Изучение акваторию и состояние вод персидского залива
Государства, расположенные на берегу Персидского залива, имеют богатую историю, но сегодня название этой акватории ассоциируется в первую очередь со словом «нефть». Запасы черного золота, открытые в заливе и его прибрежных районах в прошлом веке, являются крупнейшими на планете. В водах Персидского залива также было обнаружено гигантское газовое месторождение, сокровища которого поделили Катар и Иран.
Персидский залив протянулся между Аравийским полуостровом и континентальной Азией, соединяясь узким Ормузским проливом с Аравийским морем – северной окраиной Индийского океана. Площадь залива составляет 250 000 км². Его длина достигает 989 км, ширина варьируется от 180 до 333 км. Большая часть северо-восточного побережья принадлежит Ирану (береговая линия – 1536 км, включая острова). На всем его протяжении в залив впадают крупные реки, берущие начало в горах Загрос. Среди них – знаменитые Тигр и Евфрат, образующие исторический регион Месопотамия. При впадении в северную часть залива обе реки сливаются в единое русло. В устье лежит самый короткий участок побережья на политической карте Персидского залива. 58 км береговой линии достались Ираку.
На западном берегу господствует Саудовская Аравия с береговой линией в 1300 км. В этой же части Персидского залива находятся Объединенные Арабские Эмираты, Кувейт, Бахрейн, Оман и Катар. Все эти страны – монархические государства.
По морским меркам Персидский залив мелководный. Средняя глубина – 90 м, наибольшая едва превышает 100 метров. У выхода в Ормузский пролив дно уходит до глубин в 170 м. Прибрежные районы Ирака, Саудовской Аравии, ОАЭ, Катара по большей части низменные, мало изрезанные, в отличие от скалистой береговой линии полуострова Мусандам на севере Омана.
В заливе есть множество обитаемых и необитаемы островов, естественных и рукотворных. Крупнейшие из них – Кешм (1491 км²) и Бахрейн (766 км²). Некоторые острова Персидского залива являются спорными территориями, на которые претендуют различные государства региона [1] (рис. 1).
Энергетический потенциал Персидского залива
Энергетика сегодня является одним из важных детерминантов международных отношений, основанных на владении углеводородными ресурсами и контроле над маршрутами трубопроводов и транспортировкой в рамках безопасности. По мере того, как нефть и природный газ становятся стратегическими товарами, произошли значительные изменения в международной экономической и политической системе и отношениях между крупными государствами. Таким образом, для анализа международной или внешней политики крупных стран требуется особое внимание к энергетике и растущей конкуренции за энергоносители. Учитывая ограничения, с которыми страны Персидского залива сталкиваются в плане поставок энергии, более широкие вопросы внешней энергетической политики крупных государств и их поставщиков привлекли внимание ученых [3].
Обеспечивая около 30 % поставок нефти и природного газа на мировые энергетические рынки, страны Персидского залива являются одними из основных конкурентов в этой области.
На новую энергополитику глубокое влияние оказывает беспрецедентный рост спроса на энергию и подъем новых региональных и глобальных держав. Разрыв между мировыми поставками и спросом на энергию, концентрация невозобновляемых запасов нефти и газа на Ближнем Востоке, распространение промышленного капитализма в Китае и Индии резко изменили глобальную энергополитику.
В 2000-х, следуя общим тенденциям мирового развития, включая тенденцию к энергетическому переходу, эти государства начали диверсифицировать свою экономику,
вошли в число крупнейших производителей продуктов нефтехимии, начали активно развивать возобновляемую энергетику и реализовывать водородные проекты [2].
Иран обладает примерно 10 % доказанных запасов нефти и 7 % мировых минеральных ресурсов. Центральное расположение в Евразии и богатые запасы нефти и природного газа ставят страну в центр мировой энергополитики.
Иран является вторым по величине экспортером нефти после Саудовской Аравии и вторым по величине запасов природного газа в мире после России. Однако Иран нуждается в значительных инвестициях в свою нефтегазовую промышленность. Несмотря на санкции, препятствующие крупным иностранным инвестициям, Ирану удалось заключить ряд сделок по разработке своих нефтяных и газовых месторождений, включая сделку с бразильской Petrobras, китайской Sinopec, компаниями Индии и Турции.
Страны ССАГПЗ (Оман, Бахрейн, Кувейт, Катар, Саудовская Аравия и ОАЭ) в регионе Персидского залива входят в число стран, обладающих крупнейшими в мире
доказанными запасами нефти и природного газа. Помимо нефти, сжиженный природный газ (СПГ) также стал основным экспортным продуктом. Согласно отчету BP World Energy Report (2021 г.), государства Персидского залива (страны Персидского залива, а также Иран и Йемен) в настоящее время владеют около 50 % мировых доказанных запасов нефти и 40 % доказанных запасов газа, в то время как их добыча составляет лишь 28 % мировой добычи нефти и 12 % добычи природного газа. С долей около 36 % экспортеры нефти в регионе оказывают большое влияние на мировую торговлю нефтью. По сравнению с высоким уровнем экспорта нефти большая часть добываемого в регионе газа продается на внутренний рынок, но увеличивается поток экспортируемого СПГ из Катара, Омана и Абу-Даби, который в настоящее время составляет 60 млрд
Экономическое положение стран Персидского залива
Прогнозы развития стран Персидского залива складываются из анализа их ВВП (в постоянных ценах 2010 г. в долларах США) с помощью спектрального анализа до 2050 г. Поскольку экономика стран Персидского залива зависит от нефти, особая взаимосвязь между ценой на нефть и экономикой стран Персидского залива раскрывается с помощью масштабного основного компонента.
Анализ и интеграция в прогнозы ВВП разлагаются на более четкие сигналы, называемые приближениями и деталями, в рамках одномерного дискретного вейвлет-анализа. Упрощенные сигналы перекомпоновываются после расширения Burg. Все прогнозы спектрального анализа оптимистичны для экономики восьми стран Персидского залива. По прогнозам спектрального анализа, к 2050 году Ирак выйдет на первое место с годовым темпом роста +2,37 %, а Иран – на второе место с годовым темпом роста +2,19 %. Двумя отстающими странами, по прогнозам спектрального анализа, к 2050 году называются Саудовская Аравия (+1,37 %) и Кувейт (-0,04 %). К 2024 году Иран, согласно тому же спектральному анализу, должен выйти на первое место с годовым темпом роста +4,12 %, Ирак – на второе место с ростом +3,79 %. Для сравнения, в прогнозах МВФ первое место занимают Ирак (+3,17 %) и Объединенные Арабские Эмираты (+2,92 %). Двумя отстающими странами называются Катар (0,22 %) и Кувейт (-3,74 %) [4].
Нефтегазовый сектор составляет около 38 % ВВП стран Персидского залива и более чем вдвое превышает в среднем государственные доходы (т.е. 79 %). Таким образом, этот сектор является основным источником доходов, из-за падения цен на нефть в течение последних 6 лет это сильно повлияло на бюджет. Чтобы подтвердить тесную взаимосвязь между экономикой стран Персидского залива и ценой на нефть марки WTI, автор вычислил матрицу корреляции между годовыми ВВП восьми стран Персидского залива (в постоянных ценах 2010 г. в долларах США) и среднегодовой ценой на нефть марки WTI.
Таблица 2 показывает взаимосвязь между ценой на сырую нефть и экономикой стран Персидского залива, коэффициент корреляции варьируется от 53 % в Катаре до 83 % в Кувейте. Это говорит о том, что экономика Катара более диверсифицирована, чем у Кувейта или других стран региона Персидского залива (РПЗ), а факторами данной диверсификации выступают газ, СПГ и ГПЗ-продукты.
На рис. 3 видно, что после 2020 г. наблюдается прогресс в экономике региона Ближнего Востока, из данных табл. 2 можно сделать вывод, что экономический прогресс стран Персидского залива в основном зависит от нефтедолларов, а это означает, что политический план развития стран РПЗ противоречит охране окружающей среды, последствия чего отображены на рис. 4.
Специалистами компании «Сканекс» совместно с Институтом океанологии РАН (ИО РАН) реализован пилотный проект по спутниковому мониторингу Персидского залива, акватория которого подвергается нефтяному загрязнению. Загрязненность в акватории Персидского залива постоянно возрастает в результате добычи нефти на более чем 34 месторождениях и более чем из 800 скважин, танкерных перевозок (до 20–30 тыс. танкеров ежегодно), утечек нефти на трубопроводах, стандартных судовых операций и аварий судов (рис. 1, 2). По оценкам экспертов, в акваторию залива разными путями попадает в среднем от 100 до 160 тыс. тонн нефти и нефтепродуктов ежегодно, а уровень нефтяного загрязнения превышает средний мировой показатель в 47 раз.
Одной из причин загрязнения являются судовые разливы, которые происходят в результате стандартных судовых операций: мытья танкеров, сбросов балластных вод и судовых отходов, содержащих нефтепродукты (сброс отработанной воды машинного отделения, остаточных нефтепродуктов, см. рис. 6).
На основе анализа интегральных карт загрязнения (рис. 4, 5, 6) специалистами было сделано заключение, что Персидский залив подвержен серьезному нефтяному загрязнению, главным образом в результате интенсивной нефтедобычи, транспортировки нефти и активного судоходства. Сложившаяся ситуация угрожает экологии залива, и это имеет прямое отношение к росту ВВП государств РПЗ, даже при формальном соблюдении общемировых стандартов и требований к охране окружающей среды [5].
Другая угроза для окружающей среды акватории Персидского залива и нескольких довольно уязвимых экосистем связана с естественной высокой стрессовой средой, плохой циркуляцией воды, повышенной скоростью испарения, воздействием УФ-излучения, соленостью и температурой. Таким образом, более вероятно, что загрязняющие материалы будут подвергаться более медленному рассеиванию и ограниченному разбавлению и таким образом останутся в регионе в течение более длительного времени.
На целостность экосистемы большое влияние оказывает деятельность человека [6] (рис. 7).
В Персидский залив стекаются гиперсоленые сточные воды (рассол) для заводов по опреснению морской воды и составляющих примерно половину мировых мощностей. Многие из этих заводов сбрасывают рассол в юго-западную часть залива, где соль в
рассоле накапливается, потому что морская вода не часто замещается остаточной циркуляцией залива (т.е. этот район плохо промывается). Эта циркуляция омывает весь залив и препятствует накоплению солей в масштабах бассейна. Но промывание неэффективно в юго-западном регионе, который характеризуется как «зона медленного промывания залива». Здесь влияние положения сброса рассола на соленость в этой зоне оценивается путем сравнения двух сценариев сброса рассола в динамике остаточной циркуляции залива. В первом сценарии в остаточную циркуляцию вводится рассол 24 крупнейших опреснительных установок морской воды в Персидском заливе, во втором сценарии место сброса рассола одного из этих 24 заводов расположено вдали от зоны медленной промывки.
Согласно статистическому анализу (рис. 3), вода является серьезной проблемой для Объединенных Арабских Эмиратов. Семь эмиратов страны сталкиваются с постоянной потребностью в более широком доступе к водным ресурсам, которые необходимы для потребления человеком, сельскохозяйственной деятельности и промышленных процессов. Ожидается, что спрос на воду в ОАЭ вырастет на 30 % к 2030 году.
В стране в среднем выпадает менее 100 мм осадков в год, а скорость пополнения подземных вод составляет менее 4 % годового объема воды, используемой страной. С минимальным количеством грунтовых вод и осадков регион Персидского залива зависит от истощения водоносных горизонтов, опреснения, повторного использования сточных вод и импорта. Опреснение является одним из немногих долгосрочных источников пресной воды, способных удовлетворить потребности населения и экономической деятельности стран Персидского залива.
Ближний Восток и Северная Африка обладают примерно 55 % мировых мощностей по опреснению воды, при этом подавляющее большинство производства опресненной воды осуществляется в шести государствах, входящих в Совет сотрудничества арабских государств Персидского залива [7].
Ниже представлена схема технологий производства пресной воды из морской (рис. 9).
В качестве альтернативной установки получения пресных вод из атмосферного воздуха автор предлагает использование газотурбинной миниэлектростанции. Схема управления электростанциями для получения пресной воды из атмосферного воздуха с цеховой структурой представлена на рисунке 10. В соответствии с технологическим процессом производства электрической и тепловой энергии на газотурбинных электростанциях (ГТЭС) и общими требованиями управления, организационная структура ГТЭС состоит из производственных подразделений (ремонтный цех, цех подачи топлива, пожарный цех, электрический цех, цех управления и автоматики, производственно-техническая служба) и функциональных отделов. ГТУ находится в блоке 1. Также ниже ГТУ находится в БЛОКЕ 2 с агрегатом для производства воды из воздуха. Для данного блока тоже существует водонасосный цех и резервуар для воды. Данный аппарат работает на основе 3S и функционального сопла Лаваля, в который входит вентилятор, получающий электроэнергию из блока 1. Соответственно, воздух (теплый и с высокой влажностью в районе Персидского залива) со скоростью входит в агрегат через сопло Лаваля, достигает большой скорости и охлаждается на основе теории термофизики и газодинамики. Надо отметить, что в результате второй части процесса образуется двухфазовый поток с вихревым явлением из-за влияния вращения вентилятора. Третья часть состоит из сепаратора, который способен выделить тяжелый поток со смесью вода-воздух и в результате выпускать сухой воздух из диффузора. Двухфазовая смесь выходит в другой аппарат, и там образующиеся капли воды собираются и направляются в резервуар [8, 9].
Заключение
Впервые смоделирована остаточная циркуляция залива, а воздействие сброса соляного раствора было количественно оценено в бассейновом и региональном масштабах. В юго-западной части Персидского залива региональная чувствительность к сбросу соляных растворов очень сильна, и для предотвращения накопления солей там могут потребоваться усилия всех заинтересованных стран.
Это исследование обеспечивает научную основу для скоординированного использования морской воды Персидского залива для опреснения. Результаты показали, что большинство исследуемых районов были сильно загрязнены. Это требует от местных органов власти разработки более эффективной политики и правил для защиты морской среды.
Правительства также должны установить «нулевую терпимость» к этому вопросу и заставить промышленные предприятия использовать биоразлагаемые материалы, такие как крахмал. Кроме того, для сохранения акватории Персидского залива необходимо заменить традиционные методы генерации электроэнергии и производства воды.
Литература
1. Персидский залив / [Электронный ресурс] // https://wikiway.com/oae/persidskiy-zaliv/ (дата обращения: 31.03.2023).
2. А.М. Мастепанов, А.Сумин // Энергополитика монархий Персидского залива в преддеверии энергоперехода // Энергетическая политика. – 2021. – № 1 (155). – С. 56–77.
3. Безен Баламир Джошкун Энергия Ближнего Востока: Иран, Турция и страны Персидского залива] / Безен Баламир Джошкун // Energizing the middle east. – Том № 9 – С. 71–80.
4. Pierre Rostan, Alexandra Rostan 2050 Projections of the Persian Gulf Economies [Текст] / Pierre Rostan, Alexandra Rostan // Iranian Economic Review. – 2022. – № 26 (2). – С. 269–288.
5. Андрей Иванов // Спутниковый мониторинг нефтяных загрязнений Персидского залива / Андрей Иванов [Электронный ресурс] // https://www.scanex.ru/company/news/sputnikovyy-monitoring-neftyanykh-zagryazneniy-persidskogo-zaliva... (дата обращения: 01.04.2023).
6. Эльфатих, А.Б. // Оценка влияния положения сброса рассола на соленость в зоне медленного промывания Персидского/Аравийского залива // Desalination and Water Treatment. – 2020. – № 191. – С. 72–81.
7. Robert Mogielnicki Water Worries: The Future of Desalination in the UAE / Robert Mogielnicki // The AGSIW Next Gen Gulf Series. – Washington: Arab Gulf States Institute in Washington, 2020. – С. 1–16.
8. Митина, Н.Н. // Водный дефицит на Ближнем Востоке и частичное решение проблемы посредством получения воды из атмосферного воздуха [Текст] / Н.Н. Митина // Нефтегаз.ру. – 2023. – № 4. – С. .
9. Момени Мани, Захаров Михаил Николаевич // Новое применение сопла Лаваля в качестве 3S-сепаратора в ГТУ на нефтегазовой платформе / Деловой журнал Neftegaz.RU – 2022. – № 8. – С. 86–89.
