Надо отметить еще одно своеобразное направление получения электроэнергии, разрабатываемое в США. В конце 1974 г. в американской печати появилось сообщение о том, что ученые США создали примерно в 100 км от города Сан-Диего, расположенного на Тихоокеанском побережье США, подводную плантацию на глубине 12 м из искусственно высаженной гигантской бурой водоросли макроцистис пирифера. Эта водоросль вырастает на 60 см в день. Она очень богата органическими веществами, которые с помощью бактерий легко можно превратить в горючий газ — метан или простым нагреванием в «нефтеподобные» продукты. По подсчетам специалистов, подводная плантация площадью 40 тыс. га может обеспечить энергией город с 50-тысячным населением. Как утверждает доктор Говард Уилкокс, руководитель проекта в Центре океанических исследований в Сан-Диего, «ферма» крупных морских водорослей, протяженностью 750 км. может обеспечить такое количество метана, которого будет достаточно для замены всего потребляемого ныне в США природного газа. Процессы извлечения энергии из растений получили название биоконверсии. По мнению некоторых специалистов, за счет биоконверсии в течение 50 лет удастся удовлетворить примерно десятую часть энергетических потребностей США.
Рис.3. Дрейфующая гидротермальнаястанция, разработанная фирмой 'Локхид'
Как утверждает Говард Уилкокс, крупная ферма по выращиванию водорослей, удобряемых питательными веществами, извлекаемыми из глубин океана, «может давать с каждого гектара культивируемой площади океана не только жидкое и газообразное топливо, но и пищевые продукты, смазочные масла, удобрения, промышленные химикалии и пластмассы в количествах, достаточных для удовлетворения соответствующих потребностей среднего американца». Между 1985 и 1990 гг. ученые США на показательной ферме площадью 40 тыс. га должны дать ответ, удастся ли преодолеть технические проблемы, стоящие на пути их создания и эффективного использования.
Следует отметить, что в последние годы вопросами биоконверсии занимаются также ученые Франции, Японии и некоторых других стран.
Необходимо отметить практически неограниченные возможности использования воды Мирового океана для получения водорода. Теплота сгорания водорода почти в три раза выше, чем у нефти, и примерно в четыре раза выше, чем у каменного угля. При сгорании водорода в среде кислорода образуются только пары воды, поэтому его применение в качестве основного топлива наиболее перспективно с точки зрения сохранения окружающей среды. По-видимому, в ближайшем будущем при производстве водорода из морской воды значительная часть его будет превращаться из газообразного состояния в жидкое и транспортироваться к потребителям с помощью специальных судов.
Но самым крупным источником энергии в будущем бесспорно станет изотоп водорода — дейтерий, содержащийся в тяжелой воде. Несмотря на то что на каждые 6000 частей обычной морской воды приходится лишь 1 часть тяжелой воды, запасы ее в Мировом океане настолько велики, что, по подсчетам специалистов, для обеспечения человечества энергией его хватит на миллионы лет. Атом кислорода в тяжелой воде соединен с двумя атомами дейтерия — тяжелого водорода; 1 кг такой воды при использовании в атомном реакторе дает энергию, эквивалентную энергии, полученной при сжигании 400 т каменного угля. Если же из тяжелой воды выделить дейтерий и соединить его с литием, то 1 кг такого вещества, называемого дейтеридом лития, даст энергию, равную энергии 300 тыс. т каменного угля.
Для того чтобы заставить атомы дейтерия участвовать в термоядерной реакции, нужно нагреть их до нескольких сотен миллионов градусов. При таких температурах в термоядерных реакторах получается плазма (т. е. особое состояние вещества, при котором электроны «оторваны» от своих ядер и ядра находятся в беспорядочном движении, не образуя обычных атомных систем, в которых ядра и электроны взаимосвязаны). Пока советским ученым удалось получить плазму с температурой «лишь» в несколько десятков миллионов градусов, но и этот факт свидетельствует о том, что эта сложнейшая проблема получит свое успешное разрешение. Тогда, по выражению С. В. Михайлова, начнется период «сжигания» Мирового океана. Человечество получит неиссякаемый источник дешевой энергии, с помощью которой можно будет разрешить любые, самые смелые фантастические проекты.
Пресная вода из владений нептуна
Из колоссальных запасов воды на земном шаре, оценивающихся в 1 млрд. 386 млн. км3, на долю Мирового океана приходится 1 млрд. 338 млн. км3, или 96,5 %. Суммарные запасы всех видов пресных вод суши — рек, озер, подземных вод и снежно-ледниковых ресурсов составляют 35 млн. км3, или около 2,5 % общего количества воды на Земле. Однако из 35 млн. км3 24 млн. км3, или 70 %, запасов пресных вод находится в «законсервированном» виде — в ледниках и снежном покрове Арктики, Антарктиды и Гренландии — и труднодоступны для практического использования. Около 30 % запасов пресных вод составляют подземные воды, находящиеся в водоносных слоях под землей. Для многих стран они представляют главный источник водоснабжения, однако их запасы распространены крайне неравномерно.