Некоторые страны ведут активные исследованию по использованию энергии морей и океанов. Предпочтительными направлениями являются использование энергии приливов, океанских течений и волн.
Приливная электростанция это, по существу, та же самая гидроэлектростанция, но в которой используется энергия не рек, а морских приливов. Для её строительства необходима сама приливная волна и бассейн, в качестве которого можно применять различные виды ущелий, заливы или устья рек. Плотина отгораживает приливную воду, и она, возвращаясь обратно, приводит в действие турбины. Естественно, чем выше приливная волна, тем мощнее электростанция.
Приливные электростанции могут работать в реверсивном режиме, то есть вырабатывать электроэнергию как при отливе, так и при приливе. Это значительно повышает их мощность. Целесообразно строить подобные электростанции в местах, где волна выше 4 метров. Характеристики существующих приливных электростанций представлены ниже.
Таблица 1.2 Приливные электростанции
Самая крупная приливная электростанция Сихва находится в бухте Асан, и она использует энергию Желтого моря. Длина дамбы 12,7 км, объем водохранилища 324 млн. м3, высота прилива 7,5 м.
В этом же регионе запланировано строительство следующих приливных электростанций: в бухте Инчон 1320 МВт, в бухте Хонсу 700 МВт, в бухте Гарорим 500 МВт.
В России действует одна электростанция подобного вида Кислогубская, которая построена в 1968 г. по проекту института «Гидропроект». В 1990-х годах из-за сложной экономической ситуация станция перестала функционировать. Однако в начале 2000-х годов она вновь заработала, а в ноябре 2006 г. мощность станции была увеличена с 0,4 до 1,7 МВт.
Для использования энергии океанских течений вглубь погружают специальные роторы. С 2003 г. опыты проводятся вблизи Великобритании и Ирландии. Однако использование энергии океанских течений требует существенных инвестиций, поэтому в данный момент это направление развивается очень слабо.
Некоторые инноваторы предлагают использовать энергию волн. Основная задача использования энергии волн это преобразование колебаний воды вверх-вниз во вращательное движение.
Первая волновая электростанция была построена в Португалии в городе Повуа-ди-Варзин. Её установленная мощность составляет 2,25 МВт. Подрядчиком строительства выступила шотландская компания Pelamis Wave Power. Электростанция состоит из трех конвекторов, которые в свою очередь состоят из четырех секций. На стыках секций установлены гидромоторы, которые приводятся в действие от поднимающихся волн. Генераторы непосредственно присоединены к гидромоторам. Вырабатываемая электроэнергия позволяет обеспечивать поселок из 1600 домов.
В 2009 г. у берегов северной части Шотландии был установлен поплавок-насос. Его уникальность состоит в том, что вся вода под давлением поступает на берег, где из неё вырабатывается энергия. Волны то опускаются, то поднимаются, приводя в действие механизм. Мощность данной электростанции составляет 0,6 МВт, что позволяет обеспечить электроэнергий несколько сотен домов.
Использование энергии приливов, волн и океанских течений резко ограничено высокими инвестиционными вложениями. Однако многие эксперты считают, что это направление довольно перспективное.
Газогидраты
Метан, который широко используется в народном хозяйстве, можно добывать не только из залежей природного газа. Этим углеводородом богаты угольные месторождения, сланцы и газогидраты. Причем наибольшие его объемы сосредоточены в газогидратах, далее по убывающей в сланцах, угольных месторождениях и традиционных газовых залежах.
Основные объемы метана в настоящий момент добываются как раз из газовых месторождений. В некоторых странах угольный газ также научились использовать, в ряде стран сланцевые газы. Пока добыча газа из газогидратов в крупных объемах не осуществляется.
Газогидраты образуются при взаимодействии метана с водой под высоким давлением и низкой температуре. Один объем воды связывает от 70 до 210 м3 газа. При разложении гидрата метана из 1 куб. м. выделяется порядка 160 м3 газа.
Гидраты метана по внешнему сходству напоминают спрессованный снег, который при таянии частично обращается в газ. В природе это соединение встречается очень часто, образуя огромные залежи. Некоторые экологи опасаются, что увеличение температуры приведет к высвобождению метана из гидратов, что резко отрицательно скажется на тепловом балансе планеты.
Образование газогидратов полностью соответствует гидридной теории происхождения Земли, которая будет раскрыта дальше. Водород и углерод поднимаясь из глубин планеты вступает в реакцию с водой, образуя месторождения газогидратов. При этом основная их масса сосредоточена в местах, где еще идут процессы океанообразования. По оценке экспертов на газогидраты приходится порядка 53% органического углерода, что значительно превышает общие запасы угля, нефти и газа.
Рисунок 1.2 Распределение органического углерода на Земле
В 2017 г. появилась информация о начале промышленной добычи газогидратов Китаем в Южно-Китайском море. С месторождений, находящихся на глубине 1200 м, было добыто 120 тыс. м3 газа, 99,5% из которого метан. Китайская коммунистическая партия сообщила, что это прорыв в добыче углеводородов.