Аммиак будет крутить турбины

Недавно ученые двух стран объявили о создании интересных альтернативных электростанций. Специалисты по энергетике из Израиля придумали принципиально новый тип геотермальной станции. А американские инженеры и их коллеги из Китая договорились о начале строительства морской электростанции, использующей температурный градиент океанической воды.

Фото:

Хотя запасов нефти, газа и угля на нашей планете еще достаточно много, однако альтернативная энергетика развивается в последнее время семимильными шагами. Особенно в тех странах, где топливных ресурсов, как говорится, кот наплакал. При этом исследователи хоть и изобретают все новые и новые альтернативные электростанции, принцип их работы сохраняется все тот же самый — энергия добывается за счет вращения турбины (то есть механическая энергия преобразуется в электрическую). В основном же все усилия исследователей направлены на то, чтобы заставить турбину вращаться без использования тепла от сжигания угля, нефтепродуктов или распада радиоактивных элементов.

Читайте также: Солнце и кокосы вместо нефти

Весьма оригинальный способ недавно предложили ученые из израильской компании Ormat, специализирующейся на строительстве и управлении геотермальными электростанциями по всему миру. Свой проект они назвали "продвинутой геотермальной технологией". Несмотря на громкое и не очень понятное название, суть данной технологии достаточно проста — нужно закачать воду в скважину под давлением на горячие сухие скальные породы, потом поднять ее на поверхность и при этом произойдет генерация пара, что и будет вращать турбину.

Первые испытания, сделанные в ходе данного проекта, показали, что если в свежепробуренную скважину попадала вода из уже имеющегося геотермального источника под давлением в 5 520-6 890 кПа, то горячая скалистая порода растрескивалась и в нее можно было закачать еще больше воды. Таким образом, если при запуске разогретые камни "принимали" не более 15 л/мин, то после первой прокачки показатель увеличивался до 6 000 л/мин. Эксперимент показал, что такое количество жидкости способно дать достаточно пара для запуска турбины установки мощностью в 1,7 МВт.

Конечно же, это весьма и весьма мало, однако исследователи не унывают. Согласно расчетам, уже десять скважин дадут мощность в сто раз больше, ну, а если задействовать тысячу, то … Израиль спокойно сможет отказаться от всех других способов выработки электроэнергии. Причем эти скважины совсем не помешают горожанам и фермерам — их будут бурить там, где никто не живет, то есть в пустыне. Правда у этой технологии есть несколько минусов — в частности, для того, чтобы выяснить, дает ли скважина устойчивый выход горячей воды, придется потратить семь-восемь лет. Сами понимаете, в расчете на столь отдаленный результат редко кто согласится выделить деньги прямо сейчас, какую бы прибыль не сулили подобные электростанции. И это при том, что существует реальная опасность обезвоживания источника, дающего горячую воду из-за бурения такого большого количества скважин по соседству.

Другим путем пошли инженеры из американской компании Lockheed Martin, которые решили реализовать проект морской электростанции, использующей температурный градиент океанической воды. Как мы знаем, на морских глубинах даже в экваториальных зонахвесьмапрохладно—где-то в основном 5-10 °C,в то время как температура поверхностного слоя превышает 25 °C. Такая разность температур возникает на сотнях метров перепада глубин и вполне может быть использована для электрогенерации. По расчетам специалистов, даже извлечение 5 процентов энергии Солнца, поглощаемой океанами и ведущей к разности температур в их слоях, способно обеспечить 10 000 ГВт генерирующих мощностей — а это вчетверо превышает все нынешнее мировое производство электроэнергии.

И вот специалисты из Lockheed Martin разработали интересную схему — они предложили двигать турбину при помощи аммиака, который достаточно легко переходит от жидкого состояния в газообразное. Итак, нагревшись в верхних слоях океана, это вещество станет газом, который будет крутить ту самую турбину. После этого он будет откачиваться на глубину, превращаться в жидкость и опять подаваться наверх для того, что бы осуществить новый цикл электрогенерации. Расчеты показали, что затраты на спуск-подъем аммиака составят всего лишь40 процентов от получаемой чистой генерации (и это, кстати, весьма хороший показатель). Ну, а стоимость полученной электроэнергии от такой электростанции будет не более 7 центов за киловатт-час (для сравнения — сейчас на Гавайских островах, где исходно хотели разместить подобную станцию, этот самый киловатт-час стоит от 31 до 38 центов).

Однако, несмотря на то, что проект был встречен весьма восторженно (особенно радовались жители штатов Тихоокеанского побережья, где цены на электричество самые высокие), все-так построить такую станцию на Гаваях в 2009 году не удалось, поскольку основной партнер Lockheed Martin в лице ВМС США посчитал для себя чересчур рискованным вкладываться в этот проект. Однако компания не теряла надежды и вот ее чаяния осуществились — 13 апреля 2013 года был подписан соответствующий меморандум о взаимопонимании с китайской Reignwood Group. В результате в этом году начнется строительство пробной установки мощностью в 10 МВт недалеко от острова Хайнань. Ну, а если все пойдет удачно и благоприятные прогнозы оправдаются, то ее мощность будет увеличена уже до 100 МВт.

Впрочем, и у такой электростанции имеются некоторые минусы. Так, используемый в качестве "рабочей силы" аммиак является весьма токсичным как для людей, так и для морских жителей. Поэтому понадобится сложная система контроля за целостностью оборудования станции, которая будет предупреждать о возможности его утечек. Впрочем американцы, наученные горьким опытом разлива нефти в Мексиканском заливе, сразу же заявили о том, что таковая ими уже разработана и ее надежность весьма и весьма высока.

Другую "свинью" может подложить Lockheed Martin продолжающееся глобальное потепление, которое, как следует из последних данных исследований, настолько сильно разогревает океаны, что зона перепада температур отодвигается все глубже и глубже. Может случится так, что в какой-то момент затраты на спуск и подъем аммиака станут больше, чем все количества энергии, получаемое станцией. Однако оптимистично настроенные инженеры считают, что подобное если и случится, то весьма не скоро (а некоторые вообще сомневаются в том, что океан сможет столь сильно нагреться). Поэтому какое-то время даже при самых неблагоприятных прогнозах эта электростанция все-таки сможет послужить людям…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"