Идея использовать перепад температур для получения энергии пришла ученым в голову отнюдь не сегодня.
Термоэлектрические явления были впервые описаны чуть ли не 200 лет назад: эффект Зеебека, эффект Пельтье, эффект Томсона — все это открытия первой половины 19 века. Да и проект морской электростанции, в которой использовалась бы разность температур поверхностного и глубинного слоев воды, был впервые разработан французским физиком Жаком Арсеном д'Арсонвалем (Jacques Arsène d'Arsonval) еще в 1881 году. Спустя полвека этот проект был даже реализован учеником д'Арсонваля Жоржем Клодом (Georges Claude) у побережья Кубы, но установка проработала всего несколько недель.
С тех было сооружено еще несколько экспериментальных установок, однако до коммерческой эксплуатации дело пока не дошло — непреодолимым препятствием каждый раз становились высокая стоимость проекта и сложности технического характера, пишет Deutsche Welle. А между тем еще Жюль Верн вложил в уста капитана Немо, главного героя написанного в 1870 году романа «Двадцать тысяч лье под водой», такие слова: «Я всем обязан океану. Океан снабжает меня электричеством, а электричество дает ´Наутилусу´ тепло, свет, способность двигаться, словом жизнь!»
И вот теперь французские инженеры намерены предпринять еще одну попытку реализовать идею, не дававшую покоя их соотечественникам на протяжении ста с лишним лет. Эта попытка представляется тем более уместной, что рост цен на электроэнергию делает конкурентоспособными и такие концепции, от которых прежде приходилось отказываться из-за их недостаточной рентабельности.
На прошедшей в испанском городе Бильбао 3-й Международной конференции по проблемам энергетических ресурсов мирового океана (International Conference on Ocean Energy 2010) французы представили свой новый проект. «Тут требуется значительный перепад температур, — поясняет Эмманюэль Брошар (Emmanuel Brochard), сотрудник полугосударственной военно-морской и энергетической компании DCNS. — Такой перепад обычно имеет место в тропических широтах: на поверхности воды — плюс 25 градусов, а на глубине в 1000 метров — от силы градусов 5. Такого перепада в 20 градусов вполне достаточно, чтобы запустить тепловой электрогенератор».
Специалисты именуют такую концепцию аббревиатурой OTEC — от английского Ocean Thermal Energy Conversion, то есть в переводе на русский «преобразование тепловой энергии океана». Принцип действия прост: холодная морская вода с глубины в километр или даже больше подается по трубе на поверхность, где используется для перевода в жидкое состояние подходящего газа (например, аммиака). Затем с помощью теплой воды с поверхности моря этот сжиженный газ нагревают и доводят до кипения, образующийся при этом пар приводит в движение турбину электрогенератора.
В принципе этот замкнутый паротурбинный контур мало чем отличается от контура, характерного для теплоэлектростанций на угле или мазуте, только рабочая температура здесь значительно ниже. Такая альтернативная электростанция обладает целым рядом преимуществ — прежде всего, в плане экологии, поскольку не выбрасывает углекислый газ в атмосферу. «Кроме того, она будет поставлять электроэнергию непрерывно, — подчеркивает Эмманюэль Брошар. - Между тем, ветрогенераторы и гелиоустановки работают, только когда дует ветер или светит солнце. Это весьма существенное отличие».
Прототипы и экспериментальные установки, построенные в 80-х годах прошлого века, не могли устоять в конкурентной борьбе с дешевой нефтью. Да и проблема глобальных изменений земного климата стояла не так остро. Теперь же ситуация кардинально изменилась.
«Мы планируем построить пилотную установку мощностью в 10 мегаватт, — говорит Эмманюэль Брошар. — Технико-экономическое обоснование уже готово. Главная наша цель — убедить инвесторов в конкурентоспособности данной технологии. Мы рассчитываем, что наша пилотная установка даст первый ток уже в 2015 году».
Пилотная установка — это своего рода искусственный островок диаметром 20–30 метров, отчасти напоминающий шельфовую нефтедобывающую платформу. Но соорудить такой островок с полным паротурбинным контуром и уходящей вниз на глубину в километр трубой для забора холодной воды отнюдь не просто, подчеркивает Эмманюэль Брошар: «Тут есть целый ряд очень сложных задач. Одна из них касается размера и конфигурации платформы, ведь эти параметры зависят от конкретного места ее эксплуатации. Скажем, в Индийском океане волны гораздо выше, чем в Карибском море, но плавучая электростанция должна обладать достаточным запасом прочности. Но, пожалуй, самая большая проблема — труба для закачки холодной глубинной воды. Эта труба должна быть прочной, легкой и не слишком дорогой. Сейчас мы работаем над решением этой проблемы».
Кроме того, предстоит выяснить, не оказывает ли такая электростанция какое-либо воздействие на морскую глубоководную флору и фауну и не влияет ли она на подводные течения. Но так или иначе, ясно одно: такая конструкция может оказаться поистине незаменимой для обеспечения электроэнергией отдельных тропических островов. А внести весомый вклад в глобальное энергоснабжение планеты эта концепция, судя по всему, едва ли способна.