Nākotnes enerģija: realitāte un fantāzija. Alternatīvās enerģijas avoti

Tas nav noslēpums, ka līdzekļi, ko cilvēce izmanto šodien, noteikti ir vairāk to nākotnes ražošanas un izmantošanas var novest ne tikai enerģiju, bet arī vides katastrofu. ogļu, gāzes un naftas - - ar cilvēces resursiem tradicionāli izmanto beigsies pēc pāris gadu desmitiem, un pasākumi ir jāveic tagad, mūsu laiku. Protams, mēs varam cerēt, ka mēs atkal atrast kādu bagātu depozītu, kā arī pirmajā pusē pagājušā gadsimta, bet zinātnieki uzskata, ka šādas lielas noguldījumus vairs. Bet jebkurā gadījumā, pat atklājot jaunus laukus būs tikai aizkavēt neizbēgamo vajadzību atrast veidus, kā ražot alternatīvās enerģijas, un pārejot uz atjaunojamiem resursiem, piemēram, vēja, saules, ģeotermālā enerģija, ūdens plūsmas, utt, un papildus tam ir nepieciešams, lai turpinātu attīstību enerģijas taupīšanas tehnoloģijas.

Šajā rakstā mēs apskatīsim dažas no daudzsološākajiem, jo uzskata mūsdienu zinātniekiem, idejas, uz kuriem balstīties nākotni enerģiju.

saules stacijas

Cilvēki jau sen domāju par to, vai tas ir iespējams izmantot saules enerģiju uz zemes. Zem saules karsē ūdeni un žāvētiem apģērbu keramikas pirms nosūtīšanas uz krāsns, tomēr šīs metodes nevar saukt efektīva. Pirmie tehniskie līdzekļi, kas pārveido saules enerģiju parādījās 18. gadsimtā. Franču zinātnieks Buffon, pieredze rāda, kurā viņš pārvalda, izmantojot liela ieliektiem spogulis skaidrā laika, lai aizdedzinātu sausu koksni no attāluma aptuveni 70 metri. Viņa tautietis, slavenais zinātnieks Lavoisier piemēro lēcas koncentrēties saules enerģiju, un Anglijā radīja lēcveidīgs glāzi, ka, koncentrējot saules starus izkausēto dzelzi tikai dažas minūtes.

Naturalists veikti daudzi eksperimenti, kas pierādīja, ka saules enerģijas izmantošanai uz Zemes iespējams. Tomēr saules šūnas, kas būtu kļuvusi saules enerģiju mehāniskajā enerģijā, parādījās salīdzinoši nesen, 1953. gadā. Tā tika izveidota ar zinātniekiem no ASV Nacionālās kosmosa aģentūras. Jau 1959. gadā pirmais izmantot saules paneli aprīkot kosmosa satelītu.

Varbūt pat tad, saprotot, ka šādi akumulatori kosmosā daudz efektīvāk, zinātnieki radās ideja izveidot atstarpi saules augiem, jo stundas saulē, lai radītu tik daudz enerģijas kā visu cilvēci patērē un par gadu, tad kāpēc to neizmantot? Kāda būs nākotne saules enerģiju?

No vienas puses, šķiet, ka saules enerģijas izmantošana ir ideāls. Tomēr izmaksas milzīgu kosmosa saules augu ir ļoti augsts, un turklāt, tas ir veids, kā darboties. Laika gaitā, kā jaunās tehnoloģijas ar preču piegādi, tiks likts uz telpu, kā arī jaunu materiālu, īstenojot šādu projektu būtu iespējams, bet mēs varam izmantot tikai salīdzinoši nelielu paneļi uz virsmas planētas. Daudzi teiks, ka tas ir pārāk slikti. Jā, tas ir iespējams, kādā privātmājā, bet barošanas lielo pilsētu, attiecīgi, ir jābūt kopums saules paneļiem, tehnoloģija, kas padarīs to efektīvāku.

Ekonomiskā puse jautājums ir klāt: katrs budžets cietīs, ja to uzdevums būs tulkot visu pilsētu (vai valsti) par saules paneļiem. Šķiet, ka varētu būt nepieciešama no pilsētu iedzīvotājiem jāmaksā kāda summa par renovācijas, bet tādā gadījumā, ja tie nebūs laimīgs, jo, ja cilvēki bija gatavi doties uz tādiem izdevumiem, viņi jau ir darījuši paši: spēja iegādāties saules panelis ir ikvienam.

Attiecībā uz saules enerģija ir vēl viens paradokss: ražošanas izmaksas. Saules enerģija tieši elektroenerģijas Translation - nav efektīvākais lieta. Joprojām nav atrasts labāks veids, kā izmantot saules starus, lai apsildītu ūdeni, kas pārvēršas tvaikā, kas savukārt darbina ģeneratora. Šajā gadījumā, enerģijas zudums ir minimāls. Cilvēce vēlas izmantot "zaļo" saules paneļus un saules staciju, lai saglabātu resursus uz zemes, taču šim projektam būs nepieciešami milzīgu tiem pašiem līdzekļiem, un "non-ekoloģisko" enerģiju. Piemēram, saules elektrostacija ar platību aptuveni divus kvadrātkilometrus ir nesen celta Francijā. Būvniecības izmaksas bija aptuveni 110 miljoni eiro, neskaitot izmaksas operācijas. Ar visu to jāpatur prātā, ka dzīve šādu mehānismu ir aptuveni 25 gadi.

vējš

Vēja enerģija - cilvēki kopš seniem laikiem tiek izmantoti arī, visvairāk vienkāršs piemērs ir burāšanas un vējdzirnavas. Vējdzirnavas izmantot šodien, tie ir īpaši efektīvs teritorijās ar nemainīgu vējiem, piemēram, piekrastē. Zinātnieki pastāvīgi izvirzīja idejas par to, kā modernizēt esošos instrumentus, lai pārveidotu vēja enerģiju, viens no tiem - kā peldošo vēja turbīnas turbīnu. Sakarā ar pastāvīgu rotācijas viņi varētu "karājas" gaisā laikā dažu simtu metru attālumā no zemes, kur vējš ir spēcīgs un pastāvīgs. Tas palīdzētu elektrifikāciju lauku apvidos, kur tas ir iespējams izmantot parasto vēja turbīnas. Turklāt šie peldošie turbīnas būtu aprīkoti ar interneta moduļiem, ar kuru tiks darīts, lai nodrošinātu iedzīvotāju piekļuvi globālajam tīmeklim.

Plūdmaiņas un viļņi

Ar saules un vēja enerģijas bums pamazām notiek, un ir piesaistījusi interesi pētnieku ir vēl viens dabas enerģija. Vairāk daudzsološi ir izmantot plūdmaiņām. Jau šī problēma ir ap simts uzņēmumu visā pasaulē, un ir vairāki projekti, kas ir izrādījuši efektivitāti šīs metodes elektroenerģijas ražošanu. Priekšrocība nekā saules enerģija ir tā, ka zaudējumi, kas tulkojumā no viena enerģijas uz otru, ir minimāls: milzīgs paisuma vilnis rotē turbīnas, kas ražo elektrību.

Par "Oyster" - ideja iestatīts uz okeāna grīdas viru pārloku, kas piegādā ūdeni līdz krastam, tādējādi pārvēršot vienkāršu hidroelektroenerģijas turbīnu. Tikai viens šāds uzstādīšana varētu nodrošināt elektrību par nelielu apkārtnē.

Jau Austrālijā ir veiksmīgi izmantojuši paisuma vilnis: pilsētas Pērtas atsāļošanas uzstādītas strādā pie šāda veida enerģiju. Viņu darbs ļauj svaigu ūdeni, lai aptuveni pusmiljons cilvēku. Dabas enerģija un nozare var kombinēt nozarē enerģijas ražošanu.

Par lietošana plūdmaiņu enerģija ir nedaudz atšķiras no tehnoloģiju, mēs izmantojām, lai redzētu, upju hidroelektrostacijas. HES bieži ir kaitīgs apkārtējai videi: apkārtni applūst, iznīcināja ekosistēmu, bet augi, kas izmanto paisuma viļņi, šajā sakarā, daudz drošāka.

cilvēka enerģija

Viens no visvairāk fantastisks projekti enerģijas izmantošanas dzīviem cilvēkiem, jūs varat zvanīt uz mūsu sarakstā. Izklausās apdullināšanas un vēl biedējošs, bet ne viss, kas biedējoši. Zinātnieki lolot ideju par to, kā izmantot mehānisko enerģiju kustībā. Tas ir šajos projektos par mikroelektronikas un nanotehnoloģijās ar zemu enerģijas patēriņu. Lai gan tas izklausās utopija, nav reāla attīstība, bet ideja ir ļoti interesanta un neatstāj prātus zinātnieku. Piekrītu, ierīce būs ļoti ērti, ka, piemēram, pulkstenis ar automātisko podzavodkoy būs jāmaksā no fakta, ka sensora vadu pirkstu vai planšetdatorā vai tālrunis vienkārši karājas maisā, kad kājām. Nemaz nerunājot par apģērbu, kas ir piepildīts ar dažādiem microdevices varētu pārvērst elektrībā enerģiju cilvēka kustības.

In Berkeley, jo Lawrence laboratorijā, piemēram, zinātnieki ir mēģinājuši atdzīvina ideju izmantot vīrusus spiedienam enerģijas konversiju par elektroenerģiju. Mazie mehānismi strādā uz kustību, jo ir, tomēr, tomēr plūsma šāda tehnoloģija nav noteikts. Jā, pasaules enerģētikas krīze šādā veidā netiek galā: Cik daudz cilvēku būs "pedāļa", lai tas darbotos visu augu? Bet kā viens no pasākumiem, kas izmantoti šajā kompleksā, teorija ir diezgan dzīvotspējīgs.

Īpaši patīk tehnoloģijas, lai būtu efektīvs grūti sasniedzamās vietās, pie polārajos stacijās, kalnos un mežā, starp ceļotājiem un tūristiem, kas ne vienmēr ir iespēja uzlādēt savu sīkrīku, bet uzturot kontaktus, ir svarīgi, it īpaši, ja grupa ir kritiskā situācijā. Cik daudz lietas, varētu novērst, ja cilvēki vienmēr ir bijusi uzticama saziņas ierīce, kas ir neatkarīga "no sienas."

Ūdeņraža degvielas šūnas

Iespējams, katram automobiļa īpašniekam, skatās gaismas daudzuma benzīna, kas tuvojas nullei, ir ideja par to, kā tas būtu lieliski, ja auto iet uz ūdens. Bet tagad tā atomi iekrita jomā, ņemot vērā zinātnieku kā īsta enerģijas iekārtām. Fakts, ka daļiņas ūdeņraža - visvairāk bagātīgāka gāzes visumā - satur milzīgu enerģijas daudzumu. Turklāt motors sadedzina gāzi ar praktiski nav blakusproduktu, tas ir, mēs ļoti videi draudzīgu kurināmo.

Ūdeņradis tiek apsūdzēts dažiem moduļiem SKS un atspoles, bet uz Zemes tā pastāv galvenokārt savienojumu veidā, piemēram, ūdens. Astoņdesmitajos gados Krievijā ir jaunattīstības lidmašīnu, kas izmanto ūdeņradi kā degvielu, šīs tehnoloģijas tiek pat izmantots praksē, un eksperimentāli modeļi ir izrādījušies efektīvi. Kad ūdeņradis tiek atdalīts ārā, tas tiek pārvietots uz speciālu degvielas šūnā, elektrība pēc tam var radīts tieši. Tas nav enerģija nākotnē jau ir realitāte. Šīs automašīnas ir jau ražo un diezgan liels daudzums. Kompānija Honda, lai uzsvērtu universālumu enerģijas avotu un auto kopumā, veica eksperimentu, kurā mašīna ir savienots ar elektrisko mājas tīklu, bet ne, lai saņemtu uzlādēts. Transportlīdzeklis var nodrošināt elektroenerģijas privātās mājās dažu dienu laikā, vai arī nodot bez degvielas uzpildes gandrīz pieci simti kilometru.

Vienīgais atmaksas šo enerģijas avotu šobrīd - tas ir salīdzinoši augstas izmaksas, šādu videi draudzīgu automašīnu, un, protams, salīdzinoši neliels skaits ūdeņraža uzpildes stacijās, bet daudzās valstīs jau ir plānots to uzbūvi. Piemēram, Vācijā jau ir plāns uzstādīt simts uzpildes stacijas 2017.

zemes siltums

Par siltumenerģijas pārveidošana elektrībā - ir būtība ģeotermālo enerģiju. Dažās valstīs, kur tā ir grūti izmantot citās nozarēs, tas tiek izmantots diezgan plaši. Piemēram, Filipīnās 27% no visas elektroenerģijas iekrīt ģeotermiskajiem elektrostacijas, un Islandē šis rādītājs ir aptuveni 30%. Šīs metodes enerģijas ražošanas būtība ir pavisam vienkārša, mehānisms ir līdzīgs vienkāršu tvaika dzinēju. Pirms iespējamā "ezers" magma ir nepieciešams, lai urbt caurumu, pa kuru ūdens tiek sūknēts. Pēc saskares ar ūdeni, svelme magma uzreiz pārveidots tvaikā. Tas paceļas kur šķetina mehānisku turbīna, tādējādi radot elektrību.

Ģeotermālā enerģija nākotne ir atrast lielu "velvēt" no magma. Piemēram, iepriekš minētajā Islandē tas izdevās: kvēlspuldze magma daļu no otrā visi izrādījās ir augšupielādēts ūdeni tvaika temperatūra ir apmēram 450 grādi pēc Celsija, kas ir absolūts rekords. Šāda augsta spiediena tvaika spēj uzlabot efektivitāti ģeotermālās stacijas vairākas reizes, tas var kļūt par stimulu attīstībai ģeotermālo enerģiju visā pasaulē, jo īpaši jomās, kas piesātināta ar vulkāniem un termālajiem avotiem.

Izmantošana kodolatkritumu

Kodolenerģija, tajā laikā, radīja furor. Tas nebija, līdz kamēr cilvēki neapzinās pilnu draudus enerģētikas nozarē. Negadījumi ir iespējams, no līdzīgiem gadījumiem neviens nav pasargāts, bet tie ir ļoti reti, taču radioaktīvo atkritumu šķiet stabils, un vēl nesen, zinātnieki nevarēja atrisināt šo problēmu. Fakts, ka urāna stieņi - tradicionālo "degviela" kodolenerģija var izmantot tikai 5%. Pēc attīstību šo mazo daļu no visa pamatā ir nosūtīts uz "atkritumu spainis".

Iepriekš izmantots paņēmiens, saskaņā ar kuru stieņi tika iegremdēti ūdenī, kas palēnina Neitronu, saglabājot stabilu reakciju. Tagad ūdens vietā sāka izmantot šķidro nātrija. Šī aizstāšana ļauj ne tikai izmantot visu apjomu urāna, bet arī, lai apstrādātu desmitiem tūkstošu tonnu radioaktīvo atkritumu.

Atbrīvoties planētas kodolenerģijas atkritumu, ir svarīga, bet ir viens "bet", tehnoloģiju pati. Urāns attiecas uz resursiem un rezerves pasaulē ir ierobežots. Ja visa planēta tulkot tikai uz enerģiju, kas iegūta no kodolenerģijas (piemēram, ASV atomelektrostacijas rada tikai 20% no kopējā elektroenerģijas patēriņa), urāna rezerves tiks izsmeltas diezgan ātri, un tas atkal novedīs cilvēci pie sliekšņa enerģētikas krīzes, tā, ka kodolenerģija , kaut arī modernizēta, tikai pagaidu pasākums.

augu eļļa

Pat Henry Ford, radot "Model T", lēš, ka tas būs darboties biodegvielu. Tomēr, lai gan tika atklāti jauni naftas lauki, un nepieciešamība pēc alternatīviem enerģijas avotiem, ir pazudusi uz pāris gadu desmitiem, bet tagad ir atkal atpakaļ.

Pēdējo piecpadsmit gadu laikā, izmantojot augu degvielu, piemēram, etanola un biodīzeļdegvielas, palielinājusies vairākas reizes. Tie tiek izmantoti kā neatkarīgiem enerģijas avotiem, un kā piedeva benzīnu. Kādu laiku atpakaļ, cerības bija piesprausts īpašu prosa kultūru, kas pazīstams kā "rapša". Tas ir pilnīgi nepiemērots kā pārtiku cilvēkiem vai dzīvniekiem, bet ir augsts eļļas saturs. Eļļas un tērauda ražo "biodīzeļdegviela". Bet šī kultūra aizņem pārāk daudz vietas, ja jūs mēģināt augt to pietiekami ilgi, lai nodrošinātu degvielu vismaz daļu no planētas.

Tagad zinātnieki runā par izmantojot aļģes. To eļļas saturu aptuveni 50%, kas arī viegli iegūt naftu, un atkritumu var pārveidot mēslojumu, pamatojoties uz kuriem pieaugs jaunu aļģes. Ideja tiek uzskatīts par interesantu, bet tā dzīvotspēja vēl nav pierādīts, ka par veiksmīgu eksperimentu šajā jomā publikācija vēl nav publicēts.

kodolsintēze

Nākotnes pasaule jauda, atbilstoši mūsdienu zinātniekiem, nav iespējama bez tehnoloģiju saplūšana. Tas ir, brīdī, daudzsološākajiem attīstību, kas jau ir ieguldīts miljardiem dolāru.

Atomelektrostacijās izmantot enerģijas sadalījumu. Tas ir bīstami, jo pastāv draudi nekontrolējamu reakciju, kas iznīcina reaktors, un radīs atbrīvot milzīgas summas par radioaktīvo vielu: varbūt visi atceramies avārijas Černobiļas atomelektrostacijā.

Par kodolsintēzes procesā fusion, vārds nozīmē, izmanto enerģiju atbrīvo pie satekas atomiem. Tā rezultātā, atšķirībā no kodola skaldīšanas, neveidojas nekādas radioaktīvos atkritumus.

Galvenā problēma ir tā, ka iegūtais saplūšana ir viela, kurai ir šāds augstu temperatūru, kas var iznīcināt visu reaktora.

Šī enerģija nākotnē - ir realitāte. Un iztēle ir nevietā šobrīd Francijā jau sākusi būvniecību reaktorā. Vairāki miljardi dolāru ieguldīti pilotprojektā, ko finansē ar vairākām valstīm, starp kurām, papildus ES, ietver Ķīnu, Japānu, ASV, Krieviju un citi. Sākotnēji pirmie eksperimenti jau ir plānots uzsākt 2016. gadā, taču aprēķini liecina, ka budžets ir pārāk mazs (nevis 5 miljardi ņēma 19), kā arī uzsākt tika pārvietots vēl 9 gadus. Varbūt mēs redzēsim pēc pāris gadiem, kas spēj kodolsintēzes enerģijas.

Problēmas pašreizējo un nākotnes iespējām

Ne tikai zinātnieki, bet arī zinātniskās fantastikas rakstnieki, dod daudz idejas realizācijas nākotnes enerģijas, bet visi vienojas par tehnoloģiju, kas līdz šim neviens no variantiem nevar radīt pilnīgu atbalstu visām vajadzībām mūsu civilizācijas. Piemēram, ja visas automašīnas ASV būs vadīt biodegvielas rapšu lauki ir apstādītas platība ir vienāds ar pusi no visas valsts, neņemot vērā to, ka zeme piemērota audzēšanai ASV ir ne tik daudz.
Turklāt, līdz šim visas metodes ražošanas alternatīvās enerģijas - ceļi. Iespējams, katrs no parastajiem pilsētas iedzīvotājiem, es piekrītu, ka ir svarīgi izmantot tīru, atjaunojamo resursu, bet ne tad, kad tie dod balsi izmaksām šāda pārejas brīdī. Zinātnieki joprojām ir daudz darba šajā jomā. Jauni atklājumi, jauni materiāli, jaunas idejas - tas viss palīdzēs cilvēcei veiksmīgi tikt galā ar savu ilgtermiņa resursu krīzi.

Atrisināt enerģētikas problēmas uz planētas var tikai visaptverošus pasākumus. Dažās jomās, tas ir ērtāk lietot enerģijas ražošanu no vēja, kaut kur - saules paneļi, un tā tālāk. Bet varbūt galvenais faktors ir samazināt enerģijas patēriņu kopumā un izveidot enerģijas taupīšanas tehnoloģijas. Katrai personai ir jāsaprot, ka ir atbildīga par planētas, un ikvienam vajadzētu uzdot jautājumu: "Kāda veida enerģiju man izvēlēties nākotnei"
Pirms pagrieziena uz citiem resursiem, ikvienam ir jāsaprot, ka tas tiešām ir nepieciešams. Tikai visaptveroša pieeja spēs atrisināt enerģētikas problēmu.