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, что сказывается на экономических показателях разработок.
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% от поступлений 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.
Развитие, обобщение результатов геологоразведочных работ показали, что главным источником добычи нескольких десятков миллиардов тонн нефти и триллионов кубометров газа может служить дно Мирового океана.
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.
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, кроме месторождения, 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.
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. Особо следует упомянуть создание разветвленной сети подводных нефте- и газопроводов.
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.
Разработка нефтегазовых богатств Северного моря происходит форсированными темпами на основе крупных капиталовложений. Северное море вышло на первое место по добыче углеводородного сырья в Атлантическом океане. Здесь эксплуатируется 40 месторождений нефти и газа.
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.
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).
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 XX 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.
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. В общем, прослеживается тенденция к увеличению подводной добычи каменного угля.
Энергетические ресурсы.
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. Для современного промышленного производства 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 вПЭС поворотно-лопастной (обратимой) турбины. Идея, которой впервые была предложена советскими учеными.
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 Ране, 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.
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 всебе 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. В Англии энергетиками спроектирован агрегат, вырабатывающий электроэнергию при использовании ударов волн. По мнению проектировщиков, 10 таких агрегатов, установленных на глубине Юму западных берегов Великобритании, позволят обеспечить электроэнергией город с населением в 300 тыс. человек.
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, в результате 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. 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. 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.
Ø На первой стадии антропогенного воздействия на океанскую среду (использование ресурсов, загрязнение и т.п.) нарушения равновесия в ней устраняются процессами ее самоочищения.
Ø На второй стадии, нарушения, вызванные производственной деятельностью, устраняются естественным самовосстановлением и целенаправленными мероприятиями человека, требующие определенных материальных затрат.
Ø 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. 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.