Если вы не будете учитывать все войны, конфликты, зависимость потребителей и выбросы углекислого газа, нефть была очень хороша для человечества. Она способствовала нашему глобальному развитию. Однако нефть конечна – это невозобновляемый ресурс, а значит, в конечном счете мы его исчерпаем.
Некоторые исследователи ищут и за пределами Земли, в ночном небе. Оказывается, есть способ производства электричества с помощью Луны – благодаря приливам, созданным гравитационным притяжением Луны, на океанах Земли. Землю притягивают Луна и Солнце. Солнце затмевает Луну по размеру, но Луна гораздо ближе к Земле – около 400 тысяч километров, в то время как от Солнца до Земли – 150 миллионов километров. Совершенно невероятно, как Северной Корее удалось за сутки добраться до Солнца и обратно, ведь космическому кораблю пришлось развить скорость в 12 500 000 км/ч, но будем завидовать молча. Близость всегда становится козырем, когда речь заходит о приливном движении здесь, на Земле. Луна оказывает в два раза более мощное гравитационное влияние на Землю, чем Солнце.
Подумайте о воде, которая цельным, будто резиновый мячик, покрытием наполняет планету. Когда Луна притягивает это покрытие, оно становится толще с каждой стороны – это прилив. В верхней и нижней части оно становится тоньше – там, где происходит отлив. Притяжение Луны постоянно: однако из-за вращения Земли вокруг своей оси приливы и отливы возникают в разных областях.
Поскольку на Земле существуют вполне предсказуемые приливы, некоторые места на планете работают именно благодаря приливному движению.
Подводные турбины и производство электроэнергии
Гравитационное притяжение Луны создает приливы на водоемах. В свою очередь, это движение рождает кинетическую энергию, которую несет вода. Все, что движется, имеет кинетическую энергию – будь то ветер или мяч, несущийся по склону. Кинетическая энергия уже плотно схвачена ветряными мельницами. Но этого мало. Исследователи хотят подключиться и к энергии приливов через конструкции, подобные ветряным мельницам.
Подводные (или приливные) турбины представляют собой довольно простую концепцию, в то время как энергетика движется вперед по сложности своих технологий. Представьте себе ветряные мельницы, установленные на дне океана или реки. Подводный ток, производимый приливами, будет вращать лопасти как пропеллер самолета. Эти турбины подключаются к коробке передач, которая, в свою очередь, соединяется с электрогенератором. Электричество можно передавать по кабелю к берегу. После подключения к электрической сути – вуаля, есть свет.
И хотя подводные турбины по сути являются тем же, что и ветряные мельницы, у них есть несколько преимуществ по сравнению с «сухопутными коллегами». Ветряным мельницам нужна земля – особенно комплексам, вмещающим десятки или сотни ветряных мельниц. Будущее землепользования (то есть то, как разрабатывается земля и с какой целью используется) становится важной темой для обсуждения. Для семи миллиардов людей, живущих на планете, пространство очень важно. Не только для жилья, но для производства сельскохозяйственных культур и многого другого. Подводные турбины решают эту проблему.
Еще одно преимущество подводной энергии в высокой плотности воды. Вода куда плотнее, чем воздух, а значит одно и то же количество энергии может быть получено путем подводной турбины, работающей с куда меньшей скоростью и расположенной на куда меньшем участке земли, чем ветряк. К тому же, в то время как скорость ветра может быть непредсказуемой, кинетическая энергия приливных зон четко определена. Приливы и отливы настолько предсказуемы, что отдельный приливный регион можно перевести в киловатт-часы потенциальной добычи электроэнергии.
Кроме самого прилива есть и другая переменная, влияющая на скорость воны. Окружающий ландшафт, например, скалистый или песчаный, определяет тип движения воды. Будет приливная область узкой или широкой – тоже важно. Узкий канал может сконцентрировать движение воды, ускорив ее.
Движение приливов и характеристику водных объектов можно рассчитать на бумаге, но в реальных условиях все может оказаться иначе. Что же помогает исследователям определять характер движения воды?
Погружение без водяных экспериментов?
Исследователи воды хорошо научились определять движение воды в приливных зонах, но некоторые факторы остаются неизвестными. Кто-то опасается, что люди могут принять турбинные технологии слишком быстро, не понимая толком влияние этого процесса. Что может случиться, если в приливной зоне будет сосредоточено слишком много турбин? Поскольку энергию нельзя создать или уничтожить, ее можно захватить и перенаправить на наши нужды. Но стоит помнить, что кинетическая энергия, сосредоточенная в океане, служит на пользу водной среде – возможно, этого мы до конца не понимаем.
Одной из причин, которых стоит опасаться, является привлекательность технологии. Подводные турбины не вырабатывают углекислый газ. Технология доброкачественная: производство энергии является пассивным, поскольку просто улавливает кинетическую энергию приливного движения и превращает ее в электричество.
Пока собрано слишком мало данных о влиянии подводных турбин на морскую экосистему. Быстро вращающаяся лопасть может превратить рыбу в фарш. Защитники природы пока не беспокоятся, поскольку подводная турбина вращается медленно – от 10 до 20 оборотов в минуту. Такие турбины не представляют большой угрозы для рыб, но что будет дальше?
Отсутствие понимание влияния турбин на экологию находит два выхода. Во-первых, остаются вопросы относительно того, как водная среда будет влиять на технологию. Например, ракушки смогут накапливаться на турбине, замедляя или останавливая ее.
Чтобы ответить на эти вопросы, по всему миру были созданы пилотные проекты подводных турбин. Первая из них была создана на дне канала Квалсунд в Норвегии. Эта турбина оснащена 10-метровыми лезвиями, которые вращаются со скоростью 7 оборотов в минуту. В сентябре 2003 года генератор турбины был подключен к электросети Хаммерфеста, местного городка. Одна турбина производит 700 000 киловатт-часов ежегодно, что предоставляет энергию 35 домам в области.
Во-вторых, не хватает оценки турбин на подводную жизнь. Verdant Power развернула пять 35-киловаттных турбин с возможностью мониторинга окружающей подводной жизни. Рыбы обнаруживаются в пределах 18 метров, данные записываются. Пока ни одна рыба не пострадала от турбины.
Вполне возможно, когда нефть закончится, все будет даже лучше, чем сейчас.
