Мы ошибаемся, если думаем, будто тотальная декарбонизация является злободневной темой наших дней, напрямую связанной с угрозой глобального потепления. На самом деле вопрос о полном отказе от угля включается в мировую повестку уже более ста лет! В свое время мы уже писали о том, как в середине прошлого века - после появления первых атомных реакторов – научная общественность громогласно провозгласила вхождение человечества в безуглеродную эпоху «мирного атома». Считалось, что атомная энергетика окончательно и бесповоротно вытеснит уголь, запасы которого в ту пору казались сильно ограниченными на фоне бурно развивающейся мировой экономики. В свою очередь, на смену атомным реакторам должны были прийти установки управляемого термоядерного синтеза. В общем, проблема энергетического дефицита считалась тогда решенной (по крайней мере, в теории).
Правда, жизнь внесла сюда свои коррективы. Сегодня в качестве альтернативы ископаемому топливу выставляются возобновляемые источники энергии. Процесс перехода на энергию солнца и ветра в ряде стран идет уже стремительными темпами. Но вот что интересно: в первой половине прошлого века, когда о «мирном атоме» еще ничего не знали, именно возобновляемые источники призваны были вытеснить уголь! На них и делался акцент со стороны ученых, рассуждавших на тему энергетики будущего.
Интерес к альтернативным видам энергии диктовался всё теми же опасениями насчет ограниченных запасов ископаемого топлива. Так, еще в 1913 году состоялся большой Международный конгресс геологов, на котором один из докладов как раз был посвящен мировым запасам угля. Согласно представленным цифрам, человеческой цивилизации в отдаленном будущем угрожает реальный «угольный голод». В частности, Англия якобы должна полностью исчерпать запасы угля лет через двести, Германия – лет через четыреста. И это в случае умеренных темпов развития. В случае же стремительного роста потребления энергии (а такой рост напрашивался логически), сроки окажутся намного меньше.
В общем, поиск альтернативных источников энергии происходил еще до Первой мировой войны. Как я сказал, про «мирный атом» речь не шла. Поэтому взор ученых обратился к энергии воды, солнца и ветра. Но вот вопрос: как использовать эти природные стихии в индустриальную эпоху, когда потребности в дешевой электроэнергии увеличивались год от года? Ответ на этот вопрос вполне соответствовал тогдашнему идеологическому настрою, когда человек еще не каялся за экологические последствия своей деятельности. Наоборот, тема «покорения природы» максимально расковывала воображение. Человек мыслили себя преобразователем жизни на планете Земля. Поэтому предложенные проекты в области альтернативной энергетики были под стать этому титаническому пафосу. Рассмотрим лишь самые головокружительные их них, получившие огласку в середине 1930-х годов.
Один такой проект, предложенный Георгом Зергелем, должен был реализоваться в рамках экономической стратегии объединенной Европы (прообраз нынешнего Евросоюза). По Зергелю, европейские страны должны были объединиться для грандиозной преобразовательной деятельности, направленной на использование колоссальной водной энергии. Для этого необходимо было – ни много ни мало – частично осушить… Средиземное море! Зергель исходил из того, что 50 тысяч лет назад уровень Средиземного моря был на тысячу метров ниже, чем в наше время. При этом за счет испарения здесь ежегодно «улетучивается» до 4 140 кубических километров воды. Однако эти потери постоянно компенсируются благодаря притоку воды со стороны Гибралтарского пролива. Другая (меньшая) часть воды приходит со стороны Черного моря через Дарданеллы. Свою долю вносят также и такие реки, как Рона, По и Нил.
Зергель предложил перегородить плотиной Гибралтарский пролив и пролив Дарданеллы. По его расчетам, это вызовет понижение уровня Средиземного моря на 1,5 метра в год. Чтобы ускорить данный процесс, было предложено часть воды с помощью насосов и оросительных каналов направить в низменные области Сахары.
Так выглядела только подготовительная, геологическая часть проекта. Далее необходимо было вырыть по обеим сторонам плотины, запирающей Гибралтар, два обходных канала, через которые планировалось пропускать огромные массы воды, стекающей вниз благодаря перепаду высот. Эта вода должна была направляться на гигантские гидросиловые станции для выработки электроэнергии. Согласно расчетам, при высоте напора в 200 метров можно было получить 120 тысяч МВт электроэнергии, что по тем временам считалось головокружительной цифрой. Причем, часть станций планировалось запустить уже при понижении уровня моря на 30 метров. Это дало бы возможность запустить упомянутые насосы для перекачки воды в Сахару.
Аналогичным способом, по замыслу Зергеля, используется перепад высот в районе плотины, запирающей Дарданеллы. Здесь надеялись получить еще 5,5 тысяч МВт электроэнергии. В общем, предложенный проект, как отмечали тогдашние специалисты, вполне мог вдохновить писателей-фантастов.
Чуть более скромный проект по получению электроэнергии в Средиземном море предложил француз Пьер Гадрильон. По сути, речь шла о создании некоего подобия вечного двигателя: необходимо было соединить два водоема, один из которых располагался на возвышенности. Получалось некое подобие естественного водопада. Чтобы водопад не иссяк, вода в верхнем водоеме должна была пополняться за счет атмосферных осадков (то есть в результате испарения с поверхности нижнего водоема и естественной конденсации пара наверху).
В качестве верхнего водного бассейна Гандрийон берет Средиземное море, в качестве нижнего бассейна – Мертвое море или озеро. Мертвое море, находящееся в Палестине, закрыто со всех сторон подобно нашему Каспийскому морю и лежит на целых 394 м ниже уровня открытых морей. Гандрийон предлагает соорудить промежуточный водоем на возвышенности, отделяющей долину Мертвого моря от средиземноморского берега, качать в этот водоем воду из Средиземного моря и затем спускать ее по трубам вниз, в Мертвое море. Оно выступит тогда из своих берегов, разольется по окрестной Пустыне и поверхность его станет настолько большой, что все огромное количество воды, доставляемое из Средиземного моря, будет удаляться естественным испарением – точь в точь как приточная атлантическая вода удаляется из Средиземного моря.
Не менее интересным был проект Бернара Дюбо, даже воодушевивший парижскую Академию наук. Если Гадрильон хотел использовать энергию солнца (ответственного за испарение воды) для создания искусственных водопадов, то Дюбо собирался использовать ту же энергию для создания вертикально поднимающихся вихревых потоков воздуха. Основная идея заключалась в том, чтобы соединить воздух из областей с малым давлением (в горах), с воздухом из равнинных областей, где более высокое давление. Таким путем изобретатель планировал создать искусственные циклоны, которые, подобно водопадам, должны были приводить в действие турбины. Для создания таких «мирных» циклонов нужно было использовать огромную трубу длиной около километра. Труба устанавливается в наклонном положении возле возвышенности. Книзу она имеет расширение, подобно воронке. На этом нижнем конце укрепляется огромная стеклянная крыша, под которой под действием солнечных лучей естественным образом разогревается воздух, приходя в вихревое движение. Этот вихрь устремляется вверх по трубе. Причем, чем выше разница температур на входе и на выходе, тем выше скорость воздушного потока. Вычисления показали, что таким способом можно добиться скорости до 200 км/час. Воздушный поток направляется в расположенный на возвышенности машинный зал, где он «обрушивается» на лопасти турбин.
Полагаю, приведенные примеры наглядно отражают те умонастроения, которые царили до войны в среде технических специалистов, искавших пути освоения возобновляемых источников энергии. С позиции наших дней они кажутся несколько наивными. Тем не менее, их объединяет одна общая черта – стремление не просто использовать энергию природных стихий, но и УПРАВЛЯТЬ этими стихиями, чтобы создать условия для постоянной, планомерной работы силовых агрегатов. Кстати, тем самым специалисты тех времен пытались обойти один существенный изъян, присущий нынешним, уже реализованным проектам в области ВИЭ – сильная метеозависимость и периодичность действия солнечных и ветряных электростанций. И вполне может статься, что обращение к идеям прошлых лет натолкнет современных ученых и инженеров на какие-то продуктивные идеи, которые помогут им с помощью не особо сложных приспособлений преодолеть указанные недостатки.
Андрей Колосов
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии