Как выглядит проект очистки Черного моря от сероводорода с получением электричества и H2
Блог компании Leader-ID. Автор: Светлана Болгова. Баек про то, что Черное море может буквально взорваться из-за чрезмерного содержания сероводорода в глубинах, ходит уже предостаточно. Разумеется, ничего там не взорвется, поскольку отсутствует кислород. Но вот потравить все живое периодическими выбросами сероводорода в верхние слои — это запросто. В особо драматичных эпизодах погибшую рыбу убирают с пляжей строительной техникой.
На фоне всех этих ужасов внезапно всплыл любопытный проект по добыче этого самого сероводорода из морской воды и переработке его в полимерную серу и чистый водород, который можно использовать для выработки электричества и в других новомодных целях.
Зародился экономически и технически проработанный ныне проект аж в 2001 году. Один из его авторов — к. т. н. Олег Сапрыкин. Под катом его рассказ о создаваемом Морском автономном энергетическом комплексе (МАЭК) для прибрежных районов Черного моря, который я составила после нашей беседы.
Почему Черное море мертвое?
Еще в XIX веке было известно, что Черное море заражено сероводородом. В среднем слои с сероводородом начинаются от 80-метровой глубины в серединной части моря и со 150–200-метровой глубины около берегов. Таким образом, жизнь в Черном море присутствует только в относительно тонком приповерхностном слое, насыщенном кислородом — по объему это не более 10%. Ниже ничего живое, кроме некоторых анаэробных бактерий, существовать не может.
Один из вариантов образования сероводорода
Теории о том, почему так произошло, затрагивать не будем. Это предмет очень длинных и жарких споров. В разной степени здесь участвовали геологическое строение, деятельность сульфатредуцирующих бактерий, большие города на побережье со сливами канализации.
В числе причин столь масштабного накопления сероводорода называют слабые вертикальные течения (это когда слои воды плохо перемешиваются между собой) и то, что Черное море соединено с мировым океаном через относительно неглубокий — около 100 метров — пролив Босфор. Поэтому весь сероводород, образовавшийся в Черном море, в нем и остается. В общей сложности за тысячелетия накоплено, по разным оценкам, от 3 до 90 миллиардов тонн сероводорода.
Еще один спорный вопрос — есть ли равновесие между кислородсодержащими и насыщенными сероводородом слоями воды. Увеличивается ли количество сероводорода в море (и, соответственно, поднимается ли его уровень)?
Не так давно мы получили письмо от одного академика, который считает, что биологическое равновесие сложилось около 3 тысяч лет назад и неизменно по сей день, поэтому трогать уникальный сероводородный слой Черного моря нельзя ни в коем случае. Такое мнение довольно распространено. С другой стороны, в 1971 и в 2011 годах, чтобы оценить, на какой глубине начинается этот слой, проводили похожие исследования, согласно которым за 40 лет граница приблизилась к поверхности на 40 метров. Это существенный прирост.
Мы верим в измерения. И проект, о котором я хочу рассказать, начался как раз с попытки решить эту проблему.
Что нужно побережью, кроме «уборки» сероводорода
Есть одна застарелая проблема: курортам, то есть всем городкам вдоль берега, важно иметь собственное автономное электроснабжение, чтобы не зависеть от соседей, а также на случай всевозможных погодных явлений, близких к катастрофам, когда в результате аварий на линиях электропередачи обесточиваются целые регионы.
Наша идея состояла в том, чтобы использовать для локальной выработки электричества не традиционные энергоносители, а тот самый сероводород, который миллионами лет накапливался в Черном море. Реакция диссоциации позволит получить из него водород — одно из самых энергоэффективных и экологически чистых видов топлива в мире. В газогенераторе водород можно преобразовать в электроэнергию для питания домов или движения транспорта, причем в выхлопе такого газогенератора будет только чистая дистиллированная вода.
Подобный проект порождает массу вопросов: как доставлять сероводород на поверхность и не навредить экологии, где его перерабатывать, куда девать другие продукты реакции. Далее расскажу, как мы это видим.
Источник
Как понизить уровень сероводорода в Чёрном море?
в черном море из-за того ,что сероводород поднимается к поверхности моря могут погибнуть все живые существа.
Энергетически неблагополучные местности (Грузия, Крым) стоят на берегу колоссального склада сероводорода (около миллиарда тонн) . Сероводород — это готовое ЭАВ:
H2S+ Q → H2↑ + S
2H2 + O2 → 2H2O+ 14Q
Обратите внимание: при разложении сероводорода и последующем сжигании водорода получается 14-кратный энергетический выигрыш. Остаётся лишь извлечь сероводород из глубинных слоёв моря (начиная примерно с 80-метровой глубины) . Это поначалу смущает, так как невольно вспоминается: «Ксанф, выпей море!» .
Одна из научных разработок исходит из того, что для подъёма насыщенных сероводородом глубинных слоёв моря вовсе не надо затрачивать энергию на её перекачку. Наоборот, создав в море вертикальный канал с жёсткими стенками (опустив на глубину трубу, проще говоря) и один раз подняв по нему воду с глубины (насосом) — мы получим в этом канале газоводяной фонтан за счет разности гидростатического давления воды в море на уровне нижнего среза канала и давления газоводяной смеси на том же уровне внутри канала (напомним, что каждые 10 метров давление в море повышается на одну атмосферу) .
Уместно предложить аналогию с бутылкой шампанского. Открывая бутылку, мы понижаем давление в ней, из-за чего газ начинает выделяться в виде пузырьков, причём настолько интенсивно, что пузырьки, всплывая, толкают перед собой шампанское. Откачивание первый раз столба воды из трубы — это как раз и будет открывание пробки.
Группой ученых под руководством А. И. Максименко и А. Таранца на базе Херсонского судостроительного завода проведен наземный эксперимент, подтверждающий работу такого фонтана, пока не кончится сероводород в море. Готовится натурный морской эксперимент.
Кстати, это и ответ на вопрос: как решить проблему повышения уровня сероводорода в Черном море.
Никак. Вы даже не представляете себе, СКОЛЬКО этого сероводорода содержится в Чёрном море. Просто для сравнения: если ВСЁ НАСЕЛЕНИЕ Земли утопить всего-навсего в Ладожском озере — его уровень не подымется и на сантиметр. А ведь Ладога во много раз меньше Чёрного моря.
Так что — не надо вмешиваться в природные процессы, тем более что масшаб нашего вмешательства не может сколько-нибудь заметно на них повлиять. Хуже сделать — это легко. Что-то исправить — шансов никаких. Да и не надо.
Бедное Ладожское озеро, оно даже и не представляет, какие мысли приходят на ум гениям, а простые учёные над этим вопросом задумываюся серьёзно.
Бедное Ладожское озеро, оно даже и не представляет, какие мысли приходят на ум гениям, а простые учёные над этим вопросом задумываюся серьёзно.
Источник