书城科普读物能源开发新探
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第15章 世 界 之 最

最大的“油库”

号称“世界油库”的中东波斯湾地区,确实名不虚传,无论是沿岸沙漠底下还是波斯湾海底,大大小小的油田星罗棋布,象“浸泡在油海中”一样。从阿曼到伊朗,在波斯湾周围8个国家里,到处是一派石油工业的繁荣景象:林立的井架,纵横交错的油管,一座座闪着银光的大油罐,繁忙的油港,穿梭不绝航行于波斯湾中的超级油轮……。以下几项统计数字,可以说明这个“世界油库”究竟有多大。1982年初探明储量达497亿吨,约占世界总储量的54%,其中沙特阿拉伯一国就独占世界总储量的四分之一;世界上21个探明储量在68亿吨以上的特大油田中,波斯湾地区独占14个,其中科威特的布尔甘油、沙特阿拉伯的加瓦尔油田和萨法尼亚油田(世界最大的海底油田)名列前三位。1979年石油产量107亿吨,这是波斯湾地区历史上产量最高的一年,约占世界总产量的34%;此后由于两伊战争和世界石油消费量减少等原因,产景有所下降,1981年为79亿吨但仍占世界总产量的28%。所产石油的90%以上供出口,大约提供了世界石油总贸易量的一半以上。日本、西欧进口石油的70%,美国进口石油的25%,都来源于波斯湾地区。可以说,在日本、西欧和美国的工业机体中,几乎每个细胞都渗透着波斯湾的石油分子。

波斯湾的大门——霍尔木兹海峡,东西长约150公里,南北最狭处仅483公里,“油库”的石油极大部分用油船装载经此出口,因而成为世界上最大的“油路”。目前每天经海峡输出石油160~190万吨,最多时达400万吨。人们用“油库”的“总阀门”、世界石油供应的“生死攸关的颈静脉”等字眼,来形容这条海峡的重要战略地位。

最深的钻井

从古至今,人们在地面上钻了无数孔井,大部分是为了寻找资源——开矿、找水、探石油,也有的是为了收集地质资料,了解地壳构造的秘密。

迄今为止,世界上最深的钻井是苏联地质学家于1979年7月开始在苏联北部境内的科拉半岛钻挖的一口地质勘探井,深度为12公里,比最深的海沟马里亚纳海沟(11034米)还要深。在此之前,苏联曾于1976年5月开始在阿塞拜疆开始探井,原计划钻深16公里,后因故中止。

1986年,联邦德国计划在黑森或巴伐利亚东北的上巴拉丁涅地区钻挖一口14公里深的地质探井。钻挖工程计划于1988年开始,1995年完成,估计费用为45亿马克。完成之后,它将是世界上最深、花费最多的钻井。

世界上最深的工业钻井则数美国俄克拉何马州贝莎罗杰1号油田的32#天然气井。该井由罗夫兰兄弟钻探公司于1974年4月3日钻成,井深9583公里,费时503天。

第一个太阳能源理论

太阳上巨大的能量从何而来?

随着1932年中子的发现,物理学家贝特提出了第一个科学的太阳及一般恒星能量生成的理论:氢是太阳的燃料,太阳上所进行的反应不是一般的化学反应,而是在高温下面进行的热核反应。

太阳中心的温度高达1500万度。在这么高的温度下,原子几乎失去全部的核外电子,氢原子亦是如此,赤裸裸地只剩下原子核——质子。这些粒子在1500万度的高温下作高速运动,具有足够的能量,有资格去轰击其他的原子核,发生热核反应。经过实验和计算,贝特认为,目前太阳能量主要由4个氢核(质子)聚变成一个氦核的热核反应所产生。4个氢核聚变为1个氦核后,质量亏损了00276原子质量单位。亏损的质量转化为能量。据计算,1克氢聚变成氦,质量亏损00069克,相应放出的能量为6270亿焦耳。太阳上面氢的含量极为丰富,相应产生的能量自然是十分巨大。应当指出,太阳在放出能量的同时,氢核质量的亏损是极微小的。即使按目前太阳的辐射功率计算,100亿年之后,它的质量仅损失006%,实在微乎其微!因此,一切后顾之忧是多余的。

贝特的这一理论,给研究天体物理、化学性质、天体演化以极大的推动。他因此而获得了诺贝尔物理学奖金。

最大的发电风车

千百年来,除了人和畜的肌肉力量,风就是最主要的自然机械能量来源。但蒸汽机出现后,由于它不受天气的影响,被广泛地使用,而取之不尽,用之不竭的风力的价值却被人们淡忘了。

在过去,由于普通能源的价格始终保持在一个较低水平,风力设备的使用在经济上并不合算。现在,情况有了变化,火力和原子能电站的费用日益昂贵,而且它们引起的环境污染也成了新的问题,于是人们又想到了利用风力来发电。原联邦德国发展和科技部拨款1亿马克兴建了一座叫做格罗维安的大型试验发电风车。

原联邦德国的三个电业公司于1977年在于利希的原子核研究中心领导下组建了上个建造公司,开始进行大量的测量工作,最后确定在德国著名的风谷——石勒苏益格-荷尔斯泰因州的布隆坡特尔,建造一个世界上最大的发电风车。整个风车高达150米(美国的“摩德2号”风力电站高只有105米)。风车的每个桨叶长40米,重18吨,用玻璃钢制成。仅制造两片桨叶就花了两年多时间。风车塔身全部是钢管结构,直径35米,靠3根星形排列的钢绳来固定,里面安装了电梯、扶梯和电缆,总重达310吨。塔顶的机房可以以每秒05米的速度转动,从而可以根据风向调节风车的迎风面。在风速63米/秒时,风车开始运转;风速达12米/秒时,可发出3000千瓦的电,即达到设计的发电能力;风速达到24米/秒时,为了保障安全,发电机即停止运行(尽管它实际上可承受60米/秒的飓风)。为了尽可能保证正常不变的发电量,发电机可平衡15%的风速变化。这个电站可供250户独家住宅用电(包括取暖),——其发电量相当于350升燃油的能量。

当前,风力发电站虽然由于设备的昂贵而未能普及,但是由于它对环境无污染,已被实际运用于南极科学考察站的供电。

电力之最

目前。世界上最大的火力发电厂是日本鹿岛电厂,该厂总功率是420万千瓦,有4台60万千瓦的发电机和两台100万千瓦的发电机。

世界上最大的汽轮发电机是美国加文电厂的发电机,功率为138万千瓦,1973年投产。

世界上最大的核动力发电机功率为1178万千瓦,1976年由美国建造。

世界上最大的超导汽轮发电机功率为2万千瓦,由美国制造,1978年投产。

世界上最大的地热发电机功率为135万千瓦,在美国盖伊塞电厂。

世界上最大的风力发电站为2000千瓦,1979年7月上旬在美国北卡罗来纳州建成。这座风力发电站建于1300余米的高山顶上,涡轮、发电机、变速系统均装在427米高的塔上,还装有一套自动控制系统,以监测风向和调整涡轮使其与风向一致。

目前世界电网最高的输电压为765千伏,1978年美国建成投产,输电线总长达3000多公里。

世界上最大的水轮机在美国大古里水电站,单机容量为70万千瓦,转轮直径为99米,其中第一台已于1978年2月投入运行。

最大的海洋油污染事故

据估计,全世界每年因航运作业及船舶失事而泻入海洋的石油约为100~150万吨,其中油轮事故溢油就有50多万吨。

1978年3月,“阿莫戈·卡迪兹”号超级油轮,满载着优质的伊朗——沙特阿拉伯的原油,从波斯湾向荷兰的鹿特丹驶去,不幸在法国西北部的布雷斯特海区触礁失事,所载22万吨原油几乎全部倾泻入海,成为目前为止世界上最大的一次油污染事故。

乳化的原油,浮现在水表面呈显出一层棕黑色覆盖物,它在海滨岩石上好似巧克力一样,海岸充满着一片有毒的物质。采集牡蛎的人们要几年失去业务,沿海渔业至少在这一年内受到毁灭,预约在旅游季节游览的人数除名了大约百分之四十。更大的灾难是生态系统受到破坏。浮游生物、海藻、蠕虫、蟹类、软体动物等都死去,以这些生物为食的鱼类和鸟类也受到了严重的影响。例如,生活在海岸的鸬鹚、海鸥、海雀和鲣鸟,估计死去了15000~20000只。由于这次油污染事故,法国莫尔莱海湾有9000吨牡蛎死去,政府宣布这些污染的牡蛎不宜出售作为食用。油轮失事后的头几天,由于强烈的西风和西北风的驱赶,造成厚厚的溢油沿布列塔尼海岸向东进入英吉利海峡,使大约4300多平方公里面积的水面,蒙盖上一片滑溜溜的棕黑色油层。

更为严重的是,原油遗留的残毒在海滩底部可留存好几年,如1967年“托雷·坝永”号油轮遇难泻海的油毒,科学家在1978年春检查海湾底部泥土时,发现还残存着。这种油毒的残存,可阻止生物再度开拓移入。所以,在原油污染区要恢复生态系统平衡,大约需要好几年的时间。

“阿莫戈·卡迪兹”油轮失事后,法国政府一面出租平路机刮去沼地上层含油的泥土,另一面在深水区使用白垩和溢油分散剂处理溢油。据美国商业技术部估计,大约有7万吨溢油已被清除到岸上了。