Индия строит электростанцию, которая круглосуточно работает за счет перепада температур воды
/https%3A%2F%2Fs3.eu-central-1.amazonaws.com%2Fmedia.my.ua%2Ffeed%2F137%2F4bc4166e4e87db367cd3a52071050c64.png)
На острове Каваратти в индийском архипелаге Лакшадвип инженеры строят электростанцию, которая будет работать за счет разницы температур между теплой поверхностной водой и холодной водой в глубинах океана. Система будет брать морскую воду с глубины около 1000 метров и будет использовать эту разницу для производства 65 кВт электроэнергии и 100 000 литров пресной воды в сутки, сообщает Национальный институт океанических технологий Индии (NIOT).
Технология, известная как преобразование океанической тепловой энергии (OTEC), преобразует вертикальный температурный градиент океана в электроэнергию. Она привлекает инженеров уже более века, поскольку, в отличие от солнечной и ветровой энергетики, этот градиент сохраняется днём и ночью. Однако OTEC неоднократно сталкивалась с препятствиями на пути к коммерциализации.
«Главное препятствие заключается в том, что небольшая разница температур между теплой и холодной морской водой позволяет системам OTEC преобразовывать в электроэнергию лишь около 3–5 % доступного тепла», — — отмечают разработчики.
По этой причине электростанциям приходится пропускать огромные объемы морской воды через большие теплообменники, а зачастую — через трубу, уходящую на сотни метров в глубину океана. Первоначальные капитальные затраты огромны. Лакшадвип проверит, может ли OTEC оказаться полезной, несмотря на это — не благодаря ценовой конкуренции с огромными солнечными электростанциями, а благодаря одновременному решению нескольких дорогостоящих проблем островов.
Электростанция, построенная между теплой и холодной водой
Большинство конструкций OTEC использует замкнутый цикл. Теплая поверхностная морская вода нагревает жидкость с низкой температурой кипения, например, аммиак. Её пар приводит в движение турбину, после чего холодная глубоководная морская вода конденсирует его, и цикл начинается заново. Каваратти будет использовать открытый цикл. Насосы создают вакуум, благодаря которому тёплая морская вода сама закипает при низкой температуре. Образовавшийся пар низкого давления приводит в движение турбину, а затем конденсируется под действием глубокой холодной воды, производя одновременно пресную воду и электроэнергию.
«То, что мы делаем, можно масштабировать для островов и отдаленных населенных пунктов. Это может стать рыночной стратегией», — рассказала Purnima Jalihal, бывшая руководительница подразделения энергетики и пресной воды NIOT, изданию IEEE Spectrum.
Инженеры строили экспериментальные установки OTEC ещё с 1930-х годов. Однако амбиции этой отрасли до сих пор значительно превышают её реальные эксплуатационные показатели. В обзоре технологии за 2025 год оценивается её теоретический глобальный потенциал в 8–10 тераватт и определяет три основных направления исследований: совершенствование термодинамических циклов, интеграцию с другими источниками энергии и использование ценных побочных продуктов, таких как пресная вода, охлаждение и водород.
В другом исследовании ресурсы OTEC в штатах, территориях и свободно ассоциированных государствах США были оценены примерно в 4600 ТВт·ч в год — около 110 % производства электроэнергии в США в 2019 году. Исследование 2022 года прогнозировало, что глобальный потенциал OTEC к концу столетия может вырасти примерно на 46 % при сценарии высоких выбросов.
Труба может иметь большее значение, чем турбина
Главными препятствиями для OTEC всегда были стоимость и надежность. NIOT впервые столкнулся с этим на практике в 2002 году, когда попытался реализовать морской проект мощностью 1 МВт. Во время строительства рабочие потеряли холодноводную трубу длиной 1000 метров в море, что окончательно положило конец проекту. На сегодняшний день трубы остаются одной из самых сложных инженерных проблем OTEC. Коммерческим электростанциям приходится перекачивать чрезвычайно большие объёмы воды, в то время как морские трубы превращаются в огромные конструкции, которые постоянно подвергаются воздействию волн, течений и штормов.
«Именно поэтому проект PLOTEC, реализуемый при поддержке ЕС на Канарских островах, сосредоточен не на производстве электроэнергии, а на испытании морской платформы OTEC. Её плавучий прототип должен проверить, способны ли морская платформа и длинная вертикальная труба для забора холодной воды выдерживать неспокойное море и экстремальные штормы», — объясняет ZME Science.
В апреле 2026 года компания Global OTEC сообщила, что установила прототип и подключила вертикальную трубу для забора морской воды на испытательной площадке у Канарских островов. Обзор за 2025 год, упомянутый ранее, оценивает стоимость электроэнергии, производимой 10-мегаваттной установкой OTEC, примерно в 20–67 центов за кВт·ч, согласно исследованиям, которые он анализировал, что значительно дороже, чем ветровая или солнечная энергетика.
Почему острова могут первыми начать использовать эту технологию
Однако для отдаленных тропических островов OTEC не обязательно должна конкурировать с самым дешевым материковым проектом в области возобновляемой энергетики. Ей нужно конкурировать с импортным дизельным топливом, расходами на опреснение воды и счетами за кондиционирование воздуха. Лакшадвип уже использует низкотемпературную технологию термического опреснения NIOT. Новая установка должна использовать электроэнергию OTEC для работы системы опреснения без потребления электроэнергии из дизельной островной сети.
«Проект стоимостью около 5,3 млн долларов может обеспечить экономию примерно 210 000–260 000 долларов в год на расходах на дизельное топливо. Холодная глубоководная морская вода также может использоваться для охлаждения зданий с помощью систем кондиционирования на морской воде, тогда как электроэнергию можно преобразовывать в водород или аммиак для хранения», — подытоживает ZME Science.
Однако существуют и очевидные экологические проблемы. Перекачка глубоководной воды наверх может привести к переносу питательных веществ, растворенного углерода и организмов в необычные для них слои. Глубоководный сброс и тщательный выбор места размещения могут снизить некоторые риски, но крупные установки проработали недостаточно долго, чтобы окончательно оценить эти проблемы.
Источник: ZME Science