Мировой океан как источник возобновляемых ресурсов

Ресурсы мирового океана

Мировой океан занимает лидирующее позицию в жизни человека, в нем содержится большой запас сырья, топлива, энергии и продовольствия, без которых бы человек испытывал большие затруднения в своей жизни. Океан также является способом сообщения между различными странами.

Минеральные и природные ресурсы

В океане большую часть ресурсов используют нефть и газ, а это составляет 90% добываемых ресурсов из мирового океана. По оценкам ученых, на континентальном шельфе сосредоточено до 50% мировых запасов нефти. Выработка многих запасов нефти и газа на суше, существенное увеличение производственных затрат по добыче на суше этих энергоисточников в результате непрерывного увеличения глубин скважин (4-7 км), перемещение разработок в экстремальные области – привели к тому, что в последнее время активизировалось освоение нефтяных и газовых месторождений на шельфе. Уже сейчас шельфовые зоны дают более 1/3 мировой добычи нефти. Основные шельфовые зоны по добыче нефти и газа находятся в Персидском заливе, Северном море, Мексиканском заливе, в южной части Калифорнии в США, заливе Маракаибо в Венесуэле и др.

На дне Мирового океана сосредоточены и громадные минеральные ресурсы, прежде всего, огромные запасы железо-марганцевых конкреций. Самый обширный ареал их распространения находится на дне Тихого океана (16 млн. км2, что равно площади России). Общие запасы железо-марганцевых конкреций оцениваются в 2-3 трил. т., из которых 0,5 трил. т. доступны для освоения уже сейчас. В этих конкрециях, кроме железа и марганца, содержится также никель, кобальт, медь, титан, молибден и другие металлы. Были уже предприняты первые попытки эксплуатации железо-марганцевых конкреций в США, Японии, Франции и др.

Биологические ресурсы

Еще с древних времен население, проживающее на морском побережье, использовало в качестве питания некоторые морские продукты (рыбу, крабов, моллюсков, морскую капусту). Все эти дары моря, наряду с животными, живущими в океане, составляют еще одну важную группу ресурсов Мирового океана – биологическую. Биологическая масса Мирового океана включает 140 тыс. видов растений и животных и оценивается в 35 млрд. т. Это количество биологических ресурсов океана может удовлетворять потребности в продовольствии население численностью более 30 млрд. чел. (на планете проживает в настоящее время менее 6 млрд. чел.).

Из общего количества биологических ресурсов, на долю рыбы приходится 0,2 – 0,5 млрд. т., то составляет в настоящее время 85% используемых человеком биологических ресурсов. Остальное – это крабы, моллюски, некоторые морские животные и водоросли. Ежегодно из океана добывается 70 – 75 млн. т. рыбы, моллюсков, крабов, водорослей, которые обеспечивают 20% потребления населением Земли белков животного происхождения.

В Мировом океане, так же как и на суше, существуют ареалы или зоны с высокой продуктивностью биологической массы и ареалы с низкой продуктивностью или, совсем лишенные биологических ресурсов.

90% рыбной ловли и сбора водорослей происходит в более освещенной и теплой шельфовой зоне, где сосредоточена основная часть органического мира океана. Около 2/3 поверхности дна Мирового океана заняты «пустынями», где живые организмы распространены в ограниченном количестве. Из-за интенсификации рыболовства и использования самых современных орудий лова, ставится под угрозу возможность воспроизводства многих видов рыб, морских животных, моллюсков и крабов. В результате, сокращается продуктивность многих ареалов Мирового океана, которые еще недавно отличались богатством и разнообразием биологических ресурсов. Это и привело к изменению отношения человека к океану и к регламентации рыболовства в мировом масштабе.

В последние десятилетия, во многих странах мира, широкое распространение получила марикультура (искусственное разведение рыб, моллюсков). В некоторых из них, например, в Японии, этот промысел практиковался еще задолго до нашей эры. В настоящее время плантации устриц и фермы по выращиванию рыбы имеются в Японии, США, Китае, Голландии, Франции, России, Австралии и др.

Морская вода представляет собой большое богатство Мирового океана. Русский ученый А. Е. Ферсман назвал морскую воду самым важным минералом на Земле. Общий объем Мирового океана равен 1370 млн. км3, что составляет 94% объема гидросферы. В соленой морской воде содержится 70 химических элементов. В более отдаленной перспективе морская вода будет служить не только источником получения многих промышленных сырьевых материалов, но и для ирригации и обеспечения населения питьевой водой, в результате строительства сооружений по опреснению воды. Уже сейчас морская вода используется в этих целях, но в скромных масштабах.

Энергетические ресурсы мирового океана

Мировой океан располагает и огромными энергетическими ресурсами. Во-первых, речь идёт об энергии приливов и отливов, использование которой достигло определенного успеха уже в двадцатом веке. Общемировой потенциал такой энергии ежегодно оценивается в 26 трил. квт. ч., что превышает в два раза современный уровень производства электроэнергии в мире. Однако, из этого количества можно освоить лишь небольшую часть, исходя из современных технических возможностей. Но и это количество приравнивается к годовой выработке электроэнергии во Франции. Богатый опыт освоения энергии приливов и отливов накоплен в той же Франции, где еще в девятом веке были построены мельницы на полуострове Бретань, работавшие на этом источнике энергии. Во Франции также была построена первая и крупнейшая в мире приливная электростанция в устье реки Ранс на полуострове Бретань, мощностью 240 тыс. квт. Более скромные по мощности приливные электростанции экспериментального характера построены в России на Кольском полуострове, в Китае, Северной Корее, Канаде и др.

Перспективы освоения энергии приливов и отливов весьма велики и во многих странах разрабатываются грандиозные проекты в этой области. Например, во Франции планируется строительство приливной электростанции мощностью 12 млн. квт. Подобные проекты разработаны в Великобритании, Аргентине, Бразилии, США, Индии и др.

Источник

Ресурсы Мирового океана — виды, краткая характеристика и проблемы использования

По мнению некоторых ученых, человечество исследовало глубины Мирового океана хуже, чем поверхность Луны. Однако он является источником колоссального объема природных ресурсов, многие из которых до сих пор не освоены. Все ресурсы Мирового океана можно разбить на несколько больших групп.

Биологические ресурсы

В эту категорию попадают все те продукты питания, которые человечество добывает из морей и океанов:

• рыба;
• моллюски (осьминоги, улитки, устрицы, мидии);
• ракообразные (крабы, креветки, омары);
• млекопитающие (киты, моржи, тюлени, морские львы, ламантины);
• водоросли.

При этом на рыбу приходится примерно 90% современной морской добычи, хотя ее масса составляет только 0,5 из 35 млрд тонн биомассы Мирового океана. Сегодня 20% белков, потребляемых людьми, имеют морское происхождение. Важно заметить, что в целом морепродукты считаются более полезными, чем свинина и говядина. Неслучайно наибольшая продолжительность жизни фиксируется в тех государствах, где рыба составляет основу традиционного рациона питания (Япония, страны Скандинавского полуострова и Средиземноморья).

Большая часть морепродуктов добывается в Японском, Охотском, Норвежском и Беринговом море, а также в Тихом океане. При этом они используются не только как пища для людей, но и как корм в птицеводстве и животноводстве. Рыбий жир применяется в красильном деле, для изготовления мыла и в фармакологии.

Ресурсы дна Мирового океана

Огромное количество полезных ископаемых хранится под морским и океаническим дном. Географы выделяют шельфовые ресурсы (в прибрежных областях океана) и ресурсы в глубоководных районах.

Наибольшее значение для современной экономики играют запасы углеводородов – нефти и газа. Их активно добывают в Персидском и Мексиканском заливе, в Северном море и у венесуэльского побережья. Также месторождения углеводородов есть в Северном Ледовитом океане, однако пока что они слабо освоены из-за высокой себестоимости добычи. Всего же в мире насчитывается около 30 шельфовых нефтегазоносных районов, в которых хранится порядка 150 млрд тонн нефти.

В подводных недрах находят и месторождения меди, железа, никеля и других металлов, угля, серы и прочих ценных ресурсов. Для их добычи на берегу стоят шахты, которые под землей уходят в сторону океана, иногда на десятки км.

Драгоценные металлы и камни, а также редкие элементы (цирконий) могут добывать в прибрежно-морских россыпях. Например, в Калининградской области на балтийском побережье развита добыча янтаря, в Намибии у Атлантического берега находят алмазы, а в США – золото.

В глубоководных районах Мирового океана главным ресурсом является железомарганцевые конкреции. Суммарная масса их запасов оценивается в 300 млрд тонн. Из конкреций можно получать не только марганец и железо, но и медь, никель, кобальт, цинк и иные редкие металлы. Процесс образования конкреций продолжается и в наше время, причем скорость накопления марганца, никеля и циркония в 3-5 раз превосходит скорость их потребления человечеством.

Энергетические ресурсы

Океан может служить источником огромного количества энергии. Наиболее перспективным является использование энергии приливных волн. В некоторых прибрежных районах разница в уровне воды во время приливов и отливов может достигать 18 метров. В отличие от классических гидроэлектростанций, в которых вода течет всегда в одном направлении, в приливных электростанциях (ПЭС) она во время приливов и отливов крутит турбину в разные стороны.

Активней всего приливная энергетика развивается в Южной Корее, Франции, Канаде, США. Самой мощной на сегодня является южнокорейская Сихвинская ПЭС (254 МВт). Однако существуют и более амбициозные проекты. Например, на берегу Охотского моря в Пенжинской губе (Россия) можно построить ПЭС мощность 87ГВт, однако стоимость такого сооружения оценивается в 200 млрд долларов.

В энергетике существует ещё три направления, связанных с использованием вод Мирового океана, которые основаны на:

• энергии волн;
• энергии морских течений;
• разнице температур на дне океана и его поверхности.

Однако пока что промышленность не освоила эти технологии, проводятся только научные и опытные работы.

Отдельно стоит отметить ветроэнергетику. Дело в том, что над морями воздушные потоки значительно стабильнее, чем над сушей. Поэтому часто ветряные электростанции строят на расстоянии более 10 км от берега, вбивая сваи в морское дно или сооружая искусственные острова. Подобные ветряные электростанции называют оффшорными. Существуют и плавающие ветряные турбины.

Морская вода

Сама вода в Мировом океане также является ценным ресурсом. В ней растворено огромное количество ценных элементов: поваренная соль, бром, калий, магний. По некоторым подсчетам, в Мировом океане содержится около 8 млрд тонн золота! К сожалению, до сих пор не существует рентабельной технологии его добычи.

В странах с сухим климатом, располагающихся рядом с морями (Саудовская Аравия, Кувейт, Бахрейн, Ливия), морскую воду опресняют и используют для питья или в сельском хозяйстве. Также существуют проекты доставки айсбергов к берегам и их использования в качестве источника пресной воды, однако пока что это экономически неэффективно.

Даже без опреснения морская вода позволяет экономить питьевую воду, заменяя ее в хозяйственной деятельности. Например, в Гонконге ее используют для слива в туалетах. В ряде промышленных технологических процессов допустимо использование морской воды вместо пресной.

Рекреационные ресурсы Мирового океана

Побережья морей и океанов всегда привлекали любителей пляжного отдыха. В Европе наибольшей популярностью пользуется Средиземное и Черное море, в то время как для жителей Нового Света привлекательны пляжи Карибского моря и Мексиканского залива. В Тихом океане туристы предпочитают отдыхать на Гавайских островах в Полинезии и Микронезии, а также на восточном береге австралийского материка. Жители Китая любят загорать на побережье залива Бохайвань и Южно-Китайского моря. В Индийском океане наиболее привлекательны остров Шри-Ланка, Мальдивы и Сейшелы.

Однако рекреационные ресурсы Мирового океана связаны не только с пляжным отдыхом. Большой популярностью пользуются плавания на яхтах и круизные путешествия на океанских лайнерах. Подводный мир можно изучить, занимаясь дайвингом.

Транспортная роль Мирового океана

Морские перевозки очень длительные по сравнению с железнодорожным и тем более авиационным транспортом, однако они наиболее выгодны по своей себестоимости. Это связано с огромным количеством грузов, которые можно разместить на одном корабле. В результате сегодня более 80% всех мировых грузоперевозок осуществляется морем.

Источник

97. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии Мирового океана

Из всех видов нетрадиционных возобновляемых источников энергии Мирового океана наибольшее значение может иметь энергия приливов. Однако несмотря на благоприятные природные предпосылки строительство приливных электростанций (ПЭС) пока сдерживается некоторыми факторами экономического характера. Так, при оценке экономических выгод строительства ПЭС нужно учитывать, что наибольшие амплитуды приливов-отливов характерны для окраинных морей умеренного пояса. Многие из этих побережий расположены в необжитых местах, на большом удалении от главных районов расселения и экономической активности, следовательно, и потребления электроэнергии. Нужно учитывать также и то, что рентабельность ПЭС резко возрастает по мере увеличения их мощности до 3–5 млн и тем более 10–15 млн кВт. Но сооружение таких станций-гигантов, к тому же в отдаленных районах, требует особенно больших материальных затрат, не говоря уже о сложнейших технических проблемах.

Если не принимать в расчет многочисленные (их более 100) ПЭС сугубо местного значения в прибрежных районах Китая, то в конце 1990-х гг. во всем мире действовало лишь несколько ПЭС промышленного или опытно-промышленного характера.

Первой из них была введена в эксплуатацию в 1966 г. ПЭС «Ранс» в Бретани (Франция). Она сооружена в заливе Сен-Мало на побережье Ла-Манша, в том месте, где в него впадает р. Ранс.

Эта ПЭС состоит из плотины (дамбы) длиной 350 м с 24 шлюзами – отверстиями круглого сечения диаметром 5,25 м.

Вторая по времени строительства – Кислогубская ПЭС на Кольском полуострове (Россия). Она сооружена по проекту инженера Л. Бернштейна при помощи разработанного им же наплавного метода. Он заключается в том, что станцию монтируют на берегу, а затем буксируют по морю до места установки (в этом случае до губы Кислой на Мурманском побережье). Эксплуатацию ПЭС начали в 1968 г. Мощность ее составляет всего 400 кВт.

В 1984 г. в омывающем берега и Канады, и США заливе Фанди Атлантического океана вошла в эксплуатацию третья по счету (и первая в Западном полушарии) ПЭС «Аннаполис».

Еще через два года в Китае заработала ПЭС «Цзянсян» мощностью 3,2 тыс. кВт.

Несмотря на такое скромное начало, нельзя не учитывать того, что проектирование новых ПЭС ныне ведется во многих странах – в Канаде, во Франции, в Великобритании, Индии, Китае, Республике Корея, Австралии, России.

Всего в 40 км к востоку от устья р. Ранс расположена довольно закрытая бухта Мон-Сен-Мишель. Здесь уже давно разработанный проект ПЭС предусматривает сооружение системы дамб и перемычек общей длиной более 30 км, которые должны отгородить от моря участок бухты площадью 500 км2. Система рассчитана на то, чтобы обеспечить поочередную почти круглосуточную работу гидротурбин. При этом мощность первой очереди ПЭС должна составить б млн кВт.

Еще одну аналогичную ПЭС проектируют в Бристольском заливе Англии. Проект предусматривает возведение здесь дамбы, которая должна отгородить от моря устье р.

Еще более грандиозный проект «обуздания» приливной энергии разработан для залива Фанди. Он предусматривает сооружение в самой глубине этого залива, врезающегося в сушу на 300 км и имеющего дополнительные заливы-ответвления, трех больших ПЭС суммарной мощностью 18 млн кВт! Реализация этого проекта, по-видимому, начнется с внутреннего залива Майнес, где приливы достигают средней высоты 13 м, а максимальной – почти 18 м. В зависимости от числа турбин ПЭС, которую здесь возведут, будет иметь установленную мощность от 3,8 млн до 5,3 млн кВт, причем почти всю получаемую электроэнергию предполагается продавать в США. По оценке, сооружение только этой ПЭС должно обойтись в 23 млрд долл., и именно это обстоятельство пока более всего тормозит реализацию проекта.

Но едва ли не крупнейшие проекты развития приливной энергетики были созданы в России, которая по ресурсам такой энергии (17 % мировых) занимает ведущее место. При этом основные проекты сооружения гигантских ПЭС связаны с Белым и Охотским морями. Но в 1990-х гг., в условиях экономического кризиса, их осуществление более далеко от реализации, чем когда-либо прежде. Тем не менее по последним оценкам в России целесообразно строительство ПЭС в семи створах Баренцева, Белого и Охотского морей, на которых возможно получение 250 млрд кВт ч электроэнергии в год.

К числу энергетических ресурсов Мирового океана относят также энергию волн, которую суммарно оценивают в 2,7 млрд кВт в год. Опыты показали, что ее надо использовать не у берега, куда волны приходят ослабленными, а в открытом море или в прибрежной зоне шельфа. В некоторых шельфовых акваториях волновая энергия достигает значительной концентрации: в США и Японии около 40 кВт на 1 м волнового фронта, а на западном побережье

Великобритании– даже 80 кВт на 1 м.

Идею использования температурного градиента выдвигали еще в XIX в., но вплотную к ее реализации подошли только в 70-х гг. XX в. Суть этой идеи заключается в том, чтобы использовать разницу в температуре поверхностных и глубинных вод Мирового океана в энергетических целях при помощи так называемых моретермальных электростанций, в которых теплая морская вода необходима в процессе превращения жидкого аммиака или фреона в пар, а холодная – для охлаждения. Для практического использования температурного градиента наиболее пригодны те районы Мирового океана, которые расположены между 20° с. ш. и 20° ю. ш., где температура воды у поверхности океана достигает, как правило, 27–28 °C, а на глубине 1 км составляет всего 4–5 °C.

В 1970-х гг. в США, Японии, во Франции начали работы по программе «Преобразование термальной энергии океана» (ОТЕК). С тех пор были построены опытные гидротермальные электростанции в районах Гавайских островов (США), о. Науру (Японией), города Абиджан в Кот-д’Ивуаре (Францией). Некоторые оценки исходят из того, что со временем такие электростанции могли бы покрыть до 20 % мировой потребности в электроэнергии. Но, по-видимому, к ним надо относиться как к прогнозу на далекое будущее.

Источник