Вот какой исследователи видят конечную цель: «Представим себе, что «водородные реакторы» установлены где-нибудь в пустыне, где солнце светит почти весь год… Расчеты показывают, что абсолютно все энергетические нужды нашей страны может удовлетворить «урожай» водорода, снимаемый с участка пустыни размером 140 на 140 км…» Заметьте: все потребности Советского Союза!
Растения открывают один путь, одну тропинку к водородной энергетике. А если поверить еще и геологической гипотезе, то выяснится: недра планеты буквально заполнены водородом. На эту вероятность первыми обратили внимание вулканологи. Они установили, что при извержении вулканы выбрасывают вместе с пеплом огромные облака водорода. В пользу этой гипотезы склоняют и сведения нефтяников, которые рассказывают о выбросах водорода, случающихся при бурении глубоких скважин. Наконец, чем объяснить происхождение и природу обнаруженных в Исландии «родников», где водород свободно выходит на поверхность из неведомых глубин?
Геологическая гипотеза явно не лишена смысла, по крайней мере она расширяет ноле деятельности для поиска водорода. В этой связи уместно вспомнить, что на заре «нефтяной эры» геологическая наука располагала примерно такими же сведениями: о месторождениях нефти судили только по ее естественным выходам на поверхность, по пульсирующим черным родникам. Здесь и закладывали нефтяные колодцы — первые примитивные скважины.
Сейчас водород в хозяйстве получают «техническим» путем, расщепляя молекулы метана или, реже, воды. Тут, конечно, не обойтись без дополнительной энергии. Пока такой путь считается самым надежным. И самым дорогим. Но это лишь пока.
В лаборатории итальянской фирмы «Монтэдисон» впервые найден дешевый способ получения водорода из воды с помощью солнечной энергии. Описывать подробности своего способа итальянцы не спешат, видимо, есть на то коммерческие соображения.
Английские специалисты по энергетике пошли другим путем: они успешно выделили водород из растворов органических кислот. Новая газоводородная смесь — подходящая замена природного газа. А органические кислоты получены из древесных щепок, отходов переработки сахарного тростника и кочерыжек кукурузных початков.
В Институте химической физики АН СССР долго пытались «разломать» молекулу воды с помощью направленного луча, и вот бомбардировка воды фотонами видимого света впервые в практике дала водород и кислород, причем затраты энергии минимальные. Но все-таки затраты. Вот если бы найти совсем «даровые» источники энергии…
Они только сразу неприметны, эти «даровые» источники. А в природе их немало: энергия солнца, ветра, морских волн, приливов, подводных течений. Есть термоградиентные источники энергии, рожденные разницей температур двух или нескольких тел, например верхнего и нижнего слоев океана. Есть геотермальные родники, отдающие «сухое» и «жидкое» тепло Земли. Есть и немало других источников.
Но почему, давно зная о «даровых» источниках энергии, люди очень робко пользуются ими? Куда подевались ветряки и парусники? Не слишком ли быстро мы отказались от силы малых речек, веками крутивших колеса деревенских мельниц? Забыли о подземных горячих водах, которыми отапливались еще знаменитые римские бани? Я думаю, все эти «пропажи» в энергетике — явление случайное. В том, что это действительно так, легко убедиться, побывав, например, в научно-производственном объединении «Циклон». Здесь проектируют ветряки — ветроэнергетические установки.
Подобные фирмы созданы в ряде стран. Шведские ученые, например, намерены к 2000 г. почти половину электроэнергии получать с ветряков. В некоторых странах подготовлены серьезные государственные программы по ветроэнергетике.
Конечно, новые ветряки отличаются от тех, с которыми сражался Дон-Кихот, как доспехи рыцаря отличаются от скафандра космонавта. Современная инженерия с помощью ЭВМ нашла массу «ошибок» у крылатых детищ наших предков. Строить по-новому — по такому пути пошли шведские инженеры. На острове Готланд в Балтийском море сооружена высотная лопастная башня для турбины, которая даже при незначительном ветре вырабатывает в год около 6 млн. кВт-ч электроэнергии.
А в проекте грандиозной электростанции мощностью 1 млн. кВт, который разработали западногерманские инженеры, рабочие колеса будут лежать над землей. Идею станции им подсказали чумы жителей Севера. В полное безветрие в тундре трудно развести костер: ничтожный приток кислорода плохо поддерживает горение. Конусообразный чум с узким отверстием наверху создает хорошую вытяжку (искусственное движение воздуха), стоит только в чуме развести огонь. Западногерманские изобретатели намерены создать искусственный ветер с помощью высокой конической башни.
Но самый неожиданный, на мой взгляд, выход нашли австралийские специалисты. Они задумали вывести ветроэлектростанцию в верхние слои атмосферы. Здесь всегда ураганный ветер, и он почти никогда не меняет направления. Воспользовавшись услугами воздушного змея, можно поднять над землей эти небольшие ветроагрегаты, способные вырабатывать до полумиллиона киловатт-часов электрической энергии в год. Очевидно, трос для змея будет одновременно и кабелем для электричества.
Не сказал свое последнее слово ветер и на транспорте. «Паруса — это современно!» — утверждают японские судостроители. В Стране восходящего солнца спущен на воду первый в мире танкер с «устаревающим» дизельным двигателем и с «возрождающимися» парусами. Новое судно расходует вдвое меньше топлива. Судостроители и судовладельцы многих стран серьезно поговаривают о возрождении парусного флота.
Ученые давно ищут способ использовать и безграничную энергию океана. Приливные электростанции уже существуют, но долго не удавалось подчинить энергию морских волн. Наконец появилось изобретение американского профессора Джона Айзэкса из Океанографического института в Калифорнии. Он предложил легкий плавающий шар жестко соединить с лежащей на дне гидротурбиной. Качаясь на волнах вверх-вниз, вверх-вниз, шар будет передавать поступательную энергию на дно, к турбине, которая преобразует ее в электрическую.
Другое оригинальное решение нашли норвежские ученые: с помощью специальных, заякоренных в море блоков выкатывать на берег высокую волну. Получился бы водопад на ровном месте. Если установить здесь обычную турбину, то лучшего места для строительства электростанции и искать не надо, утверждают норвежцы.
В Тихом океане, у берегов Калифорнии, испытана модель ГЭС, которая напоминает атолл, только внутри искусственного атолла помещена турбина…
Я уже останавливаю себя, чтобы не приводить больше примеров из «морской» энергетики. Здесь есть много очень интересных и оригинальных проектов.
Также с самой неожиданной стороны может показать себя и геотермальная энергетика. Тепловая энергия только самого верхнего, десятикилометрового слоя суши в тысячи (!) раз превосходит «тепловые запасы» всех разведанных на Земле месторождений топлива, традиционного и нетрадиционного.
Но пожалуй, больше всего разговоров в научном мире ведется вокруг самого главного «дарового» источника энергии — Солнца.
Солнечная энергия огромна: каждый день суша получает энергии в 15–20 тыс. раз больше, чем вырабатывают ее все электростанции мира. Однако Солнце и ветер энергетики с иронией пока называют экзотическими энергоресурсами, главный недостаток которых — непостоянство. Сегодня ветер есть, завтра его нет. Солнце зимой холодное, летом жаркое. И все же, оказывается, эти недостатки можно преодолеть.
Солнце уже «снабжает» горячей водой гостиницу «Спортивная» в Симферополе и «вырабатывает» холод в экспериментальных домах Ашхабада. Энергия Солнца орошает пустынные земли Казахстана и дает пресную воду пастбищам Кызылкума и Каракумов. Солнечные лучи плавят металл в Ереване, Ленинграде и других местах, где есть уникальные печи солнечной металлургии. Множество примеров, демонстрирующих силу Солнца, есть и за рубежом.
Ученые ряда стран подготовили совместный проект, в котором мощную солнечную электростанцию предлагается вывести в космос на околоземную орбиту. Там всегда Солнце, и можно рассчитать орбиту и скорость станции так, чтобы сделать ее как бы неподвижной по отношению к определенному участку суши. Специальные преобразователи будут посылать со спутника-гиганта вниз, на Землю, мощный луч, направленный на приемную антенну. Выработка космической станции может быть в сотни миллионов и миллиардов киловатт-часов электрической энергии в год.
Одну из попыток предприняли западноевропейские страны — итальянские, французские и западногерманские вкладчики не поскупились на проект «Еврогелиос», предусматривающий начало строительства крупных солнечных электростанций. Правда, затраты пока получаются великоватыми: один ватт энергии с «зеркальной» электростанции обходится в 10–12 долл.; если удешевить его раз в двадцать, то солнечная энергия выстоит в конкурентной борьбе.
Очень интересную работу выполнили в Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе АН СССР: придумали «усилители» солнечного излучения. Ученые получают в лаборатории электричество, которое заметно дешевле, чем от обычных станций. И это при нежарком ленинградском солнце!
Сейчас в Крыму, под Алуштой, строится первая в СССР экспериментальная база, чтобы наконец вышли из лабораторий и нашли себе «место под солнцем» интересные работы ученых.
«В Австралии возводится настоящий солнечный город. На востоке континента, близ города Брисбена, замыслены жилые дома-пирамиды. Часть солнечных пирамид уже готова. Одна сторона дома — мощная батарея, впитывающая энергию Солнца и преобразующая ее в. электричество. Солнечные лучи как бы освещают комнаты ночью, помогают в работе бытовым приборам, кондиционерам и телефонам. Даже пищу можно приготовить с помощью энергии Солнца. В солнечном городе будет 4 тыс. домов и 15 тыс. жителей. А еще здесь будет «самый чистый в мире» воздух, потому что на улицы выйдут только электромобили, конечно же с солнечными батареями.
И в токийском пригороде Хофу тоже выросло здание солнечной архитектуры. Проекты солнечных городов — экополисов — можно увидеть сейчас в мастерских ведущих архитекторов Италии и Франции, Англии и США, а также других стран.