Запасы пресной воды на планете распределены неравномерно, и некоторые регионы испытывают дефицит питьевой воды. Например, город Кейптаун (Южная Африка) уже в течение длительного времени испытывает нехватку пресной воды. Городские власти даже определили так называемый «нулевой день», который наступит, когда запасы воды в водохранилище сократятся до 13,5% от первоначального уровня.
Если это произойдет, водопровод будет отключен, а горожанам будут выдавать по 25 л воды в день. К счастью, пока такой режим ни разу не вводился, однако ситуация несколько раз приближалась к критической точке.
Такая проблема существует не только в Кейптауне, с ней столкнулись жители Майами (США), Бангалора (Индия) и некоторых других городов мира. По данным Всемирной организации здравоохранения сегодня около 2,2 млрд человек в мире не имеют доступа к чистой питьевой воде.
Для решения этой проблемы рассматриваются разные варианты, одним из которых является использование водных ресурсов айсбергов.
Айсберг – источник питьевой воды
Сегодня в регионах, испытывающих острый водный дефицит, для питьевых нужд используется опресненная морская вода. В целом в мире по статистике опресняется около 1% питьевой воды. Около 300 млн. человек из 177 стран мира получают самый ценный ресурс из пости 16000 опреснительных установок, 16% которых находятся в Саудовской Аравии, 10% в Объединенных Арабских Эмиратах, 48 % в остальных странах Ближнего Востока,11% в США.
Спрос на пресную воду во всем мире только увеличивается, следовательно, нагрузки на опреснительные установки будут расти. Это может привести к негативным экологическим последствиям, так как при опреснении в океан сбрасывается токсичный рассол.
Именно это серьезное обстоятельство стало причиной оценки возможности использования айсбергов в качестве альтернативного источника питьевой воды. Айсберговый лед Арктики и Антарктики может помочь решить сложившуюся проблему нехватки пресной воды, но, чтобы этот метод стал доступным, предстоит разработать оптимальный технико-экономический способ транспортировки этой воды.
Способы перемещения ледяных гигантов
На сегодняшний день существует несколько методов транспортировки айсбергов, многие из них еще нуждаются в доработке, а некоторые уже используются. Все способы можно разделить на перевозку растаявшей воды и на перемещение собственно частей айсберга.
Транспортировка растаявшей воды
Один из самых простых методов является перевозка воды на нефтяных танкерах, в которых имеются изолированные балластные резервуары. Техническая доработка танкеров позволит перевозить ледниковую воду в засушливые регионы. У этого метода есть существенный недостаток: он экономически целесообразен только при перевозке растаявшей воды на очень небольшие расстояния.
Похожим является метод, предполагающий дробление льда и загрузку его в танкер в специальные отсеки. В этом случае судно оснащается системой теплообменных труб для плавления льда и судовой грузовой системой для подачи воды конечному потребителю.
Перемещение частей айсберга
Наряду с перевозкой талой воды используются и методы транспортировки отдельных «кусков» айсберга. Для начала требуется от огромной ледяной глыбы отделить часть. С этой целью специальными ледорезами лед расплавляется по заданному контуру. Сначала лед плавится в вертикальном направлении, образовавшаяся вода откачивается.
Как только необходимая глубина будет достигнута, ледорезы начинают работать в горизонтальном направлении. В зону плавления закачивается антифриз. Отделившийся кусок айсберга, имеющий форму огромного бруска, вытягивается судном и спускается на воду для дальнейшей транспортировки. Опыт показывает, что технически возможно отделять куски любого размера, однако разумно установить единые параметры.
Исследование ледяных глыб разных форм и размеров позволяет сделать вывод, что для транспортировки больше всего подходит столовый айсберг (он имеет усеченную вершину и вертикальные стенки). Наиболее оптимальными являются куски среднего размера: длина около 1 км, ширина 600 м и высота 300 м.
В таком айсберге содержится до 250 млн куб. м воды. Транспортировать его может один буксир. Но не все так просто, как кажется на первый взгляд: гору льда необходимо оборачивать нетканым геотекстильным материалом, чтобы она не дала трещину в теплой воде.
Опыт коммерческого производства воды из айсбергов
Некоторые компании уже сегодня осуществляют добычу воды из айсбергов для коммерческого производства. Так, компания «Berg» производит питьевую воду из ледяных глыб вод Гренландии.
Отколотые части айсберга перемещаются на мель в защищенное место, где находятся некоторое время. Куски могут иметь различную форму, множество выступов. Чтобы подойти к ним, используется большое судно, чтобы собрать куски – лодки поменьше. При этом сборщики выбирают небольшие части, если таких нет, то ждут, пока они отделятся от больших.
Ледяные куски собирают нейлоновой сетью квадратного сечения. С помощью крана «улов» поднимается на палубу основного судна. Поверхность льда моют чистой пресной водой, внутрь соленая вода не попадает, так как лед имеет почти такую же плотность, как бетон.
Существует и другая технология обработки поверхности льдин – паром под высоким давлением. После этого льдины измельчаются на более мелкие куски и помещаются в 150-литровые бочки. Растопленный лед перекачивается в большие резервуары для воды.
Сведения о появлении подходящего айсберга в доступной для дрейфа зоне получают из карт ветров. Сами производители утверждают, что многие из используемых ими методов являются несовершенными и нуждаются в доработке.
Российский опыт
В нашей стране вопрос добычи и транспортировки айсбергов изучается в ходе арктических научно-исследовательских экспедиций. В 2016 году впервые в России была испытана уникальная технология корректировки траектории дрейфа ледяных гигантов путем внешнего воздействия. Специалистам удалось отбуксировать айсберг массой более 1 млн. тонн, что является значимым достижением не только в российской, но и в мировой практике.
Во время эксперимента в зоне дрейфа айсберга постоянно находилось научно-исследовательское судно «Академик Трешников», которое представляло собой лабораторию, оснащенную всем необходимым метеорологическим и океанографическим оборудованием. Учебные сценарии по изменению траектории дрейфа отрабатывались с помощью ледокола.
Эксперименты проводились в различных погодных условиях и с использованием ледяных гигантов разных форм и размеров. Было достигнуто изменение траектории при буксировке айсберга ледоколом на 90 и на 180 градусов. Успешно была осуществлена буксировка сразу двух плавучих льдин.
Результаты проведенных исследований оказались полезны не только в перспективном направлении производства питьевой ледниковой воды, но и сыграли огромную роль в усовершенствовании техники безопасности объектов морской инфраструктуры при взаимодействии с айсбергами в ходе промышленной деятельности на арктическом шельфе. В последующие годы исследования были продолжены.
Темпы роста населения планеты стремительно увеличиваются. Вместе с этим возрастает дефицит воды, хотя она является возобновляемым ресурсом. Идея использовать айсберги в качестве источников питьевой воды возникла еще в 70-х гг. прошлого столетия, тогда она казалась почти невероятной.
С тех пор научно-технический прогресс позволил взглянуть на эту идею как на вполне осуществимую. Безусловно, в этом направлении предстоит сделать еще очень много. Но уже сейчас можно с уверенностью говорить о том, что ледяные гиганты способны дать человеку то, в чем он нуждается больше всего – чистую пресную воду.
