Основи екології - Олійник Я.Б. - Енергія морів і океанів

Моря і океани є величезними акумуляторами і трансформаторами сонячної енергії, яка перетворюється в енергію хвиль, течій, тепла та вітру. Енергетичні ресурси океану відновні і практично невичерпні. Досвід експлуатації вже діючих систем океанської і морської енергетики свідчить, що вона майже не завдає шкоди навколишньому середовищу. Світовий океан містить велетенський енергетичний потенціал. Це, по-перше, сонячна енергія, поглинута океанською водою, що виявляється в енергії морських течій, хвиль, прибою, різниці температур різних шарів морської води і, по-друге, енергія тяжіння Місяця та Сонця, яка спричинює морські припливи та відпливи. Використовується цей величезний і екологічно чистий потенціал поки що недостатньо.

Енергія припливів

Під впливом Місяця та Сонця в океанах і морях збуджуються припливи, які спричинюють періодичні коливання рівня води при її горизонтальному переміщенні. Відповідно енергія припливів складається з потенційної енергії води та кінетичної енергії хвиль. За розрахунками, вся енергія припливів Світового океану оцінюється у 1 млрд кВт, тоді як сумарна енергія всіх річок земної кулі дорівнює 850 млн кВт. Отже, величезна енергетична потужність морів і океанів дуже цінна для людини.

Століттями загадкою була причина морських припливів і відпливів. Сьогодні достовірно відомо, що ритмічний рух морських вод викликають сили тяжіння Місяця і Сонця. Припливи - результат гравітаційного притягання великих мас води океанів Місяцем і, меншою мірою, Сонцем. При обертанні Землі частина води океану піднімається і якийсь час утримується в цьому положенні гравітаційним притяганням. Під час припливу максимальний рівень підйому води досягає суші. Подальше обертання

Землі послаблює вплив Місяця на цю частину океану, і приплив спадає. Припливи і відпливи повторюються двічі на добу, хоча точний час їх настання змінюється залежно від сезону і положення Місяця.

Якщо Місяць, Сонце і Земля знаходяться на одній прямій, то Сонце своїм тяжінням підсилює дію Місяця, - відбувається сильний приплив. Коли ж Сонце стоїть під прямим кутом до відрізка Земля-Місяць (квадратура), то настає слабкий приплив (мала вода). Період зміни сильного і слабкого припливів - сім днів. Проте на рух припливів і відпливів впливають особливості руху небесних тіл, характер берегової лінії, глибина води, морські течії і вітер. Середня висота припливу становить лише 0,5 м, за винятком тих випадків, коли водяні маси переміщаються у відносно вузьких межах. Тоді висота хвилі може у 10-20 разів перевищувати нормальну висоту припливного підйому.

Найвищі і найсильніші припливні хвилі виникають у невеликих і вузьких затоках або гирлах річок, що впадають у моря і океани. Наприклад, припливна хвиля Індійського океану йде проти течії Гангу на відстань 250 км від його гирла. Припливна хвиля Атлантичного океану підіймається на 900 км вгору Амазонкою. У закритих морях, наприклад, Чорному або Середземному, виникають малі припливні хвилі. Найбільш придатними для використання енергетичного потенціалу є ті ділянки морського узбережжя, де припливи мають велику амплітуду, а контур і рельєф берега дають змогу влаштувати великі замкнуті "басейни".

Здавна люди намагались використати енергію припливів. Уже в Середньовіччі вона була застосована для практичних цілей. Першими спорудами, механізми яких приводились у дію припливною енергією, були млини та лісопильні, що з'явилися у X-XI ст. на берегах Англії та Франції. Ритм роботи цих млинів був переривчастим, що допустимо для примітивних споруд, які виконували прості, але корисні для свого часу функції. Для сучасного промислового виробництва він мало придатний, тому енергію припливів спробували використати для отримання більш зручної електричної енергії. Але для цього необхідно було створити на берегах океанів і морів припливні електростанції (ПЕС). Перша морська ПЕС потужністю 635 кВт була побудована у 1913 р. у бухті Ліверпуля (Англія).

Спорудження ПЕС пов'язано з великими труднощами. Перш за все енергія залежать від характеру припливів, на які неможливо впливати, оскільки вони визначаються астрономічними чинниками. Незважаючи на це, робота з розробки планів ПЕС продовжується - на сьогодні запропоновано близько 300 різних технічних проектів їх будівництва. Однак далеко не у кожному регіоні земної кулі є умови для такого будівництва. Дослідження показали, що передача припливної електроенергії з узбережної зони у центральні частини материків буде виправдана лише для деяких районів Західної Європи, США, Канади, Південної Америки. Отже, у припливах і відпливах, що змінюють один одного двічі на день, міститься величезна енергія, яку теоретично можливо використовувати без жодних технічних проблем, однак такі масштабні проекти пов'язані з великими витратами капіталу, а також імпульсним характером одержання великої кількості електроенергії у віддалених від споживачів районах.

Найпростішою енергетичною установкою є гребля з турбінами поперек гирла морської затоки, але вона може спричинити деградацію навколишнього середовища. Як уже зазначалося, електростанції, які використовують енергію морських припливів, вигідно споруджувати на тих ділянках узбережжя Світового океану, де припливи найвищі. До таких ділянок належать, наприклад, канадська затока Фанді (висота припливу становить 17 м), протока Ла-Манш (15 м), Пенжинська затока Охотського моря (13 м) та ін. Уся потужність океанських припливів на планеті оцінюється у 3000 ГВт. З них приблизно 1000 ГВт розсіюється у мілководних прибережних районах, де можливе зведення інженерних споруд. Загальна кількість припливної енергії у Світовому океані - 3,9 o 10м кДж.

Нині ПЕС побудовані і вже років 20-25 успішно працюють на трьох континентах: промислова Ране на узбережжі Ла-Маншу (Франція) потужністю 240 МВт, дослідні - Кислогубська у Кольській затоці (Росія) потужністю 400 кВт, Цзянсян потужністю 3,2 МВт (Китай) та Аннаполіс потужністю 20 МВт (Канада).

У Японії, наприклад, ПЕС працює за такою схемою: вночі, коли споживання електроенергії низьке, приплив піднімає морську воду у спеціальне водоймище, а вдень ця вода зливається назад, генеруючи електрику. Для Японії з її протяжною береговою лінією знайти придатні місця для будівництва таких ПЕС легко. У цій країні на сьогодні діють 53 атомні (тобто потенційно небезпечні) електростанції, а викопне паливо вона змушена імпортувати. Тому будівництво ПЕС для Японії і економічно вигідне, і екологічно дуже важливе. У процесі будівництва припливної електростанції велика увага приділяється саме екологічності спорудження. Для цього форма дна каналів, якими протікає морська вода, вибирається так, щоб тварини, що випадково потрапили до каналу, могли вибратися з нього.

Як же працює ПЕС? На річці будується гребля для затримки вод високого припливу. Коли припливні води відступають, затримана греблею вода випускається в океан через грушоподібні турбіни під греблею, і виробляється електроенергія. Електроенергію можна виробляти як при відпливі, так і при припливі. Припливна хвиля затримується за греблею в результаті відкриття ряду донних затворів, що дозволяє їй рухатися нагору річкою у напрямку джерела. Затвори закривають тоді, коли приплив досягає найвищого рівня, а потім, по мірі відпливу, воді, замкненій за греблею, дозволяють стікати до моря через турбіни. При низькому рівні води, тобто при відпливі, велика частина цієї води спускається. Коли припливні води знов надходять, то зупиняються перед закритими затворами, рівень води з боку моря перевищує її рівень на боці греблі, зверненої до суші. Після того, як буде досягнутий достатній напір, воді дозволяють текти нагору річкою, проходячи через турбіни, і знову виробляти електрику. Таким чином, енергія виробляється і за рахунок відпливу, і за рахунок припливу.

На деяких ПЕС застосовується нова технологія. В останній фазі припливу різниця у рівнях води в резервуарі за греблею і в океані може бути близько двох метрів. У цей час електроенергія з якого-небудь іншого джерела може бути використана для перекачування океанської води (за допомогою турбін) у припливний басейн. Вода накачується на висоту лише декількох десятків сантиметрів, тому багато енергії не потрібно. Коли припливна хвиля відступає, ця додаткова вода падає з висоти 6-10 м, виробляючи набагато більше електроенергії, ніж її було витрачено. Та сама ідея реалізується і при відпливі, але у цьому випадку вода відкачується з припливного басейну в океан.

Поки через велику вартість цих споруд уряди країн не налаштовані вкладати кошти в припливну енергію, адже такі станції коштують у 2-2,5 рази більше, ніж річкові ГЕС з таким самим середнім обсягом виробленої енергії (насамперед через додаткові затрати на захисні перемички перед і поза об'єктом). Але якщо початкові інвестиції зроблені, вироблення енергії вже не потребує жодного палива; необхідно лише технічне обслуговування системи, тому вартість енергії залишається низькою. Крім вартості спорудження станції, у припливної енергії є й інші негативні аспекти" Якщо ПЕС знаходиться далеко від найближчого великого споживача енергії, то будуть потрібні довгі й дорогі лінії електропередачі, але таке передавання на великі відстані стає усе більш звичним в міру створення нових ефективніших ліній.

І нарешті, варто згадати ще одну негативну рису припливної енергії - її непостійність. За звичайної експлуатації припливної енергії електрика виробляється тільки на початку відпливу, тобто тоді, коли рівень води, запасеної у басейні, достатньою мірою перевищує її рівень у морі. У міру зниження рівня води в басейні вироблення електроенергії зменшується і біля нижньої точки відпливу падає до нуля, оскільки різниця рівнів зникає. Якщо ПЕС обладнана реверсивними турбінами, то енергія може вироблятися і за рахунок наступаючого припливу, але тільки після того, як рівень припливу достатньо перевищить рівень води за греблею. Коли приплив досягає максимальної висоти, вироблення енергії знову наближається до нуля. Таким чином, крива вироблення енергії то піднімається, то падає двічі на добу відповідно до двох припливних циклів.

Таке циклічне виробництво енергії навряд чи буде відповідати добовим потребам у ній. Пікова потреба і пікове вироблення можуть іноді збігатися, тому що час обох припливів зрушується в міру зміни пори року, але найчастіше такого збігу не буде. Тому надходження енергії у мережу має якимось чином регулюватися. Це означає, що вироблення енергії іншими станціями повинно звичайно знижуватися, коли темп припливного вироблення досягає максимуму, і, навпаки, зростати, коли він падає. Фактично енергія від ПЕС досить регулярно заміщує енергію, вироблену за допомогою інших засобів, заощаджуючи таким чином вугілля тощо.

Варто згадати також деякі фізичні і біологічні наслідки будівництва ПЕС. Фізичні наслідки виявляються після впливу на природне середовище припливних басейнів, коли з боку моря на ПЕС відбуваються певні фізичні зміни. Навіть якщо амплітуда припливу збільшується усього на ЗО см, це може призвести до вторгнення морської води у прибережні колодязі і створити загрозу для будівель, розташованих поблизу верхньої позначки припливу. Можливе також прискорення берегової ерозії, а низинні ділянки, включаючи дороги, будуть затоплюватися, коли шторми і припливи діятимуть одночасно. Берегова смуга стане майже непридатною для використання через більш високі припливи.

Звичайно, втрати площі берегової смуги, що може бути знищена через припливне затоплення (за оцінками, від 15 до 40 км2), залежать від крутизни схилу і характеру берегової лінії. Відплив, нижчий на 15 см, здатний ускладнити доступ до човнів і до води з причалів. Збільшена висота припливу може викликати надходження більш солоної води в гирло річок і цим змінити умови мешкання водних організмів. Зі збільшенням амплітуди припливів виникнуть посилені припливні течії, що може призвести до розмивання піщаних обмілин і заповнення піском існуючих судноплавних рукавів. Це ускладнить прохід суден.

Біологічні наслідки

Будівництво великої ПЕС буде впливати на важливий біологічний простір уздовж узбережжя океану. Ця смуга називається припливною зоною і простягається від точки найвищого припливу до нижньої точки, що оголюється при відпливі (обидві ці межі трохи зміщуються зі зміною пори року). У цій зоні на піщаних берегах живуть різні організми - краби, креветки, черв'яки і деякі двостулкові молюски, а на скелястих - організми, прикріплені до скель (мідії, устриці, морські жолуді, великі водорості). У воді припливної зони мешкає фітопланктон - діатомові водорості, які переміщуються з водою припливів. Припливна енергія здатна змінити стійкий баланс між видами, що формують угруповання припливної зони.

Поява ПЕС може не тільки вплинути на місцеві угруповання, а й завдати шкоди мігруючим видам, які проходитимуть через турбіни електростанції. Для перешкоджання цьому можуть бути використані сітки, під сумнівом залишається придатність сходових рибоходів. Перелітні птахи, що годуються на солоних маршах, такі як побережники і сивки, ймовірно, будуть знаходити менше їжі в приливному басейні за електростанцією, оскільки організми гинутимуть при проході через турбіну. Поки залишається багато невивчених питань, пов'язаних із біологічними наслідками впливу ПЕС на природу.

Отже, незважаючи на те, що місця, де припливи могли б бути використані для вироблення електроенергії, є в усьому світі, перетворення енергії на ПЕС має суттєві недоліки:

- незбігання основних періодів виникнення припливів, пов'язаних з рухом Місяця, зі звичайним для людини періодом сонячної доби;

- зміна висоти припливу та потужності припливної течії з періодом у два тижні, що призводить до коливання виробництва енергії;

- необхідність створення потоків води з великою витратою при порівняно малому перепаді висот, що змушує використовувати велику кількість турбін, які працюють паралельно;

- великі витрати капіталу на спорудження ПЕС;

- потенційні екологічні порушення, зміни режимів естуаріїв і морських районів.

Енергія морських хвиль

Вітер збуджує хвильовий рух поверхні океанів і морів. Хвилі та береговий прибій мають дуже великий запас енергії. Енергія морських хвиль - це кінетична енергія, яку несе коливання поверхні моря під дією вітру. За допомогою хвильових перетворювачів енергія хвиль реалізується у електричну або іншу придатну до використання. За оцінками дослідників США, загальна енергетична потужність Світового океану дорівнює 90 млрд кВт. А середня хвиля висотою 3 м несе приблизно 100 кВт енергії на 1 м2 узбережжя. З давніх часів людину приваблювала ідея практичного використання величезних запасів хвильової енергії океану, однак це дуже складне завдання і у значних масштабах поки не вирішене.

Ідея отримання електроенергії від морських хвиль була розроблена ще у 1935 р. радянським вченим К.Е. Ціолковським. Одну з перших електростанцій, що використовує енергію морських хвиль, було споруджено у 1970 р. поблизу норвезького міста Берген. Вона має потужність 350 кВт і забезпечує енергією селище із сотні будинків. Можливості створення більш потужних хвильових станцій досліджуються вченими Великої Британії, США та Японії.

Поки вдалося досягти певних успіхів у галузі використання енергії морських хвиль для виробництва електроенергії. Хвильові енергетичні установки застосовуються для живлення маяків, буїв, сигнальних морських вогнів, стаціонарних океанологічних приладів, розташованих далеко від берега. Порівняно зі звичайними електроакумуляторами, батареями та іншими джерелами струму вони дешевші, надійніші і рідше потребують обслуговування. В експериментальних електростанціях навіть невеликі хвилі висотою 35 см примушують турбіну розвивати швидкість понад 2 тис. обертів за хвилину.

В Японії з 1978 р. працює плавуча електростанція, яка використовує енергію морських хвиль. Станція дозволяє отримувати і перетворювати енергію хвиль у камерах компресорного типу на енергію стиснутого повітря. Потім лопатки турбіни обертають електрогенератор. Сьогодні у світі вже близько 400 маяків і навігаційних буїв одержують живлення від хвильових енергетичних установок. Хвильовий електрогенератор успішно експлуатується на плавучому маяку порту Мадрас в Індії. У Норвегії з 1985 р. діє перша у світі промислова хвильова станція потужністю 850 кВт. Енергоустановки такого типу економічно ефективні для малих населених пунктів на узбережжі океану.

Протягом останніх років з'явилося багато різних технічних проектів. Так, у Великій Британії енергетиками спроектований агрегат, що виробляє електроенергію із ударів хвиль. На думку проектувальників, 10 таких агрегатів, встановлених на глибині 10 м поблизу західних берегів Великої Британії, дозволять забезпечити електроенергією місто з населенням 300 тис. людей. Британські острови мають довгу берегову лінію, а в багатьох місцях море залишається бурхливим тривалий час. Один з проектів використання морських хвиль заснований на принципі водяного стовпа, що коливається. У гігантських "коробах" без дна І з отворами вгорі під впливом хвиль рівень води то піднімається, то опускається. Стовп води діє на зразок поршня; засмоктує повітря і нагнітає його в лопатки турбін. Головну складність становить узгодження інерції робочих коліс турбін з кількістю повітря у коробах, щоб за рахунок інерції зберігалася постійною швидкість обертання турбінних валів у широкому діапазоні умов на поверхні моря.

Сьогодні Велика Британія будує найбільшу у світі хвильову електростанцію, де планується випробувати одразу декілька технологій перетворення енергії хвиль в електричний струм. Незважаючи на статус демонстраційної, станція матиме потужність 20 МВт. Багатомільйонний проект Wave Hub, що фінансується за кошти уряду Великої Британії, європейських фондів і промислових компаній, передбачає незвичну схему: ділянки моря розміром 1x2 км будуть передані в оренду промисловим компаніям. На цих ділянках встановлять комплекси хвильових генераторів різних схем, які будуть поєднані з берегом (рис. 6.9).

Широким є коло можливостей хвильових енергетичних комплексів (ХЕК). ХЕК різних потужностей можуть бути використані для енергозабезпечення прибережних і острівних поселень, а також морських суден. На базі малопотужних ХЕК можливе створення метеосистем, глобальних і регіональних систем зв'язку та навігації, систем телекомунікації, а також встановлення апаратури аварійного індивідуального життєзабезпечення тощо. Потужні багатомодульні ХЕК можуть бути надійною енергетичною базою для створення екологічно чистих об'єктів переробної промисловості морського і прибережного базування. Такі об'єкти дають можливість здійснювати переробку морепродуктів, опріснювати воду, організувати хімічне виробництво на

рис. 6.9. План роботи нової хвильової електростанції

основі електролізу морської води, а також за допомогою електросинтезу отримувати мономери та полімери.

Енергія, яку виробляє ХЕК, може застосовуватися не тільки безпосередньо об'єктами переробки і виробництва, а Й накопичена за допомогою різноманітних акумуляційних пристроїв. Дуже перспективним є використання потужних багатомодульних ХЕК для масштабного електролізного виробництва водню, кисню та озону. Використання електролізерів морської води для виробництва водню набагато перспективніше від поширеної нині технології, що ґрунтується на конверсії вуглеводнів чи нафтопродуктів, запаси яких стрімко скорочуються.

ХЕК потужністю кілька мегават експлуатуються у багатьох країнах, при цьому вони багатофункціональні, оскільки виробляють:

- електричну енергію;

- теплову енергію;

- чисту питну воду;

- стиснуте повітря;

- водень;

- кисень;

- різноманітні хімічні речовини.

Для багатьох підприємств переробної промисловості (сільськогосподарської продукції, морепродуктів) ХЕК відіграють велике значення. Особливо зацікавлені сільськогосподарські підприємства і зони відпочинку, адже ХЕК мають значні переваги:

- можливість розміщення ХЕК близько до споживача;

- оперативна можливість споживання і реалізації виробленого енергетичного товару (електроенергія, тепло, кисень, водень тощо);

- висока якість електроенергії (стабільність частоти, напруги і форми синусоїди);

- стабільність технологічного процесу на виробництві, де використовується енергія;

- незалежність споживача від централізованого постачальника енергії.

Поки хвильова енергетика розвивається не дуже інтенсивно; енергію хвиль важко опановувати, порівняно з вітром. Серйозну роботу у цьому напрямку проводять тільки останні років 20, і знадобиться ще років 10, щоб конкурувати з вітряними генераторами. Хвилі можна використовувати уздовж густонаселеного західного узбережжя Європи, Сполучених Штатів, Чилі, Австралії, Нової Зеландії. Тобто за рахунок локального використання такої енергії можна покрити майже половину світової потреби в електриці. Далі від берега її можна виробляти у більшій кількості, хоча створення генераторної мережі буде у цьому випадку дорожчим. Але потенціал енергії океану може перевершити всі інші ресурси, разом узяті.

Хвильові електростанції (ХвЕС) - це морські інженерні споруди, в основі роботи яких лежить вплив хвиль на робочі органи - поплавці, маятники, лопаті і гідротурбіни. Механічна енергія їх переміщень за допомогою електрогенераторів перетворюється в електричну і передається споживачам (як правило, на берег) за допомогою кабелю. Головними особливостями роботи ХвЕС, які потребують відповідних умов проектування, є:

- робота у змінних умовах у широких межах параметрів морського хвилювання;

- необхідність максимально ефективного перетворення енергії морських хвиль в електромеханічну енергію;

- необхідність вживання організаційно-конструктивних заходів проти руйнування ХвЕС при енергетичних характеристиках хвиль, які перевищують проектні значення.

Переваги хвильової енергетики в тому, що вона достатньо сконцентрована, доступна для перетворення і на будь-який проміжок часу може прогнозуватись залежно від погодних умов. Утворюючись під дією вітру, хвилі добре зберігають свій енергетичний потенціал, розповсюджуючись на значні відстані. На сучасному рівні науково-технічного розвитку, а тим більше у перспективі, увага до проблеми використання енергії морських хвиль, без сумніву, дозволить зробити її важливим складником енергетичного потенціалу морських країн.

"Солона" енергія

Солона вода океанів і морів має величезні нерозвідані запаси енергії, яка може бути ефективно перетворена в інші форми енергії в районах з великими градієнтами солоності.

Осмотичний тиск, що виникає при змішуванні прісних річкових вод із солоними, пропорційний різниці у концентраціях солей цих вод. Як джерело осмотичної енергії пропонують використовувати соляні куполи у товщі океанського дна. Розрахунки показали, що енергії при розчиненні солі середнього за запасами нафти соляного купола можна отримати не менше, ніж при використанні нафти, яка міститься у цьому куполі. Проекти з перетворення "солоної" енергії у електричну поки що розробляються.

Біохімічна енергія

Біомаса водоростей океанів і морів також містить велику кількість енергії. У майбутньому для переробки на паливо передбачається використовувати як прибережні водорості, так і фітопланктон. Основними способами такої переробки мають бути, по-перше, бродіння вуглеводів водоростей до спиртів; по-друге, ферментація великої кількості водоростей без доступу повітря для виробництва метану. Розробляється також технологія переробки фітопланктону для виробництва рідкого палива. Цю технологію можна поєднувати з експлуатацією океанських термальних електростанцій, підігріті глибинні води яких забезпечуватимуть процес розмноження фітопланктону завдяки наявності тепла і поживних речовин.

Теплова енергія

Світовий океан - величезний природний колектор сонячного випромінювання. Різниця температур між його теплими поверхневими водами, які поглинають сонячне випромінювання, та більш холодними придонними, становить до 20-25 °С. Це забезпечує запас теплової енергії, що безперервно поповнюється і теоретично може бути перетворена в інші види. Термін перетворення теплової енергії океану - ОТЕС (ocean Thermal energy conversion) - означає перетворення деякої частини цієї теплової енергії в роботу і далі - в електричну енергію. На рис. 6.10 зображена схема такого перетворювального пристрою. Це теплова машина, що приводиться в дію різницею температур між холодною водою, піднятою з глибини, і гарячою водою Jf, зібраною з поверхні. Робоча рідина (робоче тіло), циркулюючи замкненою схемою, відбирає тепло від гарячої води в теплообміннику 2, в паровій фазі приводить у дію турбіну З, пов'язану з генератором 4, а потім конденсується в конденсаторі 5, який охолоджується холодною водою 6*. На цьому цикл завершується.

Рис. 6.10. Перетворення теплової енергії океану: 1 - гаряча вода; 2 - теплообмінник; 3 - турбіна; 4 - генератор; 5 - конденсатор; 6 - холодна вода

У 1979 р. поблизу Гавайських островів почала працювати перша теплоенергетична установка міні-ОТЕС. Пробна експлуатація установки протягом 3,5 місяців показала її достатню надійність, її повна потужність становила у середньому 48,7 кВт, максимальна - 53 кВт. Установка віддавала 12-15 кВт енергії у зовнішню мережу для зарядки акумуляторів, а решта витрачалася на власні потреби. Тобто вперше в історії техніки установка міні-ОТЕС змогла віддати у зовнішнє середовище корисну потужність, одночасно покривши і власні потреби. Досвід, отриманий при експлуатації міні-ОТЕС, дав поштовх для проектування більш потужних систем подібного типу.

В океані подекуди досить близько розташовані шари води з різною температурою. Найбільшою (до 20-25 °С) різниця температури є у тропічній зоні Світового океану. На цьому й базується принцип одержання електроенергії. У спеціальний теплообмінник закачується насосами холодна глибинна вода і нагріта Сонцем поверхнева. Робочий агент (фреон), як у домашньому холодильнику, почергово випаровується та переходить у рідкий стан в різних частинах теплообмінника. Пара фреону рухає турбіну генератора. Нині така установка потужністю 100 кВт діє на тихоокеанському острові Науру, забезпечуючи енергетичні потреби населення цього острова. На Гаваях розпочато випробування змонтованої на судні установки потужністю 50 кВт. Якщо ефективність використання енергії різниці температур дорівнюватиме хоча 6 1%, потенціал термальної енергії океану перевищить потенціал всіх паливних корисних копалин.

Крім цього, невичерпні також запаси кінетичної енергії морських течій, накопичені в океанах і морях, яку можна перетворювати на механічну й електричну енергію за допомогою турбін, занурених у воду (подібно до вітряних млинів, "занурених" в атмосферу).

Таким чином, енергія морів і океанів охоплює енергію течій на всій акваторії Світового океану, енергію припливів, хвиль, змішування прісної і солоної морської води, енергію градієнтів (різниць) температур між поверхневими і глибинними шарами води в тропічних районах океану тощо. Технічна реалізація використання цих джерел можлива за таких умов:

- освоєння тільки найбільш потужних течій;

- наявність припливів зі збільшеною амплітудою;

- наявність енергії хвиль, достатньої для використання;

- наявність ділянок океану зі значною різницею солоності між річковим стоком і морською водою з температурним перепадом не менше 20 °С.

Отже, використання енергії Світового океану для отримання електроенергії за допомогою припливних, хвильових та інших станцій навряд чи зможе помітно негативно вплинути на режим вод і берегової смуги. Окрім того, вони дадуть позитивний, хоча й локальний, ефект зниження механічного (ударного) впливу океану на берегову смугу, а також ослаблять тенденцію до підвищення температури в приземному шарі атмосфери. Різноманітність форм життя в морі створює проблему біологічного обростання. Це ж створює можливість розведення риби на фермах при ОТЕС. Морська вода з глибин багата на нітрати. її можна розподілити навколо станції і таким чином інтенсифікувати ріст водоростей, що, у свою чергу, приверне інших морських мешканців з більш високих трофічних рівнів. За рахунок цього можна створити основу для комерційного розведення риби.