Судя по тому, что известно о структуре, возрасте и химических особенностях крупных скоплений нефти и газа, месторождения этих полезных ископаемых есть прежде всего продукция биосферы, области жизни. Конечно, в создании нефти и горючего газа участвуют не только живые организмы и продукты жизнедеятельности. Задействован целый комплекс природных условий, существующих на земной поверхности и в недрах планеты, включая температурный режим, давление, газовое дыхание глубин, движение подземных вод и т. д. Но все-таки накопление и сохранение продукции биосферы первейшее условие для нефтегазоносности регионов. Поэтому так бедны нефтью осадки океанического дна и столь удивительно богаты ею осадочные слои континентов и континентальных окраин.
Земная природа - щедрая хозяйка.
Она припасла в подземных кладовых множество минеральных богатств. И среди них текучая энергоемкая драгоценность - нефть. Возможно, ее действительно все еще остается в земле немало. И мы учимся все надежнее, обоснованнее предвидеть местонахождение, количество и качество нефтяных залежей, экономнее, рациональнее добывать и расходовать бесценные природные богатства. Хочется надеяться, что пытливая мысль человека, постигая тайны происхождения и накопления нефти, подойдет и к решению другой, еще более трудной задачи:
научиться у матери-Земли рачительности и творческой щедрости. Человеку, чтобы стать истинным хозяином планеты, должно научиться не истощать, а приумножать ее богатства.
Чем заменить нефть!
Через несколько десятилетий нефть станут заменять атомной и солнечной энергией. Но как накоплять такую энергию? Для этого удобен химический способ: использовать в качестве энергоносителя водород, который можно получать из воды путем электролиза.
Однако хранить и перевозить в промышленных масштабах чистый водород сложно и дорого. Поэтому надо найти вещества недорогие и способные образовывать с водородом такие химические соединения, которые обладают высокой теплотворной способностью, удобны в хранении и перевозке и из которых при необходимости несложно вновь получить водород. Некоторые ученые утверждают, что в качестве таких веществ наиболее подходят атмосферный азот и углекислый газ, который выделяется при ряде технологических процессов. При их взаимодействии с водородом получают соответственно аммиак и метанол, которые можно и хранить, и перевозить. Эти соединения научились изготовлять и в промышленном масштабе. Так, на заводе компании "Рон-Пуленк" во французском городе Сен-Обан производят ежедневно 75 тонн аммиака, что равносильно запасу электроэнергии в 100 мегаваттчасов.
Подземные котельные планеты
В СССР широко используется геотермальная энергия. Так, на Камчатке известно свыше 140 "огнедышащих" источников. Местные жители давно уже не позволяют подземным гейзерам бесполезно тратить свою энергию. Более 10 лет вырабатывает ток Паужстская геотермальная электростанция.
Идет строительство Мутновской геоТЭС мощностью более ста тысяч киловатт.
В Петропавловске-Камчатском, возвышаясь над всем городом, задумчиво "курит" Авачинский вулкан. В его теле на глубине трех-четырех километров находится магматическая камера. В ней ни много ни мало двадцать кубических километров раскаленной лавы. Лишь десяти процентов этого тепла достаточно для работы электростанции мощностью миллион киловатт в течение 150-200 лет.
Учёные предложили проект по использованию этого тепла. Бурятся по направлению к запасам магмы две глубокие скважины. В одну закачивается вода. Раскаленные недра превратят ее в пар, который будет вырываться из другой скважины. Эдакий подземный паровой двигатель. Расчеты показали, что использование подземной энергии крайне выгодно, так как практически не требует больших затрат.
И это не все выгоды, которые могут быть получены от вулканов. В Начикинском и Паратунском санаториях целебные воды горячих источников помогают больным избавиться от многих недугов.
Один такой бассейн расположен в местечке Паратунка рядом с Петропавловском-Камчатским. Вода в него поступает из подземных источников. Ее температура градусов 35 по Цельсию.
Стоит проплыть немного, пульс начинает учащаться. Когда становится тяжело, можно выйти из бассейна, покататься в снегу или просто посидеть на ледяных наростах, отдохнуть. Воды Паратунки тоже обладают целебными свойствами, и купаться здесь можно в любое время года.
Применение термальным источникам нашли и рыбоводы Камчатки. Сейчас там круглый год разводят лососей, которые в три раза быстрее нагуливают вес. Завезли сюда в порядке эксперимента из Подмосковья карпов.
Но не только Камчатка богата подземным теплом. В Мостовском районе Краснодарского края есть межхозяйственное объединение Плодовощевод.
Овощи здесь выращивают с помощью геотермальных вод. Из скважин вода поступает для обогрева теплиц. Отдав часть тепла овощам, она направляется в животноводческий комплекс - коровники, свинарник, птичник. Трубы с теплой водой проходят под полом свинарника и обогревают его. Далее теплые воды используются для орошения полей. Замечено, что они существенно повышают урожайность посевов.
В Ленинградском горном институте ведется разработка основ проектирования и эксплуатации циркуляционных систем, позволяющих извлечь тепловую энергию горячих горных пород.
Температура земли повышается на один градус в среднем через каждые 30 метров. Если пробурить скважину на глубину до 3 километров и закачать туда воду, то она превратится в кипяток. Сейчас это не так уж сложно технически осуществить.
Энергетический потенциал недр только в верхней оболочке Земли составляет триллионы тонн условного топлива. Если использовать хотя бы один процент этих запасов, то можно обеспечить себя теплом на миллионы лет.
Видин отапливается из-под земли
Город Видин на северо-западе Болгарии - первый в НРБ город, в котором для отопления жилых зданий широко используются геотермальные воды. Под городом залегают два горячих водоносных слоя: на глубине 1600 метров - с температурой воды 60-70 градусов Цельсия и на глубине 3600 метров-с температурой 100 градусов Цельсия. Взятая из-под земли вода проходит по батареям отопления и снова закачивается в недра: она содержит много растворенных солей, и ее нельзя сбрасывать в водоемы.
Уже более 20 тысяч квартир Видима отапливаются геотермальными водами, и ежегодно к подземному теплоснабжению подключается около 800 новых квартир. Расходы на сооружение всей системы вдвое ниже, чем ежегодные расходы на топливо, и окупаются они за полтора-два года.
Куда запрятать тепло!
Для этого подходят подземные пустоты в скальных массивах. Шведская компания "Атлас Копко" ведет большие работы, чтобы найти и оборудовать такие подземные теплохранилища.
Вблизи города Упсала путем взрывов в скале создали на глубине сотни метров пещеру объемом в сто тысяч кубометров. Летом ее заполнили нагретой на солнце водой, которую зимой использовали в отопительной сети соседнего городского квартала. В дальнейшем для подогрева воды будут использовать устройства, которые собирают тепло солнечных лучей. В городе Лулео на севере Швеции роль хранилища тепла играют 120 скважин диаметром по 150 миллиметров, которые пробурили в скальной породе на глубину 25 метров. В каждой скважине поместили пару стальных труб, по которым циркулирует горячая вода, обогреваемая отходящими газами соседнего металлургического завода. Скважины служат своего рода теплообменниками, которые летом отдают тепло скальной породе, а зимой возвращают его в систему отопления городского университета. За трехлетнюю эксплуатацию, начиная с 1982 года, в хранилище была заложена энергия в количестве трех с половиной миллионов киловаттчасов. Полезная отдача достигла двух миллионов киловатт-часов.
Бетонные заводы - на солнечной энергии
Бетонные заводы потребляют колоссальное количество энергии в виде пара и электричества. Монолитный бетон, плиты, балки - все это подвергают обработке теплом и влагой, чтобы бетон набрал прочность, был более пластичным, быстрее твердел.
Все методы теплового воздействия на бетон связаны со значительными энергозатратами. Они составляют около семнадцати миллионов тонн условного топлива. Но вот что интересно - двадцать пять процентов этого топлива расходуют заводы и стройки в южных районах страны, где солнечных дней двести - двести пятьдесят в году.
Тут есть над чем призадуматься. Далее.
Тепловое воздействие на твердеющий бетон, как правило, осуществляют при температуре 70-95 градусов. Но ведь
именно до такой температуры идет прямой нагрев предметов солнечной радиацией. Если понадобится, то в преобразователях и аккумуляторах солнечной энергии можно создать температуру 100 градусов и выше. Одним словом, доступность и простота получения горячей воды, воздуха и других жидких теплоаккумулирующих композиций должны привлечь солнечную энергию для производства бетонных конструкций.
Начинали с простейших работ, не требующих почти никаких капитальных затрат. На бетонную плиту, прогретую солнечной энергией до максимальной температуры, формуют вторую плиту.
Обе плиты укрывают пленкой, и бетонный "бутерброд" превращается в своеобразный парник. Верх второй плиты прогревается солнцем, а низ аккумулированной теплотой, передаваемой от нижней плиты. Плит, разумеется, достаточно много, они образуют тепловой конвейер. Результаты - время твердения бетона нисколько не больше, чем при использовании традиционных видов энергии. Даже в таком довольно примитивном виде можно организовать большое количество гелиополигонов для обработки бетонных конструкций. Пленки, создающие "парниковый эффект", уже сегодня следует применять при сооружении градирен, силосных башен, труб, резервуаров, жилых домов из монолитного бетона.
Лучше кирпича
Французская фирма "Этаблисман Броссон" изготовила нагревательное устройство, которое используется для накопления тепла в часы самого низкого тарифа на электроэнергию. Оно состоит из двух плит слоистого известняка, между которыми находится электрическое сопротивление. Благодаря своей однородности известняк сохраняет накопленное тепло дольше, чем огнеупорный кирпич. Новое устройство может быть частью несущей стены или перегородки.
Эксперимент в Черном море
Румынские ученые провели в Черном море опыты с установками для преобразования энергии морских волн в электроэнергию. Использовались два типа установок. Одна из них представляет собой плавучий буй с открытым дном. При качаниях буя уровень воды в нем изменяется, соответственно воздух входит в полость буя или выходит из нее. Движение воздуха возможно только через верхнее отверстие, а здесь установлена турбина, вращающаяся всегда в одном направлении независимо от направления потока воздуха (это изобретение румынского инженера Г. Олару). При волнах высотой 35 сантиметров турбина развивала 2100 оборотов в минуту.
Вторая установка - стационарная микроэлектростанция, нечто вроде ящика, который на опорах устанавливается на небольшой глубине. В ящик проникают волны, вращающие турбину.
Успешные опыты позволили сделать вывод, что энергетические прибойные установки могут использоваться в автономных морских бакенах, для освещения причалов и волноломов. Но остается решить проблему надежности техники, постоянно подвергающейся ударам соленой воды.
Топливо - корки мандаринов
Как известно, цены на нефть и нефтепродукты непрерывно растут в странах-импортерах нефти: не хватает бензина. В лабораториях Филиппинского университета успешно прошли испытания одноцилиндрового двигателя с воздушным охлаждением, работающего на... кокосовом масле. А одна из японских автомобильных компаний провела испытания бензина из мандариновой кожуры. Вместо токсичных продуктов сгорания этот бензин выделяет фруктовый запах, но для получения одного литра такого бензина требуется кожура почти 11 тысяч (!) мандаринов.
Выбрасывать ли мусор!
Утилизация бытовых и промышленных отходов, опавшей листвы и погибших растений приведет к значительной экономии ценного энергетического сырья, говорится в докладе Научнотехнического управления Японии. Из этого документа следует, что Япония располагает огромным количеством биомассы, которую после переработки можно использовать вместо нефти или газа для производства электроэнергии.
По подсчетам специалистов, потенциальные запасы биомассы в стране составляют примерно полтора миллиарда тонн. Ежедневно из отходов лесного и сельского хозяйства и мусора можно получать более ста миллионов тонн биомассы и за счет ее использования покрывать десятую часть потребности ит э 1 нефти всей страны.
Горючее из пальмового масла
В Малайзии, являющейся одним из главных поставщиков пальмового масла на мировом рынке, в настоящее время испытывают горючее для дизельных моторов, изготовленное из пальмового масла. Семь различных типов автомашин наездили на этом топливе от 50 тысяч до 100 тысяч километров.
Самодельное топливо