В лесу Сахары заколосятся хлеба на морской воде

Можно ли выращивать зерновые культуры в Сахаре без необходимости в бурении водоносных скважин? Реально ли получать в сухой и жаркой местности и энергию, и питьевую воду, и пищу одновременно, причём без привлечения ресурсов извне? Выполним ли план превращения части пустыни в искусственный лес, способный накормить и напоить тысячи людей? На все эти вопросы утвердительно отвечают трое британцев из проекта "Лес Сахары" (Sahara Forest).

Замысел новаторов с Туманного Альбиона впечатляет: они предлагают создать в Сахаре обширные супертеплицы, в которых комбинировалось бы сразу несколько перспективных и уже испытанных технологий.

Сочетание солнечных электростанций термального типа и оригинальных опреснителей позволило бы Sahara Forest буквально "из ничего" производить еду, топливо, электроэнергию и питьевую воду, что преобразило бы целый регион.


Этот амбициозный план разработали изобретатель Чарли Патон (Charlie Paton), основатель компании Seawater Greenhouse, архитектор Майкл Паулин (Michael Pawlyn) из фирмы Exploration Architecture и инженер Билл Уаттс (Bill Watts) из Max Fordham & Partners.

Британские "морские теплицы" искусственно воспроизводят тот же естественный эффект, который оказывают лесистые горы, возвышающиеся на пути влажного воздуха, идущего с океана вглубь континента и выпадающего живительными дождями (иллюстрация с сайта treehugger.com).

Солнечные термальные электростанции Sahara Forest по устройству должны быть сходны с красивой испанской башней и с аризонским суперпроектом. Вкратце всё просто: концентрические ряды зеркал собирают свет и направляют его на котёл, в котором закипает вода. Пар крутит турбину электрического генератора.

Только располагаться эти станции должны не отдельно от потребителя, а непосредственно в цепочке теплиц, нуждающихся в энергии. "Сотрудничество", что важно, будет двусторонним. Но какую выгоду солнечные аппараты извлекут из оранжерей — расскажем позже.

Сами фермерские "угодья" здесь тоже нетрадиционные. Это "теплицы на основе морской воды", разработанные, как нетрудно догадаться, компанией Seawater Greenhouse. Данные сооружения являются не только собственно теплицами, но ещё и опреснителями, и даже системами извлечения влаги из окружающего воздуха.

Как работает Seawater Greenhouse, можно увидеть на этой схеме.

Общая схема теплицы с морской водой. Пояснения в тексте (иллюстрация Seawater Greenhouse).

1. Поверхностная морская вода падает дождём во входном портале-испарителе, через который наружный воздух поступает в теплицу (поток идёт слева направо). Пыль, соль, пыльца и насекомые фильтруются, а под крышу попадает чистый увлажнённый воздух, к тому же охлаждённый примерно на 15 градусов, в сравнении с температурой снаружи;

2. Солнечный свет частично фильтруется полупрозрачным покрытием крыши, чтобы оставались только те длины волн, которые наиболее эффективно используются в фотосинтезе. Эта частичная задержка света также помогает удерживать температуру в теплице на уровне, наиболее подходящем для зерновых культур, которые не любят излишнюю жару;

3. Воздух течёт через второй увлажнитель с распыляемой поверхностной морской водой, где доходит до точки насыщения;

4. Далее этот влажный воздух попадает в конденсатор, через который прокачивается очень холодная морская вода с глубины. Полученная из воздуха чистая пресная вода собирается в баках для дальнейшего использования;

5. Этот вентилятор как раз и прокачивает воздух через всю теплицу, направляя его в другие помещения. К примеру, в те части теплицы, где выращиваются культуры, любящие тень;

6. Подача глубинной морской воды;

7. Возврат отработанной морской воды;

8. Ёмкость для хранения чистой пресной воды.

Испаритель и конденсатор Seawater Greenhouse (иллюстрация и фото Seawater Greenhouse).

Заметим, данная технология напоминает ту, что должна использоваться на "острове невезения". Но в "сахарском" проекте извлекается не только влага, присутствующая изначально в окружающей атмосфере, — тут ещё и опресняется морская вода.

При этом затраты энергии на её перекачку вглубь побережья, а также стоимость всей установки, оказываются меньшими, нежели другие варианты опреснителей, утверждают изобретатели системы. На производство одного кубометра пресной воды Seawater Greenhouse тратит 3 киловатт-часа.

Если эти скромные киловатты будут поступать от альтернативных источников (как и предусматривает проект для Сахары), новая суперферма станет не только "зелёной" во всех смыслах, но и энергетически самостоятельной.

Первые теплицы Seawater Greenhouse одноимённая компания возвела на Тенерифе, в Абу-Даби и Омане. Их работоспособность доказана. Только выращивают там не зерновые, а овощи. В Сахаре, впрочем, нужно будет существенно увеличить масштаб комплекса (фотографии Seawater Greenhouse).

А ещё Seawater Greenhouse сокращает расход воды на ирригацию. Сравнительно холодный воздух с относительной влажностью в 90%, находящийся под крышей необычной теплицы, снижает испарение воды с листьев.

Так что, к примеру, на Тенерифе, где работает одно из таких сооружений, его хозяева тратят на полив 1,2 литра на квадратный метр в день, в то время как фермеры по соседству, выращивающие культуры по традиционной схеме, целых 8 литров.

Важно, что устранение испарения воды растениями позволяет им быстрее развиваться. В сухом воздухе сильная потеря влаги подавляет фотосинтез, даже если есть подкормка и обилие солнечных лучей. Кстати, необходимые растениям питательные вещества в данном проекте предполагается получать всё из той же морской воды, а также — из специально выращиваемых морских водорослей.

На этом преимущества Sahara Forest не исчерпываются. Помните, мы говорили о взаимовыгодном "сотрудничестве" солнечных термальных станций и теплиц? Дело в том, что последние, — поясняет Патон, — производят впятеро больше пресной воды, чем нужно для полива растений.

Какая-то часть излишков пойдёт на питьевые нужды, но всё равно останется немало чистой H₂O.

"Сахарский проект" британцев отличает синергетический эффект — две главные составляющие системы усиливают эффективность друг друга (иллюстрация Exploration Architecture).

По словам Паулина, солнечные агрегаты, помимо электричества, генерируют немало тепловой энергии, которая обычно улетучивается впустую (снижая КПД станции). В Sahara Forest она может использоваться, чтобы испарять больше морской воды на входе в теплицы. Это увеличит влажность внутри, что в свою очередь повысит отдачу опреснителя.

Пресная же вода понадобится и самим солнечным электростанциям — для промывки обширных поверхностей зеркал от пыли и пополнения водяных контуров турбогенераторов.

Таким образом, комбинация двух технологий (солнечных башен и теплиц с опреснителями) усиливает преимущества каждой из них и снимает проблемы, присущие этим проектам по отдельности.

Воду также можно использовать для повышения влажности в окрестностях теплиц. На открытых пространствах с цепочками оросительных установок владельцы Sahara Forest смогут выращивать более выносливые растения (ятрофу), из которых получится замечательное биотопливо.

Инициаторы проекта полагают, что многокилометровые полосы "Лесов Сахары", расположенных вблизи северного побережья Чёрного континента, могли бы не только обеспечивать местное население водой, едой и электричеством, но и поставлять излишки энергии в Европу.

Стоимость "Леса Сахары" оценивается в 80 миллионов евро за комплекс теплиц площадью 20 гектаров, совмещённых с солнечными установками суммарной мощностью 10 мегаватт. Это не так уж дорого, учитывая все бонусы технологии.

Впрочем, когда начнётся "озеленение" величайшей пустыни мира, — никто сказать не может. Но пилотные проекты, построенные по образу и подобию Sahara Forest, вполне могут появиться в ближайшие годы сразу в нескольких местах. Как говорит Патон, группы бизнесменов в ОАЭ, Омане, Бахрейне, Катаре и Кувейте уже выразили заинтересованность в финансировании этих необычных экспериментов.