Владимир Келлер - Возвращение чародея
На долю нашей страны приходится небольшая часть приливной мощности земного шара: 72 миллиарда квт из примерно 8000 миллиардов квт. В СССР строится в Кислой Губе, в районе Мурманска, первая ПЭС. На основе ее опыта будут сооружены уже проектируемые приливные электростанции в Лумбовском и Мезенском заливах Белого моря.
«Белый уголь». Энергия текущей, в частности падающей воды — один из стариннейших источников обузданной энергии. Древнегреческий поэт Антипатр настолько был восхищен водяным колесом, что воспел его в следующих стихах:
«Дайте отдых своим рукам, о работницы, и спите безмятежно! Напрасно будет петь петух, возвещая вам о наступлении утра. Део поручила работу девушек нимфам, и они легко теперь прыгают по колесам, так что сотрясаемые оси вертятся вместе со своими спицами и заставляют вращаться тяжелый жернов. Будем же жить жизнью отцов и без труда наслаждаться дарами, которыми нас наделила богиня».
Тысячи лет водяные колеса были основными преобразователями энергии падающей воды. И лишь с конца прошлого столетия их стали вытеснять, пока не вытеснили почти совершенно, водяные турбины — колеса с изогнутыми лопастями, вращающиеся под влиянием напора протекающей через них воды.
В настоящее время гидроэлектростанции (ГЭС) вырабатывают примерно 7 % всей мировой электроэнергии. Эта сравнительно небольшая цифра бесспорно будет расти, особенно у нас в Сибири и на Дальнем Востоке. Могучие реки наших восточных областей — Обь, Ангара, Лена, Енисей, Амур — и их многочисленные притоки несут в себе запасы «белого угля», в девять раз превышающие запасы всех остальных рек страны.
Мощность всех рек земного шара составляет примерно 4 миллиарда квт. Это значит, что ежегодно они способны вырабатывать 4 х 109 х 8760 (число часов в году) приблизительно 35·1012 квт-ч энергии. Фактически же используется лишь 1 %.
Потенциальная мощность рек Советского Союза — 400 миллионов квт, а используется пока около 20 миллионов квт.
Чтобы получить расчетную плотность энергии речной воды, взяты данные Днепровской ГЭС имени В. И. Ленина. Турбины, установленные там, развивают мощность каждая 75 тысяч квт при расчетном напоре 36,3 метра. Максимальный расход воды — 240 кубометров в секунду.
Итак, 240 кубометров, или тонн, падающей воды вырабатывают 75 тысяч квт-сек, или 75 000 : 3600 = 20,8 квт-ч электроэнергии. Но 1 квт-ч равен 861 ккал. Значит, в переводе на килокалории 240 тысяч килограммов воды на Днепровской ГЭС вырабатывают 20,8 х 861 = 17 900 ккал. С учетом к. п. д. — 94 % — плотность этого источника энергии составляет: 17 900/240 000 х 0,94 = 0,083 ккал/кг.
«Голубой уголь». Океан газов, омывающий нашу Землю, весит 5·1015 тонн. Огромные газовые массы заряжены а соответствующей энергией: полная кинетическая энергия их движений равна примерно 1020 дж (то есть 28·1012 квт-ч). А используется эта мощь людьми крайне недостаточно.
Ветер как источник энергии стал применяться много раньше, чем энергия каменного угля и нефти. Когда-то ветряные и водяные мельницы были чуть ли не единственными промышленными механизированными предприятиями Европы. Сейчас их, однако, много только в странах, бедных другими видами энергии, например в Голландии.
Главный недостаток ветряных двигателей — именно их «ветреность», непостоянство: количество вырабатываемой ими энергии зависит от случайностей и потому неравномерно. Инженер, работающий на ветросиловой установке, похож на рыбака на паруснике в открытом море: он может попасть в штиль, сидеть сложа руки и ожидая ветра; может, наоборот, оказаться в страшном шторме.
Многие из-за непостоянства голубой стихии не верят в будущее воздушной энергетики. Есть, однако, идеальные условия для работы ветряков. Академик А. И. Берг однажды привел пример возможного использования «голубого угля»: подъем воды на поля из глубоководных подземных морей Казахстана. Эта республика стоит на воде, а по ее степям и пустыням «бродит» неприкаянный ветер. Почему бы ему не дать хорошую работу, почему не создать на плодородных, но сухих пространствах этой большой среднеазиатской республики лес ветросиловых установок, высасывающих подземную воду для полей? Тем более, что как раз здесь строгой периодичности, постоянства ветра вовсе и не нужно.
За образец для расчета плотности энергии воздушного потока принята установка, работающая с учетом скорости ветра в 13,3 м/сек. В этом случае 1 килограмм воздуха несет в себе 6,7 ккал энергии.
Смирить как-то ветер, направить его в русло порядка, сделать бесперебойным источником полезной для людей энергии — задача, которую еще предстоит решить.
«Красный уголь». На Земле свыше 400 действующих вулканов, множество гейзеров и других горячих источников. Энергия рвется из глубоких недр, ее там много. Но пока «красный уголь» не нашел себе еще достаточного и достойного применения.
Сравнительно давно работающая геотермическая установка расположена в городе Лордерелло в Италии. Вырывающийся из земных недр пар с довольно высокой температурой и под значительным давлением очищается и пускается на лопасти паровых турбин. Тепловая плотность пара — 670 ккал/кг. В других местах подземное тепло идет просто на отопление домов. Так, столица Исландии — Рейкьявик — отапливается вообще исключительно таким теплом. Удачные опыты в том же направлении ведутся в некоторых городах Советского Союза: в Грозном, Махачкале, Тбилиси и др.
Первая опытная электрогеотермическая станция на 5 тысяч квт построена на Камчатке на горячих источниках Паужетской долины, в 300 километрах от Петропавловска. Там же, недалеко от местечка Паратунки, строится Больше-Банная геотермическая электростанция мощностью 25 тысяч квт.
У «красного угля» большое будущее и как у источника энергии, способной вырабатывать электричество. Принципиально этот источник энергии позволяет строить электростанции мощностью до 10–20 миллионов квт.
«Фиолетовый уголь». Использование термической энергии морей основано на температурной разнице в 10–20 градусов между верхними и нижними слоями воды в некоторых жарких странах. Электрическую энергию можно вырабатывать с помощью термоэлементов, помещаемых в холодный и теплый слои воды. Есть и другой способ: создавать вакуум в котле и пускать туда горячую воду; она будет превращаться в пар при температурах меньше обычной точки кипения; если такой пар пропускать через лопасти турбины, а затем охлаждать холодной водой, получится настоящая установка, способная вырабатывать электрический ток.
Именно такая установка построена в Абиджане — столице Берега Слоновой Кости (Западная Африка). Для турбин мощностью 7 тысяч квт там требуется около 30 тысяч кубометров в час глубиной воды с температурой 8 градусов (температура же поверхностной воды колеблется от 26 до 30 градусов). Плотность энергии получается очень низкой — 14 ккал/кг. Другие недостатки этого способа извлечения энергии — крайняя ее рассеянность, а также низкий к. п. д. — 1–1,4 %.
Мускульная энергия. Три с лишним миллиарда человек — сегодняшнее население Земли — владеют примерно равноценным по физической силе поголовьем тяглового скота. Общая приблизительная годовая энергетическая отдача грубой силы работающих существ составляет не больше 3 миллиардов квт-ч. Однако и это число практически стремится вниз: машины повсеместно, хотя и не всюду одинаково быстро, принимают на себя физические работы.
Конечно, это хорошо: научный и технический прогресс, стимулируемый прогрессом социальным, несовместим с образом лошадки, тянущей примитивную соху, хотя этот образ сохранился лишь в немногих странах.
Беспорядок, который нас пугает, а должен бы, напротив, радовать
«Куда же девался Боря? Посмотрю сперва за домом, потом в гараже у соседа, потом в Сережином подъезде».
Конечно, мать не помнит, что находила своего Борю за домом 65 раз, в гараже — 44 и у Сережи — 32 раза, но это соотношение оставило свой след, и она уверенно начинает поиски по нисходящим вероятностям.
Инженер командируется в Таллин. Он слышал, что в столице Эстонии солнечных дней в году не больше тридцати, и берет в дорогу плащ. Он едет только на неделю, быть может, будет солнце, но статистика за дождь, и инженер склоняется перед статистикой.
Мы часто пользуемся статистикой (сознательно или бессознательно), чтобы угадать событие из нескольких возможных. С ее помощью мы хотим узнать стремление предмета предвидеть ситуацию. Детали предмета при этом нас, как правило, не интересуют, они в известном смысле здесь не играют роли, хотя, конечно, сами по себе ценны, и при другом — нестатистическом — подходе могут нас даже очень интересовать.
