10.4. Екологія та енергетика

У міру витрачання запасів нафти, газу і вугілля виникає необхід­ність їх заміни іншими видами палива. У другій половині XX ст. вважалося, що найбільш рентабельною та перспективною є ядерна і термоядерна енергетика. Справді, запаси ядерної сировини для атом­них енергетичних реакторів достатні для забезпечення всіх людей Землі енергією на сотні років. Здавалося б, що у зв'язку з цим не може бути ніяких проблем, пов'язаних з енергетикою майбутнього. Проте масштабна аварія на Чорнобильській АЕС, яка сталася 26 квіт­ня 1986 p., з усією гостротою висвітлила екологічні проблеми, пов'я­зані з використанням ядерного палива.

При існуючих темпах збільшення сумарного споживання енергії виникає проблема захисту від екологічних порушень. Споживання енергії за рахунок спалювання хімічного, ядерного і термоядерного палива веде до виділення тепла від власних джерел нашої планети. Така ситуація може виявитися небезпечною, як тільки обсяг цієї енергії зрівняється з обсягом енергії, що отримує наша планета від Сонця. Це зовсім не означає, що існують межі споживання енергії. Можна вказати на практично безмежні можливості споживання енергії в космосі, куди можна винести найбільш потужних її спожи­вачів для виробництва різних металів, шкідливих хімічних речовин, синтетичних харчових продуктів тощо. Проте на Землі важливо використовувати тільки такі джерела енергії, які не можуть призве­сти до екологічних проблем. Цим вимогам у повній мірі задоволь­няє лише сонячна енергія. Використання її як джерела енергії прин­ципово не може привести до необмеженого-зростання споживання. З іншого боку, сонячна енергія є практично невичерпною.

Потужність світлового випромінювання, яке йде від Сонця на Землю, дуже велика. Для порівняння: використовувана зараз люд­ським суспільством енергія майже в 10 000 разів менша за енергію, що надходить від Сонця. Це свідчить про великі потенційні можли­вості споживання екологічно безпечної енергії на Землі. Проте ви­никає проблема вибору перспективних шляхів використання соняч­ної енергії.

До недавнього часу споживання сонячної енергії пов'язували головним чином з використанням сонячних батарей на суші в жар­ких районах Землі, у меншій мірі — енергії сили вітрів. Проте мож­ливості ефективного використання сонячної енергії в океані ще більш перспективні. Перш за все у Світовому океані, який покриває 71 % нашої планети, акумулюється велика частина сонячної енергії. Крім того» сонячна енергія в океані трансформується не тільки в тепло, нагріваючи водні маси, а і проявляється у вигляді енергії потужних течій, постійних циркуляцій та численних циклонів. Із сонячною енергією в значній мірі пов'язана також енергія поверхневих хвиль. Лише енергія припливів не зв'язана з енергією сонячного світла, а визначається рухом відносно Землі небесних тіл — Місяця і в меншій мірі Сонця. Таке багатство форм прояву сонячної енергії в океані дозволяє створювати різні системи перетворення енергії.

Найбільше сонячної енергії запасено в океані у вигляді тепла. Основні термальні ресурси Світового океану зосереджені в еквато­ріальній та тропічній зонах. Підрахунки спеціалістів свідчать, що загальні запаси енергії Світового океану в 100 разів перевищують нинішнє загальне споживання енергії. По суті, наведена цифра ви­значає межі зростання споживання енергії на Землі.

Енергія морських припливів суттєво менша за термальну енер­гію океану. Проте в різних районах Світового океану енергія при­пливів виявляється настільки великою, що доцільність її викори­стання не викликає сумнівів. Перша припливна електростанція стала до ладу у Франції в 1960 р. В Росії в 1968 р. була споруджена експе­риментальна Кислогубська електростанція на шельфі Польської за­токи. У Канаді діє з 1983 р. потужна електростанція, турбіни якої обертаються водами велетенських припливів у затоці Фанді.

У теперішній час у країнах, які мають значну довжину морських кордонів, особливу увагу приділяють пошукам шляхів використан­ня енергії морських хвиль. Там створені відповідні науково-інже­нерні центри з дослідження можливих шляхів перетворення енергії морських хвиль у корисну енергію.

Сьогодні хвильова енергія вже перейшла від стадії досліджень до практичного застосування й ефективно використовуються в еко­номіці ряду країн, особливо після успішного пуску в 1986 р. першої дослідно-промислової установки в Бергені (Норвегія) і досить хоро­шої роботи збудованих услід за цим хвильових електростанцій в Японії, Англії, Австралії та Індії. В Україні пошуки нетрадиційних джерел енергії (сонячної, вітрової, геотермальної, біомаси тощо) та­кож мають прискорити розв'язання питань використання сили хвиль Чорного та Азовського морів.

Енергія морських хвиль у цілому має невичерпні екологічно чисті поновлювальні ресурси. Потужність потоку хвильової енергії дося­гає у відкритому морі 1 ЗО, а в океані — 600 кВт на 1 м хвильового фронту. З іншого боку, максимально можлива її кількість, яка може бути відібрана в океані, становить лише тисячні частки від її загаль­ного обсягу, що гарантує збереження природної рівноваги і не стано­вить жодної загрози навколишньому водному середовищу. А хвиле-гасна дія хвильоенергетичних установок біля узбережжя лише підви­щує екологічну чистоту прибережної зони та гарантує збереження берега.

Цілком ймовірно, що одержана з океанічних і морських джерел енергія буде використана для виробництва такого перспективного палива, як водень. Методи отримання водню можуть бути різними — електрохімічними, термохімічними, хімічними і т. д. Розробкою цих технологій активно займаються в теперішній час спеціалісти різних галузей: науки, і в цьому напрямі уже зроблено чимало. Слід відміти­ти практично необмежені можливості використання води Світового океану для одержання водню. Водень називають паливом майбутньо­го. Перш за все йому властива значна енергоємність. Теплотворна здатність водню майже втричі більша, ніж у нафти, і приблизно в чотири рази — ніж у кам'яного вугілля. При згоранні водню в середо­вищі Кисню утворюються тільки пари води, тому його застосування як основного палива найбільш перспективне з точки зору екології. Всі енергетичні джерела Світового океану дозволяють отримати електричну енергію, не завдаючи жодної шкоди навколишньому се-редовищу. Приборкати грізну силу океанічних хвиль і примусити працювати на людину водень, суттєво підвищити ефективність вико­ристання інших енергетичних дарів природи — життєво важливі завдання науки в недалекому майбутньому.