Дэвид Росс - Энергия волн
Мы сидели за ленчем в большом ресторане, он вскочил со стула и зашагал из конца в конец, отсчитывая шаги. «Один, два, …, четырнадцать шагов». Затем сказал: «Вы видите, длина этой комнаты 14 м. Диаметр вала, держащего утку, составляет 15 м. К валу крепятся внешние устройства. Отдаете ли вы себе отчет в масштабах такой операции?» Я принял его сторону, хотя некоторые из собравшихся казались озадаченными.
В защиту утки следует сказать, что та ее часть, которой надлежит быть устойчивой — опорный вал, — имеет меньшие размеры, чем клюющий конус. Этим проект ее отличается от других проектов, в которых устойчивы наибольшие компоненты: внешняя рама осциллирующего водного столба, весь «блок камер» выпрямителя и тыльный понтон плота. Таким образом, обеспечение надежного раскрепления этих конструкций еще сложнее, чем опорного вала утки.
Но вернемся к м-ру Гудвину (не являющемуся тем моим другом, на которого я ссылался). В аппарате государственной службы он — лучший союзник волновой энергетики, однако он сделал заявление, огорчившее меня. Он одаренный инженер, заслуживающий всяческой похвалы за то, что выудил первые деньги из правительства для помощи Солтеру. Но он сказал мне: «Заключение ответственной группы таково, что проект должен развиваться весьма осторожно. Мы проявили бы халатность, не установив его реалистичность».
В этом, я опасаюсь, печально слышится отголосок официального мнения, определившего правительственную политику. Правительство не осмелилось отвернуться от волновой энергетики, когда проект настойчиво выдвигали Солтер, Гудвин, Коккерель и другие и когда в спокойных коридорах, где ребята предпочитают не суетиться, бил тревожный набат энергетического кризиса. Нежелательно было возбуждать к тому же публичное беспокойство и оппозицию программе ядерной энергетики. В таких случаях выписывают чек на некоторую сумму, надеясь отвести обвинения в небрежности и равнодушии.
Такая политика с умеренной демонстрацией добрых пожеланий выражается в программах экономии топлива: использовании и двойного остекленения, и усиленной теплоизоляции, и солнечных панелей, и ветряных мельниц на крыше каждого коровника. Но политика эта уклоняется от действительно кардинального решения — использования в полном объеме энергии, окружающей нас, энергии волн, которые, разбиваясь о берега и морские утесы, могут служить нам, если мы вложим средства, необходимые для получения и передачи этой энергии.
Я не думаю, что позиция правительства останется такой же в течение следующего этапа развития нового энергетического источника, и в этом меня поддержал выдающийся ученый, полностью сознающий политическое значение результата. Это третий персонаж в данной главе, и я прошу читателя извинить меня за то, что также опускаю его имя. Он вовлечен в исследования по энергетике, и мне пришлось делать выбор: получить или формальную информацию, или частную консультацию за кулисами, представив уверения в конфиденциальности. Я предпочел второе, ибо это дает сведения, в которых мы нуждаемся.
Мой второй анонимный референт убежден, что обе точки зрения переплетутся и подготовят осторожный и медленный прогресс. «Экспериментаторы, — сказал он, — были очень настойчивы, обращаясь к правительству, когда им не хватало средств или когда они оказывались без субсидий. Сейчас, однако, у них удобные контракты. Последним желанием некоторых из них было бы втянуть правительство в крупную операцию, скажем, на миллиард фунтов и услышать: «Ладно, поставьте какие-нибудь из этих штук в море и посмотрите, как они работают». Это означало бы правительственный контроль над проектом, ибо оно не позволило бы никакому частному консорциуму вмешаться в работу такого размаха. На государственной службе есть люди, которые, естественно, мешкают перед таким большим скачком. Но все, что требуется, — это испытать некую полномасштабную модель в море и выяснить, на что она способна».
Мой референт — один из тех людей, которые считают, что необходимость обеспечивать производственную занятость станет основным фактором будущей политики в области волновой энергетики. Я сказал об этом Гудвину. «А, — ответил он, — теперь вы говорите о программе общественных работ. Это не мой предмет».
Согласен. Но это наш предмет, увязанный с нашим будущим.
Глава 6. Первый большой проект
Пионером крупномасштабной волновой энергетики в наше время оказался инженер-электротехник, занимавшийся проектированием гидроэлектростанций в Шотландии в тридцатые годы. Тогда имелось несколько небольших схем использования энергии волн — в Монте-Карло и у японской навигационной службы. Но Уолтон Ботт выступил с проектом, который мог дать столько энергии, сколько, необходимо для 800 тысяч обитателей острова Маврикия в Индийском океане. Остров площадью лишь 2000 кв. км имеет наивысшую плотность населения на земном шаре, примерно вдвое превышающую плотность Великобритании. Там отсутствует собственное топливо, и это обстоятельство могло бы послужить причиной, дающей миру возможность получать чистую энергию морских волн, если бы не решение, принятое в 1966 г., оставить работы по проекту Ботта ввиду того, что, как это ни странно звучит сегодня, мировые цены на нефть упали и дешевле оказалось ввозить нефть из Персидского залива, отстоящего на 5000 км, чем строить волноэнергетическую установку на берегу.
Проект Ботта основывался на естественных преимуществах острова Маврикия. Остров не просто окружен водой, он окаймлен рифами, которые могут служить, буквально говоря, скальными строительными лесами и снизить стоимость подводного капитального строительства.
М-р Ботт отправился на Маврикий в 1953 г., имея многолетний опыт работы над проектом получения дешевой электроэнергии в Шотландии. Он разработал план развития энергетики на острове и получил финансовую поддержку агентства Кроуна, которое сегодня теряет популярность: лучшие его работы едва заметны.
Прилив на Маврикии невысок, и проблема овладения энергией моря там, отличающаяся от британской, может иметь значение для Средиземноморья и стран, где приливные плотины неэффективны. М-р Ботт работал методически, изучая всю литературу по приливам и волнам, восходящую к 1848 г., когда сэр Георг Эри положил начало исследованиям своей работой «Теория волн на воде». Информация о волновой энергии практически отсутствовала. М-р Ботт связался также с Гидрологической исследовательской станцией в Уоллингфорде, работающей сегодня по проекту, развивающему его идеи.
Он понял, что, по крайней мере в Индийском океане, волны, которые следует использовать, это волны, разбивающиеся на берегу, ибо невозможно установить сооружения, способные устоять под напором открытого моря. Сейчас он живет в Вингестере, несколько отстранившись от дел, и, оставаясь консультантом агентства Кроун, читает лекции, пишет об энергетике как волновой, так и о другом направлении ее. В кабинете, заваленном книгами по этому предмету, он сказал мне: «Я пришел к выводу, что в открытом море нельзя разместить никакие механические или электрические установки. На Маврикии мы сталкивались с такими циклонами, при прохождении которых гнулся 25-сантиметровый стальной брус. В Шотландии был опрокинут волнолом весом 7000 тонн. Он был заменен 14 000-тонным сооружением, которое тоже было разрушено. У американского тяжелого крейсера ударом волны оторвало 30-тонный кусок носовой части судна».
Столь же скептически относится м-р Ботт к перспективе получения энергии в глубоких водах Британии. «Возможно фазовое наложение двух волн 30-метровой высоты. Такая сила способна сдвинуть собор св. Павла. Единственный способ защитить сооружения состоит в том, чтобы погружать их временами под воду, если это вообще возможно. Ситуацию нельзя сравнивать с той, в которой находятся нефтяные платформы, твердо установленные на четырех опорах, свободно пропускающие волны, вместо того чтобы принимать их на себя.
Кроме того, возникает задача передачи энергии на берег по кабелям, которые должны противостоять морской среде и выдерживать интенсивные движения в местах крепления к объектам, расположенным в море». Он не пытается приуменьшить значение других схем с различным инженерным обоснованием, направленных на разрешение перечисленных задач.
Плот является очевидным кандидатом на выживание — Кон-Тики доказал это. Преимущество утки заключается в том, что наибольшая составная часть ее, клюв, предназначена колебаться вместе с волнами. Можно составить также цепочку, например из 50 уток, такую, из которой вышедшую из строя утку можно изъять; электрическая цепь организована здесь подобно гирлянде лампочек на новогодней елке — перегорание одной не нарушает иллюминации. Допустим также кувырок утки, после чего она продолжит работу под воздействием волн противоположного направления. Разрабатываются и системы, в которых можно отцепить клюв от тела утки, если это целесообразно по погодным условиям. Осциллирующий водный столб ставит больше задач, ибо, по оценкам, стандартный образец — корабль Масуды — должен иметь размеры 22x33 м, чтобы эффективность его была эквивалентной одному плоту. Это будет задачей для Национальной инженерной лаборатории, обладающей первоклассными специалистами: масштабность проблемы не оставит их безразличными.
