Spēka okeāni

Savulaik ASV piedzīvoja īstu enerģētisko krīzi, prezidents pasludināja nacionālo enerģētisko neatkarību par kara morālo ekvivalentu, federācijas sāka tērēt reālu naudu neparastiem enerģijas avotiem, un visnepiemērotākā bija okeāna siltuma enerģijas pārveidošana (OTEC).

Pamatideja, kas tika ierosināta gadsimtu iepriekš, bija vienkārša: plašos tropu un subtropu jūru posmos ir aptuveni 20 °C atšķirība starp siltiem virszemes ūdeņiem un gandrīz sasalstošiem ūdeņiem kilometru vai divus kilometrus zemāk. Šī temperatūras starpība varētu vadīt masīvas turbīnas, kas ražo elektroenerģiju visu diennakti ar minimālu vides degradāciju.

Pirms divdesmit gadiem Enerģētikas departaments šai idejai izmeta vairāk nekā 200 miljonus dolāru. Pētnieki bija izsapņojuši ganību OTEC staciju floti, no kurām katra vienmērīgi samazināja pat 500 megavatus. Taču federālās programmas termiņš beidzās ar dažiem redzamiem rezultātiem, izņemot inženierzinātņu ziņojumu kaudzes.

Bhaktas ASV un ārzemēs turpināja virzīt šo ideju uz priekšu, galvenokārt koncentrējoties uz maziem, uz salām balstītiem variantiem. Nākamgad, ja viss noritēs labi, Havaju salā Havaju salu Dabas enerģijas laboratorijā tiks uzsākta pirmā komerciālā okeāna termoelektrostacijas būvniecība, kas darbojas ar vienu megavatu.

Electrical Power Plus

Atšķirībā no iepriekšējiem darbiem, mūsdienu okeāna termiskie projekti neapstājas tikai ar elektroenerģiju, bet koncentrējas uz produktu kombināciju, kas ir piemērota konkrētai vietai, saka Hanss Kroks, Havaju-Manoas universitātes okeāna inženierijas profesors. Tie varētu ietvert:

• saldūdens (bieži vien ļoti pieprasīts)
• ar barības vielām bagāta dziļūdens izmantošana akvakultūrā (ieskaitot aukstūdens zivju audzēšanu)
• piekrastes dzesēšana (aukstā ūdens palaišana pa siltummaiņiem, lai darbinātu gaisa kondicionētājus, var izrādīties rentabla salīdzinājumā ar dārgo salas elektroenerģiju)

Piemērs ir Natural Energy Laboratory vieta Keahole Point Havaju salās, kur notiek novatoriskie okeāna termiskie darbi. Pirms diviem gadiem laboratorija slēdza savu pēdējo OTEC prototipu. Taču tas turpina sūknēt dziļjūras ūdeni komerciālām akvakultūras darbībām un piekrastes dzesēšanai.

Laboratorija arī pievieno vēl vienu dziļūdens cauruli, kas ir pietiekami liela un dziļa, lai strādātu ar jauno okeāna termisko sistēmu, kas radīs 1 līdz 1,4 megavatus jaudu. 140 centimetrus platā caurule tiek izgatavota vienā gabalā gandrīz trīs kilometru garumā, saka Toms Daniels, NELHA zinātniskais un tehniskais direktors. 11,2 miljonus dolāru vērto cauruļu projektu plānots pabeigt nākamā gada vasarā.

Tomēr caurules vilkšana uz vietu un rūpīgi nogremdēšana ir ļoti augsta riska operācija, komentē Daniels. (Viņš saka, ka Indijas valdības projekts peldošas viena megavata okeāna termoelektrostacijas būvniecībai acīmredzot nokrita un zaudēja cauruli.)

Riteņbraukšana priekšā

Tā kā okeāna termoelektrostacijas darbojas ar relatīvi nelielu temperatūras starpību salīdzinājumā ar parastajām ar tvaiku darbināmām iekārtām, inženieri ir izstrādājuši daudz ģeniālu dizainu, lai panāktu vislielāko efektivitāti, jo īpaši attiecībā uz svarīgākajiem siltummaiņiem un zema spiediena turbīnām.

Havaju salu rūpnīca darbosies Kalina ciklā, un tā darba šķidrums būs noslēgts amonjaka un ūdens maisījums. Silts jūras ūdens iztvaiko maisījumu, kas darbina turbīnu. Maisījumu sadala ar amonjaku bagātās un ar amonjaku nabadzīgās plūsmās, kondensē ar aukstu dziļu ūdeni un pēc tam apvieno vēl vienu kārtu.

Kalina tehnoloģija ir plaši izplatīta jaunajās parastajās spēkstacijās. Hayward, Kalifornijā, Exergy ir to komercializējusi cita veida iekārtās ar salīdzinoši nelielām temperatūras atšķirībām, tostarp ģeotermālajās stacijās un tērauda rūpnīcās. Katrs tehnoloģijas elements ir pieejams, un tas darbojas, saka Kroks.

Kā darba šķidrums nokļūst (vienkāršotā) slēgtā cikla okeāna siltumenerģijas pārveidošanas sistēmā.

Alternatīva pieeja nāk no Sea Solar Power, pretrunīgi vērtētā okeāna siltuma uzņēmuma, kas atrodas Baltimorā, MD. Tā siltummaiņa dizains izmanto propilēnu kā darba šķidrumu un turbulentas plūsmas procesu, ko iedvesmojusi saldēšanas tehnika, saka prezidents Roberts Nikolsons.

Nikolsons saka, ka Sea Solar ir aptuveni pusceļā divu gadu 20 miljonu ASV dolāru projektam, lai optimizētu siltummaini un citas sastāvdaļas, izmantojot Baltimoras Abell fonda finansējumu. Tomēr nepiederošie cilvēki uz uzņēmumu raugās ar cieņu pret tā dibinātāju inženiertehniskajām spējām, sašutumu par tā atteikšanos detalizēt informāciju par savu tehnoloģiju un piesardzību, jo neviens no tā komerciālajiem projektiem vēl nav īstenots.

Ūdens visur un daži dzeršanai

Trešā iespēja, atvērtā cikla konstrukcijas, kurās kā darba šķidrums izmanto jūras ūdeni, ir pētīta galvenokārt saistībā ar tās spēju ražot saldūdeni. Kroks saka, ka ir pārvarētas divas galvenās problēmas - iztvaikošanas procesā izdalīto gāzu kondensācija un nepieciešamība pēc specializētām turbīnām.

Viņš un viņa studenti ir ierosinājuši rūpnīcu Oahu, kur saldūdens resursi ir gandrīz izsmelti, viņš saka. Izmaksājot aptuveni 80 miljonus ASV dolāru, rūpnīca dienā saražotu piecus miljonus galonu saldūdens, 8 līdz 10 megavatus jaudu un 20 megavatu piekrastes dzesēšanu.

Salas (Coldwater) straumē

Uzņēmums Sea Solar Power ir parakstījis saprašanās memorandu ar Guamu, lai izveidotu okeāna termoelektrostaciju, un risina sarunas ar citiem potenciālajiem pircējiem, saka Nikolsons. Viņš apgalvo, ka ir pieejams finansējums pirmās 10 megavatu elektrostacijas celtniecībai, ko viņš lēš aptuveni no 45 līdz 50 miljoniem ASV dolāru.

Kroka grupa ir arī izteikusi priekšlikumus citām salu okeāna siltuma sistēmām. Piemēram, viens jūras spēku bāzei Djego Garsijā Indijas okeānā varētu ietaupīt 30 procentus no enerģijas un saldūdens ražošanas izmaksām, viņš lēš.

Meksikas līcis ir lieliska vieta, kur veikt OTEC, piebilst Kroks, ņemot vērā jaunās dziļūdens naftas platformas. Ironiski, bet naftas operatori neizbēgami ir šīs tehnoloģijas pārmantotāji.

Saltwater Pipe sapņi?

Tomēr sapņi par ganību stādījumiem joprojām pastāv, lai gan daudzi veterāni okeāna inženieri uz tiem raugās ar skepsi.

Sea Solar Power Nicholson saka, ka tas varētu salikt vairākus OTEC barošanas blokus 100 megavatu kuģī, kas ir viena astotā daļa no federālajā pētniecībā paredzēto behemotu izmēra un izmaksām. Mēs esam gatavi būvēt 100 megavatu stacijas tagad, viņš paziņo.

Citi eksperti šādus apgalvojumus nepērk. Tas ir smieklīgi, saka NELHA Daniels. Vispirms jums ir jāpalielina mērogs.

Tālāk pie apvāršņa Kroks ierosina, ka OTEC rūpnīcas varētu izspiest ūdeņradi, jo pasaules ekonomika sāk pāriet uz šo degvielu. Viņš norāda, ka aukstā ūdens izmantošana kā siltuma izlietne varētu palīdzēt ūdeņraža sašķidrināšanas procesā.

Roberts Koens, Boulder, CO, konsultants, kurš bija Enerģētikas departamenta okeāna enerģijas programmas programmu vadītājs, saglabā savu entuziasmu par okeāna siltumenerģiju. Koens saka, ka OTEC galu galā varētu nodrošināt ievērojamu daļu no globālajām enerģijas vajadzībām, gan ražojot elektroenerģiju, gan radot energoietilpīgu degvielu, piemēram, ūdeņradi.

Tomēr Koens atzīmē, ka tehnoloģija ir cietusi no grandiozu mērķu un apgalvojumu vēstures. Šķiet, ka OTEC izceļ ārkārtīgi subjektīvus viedokļus no divām grupām, kuras es saucu par skeptiķiem un dedzīgiem, saka Koens, savukārt patiesība mēdz slēpties kaut kur starp galējībām.

paslēpties