Энергетика Мирового океана

Пока волны служат больше для развлечений, но вскоре их потенциал можно будет использовать для производства энергии.
Фото Reuters

Атлантическое побережье британского полуострова Корнуолл пользуется огромным вниманием у поклонников виндсерфинга. Оно, известное во всем мире, из года в год влечет к себе многочисленных любителей катания с ветерком на доске по волнам. Пожалуй, стоит отметить тот факт, что виндсерфинговая индустрия ежегодно приносит региону почти 120 млн. долл. Похоже, что район вокруг Корнуолла скоро приобретет еще более широкую известность, не имеющую ничего общего с хобби фанатов водного спорта. Там в 15 километрах от побережья, как сообщила германская газета Handelsblatt, предстоит соорудить крупнейшую в мире так называемую «волновую ферму». Как полагают дальновидные представители деловых кругов, эта часть атлантического побережья Британии станет Меккой экологически чистого производства электричества путем использования энергии воды. В данном случае речь идет о новой волновой электростанции (ВЭС). Ее введение в строй, если планы британского правительства останутся прежними, должно состояться уже в следующем году.

По данным Handelsblatt, 21,5 млрд. фунтов стерлингов выделяется на строительство на дне океана сооружения внушительных размеров, которое будет по кабелю поставлять на сушу различным фирмам 20 МВт электроэнергии. Это составит 3% ее потребления на Корнуолле.

К числу дальновидных деятелей мировой экономики газета относит Джейсона Бака, шефа зарегистрированной в Канаде энергетической фирмы Finavеra. Он, выступая на заседании одного из комитетов Конгресса США, не так давно заявил: «Время получения энергии из океана наступило. И это не имеет никакого отношения к строительству воздушных замков». Шеф фирмы пообещал, что уже вскоре его предприятие будет поставлять «чистую энергию в огромном количестве по конкурентоспособной цене» при условии соблюдения властями необходимых условий.

Солидные возможности ВЭС

По оценкам британских специалистов, вдоль побережья страны расположено достаточно удобных мест для размещения ВЭС, которые смогут покрывать не менее 20% ежегодной потребности Соединенного Королевства в электроэнергии. Только Шотландия будет в состоянии вырабатывать в год на своих волновых электростанциях четвертую часть всей потребляемой в стране электроэнергии. Как Дания стала «Меккой получения энергии с использованием ветра, так и Шотландия должна быть обетованной землей волновой энергии», – замечает Handelsblatt.

Когда-то имела широкое хождение простецкая констатация: «Нам электричество заменит все на свете». Теперь же достаточность производства электроэнергии превратилась в непременное условие развития любого общества, его дальнейшего прогресса. В связи с ограниченностью ископаемых энергоресурсов и все усиливающимися требованиями по экологической чистоте проблема наращивания энергопроизводства все чаще связывается с использованием возобновляемых источников энергии. В структуре же возобновляемых энергоресурсов весьма перспективным энергоносителем являются именно морские волны, способные развивать наибольшую для возобновляемых источников удельную мощность. Океаны и моря обладают, по данным экспертов, гигантской совокупной волновой мощностью, исчисляемой в тераваттах. Использование даже незначительной доли энергии океанических и морских волн, по мнению специалистов, позволит увеличить производство электроэнергии на величину, сравнимую с производительностью всех электростанций, действующих в настоящее время на нашей планете. При этом – а это очень важный фактор – не будет допускаться никакого загрязнения окружающей среды и нарушения процессов в мировой экосистеме.

Для производства электроэнергии на ВЭС используются две основные характеристики волн – их кинетическая энергия и энергия поверхностного качания. Именно эти факторы и пытаются использовать при строительстве волновых электростанций. Уже разработаны модели подобных электростанций. Так, для использования кинетической энергии волн на их пути ставится труба очень большого диаметра. Поступающие в нее волны вращают лопасти турбины, которая приводит в движение генератор. В другом варианте поступающая вода выталкивает из замкнутого пространства трубы находящийся там воздух. Он-то и вращает турбинные лопасти. Наиболее совершенные ВЭС в своей работе совмещают оба этих метода.

Что касается энергии поверхностного качания волн, то электроэнергия вырабатывается посредством расположенных на водной поверхности поплавков. Качая их, волны приводят в движение систему поплавок–генератор, что в конечном итоге позволяет вырабатывать энергию.

Проблема рентабельности

Специалисты пытаются еще больше усовершенствовать свои конструкции, чтобы они коммерчески стали рентабельными. Именно такой будет первая в мире возводимая австралийской компанией Energetech волновая электростанция. Она сооружается в 240 километрах к югу от Сиднея и должна войти в строй действующих уже к концу нынешнего года. Станция представляет собой гигантскую параболическую камеру шириной около 35 метров (а это высота почти 11-этажного жилого дома) и весом в 486 тонн. Мощнейшие потоки воздуха, возникающие под действием падающей в камеру воды, приводят в движение турбину, которая соединена с электрогенератором. При этом не важно, входит воздух в камеру или выходит из нее, в любом случае электричество генерируется. Разработчики рассчитывают, что их электростанция будет коммерчески выгодной, хотя, как известно, до сих пор все попытки строительства конкурентоспособных волновых электростанций оканчивались неудачами.

Разработчики продолжают свою работу над своими новыми проектами. Однако наиболее удачной конфигурацией волновых электростанций, использующих энергию поверхностного качания, пока считаются линейно сочлененные поплавки различной длины, расположенные на поверхности воды. Опытные образцы таких ВЭС уже построены и работают в водах морей возле Португалии и Англии.

Как обстоят дела в работах над другими проектами? Более четырех миллионов фунтов стерлингов получило новое дочернее предприятие фирмы Scottsh Power. Оно должно вскоре подключить к электросети станцию мощностью в три мегаватта. В строй действующих войдет модель, именуемая весьма экзотично – «морской змеей». Она составляется из стальных цилиндров, которые движение волн превращают с помощью шарниров, гидравлических систем и генераторов в электрическую энергию. Кстати, такая модель будет действовать и на корнуолльской ВЭС. Вполне понятно, это далеко не полный перечень осуществляемых разработок.

Пока еще не получены окончательные результаты проверки на практике, касающиеся надежности и эффективности различных конкурирующих между собой моделей, соотношения их стоимости и их мощности. Поэтому многие инвесторы занимают выжидательную позицию. Так, руководитель объединения Allianz Spicialized Investments Дэвид Джонс предостерегает от поспешных шагов: «Пройдет не менее десяти лет пока мы узнаем, именно что станет при выработке волной энергии эквивалентом нынешним ветровым генераторам». Однако кредиторы, вкладывающие свои финансовые средства в промышленные проекты, по свидетельству той же Handelsblatt, в последние месяцы значительно усилили инвестиционную активность.

Шеф энергетической компании Finavera смотрит в будущее с оптимизмом. Хотя коммерческий прототип его станции еще не построен, предприниматель уже планирует сооружение ряда волновых электростанций в Канаде, Португалии и Южной Африке. Он убежден, что фирмы по выпуску различных волновых энергетических систем будут в дальнейшем вести между собой борьбу за свою долю на мировом рынке этого оборудования. Видимо, предпочтение получат не те технологии, которые являются наилучшими, а те, которые быстрее всего появятся на рынке и соответственно на море.

В этой связи представляется весьма интересной оценка Министерства энергетики США: волны Мирового океана способны поставлять до двух тераватт энергии, удовлетворив тем самым все потребности человечества в электричестве.