Доклад: Энергетические ресурсы Мирового океана. Ресурсы мирового океана реферат по географии

Дипломная работа - Ресурсы Мирового Океана

РЕФЕРАТ

РЕСУРСЫ МИРОВОГО ОКЕАНА

выполнила:

ученица школы №34.

Кострома, 1998

План:

I. Мировой океан- кладовая биологических, химических, топливных и энергетических ресурсов.

1. Океан и человек

II. Ресурсы Мирового океана:

1. Биологические ресурсы:

а) освоение нектона, бентоса, зообентоса, фитобентоса, зоопланктона, фитопланктона Мирового океана.

б) рассмотрение биологической продуктивности каждого океана:

— Атлантического океана;

— Тихого океана;

— Индийского океана;

— Северного Ледовитого океана;

— Южного океана.

2. Химические ресурсы:

а) главные виды химических ресурсов Мирового океана:

— поваренная соль

— магний

— кальций

— бром

3. Опреснение вод Мирового океана:

а) дефицит пресной воды, его причины;

б) способы решения проблемы;

в) пути обеспечения пресной водой:

— опреснение океанских и морских вод:

· дистилляция;

· дистилляция и энергия;

· крупнейшие производители пресной воды

— айсберги, как источник пресной воды

4. Топливные ресурсы:

а) промыслы нефти и газа:

— нефтегазоносные осадочные бассейны

— основные месторождения нефти и газа

б) каменный уголь, его месторождения

5. Твердые полезные ископаемые со дна океана:

а) классификация твердых полезных ископаемых

б) россыпные полезные ископаемые

в) коренные полезные ископаемые

6. Энергетические ресурсы:

а) использование энергии приливов

б) использование энергии волн

в) использование термической энергии

Ш. Заключение.

Химические ресурсы.

Мировой океан — огромный природный резервуар, заполненный водой, которая представляет собой сложный раствор различных химических элементов и соединений. Некоторые из них извлекаются из воды и используются в производственной деятельности человека и, будучи компонентами солевого состава океанских и морских вод, могут рассматриваться как химические ресурсы. Из 160 известных химических элементов 70 найдено в океанских и морских водах. Концентрация лишь нескольких из них превышает 1 г/л.

К ним относятся: хлористый магний, хлористый натрий, сернокислый кальций. Только 16 элементов находятся в океане в количестве более 1 мг/л, содержание остальных измеряется сотыми и тысячными долями миллиграмма в литре воды. Из-за ничтожно малых концентраций их называют микроэлементами химического состава вод Мирового океана. При очень малых концентрациях веществ и элементов в 1 л океанской воды их содержание достигает весьма внушительных размеров в сравнительно больших объемах вод,

В каждом кубическом километре морской воды растворено 35 млн. тонн твердых веществ. В их числе поваренная соль, магний, сера, бром, алюминий, медь, уран, серебро, золото и т.п.

Учитывая громадный объем вод Мирового океана, суммарное количество растворенных в нем элементов и их соединений исчисляется колоссальными величинами. Их общий вес равен 50´1015. Большую часть (99,6%) солевой массы океана образуют соединения натрия, магния и кальция. На долю всех остальных составляющих раствора приходится лишь 0,4%.

В настоящее время используются только те химические ресурсы Мирового океана, добыча которых из океанских вод экономически выгоднее получения их из аналогов на суше. Принцип рентабельности лежит в основе морского химического производства, к главным видам которого относится получение из морской воды поваренной соли, магния, кальция и брома.

Первое по значению место среди извлекаемых из морской воды веществ принадлежит обычной поваренной соли NaCl, которая составляет 86% всех растворимых в морской воде солей. Во многих районах мира соль добывают путем выпаривания воды при нагреве солнцем, иногда очищая, а иногда и нет для последующего использования. Добыча поваренной соли из морской воды достигает 6-7 млн. тонн год, что равно 1/3 ее мирового производства. Промышленная добыча поваренной соли из вод Атлантического океана и его морей ведется в Англии, Италии, Испании, Франции, Аргентине и других государствах. Соль из вод Тихого океана получают США в заливе Сан-Франциско (примерно 1,2 млн. т в год). В Центральной и Южной Америке морская вода служит основным источником получения поваренной соли в Чили и Перу. В Азии почти во всех приморских странах добывается морская пищевая соль. К примеру, в Японии 50% потребности в поваренной соли обеспечивают морские соляные промыслы.

Поваренная соль используется главным образом в пищевой промышленности, куда идет соль высокого качества, содержащая не менее 36% NaCl. При его более низких концентрациях соль направляется на промышленные нужды для получения соды, едкого натрия, соляной кислоты и других продуктов. Низкосортная соль применяется в холодильных установках, а также идет на различные бытовые нужды.

В водах Мирового океана растворено большое количество магния. Хотя его концентрация в морской воде относительно невелика (0,13%), однако она намного превышает содержание других металлов, кроме натрия. «Морской» магний встречается преимущественно в виде хлористых и в меньшей степени сернокислых легкорастворимых соединений.

Извлекают магний путем отделения от натрия, калия и кальция, окисляя до нерастворимой окиси магния, которую в последствии подвергают электрохимической обработке.

Первая тонна морского магния была получена в 1916 г. в Англии. С тех пор его производство неуклонно развивалось. В настоящее время Мировой океан дает свыше 40% мирового производства магния. Кроме Великобритании в этом металле, извлекая его из морской воды, аналогичное производство развито в США (на побережье Тихого океана в штате Калифорния (оно дает 80% потребления)), во Франции, Италии, Канаде, Мексике, Норвегии, Тунисе, Японии, Германии и некоторых других странах. Имеются сведения об извлечении магния из рассолов Мертвого моря, которое производилось еще в 1924 году в Палестине. Позднее было начато производство магния из морской воды в Израиле (химические ресурсы Индийского океана пока еще освоены довольно слабо).

Сегодня магний применяется для изготовления различных легких сплавов и огнеупорных материалов, цемента, а также во многих других отраслях хозяйства.

Концентрация калия в океанских и морских водах весьма невелика. К тому же он находится в них в виде двойных солей, образуемых с натрием и магнием, поэтому извлечение калия из морской воды — химически и технологически сложная задача. Промышленная добыча «морского» калия основана на обработке морской воды специально подобранными химическими реагентами и сильными кислотами.

Калий начали добывать из морской воды в годы первой мировой войны, когда его основные месторождения на суше, в Страсбурге и Эльзасе, дававшие около 97% мирового производства были захвачены Германией. В это время «морской» калий стали получать в Японии и Китае. Вскоре поле первой мировой войны его начали добывать и другие страны. Сегодня добыча калия ведется в водах Атлантического океана и его морей на побережье Великобритании, Франции, Италии, Испании. Калийную соль из вод Тихого океана извлекают в Японии, которая получает из этого источника не более 10 тыс. тонн калия в год. Китай производит добычу калия из морской воды.

Калийные соли используются как удобрения в сельском хозяйстве и как ценное химическое сырье в промышленности.

Хотя концентрация брома в морской воде незначительна (0,065%), он был первым веществом, которое начали добывать из морской воды, поскольку из минералов суши, где он содержится в ничтожно малых количествах, его извлечь практически невозможно. Поэтому мировое производство брома (примерно 100 тонн в год) в основном базируется на его добыче из морской воды. Производство «морского» брома ведется в США, в штате Калифорния (на побережье Тихого океана). Вместе с магнием, калием и поваренной солью бром добывается в водах Атлантики и морях Атлантического океана (Англия, Италия, Испания, Франция, Аргентина и др.). В настоящее время бром получают в Индии из морской воды.

Спрос на бром в значительной мере связан с использованием в качестве присадки для бензина тетраэтилсвинца, производство которого сокращается, поскольку это соединение представляет собой опасный загрязнитель окружающей среды.

Помимо этих основных веществ, которые океан дает человеку, большой интерес для производства представляют и микроэлементы, растворенные в его водах. К ним, в частности, относятся извлекаемые из морской воды пока в небольших количествах литий, бор, сера, а также перспективные по технологическим и экологическим причинам золото и уран.

Краткое рассмотрение современного использования химических богатств океанов и морей показывает, что уже в настоящее время извлекаемые из соленых вод соединения и металлы вносят существенный вклад в мировое производство. Морская химия наших дней дает 6-7% доходов, получаемых от освоения ресурсов Мирового океана.

Пресная вода.

Если химические элементы, растворенные в водах мирового океана, представляют собой большую ценность для человечества, то не менее ценен и сам растворитель — собственно вода, которую академик А. Е. Ферсман образно называл «самым важным минералом нашей Земли, не имеющим заменителей». Обеспечение пресной водой сельского хозяйства, промышленности, бытовых нужд населения не менее важная задача, чем снабжение производства топливом, сырьем, энергией.

Известно, что без пресной воды человек жить не может, быстро растут его потребности в пресной воде и все более остро ощущается ее дефицит. Стремительный рост населения, увеличение площади орошаемого земледелия, промышленного потребления пресной воды превратили проблему дефицита воды из местной в глобальную. Важная причина дефицита пресной воды заключена и в неравномерности водообеспечения суши. Неравномерно распределены атмосферные осадки, неравномерно размещены ресурсы речного стока. Например, в нашей стране 80% водных ресурсов сосредоточено в Сибири и на Дальнем Востоке в малонаселенных местах. Такие крупные агломерации, как Рурская или мегалополис Бостон, Нью-Йорк, Финляндия, Вашингтон, с десятком миллионов жителей, требуют огромных водных ресурсов, которыми не обладают местные источники. Решить проблемы пытаются по нескольким взаимосвязанным направлениям:

· рационализировать водопользование, с тем, чтобы потери воды свести до минимума и осуществить переброску части вод из районов с избыточным увлажнением в районы, где ощущается дефицит влаги;

· кардинальными и эффективными мерами предотвратить загрязнение рек, озер, водохранилищ и других водоемов и создать крупные резервы пресной воды;

· расширить использование новых источников пресной воды.

На сегодняшний день таковыми являются доступные для использования подземные воды, опреснение океанских и морских вод, получение пресной воды из айсбергов.

Один из наиболее эффективных и перспективных путей обеспечения пресной водой является опреснение соленых вод Мирового океана, тем белее, что большие площади засушливых и малообводненных территорий примыкают к его берегам или находятся поблизости от них. Таким образом, океанские и морские воды служат сырьевыми ресурсами для промышленного использования. Их огромные запасы практически неисчерпаемы, но они на современном уровне развития техники не везде могут рентабельно эксплуатироваться из-за содержания в них растворенных веществ.

В настоящее время известно примерно 30 способов опреснения морской воды. В частности, пресная вода получается при испарении или дистилляции, вымораживании, использовании ионных процессов, экстракции и т. п. Все способы превращения соленой воды в пресную требуют больших затрат энергии. Например, при опреснении путем дистилляции расходуется 13-14 кВт/ч на 1 т продукции. В общем, на долю электроэнергии приходится примерно половина всех издержек на опреснение, их другая половина идет на ремонт и амортизацию оборудования. Таким образом, стоимость опресненной воды зависит в основном от стоимости электроэнергии.

Однако там, где для жизнеобеспечения людей не хватает пресной воды и есть условия для строительства опреснителей, стоимостной фактор отступает на второй план. В некоторых районах опреснение, несмотря на его высокую стоимость экологически выгоднее, чем привоз воды издалека.

Весьма перспективно для опреснения воды использование атомной энергии. В этом случае атомная электростанция (АЭС) «спаривается» обычно с дистилляционным опреснителем, который она питает энергией.

Опреснение соленых вод развивается достаточно интенсивно. В результате чего каждые два-три года суммарная производительность установок удваивается.

Промышленное опреснение океанских и морских вод в приатлантических странах ведется на Канарских островах, в Тунисе, Англии, на острове Аруба в Карибском море, Венесуэле, на Кубе, в США и др. На Украине опреснительные установки применяются в северо-западной части Причерноморья и в Приазовье. Опреснительные установки функционируют также и в некоторых районах тихоокеанского побережья — в Калифорнии, например, такая установка производит в сутки 18, 9 тыс. м куб. воды для технических целей. Сравнительно небольшие опреснители установлены в латиноамериканских странах. Высокопроизводительные опреснительные установки с выходом 1-3 млн. м куб. воды в сутки проектируется в Японии. В больших масштабах ведется опреснение соленых вод в Индийском океане. Оно практикуется главным образом в индо-океанских странах Ближнего Востока, где пресная вода очень дефицитна и в связи с этим цены на нее высоки. Сравнительно недавно в Кувейте, например, тонна нефти стоила значительно дешевле тонны воды, привезенной из Ирака. Однако экономические показатели здесь играют второстепенную роль, так как пресная вода необходима для жизнеобеспечения людей. Важным стимулом к увеличению количества и мощности опреснительных установок стало повышение добычи нефти и обусловленные этим развитие промышленности и рост населения в пустынных и засушливых районах стран, богатых «черным золотом». К наиболее крупным в мире производителям опресненной воды относится Кувейт, где опреснительные установки обеспечивают пресной водой все государство. Мощными опреснителями располагает Саудовская Аравия. Большие объемы пресной воды получают в Ираке, Иране, Катаре. Опреснение морской воды налажено в Израиле. В Индии действуют опреснительные установки небольшой мощности (в штате Гуджарат работает солнечный опреснитель мощностью 5 тыс. л воды в сутки, который снабжает пресной водой местное население).

Колоссальные ресурсы чистой и пресной воды (около 2 тыс. км3) заключены в айсбергах, 93% которых дает материковое оледенение Антарктиды. Важный запас ледяных гор, ежегодно откалывающихся от ледников, плавающих в океане, примерно равен количеству воды, содержащемуся в руслах всех рек мира и в 4 — 5 раз превышающему то, что могут дать все опреснители мира. Стоимость пресной воды, содержащейся в айсбергах, образующихся только за 1 год, оценивается в триллионы долларов.

Однако при использовании водных ресурсов айсбергов большие сложности возникают на стадиях разработки и осуществления способов доставки их к засушливым районам побережья. Определенная масса айсбергов должна перевозиться определенной скоростью, определенным количеством буксиров. Кроме того, на время транспортировки айсберг должен быть защищен от жары пластиковым материалом, что позволяет потерять за время пути не более 1/5 его объема.

Интерес к антарктическому источнику водоснабжения проявляют США, Канада, Франция, Саудовская Аравия, Египет, Австралия и другие страны.

Проблемой опреснения океанских и морских вод занимаются органы ООН, Международное агентство по атомной энергии, национальные организации более чем 15 стран мира. Усилия ученых и инженеров направлены на разработку эффективных мер по комплексному использованию вод Мирового океана, при котором извлечение из них полезных компонентов сочетается с производством чистой воды. Такой путь позволяет наиболее эффективно осваивать водные богатства океана.

Кончилось время, когда пресную воду рассматривали как бесплатный дар природы; рост дефицита, увеличивающиеся затраты на содержание и развитие водного хозяйства, на охрану водоемов делают воду не только даром природы, но и во многом продуктом человеческого труда, сырым материалом в дальнейших процессах производства и готовым продуктом в социальной сфере.

Топливно-энергетические ресурсы Мирового океана

Полезные ископаемые — это результат геологического развития нашей планеты, поэтому и в недрах дна морских участков Мирового океана сформировались залежи нефти, природного газа и каменного угля — важнейших видов современного топлива. Исходя из этого, подводные месторождения горючих ископаемых можно рассматривать как топливные ресурсы Мирового океана.

Хотя эти богатства органического происхождения, они не одинаковы по физическому состоянию (жидкие, газообразные и твердые), что предопределяет различие условий их накопления и, следовательно, пространственного размещения, особенности добычи, и это в свою очередь сказывается на экономических показателях разработок. Целесообразно сначала охарактеризовать морские промыслы нефти и газа, имеющие много сходных черт и представляющие большую часть топливных ресурсов мирового океана.

Одна из наиболее острых и актуальных проблем в настоящее время- обеспечение всевозрастающих потребностей многих стран мира топливно-энергетическими ресурсами. К середине XX в. Их традиционные виды — уголь и древесное топливо — уступили место нефти, а затем и газу, ставшими не только главными источниками энергии, но и важнейшим сырьем для химической промышленности.

Далеко не все районы земного шара в одинаковой степени обеспечены этими полезными ископаемыми. Большинство стран удовлетворяют свои нужды за счет импорта нефти. Даже США, одно из крупнейших государств- производителей нефти (примерно треть ее мировой добычи), более чем на 40% покрывает свой дефицит ввозимой нефтью.

Япония добывает нефть в ничтожно малых количествах, а закупает почти 17% ее, поступающей на мировой рынок. Она на правах долевого участия добывает нефть на акваториях некоторых Ближневосточных государств, но особенно активно ведет разведку на шельфе стран Юго-Восточной Азии, Австралии, Новой Зеландии с перспективой развития здесь собственной добычи нефти и газа.

Западноевропейские государства импортируют до 96% расходуемой нефти и их потребности в ней продолжают расти.

Потребление нефти и газа во многом определяется рыночной конъюнктурой, поэтому оно заметно изменяется от года к году, иногда в течение нескольких лет. Нехватка собственной нефти и газа и стремление уменьшить зависимость от их импорта стимулируют многие страны к расширению поисков новых нефтегазоносных месторождений. Развитие, обобщение результатов геологоразведочных работ показали, что главным источником добычи нескольких десятков миллиардов тонн нефти и триллионов кубометров газа может служить дно Мирового океана.

По современным представлениям, необходимое геологическое условие создания нефти и газа в недрах Земли — существование в районах образования и накопления нефти и газа больших по размерам осадочных толщ. Они формируют крупные нефтегазоносные осадочные бассейны, которые представляют собой целостные автономные системы, где протекают процессы нефтегазообразования и нефтегазонакопления. Морские месторождения нефти и газа располагаются в пределах этих бассейнов, большая часть площади которых находится в подводных недрах океанов и морей. Планетарные сочетания осадочных бассейнов представляют собой главные пояса нефтегазообразования и нефтегазонакопления Земли (ГПН). Геологи установили, что в ГПН существует комплекс природных предпосылок, благоприятных для развития крупномасштабных процессов нефтегазообразования и нефтегазонакопления.

Не случайно поэтому из 284 известных на Земле крупных скоплений углеводородов 212 с запасами свыше 70 млн. тонн обнаружено в пределах ГПН, простирающихся на континентах, островах, океанах и морях. Однако значительные месторождения нефти и газа распределены неравномерно между отдельными поясами, что объясняется различиями геологических условий в конкретных ГПН.

Всего в мире известно около 400 нефтегазоносных бассейнов. Из них примерно половина продолжается с континентов на шельф, далее на материковый склон и реже на абиссальные глубины. Нефтегазовых месторождений в Мировом океане известно более 900. Из них морскими нефтеразработками охвачено около 351 месторождений. Более или менее развернутую характеристику морских нефтеразработок целесообразнее дать в региональном разделе.

В настоящее время сложилось несколько крупнейших центров подводных нефтеразработок, которые определяют ныне уровень добычи в Мировом океане. Главный из них — Персидский залив. Совместно с прилегающей сушей Аравийского полуострова залив содержит более половины общемировых запасов нефти, здесь выявлено 42 месторождения нефти и только одного — газа. Предполагаются новые открытия в более глубоких отложениях осадочной толщи.

Крупным морским месторождением является Саффания-Хафджи (Саудовская Аравия), введенное в эксплуатацию в 1957 г. Начальные извлекаемые запасы месторождения оцениваются в 3,8 млрд. т, добывается 56 млн. т нефти в год. Еще более мощное месторождение — Лулу-Эсфандияр, с запасами около 4,8 млрд. т. Следует отметить также такие крупные месторождения, как Манифо, Ферейдун-Марджан, Абу-Сафа и др.

Для месторождений персидского залива характерен очень высокий дебит скважин. Если среднесуточный дебит одной скважины в США составляет 2,5 т, то в Саудовской Аравии — 1590 т, в Ираке -1960 т, в Иране -2300 т. Это обеспечивает большую годовую добычу при малом количестве пробуренных скважин и низкую себестоимость нефти.

Второй по объему добычи район — Венесуэльский залив и лагуна Маракайбо. Нефтяные и газовые месторождения лагуны представляют подводное продолжение гигантского континентально-морского месторождения Боливар-Кост и на восточном берегу лагуны- месторождения Тип-Хауна. Ресурсы лагуны разрабатывались как продолжение ресурсов суши; буровые работы постепенно уходили с берега в море. В 1924 году была пробурена первая скважина. Годовая добыча нефти этого района составляет более 100 млн. тонн.

В последние годы были выявлены новые месторождения, в том числе и вне лагуны, в заливе Ла-Вела и др. Развитие морской нефтедобычи в Венесуэле во многом определяется экономическими и политическими факторами. Для страны нефть — основной экспортный товар.

Одним из старых и освоенных районов морской добычи нефти и газа является акватория Мексиканского залива. У американского побережья залива открыто около 700 промышленных скоплений, что составляет около 50% всех месторождений, известных в Мировом океане. Здесь сосредоточено 32% мирового парка плавучих морских установок, треть всех скважин, пробуренных на морских месторождениях.

Развитие морской нефтегазовой промышленности в Мексиканском заливе сопровождалось созданием комплекса смежных производств — специального машиностроения, верфей для строительства плавучих и стационарных буровых платформ, верфи для создания вспомогательного флота, базы обеспечения и вертолетных площадок, танкерных причалов и терминальных устройств, нефтеперерабатывающих и газоочистных заводов, береговых приемных мощностей и распределителей у устьев морских трубопроводов. Особо следует упомянуть создание разветвленной сети подводных нефте- и газопроводов. Центрами морской нефтегазовой промышленности на берегу стали Хьюстон, Нью-Орлеан, Хоума и другие города.

Развитие морской добычи нефти и газа в США способствовало ликвидации их зависимости от какого-либо регионального источника, в частности от ближневосточной нефти. С этой целью развивается морская нефтедобыча в прибрежье Калифорнии, осваиваются моря Берингово, Чукотское, Бофорта.

Богат нефтью Гвинейский залив, запасы которого оцениваются в 1,4 млрд. т, а ежегодная добыча составляет 50 млн. т.

Сенсационным явилось открытие крупной Североморской нефтегазовой провинции площадью 660 тыс. квадратных километров. Поисково-разведочные работы в Северном море начались с 1959 г. В 1965 г. были обнаружены промышленные месторождения природного газа в прибрежных водах Нидерландов и у восточного побережья Великобритании. К концу 60-х гг. открыли промышленные скопления нефти в центральной части Северного моря (нефтяные месторождения Монроуз в британском секторе и нефтегазовое Экофиск — в норвежском). К 1986 г. было выявлено более 260 месторождений.

Обеспеченность нефтегазовыми ресурсами стран Северного моря оказалась крайне неодинаковой. В секторе Бельгии не выявлено ничего, в секторе Германии — очень мало месторождений. Запасы газа у Норвегии, контролирующей 27% площади шельфа Северного моря, оказались выше, чем у Великобритании, контролирующей 46% площади шельфа, однако в секторе Великобритании сосредоточены основные месторождения нефти. Разведочные работы в Северном море продолжаются. Охватывая все более глубокие воды, и открываются новые месторождения.

Разработка нефтегазовых богатств Северного моря происходит форсированными темпами на основе крупных капиталовложений. Высокие цены на нефть способствовали быстрому освоению ресурсов Северного моря и даже падения добычи в более богатых рентабельных районах Персидского залива. Северное море вышло на первое место по добыче углеводородного сырья в Атлантическом океане. Здесь эксплуатируется 40 месторождений нефти и газа. В том числе 22 у побережья Великобритании, 9- Норвегии, 8- Нидерландов, 1- Дании.

Разработка североморской нефти и газа привела к сдвигам в экономике и внешней политике некоторых стран, В Великобритании быстро стали развиваться сопутствующие отрасли; насчитывается более 3 тысяч компаний, связанных с морскими и нефтегазовыми работами. В Норвегии произошел перелив капитала из традиционных отраслей — рыболовства и судоходства — в нефтегазодобывающую промышленность. Норвегия стала крупным экспортером природного газа, обеспечившего стране треть экспортных поступлений и 20% всех правительственных доходов.

Из других государств, эксплуатирующих ресурсы углеводородов Северного моря, надо отметить Нидерланды, добывающие и экспортирующие газ в страны Европы, и Данию, которая добывает 2,0-2,9 млн. т нефти. Эти страны контролируют небольшое количество сравнительно мелких нефтяных и нефтегазовых месторождений.

Из новых районов морской нефтедобычи особо следует отметить набирающую силу нефтедобывающую промышленность Мексики. В 1963 г. буровые работы в северной части Морского Золотого пояса (Фаха-де-Оро) в Мексиканском заливе привели к открытию подводного нефтяного месторождения Исла-де-Лобос. К началу 80-х годов на шельфе Мексики (районы Золотого пояса, залива Кампече) было выявлено более 200 нефтяных и газовых месторождений, которые дают стране половину объема ее нефтедобычи. В 1984 г. морская добыча дала 90 млн. т нефти. Особое внимание привлекает залив Кампече, отличающийся очень высокими, до 10 тыс. м куб. в сутки, дебитами скважин.

Мексика стала крупным экспортером нефти, в 1980 г. она вывезла более 66 млн. т, в том числе 36,5 млн. т в США. Валютные поступления используются для развития химической и газоперерабатывающей промышленности, для производства удобрений, необходимых важнейшей отрасли страны — сельскому хозяйству.

В ряд крупнейших и перспективных районов нефтедобычи становится Западная Африка. Рост добычи и ее колебания в странах региона во многом зависят от политической конъюнктуры, от иностранных капиталовложений, доступности технологии. В 1962 г. первые промышленные притоки нефти были получены на подводном продолжении континентально- морского месторождения Габона Ченге-Осеан, затем последовали новые открытия в водах Габона, Нигерии, Бенина (с 1968 г. Дагомея), Конго. В 70-х годах к странам, добывающим морскую нефть, присоединились Камерун, Кот-д’Ивуар (Берег Слоновой Кости), а в 1980 г. — Экваториальная Гвинея. К 1985 г. в водах Западной Африки открыто более 160 месторождений нефти и газа. Наиболее развита добыча в Нигерии (19,3 млн. т в 1984 г.), за ней идут Ангола (8,8 млн. т), Габон (6,5 млн. т), Конго (5,9 млн. т). Основная часть добываемой нефти направляется на экспорт, используется как важный источник валютных поступлений и правительственных доходов. В нефтедобыче господствует иностранный капитал.

Быстро развивается морская нефтегазовая промышленность стран Латинской Америки — Аргентины, Бразилии и других, стремящихся хотя бы частично освободиться от импорта нефти и укрепить национальное хозяйство.

Перспективно освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа КНР. В последние годы там проводятся большие поисковые работы, создается необходимая инфраструктура.

Некоторые специалисты не без основания предполагают, что к концу ХХ в. морские месторождения у берегов Индонезии и Индокитая смогут давать нефти больше, чем теперь добывается во всем западном мире. Очень богаты углеводородами и шельфовые зоны Северной Австралии, залив Кука (Аляска), район Канадского Арктического архипелага. Добыча «морской» нефти проводится на Каспийском море (побережья Азербайджана, Казахстана, Туркмении (месторождение Бани Лам)). Месторождения газа Галицыно в Черном море между Одессой и Крымом полностью обеспечивают потребности Крымского полуострова. Интенсивные поиски газа ведутся в Азовском море.

В настоящее время в Мировом океане широко развернулся поиск нефти и газа. Разведочное глубокое бурение уже осуществляется на площади около 1 млн. кв. километра, выданы лицензии на поисковые работы еще на 4 млн. кв. километра морского дна. В условиях постепенного истощения запасов нефти и газа на многих традиционных месторождениях суши заметно повышается роль Мирового океана как источника пополнения этих дефицитных видов топлива.

Важно осветить и подводную добычу каменного угля.

С давних пор во многих странах каменный уголь используется в больших масштабах как важнейший вид твердого топлива. И сейчас в топливно-энергетическом балансе ему принадлежит одно из главных мест. Надо сказать, что совместный уровень добычи этого полезного ископаемого на два порядка меньше по сравнению с его запасами. Это означает, что мировые ресурсы угля позволяют увеличивать его производство.

Каменный уголь залегает в коренных породах, в основном покрытых сверху осадочным чехлом. Коренные каменноугольные бассейны, расположенные в береговой зоне, во многих районах продолжаются в недрах шельфа. Угольные пласты здесь нередко отличаются большей мощностью, чем на суше. В отдельных районах, например на североморском шельфе, обнаружены угольные месторождения. Не связанные с береговыми. Добыча каменного угля из подводных бассейнов ведется шахтным способом.

В прибрежной зоне Мирового океана известно более 100 подводных месторождений и действуют около 70 шахт. Из недр моря извлекается примерно 2% мировой добычи каменного угля. Наиболее значительные морские угольные разработки ведут Япония, которая получает 30% угля из подводных шахт, и Великобритания, добывающая во внебереговой зоне 10% угля. Значительное количество каменного угля дают подводные бассейны у побережья Китая, Канады, США, Австралии, Ирландии, Турции и в меньшей степени- Греции и Франции. Поскольку запасы угля на суше более существенны и коммерчески доступнее. Чем на море. Подводные месторождения разрабатывают преимущественно страны, малообеспеченные углем, В некоторых странах, например в Великобритании, развитие подводной добычи угля в известной мере связано с истощением запасов в традиционных месторождениях на суше.

В общем, прослеживается тенденция к увеличению подводной добычи каменного угля.

Твердые полезные ископаемые со дна океана.

Твердые полезные ископаемые, извлекаемые из моря, пока что играют значительно меньшую роль в морском хозяйстве, чем нефть и газ. Однако и здесь наблюдается тенденция к быстрому развитию добычи, стимулируемая истощением аналогичных запасов на суше и их неравномерным размещениям. Кроме того, стремительное развитие техники обусловило создание усовершенствованных технических средств, способных вести разработки в прибрежных зонах.

Залежи твердых полезных ископаемых в море и океане можно подразделить на коренные, встречающиеся на месте своего первоначального залегания, и рассыпные, концентрации которых образуются в результате выноса обломочного материала реками вблизи береговой линии на суше и мелководье.

Коренные, в свою очередь, можно подразделить на погребенные, которые извлекаются из недр дна, и поверхностные, расположенные на дне в виде конкреций, илов и т. п.

Наибольшее значение после нефти и _____________________________

газа в настоящее время имеют россыпные Твердые полезные ископаемые месторождения металлоносных минералов, / \

алмазов, строительных материалов и янтаря. коренные россыпные По отдельным видам сырья морские россы- / \

пи имеют преобладающее значение. В них погребенные поверхностные

содержаться десятки различных, в том чис- _____________________________

ле тяжелых минералов и металлов, которые пользуются спросом на мировом зарубежном рынке. К наиболее существенным из них относятся ильменит, рутил, циркон, монацит, магнетит, касситерит, тантало-ниобиты, золото, платина, алмазы и некоторые другие. Крупнейшие прибрежно-морские россыпи известны в основном в тропической и субтропической зонах Мирового океана. При этом россыпи касситерита, золота, платины и алмазов встречаются значительно редко, они представляют собой древнеаллювиальные месторождения, погруженные под уровень моря, и находятся поблизости от районов своего образования.

Такие минералы прибрежно-морских россыпных месторождений, как ильменит, рутил, циркон и монацит — наиболее широко распространенные, «классические» минералы морских россыпей. Эти минералы обладают большим удельным весом, устойчивы к выветриванию и образуют промышленные концентрации во многих районах побережий Мирового океана.

Ведущее место в добыче россыпных металлоносных минералов занимает Австралия, ее восточное побережье, где россыпи тянутся на полторы тысячи километров. Только в песках этой полосы содержится около 1 млн. тонн циркона и 30.0 тыс. тонн монацита.

Главный поставщик на мировой рынок монацита — Бразилия. Ведущим производителем концентратов ильменита, рутила и циркона являются также США (россыпи этих металлов почти повсеместно распространены на шельфе Северной Америки — от Калифорнии до Аляски на западе и от Флориды до Род-Айленда на востоке). Богатые ильменит-цирконовые россыпи найдены у берегов Новой Зеландии, в прибрежных россыпях Индии (штат Керала), Шри-Ланки (район Пулмоддай). Менее значительные прибрежно-морские месторождения монацита, ильменита и циркона обнаружены на Тихоокеанском побережье Азии, на острове Тайвань, на Ляодунском полуострове, в Атлантическом океане у берегов Аргентины, Уругвая, Дании, Испании, Португалии, Фолкендских островов, ЮАР и в некоторых других районах.

Большое внимание в мире уделяется добыче касситеритового концентрата — источник олова. Наиболее богатые в мире прибрежно-морские и подводные аллювиальные россыпные месторождения оловоносной руды- касситерита сосредоточены в странах Юго-Восточной Азии: Бирме, Таиланде, Малайзии и Индонезии. Значительный интерес представляют россыпи касситерита у побережья Австралии, у полуострова Корнуолл (Великобритания), в Бретани (Франция), на северо-восточном берегу острова Тасмания. Морские месторождения приобретают все большее значение из-за истощения запасов на суше и потому, что морские месторождения оказались богаче наземных по содержанию металла.

Более или менее значительные и богатые прибрежно-морские россыпи магнетитовых (содержащих железо) и титаномагнетитовых песков встречаются на всех континентах. Однако промышленными запасами располагают далеко не все из них.

Крупнейшие по запасам скопления железистых песков расположены в Канаде. Весьма значительными запасами этих минералов располагает Япония. Они сосредоточены в Тайском заливе, возле островов Хонсю, Кюсю и Хоккайдо. Железистые пески также добываются в Новой Зеландии. Разработка прибрежно-морских россыпей магнетита осуществляется в Индонезии и Филиппинах. На Украине россыпные титаномагнетитовые месторождения эксплуатируются на пляжах Черного моря; в Тихом океане — в районе острова Инсурут. Перспективные залежи оловоносного песка обнаружены в Ваньковой губе моря Лаптевых. Береговые магнетитовые и титаномагнетитовые россыпи разведены на побережьях Португалии, Норвегии (Лофопянские острова), Дании, германии, Болгарии, Югославии и других странах.

К спорадическим минералам прибрежно-морских россыпей принадлежат прежде всего золото, платина и алмазы. Все они обычно не образуют самостоятельных месторождений и встречаются главным образом в виде примесей. В большинстве случаев морские россыпи золота приурочены к устьевым районам «золотоносных» рек.

Россыпное золото в прибрежно-морских отложениях обнаружено на западных берегах США и Канады, в Панаме, Турции, Египте, странах Юго-Западной Африки (город Ном). Значительными концентрациями золота характеризуются подводные пески пролива Стефанса, к югу от полуострова Гранд. Установлено промышленное содержание золота в пробах, поднятых со дна северной части Берингова моря. Разведка прибрежных и подводных золотоносных песков активно ведется в разных районах океана.

Крупнейшие подводные залежи платины находятся в заливе Гудньюс (Аляска). Они приурочены к древним руслам рек Кускоквим и Салмон, затопленных морем. Это месторождение обеспечивает 90% потребностей США в этом металле.

Основные месторождения прибрежно-морских алмазоносных песков сосредоточены на юго-западном побережье Африки, где они приурочены к отложениям террас, пляжей и шельфа до глубин 120 м. Значительные морские террасовые россыпи алмазов расположены в Намибии, к северу от реки Оранжевой, в Анголе (в районе Луанды), на побережье Сьерра-Леоне. Перспективны африканские прибрежно-морские россыпи.

Янтарь, предмет украшения и ценное сырье для химической и фармацевтической промышленности, встречается на берегах Балтийского, Северного и Баренцева морей. В промышленных масштабах янтарь добывается в России.

Среди нерудного сырья в шельфовой зоне представляют интерес глауконит, фосфорит, пирит, доломит, барит, строительные материалы — гравий, песок, глина, ракушечник. Ресурсов нерудного сырья, исходя из уровня современных и предвидимых потребностей, хватит на тысячи лет.

Интенсивной добычей строительных материалов в море занимаются многие прибрежные страны: США, Великобритания (пролив Ла-Манш), Исландия, Украина. В этих странах добывается ракушечник, его используют в качестве основного компонента при производстве строительной извести, цемента, кормовой муки.

Рациональное использование морских строительных материалов предполагает создание промышленных комплексов по обогащению песков путем их очистки от ракуши и других примесей и утилизации ракуши в разных отраслях хозяйства. Добыча ракушечника ведется со дна Черного, Азовского, Баренцева и Белого морей.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что к настоящему времени сформировалась береговая горнодобывающая промышленность. Ее развитие в последние годы было связано, во-первых, с разработкой новых технологий, во-вторых, получаемый продукт отличается высокой чистотой, так как посторонние примеси уходят в процессе формирования россыпи, в- третьих, разработка прибрежно-морских россыпей не влечет за собой изъятия из землепользования продуктивных угодий.

Характерно, что страны- производители концентратов из минерального сырья, добываемого из прибрежно-морских россыпей (кроме США и Японии), не используют свою продукцию, а экспортируют ее в другие государства. Основное количество этих концентратов на мировой рынок поставляют Австралия, Индия и Шри-Ланка, в меньшей степени — Новая Зеландия, южноафриканские страны и Бразилия. В больших масштабах это сырье ввозят Великобритания, Франция, Нидерланды, Германия, США, и Япония.

В настоящее время разработки прибрежно-морских россыпей расширяются во всем мире и все новые страны начинают осваивать эти богатства океана.

В последние годы обозначились благоприятные перспективы добычи коренных залежей морских недр шахтно-рудничным способом. Известно более сотни подводных шахт и рудников, заложенных с берега материков, естественных и искусственных островов для добычи угля, железной руды, медно-никелевых руд, олова, ртути, известняка и других полезных ископаемых погребенного типа.

В прибрежной зоне шельфа расположены подводные месторождения железной руды. Ее добывают с помощью наклонных шахт, уходящих с берега в недра шельфа. Наиболее значительная разработка морских залежей железной руды ведется в Канаде, на восточном побережье Ньюфаундленда (месторождение Вабана). Кроме того, Канада добывает железную руду в Гудзонском заливе, Япония — на острове Кюсю, Финляндия — у входа в Финский залив. Железные руды из подводных рудников получают также во Франции, Финляндии, Швеции.

В небольших количествах из подводных шахт добываются медь и никель (Канада — в Гудзонском заливе). На полуострове Корнуолл (Англия) ведется добыча олова. В Турции, на побережье Эгейского Моря, разрабатываются ртутные руды. Швеция добывает железо, медь, цинк, свинец, золото и серебро в недрах Ботнического залива.

Крупные соляные осадочные бассейны в виде соляных куполов или пластовых залежей часто встречаются на шельфе, склоне, подножии материков и в глубоководных впадинах (Мексиканский и Персидский заливы, Красное море, северная часть Каспия, шельфы и склоны Африки, Ближнего Востока, Европы). Полезные ископаемые этих бассейнов представлены натриевыми, калийными и магнезитовыми солями, гипсом. Подсчет этих запасов затруднителен: объем только калийных солей оценивается в пределах от сотен миллионов тонн до 2 млрд. тонн. Основная потребность в этих ископаемых удовлетворяется за счет месторождений на суше и добычи из морской воды. В Мексиканском заливе у берегов Луизианы эксплуатируются два соляных купола.

Из подводных месторождений добывается более 2 млн. тонн серы. Эксплуатируется крупнейшее скопление серы Гранд-Айл, расположенное в 10 милях от берегов Луизианы. Для добычи серы здесь сооружен специальный остров (добыча производится фраш-методом). Соляно-купольные структуры с возможным промышленным содержанием серы обнаружены в Персидском заливе, Красном и Каспийском морях.

Следует упомянуть и о других минеральных ресурсах, залегающих главным образом в глубоководных районах Мирового океана. Горячие рассолы и илы с богатым содержанием металлов (железа, марганца, цинка, свинца, меди, серебра, золота) обнаружены в глубоководной части Красного моря. Концентрации этих металлов в горячих рассолах превышают их содержание в морской воде в 1 — 50000 раз.

Более 100 млн. квадратных километров океанического дна покрыто глубоководными красными глинами слоем мощностью до 200 м. Эти глины (гидроокислы алюмосиликатов и железа) представляют интерес для алюминиевой промышленности (содержание окиси алюминия- 15-20%, окиси железа- 13%), они также содержат марганец, медь, никель, ванадий, кобальт, свинец и редкие земли. Годовой прирост глин составляет около 500 млн. тонн. Широко распространены в основном в глубоководных районах Мирового океана глауконитовые пески (алюмосиликаты калия и железа). Эти пески считают потенциально возможным сырьем для производства калийных удобрений.

Особый интерес в мире проявляется к конкрециям. Огромные участки морского дна устланы железомарганцевыми, фосфоритовыми и баритовыми конкрециями. Они имеют чисто морское происхождение, образовались в результате осаждения растворимых в воде веществ вокруг песчинки или мелкого камешка, зуба акулы, кости рыбы или млекопитающего животного.

Фосфоритовые конкреции содержат важный и полезный минерал- фосфорит, широко применяемый в качестве удобрения в сельском хозяйстве, Кроме фосфоритовых конкреций фосфориты и фосфорсодержащие породы встречаются в фосфатных песках, в пластовых залежах дна океана, как в мелководных, так и глубоководных участках.

Мировые потенциальные запасы фосфатного сырья в море оцениваются в сотни миллиардов тонн. Потребность в фосфоритах непрерывно повышается и в основном удовлетворяется за счет месторождений суши, но многие страны не имеют месторождений на суше и проявляют большой интерес к морским (Япония, Австралия, Перу, Чили и др.). Промышленные запасы фосфоритов найдены близ калифорнийского и мексиканского побережья, вдоль береговых зон Южной Африки, Аргентины, восточного побережья США, в шельфовых частях периферии Тихого океана (вдоль Японской основной дуги), у берегов Новой Зеландии, в Балтийском море. Фосфориты добываются в районе Калифорнии с глубин 80-330 м, где концентрация составляет в среднем 75 кг/м куб.

Велики запасы фосфоритов в центральных частях океанов, в Тихом океане, в пределах вулканических поднятий в районе Маршалловых островов, системы поднятий Срединно-Тихоокеанских подводных гор, на подводных горах Индийского океана. В настоящее время морская добыча фосфоритовых конкреций может быть оправданной лишь в районах, где остро ощущается недостаток фосфатного сырья и куда затруднен его ввоз.

Другой вид ценных полезных ископаемых — баритовые конкреции. Они содержат 75-77% сульфата бария, используемого в химической, пищевой промышленности, в качестве утяжелителя растворов при нефтебурении. Эти конкреции обнаружены на шельфе Шри-Ланки, на банке Син-Гури в Японском море и в других районах океана. На Аляске в проливе Дункан, на глубине 30 м разрабатывается единственное в мире жильное месторождение барита.

Особый интерес в международных экономических отношениях представляет добыча полиметаллических, или, как их чаще называют, железомарганцевых конкреций (ЖМК). В их состав входит множество металлов: марганец, медь, кобальт, никель, железо, магний, алюминий, молибден, ванадий, всего- до 30 элементов, но преобладают железо и марганец.

В 1958 г. было доказано, что добыча ЖМК из глубин океана технически осуществима и может быть рентабельной. ЖМК встречаются в большом диапазоне глубин — от 100 до 7000 м, их находят в пределах шельфовых морей — Балтийском, Карском, Баренцевом и др. Однако наиболее ценные и перспективные месторождения расположены на дне Тихого океана, где выделяются две крупные зоны: северная, простирающаяся от Всточно-Марианской котловины через весь Тихий океан до склонов поднятия Альбатрос, и южная, тяготеющая к Южной котловине и ограниченная на востоке поднятиями островов Кука, Тубуан и Восточно-Тихоокеанским. Значительные запасы ЖМК имеются в Индийском океане, в Атлантическом океане (Северо-Американская котловина, плато Блейк). Высокая концентрация таких полезных минералов, как марганец, никель, кобальт, медь, установлена в железомарганцевых конкрециях близ гавайских островов, островов Лайн, Туамоту, Кука и других. Надо сказать, что в полиметаллических конкрециях имеется больше, чем на суше, кобальта в 5 тыс. раз, марганца — в 4 тыс. раз, никеля — в 1,5тыс. раз, алюминия — в 200раз, меди — в 150, молибдена — в 60, свинца- 50 и железа — в 4 раза. Поэтому добыча ЖМК из морских недр очень выгодна.

Сейчас ведется опытная разработка ЖМК: создаются новые глубоководные аппараты с видеосистемами, буровыми приспособлениями, с дистанционным управлением, которые расширяют возможности изучения полиметаллических конкреций. Многие специалисты предрекают добыче железомарганцевых конкреций блестящее будущее, утверждают, что массовая их добыча будет в 5-10 раз дешевле «сухопутной» и тем самым станет началом конца всей горнорудной промышленности на суше. Однако на пути к освоению конкреций стоят еще многие технические, эксплуатационные, экологические и политические проблемы.

Энергетические ресурсы.

Если нефть, газ и каменный уголь, извлекаемые из недр Мирового океана, представляют собой в основном энергетическое сырье. То многие природные процессы в океане служат непосредственными носителями тепловой и механической энергии. Начато освоение энергии приливов, сделана попытка применения термальной энергии, разработаны проекты использования энергии волн, прибоя и течений.

Использование энергии приливов.

Под влиянием приливообразующих Луны и Солнца в океанах и морях возбуждаются приливы. Они проявляются в периодических колебаниях уровня воды и в ее горизонтальном перемещении (приливные течения). В соответствии с этим энергия приливов складывается из потенциальной энергии воды, и из кинетической энергии движущейся воды. При расчетах энергетических ресурсов Мирового океана для их использования в конкретных целях, например для производства электроэнергии, вся энергия приливов оценивается в 1 млрд. кВт, тогда как суммарная энергия всех рек земного шара равна 850 млн. кВт. Колоссальные энергетические мощности океанов и морей представляют собой очень большую природную ценность для человека.

С давних времен люди стремились овладеть энергией приливов. Уже в средние века ее начали использовать для практических целей. Первыми сооружениями, механизмы которых приводились в движение приливной энергией. Были мельницы и лесопилки, появившиеся в X-XI вв. На берегах Англии и Франции. Однако ритм работы мельниц достаточно прерывистый — он был допустим для примитивных сооружений, которые выполняли простые, но полезные для своего времени функции. Для современного же промышленного производства он мало приемлем, поэтому энергию приливов попытались использовать для получения более удобной электрической энергии. Но для этого надо было создать на берегах океанов и морей приливные электростанции (ПЭС).

Создание ПЭС сопряжено с большими трудностями. Прежде всего, они связаны с характером приливов, на которые влиять невозможно. Так как они зависят от астрономических причин. От особенностей очертаний берегов, рельефа, дна и т.п. (Цикл приливов определяется лунными сутками, тогда как режим энергоснабжения связан с производственной деятельностью и бытом людей и зависит от солнечных суток, которые короче лунных на 50 минут. Отсюда максимум и минимум приливной энергии наступает в разное время, что очень неудобно для ее использования). Несмотря на эти трудности. Люди настойчиво пытаются овладеть энергией морских приливов. К настоящему времени предложено около 300 различных технических проектов строительства ПЭС. Наиболее рациональным экономически эффективным решением специалисты считают применение в ПЭС поворотно-лопастной (обратимой) турбины. Идея, которой впервые была предложена советскими учеными.

Такие турбины — их называют погруженными или капсульными агрегатами — способны действовать не только как турбины на оба направления потока. Но и как насосы для подкачки воды в бассейн. Это позволяет регулировать их эксплуатацию в зависимости от времени суток. Высоты и фазы прилива, удаляясь от лунного ритма приливов и приближаясь к периодичности солнечного времени, по которому живут и работают люди. Однако обратимые турбины не компенсируют уменьшение силы прилива. Что вызывает периодическое изменение мощности ПЭС и затрудняет ее эксплуатацию. Действительно, немалые сложности возникнут в работе территориальной энергосистемы, если в нее включена электростанция, мощность которой изменяется 3-4 раза в течение двух недель.

Советские энергетики показали, что эту трудность можно преодолеть, если совместить работу приливных и речных электростанций, имеющих водохранилища многолетнего регулирования. Ведь энергия рек колеблется по сезонам и из года в год. При спаренной работе ПЭС и ГЭС энергия моря придет на помощь ГЭС в маловодные сезоны и годы, а энергия рек заполнит межсуточные провалы в работе ПЭС.

Далеко не в любом районе земного шара есть условия для строительства гидроэлектростанций с водохранилищами многолетнего регулирования. Исследования показали, что передача приливной электроэнергии из прибрежной зоны в центральные части материков будет оправданной для некоторых районов Западной Европы, США, Канады, Южной Америки. В этих районах ПЭС можно объединить с ГЭС, уже имеющими большие водохранилища. В таком комплексном инженерном (капсульные агрегаты) и природно-климатическом (объединенные энергосистемы) подходе лежит ключ к решению проблемы использования приливной энергии. В настоящее время началось практическое освоение энергии приливов, чему в немалой степени способствовали усилия советских ученых, позволившие реализовать идею превращения приливной энергии в электрическую в промышленном масштабе.

Первая в мире промышленная ПЭС мощностью 240 тыс. кВт построена и введена в действие в 1967 г. во Франции. Она расположена на берегу Ла-Манша, в Бретани, в устье реки Ранс, где величина прилива достигает 13,5 м. Плотина ПЭС пролегает между мысом Бриант на правом берегу с опорой на островок Шалибер. Многолетняя эксплуатация первенца приливной энергетики доказала реальность сооружения. Выявила достоинства и недостатки (в частности относительно небольшая мощность) таких станций. В связи с этим во многих странах созданы и продолжают разрабатываться новые проекты мощных и сверхмощных промышленных ПЭС. По определению специалистов, в 23 странах мира имеются подходящие районы для их строительства. Однако несмотря на множество проектов, промышленные ПЭС еще не сооружаются.

При всех достоинствах ПЭС (для них не требуется создания водохранилищ и затопления полезных территорий суши, их работа не загрязняет окружающую среду и т.п.) их доля практически неощутима в современном энергетическом балансе. Однако прогресс в освоении приливной энергии уже отчетливо выражен и перспективе станет более значительным.

Использование энергии волн.

Ветер возбуждает волновое движение поверхности океанов и морей. Волны и береговой прибой обладают очень большим запасом энергии. Каждый метр гребня волны высотой 3 м несет в себе 100 кВт энергии, а каждый километр- 1 млн. кВт. По оценкам исследователей США, общая мощность волн Мирового океана равна 90 млрд. кВт.

С давних времен инженерно-техническую мысль человека привлекла идея практического использования столь колоссальных запасов волновой энергии океана. Однако это очень сложная задача, и в масштабах большой энергетики она еще далека от решения.

Пока удалось добиться определенных успехов в области применения энергии морских волн для производства электроэнергии, питающей установки малой мощности. Волноэнергетические установки используются для питания электроэнергией маяков, буев, сигнальных морских огней, стационарных океанологических приборов, расположенных далеко от берега, и т.п. По сравнению с обычными электроаккумуляторами, батареями и другими источниками тока они дешевле, надежнее и реже нуждаются в обслуживании. Такое использование энергии волн широко практикуется в Японии, где более 300 буев, маяков и другое оборудование получают питание от таких установок. Волновой электрогенератор успешно эксплуатируется на плавучем маяке Мадрасского порта в Индии. Работы по созданию и усовершенствованию подобных энергетических приборов проводятся в различных странах. Перспективные освоения энергии волн связаны с разработкой совершенных и эффективных устройств большой мощности. В течение последних лет появилось много разных технических проектов их. Так, в Англии энергетиками спроектирован агрегат, вырабатывающий электроэнергию при использовании ударов волн. По мнению проектировщиков, 10 таких агрегатов, установленных на глубине 10 м у западных берегов Великобритании, позволят обеспечить электроэнергией город с населением в 300 тыс. человек.

На современном уровне научно- технического развития, а тем более и перспективе, должное внимание к проблеме овладения энергией морских волн, несомненно, позволит сделать ее важной составляющей энергетического потенциала морских стран.

Использование термической энергии.

Воды многих районов Мирового океана поглощают большое количество солнечного тепла, большая часть которого аккумулируется в верхних слоях и лишь в небольшой мере распространяется в нижние. Поэтому создаются большие различия температуры поверхностных и глубоколежащих вод. Они особенно хорошо выражены в тропических широтах. В столь значительной разнице температуры колоссальных объемов воды заложены большие энергетические возможности. Их используют в гидротермальных (моретермальных) станциях, по-другому — ПТЭО — системы преобразования тепловой энергии океана. Первая такая станция была создана в 1927 г. на реке Маас во Франции. В 30-х годах начали строить моретермальную станцию на северо-восточном побережье Бразилии, но после аварии строительство прекратили. Моретермальная станция мощностью 14 тыс. кВт была построена на Атлантическом побережье Африки, близ Абиджана (Берег Слоновой Кости), но из-за технических неполадок она теперь не работает. Разработки проектов ПТЭО ведутся в США, где пытаются создать плавучие варианты таких станций. Усилия специалистов направлены не только на решения технических задач, но и на поиск путей снижения себестоимости оборудования моретермальных станций, для того чтобы увеличить их эффективность. Электроэнергия моретермальных станций должна быть конкурентоспособной по сравнению с электроэнергией других видов электростанций. Действующие ПТЭО находятся в Японии, Майами (США) и на острове Куба.

Принцип работы ПТЭО и первые опыты его реализации дают основание полагать, что экономически наиболее целесообразно создавать их в едином энергопромышленном комплексе. Он может включать в себя: выработку электроэнергии, опреснение морской воды, производство поваренной соли, магния, гипса и других химических веществ, создание марикультуры. В этом, вероятно, заключаются основные перспективы развития моретермальных станций.

Диапазон возможностей использования энергетического потенциала Мирового океана довольно широк. Однако реализовать эти возможности весьма непросто.

Заключение.

В наши дни к использованию ресурсов Мирового океана применим принцип стадийности. На первой стадии антропогенного воздействия на океанскую среду (использование ресурсов, загрязнение и т.п.) нарушения равновесия в ней устраняются процессами ее самоочищения. Это безущербная стадия. На второй стадии, нарушения, вызванные производственной деятельностью, устраняются естественным самовосстановлением и целенаправленными мероприятиями человека, требующими определенных материальных затрат. Третья стадия предусматривает восстановление и поддержание нормального состояния среды только искусственными путями с привлечением технических средств. На этой стадии использования морских ресурсов требуются значительные капиталовложения. Отсюда ясно, что в наше время экономическое освоение океана понимается более широко. Оно включает в себя не только использование его ресурсов, но и заботу об их охране и восстановлении. Не только океан должен отдавать людям свои богатства. Но и люди должны рационально и по-хозяйски их использовать. Все это осуществимо, если в темпах развития морского производства учитывать сохранение и воспроизводство биологических ресурсов океанов и морей и рациональное использование их минеральных богатств. При таком подходе Мировой океан поможет человечеству в решении продовольственной, водной и энергетической проблем.

Литература:

1. Книги:

1.1 Ч. Дрейк «Океан сам по себе и для нас»

1.2 С.Б. Селевич «Океан: ресурсы и хозяйство»

1.3 Б.С. Залогин «Океан человеку»

1.4 Б.С. Залогин «Океаны»

www.ronl.ru

Реферат - Энергетические ресурсы Мирового Океана

Проблема обеспечения электрической энергией многих отраслей мирового хозяйства, постоянно растущих потребностей более чем пятимиллиардного населения Земли становится сейчас все более насущной. Основу современной мировой энергетики составляют тепло- и гидроэлектростанции. Однако их развитие сдерживается рядом факторов. Стоимость угля, нефти и газа, на которых работают тепловые станции, растет, а природные ресурсы этих видов топлива сокращаются. К тому же многие страны не располагают собственными топливными ресурсами или испытывают в них недостаток. Гидроэнергетические ресурсы в развитых странах используются практически полностью: большинство речных участков, пригодных для гидротехнического строительства, уже освоены. Выход из создавшегося положения виделся в развитии атомной энергетики. На конец 1989 года в мире построено и работало более 400 атомных электростанций (АЭС). Однако сегодня АЭС уже не считаются источником дешевой и экологически чистой энергией. Топливом для АЭС служит урановая руда – дорогостоящее и труднодобываемое сырье, запасы которого ограничены. К тому же строительство и эксплуатация АЭС сопряжены с большими трудностями и затратами. Лишь немногие страны сейчас продолжают строительство новых АЭС. Серьезным тормозом для дальнейшего развития атомной энергетики являются проблемы загрязнения окружающей среды. С середины нашего века началось изучение энергетических ресурсов океана, относящихся к “возобновляемым источникам энергии”. Океан – гигантский аккумулятор и трансформатор солнечной энергии, преобразуемой в энергию течений, тепла и ветров. Энергия приливов – результат действия приливообразующих сил Луны и Солнца. Энергетические ресурсы океана представляют большую ценность как возобновляемые и практически неисчерпаемые. Опыт эксплуатации уже действующих систем океанской энергетики показывает, что они не приносят какого-либо ощутимого ущерба океанской среде. При проектировании будущих систем океанской энергетики тщательно исследуется их воздействие на экологию.

Минеральные ресурсы Океан служит источником богатых минеральных ресурсов. Они разделяются на химические элементы, растворенные в воде, полезные ископаемые, содержащиеся под морским дном, как в континентальных шельфах, так и за их пределами; полезные ископаемые на поверхности дна. Более 90% общей стоимости минерального сырья дает нефть и газ. Общая нефтегазовая площадь в пределах шельфа оценивается в 13 млн.кв.км (около ? его площади). Наиболее крупные районы добычи нефти и газа с морского дна – Персидский и Мексиканский заливы. Начата промысловая добыча газа и нефти со дна Северного моря. Шельф богат и поверхностными залежами, представленными многочисленными россыпями на дне, содержащие металлические руды, а так же неметаллические ископаемые. На обширных площадях океана обнаружены богатые залежи железномарганцевых конкреций – своеобразных многокомпонентных руд, содержащих так же никель, кобальт, медь и др. В то же время исследования позволяют рассчитывать на обнаружение крупных залежей различных металлов в конкретных породах, залегающих под дном океана.

Термальная энергия Идея использования тепловой энергии, накопленной тропическими и субтропическими водами океана, была предложена еще в конце Х1Х в. Первые попытки ее реализации были сделаны в 30-х гг. нашего века и показали перспективность этой идеи. В 70-е гг. ряд стран приступил к проектированию и строительству опытных океанских тепловых электростанций (ОТЭС), представляющих собой сложные крупногабаритные сооружения. ОТЭС могут размещаться на берегу или находиться в океане (на якорных системах или в свободном дрейфе). Работа ОТЭС основана на принципе, используемом в паровой машине (см. рис.1). Котел, заполненный фреоном или аммиаком – жидкостями с низкими температурами кипения, омывается теплыми поверхностными водами. Образующийся пар вращает турбину, связанную с электрогенератором. Отработанный пар охлаждается водой из нижележащих холодных слоев и, конденсируясь в жидкость, насосами вновь подается в котел. Расчетная мощность проектируемых ОТЭС составляет 250 – 400 МВт. Учеными Тихоокеанского океанологического института АН СССР было предложено и реализуется оригинальная идея получения электроэнергии на основе разности температур подледной воды и воздуха, которая составляет в арктических районах 26 ?С и более. По сравнению с традиционными тепловыми и атомными электростанциями ОТЭС оцениваются специалистами как более экономически эффективные и практически не загрязняющие океанскую среду. Недавнее открытие гидротермальных источников на дне Тихого океана рождают привлекательную идею создания подводных ОТЭС, работающих на разности температур источников и окружающих вод. Наиболее привлекательными для размещения ОТЭС являются тропические и арктические широты (см. рис.2 и рис.3).

Энергия приливов Использование энергии приливов началось уже в Х1 в. для работы мельниц и лесопилок на берегах Белого и Северного морей. До сих пор подобные сооружения служат жителям ряда прибрежных стран. Сейчас исследования по созданию приливных электростанций (ПЭС) ведутся во многих странах мира (см. таблицу1 и карту1). Два раза в сутки в одно и то же время уровень океана то поднимается, то опускается. Это гравитационные силы Луны и Солнца притягивают к себе массы воды. Вдали от берега колебания уровня воды не превышают 1 м, но у самого берега онимогут достигать 13 м, как, например, в Пенжинской губе на Охотском море. Приливные электростанции работают по следующему принципу: в устье реки или заливе строится плотина, в корпусе которой установлены гидроагрегаты. За плотиной создается приливный бассейн, который наполняется приливным течением, проходящим через турбины. При отливе поток воды устремляется из бассейна в море, вращая турбины в обратном направлении. Считается экономически целесообразным строительство ПЭС в районах с приливными колебаниями уровня моря не менее 4 м. Проектная мощность ПЭС зависит от характера прилива в районе строительства станции, от объема и площади приливного бассейна, от числа турбин, установленных в теле плотины. В некоторых проектах предусмотрены двух- и более бассейновые схемы ПЭС с целью выравнивания выработки электроэнергии. С созданием особых, капсульных турбин, действующих в обоих направлениях, открылись новые возможности повышения эффективности ПЭС при условии их включения в единую энергетическую систему региона или страны. При совпадении времени прилива или отлива с периодом наибольшего потребления энергии ПЭС работает в турбинном режиме, а при совпадении времени прилива или отлива с наименьшим потреблением энергии турбины ПЭС либо отключают, либо они работают в насосном режиме, наполняя бассейн выше уровня прилива или откачивая воду из бассейна. В 1968 г. на побережье Баренцева моря в Кислой губе сооружена первая в нашей стране опытно-промышленная ПЭС. В здании электростанции размещено 2 гидроагрегата мощностью 400 кВт. Десятилетний опыт эксплуатации первой ПЭС позволил приступить к составлению проектов Мезенской ПЭС на Белом море, Пенжинской (см. рис.4) и Тугурской на Охотском море. Использование великих сил приливов и отливов Мирового океана, даже самих океанских волн – интересная проблема. К решению ее еще только приступают. Тут многое предстоит изучать, изобретать, конструировать.

ПЭС РАНС В 1966 г. во Франции на реке Ранс построена первая в мире приливная электростанция, 24 гидроагрегата которой вырабатывают в среднем за год 502 млн. кВт. час электроэнергии. Для этой станцииразработан приливный капсульный агрегат, позволяющий осуществлять три прямых и три обратных режима работы: как генератор, как насос и как водопропускное отверстие, что обеспечивает эффективную эксплуатацию ПЭС. По оценкам специалистов, ПЭС Ранс экономически оправдана. Годовые издержки эксплуатации ниже, чем на гидроэлектростанциях, и составляют 4% капитальных вложений.

Энергия волн Идея получения электроэнергии от морских волн была изложена еще в 1935 г. советским ученым К.Э.Циолковским. В основе работы волновых энергетических станций лежит воздействие волн на рабочие органы, выполненные в виде поплавков, маятников, лопастей, оболочек и т.п. Механическая энергия их перемещений с помощью электрогенераторов преобразуется в электрическую. В настоящее время волноэнергетические установки используются для энергопитания автономных буев, маяков, научных приборов. Попутно крупные волновые станции могут быть использованы для волнозащиты морских буровых платформ, открытых рейдов, марикультурных хозяйств. Началось промышленное использование волновой энергии. В мире уже около 400 маяков и навигационных буев получают питание от волновых установок. В Индии от волновой энергии работает плавучий маяк порта Мадрас. В Норвегии с 1985 г. действует первая в мире промышленная волновая станция мощностью 850 кВт. Создание волновых электростанций определяется оптимальным выбором акватории океана с устойчивым запасом волновой энергии, эффективной конструкцией станции, в которую встроены устройства сглаживания неравномерного режима волнения. Считается, что эффективно волновые станции могут работать при использовании мощности около 80 кВт/м. Опыт эксплуатации существующих установок показал, что вырабатываемая ими электроэнергия пока в 2-3 раза дороже традиционной, но в будущем ожидается значительное снижение ее стоимости.

Установки с пневматическим преобразователем В волновыхустановках с пневматическими преобразователями под действием волн воздушный поток периодически изменяет свое направление на обратное. Для этих условий и разработана турбина Уэллса, ротор которой обладает выпрямляющим действием, сохраняя неизменным направление своего вращения при смене направления воздушного потока, следовательно, поддерживается неизменным и направление вращения генератора. Турбина нашла широкое применение в различных волноэнергетических установках.

Волновая энергетическая установка "Каймей" Волновая энергетическая установка "Каймей" ("Морской свет") – самая мощная действующая энергетическая установка с пневматическими преобразователями – построена в Японии в 1976 г. Она использует волнение высотой до 6 – 10 м. На барже длиной 80 м, шириной 12 м, высотой в носовой части 7 м, в кормовой – 2,3 м, водоизмещением 500 т установлены 22 воздушных камеры, открытые снизу; каждая пара камер работает на одну турбину Уэллса. Общая мощность установки 1000 кВт. Первые испытания были проведены в 1978 – 1979 гг. близ города Цуруока. Энергия передавалась на берег по подводному кабелю длиной около 3 км,

Норвежская промышленная волновая станция В 1985 г. в Норвегии в 46 км к северо-западу от города Берген построена промышленная волновая станция, состоящая из двух установок. Первая установка на острове Тофтесталлен работала по пневматическому принципу. Она представляла собой железобетонную камеру, заглубленную в скале; над ней была установлена стальная башнявысотой 12,3 мм и диаметром 3,6 м. Входящие в камеру волны создавали изменение объема воздуха. Возникающий поток через систему клапанов приводил во вращение турбину и связанный с ней генератор мощностью 500 кВт, годовая выработка составляла 1,2 млн. кВт.ч. Зимним штормом в конце 1988 г. башня станции была разрушена. Разрабатывается проект новой башни из железобетона. Конструкция второй установки состоит из конусовидного канала в ущелье длиной около 170 м с бетонными стенками высотой 15 м и шириной в основании 55 м, входящего в резервуар между островами, отделенный от моря дамбами, и плотины с энергетической установкой. Волны, проходя по сужающемуся каналу, увеличивают свою высоту с 1,1 до 15 м и вливаются в резервуар площадью 5500 кв. м, уровень которого на 3 м выше уровня моря. Из резервуара вода проходит черезнизконапорные гидротурбины мощностью 350 кВт. Станция ежегодно производит до 2 млн. кВт. ч электроэнергии.

Английский "Моллюск" В Великобритании разрабатывается оригинальнаяконструкция волновой энергетической установки типа "моллюск", в которой в качестве рабочих органов используются мягкие оболочки – камеры, вкоторых находится воздух под давлением, несколько большим атмосферного. Накатом волн камеры сжимаются, образуется замкнутый воздушный поток из камер в каркас установки и обратно. На пути потока установлены воздушные турбины Уэллса с электрогенераторами. Сейчас создается опытная плавучая установка из 6 камер, укрепленных на каркасе длиной 120 м и высотой 8 м. Ожидаемая мощность 500 кВт. Дальнейшие разработки показали, чтонаибольший эффект даетрасположение камер по кругу. В Шотландии на озере Лох-Несс была испытана установка, состоящая из 12 камер и 8 турбин, укрепленных на каркасе диаметром60 м и высотой 7 м. Теоретическая мощность такой установки до 1200 кВт.

Волновой плот Коккерела Впервые конструкция волнового плота была запатентована в СССРеще в 1926 г. В 1978 г. в Великобритании проводились испытания опытных моделей океанских электростанций, в основе которых лежит аналогичное решение. Волновой плот Коккерела состоит из шарнирно соединенных секций, перемещение которых относительнодруг друга передается насосам с электрогенераторами. Вся конструкция удерживается на месте якорями. Трехсекционный волновой плот Коккерела длиной 100 м , шириной 50 м и высотой 10 м может дать мощность до 2 тыс. кВт. В СССР модель волнового плота испытывалась в 700-х гг. на Черном море. Она имела длину 12 м, ширину поплавков 0,4 м . На волнах высотой 0,5 м и длиной 10 – 15 м установка развивала мощность 150 кВт.

"Утка Солтера" Проект, известный под названием "утка Солтера", представляет собой преобразователь волновой энергии (см. рис.5). Рабочей конструкцией является поплавок ("утка"), профиль которого рассчитан по законам гидродинамики. В проекте предусматривается монтаж большого количества крупных поплавков, последовательно укрепленных на общем валу. Под действием волн поплавки приходят в движение и возвращаются в исходное положение силой собственного веса. При этом приводятся в действие насосы внутри вала, заполненного специально подготовленной водой. Через систему труб различного диаметра создается разность давления, приводящая в движение турбины, установленные между поплавками и поднятые над поверхностью моря. Вырабатываемая электроэнергия передается по подводному кабелю. Для более эффективного распределения нагрузок на валу следует устанавливать 20 – 30 поплавков. В 1978 г. была испытана модель установки длиной 50 м, состоявшая из 20-ти поплавков диаметром 1 м. Выработанная мощность составили 10 кВт. Разработан проект более мощной установки из 20 – 30 поплавков диаметром 15 м, укрепленных на валу, длиной 1200 м. Предполагаемая мощность установки 45 тыс.кВт. Подобные системы установлены у западных берегов Британских островов, могут обеспечить потребности Великобритании в электроэнергии.

Энергия ветра Использованиеэнергии ветра имеет многовековую историю. Идея преобразования энергии ветра в электрическую возникла в конце Х1Хв. В СССР первая ветровая электростанция (ВЭС) мощностью 100 кВт была построена в 1931 г. у города Ялта в Крыму. Тогда это была крупнейшая ВЭС в мире. Среднегодовая выработка станции составляла 270 МВт.час. В 1942 г. станция была разрушена. В период энергетического кризиса 70-х гг. интерес к использованию энергии возрос. Началась разработка ВЭС как для прибрежной зоны, так и для открытого океана. Океанские ВЭС способны вырабатывать энергии больше, чем расположенные на суше, поскольку ветры над океаном более сильные и постоянные. Строительство ВЭС малой мощности (от сотен ватт до десятков киловатт) для энергоснабжения приморских поселков, маяков, опреснителей морской воды считается выгодным при среднегодовой скорости ветра 3,5-4 м/с. Возведение ВЭС большой мощности (от сотен киловатт до сотен мегаватт) для передачи электроэнергии в энергосистему страны оправдано там, где среднегодовая скорость ветра превышает 5,5-6 м/с. (Мощность, которую можно получить с 1 кв.м поперечного сечения воздушного потока, пропорциональна скорости ветра в третьей степени). Так, в Дании – одной из ведущих стран мира в области ветроэнергетики действует уже около 2500 ветровых установок общей мощностью 200 МВт. На тихоокеанском побережье США в Калифорнии, где скорость ветра 13 м/с и больше наблюдается в продолжение более 5 тыс, ч в году, работает уже несколько тысяч ветровых установок большой мощности. ВЭС различной мощности действуют в Норвегии, Нидерландах, Швеции, Италии, Китае, России и других странах. В связи с непостоянством ветра по скорости и направлению большое внимание уделяется созданию ветроустановок, работающих с другими источниками энергии. Энергию крупных океанских ВЭС предполагается использовать при производстве водорода из океанской воды или при добыче полезных ископаемых со дна океана. Еще в конце Х1Х в. ветряной электродвигатель использовался Ф.Нансеном на судне "Фрам" для обеспечения участников полярной экспедиции светом и теплом во время дрейфа во льдах. В Дании на полуострове Ютландия в бухте Эбельтофт с 1985 г. действуют шестнадцать ВЭС мощностью 55 кВт каждая и одна ВЭС мощностью 100 кВт. Ежегодно они вырабатывают 2800-3000 МВт.ч. Существует проект прибрежной электростанции, использующей энергию ветра и прибоя одновременно (см. рис.6).

Энергия течений Наиболее мощные течения океана – потенциальный источник энергии(см.карту1). Современный уровень техники позволяет извлекать энергию течений при скорости потока более 1 м/с. При этом мощность от 1 кв.м поперечного сечения потока составляет около 1 кВт. Перспективным представляется использование таких мощных течений, как Гольфстрим и Куросио, несущих соответственно 83 и 55 млн. куб.м/с воды со скоростью до 2 м/с, и Флоридского течения (30 млн. куб.м/с, скорость до 1,8 м/с). Для океанской энергетики представляют интерес течения в проливах Гибралтарском, Ла-Манш, Курильских. Однако создание океанских электростанций на энергии течений связано пока с рядом технических трудностей, прежде всего с созданием энергетических установок больших размеров, представляющих угрозу судоходству.

Система "Кориолис" Программа " Кориолис" предусматривает установку во Флоридском проливе в 30 км восточнее города Майами 242 турбин с двумя рабочими колесами диаметром 168 м, вращающимися в противоположных направлениях. Пара рабочих колес размещается внутри полой камеры из алюминия, обеспечивающей плавучесть турбины. Для повышения эффективности лопасти колес предполагается сделать достаточно гибкими. Вся система "Кориолис" общей длиной 60 км будет ориентирована по основному потоку; ширина ее при расположении турбин в 22 ряда по 11 турбин в каждом составит 30 км. Агрегаты предполагается отбуксировать к месту установки и заглубить на 30 м, чтобы не препятствовать судоходству. Полезная мощность каждой турбины с учетом затрат на эксплуатацию и потерь при передаче на берег составит 43 МВт, что позволит удовлетворить потребности штата Флориды (США) на 10%. Первый опытный образец подобной турбины диаметром 1,5 м был испытан во Флоридском проливе. Разработан также проект турбины с рабочим колесом диаметром 12 м и мощностью 400 кВт.

"Соленая" энергия Соленая водаокеанов и морей таит в себе огромные неосвоенные запасы энергии, которая может быть эффективно преобразована в другие формы энергии в районах с большими градиентами солености, какими являются устья крупнейших рек мира, таких как Амазонка, Парана, Конго и др. Осмотическое давление, возникающее при смешении пресных речных вод с солеными, пропорционально разности в концентрациях солей в этих водах. В среднем это давление составляет 24 атм., а при впадении реки Иордан в Мертвое море 500 атм. В качестве источника осмотической энергии предполагается также использовать соляные купола, заключенные в толще океанского дна. Расчеты показали, что при использовании энергии, полученной при растворении соли среднего по запасам нефти соляного купола, можно получить не меньше энергии, чем при использовании содержащейся в нем нефти. Работы по преобразованию "соленой" энергии в электрическую находятся на стадии проектов и опытных установок. Среди предлагаемых вариантов представляют интерес гидроосмотические устройства с полупроницаемыми мембранами. В них происходит всасывание растворителя через мембрану в раствор. В качестве растворителей и растворов используются пресная вода – морская вода или морская вода – рассол. Последний получают при растворении отложений соляного купола.

Схема работы гидроосмотической электростанции В гидроосмотической камере рассол из соляного купола смешивается с морской водой. Отсюда проходящая через полупроницаемую мембрану вода под давлением поступает на турбину, соединенную с электрогенератором (см. рис.7). Схема работы подводной гидроосмотической станции Подводная гидроосмотическая гидроэлектростанция размещается на глубине более 100 м. Пресная вода подается к гидротурбине по трубопроводу. После турбины она откачивается в море осмотическими насосами в виде блоков полупроницаемых мембран остатки речной воды с примесями и растворенными солями удаляются промывочным насосом (см. рис.8).

Морские водоросли как источник энергии В биомассе водорослей, находящихся в океане, заключается огромное количество энергии. Предполагается использовать для переработки на топливо как прибрежные водоросли, так и фитопланктон. В качестве основных способов переработки рассматриваются сбраживание углеводов водорослей в спирты и ферментация больших количеств водорослей без доступа воздуха для производства метана. Разрабатывается также технология переработки фитопланктона для производства жидкого топлива. Эту технологию предполагается совместить с эксплуатацией океанских термальных электростанций. Подогретые глубинные воды которых будут обеспечивать процесс разведения фитопланктона теплом и питательными веществами.

Комплекс "Биосоляр" В проекте комплекса "Биосоляр" обосновывается возможность непрерывного разведения микроводоросли хлорелла в специальных контейнерах, плавающих по поверхности открытого водоема. Комплекс включает систему связанных гибкими трубопроводами плавающих контейнеров на берегу или морской платформе оборудование для переработки водорослей. Контейнеры, играющие роль культиваторов, представляют собой плоские ячеистые поплавки из армированного полиэтилена, открытые сверху для доступа воздуха и солнечного света. Трубопроводами они связаны с отстойником и регенератором. В отстойник откачивается часть продукции для синтеза, а из регенератора в контейнеры поступают питательные вещества – остаток от анаэробной переработки в метантенке. Получаемый в нем биогаз содержит метан и углекислый газ (см. рис.9). Предлагаются и совсем экзотические проекты. В одном из них рассматривается, например, возможность установки электростанции прямо на айсберге. Холод, необходимый для работы станции, можно получать ото льда, а полученная энергия используется для передвижения гигантской глыбы замороженной пресной воды в те места земного шара, где ее очень мало, например в страны Ближнего Востока. Другие ученые предлагают использовать полученную энергию для организации морских ферм, производящих продукты питания. Взоры ученых постоянно обращаются к неисчерпаемому источнику энергии – океану. Океан, выпестовавший когда-то саму жизнь на Земле, еще не раз послужит человеку добрым помощником. Греческая армия была разбита. Преследуемые войсками персидского царя Артаксеркса П, потерявшие веру в свое спасение, остатки ее отрядов брели через пустыню. Но вот на горизонте заблестело море. Море, где их ждали корабли. Море, за которым лежала их любимая родина Море, по которому можно было уйти от персидской армии. И предводитель греков Ксенофонт, как гласит предание, воскликнул: "Море, море! Оно спасет нас!" Близок час, когда бурно растущее человечество обратит свои полные надежды взоры к морю и тоже воскликнет: "Море спасет нас! Море обеспечит нам обилие продуктов питания. Море даст нашей промышленности любое необходимое минеральное сырье. Море снабдит нас неисчерпаемыми источниками энергии. Море станет местом нашего обитания!"

Список литературы 1. Человек и океан. Громов Ф.Н Горшков С.Г. С.-П., ВМФ, 1996 г. - 318 с. 2. Энергия, век двадцать первый. Володин В.В., Хазановский П.М."Детская литература", 1989 г. – 142 с. 3. Большая советская энциклопедия (в 30-ти томах) т.18 – 633 с. 4. Энциклопедический словарь юного техника. Сост. Зубков Б.В., М.; "Педагогика", 1988 г. – 464 с. 5. Энциклопедия для детей. М., "Аванта +", 1994 г. – 640 с.

www.ronl.ru

Доклад - Нефтегазовые ресурсы Мирового океана

Белорусский государственный университет

Факультет международных отношений

Кафедра международного туризма

Курсовая работа

по курсу Экономическая и социальная география зарубежных стран мира

на тему: «Нефтегазовые ресурсы Мирового океана»

Минск

2008

Оглавление

Введение……………………………………………………………………….......3

Глава 1. Мировой океан. Его характеристика………………………………......4

1.1 Общая характеристика…………………………………………………….….4

1.2 Ресурсы Мирового океана…………………………………………………....5

Глава 2. Нефтегазовые ресурсы Мирового океан……………………………....9

2.1 Крупнейшие нефтяные месторождения мира…………………………….…9

2.2 Запасы нефти и газа………………………………………………………….16

2.3 Цены на нефть и их экономическое значение………………………….….17

Глава 3. Освоение ресурсов. Перспективы их использования…………….….20

3.1 Загрязнение морских вод…………………………………………………....20

3.2 Борьба с загрязнением вод Мирового океана……………………………...23

3.3 Перспективы использования………………………………………………..24

Заключение…………………………………………………………………….…26

Список использованных источников...................................................................27

Приложения...........................................................................................................28

Введение

На сегодняшний день проблема добычи нефтегазовых ресурсов, а также перспективы освоения новых бассейнов являются актуальными для современного общества. Нефть и газ – важнейшее стратегическое сырье, от обладания которыми будет зависеть многое в ближайшем будущем. От цен на нефть и газ зависят экономики многих стран. Они составляют по стоимости более 90% всех полезных ископаемых, добываемых с морского дна, при чем потенциальные возможности их добычи в ближайшем будущем наиболее высоки.

Цель данной работы: охарактеризовать нефтегазовые ресурсы Мирового океана, их цены и способы добычи.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

дать общую характеристику Мировому океану,

рассмотреть крупнейшие месторождения нефти и газа в мире,

выяснить, какое их количество хранится в недрах океана,

изучить цены на нефть и их экономическое значение,

рассмотреть виды загрязнений морских вод,

выявить тенденции освоения ресурсов Мирового океана.

Были использованы такие методы, как описательный, аналитический, системный, метод толкования и др.

Структура работы включает введение, три главы, посвященные общей характеристике Мирового океана, крупнейшим нефтяным и газовым месторождениям мира, освоению и перспективам их использования, заключение, в котором подводятся итоги исследования, обобщаются и формулируются выводы, и список использованных источников.

Глава 1. Мировой океан. Его характеристика

1.1 Общая характеристика

Из 510 млн. кв. км площади земного шара на Мировой океан приходится 361 млн. кв. км, или почти 71% (южное полушарие более океаническое — 81%, чем северное — 61%). Океаническая часть земной поверхности — наиболее крупный горизонтальный компонент географической оболочки. Сам факт существования глобальной неоднородности (материковость — океаничность) в сочетании с географической широтой и высотой определяет главнейшие особенности природы Земли. Кроме того, суша и океан распределены по поверхности Земли неравномерно. Асимметрия суши и океана влечет за собой асимметрию в распределении всех остальных компонентов природы: климата, почв, животного и растительного мира; оказывает влияние на характер хозяйственной деятельности человека. Таким образом, познание географических объектов, явлений, процессов невозможно без изучения природы Мирового океана.

Средняя глубина Мирового океана — около 4 тыс. м — это всего только 0,0007 радиуса земного шара.[1] На долю океана, учитывая, что плотность его воды близка к 1, а плотность твердого тела Земли — около 5,5, приходится лишь малая часть массы нашей планеты. Но если обратиться к географической оболочке Земли — тонкому слою в несколько десятков километров, то большую ее часть составит именно Мировой океан. Поэтому для географии он важнейший объект исследования.

В системе наук о Земле важное место занимает океанология, охватывающая всю сумму знаний о Мировом океане и его взаимосвязях с материковой частью Земли и атмосферой. Современная океанология опирается на достижения физики, химии, биологии, геологии и сама вносит существенный вклад в развитие этих наук.

1.2 Ресурсы мирового океана

В наше время Мировой океан играет всё большую роль в жизни человечества. Являясь огромной кладовой минеральных, энергетических, растительных и животных богатств, которые — при рациональном их потреблении и искусственном воспроизводстве — могут считаться практически неисчерпаемыми, Океан способен решить одни из самых остро стоящих задач: необходимость обеспечения быстро растущего населения продуктами питания и сырьём для развивающейся промышленности, опасность энергетического кризиса, недостаток пресной воды.

Основной ресурс Мирового океана — морская вода. Она содержит 75 химических элементов, среди которых такие важные, как уран, калий, бром, магний. Первое по значению место среди извлекаемых из морской воды веществ принадлежит обычной поваренной соли NaCl, которая составляет 86% всех растворимых в морской воде солей. Промышленная добыча поваренной соли из вод Атлантического океана и его морей ведется в Англии, Италии, Испании, Франции, Аргентине и других государствах. Соль из вод Тихого океана получают США в заливе Сан-Франциско (примерно 1,2 млн. т в год).[2] В Центральной и Южной Америке морская вода служит основным источником получения NaCl в Чили и Перу. В Азии почти во всех приморских странах добывается морская пищевая соль.

И хотя основной продукт морской воды всё ещё NaCl — 33% от мировой добычи, но уже добываются магний и бром, давно запатентованы методы получения целого ряда металлов, среди них и необходимые промышленности медь и серебро, запасы которых неуклонно истощаются, тогда, как в океанских водах их содержится до полмиллиарда тонн.

В настоящее время Мировой океан дает свыше 40% мирового производства магния. Кроме Великобритании в этом металле, извлекая его из морской воды, аналогичное производство развито в США (на побережье Тихого океана в штате Калифорния (оно дает 80% потребления)), во Франции, Италии, Канаде, Мексике, Норвегии, Тунисе, Японии, Германии и некоторых других странах.

Добыча калия ведется в водах Атлантического океана и его морей на побережье Великобритании, Франции, Италии, Испании. Калийную соль из вод Тихого океана извлекают в Японии, которая получает из этого источника не более 10 тыс. тонн калия в год. Китай производит добычу калия из морской воды.

Производство «морского» брома ведется в США, в штате Калифорния (на побережье Тихого океана). Вместе с магнием, калием и поваренной солью бром добывается в водах Атлантики и морях Атлантического океана (Англия, Италия, Испания, Франция, Аргентина и др.). В настоящее время бром получают в Индии из морской воды.

Минеральные ресурсы Мирового океана представлены не только морской водой, но и тем, что «под водой». Недра океана, его дно богаты залежами полезных ископаемых. На континентальном шельфе находятся прибрежные россыпные месторождения — золото, платина; встречаются и драгоценные камни — рубины, алмазы, сапфиры, изумруды. Например, вблизи Намибии идут подводные разработки алмазного гравия уже с 1962 года.

Россыпное золото в прибрежно-морских отложениях обнаружено на западных берегах США и Канады, в Панаме, Турции, Египте, странах Юго-Западной Африки (город Ном). Значительными концентрациями золота характеризуются подводные пески пролива Стефанса, к югу от полуострова Гранд. Установлено промышленное содержание золота в пробах, поднятых со дна северной части Берингова моря. Разведка прибрежных и подводных золотоносных песков активно ведется в разных районах океана.

Крупнейшие подводные залежи платины находятся в заливе Гудньюс (Аляска). Они приурочены к древним руслам рек Кускоквим и Салмон, затопленных морем. Это месторождение обеспечивает 90% потребностей США в этом металле.

Основные месторождения прибрежно-морских алмазоносных песков сосредоточены на юго-западном побережье Африки, где они приурочены к отложениям террас, пляжей и шельфа до глубин 120 м. Значительные морские террасовые россыпи алмазов расположены в Намибии, к северу от реки Оранжевой, в Анголе (в районе Луанды), на побережье Сьерра-Леоне. Перспективны африканские прибрежно-морские россыпи.

На шельфе и частично материковом склоне Океана расположены месторождения фосфоритов, которые можно использовать в качестве удобрений, причём запасов хватит на ближайшие несколько сот лет.

В прибрежной зоне шельфа расположены подводные месторождения железной руды. Ее добывают с помощью наклонных шахт, уходящих с берега в недра шельфа. Наиболее значительная разработка морских залежей железной руды ведется в Канаде, на восточном побережье Ньюфаундленда (месторождение Вабана). Кроме того, Канада добывает железную руду в Гудзонском заливе, Япония — на острове Кюсю, Финляндия — у входа в Финский залив. Железные руды из подводных рудников получают также во Франции, Финляндии, Швеции.

В небольших количествах из подводных шахт добываются медь и никель (Канада — в Гудзонском заливе). На полуострове Корнуолл (Англия) ведется добыча олова. В Турции, на побережье Эгейского Моря, разрабатываются ртутные руды. Швеция добывает железо, медь, цинк, свинец, золото и серебро в недрах Ботнического залива.

Полным ходом идёт разведка и добыча океанской нефти и газа на прибрежном шельфе, доля морской добычи приближается к 1/3 мировой добычи этих энергоносителей. В особо крупных размерах идёт разработка месторождений в Персидском, Венесуэльском, Мексиканском заливе, в Северном море; нефтяные платформы протянулись у берегов Калифорнии, Индонезии, в Средиземном и Каспийском морях. Мексиканский залив к тому же знаменит открытым во время разведки нефти месторождением серы, которая вытапливается со дна с помощью перегретой воды.

Другой, пока ещё нетронутой кладовой океана являются глубинные расщелины, где образуется новое дно. Так, например, горячие (более 60 градусов) и тяжелые рассолы Красноморской впадины содержат огромные запасы серебра, олова, меди, железа и других металлов.

Многие природные процессы, происходящие в Мировом океане, — движение, температурный режим вод — являются неистощимыми энергетическими ресурсами. Например, суммарная мощность приливной энергии Океана оценивается от 1 до 6 миллиардов кВт•ч. Это свойство приливов и отливов использовалось во Франции в средние века: в XII веке строились мельницы, колёса которых приводились в движение приливной волной. В наши дни во Франции существуют современные электростанции, использующие тот же принцип работы: вращение турбин при приливе происходит в одну сторону, а при отливе — в другую.

Главное богатство Мирового океана — это его биологические ресурсы (рыба, зоо- и фитопланктон и другие). Биомасса Океана насчитывает 150 тыс. видов животных и 10 тыс. водорослей, а её общий объём оценивается в 35 млрд тонн, чего вполне может хватить, чтобы прокормить 30 млрд человек. Вылавливая ежегодно 85-90 миллионов тонн рыбы, на неё приходится 85 % от используемой морской продукции, моллюсков, водорослей, человечество обеспечивает около 20% своих потребностей в белках животного происхождения.Океан, будучи кладовой разнообразнейших ресурсов, также является бесплатной и удобной дорогой, которая связывает удаленные друг от друга континенты и острова. Морской транспорт обеспечивает почти 80% перевозок между странами, служа развивающемуся мировому производству и обмену.

Несмотря на огромные перспективы использования недр мирового океана, а также его энергии приливов, волн и др., человечество на данном этапе своего технического развития сосредоточилось в основном на добыче нефти и газа в легкодоступных приконтинентальных районах и активном (вплоть до угрозы истребления) вылове биомассы морей и океанов Земли.

Глава 2. Нефтегазовые ресурсы мирового океана

2.1 Крупнейшие нефтяные месторождения мира

Полезные ископаемые — это результат геологического развития нашей планеты, поэтому и в недрах дна морских участков Мирового океана сформировались залежи нефти, природного газа и каменного угля — важнейших видов современного топлива. Исходя из этого, подводные месторождения горючих ископаемых можно рассматривать как топливные ресурсы Мирового океана.

Хотя эти богатства органического происхождения, они не одинаковы по физическому состоянию (жидкие, газообразные и твердые), что предопределяет различие условий их накопления и, следовательно, пространственного размещения, особенности добычи, и это в свою очередь сказывается на экономических показателях разработок. Целесообразно сначала охарактеризовать морские промыслы нефти и газа, имеющие много сходных черт и представляющие большую часть топливных ресурсов мирового океана.

Одна из наиболее острых и актуальных проблем в настоящее время- обеспечение всевозрастающих потребностей многих стран мира топливно-энергетическими ресурсами. К середине XX в. их традиционные виды — уголь и древесное топливо — уступили место нефти, а затем и газу, ставшими не только главными источниками энергии, но и важнейшим сырьем для химической промышленности.

Далеко не все районы земного шара в одинаковой степени обеспечены этими полезными ископаемыми. Большинство стран удовлетворяют свои нужды за счет импорта нефти. Даже США, одно из крупнейших государств- производителей нефти (примерно треть ее мировой добычи), более чем на 40% покрывает свой дефицит ввозимой нефтью.

Япония добывает нефть в ничтожно малых количествах, а закупает почти 17% ее, поступающей на мировой рынок. Она на правах долевого участия добывает нефть на акваториях некоторых Ближневосточных государств, но особенно активно ведет разведку на шельфе стран Юго-Восточной Азии, Австралии, Новой Зеландии с перспективой развития здесь собственной добычи нефти и газа.

Западноевропейские государства импортируют до 96% расходуемой нефти и их потребности в ней продолжают расти.

Потребление нефти и газа во многом определяется рыночной конъюнктурой, поэтому оно заметно изменяется от года к году, иногда в течение нескольких лет. Нехватка собственной нефти и газа и стремление уменьшить зависимость от их импорта стимулируют многие страны к расширению поисков новых нефтегазоносных месторождений. Развитие, обобщение результатов геологоразведочных работ показали, что главным источником добычи нескольких десятков миллиардов тонн нефти и триллионов кубометров газа может служить дно Мирового океана.

По современным представлениям, необходимое геологическое условие создания нефти и газа в недрах Земли — существование в районах образования и накопления нефти и газа больших по размерам осадочных толщ. Они формируют крупные нефтегазоносные осадочные бассейны, которые представляют собой целостные автономные системы, где протекают процессы нефтегазообразования и нефтегазонакопления. Морские месторождения нефти и газа располагаются в пределах этих бассейнов, большая часть площади которых находится в подводных недрах океанов и морей. Планетарные сочетания осадочных бассейнов представляют собой главные пояса нефтегазообразования и нефтегазонакопления Земли (ГПН). Геологи установили, что в ГПН существует комплекс природных предпосылок, благоприятных для развития крупномасштабных процессов нефтегазообразования и нефтегазонакопления.

Не случайно поэтому из 284 известных на Земле крупных скоплений углеводородов 212 с запасами свыше 70 млн. тонн обнаружено в пределах ГПН, простирающихся на континентах, островах, океанах и морях. Однако значительные месторождения нефти и газа распределены неравномерно между отдельными поясами, что объясняется различиями геологических условий в конкретных ГПН.

Всего в мире известно около 400 нефтегазоносных бассейнов. Из них примерно половина продолжается с континентов на шельф, далее на материковый склон и реже на абиссальные глубины. Нефтегазовых месторождений в Мировом океане известно более 900. Из них морскими нефтеразработками охвачено около 351 месторождений. Более или менее развернутую характеристику морских нефтеразработок целесообразнее дать в региональном разделе.

В настоящее время сложилось несколько крупнейших центров подводных нефтеразработок, которые определяют ныне уровень добычи в Мировом океане. Главный из них — Персидский залив. Совместно с прилегающей сушей Аравийского полуострова залив содержит более половины общемировых запасов нефти, здесь выявлено 42 месторождения нефти и только одного — газа. Предполагаются новые открытия в более глубоких отложениях осадочной толщи.

Крупным морским месторождением является Саффания-Хафджи (Саудовская Аравия), введенное в эксплуатацию в 1957г. Начальные извлекаемые запасы месторождения оцениваются в 3,8 млрд. т, добывается 56 млн. т нефти в год. Еще более мощное месторождение — Лулу-Эсфандияр, с запасами около 4,8 млрд. т. Следует отметить также такие крупные месторождения, как Манифо, Ферейдун-Марджан, Абу-Сафа и др.

Для месторождений персидского залива характерен очень высокий дебит скважин. Если среднесуточный дебит одной скважины в США составляет 2,5т, то в Саудовской Аравии – 1590 т, в Ираке -1960 т, в Иране -2300 т. Это обеспечивает большую годовую добычу при малом количестве пробуренных скважин и низкую себестоимость нефти.[3]

Второй по объему добычи район — Венесуэльский залив и лагуна Маракайбо. Нефтяные и газовые месторождения лагуны представляют подводное продолжение гигантского континентально-морского месторождения Боливар-Кост и на восточном берегу лагуны- месторождения Тип-Хауна. Ресурсы лагуны разрабатывались как продолжение ресурсов суши; буровые работы постепенно уходили с берега в море. В 1924 году была пробурена первая скважина. Годовая добыча нефти этого района составляет более 100 млн. тонн.

В последние годы были выявлены новые месторождения, в том числе и вне лагуны, в заливе Ла-Вела и др. Развитие морской нефтедобычи в Венесуэле во многом определяется экономическими и политическими факторами. Для страны нефть — основной экспортный товар.

Одним из старых и освоенных районов морской добычи нефти и газа является акватория Мексиканского залива. У американского побережья залива открыто около 700 промышленных скоплений, что составляет около 50% всех месторождений, известных в Мировом океане. Здесь сосредоточено 32% мирового парка плавучих морских установок, треть всех скважин, пробуренных на морских месторождениях.

Развитие морской нефтегазовой промышленности в Мексиканском заливе сопровождалось созданием комплекса смежных производств — специального машиностроения, верфей для строительства плавучих и стационарных буровых платформ, верфи для создания вспомогательного флота, базы обеспечения и вертолетных площадок, танкерных причалов и терминальных устройств, нефтеперерабатывающих и газоочистных заводов, береговых приемных мощностей и распределителей у устьев морских трубопроводов. Особо следует упомянуть создание разветвленной сети подводных нефте- и газопроводов. Центрами морской нефтегазовой промышленности на берегу стали Хьюстон, Нью-Орлеан, Хоума и другие города.

Развитие морской добычи нефти и газа в США способствовало ликвидации их зависимости от какого-либо регионального источника, в частности от ближневосточной нефти. С этой целью развивается морская нефтедобыча в прибрежье Калифорнии, осваиваются моря Берингово, Чукотское, Бофорта.

Богат нефтью Гвинейский залив, запасы которого оцениваются в 1,4 млрд. т, а ежегодная добыча составляет 50 млн. т.[3]

Сенсационным явилось открытие крупной Североморской нефтегазовой провинции площадью 660 тыс. квадратных километров. Обеспеченность нефтегазовыми ресурсами стран Северного моря оказалась крайне неодинаковой. В секторе Бельгии не выявлено ничего, в секторе Германии — очень мало месторождений. Запасы газа у Норвегии, контролирующей 27% площади шельфа Северного моря, оказались выше, чем у Великобритании, контролирующей 46% площади шельфа, однако в секторе Великобритании сосредоточены основные месторождения нефти. Разведочные работы в Северном море продолжаются. Охватывая все более глубокие воды, и открываются новые месторождения.

Разработка нефтегазовых богатств Северного моря происходит форсированными темпами на основе крупных капиталовложений. Высокие цены на нефть способствовали быстрому освоению ресурсов Северного моря и даже падения добычи в более богатых рентабельных районах Персидского залива. Северное море вышло на первое место по добыче углеводородного сырья в Атлантическом океане. Здесь эксплуатируется 40 месторождений нефти и газа. В том числе 22 у побережья Великобритании, 9- Норвегии, 8- Нидерландов, 1- Дании.

Разработка североморской нефти и газа привела к сдвигам в экономике и внешней политике некоторых стран, В Великобритании быстро стали развиваться сопутствующие отрасли; насчитывается более 3 тысяч компаний, связанных с морскими и нефтегазовыми работами. В Норвегии произошел перелив капитала из традиционных отраслей — рыболовства и судоходства — в нефтегазодобывающую промышленность. Норвегия стала крупным экспортером природного газа, обеспечившего стране треть экспортных поступлений и 20% всех правительственных доходов.

Из других государств, эксплуатирующих ресурсы углеводородов Северного моря, надо отметить Нидерланды, добывающие и экспортирующие газ в страны Европы, и Данию, которая добывает 2,0-2,9 млн. т нефти. Эти страны контролируют небольшое количество сравнительно мелких нефтяных и нефтегазовых месторождений.

Из новых районов морской нефтедобычи особо следует отметить набирающую силу нефтедобывающую промышленность Мексики. Буровые работы в северной части Морского Золотого пояса (Фаха-де-Оро) в Мексиканском заливе привели к открытию подводного нефтяного месторождения Исла-де-Лобос, на шельфе Мексики (районы Золотого пояса, залива Кампече) выявлено более 200 нефтяных и газовых месторождений, которые дают стране половину объема ее нефтедобычи. Особое внимание привлекает залив Кампече, отличающийся очень высокими, до 10 тыс. м куб. в сутки, дебитами скважин.[4]

Мексика стала крупным экспортером нефти. Валютные поступления используются для развития химической и газоперерабатывающей промышленности, для производства удобрений, необходимых важнейшей отрасли страны — сельскому хозяйству.

В ряд крупнейших и перспективных районов нефтедобычи становится Западная Африка. Рост добычи и ее колебания в странах региона во многом зависят от политической конъюнктуры, от иностранных капиталовложений, доступности технологии. Первые промышленные притоки нефти были получены на подводном продолжении континентально-морского месторождения Габона Ченге-Осеан, затем последовали новые открытия в водах Габона, Нигерии, Бенина, Конго. Наиболее развита добыча в Нигерии (19,3 млн. т), за ней идут Ангола (8,8 млн. т), Габон (6,5 млн. т), Конго (5,9 млн. т). Основная часть добываемой нефти направляется на экспорт, используется как важный источник валютных поступлений и правительственных доходов. В нефтедобыче господствует иностранный капитал.

Быстро развивается морская нефтегазовая промышленность стран Латинской Америки — Аргентины, Бразилии и других, стремящихся хотя бы частично освободиться от импорта нефти и укрепить национальное хозяйство.

Перспективно освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа КНР. В последние годы там проводятся большие поисковые работы, создается необходимая инфраструктура.

Очень богаты углеводородами и шельфовые зоны Северной Австралии, залив Кука (Аляска), район Канадского Арктического архипелага. Добыча «морской» нефти проводится на Каспийском море (побережья Азербайджана, Казахстана, Туркмении (месторождение Бани Лам)). Месторождения газа Галицыно в Черном море между Одессой и Крымом полностью обеспечивают потребности Крымского полуострова. Интенсивные поиски газа ведутся в Азовском море.

В настоящее время в Мировом океане широко развернулся поиск нефти и газа. Разведочное глубокое бурение уже осуществляется на площади около 1 млн. кв. километра, выданы лицензии на поисковые работы еще на 4 млн. кв. километра морского дна. В условиях постепенного истощения запасов нефти и газа на многих традиционных месторождениях суши заметно повышается роль Мирового океана как источника пополнения этих дефицитных видов топлива.

Таблица 1. Крупнейшие мировые нефтедобытчики

2.2 Запасы нефти и газа

ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5:%D0%94%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D1%87%D0%B0%D0%AD%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B9%D0%92%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B8%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82.pngНефть относится к невозобновляемым ресурсам. Разведанные запасы нефти составляют (на 2004) 210 млрд т (1200 млрд баррелей), неразведанные — оцениваются в 52—260 млрд т (300—1500 млрд баррелей). Мировые разведанные запасы нефти оценивались к началу 1973 года в 100 млрд т (570 млрд баррелей) (данные по запасам нефти, публикуемые за рубежом, возможно занижены). Таким образом, в прошлом разведанные запасы росли. В настоящее время, однако, они сокращаются. (Приложение 1)

До середины 1970-х мировая добыча нефти удваивалась примерно каждое десятилетие, потом темпы её роста замедлились. В 1938 она составляла около 280 млн т, в 1950 около 550 млн т, в 1960 свыше 1 млрд т, а в 1970 свыше 2 млрд т. В 1973 году мировая добыча нефти превысила 2,8 млрд т. Мировая добыча нефти в 2005 году составила около 3,6 млрд т. [5]

Всего с начала промышленной добычи (с конца 1850-х гг.) до конца 1973 года в мире было извлечено из недр 41 млрд т, из которых половина приходится на 1965—1973 год.

Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Её доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растет: 3 % в 1900, 5 % перед 1-й мировой войной 1914—1918, 17,5 % накануне 2-й мировой войны 1939—45, 24 % в 1950, 41,5 % в 1972, 48 % в 2004. [5]

Имеются также большие запасы нефти (3400 млрд баррелей) в нефтяных песках Канады и Венесуэлы. Этой нефти при нынешних темпах потребления хватит на 110 лет. В настоящее время компании ещё не могут производить много нефти из нефтяных песков, но ими ведутся разработки в этом направлении. (Приложение 2).

2.3 Цены на нефть и их экономическое значение

Схема 1. Цены на нефть с 1861 по 2007 годы, в долларах 2007 года

Цены на нефть, как и на любой другой товар, определяются соотношением спроса и предложения. Если предложение падает, цены растут до тех пор, пока спрос не сравняется с предложением. Особенность нефти, однако, в том, что в краткосрочной перспективе спрос малоэластичен: рост цен мало влияет на спрос. Редкий владелец автомобиля начнёт ездить в автобусе из-за роста цен на бензин. Поэтому даже небольшое падение предложения нефти приводит к резкому росту цен.

В среднесрочной перспективе (5—10 лет), однако, ситуация иная. Рост цен на нефть заставляет потребителей покупать более экономичные автомобили, а компании — вкладывать деньги в создание более экономичных двигателей. Новые дома строятся с улучшенной теплоизоляцией, так что на их обогрев тратится меньше топлива. Благодаря этому, сокращение добычи нефти приводит к росту цен лишь в первые годы, а затем цены на нефть опять падают.

В долгосрочной перспективе (десятилетия) спрос непрерывно увеличивается за счет увеличения количества автомобилей и им подобной техники. Относительно недавно в число крупнейших мировых потребителей нефти вошли Китай и Индия. В XX веке рост спроса на нефти уравновешивался нахождением новых месторождений, позволявшим увеличить и добычу нефти. Однако многие считают, что в XXI веке нефтяные месторождения исчерпают себя, и диспропорция между спросом на нефть и её предложением приведёт к резкому росту цен — наступит нефтяной кризис. Некоторые считают, что нефтяной кризис уже начался, и рост цен в 2003—2008 годах является его признаком.

Так, потерпев поражение в Войне Судного дня, арабские страны решили в 1973—1974 годах сократить добычу нефти на 5 млн баррелей в день, чтобы «наказать» Запад. Другие страны сумели увеличить добычу на 1 млн баррелей в день. Общая добыча нефти сократилась на 7 %, но цены выросли в 4 раза. Цены на нефть сохранялись на высоком уровне (хотя и не таком высоком, как во время бойкота) и в середине 1970-х годов, дальнейший толчок им дала иранская революция и ирано-иракская война. Своего пика цены достигли в начале 1980-х годов. После этого, по причинам, описанным выше, цены начали падать. За несколько лет они упали более чем втрое. После вторжения Ирака в Кувейт в 1990 году цены выросли, но быстро упали опять, после того как стало ясно, что другие страны легко могут увеличить добычу нефти. После разгрома Ирака в 1991 году цены продолжали падать и достигли своего минимума $11 за баррель в 1998 году, что с учётом инфляции соответствует уровню начала 1970-х годов. В России это привело, в частности, к упадку нефтяной промышленности и стало одной из причин дефолта.

Страны ОПЕК сумели договориться о сокращении добычи нефти, и к середине 2000 года цены достигли $30 за баррель. С конца 2003 до 2005 включительно произошёл новый резкий скачок цен, в мае 2008 была достигнута цена $135, и удерживается на уровне выше $100. Некоторые считают причиной этого скачка цен предполагаемое вторжение США в Иран, по мнению других, он знаменует начало давно ожидаемого нефтяного кризиса, когда истощающимся месторождениям всё труднее удовлетворить растущий спрос на нефть. Большинство аналитиков считают, что эта цена будет снижена. Одни называют цифру 40, другие 75 долларов за баррель.

Цена нефти в феврале 2008-го уже превышала психологически важную отметку в 100 долларов за барель, в марте высокие темпы роста цен продолжились(110$). Максимальная цена нефти сорта WTI (Light Sweet) была достигнута 11 июля 2008 года, превысив $147 за баррель.[6]

В октябре 2008 цена на нефть опустилась ниже 67 долларов за баррель в результате глобального экономического кризиса и достигла своего 12 месячного минимума.

Следует отметить, что рост мировых цен на нефть всегда разгоняет долларовую инфляцию, так как США крупнейший потребитель нефти.

Глава 3. Освоение ресурсов. Перспективы их использования

3.1 Загрязнение морских вод

Важнейшей экологической проблемой морей является загрязнение. Под загрязнением понимают введение человеком вредных веществ в морскую среду, влекущее такие воздействия, как ущерб живым ресурсам, опасность для здоровья людей, помехи морской деятельности, включая рыболовство, ухудшение качества морской воды. Существуют различные виды загрязнений – химическое, физическое, механическое, биологическое. Около 70% загрязнений морской среды дают наземные источники. Среди них, прежде всего — промышленность, строительство, коммунальное и сельское хозяйство, индустрия отдыха.

Наиболее опасны загрязнения:

нефтью,

нефтепродуктами,

радиоактивными веществами,

отходами, промышленными и бытовыми сточными водами,

выбросами химических удобрений (пестицидов).

Нефть является самым стойким загрязнителем морских вод. Она представляет одну из главных опасностей для здоровья человека. Ежегодно в моря поступает от 6 до 10 миллионов тонн нефти. Известно, что 1 тонна нефти, растекаясь, образует на поверхности пятно в 12 квадратных километров. Экологические последствия нефтяного загрязнения следующие[3]:

нарушается обмен в системе «океан – атмосфера»

нарушается процесс фотосинтеза

гибель в первую очередь икры, мальков, молоди рыб

появление уродливых, нежизнеспособных особей

изменяется структура сообществ, уменьшается разнообразие видов организмов

гибель водоплавающих птиц

накопление вредных веществ по цепям питания, отравление человека

По подсчетам в Мировой океан ежегодно попадает 6-15 млн. т нефти и нефтепродуктов. Здесь прежде всего необходимо отметить потери, связанные с ее транспортировкой танкерами. После разгрузки нефти, чтобы придать танкеру необходимую устойчивость, его танки заполняют балластной водой, слив балластной воды с остатками нефти до последнего времени осуществлялся чаще всего в открытое море. Лишь немногие танкеры обладают резервуарами, специально предназначенными для балластной воды, которые никогда не заполняются нефтью.

Значительные количества нефти попадают в море после промывки цистерн и нефтеналивных сосудов. Подсчитано, что в море попадает около 1 % нефти и нефтепродуктов от всего перевозимого груза. Например, нефтеналивное судно водоизмещением около 30 000 т сбрасывает в море около 300 т мазута при каждом рейсе. При перевозке 500 млн. т нефти в год, потери мазута составляют около 5 млн. т в год, или 13700 т в сутки.

Огромное количество нефтепродуктов попадает в Мировой океан при их использовании. Только дизельные двигатели судов выбрасывают в море до 2 млн. т тяжелых нефтепродуктов (смазочные масла, несгоревшее топливо).

Велики потери при морском бурении, сборе нефти в местные резервуары и перекачке по магистральным нефтепроводам. Здесь теряется до 0,25 % от всего количества добываемой нефти.

По мере роста морской добычи нефти количество перевозок ее танкерами резко возрастает, а, следовательно, возрастает и количество аварийных случаев. В последний годы увеличилось количество крупных танкеров, перевозящих нефть. На долю супертанкеров приходится более половины всего объема перевозимой нефти. Такой гигант даже после включения экстренного торможения проходит больше 1 мили (1852 м) до полной остановки. Естественно, что опасность катастрофических столкновений у таких танкеров возрастает в несколько раз.

Вынос нефти и нефтепродуктов в море с водами рек. Таким путем в моря попадает до 28 % от общего количества поступающей нефти.

Приток нефтепродуктов с атмосферными осадками. Легкие фракции нефти испаряются с поверхности моря и попадают в атмосферу. Таким образом в Мировой океан поступает около 10 % нефти и нефтепродуктов от общего количества.

Слив неочищенных вод с заводов и нефтебаз, расположенных на морских побережьях и в портах. В США таким путем в Мировой океан попадает более 500 тыс. т нефти в год.

Нефтяными пленками охвачены: огромные акватории Атлантического и Тихого океанов; полностью покрыты Южно-Китайское и Желтое моря, зона Панамского канала, обширная зона вдоль берегов Северной Америки (шириной до 500-600 км), акватория между Гавайскими островами и Сан-Франциско в северной части Тихого океана и многие другие районы. Особенно большой вред такие нефтяные пленки приносят в полузамкнутых, внутренних и северных морях, куда они приносятся системами течений. Так, Гольфстрим и Северо-Атлантическое течения переносят углеводороды от берегов Северной Америки и Европы в районы Норвежского и Баренцева морей. Особенно опасно попадание нефти в моря Северного Ледовитого океана и Антарктики, так как низкие температуры воздуха тормозят процессы химического и биологического окисления нефти даже в летний период. Таким образом, нефтяное загрязнение носит глобальный характер.

При испарении нефти с поверхности воды, присутствие ее паров в воздухе вредно отражается на здоровье людей. Особенно выделяются акватории: Средиземного, Северного, Ирландского, Яванского морей; Мексиканского, Бискайского, Токийского заливов.

Не в меньшей степени загрязнено отходами и Северное море. А ведь это — шельфовое море — средняя глубина его 80 м, а в районе Доггер-Банки — до недавнего времени богатой рыбопромысловой акватории — 20 м. При этом впадающие в него реки, особенно наиболее крупные, такие как: Рейн, Эльба, Везер, Темза снабжают Северное море не чистой пресной водой, а, наоборот, ежечасно несут в Северное море тысячи тонн отравляющих веществ.

В Северном море, где плотность движения танкеров самая высокая в мире, ежегодно перевозится около 500 млн. т нефти, происходит 50 % всех столкновений.

3.2.Борьба с загрязнением вод Мирового океана

В ряде случаев, несмотря на колоссальные достижения современной науки, ликвидировать определенные виды химического, а также радиоактивного загрязнений в настоящее время невозможно.

Методы очистки вод Мирового океана:

локализация участка (с помощью плавающих ограждений — боннов),

сжигание на локализованных участках,

удаление с помощью песка, обработанного особым составом,

В результате чего нефть прилипает к зернам песка и опускается на дно.

поглощение нефти соломой, опилками, эмульсиями, диспергаторами, с помощью гипса,

препарат “ДН-75”,

За несколько минут очищает поверхность моря от нефтяных загрязнений.

ряд биологических методов,

Применение микроорганизмов, которые способны разлагать углеводороды вплоть до углекислоты и воды.

использование специальных судов, оснащенных установками для сбора нефти с поверхности моря.

Созданы специальные суда малых размеров, которые доставляются самолетами к месту аварии танкеров; каждое такое судно может всасывать до 1,5 тыс. л нефтеводяной смеси, отделяя свыше 90 % нефти и закачивая ее в специальные плавучие емкости, буксируемые затем к берегу.

предусмотрены нормы безопасности при строительстве танкеров, при организации систем транспортировки, передвижения в бухтах.

Но все они страдают недостатком — расплывчатые формулировки позволяют частным компаниям их обходить; кроме береговой охраны некому следить за соблюдением этих законов.

3.3 Перспективы использования

По различным данным морские ресурсы нефти и газа составляют от 50 до 60% от общемировых ресурсов. И если добыча нефти на суше ведется уже более 80 лет, а морская нефтедобыча разворачивается лишь в последние 15-20 лет, то понятно, что основные надежды на неиспользованные ресурсы связываются с дальнейшим расширением морской нефтедобычи. Однако среди трудностей, встречающихся на этом пути основная — слабая геолого-геофизическая изученность акваторий Мирового океана.

Единственное судно, специально оборудованное для глубоководного морского бурения, “Гломар Челленджер” (с него можно производить бурение при глубине моря 6 км на глубину до 1300 м), хотя и пробурило за сравнительно короткий срок, начиная с 1968 г. около 500 скважин, однако при колоссальной площади этого количества скважин крайне недостаточно.[7] Особенно слабо изучены центральные глубоководные части океанов. Правда, считается маловероятным наличие благоприятных условий для образования значительных залежей нефти и газа в слабоуплотненных отложениях, сформировавшихся в глубоководных частях Мирового океана. Определенно установлено лишь то, что значительная часть континентального склона, по крайней мере, до глубины 1500-2000 м, а иногда и ниже перспективна в нефтегазовом отношении. Это связано с тем, что акватория современного континентального склона первоначально представляла собой мелководные морские бассейны с условиями, благоприятными для образования углеводородов, и лишь впоследствии в результате дробления края материков оказалась погруженной в современные глубины.

Если же учесть, что в настоящее время в основном осваиваются акватории глубиной до 100 м, то легко представить себе, что в ближайшие годы открывается перспектива (по мере развития морской буровой техники) освоения богатейших месторождений нефти и газа и на больших глубинах, и именно с морскими месторождениями связано будущее увеличение добычи нефти и газа.

В наши дни к использованию ресурсов Мирового океана применим принцип стадийности. На первой стадии антропогенного воздействия на океанскую среду (использование ресурсов, загрязнение и т.п.) нарушения равновесия в ней устраняются процессами ее самоочищения. Это безущербная стадия. На второй стадии, нарушения, вызванные производственной деятельностью, устраняются естественным самовосстановлением и целенаправленными мероприятиями человека, требующими определенных материальных затрат. Третья стадия предусматривает восстановление и поддержание нормального состояния среды только искусственными путями с привлечением технических средств. На этой стадии использования морских ресурсов требуются значительные капиталовложения. Отсюда ясно, что в наше время экономическое освоение океана понимается более широко. Оно включает в себя не только использование его ресурсов, но и заботу об их охране и восстановлении.

Заключение

Являясь огромной кладовой минеральных, энергетических, растительных и животных богатств, Океан способен решить одни из самых остро стоящих задач: необходимость обеспечения быстро растущего населения продуктами питания и сырьём для развивающейся промышленности, опасность энергетического кризиса, недостаток пресной воды.

В настоящее время в Мировом океане широко развернулся поиск нефти и газа. Разведочное глубокое бурение уже осуществляется на площади около 1 млн. кв. километра, выданы лицензии на поисковые работы еще на 4 млн. кв. километра морского дна. В условиях постепенного истощения запасов нефти и газа на многих традиционных месторождениях суши заметно повышается роль Мирового океана как источника пополнения этих дефицитных видов топлива.

Не остается без внимания экологическая проблема, возникшая вследствие развития промышленности, добычи нефтегазовых ресурсов и их транспортировки по водам Мирового океана

Перспективы освоения новых залежей нефти и газа на дне Мирового океана очень велики. Перспективными на эти ресурсы являются 75 млн. км2. Это дает нам право предполагать, что ближайшие пол века мы не останемся без этого сырья. На рынке появляются новые страны экспортеры нефти открываются новые бассейны. Но все равно природные ресурсы исчерпаемы и для дальнейшего развития человечества надо найти альтернативу нефти и газу в ближайшее время.

Список использованных источников

1. Образование океана // ВсеВед промышленности [Электронный ресурс] – 2007 — 2008. – Режим доступа:

2. www.ed.vseved.ru/higher-school-russia/education-article.php3

3. Дата доступа: 12.11.2008.

4. Родионова, И. А. Экономическая география: учеб.-справ. пособие / И. А. Родионова, Т. М. Бунакова. М., 1999. –

5. Максаковский, В. П. Географическая картина мира: в 2 кн. / В. П. Максаковский. М., 2003. Кн. 1: Общая характеристика мира. — 32 – 42, 61 — 63, 78 — 82 с.

6. Алисов, Н. В. Экономическая и социальная география мира (общий обзор): учеб. для вузов / Н. В. Алисов, Б. С. Хорев. М., 2001. –

7. Product supplied // Energy information Administration [Электронный ресурс] – 2008. – Режим доступа:

8. tonto.eia.doe.gov/dnav/pet/pet_cons_psup_dc_nus_mbbl_m.htm

9. Дата доступа: 28.11.2008.

10. Экономика // The New Times [Электронный ресурс] – 2008. – Режим доступа:

11. newtimes.ru/magazine/2008/issue096/doc-60252.html

12. Дата доступа: 15.12.2008.

13. Добыча тяжелой нефти // Научно-исследовательская лаборатория по изучению и обобщению зарубежного опыта нефтегазодобывающей промышленности [Электронный ресурс] – 2007 — 2008. – Режим доступа:

14. forexpoil.gubkin.ru/works/2/articles/vgm.php

15. Дата доступа: 28.11.2008.

Приложение

Страны с крупнейшими запасами нефти (По данным BP Statistical Review 2008)

Доказанные запасы нефти на 2007 год

www.ronl.ru

Шпаргалка - Ресурсы Мирового Океана

РЕФЕРАТ

РЕСУРСЫ МИРОВОГО ОКЕАНА

выполнила:

ученица школы №34.

Кострома, 1998

План:

I. Мировой океан- кладовая биологических, химических, топливных и энергетических ресурсов.

1. Океан и человек

II. Ресурсы Мирового океана:

1. Биологические ресурсы:

а) освоение нектона, бентоса, зообентоса, фитобентоса, зоопланктона, фитопланктона Мирового океана.

б) рассмотрение биологической продуктивности каждого океана:

— Атлантического океана;

— Тихого океана;

— Индийского океана;

— Северного Ледовитого океана;

— Южного океана.

2. Химические ресурсы:

а) главные виды химических ресурсов Мирового океана:

— поваренная соль

— магний

— кальций

— бром

3. Опреснение вод Мирового океана:

а) дефицит пресной воды, его причины;

б) способы решения проблемы;

в) пути обеспечения пресной водой:

— опреснение океанских и морских вод:

· дистилляция;

· дистилляция и энергия;

· крупнейшие производители пресной воды

— айсберги, как источник пресной воды

4. Топливные ресурсы:

а) промыслы нефти и газа:

— нефтегазоносные осадочные бассейны

— основные месторождения нефти и газа

б) каменный уголь, его месторождения

5. Твердые полезные ископаемые со дна океана:

а) классификация твердых полезных ископаемых

б) россыпные полезные ископаемые

в) коренные полезные ископаемые

6. Энергетические ресурсы:

а) использование энергии приливов

б) использование энергии волн

в) использование термической энергии

Ш. Заключение.

Химические ресурсы.

Мировой океан — огромный природный резервуар, заполненный водой, которая представляет собой сложный раствор различных химических элементов и соединений. Некоторые из них извлекаются из воды и используются в производственной деятельности человека и, будучи компонентами солевого состава океанских и морских вод, могут рассматриваться как химические ресурсы. Из 160 известных химических элементов 70 найдено в океанских и морских водах. Концентрация лишь нескольких из них превышает 1 г/л.

К ним относятся: хлористый магний, хлористый натрий, сернокислый кальций. Только 16 элементов находятся в океане в количестве более 1 мг/л, содержание остальных измеряется сотыми и тысячными долями миллиграмма в литре воды. Из-за ничтожно малых концентраций их называют микроэлементами химического состава вод Мирового океана. При очень малых концентрациях веществ и элементов в 1 л океанской воды их содержание достигает весьма внушительных размеров в сравнительно больших объемах вод,

В каждом кубическом километре морской воды растворено 35 млн. тонн твердых веществ. В их числе поваренная соль, магний, сера, бром, алюминий, медь, уран, серебро, золото и т.п.

Учитывая громадный объем вод Мирового океана, суммарное количество растворенных в нем элементов и их соединений исчисляется колоссальными величинами. Их общий вес равен 50´1015. Большую часть (99,6%) солевой массы океана образуют соединения натрия, магния и кальция. На долю всех остальных составляющих раствора приходится лишь 0,4%.

В настоящее время используются только те химические ресурсы Мирового океана, добыча которых из океанских вод экономически выгоднее получения их из аналогов на суше. Принцип рентабельности лежит в основе морского химического производства, к главным видам которого относится получение из морской воды поваренной соли, магния, кальция и брома.

Первое по значению место среди извлекаемых из морской воды веществ принадлежит обычной поваренной соли NaCl, которая составляет 86% всех растворимых в морской воде солей. Во многих районах мира соль добывают путем выпаривания воды при нагреве солнцем, иногда очищая, а иногда и нет для последующего использования. Добыча поваренной соли из морской воды достигает 6-7 млн. тонн год, что равно 1/3 ее мирового производства. Промышленная добыча поваренной соли из вод Атлантического океана и его морей ведется в Англии, Италии, Испании, Франции, Аргентине и других государствах. Соль из вод Тихого океана получают США в заливе Сан-Франциско (примерно 1,2 млн. т в год). В Центральной и Южной Америке морская вода служит основным источником получения поваренной соли в Чили и Перу. В Азии почти во всех приморских странах добывается морская пищевая соль. К примеру, в Японии 50% потребности в поваренной соли обеспечивают морские соляные промыслы.

Поваренная соль используется главным образом в пищевой промышленности, куда идет соль высокого качества, содержащая не менее 36% NaCl. При его более низких концентрациях соль направляется на промышленные нужды для получения соды, едкого натрия, соляной кислоты и других продуктов. Низкосортная соль применяется в холодильных установках, а также идет на различные бытовые нужды.

В водах Мирового океана растворено большое количество магния. Хотя его концентрация в морской воде относительно невелика (0,13%), однако она намного превышает содержание других металлов, кроме натрия. «Морской» магний встречается преимущественно в виде хлористых и в меньшей степени сернокислых легкорастворимых соединений.

Извлекают магний путем отделения от натрия, калия и кальция, окисляя до нерастворимой окиси магния, которую в последствии подвергают электрохимической обработке.

Первая тонна морского магния была получена в 1916 г. в Англии. С тех пор его производство неуклонно развивалось. В настоящее время Мировой океан дает свыше 40% мирового производства магния. Кроме Великобритании в этом металле, извлекая его из морской воды, аналогичное производство развито в США (на побережье Тихого океана в штате Калифорния (оно дает 80% потребления)), во Франции, Италии, Канаде, Мексике, Норвегии, Тунисе, Японии, Германии и некоторых других странах. Имеются сведения об извлечении магния из рассолов Мертвого моря, которое производилось еще в 1924 году в Палестине. Позднее было начато производство магния из морской воды в Израиле (химические ресурсы Индийского океана пока еще освоены довольно слабо).

Сегодня магний применяется для изготовления различных легких сплавов и огнеупорных материалов, цемента, а также во многих других отраслях хозяйства.

Концентрация калия в океанских и морских водах весьма невелика. К тому же он находится в них в виде двойных солей, образуемых с натрием и магнием, поэтому извлечение калия из морской воды — химически и технологически сложная задача. Промышленная добыча «морского» калия основана на обработке морской воды специально подобранными химическими реагентами и сильными кислотами.

Калий начали добывать из морской воды в годы первой мировой войны, когда его основные месторождения на суше, в Страсбурге и Эльзасе, дававшие около 97% мирового производства были захвачены Германией. В это время «морской» калий стали получать в Японии и Китае. Вскоре поле первой мировой войны его начали добывать и другие страны. Сегодня добыча калия ведется в водах Атлантического океана и его морей на побережье Великобритании, Франции, Италии, Испании. Калийную соль из вод Тихого океана извлекают в Японии, которая получает из этого источника не более 10 тыс. тонн калия в год. Китай производит добычу калия из морской воды.

Калийные соли используются как удобрения в сельском хозяйстве и как ценное химическое сырье в промышленности.

Хотя концентрация брома в морской воде незначительна (0,065%), он был первым веществом, которое начали добывать из морской воды, поскольку из минералов суши, где он содержится в ничтожно малых количествах, его извлечь практически невозможно. Поэтому мировое производство брома (примерно 100 тонн в год) в основном базируется на его добыче из морской воды. Производство «морского» брома ведется в США, в штате Калифорния (на побережье Тихого океана). Вместе с магнием, калием и поваренной солью бром добывается в водах Атлантики и морях Атлантического океана (Англия, Италия, Испания, Франция, Аргентина и др.). В настоящее время бром получают в Индии из морской воды.

Спрос на бром в значительной мере связан с использованием в качестве присадки для бензина тетраэтилсвинца, производство которого сокращается, поскольку это соединение представляет собой опасный загрязнитель окружающей среды.

Помимо этих основных веществ, которые океан дает человеку, большой интерес для производства представляют и микроэлементы, растворенные в его водах. К ним, в частности, относятся извлекаемые из морской воды пока в небольших количествах литий, бор, сера, а также перспективные по технологическим и экологическим причинам золото и уран.

Краткое рассмотрение современного использования химических богатств океанов и морей показывает, что уже в настоящее время извлекаемые из соленых вод соединения и металлы вносят существенный вклад в мировое производство. Морская химия наших дней дает 6-7% доходов, получаемых от освоения ресурсов Мирового океана.

Пресная вода.

Если химические элементы, растворенные в водах мирового океана, представляют собой большую ценность для человечества, то не менее ценен и сам растворитель — собственно вода, которую академик А. Е. Ферсман образно называл «самым важным минералом нашей Земли, не имеющим заменителей». Обеспечение пресной водой сельского хозяйства, промышленности, бытовых нужд населения не менее важная задача, чем снабжение производства топливом, сырьем, энергией.

Известно, что без пресной воды человек жить не может, быстро растут его потребности в пресной воде и все более остро ощущается ее дефицит. Стремительный рост населения, увеличение площади орошаемого земледелия, промышленного потребления пресной воды превратили проблему дефицита воды из местной в глобальную. Важная причина дефицита пресной воды заключена и в неравномерности водообеспечения суши. Неравномерно распределены атмосферные осадки, неравномерно размещены ресурсы речного стока. Например, в нашей стране 80% водных ресурсов сосредоточено в Сибири и на Дальнем Востоке в малонаселенных местах. Такие крупные агломерации, как Рурская или мегалополис Бостон, Нью-Йорк, Финляндия, Вашингтон, с десятком миллионов жителей, требуют огромных водных ресурсов, которыми не обладают местные источники. Решить проблемы пытаются по нескольким взаимосвязанным направлениям:

· рационализировать водопользование, с тем, чтобы потери воды свести до минимума и осуществить переброску части вод из районов с избыточным увлажнением в районы, где ощущается дефицит влаги;

· кардинальными и эффективными мерами предотвратить загрязнение рек, озер, водохранилищ и других водоемов и создать крупные резервы пресной воды;

· расширить использование новых источников пресной воды.

На сегодняшний день таковыми являются доступные для использования подземные воды, опреснение океанских и морских вод, получение пресной воды из айсбергов.

Один из наиболее эффективных и перспективных путей обеспечения пресной водой является опреснение соленых вод Мирового океана, тем белее, что большие площади засушливых и малообводненных территорий примыкают к его берегам или находятся поблизости от них. Таким образом, океанские и морские воды служат сырьевыми ресурсами для промышленного использования. Их огромные запасы практически неисчерпаемы, но они на современном уровне развития техники не везде могут рентабельно эксплуатироваться из-за содержания в них растворенных веществ.

В настоящее время известно примерно 30 способов опреснения морской воды. В частности, пресная вода получается при испарении или дистилляции, вымораживании, использовании ионных процессов, экстракции и т. п. Все способы превращения соленой воды в пресную требуют больших затрат энергии. Например, при опреснении путем дистилляции расходуется 13-14 кВт/ч на 1 т продукции. В общем, на долю электроэнергии приходится примерно половина всех издержек на опреснение, их другая половина идет на ремонт и амортизацию оборудования. Таким образом, стоимость опресненной воды зависит в основном от стоимости электроэнергии.

Однако там, где для жизнеобеспечения людей не хватает пресной воды и есть условия для строительства опреснителей, стоимостной фактор отступает на второй план. В некоторых районах опреснение, несмотря на его высокую стоимость экологически выгоднее, чем привоз воды издалека.

Весьма перспективно для опреснения воды использование атомной энергии. В этом случае атомная электростанция (АЭС) «спаривается» обычно с дистилляционным опреснителем, который она питает энергией.

Опреснение соленых вод развивается достаточно интенсивно. В результате чего каждые два-три года суммарная производительность установок удваивается.

Промышленное опреснение океанских и морских вод в приатлантических странах ведется на Канарских островах, в Тунисе, Англии, на острове Аруба в Карибском море, Венесуэле, на Кубе, в США и др. На Украине опреснительные установки применяются в северо-западной части Причерноморья и в Приазовье. Опреснительные установки функционируют также и в некоторых районах тихоокеанского побережья — в Калифорнии, например, такая установка производит в сутки 18, 9 тыс. м куб. воды для технических целей. Сравнительно небольшие опреснители установлены в латиноамериканских странах. Высокопроизводительные опреснительные установки с выходом 1-3 млн. м куб. воды в сутки проектируется в Японии. В больших масштабах ведется опреснение соленых вод в Индийском океане. Оно практикуется главным образом в индо-океанских странах Ближнего Востока, где пресная вода очень дефицитна и в связи с этим цены на нее высоки. Сравнительно недавно в Кувейте, например, тонна нефти стоила значительно дешевле тонны воды, привезенной из Ирака. Однако экономические показатели здесь играют второстепенную роль, так как пресная вода необходима для жизнеобеспечения людей. Важным стимулом к увеличению количества и мощности опреснительных установок стало повышение добычи нефти и обусловленные этим развитие промышленности и рост населения в пустынных и засушливых районах стран, богатых «черным золотом». К наиболее крупным в мире производителям опресненной воды относится Кувейт, где опреснительные установки обеспечивают пресной водой все государство. Мощными опреснителями располагает Саудовская Аравия. Большие объемы пресной воды получают в Ираке, Иране, Катаре. Опреснение морской воды налажено в Израиле. В Индии действуют опреснительные установки небольшой мощности (в штате Гуджарат работает солнечный опреснитель мощностью 5 тыс. л воды в сутки, который снабжает пресной водой местное население).

Колоссальные ресурсы чистой и пресной воды (около 2 тыс. км3) заключены в айсбергах, 93% которых дает материковое оледенение Антарктиды. Важный запас ледяных гор, ежегодно откалывающихся от ледников, плавающих в океане, примерно равен количеству воды, содержащемуся в руслах всех рек мира и в 4 — 5 раз превышающему то, что могут дать все опреснители мира. Стоимость пресной воды, содержащейся в айсбергах, образующихся только за 1 год, оценивается в триллионы долларов.

Однако при использовании водных ресурсов айсбергов большие сложности возникают на стадиях разработки и осуществления способов доставки их к засушливым районам побережья. Определенная масса айсбергов должна перевозиться определенной скоростью, определенным количеством буксиров. Кроме того, на время транспортировки айсберг должен быть защищен от жары пластиковым материалом, что позволяет потерять за время пути не более 1/5 его объема.

Интерес к антарктическому источнику водоснабжения проявляют США, Канада, Франция, Саудовская Аравия, Египет, Австралия и другие страны.

Проблемой опреснения океанских и морских вод занимаются органы ООН, Международное агентство по атомной энергии, национальные организации более чем 15 стран мира. Усилия ученых и инженеров направлены на разработку эффективных мер по комплексному использованию вод Мирового океана, при котором извлечение из них полезных компонентов сочетается с производством чистой воды. Такой путь позволяет наиболее эффективно осваивать водные богатства океана.

Кончилось время, когда пресную воду рассматривали как бесплатный дар природы; рост дефицита, увеличивающиеся затраты на содержание и развитие водного хозяйства, на охрану водоемов делают воду не только даром природы, но и во многом продуктом человеческого труда, сырым материалом в дальнейших процессах производства и готовым продуктом в социальной сфере.

Топливно-энергетические ресурсы Мирового океана

Полезные ископаемые — это результат геологического развития нашей планеты, поэтому и в недрах дна морских участков Мирового океана сформировались залежи нефти, природного газа и каменного угля — важнейших видов современного топлива. Исходя из этого, подводные месторождения горючих ископаемых можно рассматривать как топливные ресурсы Мирового океана.

Хотя эти богатства органического происхождения, они не одинаковы по физическому состоянию (жидкие, газообразные и твердые), что предопределяет различие условий их накопления и, следовательно, пространственного размещения, особенности добычи, и это в свою очередь сказывается на экономических показателях разработок. Целесообразно сначала охарактеризовать морские промыслы нефти и газа, имеющие много сходных черт и представляющие большую часть топливных ресурсов мирового океана.

Одна из наиболее острых и актуальных проблем в настоящее время- обеспечение всевозрастающих потребностей многих стран мира топливно-энергетическими ресурсами. К середине XX в. Их традиционные виды — уголь и древесное топливо — уступили место нефти, а затем и газу, ставшими не только главными источниками энергии, но и важнейшим сырьем для химической промышленности.

Далеко не все районы земного шара в одинаковой степени обеспечены этими полезными ископаемыми. Большинство стран удовлетворяют свои нужды за счет импорта нефти. Даже США, одно из крупнейших государств- производителей нефти (примерно треть ее мировой добычи), более чем на 40% покрывает свой дефицит ввозимой нефтью.

Япония добывает нефть в ничтожно малых количествах, а закупает почти 17% ее, поступающей на мировой рынок. Она на правах долевого участия добывает нефть на акваториях некоторых Ближневосточных государств, но особенно активно ведет разведку на шельфе стран Юго-Восточной Азии, Австралии, Новой Зеландии с перспективой развития здесь собственной добычи нефти и газа.

Западноевропейские государства импортируют до 96% расходуемой нефти и их потребности в ней продолжают расти.

Потребление нефти и газа во многом определяется рыночной конъюнктурой, поэтому оно заметно изменяется от года к году, иногда в течение нескольких лет. Нехватка собственной нефти и газа и стремление уменьшить зависимость от их импорта стимулируют многие страны к расширению поисков новых нефтегазоносных месторождений. Развитие, обобщение результатов геологоразведочных работ показали, что главным источником добычи нескольких десятков миллиардов тонн нефти и триллионов кубометров газа может служить дно Мирового океана.

По современным представлениям, необходимое геологическое условие создания нефти и газа в недрах Земли — существование в районах образования и накопления нефти и газа больших по размерам осадочных толщ. Они формируют крупные нефтегазоносные осадочные бассейны, которые представляют собой целостные автономные системы, где протекают процессы нефтегазообразования и нефтегазонакопления. Морские месторождения нефти и газа располагаются в пределах этих бассейнов, большая часть площади которых находится в подводных недрах океанов и морей. Планетарные сочетания осадочных бассейнов представляют собой главные пояса нефтегазообразования и нефтегазонакопления Земли (ГПН). Геологи установили, что в ГПН существует комплекс природных предпосылок, благоприятных для развития крупномасштабных процессов нефтегазообразования и нефтегазонакопления.

Не случайно поэтому из 284 известных на Земле крупных скоплений углеводородов 212 с запасами свыше 70 млн. тонн обнаружено в пределах ГПН, простирающихся на континентах, островах, океанах и морях. Однако значительные месторождения нефти и газа распределены неравномерно между отдельными поясами, что объясняется различиями геологических условий в конкретных ГПН.

Всего в мире известно около 400 нефтегазоносных бассейнов. Из них примерно половина продолжается с континентов на шельф, далее на материковый склон и реже на абиссальные глубины. Нефтегазовых месторождений в Мировом океане известно более 900. Из них морскими нефтеразработками охвачено около 351 месторождений. Более или менее развернутую характеристику морских нефтеразработок целесообразнее дать в региональном разделе.

В настоящее время сложилось несколько крупнейших центров подводных нефтеразработок, которые определяют ныне уровень добычи в Мировом океане. Главный из них — Персидский залив. Совместно с прилегающей сушей Аравийского полуострова залив содержит более половины общемировых запасов нефти, здесь выявлено 42 месторождения нефти и только одного — газа. Предполагаются новые открытия в более глубоких отложениях осадочной толщи.

Крупным морским месторождением является Саффания-Хафджи (Саудовская Аравия), введенное в эксплуатацию в 1957 г. Начальные извлекаемые запасы месторождения оцениваются в 3,8 млрд. т, добывается 56 млн. т нефти в год. Еще более мощное месторождение — Лулу-Эсфандияр, с запасами около 4,8 млрд. т. Следует отметить также такие крупные месторождения, как Манифо, Ферейдун-Марджан, Абу-Сафа и др.

Для месторождений персидского залива характерен очень высокий дебит скважин. Если среднесуточный дебит одной скважины в США составляет 2,5 т, то в Саудовской Аравии — 1590 т, в Ираке -1960 т, в Иране -2300 т. Это обеспечивает большую годовую добычу при малом количестве пробуренных скважин и низкую себестоимость нефти.

Второй по объему добычи район — Венесуэльский залив и лагуна Маракайбо. Нефтяные и газовые месторождения лагуны представляют подводное продолжение гигантского континентально-морского месторождения Боливар-Кост и на восточном берегу лагуны- месторождения Тип-Хауна. Ресурсы лагуны разрабатывались как продолжение ресурсов суши; буровые работы постепенно уходили с берега в море. В 1924 году была пробурена первая скважина. Годовая добыча нефти этого района составляет более 100 млн. тонн.

В последние годы были выявлены новые месторождения, в том числе и вне лагуны, в заливе Ла-Вела и др. Развитие морской нефтедобычи в Венесуэле во многом определяется экономическими и политическими факторами. Для страны нефть — основной экспортный товар.

Одним из старых и освоенных районов морской добычи нефти и газа является акватория Мексиканского залива. У американского побережья залива открыто около 700 промышленных скоплений, что составляет около 50% всех месторождений, известных в Мировом океане. Здесь сосредоточено 32% мирового парка плавучих морских установок, треть всех скважин, пробуренных на морских месторождениях.

Развитие морской нефтегазовой промышленности в Мексиканском заливе сопровождалось созданием комплекса смежных производств — специального машиностроения, верфей для строительства плавучих и стационарных буровых платформ, верфи для создания вспомогательного флота, базы обеспечения и вертолетных площадок, танкерных причалов и терминальных устройств, нефтеперерабатывающих и газоочистных заводов, береговых приемных мощностей и распределителей у устьев морских трубопроводов. Особо следует упомянуть создание разветвленной сети подводных нефте- и газопроводов. Центрами морской нефтегазовой промышленности на берегу стали Хьюстон, Нью-Орлеан, Хоума и другие города.

Развитие морской добычи нефти и газа в США способствовало ликвидации их зависимости от какого-либо регионального источника, в частности от ближневосточной нефти. С этой целью развивается морская нефтедобыча в прибрежье Калифорнии, осваиваются моря Берингово, Чукотское, Бофорта.

Богат нефтью Гвинейский залив, запасы которого оцениваются в 1,4 млрд. т, а ежегодная добыча составляет 50 млн. т.

Сенсационным явилось открытие крупной Североморской нефтегазовой провинции площадью 660 тыс. квадратных километров. Поисково-разведочные работы в Северном море начались с 1959 г. В 1965 г. были обнаружены промышленные месторождения природного газа в прибрежных водах Нидерландов и у восточного побережья Великобритании. К концу 60-х гг. открыли промышленные скопления нефти в центральной части Северного моря (нефтяные месторождения Монроуз в британском секторе и нефтегазовое Экофиск — в норвежском). К 1986 г. было выявлено более 260 месторождений.

Обеспеченность нефтегазовыми ресурсами стран Северного моря оказалась крайне неодинаковой. В секторе Бельгии не выявлено ничего, в секторе Германии — очень мало месторождений. Запасы газа у Норвегии, контролирующей 27% площади шельфа Северного моря, оказались выше, чем у Великобритании, контролирующей 46% площади шельфа, однако в секторе Великобритании сосредоточены основные месторождения нефти. Разведочные работы в Северном море продолжаются. Охватывая все более глубокие воды, и открываются новые месторождения.

Разработка нефтегазовых богатств Северного моря происходит форсированными темпами на основе крупных капиталовложений. Высокие цены на нефть способствовали быстрому освоению ресурсов Северного моря и даже падения добычи в более богатых рентабельных районах Персидского залива. Северное море вышло на первое место по добыче углеводородного сырья в Атлантическом океане. Здесь эксплуатируется 40 месторождений нефти и газа. В том числе 22 у побережья Великобритании, 9- Норвегии, 8- Нидерландов, 1- Дании.

Разработка североморской нефти и газа привела к сдвигам в экономике и внешней политике некоторых стран, В Великобритании быстро стали развиваться сопутствующие отрасли; насчитывается более 3 тысяч компаний, связанных с морскими и нефтегазовыми работами. В Норвегии произошел перелив капитала из традиционных отраслей — рыболовства и судоходства — в нефтегазодобывающую промышленность. Норвегия стала крупным экспортером природного газа, обеспечившего стране треть экспортных поступлений и 20% всех правительственных доходов.

Из других государств, эксплуатирующих ресурсы углеводородов Северного моря, надо отметить Нидерланды, добывающие и экспортирующие газ в страны Европы, и Данию, которая добывает 2,0-2,9 млн. т нефти. Эти страны контролируют небольшое количество сравнительно мелких нефтяных и нефтегазовых месторождений.

Из новых районов морской нефтедобычи особо следует отметить набирающую силу нефтедобывающую промышленность Мексики. В 1963 г. буровые работы в северной части Морского Золотого пояса (Фаха-де-Оро) в Мексиканском заливе привели к открытию подводного нефтяного месторождения Исла-де-Лобос. К началу 80-х годов на шельфе Мексики (районы Золотого пояса, залива Кампече) было выявлено более 200 нефтяных и газовых месторождений, которые дают стране половину объема ее нефтедобычи. В 1984 г. морская добыча дала 90 млн. т нефти. Особое внимание привлекает залив Кампече, отличающийся очень высокими, до 10 тыс. м куб. в сутки, дебитами скважин.

Мексика стала крупным экспортером нефти, в 1980 г. она вывезла более 66 млн. т, в том числе 36,5 млн. т в США. Валютные поступления используются для развития химической и газоперерабатывающей промышленности, для производства удобрений, необходимых важнейшей отрасли страны — сельскому хозяйству.

В ряд крупнейших и перспективных районов нефтедобычи становится Западная Африка. Рост добычи и ее колебания в странах региона во многом зависят от политической конъюнктуры, от иностранных капиталовложений, доступности технологии. В 1962 г. первые промышленные притоки нефти были получены на подводном продолжении континентально- морского месторождения Габона Ченге-Осеан, затем последовали новые открытия в водах Габона, Нигерии, Бенина (с 1968 г. Дагомея), Конго. В 70-х годах к странам, добывающим морскую нефть, присоединились Камерун, Кот-д’Ивуар (Берег Слоновой Кости), а в 1980 г. — Экваториальная Гвинея. К 1985 г. в водах Западной Африки открыто более 160 месторождений нефти и газа. Наиболее развита добыча в Нигерии (19,3 млн. т в 1984 г.), за ней идут Ангола (8,8 млн. т), Габон (6,5 млн. т), Конго (5,9 млн. т). Основная часть добываемой нефти направляется на экспорт, используется как важный источник валютных поступлений и правительственных доходов. В нефтедобыче господствует иностранный капитал.

Быстро развивается морская нефтегазовая промышленность стран Латинской Америки — Аргентины, Бразилии и других, стремящихся хотя бы частично освободиться от импорта нефти и укрепить национальное хозяйство.

Перспективно освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа КНР. В последние годы там проводятся большие поисковые работы, создается необходимая инфраструктура.

Некоторые специалисты не без основания предполагают, что к концу ХХ в. морские месторождения у берегов Индонезии и Индокитая смогут давать нефти больше, чем теперь добывается во всем западном мире. Очень богаты углеводородами и шельфовые зоны Северной Австралии, залив Кука (Аляска), район Канадского Арктического архипелага. Добыча «морской» нефти проводится на Каспийском море (побережья Азербайджана, Казахстана, Туркмении (месторождение Бани Лам)). Месторождения газа Галицыно в Черном море между Одессой и Крымом полностью обеспечивают потребности Крымского полуострова. Интенсивные поиски газа ведутся в Азовском море.

В настоящее время в Мировом океане широко развернулся поиск нефти и газа. Разведочное глубокое бурение уже осуществляется на площади около 1 млн. кв. километра, выданы лицензии на поисковые работы еще на 4 млн. кв. километра морского дна. В условиях постепенного истощения запасов нефти и газа на многих традиционных месторождениях суши заметно повышается роль Мирового океана как источника пополнения этих дефицитных видов топлива.

Важно осветить и подводную добычу каменного угля.

С давних пор во многих странах каменный уголь используется в больших масштабах как важнейший вид твердого топлива. И сейчас в топливно-энергетическом балансе ему принадлежит одно из главных мест. Надо сказать, что совместный уровень добычи этого полезного ископаемого на два порядка меньше по сравнению с его запасами. Это означает, что мировые ресурсы угля позволяют увеличивать его производство.

Каменный уголь залегает в коренных породах, в основном покрытых сверху осадочным чехлом. Коренные каменноугольные бассейны, расположенные в береговой зоне, во многих районах продолжаются в недрах шельфа. Угольные пласты здесь нередко отличаются большей мощностью, чем на суше. В отдельных районах, например на североморском шельфе, обнаружены угольные месторождения. Не связанные с береговыми. Добыча каменного угля из подводных бассейнов ведется шахтным способом.

В прибрежной зоне Мирового океана известно более 100 подводных месторождений и действуют около 70 шахт. Из недр моря извлекается примерно 2% мировой добычи каменного угля. Наиболее значительные морские угольные разработки ведут Япония, которая получает 30% угля из подводных шахт, и Великобритания, добывающая во внебереговой зоне 10% угля. Значительное количество каменного угля дают подводные бассейны у побережья Китая, Канады, США, Австралии, Ирландии, Турции и в меньшей степени- Греции и Франции. Поскольку запасы угля на суше более существенны и коммерчески доступнее. Чем на море. Подводные месторождения разрабатывают преимущественно страны, малообеспеченные углем, В некоторых странах, например в Великобритании, развитие подводной добычи угля в известной мере связано с истощением запасов в традиционных месторождениях на суше.

В общем, прослеживается тенденция к увеличению подводной добычи каменного угля.

Твердые полезные ископаемые со дна океана.

Твердые полезные ископаемые, извлекаемые из моря, пока что играют значительно меньшую роль в морском хозяйстве, чем нефть и газ. Однако и здесь наблюдается тенденция к быстрому развитию добычи, стимулируемая истощением аналогичных запасов на суше и их неравномерным размещениям. Кроме того, стремительное развитие техники обусловило создание усовершенствованных технических средств, способных вести разработки в прибрежных зонах.

Залежи твердых полезных ископаемых в море и океане можно подразделить на коренные, встречающиеся на месте своего первоначального залегания, и рассыпные, концентрации которых образуются в результате выноса обломочного материала реками вблизи береговой линии на суше и мелководье.

Коренные, в свою очередь, можно подразделить на погребенные, которые извлекаются из недр дна, и поверхностные, расположенные на дне в виде конкреций, илов и т. п.

Наибольшее значение после нефти и _____________________________

газа в настоящее время имеют россыпные Твердые полезные ископаемые месторождения металлоносных минералов, / \

алмазов, строительных материалов и янтаря. коренные россыпные По отдельным видам сырья морские россы- / \

пи имеют преобладающее значение. В них погребенные поверхностные

содержаться десятки различных, в том чис- _____________________________

ле тяжелых минералов и металлов, которые пользуются спросом на мировом зарубежном рынке. К наиболее существенным из них относятся ильменит, рутил, циркон, монацит, магнетит, касситерит, тантало-ниобиты, золото, платина, алмазы и некоторые другие. Крупнейшие прибрежно-морские россыпи известны в основном в тропической и субтропической зонах Мирового океана. При этом россыпи касситерита, золота, платины и алмазов встречаются значительно редко, они представляют собой древнеаллювиальные месторождения, погруженные под уровень моря, и находятся поблизости от районов своего образования.

Такие минералы прибрежно-морских россыпных месторождений, как ильменит, рутил, циркон и монацит — наиболее широко распространенные, «классические» минералы морских россыпей. Эти минералы обладают большим удельным весом, устойчивы к выветриванию и образуют промышленные концентрации во многих районах побережий Мирового океана.

Ведущее место в добыче россыпных металлоносных минералов занимает Австралия, ее восточное побережье, где россыпи тянутся на полторы тысячи километров. Только в песках этой полосы содержится около 1 млн. тонн циркона и 30.0 тыс. тонн монацита.

Главный поставщик на мировой рынок монацита — Бразилия. Ведущим производителем концентратов ильменита, рутила и циркона являются также США (россыпи этих металлов почти повсеместно распространены на шельфе Северной Америки — от Калифорнии до Аляски на западе и от Флориды до Род-Айленда на востоке). Богатые ильменит-цирконовые россыпи найдены у берегов Новой Зеландии, в прибрежных россыпях Индии (штат Керала), Шри-Ланки (район Пулмоддай). Менее значительные прибрежно-морские месторождения монацита, ильменита и циркона обнаружены на Тихоокеанском побережье Азии, на острове Тайвань, на Ляодунском полуострове, в Атлантическом океане у берегов Аргентины, Уругвая, Дании, Испании, Португалии, Фолкендских островов, ЮАР и в некоторых других районах.

Большое внимание в мире уделяется добыче касситеритового концентрата — источник олова. Наиболее богатые в мире прибрежно-морские и подводные аллювиальные россыпные месторождения оловоносной руды- касситерита сосредоточены в странах Юго-Восточной Азии: Бирме, Таиланде, Малайзии и Индонезии. Значительный интерес представляют россыпи касситерита у побережья Австралии, у полуострова Корнуолл (Великобритания), в Бретани (Франция), на северо-восточном берегу острова Тасмания. Морские месторождения приобретают все большее значение из-за истощения запасов на суше и потому, что морские месторождения оказались богаче наземных по содержанию металла.

Более или менее значительные и богатые прибрежно-морские россыпи магнетитовых (содержащих железо) и титаномагнетитовых песков встречаются на всех континентах. Однако промышленными запасами располагают далеко не все из них.

Крупнейшие по запасам скопления железистых песков расположены в Канаде. Весьма значительными запасами этих минералов располагает Япония. Они сосредоточены в Тайском заливе, возле островов Хонсю, Кюсю и Хоккайдо. Железистые пески также добываются в Новой Зеландии. Разработка прибрежно-морских россыпей магнетита осуществляется в Индонезии и Филиппинах. На Украине россыпные титаномагнетитовые месторождения эксплуатируются на пляжах Черного моря; в Тихом океане — в районе острова Инсурут. Перспективные залежи оловоносного песка обнаружены в Ваньковой губе моря Лаптевых. Береговые магнетитовые и титаномагнетитовые россыпи разведены на побережьях Португалии, Норвегии (Лофопянские острова), Дании, германии, Болгарии, Югославии и других странах.

К спорадическим минералам прибрежно-морских россыпей принадлежат прежде всего золото, платина и алмазы. Все они обычно не образуют самостоятельных месторождений и встречаются главным образом в виде примесей. В большинстве случаев морские россыпи золота приурочены к устьевым районам «золотоносных» рек.

Россыпное золото в прибрежно-морских отложениях обнаружено на западных берегах США и Канады, в Панаме, Турции, Египте, странах Юго-Западной Африки (город Ном). Значительными концентрациями золота характеризуются подводные пески пролива Стефанса, к югу от полуострова Гранд. Установлено промышленное содержание золота в пробах, поднятых со дна северной части Берингова моря. Разведка прибрежных и подводных золотоносных песков активно ведется в разных районах океана.

Крупнейшие подводные залежи платины находятся в заливе Гудньюс (Аляска). Они приурочены к древним руслам рек Кускоквим и Салмон, затопленных морем. Это месторождение обеспечивает 90% потребностей США в этом металле.

Основные месторождения прибрежно-морских алмазоносных песков сосредоточены на юго-западном побережье Африки, где они приурочены к отложениям террас, пляжей и шельфа до глубин 120 м. Значительные морские террасовые россыпи алмазов расположены в Намибии, к северу от реки Оранжевой, в Анголе (в районе Луанды), на побережье Сьерра-Леоне. Перспективны африканские прибрежно-морские россыпи.

Янтарь, предмет украшения и ценное сырье для химической и фармацевтической промышленности, встречается на берегах Балтийского, Северного и Баренцева морей. В промышленных масштабах янтарь добывается в России.

Среди нерудного сырья в шельфовой зоне представляют интерес глауконит, фосфорит, пирит, доломит, барит, строительные материалы — гравий, песок, глина, ракушечник. Ресурсов нерудного сырья, исходя из уровня современных и предвидимых потребностей, хватит на тысячи лет.

Интенсивной добычей строительных материалов в море занимаются многие прибрежные страны: США, Великобритания (пролив Ла-Манш), Исландия, Украина. В этих странах добывается ракушечник, его используют в качестве основного компонента при производстве строительной извести, цемента, кормовой муки.

Рациональное использование морских строительных материалов предполагает создание промышленных комплексов по обогащению песков путем их очистки от ракуши и других примесей и утилизации ракуши в разных отраслях хозяйства. Добыча ракушечника ведется со дна Черного, Азовского, Баренцева и Белого морей.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что к настоящему времени сформировалась береговая горнодобывающая промышленность. Ее развитие в последние годы было связано, во-первых, с разработкой новых технологий, во-вторых, получаемый продукт отличается высокой чистотой, так как посторонние примеси уходят в процессе формирования россыпи, в- третьих, разработка прибрежно-морских россыпей не влечет за собой изъятия из землепользования продуктивных угодий.

Характерно, что страны- производители концентратов из минерального сырья, добываемого из прибрежно-морских россыпей (кроме США и Японии), не используют свою продукцию, а экспортируют ее в другие государства. Основное количество этих концентратов на мировой рынок поставляют Австралия, Индия и Шри-Ланка, в меньшей степени — Новая Зеландия, южноафриканские страны и Бразилия. В больших масштабах это сырье ввозят Великобритания, Франция, Нидерланды, Германия, США, и Япония.

В настоящее время разработки прибрежно-морских россыпей расширяются во всем мире и все новые страны начинают осваивать эти богатства океана.

В последние годы обозначились благоприятные перспективы добычи коренных залежей морских недр шахтно-рудничным способом. Известно более сотни подводных шахт и рудников, заложенных с берега материков, естественных и искусственных островов для добычи угля, железной руды, медно-никелевых руд, олова, ртути, известняка и других полезных ископаемых погребенного типа.

В прибрежной зоне шельфа расположены подводные месторождения железной руды. Ее добывают с помощью наклонных шахт, уходящих с берега в недра шельфа. Наиболее значительная разработка морских залежей железной руды ведется в Канаде, на восточном побережье Ньюфаундленда (месторождение Вабана). Кроме того, Канада добывает железную руду в Гудзонском заливе, Япония — на острове Кюсю, Финляндия — у входа в Финский залив. Железные руды из подводных рудников получают также во Франции, Финляндии, Швеции.

В небольших количествах из подводных шахт добываются медь и никель (Канада — в Гудзонском заливе). На полуострове Корнуолл (Англия) ведется добыча олова. В Турции, на побережье Эгейского Моря, разрабатываются ртутные руды. Швеция добывает железо, медь, цинк, свинец, золото и серебро в недрах Ботнического залива.

Крупные соляные осадочные бассейны в виде соляных куполов или пластовых залежей часто встречаются на шельфе, склоне, подножии материков и в глубоководных впадинах (Мексиканский и Персидский заливы, Красное море, северная часть Каспия, шельфы и склоны Африки, Ближнего Востока, Европы). Полезные ископаемые этих бассейнов представлены натриевыми, калийными и магнезитовыми солями, гипсом. Подсчет этих запасов затруднителен: объем только калийных солей оценивается в пределах от сотен миллионов тонн до 2 млрд. тонн. Основная потребность в этих ископаемых удовлетворяется за счет месторождений на суше и добычи из морской воды. В Мексиканском заливе у берегов Луизианы эксплуатируются два соляных купола.

Из подводных месторождений добывается более 2 млн. тонн серы. Эксплуатируется крупнейшее скопление серы Гранд-Айл, расположенное в 10 милях от берегов Луизианы. Для добычи серы здесь сооружен специальный остров (добыча производится фраш-методом). Соляно-купольные структуры с возможным промышленным содержанием серы обнаружены в Персидском заливе, Красном и Каспийском морях.

Следует упомянуть и о других минеральных ресурсах, залегающих главным образом в глубоководных районах Мирового океана. Горячие рассолы и илы с богатым содержанием металлов (железа, марганца, цинка, свинца, меди, серебра, золота) обнаружены в глубоководной части Красного моря. Концентрации этих металлов в горячих рассолах превышают их содержание в морской воде в 1 — 50000 раз.

Более 100 млн. квадратных километров океанического дна покрыто глубоководными красными глинами слоем мощностью до 200 м. Эти глины (гидроокислы алюмосиликатов и железа) представляют интерес для алюминиевой промышленности (содержание окиси алюминия- 15-20%, окиси железа- 13%), они также содержат марганец, медь, никель, ванадий, кобальт, свинец и редкие земли. Годовой прирост глин составляет около 500 млн. тонн. Широко распространены в основном в глубоководных районах Мирового океана глауконитовые пески (алюмосиликаты калия и железа). Эти пески считают потенциально возможным сырьем для производства калийных удобрений.

Особый интерес в мире проявляется к конкрециям. Огромные участки морского дна устланы железомарганцевыми, фосфоритовыми и баритовыми конкрециями. Они имеют чисто морское происхождение, образовались в результате осаждения растворимых в воде веществ вокруг песчинки или мелкого камешка, зуба акулы, кости рыбы или млекопитающего животного.

Фосфоритовые конкреции содержат важный и полезный минерал- фосфорит, широко применяемый в качестве удобрения в сельском хозяйстве, Кроме фосфоритовых конкреций фосфориты и фосфорсодержащие породы встречаются в фосфатных песках, в пластовых залежах дна океана, как в мелководных, так и глубоководных участках.

Мировые потенциальные запасы фосфатного сырья в море оцениваются в сотни миллиардов тонн. Потребность в фосфоритах непрерывно повышается и в основном удовлетворяется за счет месторождений суши, но многие страны не имеют месторождений на суше и проявляют большой интерес к морским (Япония, Австралия, Перу, Чили и др.). Промышленные запасы фосфоритов найдены близ калифорнийского и мексиканского побережья, вдоль береговых зон Южной Африки, Аргентины, восточного побережья США, в шельфовых частях периферии Тихого океана (вдоль Японской основной дуги), у берегов Новой Зеландии, в Балтийском море. Фосфориты добываются в районе Калифорнии с глубин 80-330 м, где концентрация составляет в среднем 75 кг/м куб.

Велики запасы фосфоритов в центральных частях океанов, в Тихом океане, в пределах вулканических поднятий в районе Маршалловых островов, системы поднятий Срединно-Тихоокеанских подводных гор, на подводных горах Индийского океана. В настоящее время морская добыча фосфоритовых конкреций может быть оправданной лишь в районах, где остро ощущается недостаток фосфатного сырья и куда затруднен его ввоз.

Другой вид ценных полезных ископаемых — баритовые конкреции. Они содержат 75-77% сульфата бария, используемого в химической, пищевой промышленности, в качестве утяжелителя растворов при нефтебурении. Эти конкреции обнаружены на шельфе Шри-Ланки, на банке Син-Гури в Японском море и в других районах океана. На Аляске в проливе Дункан, на глубине 30 м разрабатывается единственное в мире жильное месторождение барита.

Особый интерес в международных экономических отношениях представляет добыча полиметаллических, или, как их чаще называют, железомарганцевых конкреций (ЖМК). В их состав входит множество металлов: марганец, медь, кобальт, никель, железо, магний, алюминий, молибден, ванадий, всего- до 30 элементов, но преобладают железо и марганец.

В 1958 г. было доказано, что добыча ЖМК из глубин океана технически осуществима и может быть рентабельной. ЖМК встречаются в большом диапазоне глубин — от 100 до 7000 м, их находят в пределах шельфовых морей — Балтийском, Карском, Баренцевом и др. Однако наиболее ценные и перспективные месторождения расположены на дне Тихого океана, где выделяются две крупные зоны: северная, простирающаяся от Всточно-Марианской котловины через весь Тихий океан до склонов поднятия Альбатрос, и южная, тяготеющая к Южной котловине и ограниченная на востоке поднятиями островов Кука, Тубуан и Восточно-Тихоокеанским. Значительные запасы ЖМК имеются в Индийском океане, в Атлантическом океане (Северо-Американская котловина, плато Блейк). Высокая концентрация таких полезных минералов, как марганец, никель, кобальт, медь, установлена в железомарганцевых конкрециях близ гавайских островов, островов Лайн, Туамоту, Кука и других. Надо сказать, что в полиметаллических конкрециях имеется больше, чем на суше, кобальта в 5 тыс. раз, марганца — в 4 тыс. раз, никеля — в 1,5тыс. раз, алюминия — в 200раз, меди — в 150, молибдена — в 60, свинца- 50 и железа — в 4 раза. Поэтому добыча ЖМК из морских недр очень выгодна.

Сейчас ведется опытная разработка ЖМК: создаются новые глубоководные аппараты с видеосистемами, буровыми приспособлениями, с дистанционным управлением, которые расширяют возможности изучения полиметаллических конкреций. Многие специалисты предрекают добыче железомарганцевых конкреций блестящее будущее, утверждают, что массовая их добыча будет в 5-10 раз дешевле «сухопутной» и тем самым станет началом конца всей горнорудной промышленности на суше. Однако на пути к освоению конкреций стоят еще многие технические, эксплуатационные, экологические и политические проблемы.

Энергетические ресурсы.

Если нефть, газ и каменный уголь, извлекаемые из недр Мирового океана, представляют собой в основном энергетическое сырье. То многие природные процессы в океане служат непосредственными носителями тепловой и механической энергии. Начато освоение энергии приливов, сделана попытка применения термальной энергии, разработаны проекты использования энергии волн, прибоя и течений.

Использование энергии приливов.

Под влиянием приливообразующих Луны и Солнца в океанах и морях возбуждаются приливы. Они проявляются в периодических колебаниях уровня воды и в ее горизонтальном перемещении (приливные течения). В соответствии с этим энергия приливов складывается из потенциальной энергии воды, и из кинетической энергии движущейся воды. При расчетах энергетических ресурсов Мирового океана для их использования в конкретных целях, например для производства электроэнергии, вся энергия приливов оценивается в 1 млрд. кВт, тогда как суммарная энергия всех рек земного шара равна 850 млн. кВт. Колоссальные энергетические мощности океанов и морей представляют собой очень большую природную ценность для человека.

С давних времен люди стремились овладеть энергией приливов. Уже в средние века ее начали использовать для практических целей. Первыми сооружениями, механизмы которых приводились в движение приливной энергией. Были мельницы и лесопилки, появившиеся в X-XI вв. На берегах Англии и Франции. Однако ритм работы мельниц достаточно прерывистый — он был допустим для примитивных сооружений, которые выполняли простые, но полезные для своего времени функции. Для современного же промышленного производства он мало приемлем, поэтому энергию приливов попытались использовать для получения более удобной электрической энергии. Но для этого надо было создать на берегах океанов и морей приливные электростанции (ПЭС).

Создание ПЭС сопряжено с большими трудностями. Прежде всего, они связаны с характером приливов, на которые влиять невозможно. Так как они зависят от астрономических причин. От особенностей очертаний берегов, рельефа, дна и т.п. (Цикл приливов определяется лунными сутками, тогда как режим энергоснабжения связан с производственной деятельностью и бытом людей и зависит от солнечных суток, которые короче лунных на 50 минут. Отсюда максимум и минимум приливной энергии наступает в разное время, что очень неудобно для ее использования). Несмотря на эти трудности. Люди настойчиво пытаются овладеть энергией морских приливов. К настоящему времени предложено около 300 различных технических проектов строительства ПЭС. Наиболее рациональным экономически эффективным решением специалисты считают применение в ПЭС поворотно-лопастной (обратимой) турбины. Идея, которой впервые была предложена советскими учеными.

Такие турбины — их называют погруженными или капсульными агрегатами — способны действовать не только как турбины на оба направления потока. Но и как насосы для подкачки воды в бассейн. Это позволяет регулировать их эксплуатацию в зависимости от времени суток. Высоты и фазы прилива, удаляясь от лунного ритма приливов и приближаясь к периодичности солнечного времени, по которому живут и работают люди. Однако обратимые турбины не компенсируют уменьшение силы прилива. Что вызывает периодическое изменение мощности ПЭС и затрудняет ее эксплуатацию. Действительно, немалые сложности возникнут в работе территориальной энергосистемы, если в нее включена электростанция, мощность которой изменяется 3-4 раза в течение двух недель.

Советские энергетики показали, что эту трудность можно преодолеть, если совместить работу приливных и речных электростанций, имеющих водохранилища многолетнего регулирования. Ведь энергия рек колеблется по сезонам и из года в год. При спаренной работе ПЭС и ГЭС энергия моря придет на помощь ГЭС в маловодные сезоны и годы, а энергия рек заполнит межсуточные провалы в работе ПЭС.

Далеко не в любом районе земного шара есть условия для строительства гидроэлектростанций с водохранилищами многолетнего регулирования. Исследования показали, что передача приливной электроэнергии из прибрежной зоны в центральные части материков будет оправданной для некоторых районов Западной Европы, США, Канады, Южной Америки. В этих районах ПЭС можно объединить с ГЭС, уже имеющими большие водохранилища. В таком комплексном инженерном (капсульные агрегаты) и природно-климатическом (объединенные энергосистемы) подходе лежит ключ к решению проблемы использования приливной энергии. В настоящее время началось практическое освоение энергии приливов, чему в немалой степени способствовали усилия советских ученых, позволившие реализовать идею превращения приливной энергии в электрическую в промышленном масштабе.

Первая в мире промышленная ПЭС мощностью 240 тыс. кВт построена и введена в действие в 1967 г. во Франции. Она расположена на берегу Ла-Манша, в Бретани, в устье реки Ранс, где величина прилива достигает 13,5 м. Плотина ПЭС пролегает между мысом Бриант на правом берегу с опорой на островок Шалибер. Многолетняя эксплуатация первенца приливной энергетики доказала реальность сооружения. Выявила достоинства и недостатки (в частности относительно небольшая мощность) таких станций. В связи с этим во многих странах созданы и продолжают разрабатываться новые проекты мощных и сверхмощных промышленных ПЭС. По определению специалистов, в 23 странах мира имеются подходящие районы для их строительства. Однако несмотря на множество проектов, промышленные ПЭС еще не сооружаются.

При всех достоинствах ПЭС (для них не требуется создания водохранилищ и затопления полезных территорий суши, их работа не загрязняет окружающую среду и т.п.) их доля практически неощутима в современном энергетическом балансе. Однако прогресс в освоении приливной энергии уже отчетливо выражен и перспективе станет более значительным.

Использование энергии волн.

Ветер возбуждает волновое движение поверхности океанов и морей. Волны и береговой прибой обладают очень большим запасом энергии. Каждый метр гребня волны высотой 3 м несет в себе 100 кВт энергии, а каждый километр- 1 млн. кВт. По оценкам исследователей США, общая мощность волн Мирового океана равна 90 млрд. кВт.

С давних времен инженерно-техническую мысль человека привлекла идея практического использования столь колоссальных запасов волновой энергии океана. Однако это очень сложная задача, и в масштабах большой энергетики она еще далека от решения.

Пока удалось добиться определенных успехов в области применения энергии морских волн для производства электроэнергии, питающей установки малой мощности. Волноэнергетические установки используются для питания электроэнергией маяков, буев, сигнальных морских огней, стационарных океанологических приборов, расположенных далеко от берега, и т.п. По сравнению с обычными электроаккумуляторами, батареями и другими источниками тока они дешевле, надежнее и реже нуждаются в обслуживании. Такое использование энергии волн широко практикуется в Японии, где более 300 буев, маяков и другое оборудование получают питание от таких установок. Волновой электрогенератор успешно эксплуатируется на плавучем маяке Мадрасского порта в Индии. Работы по созданию и усовершенствованию подобных энергетических приборов проводятся в различных странах. Перспективные освоения энергии волн связаны с разработкой совершенных и эффективных устройств большой мощности. В течение последних лет появилось много разных технических проектов их. Так, в Англии энергетиками спроектирован агрегат, вырабатывающий электроэнергию при использовании ударов волн. По мнению проектировщиков, 10 таких агрегатов, установленных на глубине 10 м у западных берегов Великобритании, позволят обеспечить электроэнергией город с населением в 300 тыс. человек.

На современном уровне научно- технического развития, а тем более и перспективе, должное внимание к проблеме овладения энергией морских волн, несомненно, позволит сделать ее важной составляющей энергетического потенциала морских стран.

Использование термической энергии.

Воды многих районов Мирового океана поглощают большое количество солнечного тепла, большая часть которого аккумулируется в верхних слоях и лишь в небольшой мере распространяется в нижние. Поэтому создаются большие различия температуры поверхностных и глубоколежащих вод. Они особенно хорошо выражены в тропических широтах. В столь значительной разнице температуры колоссальных объемов воды заложены большие энергетические возможности. Их используют в гидротермальных (моретермальных) станциях, по-другому — ПТЭО — системы преобразования тепловой энергии океана. Первая такая станция была создана в 1927 г. на реке Маас во Франции. В 30-х годах начали строить моретермальную станцию на северо-восточном побережье Бразилии, но после аварии строительство прекратили. Моретермальная станция мощностью 14 тыс. кВт была построена на Атлантическом побережье Африки, близ Абиджана (Берег Слоновой Кости), но из-за технических неполадок она теперь не работает. Разработки проектов ПТЭО ведутся в США, где пытаются создать плавучие варианты таких станций. Усилия специалистов направлены не только на решения технических задач, но и на поиск путей снижения себестоимости оборудования моретермальных станций, для того чтобы увеличить их эффективность. Электроэнергия моретермальных станций должна быть конкурентоспособной по сравнению с электроэнергией других видов электростанций. Действующие ПТЭО находятся в Японии, Майами (США) и на острове Куба.

Принцип работы ПТЭО и первые опыты его реализации дают основание полагать, что экономически наиболее целесообразно создавать их в едином энергопромышленном комплексе. Он может включать в себя: выработку электроэнергии, опреснение морской воды, производство поваренной соли, магния, гипса и других химических веществ, создание марикультуры. В этом, вероятно, заключаются основные перспективы развития моретермальных станций.

Диапазон возможностей использования энергетического потенциала Мирового океана довольно широк. Однако реализовать эти возможности весьма непросто.

Заключение.

В наши дни к использованию ресурсов Мирового океана применим принцип стадийности. На первой стадии антропогенного воздействия на океанскую среду (использование ресурсов, загрязнение и т.п.) нарушения равновесия в ней устраняются процессами ее самоочищения. Это безущербная стадия. На второй стадии, нарушения, вызванные производственной деятельностью, устраняются естественным самовосстановлением и целенаправленными мероприятиями человека, требующими определенных материальных затрат. Третья стадия предусматривает восстановление и поддержание нормального состояния среды только искусственными путями с привлечением технических средств. На этой стадии использования морских ресурсов требуются значительные капиталовложения. Отсюда ясно, что в наше время экономическое освоение океана понимается более широко. Оно включает в себя не только использование его ресурсов, но и заботу об их охране и восстановлении. Не только океан должен отдавать людям свои богатства. Но и люди должны рационально и по-хозяйски их использовать. Все это осуществимо, если в темпах развития морского производства учитывать сохранение и воспроизводство биологических ресурсов океанов и морей и рациональное использование их минеральных богатств. При таком подходе Мировой океан поможет человечеству в решении продовольственной, водной и энергетической проблем.

Литература:

1. Книги:

1.1 Ч. Дрейк «Океан сам по себе и для нас»

1.2 С.Б. Селевич «Океан: ресурсы и хозяйство»

1.3 Б.С. Залогин «Океан человеку»

1.4 Б.С. Залогин «Океаны»

www.ronl.ru

Доклад - Энергетические ресурсы Мирового океана

В Мировом океане заключены огромные, поистине неисчерпаемые ресурсы механической и тепловой энергии, к тому же постоянно возобновляющейся. Основные виды такой энергии – энергия приливов, волн, океанических (морских) течений и температурного градиента. Однако, как правило, концентрация такой энергии в водных массах очень невелика, что затрудняет ее эффективное производственное использование. Тем не менее в качестве потенциального резерва энергетические ресурсы Мирового океана имеют большое значение.

Особенно привлекает внимание энергия приливов (точнее, приливно-отливных движений воды, которые по предложению одного из виднейших российских океанологов Ю. М. Шокальского принято называть одним термином – приливы). Приливные явления известны людям с незапамятных времен и в жизни многих прибрежных стран играли и играют очень большую роль, в какой-то мере определяя весь ритм их жизни.

Общеизвестно, что приливы и отливы происходят два раза в сутки. В открытом океане амплитуда между полной и малой водой составляет примерно 1 м, но в пределах континентального шельфа, особенно в заливах и эстуариях рек, она бывает значительно большей. Суммарную энергетическую мощность приливов обычно оценивают от 2,5 млрд до 4 млрд кВт. Добавим, что энергия только одного приливно-отливного цикла достигает примерно 8 трлн кВт-ч, а это лишь немногим меньше общей мировой выработки электроэнергии в течение целого года. Следовательно, энергия морских приливов – неисчерпаемый источник энергии.

Добавим и такую отличительную черту приливной энергии, как ее постоянство. Океан, в отличие от рек, не знает ни многоводных, ни маловодных лет. К тому же он «работает по графику» с точностью до нескольких минут. Благодаря этому количество вырабатываемой на приливных электростанциях (ПЭС) электроэнергии всегда может быть заранее известно, в отличие от обычных ГЭС, на которых количество получаемой энергии зависит от режима реки, связанного не только с климатическими особенностями территории, по которой она протекает, но и с погодными условиями.

Тем не менее ученые считают, что технически возможно и экономически выгодно использовать лишь очень небольшую часть приливного потенциала Мирового океана (по некоторым оценкам, только 2 %). При определении технических возможностей большую роль играют такие факторы, как характер береговой линии, форма и рельеф дна, сила волн и ветра. Опыт показывает, что для эффективной работы ПЭС высота приливной волны должна быть не менее 5 м. Чаще всего такие условия возникают в узких заливах и эстуариях рек. Но подобных мест на земном шаре не так уж много: по разным источникам 25, 30 или 40.

Считается, что наибольшими запасами приливной энергии обладает Атлантический океан. В его северо-западной части, на границе США и Канады, находится залив Фанди, представляющий собой внутреннюю суженную часть более открытого залива Мэн. Этот залив знаменит самыми высокими в мире приливами, достигающими 18 м. Очень высоки приливы и у берегов Канадского Арктического архипелага. Например, у побережья Баффиновой Земли они поднимаются на 15,6 м. В северо-восточной части Атлантики приливы до 10 и даже 13 м наблюдаются в проливе Ла-Манш у берегов Франции, в Бристольском заливе и Ирландском море у берегов Великобритании и Ирландии.

Велики также запасы приливной энергии в Тихом океане. В его северо-западной части особенно выделяется Охотское море, где в Пенжинской губе (северо-восточная часть залива Шелихова) высота приливной волны составляет 9—13 м. На восточном побережье Тихого океана благоприятные условия для использования приливной энергии имеются у берегов Канады, Чилийского архипелага на юге Чили, в узком и длинном Калифорнийском заливе Мексики.

В пределах Северного Ледовитого океана по запасам приливной энергии выделяются Белое море, в Мезенской губе которого приливы имеют высоту до 10 м, и Баренцево море у берегов Кольского полуострова (приливы до 7 м). В Индийском океане запасы такой энергии значительно меньше. В качестве перспективных для строительства ПЭС здесь обычно называют залив Кач Аравийского моря (Индия) и северо-западное побережье Австралии. Однако и в дельтах Ганга, Брахмапутры, Меконга и Иравади приливы тоже составляют 4–6 м.

К числу энергетических ресурсов Мирового океана относят также кинетическую энергию волн. Энергию ветровых волн суммарно оценивают в 2,7 млрд кВт в год. Опыты показали, что ее следует использовать не у берега, куда волны приходят ослабленными, а в открытом море или в прибрежной зоне шельфа. В некоторых шельфовых акваториях волновая энергия достигает значительной концентрации: в США и Японии – около 40 кВт на 1 м волнового фронта, а на западном побережье Великобритании – даже 80 кВт на 1 м.

Еще один энергетический ресурс Мирового океана – океанические (морские) течения, которые обладают огромным энергетическим потенциалом. Достаточно вспомнить, что расход Гольфстрима даже в районе Флоридского пролива составляет 25 млн м3/с, что в 20 раз превышает расход всех рек земного шара. А после того как Гольфстрим уже в океане соединяется с Антильским течением, его расход возрастает до 82 млн м3/с. Уже не раз предпринимались попытки подсчитать потенциальную энергию этого потока шириной 75 км и толщиной 700–800 м, двигающегося со скоростью 3 м/с.

Когда говорят об использовании температурного градиента, то имеют в виду источник уже не механической, а тепловой энергии, заключенной в массе океанских вод. Обычно разность температур воды на поверхности океана и на глубине 400 м составляет 12 °C. Однако в акваториях тропиков, расположенных между 20° с. ш. и 20° ю. ш., верхние слои воды в океане могут иметь температуру 25–28 °C, а нижние, на глубине 1000 м, – всего 5 °C. Именно в таких случаях, когда амплитуда температур достигает 20° и более, считается экономически оправданным использование ее для получения электроэнергии на гидротермальных (моретермальных) электростанциях.

Теоретическая возможность такого использования сильного перепада температур океанских вод была доказана французскими учеными и инженерами еще в конце XIX в. Однако вплотную к техническому осуществлению этой идеи подошли только в 70-х гг. XX в. По современным представлениям, моретермальная электростанция является плавучей установкой, в теплообменнике которой нагретая Солнцем поверхностная океанская вода подогревает жидкость, испаряющуюся при сравнительно невысокой температуре, например аммиак. Получаемый при этом пар поступает к турбине, которая соединена с генератором, а затем отводится в глубинный холодный слой, где снова превращается в жидкость. Такая система имеет непрерывное действие, не нуждается в горючем и не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду. Издержки на ее эксплуатацию также невысоки. Однако моретермальные электростанции требуют больших инвестиционных затрат и имеют низкий (7—10 %) коэффициент преобразования энергии.

В целом же энергетические ресурсы Мирового океана правильнее было бы отнести к ресурсам будущего.

www.ronl.ru

Доклад - Энергетические ресурсы мирового океана

<img src="/cache/referats/5481/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1026">

1.Вступление

2.Минеральные  ресурсы Океана

3.Энергетические  русурсы Океана

        1.Термальная  энергия

        2.Энергия  приливов

                 1.ПЭС Ранс

        3.Энергия  волн

                1.Установки с пневматическим преобразователем

                 2.Волноваяэнергетическая установка „Каймей“

                3.Норвежская промышленная волновая станция

                4.Английский „Моллюск“

                5.Волновой плот Коккерела

                6.»Утка Солтера"

        4.Энергия ветра

        5.Энергия  течений

                 1.Система «Кориолис»

       6.«Соленая»  энергия

                 1.Схема работыгидроосмотической электростанции

                 2.Схема работы подводнойгидроосмотической станции

4.Заключение

    Проблемаобеспечения электрической энергией многих отраслей  мирового хозяйства, постоянно растущихпотребностей более чем пятимиллиардного населения Земли становится сейчас всеболее насущной.

      Основусовременной мировой энергетики составляют тепло- и гидроэлектростанции. Однакоих развитие сдерживается рядом факторов. Стоимость угля, нефти и газа, накоторых работают тепловые станции, растет, а природные ресурсы этих видовтоплива сокращаются. К тому же многие страны не располагают собственнымитопливными ресурсами или испытывают в них недостаток. Гидроэнергетическиересурсы в развитых странах используются практически полностью:

большинство речных участков, пригодных для гидротехническогостроительства, уже освоены. Выход из создавшегося положения виделся в развитииатомной энергетики. На конец  1989 года вмире построено и работало более 400 атомных электростанций (АЭС). Однакосегодня АЭС уже не считаются источником дешевой и экологически чистой энергией.Топливом для АЭС служит урановая руда – дорогостоящее и труднодобываемое сырье,запасы которого ограничены. К тому же строительство и эксплуатация АЭСсопряжены с большими трудностями и затратами. Лишь немногие страны сейчаспродолжают строительство новых АЭС. Серьезным тормозом для дальнейшего развитияатомной энергетики являются проблемы загрязнения окружающей среды.

       С серединынашего века началось изучение энергетических ресурсов океана, относящихсяк  “возобновляемым источникам энергии”.

        Океан –гигантский аккумулятор и трансформатор солнечной энергии, преобразуемой в энергиютечений, тепла и ветров. Энергия приливов – результат действияприливообразующих сил Луны и Солнца.

        Энергетические ресурсы океана представляют большую ценность каквозобновляемые и практически неисчерпаемые. Опыт эксплуатации уже действующихсистем океанской энергетики показывает, что они не приносят какого-либоощутимого ущерба океанской среде. При проектировании будущих систем океанскойэнергетики тщательно исследуется их воздействие на экологию.

        Океан служитисточником богатых минеральных ресурсов. Они разделяются на химическиеэлементы, растворенные в воде, полезные ископаемые, содержащиеся под морскимдном, как в континентальных шельфах, так и за их пределами; полезные ископаемыена поверхности дна. Более 90% общей стоимости минерального сырья дает нефть игаз.

        Общаянефтегазовая площадь в пределах шельфа оценивается в 13 млн.кв.км (около½ его площади).

        Наиболеекрупные районы добычи нефти и газа с морского дна – Персидский и Мексиканскийзаливы. Начата промысловая добыча газа и нефти со дна Северного моря.

        Шельф  богат и поверхностными залежами,представленными многочисленными россыпями на дне, содержащие металлическиеруды, а так же неметаллические ископаемые.

        На обширныхплощадях океана обнаружены богатые залежи железномарганцевых конкреций –своеобразных многокомпонентных руд, содержащих так же никель, кобальт, медь идр. В то же время исследования позволяют рассчитывать на обнаружение крупныхзалежей различных металлов в конкретных породах, залегающих под дном океана.

        Идеяиспользования тепловой энергии, накопленной тропическими и субтропическими водамиокеана, была предложена еще в конце Х1Х в. Первые попытки ее реализации былисделаны в 30-х гг. нашего века и показали перспективность этой идеи. В 70-е гг.ряд стран приступил к проектированию и строительству опытных океанских тепловыхэлектростанций (ОТЭС), представляющих собой сложные крупногабаритные сооружения.ОТЭС могут размещаться на берегу или находиться в океане (на якорных системахили в свободном дрейфе). Работа ОТЭС основана на принципе, используемом впаровой машине (см. рис.1). Котел, заполненный фреоном или аммиаком – жидкостямис низкими температурами кипения, омывается теплыми поверхностными водами.Образующийся пар вращает турбину, связанную с электрогенератором. Отработанныйпар охлаждается водой из нижележащих холодных слоев и, конденсируясь вжидкость, насосами вновь подается в котел. Расчетная мощность проектируемыхОТЭС составляет 250 – 400 МВт.

        УченымиТихоокеанского океанологического института АН СССР было предложено и реализуетсяоригинальная идея получения электроэнергии на основе разности температур подледнойводы и воздуха, которая составляет в арктических районах 26 °С иболее.

        По сравнению страдиционными тепловыми и атомными электростанциями ОТЭС оцениваютсяспециалистами как более экономически эффективные и практически не загрязняющиеокеанскую среду. Недавнее открытие гидротермальных источников на дне Тихогоокеана рождают привлекательную идею создания подводных ОТЭС, работающих наразности температур источников и окружающих вод. Наиболее привлекательными  для размещения ОТЭС являются тропические иарктические  широты  (см. рис.2 и рис.3).

Использование энергии приливов началось уже в Х1 в. дляработы мельниц и лесопилок на берегах Белого и Северного морей. До сих порподобные  сооружения служат жителям рядаприбрежных стран. Сейчас исследования по созданию приливных электростанций(ПЭС) ведутся во многих странах мира (см. таблицу1 и карту1).

        Два раза всутки в одно и то же время уровень океана то поднимается, то опускается.Это  гравитационные силы Луны и Солнцапритягивают к себе массы воды. Вдали от берега колебания уровня  воды не превышают  1 м, но у самогоберега они   могут достигать 13 м, как, например,в Пенжинской губе на Охотском море.

        Приливныеэлектростанции работают по следующему принципу:

в устье реки или заливе строится плотина, в корпусе которойустановлены гидроагрегаты. За плотиной создается приливный бассейн, которыйнаполняется  приливным течением,проходящим через турбины. При отливе поток воды устремляется из бассейна вморе, вращая турбины в обратном направлении. Считается экономическицелесообразным строительство ПЭС в районах с приливными колебаниями уровня моряне менее 4 м. Проектная мощность ПЭС зависит от характера прилива в районестроительства станции, от объема и площади приливного бассейна, от числатурбин, установленных в теле плотины.

        В некоторыхпроектах  предусмотрены двух- и болеебассейновые схемы ПЭС с целью выравнивания выработки электроэнергии.

         С созданиемособых, капсульных турбин, действующих в обоих направлениях, открылись новыевозможности повышения эффективности ПЭС при условии их включения в единую  энергетическую систему  региона или страны.

        При совпадениивремени прилива или отлива с периодом наибольшего потребления энергии ПЭСработает в турбинном режиме, а при совпадении времени прилива или отлива с наименьшимпотреблением энергии турбины ПЭС либо отключают, либо они работают в насосномрежиме, наполняя бассейн выше уровня прилива или откачивая воду из бассейна.

        В 1968 г. на побережье Баренцева моря вКислой губе сооружена первая в нашей стране опытно-промышленная ПЭС. В здании электростанции размещено 2  гидроагрегата мощностью 400 кВт.

        Десятилетнийопыт  эксплуатации первой ПЭС позволилприступить к составлению проектов Мезенской ПЭС на Белом море, Пенжинской (см.рис.4) и Тугурской на Охотском море.

        Использованиевеликих сил приливов и отливов Мирового океана, даже самих океанских волн –интересная проблема. К решению ее еще только приступают. Тут многое предстоитизучать, изобретать, конструировать.

    В 1966 г. воФранции на реке Ранс построена первая в мире приливная электростанция, 24 гидроагрегатакоторой вырабатывают в среднем за год

 502 млн. кВт. часэлектроэнергии. Для этой станции  разработан приливный капсульный агрегат, позволяющий осуществлять трипрямых и три обратных режима работы: как генератор, как  насос и как водопропускное отверстие, чтообеспечивает эффективную эксплуатацию ПЭС. По оценкам специалистов, ПЭС Рансэкономически оправдана. Годовые издержки эксплуатации ниже, чем нагидроэлектростанциях, и составляют 4% капитальных вложений.

        Идея получения  электроэнергии от морских волн была  изложена еще в 1935 г. советским ученымК.Э.Циолковским.

        В основеработы волновых энергетических станций лежит воздействие  волн на рабочие органы,выполненные в виде поплавков, маятников, лопастей, оболочек и т.п. Механическаяэнергия их перемещений  с помощьюэлектрогенераторов преобразуется в электрическую.

        В настоящеевремя волноэнергетические установки используются для  энергопитания автономных буев, маяков,научных приборов. Попутно крупные волновые станции могут быть использованы дляволнозащиты морских буровых платформ, открытых рейдов, марикультурных хозяйств.Началось промышленное использование волновой энергии. В мире  уже около 400 маяков и навигационных буев получают питание от волновыхустановок. В Индии от волновой энергии работает плавучий маяк порта Мадрас. ВНорвегии с 1985 г. действует первая в мире промышленная волновая станциямощностью 850 кВт.

        Созданиеволновых электростанций определяется оптимальным выбором акватории океана сустойчивым запасом волновой энергии, эффективной конструкцией станции, вкоторую встроены устройства сглаживания неравномерного режима волнения.Считается, что эффективно волновые станции могут  работать при использовании мощности около 80кВт/м. Опыт эксплуатации существующих установок показал, что вырабатываемая имиэлектроэнергия пока в 2-3 раза дороже традиционной, но в будущем ожидаетсязначительное снижение ее стоимости.

        Вволновых   установках спневматическими  преобразователямипод  действием волн воздушный потокпериодически изменяет свое направление на обратное. Для этих условий и разработанатурбина Уэллса, ротор которой обладает выпрямляющим действием, сохраняя неизменным  направление своего вращения при смененаправления воздушного потока, следовательно, поддерживается неизменным инаправление вращения генератора. Турбина нашла широкое применение в различныхволноэнергетических установках.

         Волновая энергетическая установка«Каймей» («Морской свет») – самая мощная действующаяэнергетическая установка  с пневматическимипреобразователями – построена в Японии в 1976 г. Она использует волнениевысотой до 6 – 10 м. На барже длиной 80 м, шириной 12 м,

высотой в носовой части 7 м, вкормовой – 2,3 м, водоизмещением 500 т установлены  22  воздушных камеры, открытые снизу; каждая паракамер работает на одну турбину Уэллса. Общая мощность установки 1000 кВт.Первые испытания были проведены в 1978 – 1979 гг. близ города Цуруока. Энергияпередавалась на берег по подводному кабелю длиной около 3 км,

        В  1985 г. в Норвегии в 46 км  к северо-западу  от города Берген построена промышленная  волновая станция,состоящая из двух установок. Первая установка на острове Тофтесталлен  работала по пневматическому принципу. Она представляла собой железобетоннуюкамеру, заглубленную в скале; над ней была установлена стальная башня   высотой 12,3 мм  и диаметром 3,6 м.  Входящие в камеру волны создавали  изменение объема воздуха. Возникающийпоток    через систему    клапанов приводил  во вращение турбину и связанный с нейгенератор мощностью 500 кВт, годовая выработка составляла  1,2 млн. кВт.ч. Зимним штормом  в конце 1988 г. башня  станции быларазрушена. Разрабатывается  проект  новой башни из железобетона.

        Конструкциявторой установки состоит из конусовидного  канала вущелье  длиной около 170 м с бетоннымистенками высотой 15 м  и шириной восновании 55 м, входящего в резервуар между островами,  отделенный от моря дамбами, и плотины сэнергетической  установкой.    Волны, проходя по сужающемуся каналу,увеличивают свою высоту  с 1,1  до 15 м и вливаются  в резервуар площадью5500 кв. м, уровень которого на 3 м выше уровня моря. Из резервуара вода проходит через   низконапорные гидротурбины  мощностью 350 кВт.Станция ежегодно производит до 2 млн. кВт. ч электроэнергии.

        ВВеликобритании  разрабатываетсяоригинальная   конструкция волновойэнергетической установки типа «моллюск», в которой в качестве рабочихорганов используются  мягкие оболочки –камеры, в   которых  находится воздух  под давлением,несколько  большим атмосферного. Накатомволн  камеры сжимаются, образуетсязамкнутый воздушный поток  из камер вкаркас установки и обратно. На пути потока установлены воздушные турбины Уэллса с электрогенераторами.

        Сейчассоздается  опытная плавучая установка из6 камер, укрепленных на каркасе длиной 120 м и высотой  8 м. Ожидаемая мощность 500 кВт. Дальнейшиеразработки показали, что   наибольший  эффект дает  расположение камер по кругу.  ВШотландии      на озере  Лох-Несс была испытана установка, состоящая из 12 камер и 8 турбин, укрепленных  на каркасе диаметром   60 м и высотой 7 м.Теоретическая мощность такой установки до 1200 кВт.

        Впервые  конструкция волнового плота  былазапатентована в СССР   еще в 1926 г. В1978 г.  в Великобритании проводилисьиспытания опытных моделей океанских электростанций, в основе которых лежитаналогичное решение. Волновой плот Коккерела состоит из шарнирно соединенных секций,  перемещение которых относительно   друг друга  передается  насосам с электрогенераторами.Вся конструкция  удерживается  на месте якорями. Трехсекционный волновойплот  Коккерела длиной 100 м, шириной 50м и высотой 10 м может дать мощность до 2 тыс. кВт.

        В СССР модельволнового плота испытывалась  в700-х  гг. на Черном море. Она имеладлину 12 м,  ширину  поплавков 0,4 м. На волнах высотой 0,5 м идлиной 10 – 15 м установка развивала мощность 150 кВт.

        Проект,известный под названием «утка Солтера»,  представляет собой преобразователь волновойэнергии (см. рис.5). Рабочей конструкцией является поплавок («утка»),профиль которого рассчитан по законам гидродинамики. В проектепредусматривается монтаж большого количества крупных поплавков, последовательноукрепленных на общем валу. Под действием волн поплавки приходят в движение ивозвращаются в исходное положение силой собственного веса. При этом приводятсяв действие насосы внутри вала, заполненного специально подготовленной водой. Черезсистему труб различного диаметра создается разность давления, приводящая вдвижение турбины, установленные между поплавками и поднятые над поверхностьюморя. Вырабатываемая электроэнергия передается по подводному кабелю. Для болееэффективного распределения нагрузок на валу следует устанавливать 20 – 30 поплавков.

        В 1978 г. былаиспытана модель установки длиной 50 м, состоявшая из 20-ти поплавков диаметром1 м. Выработанная мощность составили 10 кВт.

        Разработанпроект более мощной установки из 20 – 30 поплавков диаметром 15 м, укрепленныхна валу, длиной 1200 м. Предполагаемая мощность установки 45 тыс.кВт.

        Подобныесистемы установлены у западных берегов Британских островов, могут обеспечитьпотребности Великобритании в электроэнергии.

        Использование   энергии ветра имеет  многовековую историю. Идея преобразованияэнергии ветра в электрическую возникла в конце Х1Хв.

В СССР первая ветровая электростанция (ВЭС) мощностью 100кВт была построена в 1931 г. у города Ялта в Крыму. Тогда это была крупнейшаяВЭС в мире. Среднегодовая выработка станции составляла 270 МВт.час. В 1942 г.станция была разрушена.

        В периодэнергетического кризиса 70-х гг. интерес к использованию энергии возрос.Началась разработка ВЭС как для прибрежной зоны, так и для открытого океана.Океанские ВЭС  способны вырабатывать энергиибольше, чем расположенные на суше, поскольку ветры над океаном более сильные ипостоянные.

        СтроительствоВЭС малой мощности (от сотен ватт до десятков киловатт) для  энергоснабжения  приморских поселков,  маяков, опреснителей морской воды считаетсявыгодным при среднегодовой скорости ветра 3,5-4 м/с. Возведение ВЭС большоймощности (от сотен киловатт до сотен мегаватт) для передачи электроэнергии в энергосистему страны оправданотам, где среднегодовая скорость ветра превышает 5,5-6 м/с. (Мощность, которуюможно получить с 1 кв.м поперечного сечения воздушного потока, пропорциональнаскорости ветра в третьей степени). Так, в Дании – одной из ведущих стран мира вобласти ветроэнергетики действует уже около 2500 ветровых установок общеймощностью 200 МВт.

        Натихоокеанском побережье США в Калифорнии, где скорость ветра 13 м/с и большенаблюдается в продолжение более 5 тыс, ч в году, работает уже несколько тысячветровых установок большой мощности. ВЭС различной мощности действуют вНорвегии, Нидерландах, Швеции, Италии, Китае, России и других странах.

        В связи снепостоянством ветра по скорости и направлению большое внимание уделяетсясозданию ветроустановок, работающих с другими источниками энергии. Энергиюкрупных океанских ВЭС предполагается использовать при производстве водородаиз  океанской воды или при добычеполезных ископаемых со дна океана.

        Еще в концеХ1Х в. ветряной электродвигатель использовался Ф.Нансеном на судне«Фрам» для обеспечения участников полярной экспедиции светом и тепломво время дрейфа во льдах.

        В Дании наполуострове Ютландия в бухте Эбельтофт с 1985 г. действуют шестнадцать ВЭСмощностью 55 кВт каждая и одна ВЭС мощностью 100 кВт. Ежегодно они вырабатывают2800-3000 МВт.ч.

        Существуетпроект прибрежной электростанции, использующей энергию  ветра и прибоя одновременно (см. рис.6).

        Наиболее  мощные течения океана – потенциальныйисточник энергии(см.карту1). Современный уровень техники позволяет извлекатьэнергию течений при скорости потока более 1 м/с. При этом мощность от 1 кв.мпоперечного сечения потока составляет около 1 кВт. Перспективным представляетсяиспользование таких мощных течений, как Гольфстрим и Куросио, несущих соответственно83 и 55 млн. куб.м/с воды со скоростью до 2 м/с, и Флоридского течения (30 млн.куб.м/с, скорость до 1,8 м/с).

        Дляокеанской  энергетики представляютинтерес течения в проливах Гибралтарском, Ла-Манш, Курильских. Однако созданиеокеанских электростанций на  энергиитечений связано пока с рядом технических трудностей, прежде всего с созданиемэнергетических установок больших размеров, представляющих угрозу судоходству.

        Программа" Кориолис" предусматривает установку во Флоридском проливе в 30 кмвосточнее города Майами 242 турбин с двумя рабочими колесами диаметром 168м,  вращающимися в противоположных направлениях.Пара  рабочих колес размещается внутриполой камеры из алюминия,  обеспечивающейплавучесть турбины. Для повышения эффективности лопасти колес предполагаетсясделать достаточно гибкими. Вся система «Кориолис» общей длиной 60 кмбудет  ориентирована по основному потоку;ширина ее  при    расположении турбин в 22 ряда по 11 турбинв каждом составит 30 км. Агрегаты предполагается отбуксировать к местуустановки и заглубить на 30 м, чтобы не препятствовать судоходству.

        Полезнаямощность каждой турбины с учетом затрат на эксплуатацию и потерь при передачена берег составит 43 МВт, что позволит удовлетворить потребности штата Флориды(США) на 10%.

        Первыйопытный образец подобной турбины диаметром 1,5 м был испытан во Флоридскомпроливе.

        Разработантакже проект турбины с рабочим колесом диаметром

12 м и мощностью 400 кВт.

        Соленаявода   океанов  и морей таит в себе огромные неосвоенныезапасы  энергии, которая может бытьэффективно преобразована в другие  формыэнергии в районах с большими  градиентамисолености, какими являются устья крупнейших рек мира, таких как Амазонка,Парана, Конго и др. Осмотическое давление, возникающее при смешении пресныхречных вод  с солеными, пропорциональноразности в концентрациях солей в этих водах. В среднем это давление составляет24 атм., а при впадении реки Иордан в Мертвое море 500 атм. В качестве источникаосмотической энергии предполагается также использовать соляные купола,заключенные в толще океанского дна. Расчеты показали, что при использованииэнергии, полученной при  растворении солисреднего по запасам нефти соляного купола, можно получить не меньше энергии,чем при использовании содержащейся в нем нефти.

        Работы попреобразованию «соленой» энергии в электрическую находятся  на стадии проектов и опытных установок. Средипредлагаемых вариантов представляют интерес гидроосмотические устройства с полупроницаемымимембранами. В них происходит всасывание растворителя через мембрану в раствор.В качестве растворителей и растворов используются пресная вода – морская водаили морская вода – рассол. Последний получают при  растворении отложений соляного купола.

        Вгидроосмотической камере рассол из соляного купола смешивается с морской водой.Отсюда проходящая через полупроницаемую мембрану вода под давлением поступаетна турбину, соединенную с электрогенератором (см. рис.7).

        Подводнаягидроосмотическая гидроэлектростанция размещается на глубине более 100 м.Пресная вода подается к гидротурбине по трубопроводу. После турбины онаоткачивается в море осмотическими насосами в виде блоков полупроницаемыхмембран остатки речной воды с примесями и растворенными солями удаляютсяпромывочным насосом (см. рис.8).

        В биомассеводорослей, находящихся в океане, заключается огромное количество энергии.Предполагается использовать для переработки на топливо как  прибрежные водоросли, так и фитопланктон. Вкачестве  основных способовпереработки  рассматриваются  сбраживание углеводов водорослей в спирты и ферментация больших количеств водорослейбез доступа воздуха для  производстваметана. Разрабатывается  также  технология переработки фитопланктона для производстважидкого топлива. Эту технологию предполагается совместить с эксплуатацией океанскихтермальных электростанций. Подогретые глубинные воды которых будут обеспечиватьпроцесс  разведения фитопланктона тепломи    питательными веществами.

        В проектекомплекса «Биосоляр» обосновывается возможность непрерывного  разведения микроводоросли хлорелла вспециальных контейнерах, плавающих по поверхности открытого водоема. Комплексвключает систему связанных гибкими трубопроводами плавающих контейнеров наберегу или морской платформе оборудование для переработки водорослей.Контейнеры, играющие роль культиваторов, представляют собой плоские ячеистыепоплавки из армированного полиэтилена, открытые сверху для доступа воздуха исолнечного света. Трубопроводами они связаны с отстойником и регенератором. Вотстойник откачивается часть продукции для синтеза, а из регенератора в контейнерыпоступают питательные вещества – остаток от анаэробной переработки вметантенке. Получаемый в нем биогаз содержит метан и углекислый газ (см.рис.9).

        Предлагаются исовсем экзотические проекты. В одном из них рассматривается, например, возможность установки электростанциипрямо на айсберге. Холод, необходимый для работы станции, можно получать отольда, а полученная     энергияиспользуется  для  передвижения гигантской глыбы  замороженнойпресной воды в те места земного шара, где ее очень мало, например в страныБлижнего Востока.

        Другие  ученые предлагают использовать  полученную энергию для организации морскихферм, производящих продукты питания.

        Взоры ученыхпостоянно обращаются к неисчерпаемому источнику энергии – океану.

        Океан,выпестовавший когда-то саму жизнь на Земле, еще не раз послужит человеку добрымпомощником.

     Греческая армия была  разбита. Преследуемые войсками персидскогоцаря Артаксеркса П, потерявшие веру в свое спасение, остатки ее  отрядов брели через пустыню. Но вот  на горизонте заблестело море. Море, где ихждали корабли. Море,  за которым  лежала их любимая родина Море, по которому можнобыло уйти от персидской армии. И предводитель греков Ксенофонт, как гласитпредание, воскликнул:

«Море, море! Оноспасет нас!»

     Близок час, когда бурно растущеечеловечество обратит свои  полные надеждывзоры к морю и тоже воскликнет: «Море спасет нас! Море обеспечит намобилие продуктов питания. Море даст нашей промышленности  любое необходимое минеральное сырье. Мореснабдит нас  неисчерпаемыми источникамиэнергии. Море станет местом нашего обитания!» 

                                             Список литературы

1.<span Times New Roman"">   

— 318 с.

2.<span Times New Roman"">   

3.<span Times New Roman"">   

4.<span Times New Roman"">   

М.;«Педагогика», 1988 г. – 464 с.

5.  Энциклопедия для детей. М., «Аванта +»,1994 г. – 640 с.

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Реферат на тему природные мировые ресурсы
• 
  Решения собраний в гражданском праве реферат
• 
  Реферат на тему художник и ученый
• 
  Реферат на тему возрождение во франции
• 
  Геологическая деятельность океанов и морей реферат
• 
  Реферат лекарственные растения применяемые в стоматологии
• 
  Сестринская помощь при хирургической инфекции реферат
• 
  Реферат на тему химия и экология
• 
  Организация дезинфекционных мероприятий в лпу реферат
• 
  Обеспечение безопасности людей при пожаре реферат
• 
  Реферат кем быть проблема выбора профессии