Есть простая задачка из школьной математики — как быстрее доставить груз из пункта А в пункт B.
А теперь добавим усложняющее условие — груз этот 7-8 млн кубометров воды.
Российская компания ICETECH нашла решение — замораживать воду северных рек в огромные айсберги, используя природный холод, и сплавлять их по океану на юг в засушливые районы.
Охота за айсбергами — идея далеко не новая. Еще в середине XIX века чилийцы доставляли небольшие айсберги из лагуны Сан-Рафаэль в Вальпараисо. Иногда ледяную гору тащили на буксире, иногда пристраивали к ней мачту и поднимали паруса. Привезенный лед скупали местные пивоварни. Им нужно было как можно быстрее охладить сваренное сусло перед тем, как добавить в него дрожжи. Чем быстрее охладится сусло — тем оно будет лучше, вкуснее и ароматнее, а другого источника льда в субтропическом Вальпараисо не находилось.
На острове Ньюфаундленд, Канада, в настоящее время существует профессия «ледового ковбоя» (iceberg cowboy). С помощью лассо, тросов, крюков и даже ружей эти люди добывают огромные глыбы льда, которые продают для производства элитных сортов алкоголя. Айсберги состоят из очень вкусной и очень чистой воды, и на этом основан бизнес такой компании, как, например, Iseberg Vodka.
Но все это — и чиллеры для сусла, и кубики льда для коктейля — относится к улучшению качества жизни, а сегодня во многих районах планеты ситуация с водой складывается так, что не до жиру, а быть бы живу. Нехватку питьевой воды ощущают более 2-х миллиардов человек. И это необязательно племена, живущие в безводной пустыне. За примерами далеко ходить не надо. Дождливая Голландия покупает питьевую воду в Норвегии.
В засушливых местах все оказывается еще хуже. В 2017 году второй по величине мегаполис ЮАР, Кейптаун, был вынужден ограничить потребление воды пятьюдесятью литрами на человека. Пятьдесят литров на все про все — на мытье, на питье, на стирку, на душ… Почти возвращение к нормативам кочевых племен, где девушка должна была уметь полностью вымыться (включая голову) одним кувшином воды.
Водные ресурсы распределены на Земле неравномерно. Например, реки текут на север в океан, вместо того чтобы орошать засушливые степи в центре Евразии. Поэтому делались многочисленные попытки эти ресурсы перераспределить. Из средне-азиатских рек забирали воду для орошения полей, и тем самым практически уничтожили Аральское море. Был проект «поворота российских рек» — на самом деле, не поворота, а построения канала длиной в две с половиной тысячи километров — который так и остался на бумаге. И так далее.
Все это было дорого, сложно, долго, и сильно видоизменяло природные ландшафты.
А айсберги? Это огромные глыбы, состоящие из чистейшего льда. Айсберги откалываются от шельфовых ледников в Арктике и Антарктике, и затем свободно дрейфуют в океане. Каждый айсберг — это небольшая экосистема, вокруг него крутятся медузы, в ледяных пещерах прячутся рыбки, а на поверхности иногда селятся пингвины; но все равно, если изъять айсберг из океана и доставить его в засушливый район, ущерб для природы будет минимален.
В 40-е годы XX века профессор Джон Исаакс из Scripps Institution of Oceanography (Cан-Диего, США) мечтал доставить в Калифорнию айсберг объемом 8 миллиардов кубометров. Это был бы колосс среди айсбергов — 20 км в длину, 900 м в ширину и 300 м в толщину. Такие айсберги очень редко встречаются, и проект вошел в историю как интересное пионерское предложение, не более.
В 70-е годы прошлого века инженер Жорж Мужен и принц Саудовской Аравии Мохаммед аль-Файзал разрабатывали проект буксировки айсбергов от острова Ньюфаундленд. Проект назывался IceDream. Он был закрыт в 1981 году, но 30 лет спустя авторы к нему вернулись, заказали компьютерное моделирование, и выяснилось, что проект осуществим.
Обычный океанский буксир может доставить айсберг объемом 7 млн. кубометров из Ньюфаундленда на Канарские острова за 141 день, израсходовав 4000 тонн топлива. Двигаться айсберг будет со скоростью 1,5 км в час, и работа буксира — это коррекция его траектории, аккуратный перевод «ледяной баржи» из одного попутного течения в другое. При такой транспортировке айсберг потеряет лишь 40% своей массы. Значит, это возможно.
В Кейптауне тоже изучают способы доставки айсбергов, но из Антарктики. И течения снова благоприятны для проекта: айсберги действительно доплывают до мыса Доброй Надежды.
Перемещение айсберга давно уже не является невыполнимой сверхзадачей. Буксир Atlantic Eagle занимается этим постоянно. Его работа — менять траекторию движения айсбергов, чтобы те не сталкивались с нефтяными платформами или не мешали кораблям.
Для выполнения своей нелегкой миссии Atlantic Eagle оснащен тросом длиной в 1200 м и радаром, позволяющим видеть подводную часть айсберга. Буксир обвивает трос вокруг ледяной горы, затем включает двигатель на полную мощность и оттаскивает айсберг в сторону.
Но Atlantic Eagle работает с небольшими ледяными горами, а 2017 году «Роснефть» и ООО «Арктический научный центр», чтобы отвести угрозу от нефтяной платформы, успешно передвинули айсберг весом более 1 млн. тонн.
Современных технических средств вполне достаточно, чтобы перемещать гигантские ледяные горы. Но надо еще найти подходящий для транспортировки объект объемом в 7-8 млн. кубометров. И здесь возникает серьезная проблема.
Нет большой беды в том, что айсберг тает и теряет до половины своей массы — потери можно было бы списать, тем более, что чистая талая вода никак не вредит океану.
Беда в том, что тает он неравномерно. Вода намного более теплоемкая, чем воздух; белая поверхность отражает солнечные лучи. Из-за этого подводная часть истаивает быстрее, чем надводная, а больше всего достается области ватерлинии. При неравномерном таянии айсберг обязательно начнет трескаться и ломаться; отколовшиеся части устроят свистопляску: будут уходить под воду, всплывать и опрокидываться.
Расчеты показали, что могут возникать волны в три раза выше самого айсберга. То есть примерно с двадцати-этажный дом. Что при этом будет с буксиром — страшно себе представить.
Чем быстрее будет двигаться айсберг, тем сильнее будет таять его подводная часть. Таяние можно уменьшить. Для этого надо сделать так, чтобы талая вода не уходила в океан, освобождая место для теплых океанских вод, а двигалась дальше вместе с айсбергом. Например, обернуть айсберг пленкой, которая удерживала бы воду, чтобы айсберг дрейфовал, словно одетый в гидрокостюм.
Но как надеть пленку на ледяную гору объемом в 8 млн. кубометров? Если бы такой айсберг был кубом, это был бы куб размером 200 на 200 на 200 метров. Каждая грань у него была бы размером в 4 футбольных поля. Поверхность айсберга крайне неровная, и пленку на него не натянешь.
То, как будет ломаться айсберг, зависит от его внутреннего строения: имеющихся внутри полостей, пузырьков воздуха, микро и макротрещин. Поэтому кандидата на буксировку обязательно нужно тщательно обследовать с помощью ледовых радаров. Непременно следует выбрать совершенный айсберг без трещин и неоднородностей. Все остальное —дело техники. Ну, и погоды, конечно, мало ли что произойдет за 141 день.
Тут мы переходим к самому интересному проекту. Наши соотечественники из компании ICETECH решили, что идеальный айсберг не нужно искать — его можно заморозить именно таким, как это требуется для транспортировки.
Если айсберг «построить» в форме крупнотоннажного судна: 300 м длиной, 190 м шириной и 150 м высотой, и поставить буксиру в кильватер, то доставка не будет зависеть от прихоти течений. Буксир с ледяной баржой смогут развивать скорость до 15 км/ч. В десять раз быстрее, чем при буксировке айсберга неправильной формы.
Идея транспортировки искусственных айсбергов принадлежит доктору геолого-минералогических наук, действительному члену Международной академии наук экологии и безопасности человека, Владимиру Егоровичу Глотову.
Он начал ее разрабатывать в 70-е годы прошлого века, но лишь в 2014 году работами заинтересовались молодые предприниматели из Магадана — Владимир Гончар и Алексей Мостовщиков. Так появилась компания ICETECH, постоянная команда которой сейчас насчитывает 11 человек.
ICETECH планирует забирать воду из чистой реки и доставлять ее по трубопроводу туда, где в открытом море расположится производственный комплекс. На нем арктический холод будет формировать громадный искусственный айсберг. Никакое специальное морозильное оборудование не потребуется.
Технологическое know-how проекта — ячеистая полимерная мембрана-матрица, внутри которой будет происходить заморозка. Она придаст айсбергу нужную форму и будет перераспределять тепловые потоки, чтобы уменьшить таяние. Возможные потери оцениваются в 10-12% даже при доставке айсберга в экваториальные широты. Позже мембрана может быть переработана в тару для воды.
Река для старта проекта уже выбрана. Вода в ней пополняется за счет таяния снега. В реке живут хариус, щука, гольян, на нерест заходят кета, горбуша, кижуч. В устье, расширяющимся при впадении в море, обитает стадо белух. Больше полугода река «спит» подо льдом, именно тогда будет производиться водозабор — с ноября по март. Климатический «холодильник» в это время работает на полную мощность.
Для минимизации воздействия на окружающую среду на водозаборных сооружениях будут установлены приспособления оградительно-фильтрующего действия — это высокоэффективные рыбозащитные устройства и сооружения, отвечающие всем нормативным требованиям.
ICETECH строго ограничивает количество воды, которое можно забрать у реки и потратить на айсберги: не более 3% ресурса, а на ранних этапах — менее 0.5%. Годовой сток у избранной реки составляет 4.942 куб. км, так что воды хватит для очень масштабного проекта.
При возведении мобильного комплекса будут использоваться альтернативные источники энергии, чтобы уменьшить расход электричества от традиционных источников питания. Для снижения шумового воздействия на окружающую среду все работающие части узлов и механизмов, в том числе насосы и двигатели, будут размещены в помещениях контейнерного типа.
Проектирование производственного комплекса и вспомогательных сооружений осуществляется с учетом границ водоохранной зоны. Строительство будет происходить в 2021-2022 годах.
Результатов с нетерпением ждут в Индии, Индонезии, Китае, Кувейте, ОАЭ, Саудовской Аравии — в тех странах, которым очень важно решить проблему с питьевой водой.
