Глобальные проблемы человечества

Энергетические ресурсы Мирового океана ассоциируются не только с углеводородным сырьем, добываемым в больших количествах на шельфе, но и с возобновляемыми энергоносителями. Пока энергия Океана лишь в очень малой степени поставлена на службу человеку, что придает данной проблеме глобальное звучание (см. также тему «Энергетическая проблема»).
С учетом того обстоятельства, что энергия приливов (потенциал приливной энергии Мирового океана оценивается в несколько миллиардов киловатт) в 2000 раз превышает годовой запас энергии всех рек мира, данное направление в развитии мировой энергетики особенно перспективно.
К сожалению, этого нельзя сказать о других направлениях. Так, постоянным возобновляемым ресурсом является кинетическая энергия волн. Разумеется, она размещена далеко неравномерно по акватории Океана, однако в некоторых местах на шельфе, где возможно гидростроительство, она достигает высокой концентрации. Первые промышленные волновые электростанции небольшой мощности уже сооружены в Норвегии, Японии, Индии. Чаще всего с помощью энергии морских волн приводятся в действие электрогенераторы, устанавливаемые на плавучих маяках. Несмотря на высокие стоимостные затраты, целесообразность создания волновых станций определяется конкретными географическими условиями, наличием или отсутствием альтернативных источников, плотностью приходящей энергии и т. д.
Еще одним из направлений в развитии энергетики Океана в перспективе может стать строительство электростанций, использующих энергию течений. Результаты гидрологических исследований свидетельствуют, что лишь Гольфстрим в наиболее мощной своей части (38° с. ш.) переносит ежесекундно 82 млн м3 воды, а в течение года — 250 тыс. км3, что в 6,5 раза больше годового стока вод со всей поверхности суши. Конечно, проекты установки в толще Гольфстрима турбин большого диаметра для получения электрической энергии сегодня кажутся нереальными, однако не исключено, что по мере обострения энергетической ситуации в мире к таким проектам еще вернутся. Главные лимитирующие факторы широкого использования энергии течений сегодня — чрезвычайно низкий коэффициент полезного действия существующих преобразователей этого вида энергии (всего 0,5—10%), колоссальные затраты на гигантские турбины, нерешенность многих чисто технических вопросов.
Прямое отношение к проблеме использования энергии Океана имеет утилизация термической энергии акваторий. Солнечное тепло, как известно, аккумулируется в верхних слоях Океана, в то время как нижние сохраняют достаточно низкие температуры. Вследствие этого создаются значительные различия температуры поверхностных и глубоко лежащих вод. В тропических широтах температура воды на поверхности достигает почти 30°, а на глубине 0,5 км — всего 8—10°. Таким образом, амплитуда температуры составляет примерно 20°.
Это явление лежит в основе работы гидротермальных (или моретермальных) электростанций. Принцип использования разницы температур достаточно прост. Известно, что с уменьшением давления понижается температура кипения воды и соответственно температура образования пара. Когда разогретая вода засасывается вакуумом 0,01 атм, она вскипает и образуется пар, способный вращать турбину, соединенную с генератором. Функция же холодной воды заключается в охлаждении пара, поступающего в конденсатор.
Идея широкого использования термической энергии не нова. Еще в 1927 г. на р. Маас во Франции была сооружена гидротермальная станция небольшой мощности. Затем было построено несколько более крупных (15 тыс. кВт и более) станций в США, Японии, Котд'Ивуаре. При этом получили развитие новые конструкции гидротермальных станций, в частности на базе использования газа фреона.
Наконец, в мире создаются и обсуждаются проекты сооружения электростанций, основанных на создании искусственного перепада морской воды в узких проливах. Однако реальность подобных проектов очень низка.