Краснофлотец. 1945, январь.

ирозые запасы горю­ чего велики, но они не безграничны. Уголь, нефть, торф, сланцы природа копила сотни миллионов лет. Расхо- . дуются же они сейчас такими темпами, которые исключа­ ют вовможность естественного при­ родного воспроизводства- этих ви­ дов горючего. Потребление же энергии и горючего возрастает с каждым годом. Растут бы­ стрыми темпами такие энергоем­ кие отрасли, как промышлен­ ность легких металлов и фер­ росплавов. Миллионами сходят с конз**ров автомобили и тракторы, машинизируется сельское хозяй­ ство, прокладываются тысячи авиационных- линий, растет по­ требность в моторном топливе. Мировое потребление энергии удваивается каждые 20 лет. И сколько бы геологи не откры­ вали новых месторождений горю­ чего. оно рано или поздно будет исчерпано*' Перед человечеством стоит задача найти новые способы использования энергии и новые источники ее. Такие источники имеются. Это энергия солнца и приливов и от­ ливов, энергия ветра и водная энергия. Хотя использование вод­ ной энергии, вернее — энергии рек, уже достигло значительных размеров, но и в этом случае пе­ ред человечеством огромный.' не­ початый край работы, ибо и теоре­ тически и практически каждый метр падения реки от истоков до устья — это источник • энергии. Что же касается энергии морей, ветра и солнца, то мы стоим только перед самым началом пути, сулящим сказочный эффект. Технический прогресс достиг уже такой ступени, что исполь­ зование энергии моря, ветра и солнца стало задачей уже не от­ даленного будущего, а завтраш­ него и даже сегодняшнего дня. В этой статье мы хотим кос­ нуться только таких способов ис­ пользования энергетических ре­ сурсов, которьге возможны на ны­ нешнем уровне техники, оставляя в стороне вопросы использования энергии внутриземного жара, мор­ ского прибоя и внутриатомной энергии, успешное решение кото­ рых наталкивается или на отсут­ ствие таких технических средств, которые сделали бы выгодным использование этих источников энергии, или на недостаточность наших знании. Средиземное море— величайшая гидростанции мира Средиземное морс является свое­ образным гигантским испарителем морской воды площадью в 2,5 миллиона квадратных километров. Об этом свидетельствует и высо­ кая его соленость и тот факт, Что на пополнение убыли воды в него вливаются мощные потоки зод Атлантического океана и Чер­ ного моря. 88.000 куб. метров атлантической воды ежесекундно 1 . ЭНЕРГЕТИКА БУДУЩЕГО притекают з Средиземное море. Ежегодно солнце испаряет с его поверхности 4.140 куб. километров воды. Уровень моря ежегодно по­ нижался бы на 1,65 метра, если бы эта убыль не пополнялась водой из Атлантического океа­ на з размере 2.760 куб. километров воды в год. Черного моря — 150 куб. км, реками (главным сб- разом Роной, По и Ни­ лом)— 230 куб. км и осад­ ками з размере 1.000 куб. км. С осадками, конечно, ничего не сделаешь, но использовать энергию остальных масс воды, примерно, 3.100 куб. км — задача весьма за­ манчивая и благодар­ ная. Представим себе, что будут вы­ строены две плотины: первая — от Тарифа до Танжера, запирающая Гибралтарский пролив (рис. I), и вторая — у Чонгака, перекрываю­ щая Дарданелы. Уровень воды в Средиземном море начнет пони­ жаться, примерно, на 1,25 метра в год. Понижение уровня моря на 200 метров даст возможность по­ лучить большой напор огромных масс воды. Пропуская их через турбины гидростанций, устроен­ ных на обеих плотинах, мы полу­ чим колоссальное количество энергии. Гидростанция на Гибрал­ тарской плотине будет обладать мощностью в 120 миллиардов ки­ ловатт, это в 27 раз больше того, что может дать Амгара со всеми своими станциями. Гидростанция на Дарданельской плотине даст 5,5 миллиардов киловатт. Кроме того, можно испбльзовать энергию рек: Роны, По и Нила. Нет нужды ждать полтораста лет, пока уровень моря пони­ зится на все 200 метров. Как толь­ ко он снизится на несколько де­ сятков мегров, можно включить часть установок и использовать их для образования внутрисахарского моря, которое, таким образом, явится дополнительным испарите­ лем, укоряющим снижение уровня Средиземного моря. Самое трудное — постройка Гибралтарской плотины, длиною в 29 км, высотой около 400 мет­ ров, шириной основания в 550 метров. Эта плотина потребует около 3 млрд. куб. метров земли в для наполнения ее бетонных сте - 1 нок. По предварительным подсче­ там, стоимость всего этого гигант­ ского сооружения составит 8— 9 млрд. долларов, т. е. g 30— 40 раз меньше того, во что уже обошлась война Соединенным Штатам. Осуществление такого проекта зстречает не технические труд­ ности — технически оно вполне осуществимо. Гораздо труднее и даже невозможно согласовать про­ тиворечивые интересы ряда при- средиэемноморских государств, особенно в связи с тем, что бере­ говая черта отодвинется на де­ сятки километров в глубь моря и опустится на 200 метров от ны­ нешнего его уровня и, следозл- тельно. ряд портовых городов очутятся далеко от воды. Правда, человечество получило бы при этом 660.000 кв. км новых плодо­ роднейших земель, пригодных для з случае L #«£9с яме 7«Г<Гтг с глмц*<а Рис. 2. Схема использования зодоемов, ле­ жащих ниже уровня моря, для устройства гидро­ станций. возделывания субтропической рас­ тительности, не считая того, что сотни тысяч квадратных киломе**- ров, Сахары тоже смогут стать культурными землями. На земном шаре имеется еще ряд подобных водоемов, превратив которые в своеобразные испари­ тели, можно создать постоянные большие перепады зоды для ис­ пользования их в качестве источ­ ников энергии (рис. 2). Это, в первую очередь, Иорданская до- лииа, расположенная нижа уровня моря * на 208 метров. Мертвое лежащее на 394 метра ниже Рис. 3. установки, Схема исполь­ зующей разность температур поверх­ ностной и глубин­ ной воды, для по­ лучения энергии. Рис. 1. Такой вид оудет иметь Гибралтарская плотина. уровня Средиземного моря, озеро Ассал (у бухты Сомали) с паде­ нием зоды в 174 метра, долина Смерти (в Америке) — 84 метра, долина Тоахула (в США), Шот Рарза (Алжир) — 21 метр и, на­ конец, наше Каспийское море, ле­ жащее ниже уровня Черного моря на 26 метров. В каждом этом слу­ чае можно создать гидроуста­ новки мощностью в сотни тысяч и миллионы киловатт. Энергия прилива Во всех местах, покрытых мо­ рем, дважды в сутки наступает етрилив и дважды отлив. Движение такой массы воды содержит огромные запасы энер­ гии. Они исчисляются в 8 триллио­ нов киловатт. (Триллион — еди­ ница с восемнадцатью нулями). Это более чем в двести миллио­ нов раз больше годовой мощности всех имеющихся на земном шаре электростанций. Однако использование этой энергии возмож»но только при определенных условиях, которые имеются далеко не везде. Прежде всего, приливы и отливы — явле­ ние, повторяющееся, но не равно­ мерное, вследствие чего годное для использования количество энергии' изменяется на протяже­ нии суток. Для промышленного же использования необходимым условием язляется равномерность поступления энергия. j K j равно­ мерность может быгь достигнут, с помощью устройства больших водоемов, отгороженных ог моря плотинами. Так как падение воды использования приливо- отливных масс незначи­ тельно, то для получе­ ния большой мощности необходимы большие по­ верхности таких водое­ мов. Практически наиболее пригодны широкие бух­ ты с узким скалистым проходом, где можно обойтись сравнительно небольшими плотинами. Так как з периоды ма­ лой♦ разности уровней воды. перед концом = прилива и началом от­ лива и перед концом опива и началом прилива, турбины не мо­ гут работать из-за уменьшения на­ пора воды ниже определенного минимального предела (а этого времени насчитывается 2—3 часа из 12-часового периода прилива и отлива), то необходимы: или зто- рой, резервный зодоем, лежащий выше первого, з который накачи­ валась бы вода с тем, чтобы ис­ пользовать напор ее в момент остановки главной станции, или резервная паровая электростан­ ция. ' Первая такая приливно-отливная электростанция, правда, неболь­ ших размеров, была построена пе­ ред прошлой мировой войной у Хузума. Затем, примерно 15 лет назад, такая же станция была вы­ строена в устье реки Диурс при Абервраке (Франция) мощностью в 1.800 квт. В 1930 году построена небольшая опытная станция у реки Северн (Англия). Еще более любопытный проект имеется для использования бухты Сан-Жозе на лобережьи Арген­ тины. Площадь бухты 780 кв. км. Вход настолько узок, что длина плотины не превысит 7 километ­ ров. За каждый прилиз и отлив через шлюзы плотины должно бу­ дет протекать 2 миллиона куб. метров воды. В теле плотины бу­ дет установлено 376 агрегатов, состоящих из турбин с генерато­ рами (рис. 4); для их работы до­ статочно -разницы уровней воды в 50 сантиметров. Энергия тропических и арктических морей Для превращения теплоты в работу всегда необходимо иметь два уровня температуры. Из этого закона, следует, что каждая раз­ ность температур может быть использована для получения энер­ гии. На этом законе основывается возможность использования раз­ ницы температур поверхностной и глубинной воды тропических мо­ рей или подледной воды и наруж­ ного холода, в полярных областях. Морская вода на глубине 1.000 метров имеет равномерную темпе­ ратуру в 4— 5 градусов тепла, тогда как температура поверяюсь ной зоды тропических морен от 26 до 30 градусов геола. И И вестный конструктор Клод ужлзм* вает, что «если водяной пар с тан пературой в 24 градуса, имеющий давление 0,03 атмосферы, всасы­ вать посредством высокого ума, получаемого в конденсатор-* при охлзждеяи" до 7 градусов, га пар получает скорость истечение 500 метров в секунду и в состоя­ нии сообщить одноступенчатой турбине окружную скорости д»» 250 метров в секунду. При этгид каждый килограмм этого пар^ давление которого з 700 раз мень­ ше давления пароз в 20 атмосфер* совершает работу, котор 2 я только в 5 раз меньше количества гии, освобождаемого при расши­ рения пара с давлением в 20 атмо­ сфер до 0,2 атмосферы». __ Накачивая в котел теплую воду поверхностных слоев, создавая « котле соответствующее разреже­ ние и затем охлаждая пар в кон­ денсаторе глубинной ВОДОЙ, К ДОС. по.тучад возможность заставить действоззтI» турбину с генерато­ ром. Пробные установка рэ§ога/га вполне успешно. Можно заставить испаряться в котле какую-либо ж;сдкость, кипя­ щую при низкой температуре, на-4 пример, аммиак, жидкую углекис­ лоту, применяя а качестве «топ­ лива» для нагревания котЛа го>- з&ркновтную воду. Этот пар высо­ кого давления вращает турбину* затем сжижается или сжимаете* в конденсаторе, охлаждаемом глу­ бинной водой, и еноза направляет­ ся в когел. На этом же законе основывает-' ся и возможность использование арктического холода. Температур* воды на Крайнем Севере под.* льдом равна 2—3 градусам выш* нуля, тогда как температура окру­ жающего воздуха подавляющую часть года составляет минус 20— 30 градусов. Еа.ъи наполнять ко­ тел бутаном, кипящим при мину»? 10 градусов, и обогревать котел подледной морской водой с тем­ пературой в 2—3 градуса, накачи­ вая ее даже непосредственно а котел, так как бутан с зодой не смешивается, то бутан начк^г бурно испаряться, а вода замер­ зать. Пары бутана, выходящие из турбины, охлаждаются и ежнм*- ются замороженным раствором с:*- ли, температура замерзания кот-i. . рого равна минус 22 градус з. Жидкий бутан снова поступает а котел-испаритель, а растаявши* солевой раствор вытекает наружу н снова замерзает. В подледной воде заключается не так мало теплоты, а следо­ вательно и энергии, как эго ка­ жется на первый взгляд. Исполь­ зуя скрытую теплоту 1 куб. метр* подледной зоды при температура ее плюс 2 градуса для испарение бутана, можно' получить коли­ чество энергии, равное энер­ гии, получаемой при падении I куб. мегра воды с высоты 1.200 метров. Наш советский Крайний Север представляет огромное поде ад* применения подобных установок. Рис. 4. Вид турбогенератора и подводящей приливио-отливных гидростанциях. воду каналов в