зом,  ко­то­рый мо­ж­но из­вле­кать из во­ды,  а уж во­ды-то в мо­рях до­с­та­то­ч­но. Этот газ - во­до­род, и он мо­жет ис­поль­зо­вать­ся в ка­че­ст­ве го­рю­че­го. Во­до­род - один из наи­бо­лее рас­про­стра­нен­ных эле­мен­тов во  Все­лен­ной.  В оке­а­не он со­дер­жит­ся в ка­ж­дой ка­п­ле во­ды.  По­м­ни­те фор­му­лу во­ды? Фор­му­ла   H-OH зна­чит, что мо­ле­ку­ла во­ды со­сто­ит из двух ато­мов во­до­ро­да и од­но­го ато­ма ки­с­ло­ро­да. Из­вле­чен­ный из во­ды во­до­род мо­ж­но сжи­гать как то­п­ли­во и ис­поль­зо­вать не  толь­ко  для то­го, что­бы при­во­дить в дви­же­ние раз­ли­ч­ные тран­с­порт­ные сред­ст­ва, но и для по­лу­че­ния элек­т­ро­энер­гии.

Все боль­шее чи­с­ло хи­ми­ков и ин­же­не­ров с эн­ту­зи­аз­мом от­но­сит­ся к "во­до­род­ной энер­ге­ти­ке" бу­ду­ще­го,  так как  по­лу­чен­ный во­до­род до­с­та­то­ч­но удоб­но хра­нить:  в ви­де сжа­то­го га­за в тан­ке­рах или в сжи­жен­ном ви­де в кри­о­ген­ных кон­тей­не­рах при тем­пе­ра­ту­ре       -203 С.  Его мо­ж­но хра­нить и в твер­дом ви­де по­с­ле со­еди­не­ния с  же­ле­зо-ти­та­но­вым  спла­вом или с  маг­ни­ем  для об­ра­зо­ва­ния ме­тал­ли­че­с­ких ги­д­ри­дов.  По­с­ле это­го их мо­ж­но лег­ко тран­с­пор­ти­ро­вать и ис­поль­зо­вать  по  ме­ре не­об­хо­ди­мо­сти.

Еще в 1847 го­ду фран­цуз­ский пи­са­тель Жюль Верн, опе­ре­див­ший свое вре­мя,  пред­ви­дел воз­ни­к­но­ве­ние та­кой во­до­род­ной эко­но­ми­ки. В сво­ей кни­ге "Та­ин­ст­вен­ный ост­ров"  он  пред­ска­зы­вал, что в  бу­ду­щем  лю­ди на­у­чат­ся ис­поль­зо­вать во­ду в ка­че­ст­ве ис­то­ч­ни­ка для по­лу­че­ния то­п­ли­ва. "Во­да, - пи­сал он, - пред­ста­вит не­ис­ся­ка­е­мые за­па­сы те­п­ла и све­та".

Со вре­мен Жю­ля Вер­на бы­ли от­кры­ты ме­то­ды из­вле­че­ния во­до­ро­да из во­ды. Один из наи­бо­лее пер­спе­к­тив­ных из них - элек­т­ро­лиз во­ды.  (Че­рез во­ду про­пу­с­ка­ет­ся элек­т­ри­че­с­кий ток,  в  ре­зуль­та­те че­го про­ис­хо­дит хи­ми­че­с­кий рас­пад.  Ос­во­бо­ж­да­ют­ся во­до­род и ки­с­ло­род, а жид­кость ис­че­за­ет.)

В 60-е  го­ды  спе­ци­а­ли­стам  из НА­СА уда­лось столь ус­пеш­но осу­ще­ст­вить про­цесс элек­т­ро­ли­за во­ды и столь эф­фе­к­тив­но  со­би­рать вы­сво­бо­ж­да­ю­щий­ся  во­до­род,  что  по­лу­ча­е­мый та­ким об­ра­зом во­до­род ис­поль­зо­вал­ся во вре­мя по­ле­тов по про­грам­ме "Апол­лон".

Та­ким об­ра­зом,  в  оке­а­не,  ко­то­рый со­ста­в­ля­ет 71 про­цент по­верх­но­сти пла­не­ты, по­тен­ци­аль­но име­ют­ся раз­ли­ч­ные ви­ды энер­гии -  энер­гия волн и при­ли­вов;  энер­гия хи­ми­че­с­ких свя­зей га­зов, пи­та­тель­ных ве­ществ,  со­лей и дру­гих  ми­не­ра­лов;  скры­тая энер­гия во­до­ро­да, на­хо­дя­ще­го­ся в мо­ле­ку­лах во­ды; энер­гия те­че­ний, спо­кой­но и не­скон­ча­е­мо дви­жу­щих­ся в раз­ли­ч­ных ча­с­тях оке­а­на; уди­ви­тель­ная по за­па­сам энер­гия,  ко­то­рую мо­ж­но по­лу­чать, ис­поль­зуя раз­ни­цу тем­пе­ра­тур во­ды оке­а­на на  по­верх­но­сти  и  в глу­би­не, и их мо­ж­но пре­об­ра­зо­вать в стан­дарт­ные ви­ды то­п­ли­ва.

Та­кие ко­ли­че­ст­ва энер­гии, мно­го­об­ра­зие ее форм га­ран­ти­ру­ют, что  в  бу­ду­щем че­ло­ве­че­ст­во не бу­дет ис­пы­ты­вать в ней не­до­с­тат­ка. В то же вре­мя не воз­ни­ка­ет не­об­хо­ди­мо­сти за­ви­сеть от од­но­го - двух ос­нов­ных ис­то­ч­ни­ков энер­гии,  ка­ки­ми,  на­при­мер, яв­ля­ют­ся дав­но ис­поль­зу­ю­щи­е­ся ис­ко­па­е­мые ви­ды то­п­ли­ва и  ядер­но­го го­рю­че­го,  ме­то­ды по­лу­че­ния ко­то­ро­го бы­ли раз­ра­бо­та­ны не­дав­но.

Бо­лее то­го, в мил­ли­о­нах при­бре­ж­ных де­ре­вень и се­ле­ний, не име­ю­щих сей­час до­с­ту­па к энер­го­си­с­те­мам,  бу­дет то­г­да воз­мо­ж­но улуч­шить жиз­нен­ные ус­ло­вия лю­дей.

Жи­те­ли тех мест,  где на мо­ре  бы­ва­ет  силь­ное  во­л­не­ние, смо­гут кон­ст­ру­и­ро­вать  и ис­поль­зо­вать ус­та­нов­ки для пре­об­ра­зо­ва­ния энер­гии волн.

Жи­ву­щие вбли­зи  уз­ких  при­бре­ж­ных за­ли­вов,  ку­да во вре­мя при­ли­вов с ре­вом вры­ва­ет­ся во­да, смо­гут ис­поль­зо­вать эту энер­гию.

Для всех ос­таль­ных лю­дей энер­гия оке­а­на в от­кры­том вод­ном про­стран­с­т­ве бу­дет  пре­об­ра­зо­вы­вать­ся  в  ме­тан,  во­до­род  или элек­т­ри­че­ст­во, а за­тем пе­ре­да­вать­ся на су­шу по ка­бе­лю  или  на ко­раб­лях.

И вся эта энер­гия та­ит­ся в оке­а­не ис­по­кон ве­ков.  Не  ис­поль­зуя ее, мы тем са­мым по­про­сту ее рас­то­ча­ем.

Ра­зу­ме­ет­ся, тру­д­но да­же пред­ста­вить се­бе пе­ре­ход от столь при­вы­ч­ных, тра­ди­ци­он­ных ви­дов то­п­ли­ва - уг­ля,  неф­ти и при­род­но­го га­за - к  не­зна­ко­мым,  аль­тер­на­тив­ным  ме­то­дам  по­лу­че­ния энер­гии.

Раз­ни­ца тем­пе­ра­тур? Во­до­род,  ме­тал­ли­че­с­кие   ги­д­ри­ды, энер­ге­ти­че­с­кие фер­мы в оке­а­не?  Для мно­гих это зву­чит как на­уч­ная фан­та­сти­ка.

И, тем не ме­нее, не­смо­т­ря на то, что из­вле­че­ние энер­гии оке­а­на на­хо­дят­ся на ста­дии экс­пе­ри­мен­тов и  про­цесс  ог­ра­ни­чен  и до­ро­го­сто­ящ, факт ос­та­ет­ся фа­к­том,  что по ме­ре раз­ви­тия на­уч­но-тех­ни­че­с­ко­го про­грес­са энер­гия в бу­ду­щем мо­жет в зна­чи­тель­ной сте­пе­ни до­бы­вать­ся из мо­ря.  Ко­г­да - за­ви­сит от то­го,  как ско­ро эти про­цес­сы ста­нут до­с­та­то­ч­но де­ше­вы­ми. В ко­не­ч­ном ито­ге де­ло  упи­ра­ет­ся не в воз­мо­ж­ность из­вле­че­ния из оке­а­на энер­гии в раз­ли­ч­ных фор­мах, а в сто­и­мость та­ко­го из­вле­че­ния, ко­то­рая оп­ре­де­лит, на­сколь­ко бы­ст­ро бу­дет раз­ви­вать­ся тот или иной спо­соб до­бы­чи.

Ко­г­да бы это вре­мя ни на­сту­пи­ло,  пе­ре­ход к ис­поль­зо­ва­нию энер­гии оке­а­на при­не­сет двой­ную поль­зу: сэ­ко­но­мит об­ще­ст­вен­ные сред­ст­ва и сде­ла­ет бо­лее жиз­не­спо­соб­ной тре­тью пла­не­ту Со­л­не­ч­ной си­с­те­мы - на­шу Зе­м­лю.

Для то­го что­бы удо­в­ле­тво­рить по­треб­ность  в  рав­но­прав­ном рас­пре­де­ле­нии де­ше­вой энер­гии ме­ж­ду все­ми стра­на­ми, по­тре­бу­ет­ся та­кое ее ко­ли­че­ст­во, ко­то­рое, воз­мо­ж­но, в ты­ся­чи раз пре­вы­сит се­го­д­няш­ний  уро­вень по­треб­ле­ния,  и био­сфе­ра уже не спра­вит­ся с за­гряз­не­ни­ем,  вы­зы­ва­е­мым ис­поль­зо­ва­ни­ем обы­ч­ных ви­дов то­п­ли­ва.

Так как  со­рев­но­ва­ние  за  об­ла­да­ние ис­то­ща­ю­щи­ми­ся ви­да­ми то­п­ли­ва обо­ст­ря­ет­ся,  рас­ход об­ще­ст­вен­ных средств бу­дет рас­ти. Рост этот про­дол­жит­ся, так как не­об­хо­ди­мо бо­роть­ся с за­гряз­не­ни­ем воз­ду­ха и во­ды, те­п­ло­той, вы­де­ля­ю­щей­ся при сго­ра­нии ис­ко­па­е­мых ви­дов то­п­ли­ва.

Но сто­ит ли во­л­но­вать­ся в по­ис­ках но­вых ис­то­ч­ни­ков  ис­ко­па­е­мо­го то­п­ли­ва?  За­чем дис­ку­ти­ро­вать по во­п­ро­су о стро­и­тель­ст­ве ядер­ных ре­а­к­то­ров?  Оке­ан на­по­л­нен энер­ги­ей, чи­с­той, бе­з­о­па­с­ной и не­ис­ся­ка­е­мой. Она там, в оке­а­не, толь­ко и ждет вы­сво­бо­ж­де­ния. И это - пре­и­му­ще­ст­во но­мер один.

Вто­рое пре­и­му­ще­ст­во за­клю­ча­ет­ся в том,  что ис­поль­зо­ва­ние энер­гии оке­а­на по­з­во­лит Зе­м­ле быть в даль­ней­шем оби­та­е­мой пла­не­той. А вот аль­тер­на­тив­ный ва­ри­ант,  пре­д­у­сма­т­ри­ва­ю­щий уве­ли­че­ние ис­поль­зо­ва­ния ор­га­ни­че­с­ких и ядер­ных ви­дов  то­п­ли­ва,  по мне­нию не­ко­то­рых спе­ци­а­ли­стов,  мо­жет при­ве­с­ти к ка­та­ст­ро­фе: в ат­мо­сфе­ру ста­нет вы­де­лять­ся слиш­ком боль­шое  ко­ли­че­ст­во  уг­ле­ки­с­ло­го га­за и те­п­ло­ты,  что гро­зит смер­тель­ной опа­с­но­стью че­ло­ве­че­ст­ву.

Но кто  за­ме­тит,  что  в воз­ду­хе ста­ло боль­ше уг­ле­ки­с­ло­го га­за?  Он бес­цве­тен и не име­ет за­па­ха. Он пу­зы­рит­ся в про­хла­ди­тель­ных на­пит­ках. А кто за­ме­тит по­сте­пен­ное, ме­д­лен­ное по­вы­ше­ние ат­мо­сфер­ной тем­пе­ра­ту­ры Зе­м­ли на один,  два или три гра­ду­са по Фа­рен­гей­ту ? За­ме­тит пла­не­та, ко­г­да уг­ле­ки­с­лый газ че­рез не­ко­то­рое вре­мя оку­та­ет ее по­доб­но оде­я­лу,  ко­то­рое пе­ре­ста­нет про­пу­с­кать из­бы­то­ч­ное те­п­ло в ко­с­мос.

Жак Ку­с­то,  пи­о­нер ос­во­е­ния и ис­сле­до­ва­ния оке­а­на, счи­та­ет: "Ко­г­да  кон­цен­т­ра­ция уг­ле­ки­с­ло­го га­за до­с­тиг­нет оп­ре­де­лен­но­го уров­ня, мы ока­жем­ся как буд­то в пар­ни­ке". Это зна­чит, что те­п­ло­та, вы­де­ля­е­мая  Зе­м­лей,  бу­дет  за­дер­жи­вать­ся  под  сло­ем стра­то­сфе­ры. На­ка­п­ли­ва­ю­ще­е­ся те­п­ло по­вы­сит об­щую  тем­пе­ра­ту­ру. А уве­ли­че­ние ее да­же на один, два или три гра­ду­са по Фа­рен­гей­ту при­ве­дет к та­я­нию лед­ни­ков.  Мил­ли­о­ны тонн рас­та­яв­ше­го льда под­ни­мут уро­вень  мо­рей на 60 ме­т­ров.  Го­ро­да на по­бе­ре­жье и в до­ли­нах боль­ших рек ока­жут­ся за­то­п­лен­ны­ми.

По дан­но­му во­п­ро­су, как и по мно­гим дру­гим, уче­ные раз­де­ли­лись на два ла­ге­ря. В од­ном ла­ге­ре счи­та­ют, что утол­ща­ю­ще­е­ся оде­я­ло уг­ле­ки­с­ло­го га­за вы­зо­вет по­вы­ше­ние тем­пе­ра­ту­ры и при­ве­дет к та­я­нию лед­ни­ков, то есть, по оп­ре­де­ле­нию до­к­то­ра Го­вар­да Уил­ко­к­са, пре­вра­тить Зе­м­лю в пар­ник. Сто­рон­ни­ки дру­го­го ла­ге­ря по­ла­га­ют, что-то же са­мое оде­я­ло бу­дет пре­гра­ж­дать путь те­п­лу, из­лу­ча­е­мо­му сол­н­цем, что ста­нет при­чи­ной на­сту­п­ле­ния но­вой эры оле­де­не­ния.

                   АЛЬТЕРНАТИВА НЕФТИ.

Впервые в мире решение проблемы получения синтетической нефти в большом колличестве было осуществлено в Германии. В годы первой мировой войны кайзеровская Германия оказалась полностью отрезанной от природных источников нефти. Армии нужен был бензин. Немецкие ученые обратили свои взоры „к небесам". Еще в 1908 г. русский изобретатель И.И. Орлов доказал возможность синтеза нефтя­ных УВ из оксида углерода и водорода (эта смесь получила название водяного газа). А где как не на „небе", т.е. в атмосфере, можно найти практически неограниченные количества этого газа? Немецкие ученые Фишер и Тропш создали технологию получения синтетической нефти. Правда, водяной газ они решили получать не из воздуха, тогда это было слишком сложно, а из бурых углей. Синтез нефти осуществляется путем контакта этого газа при температуре 180-200 °С и атмосферном давлении с оксидными железно-цинковыми катализаторами. Были построены целые заводы по производству искусственного топлива, которые успешно эксплуатировались многие годы. Но вот кончилась война, возросла добыча естественной нефти, цены на нее упали. Синте­тическая нефть Фишера - Тропша уже не могла конкурировать с ней, и производство было свернуто.

Сейчас идея искусственной нефти вновь приобретает актуальность.

Нефть можно получить уже непосредственно из воздуха. Более того, ученые полагают, что это будет способствовать удалению из атмосферы избыточной углекислоты, которая вредно влияет на окружающую среду. Огромное количество сжигаемого топлива ежегодно поставляет в атмосферу миллиарды тонн углекислого газа (диоксида углерода). В настоящее время лишь 10% его поглощается растениями. Многие ученые видят в таком катастрофическом увеличении концентрации углекислого газа в земной атмосфере определенную опасность. Как же от него избавиться?

Доктор технических наук В. Цысковский предлагает следующий путь. Прежде всего необходимо из атмосферы воздуха получить угле­кислый газ. Для этого воздух можно вымораживать, разделять с помощью пористых мембран или соединять при определенных усло­виях с газообразным аммиаком. В последнем случае образуется углекислый аммоний, который легко разлагается на аммиак и диоксид углерода под действием тепла. Полученная чистая углекислота и является продуктом для дальнейшего синтеза нефти. Ее разлагают на оксид углерода (угарный газ) и кислород. Для этой реакции требуются большие затраты энергии. Предполагают, что ее можно проводить в атомных реакторах при температуре 5000 °С в присутствии катализа­торов. А дальше оксид углерода синтезируют с водородом, и „небес­ная" нефть готова.

Получение нефти из воздуха - дело будущего. Сейчас же искусст­венную нефть получают из камня. Конечно, это не совсем обычные камни, а так называемые горючие сланцы - породы, содержащие в большом количестве органическое вещество, т.е. тот природный материал, из которого получаются УВ. Для этих же целей подходят и пески, насыщенные густой, вязкой нефтью.

По данным геологической службы США, мировые запасы горючих сланцев и нефтеносных песков оцениваются в 700-800 млрд.т, что в 7-8 раз больше всех выявленных запасов нефти в мире. Только в районе Скалистых гор (США) в подобных породах концентрируется 270 млрд.т нефти, что в 2-3 раза превышает мировые запасы нефти и в 67 раз - оставшиеся запасы нефти Соединенных Штатов. Американские геологи подсчитали, что при коэффициенте извлечения 50 % и совре­менном уровне потребления нефти этих ресурсов хватило бы, чтобы удовлетворять запросы США в течение 140 лет. Казалось бы, выход из топливного тупика найден, однако опять-таки высокая стоимость работ препятствует интенсивной переработке горючих сланцев и нефтеносных песков. По оценке Национального совета США, разработ­ка битуминозных пород рентабельна при цене на нефть не менее 100-120 дол./т. До топливного кризиса о промышленной разработке сланцев не могло быть и речи. Тем не менее в ряде стран мира несколь­ко лет тому назад приступили уже к практическому осуществлению этой проблемы.

В 1973 г., когда цены на нефть резко подскочили, взоры многих нефтепромышленников обратились к битуминозным сланцам и нефте­носным пескам. В США шесть объединенных компаний уже в 1974 г. получили право на разработку сланцев в штатах Колорадо, Юта и Вайоминг. Стоимость первых трех участков 403,6 млн.дол. По расчетам, США могут получать в сутки от 135 до 405 тыс.т такой нефти.

Однако крупномасштабная переработка тяжелых нефтей и горючих сланцев - дело относительно далекого будущего. По оценке компании „Шеврон", она начнется в третьем тысячелетии. Причем, стоимость добычи тяжелых нефтей и битумов прогнозируется в размере 220-314 дол /м3, а получение синтетической нефти из горючих сланцев -346 дол /м3.

По мере развития технологического прогресса добыча УВ из горю­чих сланцев и нефтеносных песков станет обычным делом. Перспек­тивны в этом отношении ядерные методы переработки битуминозных пород, над которыми в настоящее время в США работают группы ученых из 25 нефтяных компаний.

В России проблема извлечения нефти из нефтенасыщенных песков решается по-иному, а именно путем шахтной добычи. Впервые нефтяная шахта была сооружена в районе г. Ухта в 1939 г. Глубина ее не превышает 500 м. Разработка вязких нефтей производит­ся следующим образом. Шахта проходит продуктивный пласт, который дренируется несколькими скважинами. Нефть под действием силы тяжести идет самотеком и попадает в специальные канавки, располо­женные на дне шахты и имеющие небольшой уклон для стока в нефте­хранилище. Если продуктивный пласт находится ниже шахты, то нефть извлекается насосами через специальные скважины. Из подземного нефтехранилища на поверхность нефть подается также насосами.

Сейчас предлагается воздействовать на нефть в шахте горячей водой или паром. По расчетам, таким образом можно получить дополнитель­но в нашей стране не менее 50 млн.т/год нефти, причем глубина шахт не будет превышать 500-1000 м.

В том случае, когда сланцы или нефтеносные пески находятся близко от поверхности (не более 150-200 м), разработка ведется карьерным способом. Примером такой необычной добычи нефти может служить карьер около горы Кирмаки под г. Баку. Отсюда порода доставляется в специальную емкость, где с помощью реактивов (не­кондиционный керосин, щелочная вода или каустическая сода) из нее вымывают нефть. Таким способом извлекается до 80 % нефти.

Один кубометр нефтеносного песка в Азербайджане содержит до 150 кг нефти. Такая же картина характерна и для многих других нефтеносных районов нашей страны. Поэтому проблема извлечения вязкой и остаточной нефти из неглубоко залегающих пород приобре­тает общенародное значение. Нефтяники Азербайджана, в частности, начали сооружение первой в республике нефтяной шахты на забро­шенном участке месторождения Балаханы (в пригороде г. Баку). Глубина шахты будет равна 400 м, разработку предполагают осущест­влять гравитационным способом. Шахта оборудуется современной техникой, предусматривается сооружение буровых камер, насосных установок, вентиляционных устройств. Почти полная автоматизация производственных процессов сведет к минимуму количество обслу­живающего персонала.

Становится очевидным, что эра „дешевой нефти" подходит к концу. То, что сейчас мы считаем дороговизной, через некоторое время покажется нам необычайно дешевым продуктом. Даже современная стоимость нефти в 100-150 дол/м3 через 30-35 лет будет выглядеть мелочью по сравнению с 300-350 дол/мз. Дети, рожденные в 1990 г., когда станут взрослыми, будут иметь дело с нефтью как  с ограниченным для использования и чрезвычайно дорогостоящим топливом. Единственный путь из этого тупика - поиск альтернатив­ных и экологически чистых источников энергии, которые позволят „вырвать" нефть и газ из топок заводов, фабрик и электростанций.

Пока одни ученые ломают голову над проблемой увеличения коэффициента нефтеотдачи продуктивных пластов, а другие ищут пути наиболее рентабельного получения нефти из горючих сланцев, третьи пришли к выводу, что удовлетворить потребность в топливе можно обычным дедовским методом. Речь идет о дровах. Так считают специалисты Стэнфордского университета в США, к ним присоеди­няются и ученые университета штата Джорджия. Конечно, здесь нужны особые быстрорастущие сорта деревьев типа ольхи или платанов, которые дают до 40 т древесины с 1 га в год. После вырубки этих деревьев на земле остается листва, пригодная для удобрения. Древе­сина же измельчается и подается в топку электростанций. Участок в 125км2 может обеспечить энергией город с населением 80 тыс. чело­век. На вырубленных участках уже через 2-4 года из побегов вновь вырастут деревья, пригодные для топлива. Ученые прикинули, что если 3 % территории России отвести под „энергетические плантации", то страна могла бы полностью удовлетворить свои потребности в топливе за счет дров.

Американским поборникам „дровенизации" бытовой теплоэнерге­тики вторят их сторонники из Европы. В Бельгии, например, в 1988 г. газета „Суар" опубликовала статью, где назвала дрова топливом будущего. Для этих же целей предлагается использовать и макулату­ру. В магазинах этой страны уже продается ручной пресс, с помощью которого можно из газет и оберток делать топливные брикеты, не уступающие по своей калорийности буроугольным.   Выпускаются специальные печи, работающие по принципу газогенератора и препят­ствующие уходу тепла через трубу. Дрова и брикеты горят в этой печи очень медленно: вязанка - за 8 ч. При этом дрова сгорают полностью, что практически сводит к нулю выделение в атмосферу золы и сажи. Такое отапливание помещений очень выгодно, ведь килограмм дров при сравнимой калорийности стоит в 10 раз меньше литра жидкого топлива.

Естественные „бензоколонки" обнаружены и в тропиках Южной Америки, на Филиппинах. Некоторые сорта лиан и тропических де­ревьев (ханга) содержат маслянистую жидкость, которую даже не надо подвергать перегонке. Она прекрасно горит в автомобильных моторах, давая менее токсичный выхлоп, чем бензин. Подходит для этих целей и пальмовое масло, из которого сравнительно легко можно получать „солярку".

Но пока это все в области научной фантазии. Более реален проект получения синтетической нефти из угля. Довольно простой метод разработан в США. Уголь распыляется, обрабатывается растворителем, и в полученную смесь добавляется водород. Из тонны угля с высоким содержанием серы получается почти 650 л похожей на нефть жидкости, из которой можно вырабатывать бензин.

Корпорация известного американского мультимиллионера А. Хаммера „Оксидентл петролеум" всерьез занялась подземной газифика­цией угля. Методом пиролиза из него получают 40 % метанового газа, 45 % кокса и 3 % жидкого топлива. Этой же корпорацией разработан совсем неожиданный способ получения топлива... из мусора. Из него предварительно извлекают магнитные и немагнитные металлы и отправляют в переплавку. Секретная технология переработки стекла позволяет получить из осколков стекло более дешевое и более высо­кого качества, чем исходное сырье. Остальное перерабатывается в кокс, метановый газ и жидкое топливо. „Мусорную" нефть испытыва­ли на опытных установках - горит прекрасно. Из тонны мусора таким способом „добывают" от 6 до 20 дол. В 1976 - 1977 гг. в Сан-Диего вступил в строй специальный завод для переработки мусора.

Над подобной проблемой успешно работают и в Великобритании. Здесь разработана и проходит испытания лабораторная установка, в которой под действием высоких температур и вдуваемого кислорода из органической части мусора (пластмассовые упаковки, пищевые отбросы, обрывки газет, тряпки и т.д.) получают синтетическую нефть и метановый газ с водородом. Жидкое топливо и газ предполагают использовать частично для работы дизеля, а частично для переплавки битого стекла, из которого можно получать строительные блоки. Сейчас изучается возможность переработки мусора в старых доменных печах. Это даст высокую производительность и экономию времени. Как показали эксперименты, в дело пойдет и остающийся шлак - он пригоден для замены гравия при строительстве дорог.

А вот еще два способа получения синтетической нефти. Французс­кий инженер А. Ротлисберже получил бензин из сухих стеблей куку­рузы. Автор утверждает, что подобное топливо с октановым числом 98 вполне можно добывать из соломы, опилок, ботвы овощей и других отходов, содержащих целлюлозные волокна. Под нажимом правитель­ственных учреждений изобретатель засекретил технологию синтеза, но известно, что качество его бензина во многом зависит от сложных стабилизирующих добавок, вводимых в спирты и изопропиниловые эфиры, получаемые из целлюлозы. Новое топливо не детонирует, сгорает без дыма и запахов. Его можно смешивать в любых пропорциях с обычным бензином. При этом конструктивных изменений в двига­телях не требуется. Франция намерена со временем довести производ­ство подобного бензина до 20 млн.т в год.

Еще один изобретатель искусственного бензина живет в Швейца­рии. Исходным материалом служит щепа, кукурузная шелуха, поли­этиленовые пакеты. Да вот беда, „бензин" пахнет самогоном. Изобре­тателю приходится платить 8 % налога как за изготовление алкогольных напитков. Тем не менее 1 л искусственного „бензина" стоит в 2 раза дешевле настоящего, а автомобиль работает исправно.

Фантазия изобретателей не ограничивается только искусственным бензином, предлагаются довольно-таки оригинальные методы получе­ния углеводородного газа для бытовых целей. Один из них разработан в г. Эрфурт (Германия). В качестве источника энергии выступает свалка мусора в пригородном местечке Шверборн. При заполнении свалки в ней заложили 57 газовых колодцев, соединенных трубопроводом. Оказывается, 1 кг мусора дает до 200 л газа, более половины которо­го - метан. Пока на свалке получают в час 40 м3 газа. Он отапливает помещения рабочих. Планируется сооружение теплоцентрали. По расчетам, затраты окупятся за 3,5 года.

Второй способ еще более неожиданный. С инициативой выступили власти г. Оттапалам в штате Керала (Индия). Рецепт следующий:

колодец заполняется коровьим навозом и наглухо закрывается. Образующийся при брожении газ по трубам отводится к газовым плитам. Одна такая „установка" полностью удовлетворяет потреб­ность семьи в энергии для домашних целей. В настоящее время в Индии разработаны и применяются 53 модели таких систем. Ими пользуются около 3,5 млн. семей. Правительство страны активно поддерживает распространение биогазовых установок. Уже сейчас ежегодно за счет этого экономится около 1,2 млрд. рупий.

За­клю­че­ние.

За вре­мя су­ще­ст­во­ва­ния на­шей ци­ви­ли­за­ции мно­го раз про­ис­хо­ди­ла сме­на тра­ди­ци­он­ных ис­то­ч­ни­ков энер­гии на  но­вые,  бо­лее со­вер­шен­ные. И не по­то­му, что ста­рый ис­то­ч­ник был ис­чер­пан.

Сол­н­це све­ти­ло и обо­г­ре­ва­ло че­ло­ве­ка все­гда: и тем не ме­нее од­на­ж­ды лю­ди при­ру­чи­ли огонь, на­ча­ли жечь дре­ве­си­ну.

За­тем дре­ве­си­на ус­ту­пи­ла  ме­с­то  ка­мен­но­му  уг­лю.  За­па­сы дре­ве­си­ны ка­за­лись без­гра­ни­ч­ны­ми,  но па­ро­вые ма­ши­ны тре­бо­ва­ли бо­лее ка­ло­рий­но­го "кор­ма".

Но и  это  был лишь этап.  Уголь вско­ре ус­ту­па­ет свое ли­дер­ст­во на энер­ге­ти­че­с­ком рын­ке неф­ти.

И вот но­вый ви­ток: в на­ши дни ве­ду­щи­ми ви­да­ми то­п­ли­ва по­ка ос­та­ют­ся нефть и газ.  Но за ка­ж­дым но­вым ку­бо­мет­ром га­за  или тон­ной неф­ти ну­ж­но ид­ти все даль­ше на се­вер или вос­ток,  за­ры­вать­ся все глуб­же в зе­м­лю.  Не­му­д­ре­но, что нефть и газ бу­дут с ка­ж­дым го­дом сто­ить нам все до­ро­же.

За­ме­на? Ну­жен но­вый  ли­дер  энер­ге­ти­ки.  Им,  не­со­м­нен­но, ста­нут ядер­ные ис­то­ч­ни­ки.

За­па­сы ура­на,  ес­ли, ска­жем, срав­ни­вать их с за­па­са­ми уг­ля,  вро­де  бы не столь уж и ве­ли­ки. Но за­то на еди­ни­цу ве­са он со­дер­жит в се­бе энер­гии в мил­ли­о­ны раз боль­ше, чем уголь.

А итог  та­ков:  при по­лу­че­нии элек­т­ро­энер­гии на АЭС ну­ж­но за­тра­тить,  счи­та­ет­ся, в сто ты­сяч раз мень­ше средств и тру­да, чем при из­вле­че­нии энер­гии из уг­ля. И ядер­ное го­рю­чее при­хо­дит на сме­ну неф­ти и уг­лю...  Все­гда бы­ло так:  сле­ду­ю­щий ис­то­ч­ник энер­гии был и бо­лее мощ­ным.  То бы­ла, ес­ли мо­ж­но так вы­ра­зить­ся, "во­ин­ст­ву­ю­щая" ли­ния энер­ге­ти­ки.

В по­го­не за из­быт­ком энер­гии че­ло­век все глуб­же по­гру­жал­ся в сти­хий­ный мир при­род­ных яв­ле­ний и  до  ка­кой-то  по­ры  не очень за­ду­мы­вал­ся о по­с­лед­ст­ви­ях сво­их дел и по­ступ­ков.

Но вре­ме­на из­ме­ни­лись. Сей­час на­чи­на­ет­ся но­вый, зна­чи­тель­ный этап зем­ной энер­ге­ти­ки. По­я­ви­лась "ща­дя­щая" энер­ге­ти­ка, по­стро­ен­ная  так,  что­бы  че­ло­век  не  ру­бил сук, на ко­то­ром он си­дит.  За­бо­тил­ся об ох­ра­не уже силь­но по­вре­ж­ден­ной био­сфе­ры.

Не­со­м­нен­но, в  бу­ду­щем  па­рал­лель­но с ли­ни­ей ин­тен­сив­но­го раз­ви­тия энер­ге­ти­ки по­лу­чат ши­ро­кие пра­ва гра­ж­дан­с­т­ва и  ли­ния экс­тен­сив­ная: рас­сре­до­то­чен­ные  ис­то­ч­ни­ки  энер­гии не слиш­ком боль­шой мощ­но­сти,  но за­то с вы­со­ким КПД, эко­ло­ги­че­с­ки чи­с­тые, удоб­ные в об­ра­ще­нии.

Яр­кий при­мер то­му - бы­ст­рый старт элек­т­ро­хи­ми­че­с­кой энер­ге­ти­ки, ко­то­рую позд­нее, ви­ди­мо, до­по­л­нит энер­ге­ти­ка со­л­не­ч­ная.

Энер­ге­ти­ка очень бы­ст­ро ак­ку­му­ли­ру­ет,  ас­си­ми­ли­ру­ет, вби­ра­ет в се­бя все са­мые но­вей­шие идей,  изо­б­ре­те­ния,  до­с­ти­же­ния на­у­ки. Это и по­нят­но:  энер­ге­ти­ка свя­за­на бу­к­валь­но со всем, и все тя­нет­ся к энер­ге­ти­ке, за­ви­сит от нее.

По­э­то­му энер­го­хи­мия,  во­до­род­ная энер­ге­ти­ка, ко­с­ми­че­с­кие элек­т­ро­стан­ции, энер­гия, за­пе­ча­тан­ная в ан­ти­ве­ще­ст­ве, квар­ках, "чер­ных ды­рах",  ва­ку­у­ме, - это все­го лишь наи­бо­лее яр­кие  ве­хи, штри­хи,  от­дель­ные чер­то­ч­ки то­го сце­на­рия,  ко­то­рый пи­шет­ся на на­ших гла­зах и ко­то­рый мо­ж­но на­звать Зав­т­раш­ним Днем Энер­ге­ти­ки.

Ла­би­рин­ты энер­ге­ти­ки.  Та­ин­ст­вен­ные пе­ре­хо­ды, уз­кие, из­ви­ли­стые троп­ки. Пол­ные за­га­док, пре­пят­ст­вий, не­ожи­дан­ных оза­ре­ний, во­плей пе­ча­ли и по­ра­же­ний, кли­ков ра­до­сти и по­бед.

Тер­нист, не­прост, не­прям энер­ге­ти­че­с­кий путь че­ло­ве­че­ст­ва. Но мы ве­рим, что мы на пу­ти к Эре Энер­ге­ти­че­с­ко­го Изо­би­лия и что все пре­по­ны, пре­гра­ды и тру­д­но­сти бу­дут пре­одо­ле­ны.

Рас­сказ об  энер­гии  мо­жет  быть бес­ко­не­чен,  не­ис­чи­с­ли­мы аль­тер­на­тив­ные фор­мы ее  ис­поль­зо­ва­ния  при  ус­ло­вии,  что  мы дол­ж­ны раз­ра­бо­тать для это­го эф­фе­к­тив­ные и эко­но­ми­ч­ные ме­то­ды. Не так ва­ж­но, ка­ко­во ва­ше мне­ние о ну­ж­дах энер­ге­ти­ки,  об ис­то­ч­ни­ках энер­гии,  ее ка­че­ст­ве, и се­бе­сто­и­мо­сти. Нам, по-ви­ди­мо­му, сле­ду­ет лишь со­г­ла­сить­ся с тем,  что ска­зал уче­ный  му­д­рец, имя ко­то­ро­го ос­та­лось не­из­ве­ст­ным:  "Нет про­стых ре­ше­ний, есть толь­ко ра­зум­ный вы­бор".

                       Список литературы:

ü     Л.С. Юдасин "Энергетика: проблемы и надежды".

ü     А.Голдин "Океаны энергии". 1996.

ü     Крюков В.А. Полные канистры и пустые карманы . 1994.

ü  Гаврилов В.П. Чёрное золото планеты. 1993.

ü     Максаковский В. П.  География 10  1999.

ü    Радионова И. А. Глобальные проблемы человечества.  1994.