Дополнительные материалы к статье «Как спасать Мертвое море, превращая испаряющую его энергию в электроэнергию»
О катастрофе Мертвого моря есть обширная литература. Есть она и на нашем сайте. Пришла современная цивилизация, разобрала на хозяйственные нужды воды Иордана и построила Заводы Мертвого моря. Море теряет воду из-за сокращения естественного притока воды и отбора воды Заводами.
До сих пор все предложения по спасению Мертвого моря сводились либо к дополнительной подпитке его водами Средиземного или Красного морей, либо к сокращению работы Заводов Мертвого моря. Сокращение работы, практически, не рассматривалось, а варианты подпитки (включая опреснение морской воды) рассматривались с точки зрения того, какой хуже. Какой больше и более необратимо погубит уникальность Мертвого моря. Не говоря уже о баснословных затратах.
И вот предлагается принципиально новый подход – регулировать не приток и не отбор воды, а ее испарение с Северной части Моря. Предложенная новая техника и технология может позволить регулировать уровень моря в нужных пределах и именно той водой, которой море питалось всегда.
Разумеется, нужна серьезная экспертиза. И в части технических методов и их экологичности и в части возможности и целесообразности получать дополнительный эффект, например, от расширения объема работы Заводов Мертвого моря, выработки электроэнергии и ее экономии, доходы от принципиального расширения курортной зоны и др.
Не исключено, что результатом экспертизы станет международный конкурс, создание международного предприятия для реализации и эксплуатации проекта, учитывая его масштаб, значимость для Израиля и его соседей, а также мировое значение Мертвого моря. Международный характер предприятия будет дополнительно обеспечивать стабильность в регионе.
Автор благодарен участникам Электронного научного семинара за оказанное внимание и высказанные опасения и сомнения. По мнению автора высказанные участниками ЭНС опасения и сомнения возникли в связи с тем, что в исходной статье (из-за стремления к ее краткости) предлагаемые решения не были освещены достаточно полно. Ниже приведены дополнительные материалы по затронутым вопросам.
Баланс воды Мертвого моря. Заводы Мертвого моря ежегодно используют 250 млн м3 воды для извлечения из солей Мертвого моря полезных составляющих [1]. Согласно действующему документу [2] заводы могут выбирать ежегодно 250…300 млн м3 воды и возвращать 125…150 млн м3. В 2010 заводы из северной части в южную перекачали 420 млн м3 воды и возвратили 185 млн м3, в 2011 перекачали 448 млн м3 и возвратили 161 млн м3, т.е. использовали - выпаривали 235 и 287 млн м3 воды.
Уровень воды в настоящее время в южной части моря на 20 м выше уровня воды в северной части. Затраты энергии на подъем воды на 20 м составляют десятки миллионов кВт-ч в год. В южной части организован лабиринт бассейнов длиной 18 км. В этих бассейнах под воздействием солнца испаряется 50% воды, на дно выпадают 20 см солей ежегодно [1]. Оставшаяся вода направляется для дальнейшего выпаривания в специализированные бассейны. Проблемы южной части Мертвого моря не являются предметом внимания данной статьи. В настоящее время принята программа, направленная на улучшение ситуации в южной части моря.
Площадь южной части Мертвого моря составляет 150 км2. С каждого 1 м2 южной части солнце испаряет 1.67 м3 воды в год (=250 млн м3/150 млн м2).
Площадь северной части моря составляет 650 км2 (=800 – 150). Уровень воды в северной части моря понижается ежегодно на 1 м, т.е. объем моря уменьшается на 650 млн м3 (=650 км2* 1 м). Интенсивность испарения воды в северной части моря мало отличается от интенсивности в южной части и потому равна 1.67 м3 с каждого 1 м2. Поэтому с поверхности северной части моря испаряется 1080 млн м3 воды (=1.67*650). Из объема воды северной части также отбирают 250 млн м3 для нужд заводов Мертвого моря, но объем воды в море уменьшается на 650 млн м3. Т.о. суммарное поступление воды в Мертвого моря из реки Иордан, от дождей и из ручьев и подземных вод составляет 680 млн м3 (=1080+250 – 650). В северную часть поступает вода в год из реки Иордан 540 млн м3[3], по другим данным всего 100 млн м3.[1], за счет дождей 75…100 мм [4], а также из ручьев и подземных источников. Действительная доля каждого источника поступления воды в Мертвое море может быть определена при сопоставлении сведений о количестве воды, которое использовали заводы Мертвого моря ежегодно, со сведениями, на которые указал Д-р Иосиф Хейфиц.
Каждый год объем воды в северной части моря уменьшается на 650 млн м3. Чтобы уменьшить испарение воды с поверхности моря на эту величину и тем сохранить уровень воды в северной части, достаточно укрыть море плотами на площади 400 км2 (=650 млн м3 / 1.67 м). Дополнительное укрытие северной части моря еще на 100 км2 сохранит воды 167 млн м3 (=1.67 м*100 км2) и будет повышать уровень воды на 0.25 м (=167млн м3/650 км2) ежегодно.
Мертвое море будет наполняться «родной» водой, именно той водой, которой море питалось тысячи лет. Добавляя или убирая плоты, появится возможность поддерживать уровень моря на заранее выбранном оптимальном уровне при изменениях климатических условий или производственных потребностей. Оптимальный уровень должен быть определен авторитетными специалистами на основании всестороннего анализа.
Количество испаряемой воды с поверхности южной части моря определяется производственными потребностями заводов Мертвого моря. Ежегодное уменьшение уровня воды в северной части Мертвого моря ведет к увеличению затрат энергии заводами на перекачивание воды на всё большую высоту. Прекращение снижения уровня воды и тем более поднятие уровня воды в северной части моря для заводов будет положительным фактором и потому должно быть заводами Мертвого моря поддержано.
Автор полностью согласен с тем, что написал Д-р Лев Борошок: «Необходимо восстановить режим подпитки Мертвого моря водой, каким он был десятки тысяч лет нормального существования Мертвого моря». По мере того как в далекой перспективе экономические возможности государств Израиль и Иордания позволят предоставлять потребителям вместо воды из реки Иордан опресненную воду, площадь плотов в северной части моря может быть постепенно уменьшена. Даже при 1 миллиарде опресненной воды плоты (меньшей площади) останутся единственным инструментом управления уровнем воды при изменениях климатических условий и производственных потребностей израильских и иорданских потребителей воды и заводов Мертвого моря.
Отдельные плоты должны быть соединены между собой и к сетке из тросов достаточно прочно с тем, чтобы действующие ветра и волнения моря не нарушали целостность отдельных плотов, а объединенные плоты не перемещались по морю. Плоты должны быть выполнены легкосъемными, любой плот может быть легко убран или заменен. Автор полностью разделяет мнение Д-ра Иосифа Хейфица, что недопустимо, чтобы от плотов отрывались куски или какие-либо «шары», которые могут загрязнить берега и пустыню.
Границы объединенного плота должны быть расположены от берегов на расстоянии от сотен метров до нескольких километров. Широкая полоса открытой воды около берегов и суммарная площадь открытой водной поверхности 300…400 км2 вполне достаточны, чтобы сохранить качества и лечебные свойства воздуха в курортных зонах Мертвого моря. Эстетически вид края плотов на расстояниях сотен метров от берегов не хуже, чем вид кромки льдов на реках, озерах или на северных морях. Плоты, будучи похожими на лед, возможно, вызовут у людей положительные эмоции в нашем жарком климате.
В действующих нормах различных стран, в том числе действующих в Израиле[5], нормах по расчету сооружений на прочность от воздействия ветровых нагрузок для сооружения нашего вида нормы не приведены. Ближайший случай – это плоская металлическая или бетонная крыша здания. Для таких крыш в нормативах Израиля дан коэффициент Cf=0.01. В нормативах территория страны разделена на 4 зоны (для наземных сооружений), имеющие разные расчетные нормы ветровых давлений, но к какой зоне следует относить Мертвое море не указано. Наибольшее значение скорости ветра 18.5 м/с зафиксировано на Мертвом море в 1994 году [6]. Но крыши зданий расположены на высоте нескольких метров над поверхностью земли, а стены здания вызывают турбулизацию воздушного потока над крышей, что увеличивает воздействие ветра на крышу даже плоскую. Ветер на этих высотах (более 5 м) по нормативам является определяющим для расчета ветровых нагрузок на сооружения. Наше сооружение имеет высоту всего несколько сантиметров. Для таких высот в нормативах коэффициент Cf не указан и потому должен быть определен более точно для расчета прочности сооружения из плотов. Возможно в материалах, которыми располагает Д-р Иосиф Хейфиц, имеются более полные сведения о ветрах, о градиентах скорости ветра на малых высотах, о высоте волн на море.
Энергетическая часть проекта. Автор исходил из того, что на доказательную, экспертизную, бюрократическую и проектную сторону проекта необходимо 2 – 3 года в лучшем случае. За эти годы цены на солнечные пленочные панели могут значительно приблизиться к прогнозу о цене в $0.5/W [7]. Сегодня (сентябрь 2012) цена китайских пленочных панелей $1.3/W [8] вызвала сильное противостояние между производителями панелей в Китае, Европе и США. Китай обвиняют в демпинговых ценах, а Китай обвиняет их в недобросовестной торговой практике[8]. В тоже время фирма Black Solar (США) заявляет, что открыла секрет удвоения выходной мощности и снижения стоимости в два раза [9]. Саудовская Аравия планирует инвестировать $ 109 млрд. в солнечную энергетику в течение следующих 20 лет для создания 41000 МВт солнечных мощностей [9].
Пока между производителями тонкопленочных и поликристаллических панелей идет борьба, государство Израиль должно вновь обратить внимание на решение проблем Мертвого моря. Наша задача состоит в том, чтобы убедить специалистов и государственные структуры в том, что необходимо провести официальную экспертизу предлагаемого метода стабилизации уровня воды в северной части Мертвого моря. В экспертизе обязательно должны принять участие специалисты заводов Мертвого моря. Заводы Мертвого моря, несомненно, должны поддержать такой проект, т.к. проект позволит заводам управлять уровнем воды в северной части моря и тем снимет ограничения на использование вод Мертвого моря.
Здесь уместно подчеркнуть, что южная часть Мертвого моря сегодня существует только благодаря деятельности заводов Мертвого моря. Без затраты миллионов кВт-ч электроэнергии заводами на перекачивание 250 млн м3 воды на высоту 20 м южная часть моря исчезла бы 20 лет назад, а отели Мертвого моря стояли бы не берегу моря, а на краю соляной пустыни.
Стоимость укрытия из плотов намного меньше стоимости каналов, туннелей, гидроэлектростанций. Например, стоимость материалов (без учета трудозатрат) – гранул пенопласта, тросов, бетонных якорей - по розничным ценам в интернете меньше $100 млн.
Поверхность плотов может быть использована также для других целей. Например, для размещения метеостанций и другой аппаратуры, или как туристический объект – пусть люди по морю «гуляют», загорают, отдыхают.
Проекту необходимо внимание и участие государственных структур, т.к. надо будет решать межгосударственные вопросы и вопросы финансирования.
К финансированию для продвижения проекта могут быть привлечены, в частности, Заводы Мертвого моря, как заинтересованная сторона, например, в счет спорных налоговых отчислений[10]. Можно обратиться в Международный фонд спасения Мертвого моря, в который некоторые страны сделали первые взносы. Фонд уже выделил $20 млн на предварительные работы.
Можно предполагать, что это единственный проект, который реально может быть технически и экономически реализован в нынешних сложных экономических условиях и который решит проблемы Мертвого моря без побочных экологических осложнений.
[1] http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2005/05/18/AR2005051802400_pf.html
For Dead Sea, a Slow and Seemingly Inexorable Death
By John Ward Anderson, Washington Post Foreign Service
Thursday, May 19, 2005
. “In addition, Israeli and Jordanian industries on the south end of the sea are letting 180 million gallons of the mineral-rich water evaporate every day -- about 66 billion gallons a year -- to extract chemicals.”
[2] http://www.calcalist.co.il/local/articles/0,7340,L-3578847,00.html
ממסמך שנכתב ב־2006 על ידי המשרד להגנת הסביבה, מכון ירושלים לחקר ישראל והמכון הגיאולוגי, עולה כי מפעלי ים המלח שאבו מדי שנה 250–300 מיליון מ"ק מים והחזירו לים כ־125–150 מיליון מ"ק. בדיון הוועדה לחידוש בקשת המפעלים להמשך השאיבה, התברר כי ב־2010 קפץ היקף השאיבה ל־419.5 מיליון מ"ק, ואילו ב־2011 הוא עמד כבר על 448.1 מיליון מ"ק, בעוד שהיקף ההחזרה לים המלח עמד ב־2010 על 184.8 מיליון מ"ק וב־2011 רק על 161.3 מיליון מ"ק.
В 2006 году фабрики Мертвого моря вернули половину от извлеченной воды. В 2011 году процент возвращенной воды снизился до 36%.
Согласно документа, написанного в 2006 году министерством защиты окружающей среды, Иерусалимским институтом по исследованию Израиля и институтом Геологии предприятия Мёртвого моря, фабрики выбирают ежегодно 300-250 миллионов кубов воды и возвращают назад в море 125-150 миллионов кубов воды. На совещании комиссии по обновлению разрешения предприятию Мёртвого моря выборки воды выяснилось, что в 2010 году объем выборки воды резко возрос до 419.5 миллионов кубов и в 2011 он уже составил 448.1 миллионов кубов. При этом объем возврата воды в Мёртвое море в 2010 году составлял 184.8 миллионов кубов, а в 2011 – только 161.3 миллионов кубов.
[3] http://www.britannica.com/EBchecked/topic/154254/Dead-Sea
[4] http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Dead_Sea
[6] Long-Term Changes in the Dead Sea, http://www.ocean.org.il/MainPageEng.asp
[8] The New York Times, E.U. Investigates Chinese Solar Panels
By KEITH BRADSHER, Published: September 07, 2012
[9] Energy and Capital , By Keith Kohl, Tuesday, September 11th, 2012
[10] http://news.israelinfo.ru/technology/42695, воскресенье, 16 сентября, 2012
