Топ-10 источников энергии будущего
Где Украине брать энергию, учитывая то, насколько ненадежным соседом является Россия, атомных станций в Украине боятся, а добыча угля - опасна?
Об отказе от добычи полезных ископаемых заговорили несколько десятилетий назад. Доступных запасов нефти, газа и угля землянам хватит ненадолго, поэтому надо повышать энергоэффективность. Еще одна причина - экологические проблемы, которые ощущают все жители планеты. Но для того, чтобы отказаться от классических источников энергии, необходимо найти им замену - если не более выгодную, то хотя бы сопоставимую по эффективности. Что предлагают ученые взамен газа, нефти и угля?
1. Космические солнечные станции собирают больше энергии светила, чем наземные
Экономически выгодное производство солнечной энергии - штука сложная, так как из-за атмосферы Земли интенсивность солнечного освещения недостаточна. Один из вариантов решения проблемы - построить космические "солнечные фермы", которые будут собирать излучение Солнца "в чистом виде" и передавать накопленную энергию на Землю при помощи лазерных лучей или микроволн. Проблема в цене - она превышает разумную. Но в будущем солнечные батареи будут эффективнее, цена вывода кораблей и грузов на орбиту уменьшится, и "космические солнечные фермы" вполне смогут доставлять нам энергию.
2. Энергия человека заряжает гаджеты
Системы, которые можно зарядить с помощью силы мышц, уже существуют. Но человек производит огромное количество движений, которые - теоретически - можно было бы трансформировать в энергию. Условно говоря, сейчас вы водите пальцем по экрану смартфона "впустую" - а могли бы в процессе заряжать смартфон. Если девайс может посчитать количество шагов и реагировать на движение, почему его нельзя зарядить от движения пальцев? Ученые исследуют этот вопрос, но результатов или прототипов самозаряжающихся устройств пока нет.
3. Приливы - еще один источник энергии
В приливной энергетике работает сотня компаний, а энергия волн в некоторых регионах используют в практических целях. Так, в Австралии часть опреснительных установок полностью обеспечивают энергией за счет приливов и отливов.
4. Водород - дешево и экологически чисто
Раньше шаттлы NASA заправлялись именно этим видом топлива. Проблема в том, что водород хоть самый распространенный элемент в космосе, на Земле есть только в виде соединений. А значит, для получения чистого элемента нужно потратить энергию. Зато после его можно "упаковать" в топливные ячейки и использовать по назначению. Honda, например, производит автомобили, которые передвигаются на энергии из таких "водородных ячеек". Водородные заправки строят в Калифорнии (США), Южной Корее и Германии.
5. Геотермальная энергетика - энергия лавы
Благодаря лаве получают 27% энергии на Филиппинах и 30% энергии в Исландии. В Исландии же недавно открыли крутой источник геотермальной энергии - подземное магматическое озеро, и эффективность производства геотермальной энергии выросла в 10 раз.
Это выгодная система, но она слишком зависит от геологических особенностей территории. Магму, в отличие от газа или нефти, по трубопроводу не перекачаешь.
6. Ядерные отходы - старые урановые стержни можно использовать заново
В конструкции "классической" атомной электростанции урановые стержни погружены в воду, а к концу срока их службы использованными оказываются только 5% атомов урана - остальные 95% отправляются в утиль с маркировкой "ядерные отходы". Новая технология предполагает погружать стержни в жидкий натрий и позволит поменять соотношение использованных и неиспользованных ресурсов - 5% урана уйдет в отходы, а 95% превратятся в энергию. Причем в таких реакторах можно повторно использовать стержни, списанные с атомных электростанций предыдущего поколения. Компания Hitachi уже построила новые "быстрые реакторы" и продает их, но построить такую станцию очень дорого. К тому же мир все еще с опаской относится к атомным электростанциям - все помнят о нескольких крупных авариях, включая и катастрофу на Чернобыльской АЭС.
7. Прозрачные (оконные) солнечные батареи
Германия, где климат не слишком отличается от украинского, занимается производством солнечной энергии. Стоимость производства батарей падает, а эффективность и популярность растут. Тем более что ученые из Лос-Анжелеса придумалипрозрачные солнечные батареи, которые монтируются прямо на оконное стекло. Технология дорогая, но в ближайшие 2-3 года подешевеет достаточно, чтобы предложение было экономически выгодным.
8. Биотопливо из водорослей
За 11 лет - с 2002 по 2013 год - производство биотоплива выросло примерно на 500%. Причина - потребность в этаноле (спирте) и биодизеле, которые добавляют к топливу. По задумке Генри Форда, изобретателя современного автомобиля, двигатель и должен был работать на этаноле. Но тогда как раз открыли много новых месторождений нефти, и она была очень дешевой. Сейчас это не самый выгодный вид топлива, и этанол возвращается. Проблема "классического" биотоплива - этанола - в том, что для его производства используют то же сырье и те же земли, что и для выращивания пищевых культур. То есть энергетическая отрасль начинает конкурировать с пищевой.
Решить эту проблемы можно с помощью водорослей. Неприхотливые, быстрорастущие, позволяющие легко добывать необходимые компоненты, а "сухой остаток" пускать в переработку и использовать для выращивания нового урожая водорослей.
9. Летающие ветряки - перерождение старой технологии
Использование энергии ветра - классическая технология. Но ее эффективность можно существенно увеличить, а энергию добывать по всему миру, а не только в регионах с благоприятным рельефом. Для того, чтобы "ветряные мельницы" были эффективными, нужна значительная сила ветра. А решается проблема просто: достаточно поднять ветряную турбину на 300-600 метров над уровнем моря, где потоки воздуха сильнее и стабильнее. Первые "летающие ветряки" установят на Аляске. Конструктивно это дирижабль со смонтированной турбиной. При слишком сильном ветре такой ветряк самостоятельно "паркуется" на земле. А автоматика позволит ей выбирать оптимальное положение в пространстве.
10. Термоядерный синтез - источник почти бесконечной энергии
Ядерный синтез безопасен, так как, в отличие от ядерного реактора, он соединят атомы, а не расщепляет их. Существуетмеждународный проект по разработке термоядерного реактора - ITER, к которому подключились страны ЕС (официально заявленные как единое целое в рамках данного проекта), а также Китай, Индия, Россия, Республика Корея, США, Казахстан и Япония. Проект существует уже 25 лет, инженерная разработка технической конструкции реактора давно завершена. В 2013 году его начали строить во Франции. К 2020 ученые планируют начать первые эксперименты с плазмой.
Параллельно некоторые коммерческие организации ведут собственные исследования в том же направлении. В случае успеха мир будет обеспечен дешевой и практически бесконечной энергией, сообщает businessviews.
