Энергию ураганов — людям

Идея утилизации тепловой энергии океана не нова. Программа ООН по ее конверсии — ОТЕС (Ocean Thermal Energy Conversion) действует давно. Однако пока что такой вид энергетики остается нерентабельным. А что, если связать ее с ураганной безопасностью? Как не раз писала «Химия и жизнь», излишний нагрев поверхностных вод провоцирует эти разрушительные стихийные бедствия. Если бы удалось охладить поверхностные воды в очагах зарождения ураганов, то и разрушений и связанных с ними многомиллиардных убытков удалось бы избежать, и тогда конверсия океанического тепла могла бы стать рентабельной. Как же можно понизить температуру поверхности океана?

Еще в 1976 году «Химия и жизнь» рассказывала о предложенном Патлом и Левинфишем океаническом фонтане, который позволяет поднимать воду из глубин и опреснять ее. Вот его схема. Дно опускаемой в океан трубы с пресной водой закрыто полупроницаемой мембраной. Вода в трубе легче морской, что создает растущее с глубиной давление на мембрану, и на глубине около 950 метров его уже хватает для начала опреснения и подачи воды с нижних слоев наверх, то есть фонтанирования. Питает чудо-фонтан энергия солевой неравновесности, ведь в равновесии океан имел бы градиент солености от легкой пресной воды наверху до рассола у дна. Перемешивает океан солнце: испаряя воду в тропиках и морозя у полюсов, оно создает течения, нивелирующие соленость и несущие холод в глубину. Но, несмотря на фантастическую выгодность добычи чистой пресной воды, промышленность фонтан в океане отвергла, так как известные технологии опреснения используют давление на порядок большее, а его снижение ведет к резкому торможению фильтрации и засору мембран. И все же фонтан в океане — не утопия, ведь многие растения и животные воду опресняют при давлениях, близких к осмотическому, то есть тех же, что возникают в фонтане. Вняв подсказке природы, я предлагаю взять множество трубок со стенками из тончайших мембран. Такая разветвленная система, подобная корням дерева, скомпенсирует слабость напора за счет роста площади фильтрации. А поры можно чистить ультразвуком либо с помощью глубоководных роботов. Фонтаны, установленные в защищаемой акватории, должны работать весь сезон образования ураганов, то есть около полугода.

Сколько же воды надо поднимать для профилактики урагана? Подсказку опять берем у природы. Ураганы оставляют след — слой опресненной и охлажденной на 2–4 градуса воды. Ясно, что поставленная задача требует копирования этого явления водой фонтана, что по первым прикидкам составляет около 1 тонны воды на 1 квадратный метр защищаемой акватории. Размещать фонтаны надо на заякоренных или дрейфующих платформах. Для развозки холодной воды по защищаемой акватории потребуются специальные суда — танкеры-курьеры. Их груз, вода, безопасен, поэтому водоизмещение танкеров может быть огромным.

В функции танкеров-курьеров также войдут выработка и утилизация энергии с помощью энергетической установки — ручной циклон. Принцип его работы таков. Вентилятор засасывает влажный и теплый воздух в корпус циклона. Там он соприкасается с охлаждаемым водой адсорбером, и влага из воздуха конденсируется. Расчет показывает, что при этом возникает падение давления примерно на 5% от нормального. Это порождает искусственный вихрь, который вращает турбину, и она может выработать больше энергии, чем было затрачено на засасывание воздуха. Полученный конденсат, слившийся с хладоагентом, поступает на осмотическую ГЭС, утилизирующую градиент солености пресной и морской воды, и далее за борт понижать температуру поверхности океана. Экологические следствия океанской энергетики компенсируют вред традиционной: поверхность океана охлаждается, а концентрация углекислого газа снижается, так как холодная вода его поглощает лучше, чем теплая.

Главное препятствие на пути проекта — отсутствие технологий низконапорного опреснения и производства корневых труб. Научный задел тут достаточен, дело лишь за целевой программой. До начала работы фонтана в океане установку циклона можно опробовать, загрузив танкер-курьер полярной водой или льдом.