Energia Oceanului Planetar
Se stie ca rezervele de energie ale Oceanului Planetar sint colosale. Asa dar, energia interna, corespunzatoare incalzirii suprafetei apelor oceanice, in comparatie cu cele fluviale, sa zicem cu 20s C, are o marime de cca 10^26 J. Energia cinetica a curentilor oceanici este egala aproximativ cu 10^18 J. Insa oamenii pot utiliza doar o cantitate infima din aceasta energie, dar si accea cu cheltuieli foarte mari, asa ca acest fel de energetica pina acum pirea putin respectiva. Dar epuizarea rapida a rezervelor de combustibili mineral (in primul rind petrol si gaze naturale), folosirea carora sint insotite de murdarirea mediului inconjurator (incluzind si asa zisa ,,murdarire" termica, si marirea in proportii infioratoare a nivelului de bioxid de carbon din atmosfera), resursele limitate de uran (din folosirea lui in energetica, rezulta deseuri radioactive) si incertitudinea atit a duratei, cit si a consecintelor ecologice la folosirea industriala a energiei termonucleare, ii pune pe savanti si ingineri sa acorde mai multa atentie cautarii a noi posibilitati rentabile pentru utilizarea surselor energetice nelimitate si nepoluante, dar nu numai a variatiei nivelurilor riurilor, dar si a caldurii solare, vintului si energiei Oceanului Planetar.
Cercurile largi ale societatii, dar si multi specialisti inca nu stiu, ca lucrarile privind cautarile metodelor de extragere a energiei din mari si oceane au capatat in ultimii ani in unele tari proportii mari, iar perspectivele devin din ce in ce mai promitatoare.
Cea mai evidenta metoda de folosire a energiei oceanelor prezinta constructia elctrocentralelor de flux (CFE). Din 1967 functioneaza o a astfel de centrala electrica cu puterea de 240 mii kW, cu randamentul de 540 mii kW*h. Inginerul sovietic Bernstein a prelucrat o metoda de constructie a bloculurilor CFE, impinse pe suprafata apei in locurile necesare, a calculat procedura rentabila de punere in circuit a CFE, in ceasurile de maxima incarcare a liniei electrice. Ideile lui au fost verificate la CFE, construita in 1968 in Chislaia Guba, linga Murmansk.
O posibilitate neasteptata a energeticii oceanice a devenit cresterea pe plute in ocean a algelor gigantice chelp, care usor pot fi transformate in metan pentru schimbul energetic cu gazul natural. Dupa datele existente, pentru asigurarea deplina cu energie a fiecarui om - consumator este necesar doar un hectar de plantatii de chelp.
O atentie deosebita a capatat ,,conversia energetica oceanotermica", adica obtinerea energiei electrice pe contul diferentei de temperatura intre apele de la suprafata si cele de la adincime ridicate de pompe, de exemplu la folosirea la un ciclu inchis al turbinei a lichidelor volatile cum sint propanul, freonul sau amoniacul. Intr-o masura oarecare analog, dar probabil de o perspectiva mai indepartata este obtinerea energiei electrice pe baza deosebirilor dintre apa sarata si cea dulce, de exemplu apa de mare si apa din riuri.
Nu putina arta inginereasca a fost implimentata in machetele generatoarelor de energie electrica, care functioneaza pe baza agitatiei oceanice, chiar se examineaza, in perspectiva, constructia unor centrale electrice cu puterea de multi kilowati. Si mai mari perspective promit instalarea turbinelor oceanice pe asa curenti intensivi si stabili, cum este Golfstream.
Se pare, ca unele dintre instalatiile energetice propuse pot fi realizate, si pot deveni rentabile chiar azi. Dar evident ca entuziasmul creativ, arta si ingeniozitatea savantilor vor imbunatati instalatiile existente si se vor crea altele mai perspective pentru utilizarea industriala a resurselor energetice ale Oceanului Planetar. Sa speram, ca in conditiile actuale ale progresului tehnico-stiintific, schimbari esentiale in energetica oceanica vor avea loc in deceniile apropiate.
Oceanul contine energie extraterestra, care este primita din cosmos. Ea este accesibila si inofensiva, si nu polueaza mediul inconjurator, inepuizabila si libera.
Din cosmos vine energia Soarelui. Ea incalzeste aerul si formeaza vinturile, care provoaca valurile. Ea incalzeste oceanul care acumuleaza energie termica. Ea provoaca curentii, care isi schimba directia sub influenta miscarii de rotatie a Pamintului.
Tot din cosmos soseste energia de atractie a Soarelui si Lunii, care provoaca fluxurile si refluxurile.
Oceanul nu este un spatiu fara viata ci un depozit colosal de energie nelinistita. Aici bat valurile, se nasc fluxurile si refluxurile, se intersecteaza curentii, si toate acestea implute cu energie.
Geamandurile si farurile, ce folosesc energia valurilor, au impresurat apele de coasta ale Japoniei. Timp de mai multi ani geamandurile - ,,fluierele" pazei de coasta a Statelor Unite ale Americii functioneaza pe baza oscilatiilor valurilor. Azi nu ezista localitati pe tarm care nu ar avea inventatorul sau propriu, care lucreaza asupra crearii instalatiilor ce utilizeaza energia valurilor.
Incepind cu 1966 doua orase franceze isi satisfac necesitatile energetice cu ajutorul energiei fluxurilor si refluxurilor. Instalatia energetica pe riul Rans (Bretania), ce consta din 24 de turbogeneratoare reversibile, utilizeaza aceasta energie. Puterea ei este de 240 MW - una din cele mai puternice hidroinstalatii din Franta.
In anii 70 situatia energetica
s-a schimbat. De fiecare data, cind furnizorii din Orientul Apropiat,
Africa si America de Sud ridica preturile la petrol, energia
mareelor a devenit tot mai atragatoare, deoarece ea concura destul de
reusit in pret, cu tipurile clasice de combustibili. In scurt timp in
Uniunea Sovietica, Coreea de Sud si Anglia a crescut interesul
fata de conturul tarmului si posibilitatea
crearii instalatiilor energetice, care utilizeaza energia
mareelor si au inceput sa investeasca mijloace banesti
pentru cercetarile stiintifice in acest domeniu. Relativ nu
demult, un grup de savanti in domeniul oceanologiei au determinat ca
Golfstreamul in apropierea Floridei are viteza de 5 mile pe ora. Ideea
folosirii acestui curent de apa calda era destul de
atragatoare.
E posibil asa ceva? Vor putea oare turbinele gigantice si elicile subacvatice, ce amintesc morile de vint, sa genereze elictricitate, extragind energia din curenti si valuri?
,,Vor putea" - aceasta a fost concluzia comitetului
McArthur, ce se afla sub egida directiei nationale pentru cercetarea
oceanului si atmosferei din Maiami (Florida) in 1974. Parerea tuturor
era, ca existau anumite probleme, dar care puteau fi rezolvate in cazul
alocarii mijloacelor banesti, deoarece ,,in acest proiect nu era
nimic care ar fi depasit posibilitatile gindirii
ingineresti si tehnologice de atunci".
Unul din savanti, mai optimist ca altii, a prezis ca esectricitatea obtinuta din energia Golfstreamului, va putea concura cu electricitatea obtinuta traditional deja in anii 80.
In ocean exista un minunat mediu pentru mentinerea vietii, in componenta caruia intra hrana, sare si alte minerale. In acest mediu, oxigenul dizolvat in apa ,,hraneste" toate animalele marine incepind cu cele mai mici si continuind cu cele mai mari, de la ameba la rechin. Bioxidul de carbon dizolvat in apa de asemenea mentine viata tuturor plantelor de mare, de la algele unicelulare pina la algele brune ce ating inaltimea de 60-90 metri.
Unui savant in biologie ii este de ajuns sa faca doar un pas inainte, pentru a trece de la parerea ca oceanul este un sistem natural de mentinere a vietii la parerea ca este si un sistem energetic.
Cu sustinerea flotei marine americane la mijlocul anilor 70 un grup de specialisti in domeniul oceanografiei, ingineri marini si scafandri au creat prima ferma energetica marina la adincimea de 12 metri in Oceanul Pacific, linga orasul San-Clement. Ferma nu era mare. Ea se socotea doar un experiment. La ferma se cresteau alge californiene brune, gigantice.
Dupa parerea directorului acestui proiect, doctorul Howard A. Wilcoks, membru al Centrului de cercetare a sistemelor marine si oceanice din San-Diego(California), ,,pina la 50 % din energia acestor alge va fi transformata in combustibili - gaz natural metan. Fermele oceanice din viitor, care vor creste alge brune pe o suprafata de 40000 ha, vor putea da o asemenea energie, incit va fi de ajuns pentru a satisface necesitatile energetice ale unui oras american cu o populatie de 50000 de oameni".
Oceanul intotdeauna a fost bogat in energie, cum ar fi cea a valurilor, a mareelor si curentilor. In zilele noastre, cind a crescut necesitate in a gasi noi combustibili, oceanografii, chimistii, fizicii, inginerii si tehnologii atrag tot mai multa atentie oceanului ca o potentiala sursa de energie.
In ocean sint dizolvate o multime de saruri. Poate fi folosita salinitatea ca o sursa de energie?
Poate. Mare concentratie a sarurilor in ocean a adus un sir de cercetatori al Universitatii de Oceanografie din La-Colla (California) si din alte centre stiintifice la ideea crearii unor astfel de instalatii. Ei cred, ca pentru obtinerea a unei cantitati mare de energie se poate de construit baterii, in care vor avea loc reactii dintre apa sarata si cea dulce.
Temperatura apei in ocean in diferite locuri este diferita. Intre tropicul Racului si tropicul capricornului se incalzeste pina la 27°C. La adincimea de 600 metri temperatura scade pina la 2-3,5°C. Apare intrebarea: se poate folosi diferenta de temperatura in scopul obtinerii energiei? Va putea instalatia energetica, scufundata in apa, sa produca energie?
Da, si acest lucru e posibil.
In anii 20 ai secolului nostru Jorge Clode, inzestrat, ferm si foarte insistent, fizic francez, a cercetat aceasta posibilitate. Alegind un sector de ocean linga Cuba, dupa o serie de nereusite sa obtina o instalatie cu puterea de 22 kW. Acesta era un progres mare in stiinta si era sustinut de multi savanti.
Folosind apa calda de la suprafata si cea rece de la fund si creind astfel o tehnologie, noi avem toate cele necesare pentru producerea energiei electrice, spuneau cei ce erau de partea folosirii energiei termice ale oceanului. ,,Conform calculelor noastre, la suprafata apelor se gasesc rezerve de energie ce depasesc de 10000 de ori enrgia necesara pentru a satisface cerintele mondiale".
,,Din pacate, spuneau scepticii, Jorge Clode a obtinut doar 22 de kW de energie electrica. A dat aceasta profit?" Nu a dat, deoarece Clode pentru a obtine acesti 22 kW a cheltuit 80 kW pentru lucrul pompelor sale.
Astazi un profesor de la Universitatea de Oceanografie din La-Colla face totalurile mult mai atent. Dupa calculele sale, cu ajutorul tehnologiei moderne se vor crea instalatii energetice (CDT), care vor folosi pentru producerea energiei electrice diferenta de temperaturi din ocean, ce vor produce de doua ori mai multa energie decit este necesar pentru a satisface necesutatile lumii.
Desigur, acest pronostic este sustinut, insa chiar daca el s-ar indreptati, rezultatele nu vor ajuta rezolvarii problemelor enrgetice mondiale. E clar ca, accesul catre rezervele de energie electrica la CTD deschide portile catre posibilitati nemaipomenite, dar (cel putin pina in prezent) electricitatea nu ridica in aer avioane, nu misca automobilele, nu trece corabiile peste mari.
Dar avioanele, automobilele pot fi puse in functiune cu ajutorul gazului, care poate fi scos din apa, dar apa in mari este destula. Acest gaz este hidrogenul, care poate fi folosit in calitate de combustibil. Hidrogenul - unul din cele mai intilnit element chimic in Univers. In ocean el se gaseste in fiecare picatura de apa. Formula HOH, spune ca molecula de apa consta din doi atomi de hidrogen si unul de oxigen. Hidrogenul extras din apa poate fi ars ca combustibil si poate fi folosit nu numai pentru a pune in functiune diferite mecanisme, dar si pentru a obtine energie electrica.
Tot mai multi chimisti si ingineri cu entuziasm se atirna fata de ,,energetica hidrogenica" din viitor, deoarece hidrogenul obtinut se pastreza bine: in tancuri sub forma de gaz presat sau in conteinere de criogen la temperatura de -203°C. El poate fi pastrat si in stare solida dupa interactiunea cu aliajul de fier si titan sau magneziu, pentru a forma hibrizi metalici.
Pe la mijlocul secolului XIX au fost descoperite metode de obtinere a hidrogenului din apa. Cea mai perspectiva din ele este electroliza apei (Prin apa se trece curent electric, in rezultat are loc o descompunere chimica. Se elibereaza hidrogen si oxigen, iar lichidul dispare).
In asa fel, in ocean, care ocupa 71% din suprafata planetei, potential exista diferite tipuri de energie - energia valurilor si mareelor; energia legaturilor chimice intre gaze, substante nutritive, saruri si alte minerale; energia ascunsa a hidrogenului, care se gaseste in moleculele de apa; energia curentilor, ce se misca linistit si la nesfirsit in ocean; rezerve uimitoare de energie, care poate fi primita datorita diferentei de temperatura dintre apele de suprafata si cele din adinc, si ele pot fi transformate in tipuri de combustibili standarti.
Asa o cantitate de energie, variatele ei forme garanteaza, ca in viitor omenirea nu se va ciocni de problema energetica. In acelasi timp nu vom fi dependenti numai de unu - doua surse de energie traditionale, cum ar fi utilizarea combustibililor din subsol si combustibili nucleari.
Ba chiar, locuitorii acelor locuri unde marea se produc des valuri mari vor putea construi si folosi instalatii, ce vor folosi aceasta energie. Cei ce traiesc in golfuri, vor putea folosi energia mareelor. Pentru ceilalti oameni energia oceanului pe suprafata se va transforma in metan, hidrogen sau electricitate, apoi va fi transportata pe uscat prin cablu sau cu ajutorul corabiilor.
