Использование вод мирового океана для добычи полезных ископаемых
Согласно последнему докладу в июле 2018 года, Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) предупреждает, что с каждым годом добыча полезных ископаемых с морского дна оказывает катастрофические последствия для морских обитателей.
На дне мирового океана содержится огромное количество уникальных и необычных видов животных, также там своя исключительная среда обитания и экосистема. Помимо этого, мировой океан обладает гигантскими запасами полезных ископаемых.
Человечеством в 1970-1980 предпринимались попытки добывать эти ресурсы с морского дна. Но юридические неопределенности, огромные финансовые затраты в совокупности с низкими ценами на металлы постоянно тормозили данный процесс добычи.
В настоящее время юридические пробелы практически устранены, а технология морской добычи усовершенствована и быстро развивается.
Суть доклада предполагает усовершенствовать существующую нормативно – правовую базу, которая позволит избежать долгосрочного ущерба морской среде на основе высококачественных оценок воздействия на окружающую среду и стратегий смягчения негативных последствий.
Все это в свою очередь должно основываться на комплексных базовых исследованиях для улучшения понимания глубоководных районов, которые еще недостаточно изучены или не изучены вообще.
По мнению экспертов МСОП, разрабатываемый в настоящее время «Кодекс о недрах и недропользовании» не обладает достаточными сведениями о глубоководных районах.
Также отсутствует тщательная оценка экологических последствий при горных работах, которая необходима для обеспечения эффективной охраны жизни существ в глубоководных местах.
«Мы работаем в темноте», — утверждает Карл Густав Лундин, руководитель глобальной морской и полярной программы МСОП. Наше нынешнее понимание морских глубин не позволяет нам эффективно защищать существующую там жизнь от горных работ.
И все же сегодня контракты на разведку дна мирового океана предоставляются даже для тех районов, где локализуются очень уникальные виды. Эксплуатация полезных ископаемых с использованием современных технологий может навсегда разрушить богатую глубоководную жизнь, принося пользу лишь немногим и игнорируя будущие поколения.
Ещё одним фактором риска является постоянный рост коммерческого интереса к глубоководным месторождениям полезных ископаемых в результате прогнозируемого роста спроса на медь, алюминий, кобальт и другие металлы.
Эти ресурсы используются для производства высокотехнологичных устройств, таких как смартфоны, планшеты, солнечные панели, электрические аккумуляторные батареи.
Пока эмпирических данных о воздействиях на экосистему при глубоководной добычи мало, но потенциальные последствия вызывают беспокойство.
К ним ученые относят непосредственный физический ущерб морским местам обитания: вспахивание океанского дна при помощи техники (подобно вырубке леса) приводит к смешиванию первичного грунта с остальными донными отложениями на морском дне. Эти действия сделают воду мутной и могут привести к удушью обитателей. Дополнительное негативное воздействие оказывают:
- токсичное загрязнение в результате утечек и разливов;
- шум и вибрация, а также замусоривание акватории от горно-шахтного оборудования и надводных судов.
Уже в 2018 году Международный орган по морскому дну выдал 29 контрактов на разведку в глубоководных районах на условиях, обеспечивающих экологически чистую деятельность.
Ожидается, что коммерческая добыча в международных водах начнется не ранее 2025 года. Извлекать полезные ископаемые уже начали в национальных водах Японии в 2017 году. Также коммерческая добыча полезных ископаемых прогнозируется в 2020 году в Папуа-Новой Гвинее.
Кристина Гьерде (Kristina Gjerde) старший специалист МСОП по морским и полярным программам надеется, что разрабатываемые правила для коммерческой глубоководной добычи будут должным образом понятны и обсуждены на публике, а последствия подводных операций будут строго оценены.
Все меры предосторожности для защиты морской среды обязаны стать основной частью любых правил добычи полезных ископаемых, чего на данный момент в действительности не существует. В дополнение к этому, сложный и противоречивый мандат Международного органа по морскому дну потребует улучшения надзора со стороны международного сообщества для обеспечения надлежащей защиты мирового океана.
Источник
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.
Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту
Источник
Если химические элементы, растворенные в водах Мирового океана, представляют собой большую ценность для человечества, то не менее ценен и сам растворитель — собственно вода, которую академик А. Е. Ферсман образно называл самым важным минералом нашей Земли, не имеющим заменителей. Обеспечение пресной водой сельского хозяйства, промышленности, бытовых нужд населения не менее важная задача, чем снабжение производства топливом, сырьем, энергией. Ведь общее потребление воды в мире в 100 раз превышает использование всех видов сырья, взятых вместе. А поскольку из 4,5 млрд. жителей нашей планеты почти треть ощущает острый недостаток в пресной воде, проблема «водного голода» становится одной из актуальных мировых проблем современности, и решить ее пытаются по нескольким взаимосвязанным направлениям.
Во-первых, рационализировать водопользование, с тем чтобы потери воды свести до минимума, и осуществить переброску части вод из районов с избыточным увлажнением в районы, где ощущается дефицит влаги.
Во-вторых, кардинальными и эффективными мерами предотвратить загрязнение рек, озер, водохранилищ и других водоемов и создать крупные резервы пресной воды. Добиться этого можно, если прекратить сброс промышленных и бытовых стоков в реки, озера и т.д. Очистные сооружения на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях полностью не снимают этой проблемы, так как даже после самой хорошей очистки в воде остается 10-20% загрязнений, в том числе растворившиеся в ней соли.
В-третьих, освоить и в дальнейшем расширить использование новых источников пресной воды. К ним относятся доступные для использования подземные воды, опреснение океанских и морских вод, получение пресной воды из айсбергов.
Опреснение соленой воды
Один из наиболее эффективных и перспективных путей обеспечения пресной водой — опреснение соленых вод Мирового океана, тем более что большие площади засушливых и малообводненных территорий примыкают к его берегам или находятся поблизости от них. Таким образом, океанские и морские воды служат сырьевыми ресурсами для промышленного использования. Их огромные запасы практически неисчерпаемы, но они на современном уровне развития техники не везде могут рентабельно эксплуатироваться из-за высокого содержания в них растворенных веществ.
В настоящее время известно примерно 30 способов опреснения морской воды. В частности, пресная вода получается при испарении или дистилляции, вымораживании, использовании ионных процессов, экстракции и т.п.
Опреснение океанских и морских вод в рамках мирового хозяйства тесно связано не только с техническими, но и с экономическими и географическими факторами. Для экономической эффективности установок важно правильно избрать способ опреснения. К примеру, опреснение с помощью ионообменных смол целесообразно для вод с малой соленостью.
При более высоком содержании солей применяется дистилляция. С увеличением мощности опреснителя повышается его рентабельность, которая, правда, лимитируется расходами на строительство трубопроводов, передающих воду потребителям. При возрастании производительности установки от 60 тонн до 4 тыс. тонн воды в сутки стоимость единицы продукции уменьшается в 4 раза, если длина трубопровода не превышает 150-200 км.
Экономичность установки зависит от того, как используется опресненная вода. Наиболее эффективны опреснители, дающие питьевую воду, снабжающие опресненной водой предприятия и обеспечивающие орошение ценных культур (цитрусовых, хлопчатника и др.), так как продукция этих отраслей сельского хозяйства оправдывает расходы на создание установок.
Все способы превращения соленой воды в пресную требуют больших затрат энергии. Например, при опреснении путем дистилляции расходуется 13-14 кВт-ч на 1 тонну продукции. В общем на долю электроэнергии приходится примерно половина всех издержек на опреснение, их другая половина идет на ремонт и амортизацию оборудования. Таким образом, стоимость опресненной воды зависит в основном от стоимости электроэнергии.
Однако там, где для жизнеобеспечения людей не хватает пресной воды и есть условия для строительства опреснителей, стоимостной фактор отступает на второй план. В некоторых районах опреснение, несмотря на его высокую стоимость, экономически выгоднее, чем привоз воды издалека. В настоящее время усовершенствование конструкций опреснителей и увеличение их мощности позволили снизить стоимость производимой ими воды до 1 долл. за 1 тонну. На крупных установках в Кувейте и на Канарских островах она снизилась до 10 центов за 1 тонн.
Весьма перспективно для опреснения воды использование атомной энергии. В этом случае атомная электростанция (АЭС) «спаривается» обычно с дистилляционным опреснителем, который она питает энергией. Обычный реактор мощностью 1-1,5 млн. кВт обеспечивает потребности АЭС мощностью 200-300 кВт и работу опреснительной установки, вырабатывающей 75-100 тыс. м3/ч чистой воды. Однако такое сочетание маловыгодно при небольшой мощности опреснителя.
Более эффективны реакторы на быстрых нейтронах, которые выполняют троякую функцию. Во-первых, они воспроизводят ядерное горючее, так как использование в них урана-235 приводит к образованию плутония-239; во-вторых, обеспечивают работу АЭС большой мощности; в-третьих, дают энергию для мощных опреснителей производительностью в несколько миллионов кубометров воды в сутки. Это означает, что опреснение становится более конкурентоспособным по сравнению с другими источниками получения пресной воды и может быть значительно увеличено ее производство. Правда, у воды как товара нет общенационального и мирового рынков сбыта, и вопрос о ее стоимости решается в региональном аспекте, что сказывается на размещении опреснительных установок и строительстве новых.
По данным на 1970 год, в мире функционировало 800 крупных опреснителей общей производительностью 1,25 млн. м3/сут. В последнее десятилетие опреснение соленых вод развивалось интенсивно, в результате чего каждые 2-3 года суммарная производительность установок удваивалась. Ожидается дальнейшее увеличение темпов их прироста, поэтому к концу текущего столетия опреснение станет весьма существенной составляющей водообеспечения человечества.
Опреснение океанских и морских вод можно назвать глобальной проблемой. Ею занимаются органы ООН, Международное агентство по атомной энергии, национальные организации более чем 15 стран мира. Регулярно проводятся международные конференции и совещания по различным аспектам опреснения соленых вод. Усилия ученых и инженеров направлены на разработку эффективных мер по комплексному использованию вод Мирового океана, при котором извлечение из них полезных компонентов сочетается с производством чистой воды. Такой путь позволяет наиболее эффективно осваивать водные богатства океана.
Колоссальные ресурсы чистой пресной воды (около 2 тыс. км3) заключены в айсбергах, 93% которых дает материковое оледенение Антарктиды. Водный запас ледяных гор, ежегодно откалывающихся от ледников и плавающих в океане, примерно равен количеству воды, содержащемуся в руслах всех рек мира и в 4-5 раз превышающему то, что смогут дать все опреснители в конце нашего столетия. Стоимость пресной воды, содержащейся в айсбергах, образующихся только за год, оценивается в триллионы долларов исходя из современных цен на опресненную воду.
Однако при использовании водных ресурсов айсбергов большие сложности возникают на стадиях разработки и осуществления способов доставки их к засушливым районам побережья. Известно немало инженерно-экономических расчетов и проектов транспортировки айсбергов к местам потребления воды, указывающих на реальность столь необычной морской операции. Так, для буксировки айсберга в 10 млрд. тонн со скоростью 2 км/ч необходима тяговая сила, равная 225 тыс. л. с. Такое усилие могут создать несколько морских буксиров или ледоколов.
Согласно одному из зарубежных проектов, разработанному для доставки к берегам Саудовской Аравии айсберга объемом около 180 млн. м3 (длина — 1 км, ширина — 600 м, высота — 300 м) со средней скоростью 1852 м/ч, потребуется 5-6 буксиров мощностью 15 тыс. л. с. каждый, используемых ныне для буксировки морских буровых платформ. На время транспортировки айсберг должен быть защищен от жары пластиковым материалом, что позволит потерять за время пути не более его объема.
Проекты транспортировки айсбергов к берегам Калифорнии и Австралии рекомендуют маршруты движения в первом случае по холодному Перуанскому течению, а во втором — вначале по холодному Антарктическому круговому течению, затем по такому же Западно-Австралийскому течению. Путь к Южной Африке прокладывается по Антарктическому круговому течению и далее по Бенгальскому течению. По существующим оценкам, стоимость воды, полученной из антарктических айсбергов, равна примерно полдоллара, а при массовой их доставке к засушливым районам она может понизиться в 5 раз, что сделает этот способ получения пресной воды нерентабельным.
Источник