ГЛОБАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПЕРВИЧНОЙ ЭНЕРГИИ
Около двухсот лет прошло с того момента, когда заработали первые буровые установки, и безудержной рекой потекла подземная энергия. Никто в те времена не думал ни о потеплении климата, ни о загрязнении окружающей среды. Тем не менее, несмотря на эти угрозы современности, трудно себе представить, что эта энергия может иссякнуть.
Однако все ясней просматриваются сроки отведенные на использование подземных запасов и все еще в тумане представляется будующий источник способный заменить энергию более десяти миллиардов тонн углеводородного топлива ежегодно доставаемого из под земли.
Сегодня на одного человека в среднем приходится порядка 0,5 кВт генерирующих мощностей. Для современного населения земли это около 4 000 ГВт. Наступивший век обещает принести большие возможности, но это потребует и увеличение энергетических затрат.
Количество жителей Земли неуклонно стремится к 10 миллиардам, при этом выходная мощность энергетических объектов должна быть порядка 10 000 ГВт.
Построить вновь или заменить парк оборудования это еще половина дела. Основная задача- найти для этого оборудования источник, способный снабжать энергетическое хозяйство первичной тепловой энергией.
Сегодня это основная задача и решить ее необходимо в ближайшие годы. Уже сейчас требуется вводить в строй 100 ГВт выходной мощности ежегодно, используя перспективный источник энергии, чтобы создать надежную структуру энергетики через 100 лет.
К сожалению, перспективный источник до сих пор еще не определен, хотя время и ресурсы для его освоения стремительно сокращаются.
Теоретически существует два источника первичной энергии, способных обеспечить теплом десятки тысяч ГВт установленных мощностей.
Это Космос, поставляющий приточную энергию и энергетическая промышленность, которая искусственным путем на основе химических или ядерных реакций выделяет тепловую энергию.
Вся приточная энергия в основном представляется мягким солнечным излучением и отраженными из нее энергией ветра, падающей воды (гидроэнергетика), биоэнергетикой, энергией морских волн, тепловой энергией океана и т.д. Также к приточной космической энергии можно отнести энергию приливов и геотермальную энергию.
Это исключительно чистая энергия, на основе которой возникла и развивается жизнь не один миллиард лет. Простое искусственное извлечение энергии на основе химического взаимодействия кислорода с углеводородами исчезнет в ближайшее время по причине истощения углеводородов. Такая же судьба уготована и ядерным источникам, количество которых на Земле ограничено.
Следующий источник -это материалы термоядерного синтеза. Их количество практически безгранично, но процесс выделения энергии требует непостижимо высоких технологий. Идея освоения технологий термоядерного синтеза уже десятилетиями поддерживается только верой в науку, авторитеты и венчурное финансирование.
Несмотря на свою кажущуюся простоту и привлекательность, этот путь даже в обозримом будущем, вовсе не гарантирован технически. Температура и давление реакции синтеза повторяют условия эпицентра ядерного взрыва.
Промышленное освоение термоядерной реакции, практически, сопоставимо с освоением межзвездных полетов. Это можно объяснить тем, что из реактора мощностью в несколько ГВт рабочее тело отбрасывается с температурой более ста миллиона градусов, что более чем в 30 000 раз превышает температуру рабочего тела современных космических ракет.
При этом топлива потребуется всего около 500кг на год непрерывной работы. Представляя термоядерную энергетику, как основу возможного развития на ближайший период, необходимо допустить в то же время и возможное поточное производство ракетных двигателей для межзвездных полетов.
Даже при таких фантастических допущениях, работа огромного количества термоядерных реакторов в земных условиях потребует обеспечить безопасность в широком спектре трудно решаемых проблем, связанных с энергией ядерных материалов.
Данные для расчета такой безопасности могут появиться только в процессе практической эксплуатации первых рабочих реакторов, а пока мы не имеем даже экспериментальной установки с необходимыми параметрами. Учитывая, что теория синтеза существует уже более 60-ти лет, а воз и ныне там, приемлемых результатов по времени, вряд ли стоит ожидать, даже через прогнозируемые 50 лет
К сожалению, История знает много несбывшихся прогнозов авторитетных людей своего времени и по теме термоядерного синтеза тоже. Сомнительное качество продукта и отсутствие гарантий надежной и безопасной работы термоядерного источника требует ориентации на более надежного и проверенного поставщика первичной энергии.
Как верно подметил Ж..И. Алферов "Энергетика больше, чем Наука". Важно не только получить мощность в десятки тысяч ГВт, но энергия должна быть исключительно чистой.
Земля объект изолированный, с тонкой настройкой, а дополнительная некачественная энергия таких больших объемов, которую требует мировая экономика, способна, как мы видим, легко расстроить глобальное равновесие. К сожалению, отсутствием чистоты страдают все наши доморощенные технологии извлечения тепловой энергии.
Первый химический источник, на основе, казалось бы, безобидных газа, угля и нефти, благо, что ускорил техническое развитие на сотни лет, но чуть более чем за 100 лет принес с собой загрязнение среды обитания, озоновые дыры и глобальное потепление.
Следом, жесткое излучение атомов ядерного источника на 5% пополнив электричеством линии электропередач, принесло Хиросиму, Чернобыль, кучу грязных отходов и бесчисленные арсеналы очень опасного оружия. Далее разворачивается идея создания термоядерного источника, обладающего еще большей концентрацией энергии с еще более жестким излучением сомнительного качества, но огромной разрушительной силы и не понятно еще чего.
Что касается космического источника, то у него всего один недостаток, связанный со сравнительно невысокой концентрацией энергии. Как правило, ее необходимо собирать с больших площадей, словно урожай в сельском хозяйстве. Пожалуй, больше никаких недостатков и нет. Эту энергию принято называть альтернативной и, как правило, уже многие годы, она рассматривается созданием солнечных панелей и вышек с лопастями ветрогенераторов.
Это доминирующее представление об альтернативной энергии далеко не полное, поскольку три четверти Планеты занимает Океан, который трудно доступен, а энергия, которая там сконцентрирована, в большей части скрыта от глаз. На поверхности океана обращают на себя внимание только волны и ветер, но и они пока практически не востребованы.
Тем не менее, расчеты показывают, что Океан обладает колоссальной энергией и ее концентрация достаточно высока для промышленного освоения в наше высокотехнологичное время.
Если рассматривать энергию морских волн, то по приведенным расчетам при амплитуде волны 2 м энергетический потенциал ее составляет около 11 л.с на м2 поверхности. Не трудно представить усредненную мощность на всей морской акватории.
Но значительно больше энергии с более высокой концентрацией накоплено Океаном в теплых водах, покрывающих толстым слоем вечно холодный бассейн Мирового океана. Эта акватория простирается почти по всему экватору шириной более чем на четыре тысячи километров к северу и югу.
Сравнивая производство энергии в Океане со сбором урожая, можно представить себе энергетические установки, которые подобно сельскохозяйственным машинам будут обрабатывать поверхность океана, собирая и концентрируя энергию в биологических или химических продуктах.
Для реализации вышеизложенного энергетического потенциала на страницах сайта www.watervigorous.com предложены схемы технических средств, которые сформулированы в патентах РФ №№ 2116465, 45161, 48586, 48587, 53375, 58612, 69586, 71379. Они способны реализовать этот энергетический потенциал с оптимальным КПД 50%.
Извлечение энергии обусловленной разностью температуры поверхностной и глубинной воды проводится с помощью тепловой машины, отличительной особенностью которой является расположение теплообменных узлов в соответствующих слоях воды.
Энергия морских волн отбирается из вертикальной состовляющей водяного потока, который преобразовывается в энергию сжатого воздуха или в энергию реактивной струи.
Объекты морской энергетики на основе приведенных патентов представляются наиболее эффективными поскольку обладают сравнительно низкой материалоемкостью, просты в изготовлении и позволяют создавать мобильные устройства различного назначения.
