Energia tulevik reaalsus ja fantaasia. Alternatiivsed energiaallikad

Pole saladus, et vahendid, mida inimkond tänapäeval on kindlasti rohkem nende tulevase tootmise ja kasutamise võib viia mitte ainult energia, vaid ka ökoloogilise katastroofi. Traditsiooniliselt kasutatud inimkonna ressursid - kivisüsi, gaas ja nafta - lõpevad pärast paar aastakümmet, ja meetmed tuleb võtta nüüd, meie ajal. Muidugi, me võime loota, et me uuesti leida mõned rikkad tagatisraha, samuti esimesel poolel eelmise sajandi, kuid teadlased usuvad, et selline suur hoiused enam. Aga igal juhul, isegi avastatud uus väljad ainult edasi lükata vältimatut vajadust leida viise alternatiivse energia tootmiseks ja üleminek taastuvate ressursside nagu tuule-, päikeseenergia, maasoojus, vesi voolab jne, ning lisaks sellele on vaja jätkata arengut energiasäästlikke tehnoloogiaid.

Selles artiklis me vaatleme mõningaid kõige lootustandvamaid, arvates tänapäeva teadlased, ideed, millele rajada tulevikus energiat.

päikesejaamad

Inimesed on kaua mõelnud, kas see on võimalik kasutada päikeseenergiat maa peal. Vastavalt päikesevalguse kuumutatakse veega ja kuivatatakse riideid keraamikat enne selle saatmist ahi, aga need meetodid ei saa nimetada tõhus. Esimene tehniline vahend, mis muundavad päikeseenergia tekkis 18. sajandil. Prantsuse teadlane Buffon, kogemused on näidanud, kus ta suutis abiga suur nõgus peegel selge ilmaga süüdata kuiva puidu kauguselt umbes 70 meetrit. Tema kaasmaalane, kuulus teadlane Lavoisier, kohaldatakse läätsed keskenduda päikese energiat ja Inglismaal loodud läätsja klaasist et keskendudes päikesekiiri sulanud raua vaid paar minutit.

Loodusuurijate mitmeid eksperimente, mis tõestas, et päikeseenergia kasutamine Maal võimalik. Kuid päikesepatarei, mis oleks välja päikese energia mehaaniliseks energia, tundus suhteliselt hiljuti, 1953. aastal. See loodi teadlased US National Õhuruum Agency. Juba 1959. aastal esimese kasutada päikesepaneel varustada ruumi satelliit.

Võibolla isegi siis, mõistes, et sellised patareid kosmoses palju tõhusamalt, teadlased tuli idee luua ruumi päikese taimed, sest tund päike genereerida nii palju energiat kui kogu inimkonna tarbib ja aasta, nii et miks mitte seda kasutada? Mis saab tulevikus päikeseenergia?

Ühelt poolt tundub, et päikeseenergia kasutamine on ideaalne. Kuid kulude tohutu ruumi päikeseenergia taim on väga kõrge, ja pealegi, see on viis tegutseda. Aja jooksul uute tehnoloogiate kaubaveoks pannakse kosmosesse, samuti uute materjalide, nende rakendamine, projekti oleks võimalik, kuid me saame kasutada ainult suhteliselt väike paneelid planeedi pinnal. Paljud ütlevad, et see on liiga halb. Jah, see on võimalik eramaja, kuid toide suurtes linnades, vastavalt peab olema komplekt päikesepaneelid, tehnoloogia, mis teeb nad tõhusamaks.

Majanduslik pool küsimus on ka praegu: iga eelarve kannatab, kui see tehakse ülesandeks tõlkida kogu linna (või riik) paneelidele. Tundub, et võib olla vajalik linnaelanike mingi summa maksma renoveerimise, kuid sel juhul nad ei ole rahul, sest kui inimesed olid valmis minema selliste kulude, oleksid nad seda juba teinud ise: võime osta päikesepaneel on kõigile.

Seoses päikeseenergia on veel paradoks: tootmiskulud. Päikese energia otse elektriks Tõlge - ei ole kõige tõhusam asi. Ikka ei leidnud paremat viisi kui kasutada päikesekiiri kütta vett, mis muutub auru, mis omakorda käitab dünamo. Sel juhul energia kadu on minimaalne. Inimkond soovib kasutada "roheline" päikesepaneelid ja päikeseenergia jaam säästa vahendeid kohapeal, kuid see projekt nõuab tohutut samu ressursse ja "mitte-ökoloogiline" energiat. Näiteks päikeseenergia taim, mille pindala on umbes kaks ruutkilomeetrit on hiljuti ehitatud Prantsusmaal. Ehituse maksumus oli ligikaudu 110 miljonit eurot, välja arvatud kulud operatsiooni. Mis see kõik tuleb meeles pidada, et elu selliste mehhanismide on umbes 25 aastat.

tuul

Tuuleenergia - kasutatakse ka inimesed iidsetest aegadest, kõige lihtsam näide on purjetamise ja tuulikud. Tuulikud kasutada täna, nad on eriti tõhus valdkondades pidevalt tuuled, nagu rannikul. Teadlased on pidevalt esitanud ideid selle kohta, kuidas moderniseerida olemasolevat konverteerimise vahendite tuuleenergia, üks neist - näol ujuvad tuulikud turbiinid. Tänu pidevalt pööreldes nad võiksid "riputada" õhus mõnesaja meetri kaugusel maapinnast, kus tuul on tugev ja püsiv. See aitaks elektrifitseerimise maapiirkondades, kus ei ole võimalik kasutada tavapäraseid tuuleturbiini. Lisaks need ujuvad turbiinid oleks varustatud Interneti moodulit, mis teha, et tagada inimeste juurdepääsu World Wide Web.

Tides ja lained

Buum päikese- ja tuuleenergia on järk-järgult toimub, ja on äratanud huvi teadlaste on teine füüsiline energia. Paljulubava on kasutada loodetega. Juba see küsimus on olnud umbes sada ettevõtted kogu maailmas, ja seal on mitmeid projekte, mis on näidanud, et selle meetodi efektiivsus elektrienergia tootmiseks. Eelis päikeseenergia on, et kahju tõlke üks energia teisele on minimaalsed: suur hiidlaine pöörab turbiini, mis toodab elektrit.

"Oyster" - idee kehtestada ookeani põhja hinge klapp, mis veega varustada kaldal, muutes nii lihtne hüdroelektrijaama turbiini. Ainult üks selline paigaldusviis võib pakkuda elektri väike naabruses.

Juba Austraalia edukalt kasutanud hiidlaine: linna Perth magestamise paigaldatud kallal seda tüüpi energia. Nende töö võimaldab värske veega ligikaudu pool miljonit inimest. Looduslik energia ja tööstuse saab kombineerida ka sektoris energia tootmiseks.

Kasutamine loodete energia on mõnevõrra erinev tehnoloogia, mis me kasutasime näha jõe hüdroelektrijaamade. HEJ on sageli kahjulik keskkonnale: ümbrust üleujutatud, hävitas ökosüsteemi, kuid taimed, mis kasutavad hiidlained, selles osas, palju turvalisem.

inimese energia

Üks fantastiline projektide energiakulu elavad inimesed võite helistada meie nimekirjas. Kõlab uimastamise ja veelgi hirmuäratav, kuid mitte kõik, et jube. Teadlased hellitada idee, kuidas kasutada mehaanilise energia liikuma. See on nende projektide kohta mikroelektroonika ja nanotehnoloogia madala energiatarbega. Kuigi see kõlab nagu utoopia, puudub reaalne areng, kuid idee on väga huvitav ja ei jäta mõtetes teadlased. Nõus, et seade on väga mugav, et nagu kell automaatse podzavodkoy kaetakse sellest, et anduri juhtmed sõrme või tahvelarvuti või telefoni lihtsalt ripub kott kõndimisel. Rääkimata riided, mis on täis erinevaid microdevices võiks teisendada elektri energia inimese liikumist.

Berkeley, on Lawrence Laboratory, näiteks teadlased püüdnud tuua elule mõtet kasutada viiruste survet energia muundamist elektrienergiaks. Väike mehhanismide kallal liikumise, kuna seal on siiski veel voolu sellise tehnoloogia ei ole määratud. Jah, ülemaailmne energiakriis sel viisil toime ei tule: Mitu inimest on "pedaali" teha seda tööd kogu taime? Aga nagu üks vahendeid kasutatakse kompleks, teooria on üsna elujõuline.

Eriti nagu tehnoloogia tõhusalt raskesti ligipääsetavates piirkondades, Polar jaamad, mägedes ja metsas seas ja turistidele, kes ei pea alati võime võta oma vidina, kuid hoidmist on oluline, eriti kui grupp oli kriitilises olukorras. Mitu asju võiks vältida, kui inimesed on alati olnud usaldusväärne side seade, mis on sõltumatu "seinast."

Vesinikkütuseelemendiga

Ehk iga auto omanik, jõllis valguse kogus bensiini nullilähedase on idee, kuidas oleks tore, kui auto töötab veega. Aga nüüd oma aatomite kukkus vaateväljas teadlased tõeline energiat. Asjaolu, et osakeste vesiniku - kõige levinum gaas universumis - sisaldab tohutul hulgal energiat. Lisaks mootori põletab gaasi praktiliselt mingit kõrvalsaaduste, mis on, saame väga keskkonnasõbralik kütuseid.

Vesinikku laaditi mõned moodulid ISS ja süstikud, kuid Maal see esineb peamiselt näol ühendid nagu vesi. Kaheksakümnendatel aastatel Venemaal on arenenud õhusõiduki, mis kasutavad kütusena vesinikku, need tehnoloogiad on isegi kasutatud praktikas ja eksperimentaalsed mudelid on osutunud tõhusaks. Kui vesiniku eraldatakse, seda kolis eriline kütuseelemendi, elekter Seejärel saab loodud otse. See ei ole tuleviku energia on juba reaalsus. Need autod on juba toodetud ja üsna suurtes kogustes. Ettevõte Honda, et rõhutada universaalsust energia allikas ja auto üldiselt läbi eksperiment, kus masin on ühendatud elektrilise koduvõrk, kuid mitte selleks, et saada laetud. Sõidukil võib anda võimu eramaja mõne päeva või läbida ilma tankimata ligi viissada kilomeetrit.

Ainsaks puuduseks selle energiaallika hetkel - see on suhteliselt kõrge hind sellise keskkonnasõbralikke autosid, ja muidugi, suhteliselt väikese arvu vesiniku tanklate, kuid paljudes riikides juba planeeritud nende ehitamist. Näiteks Saksamaa on juba plaan paigaldada sada tanklate 2017.

Maasoojuse

Konversioon soojusenergia elektrienergia - on sisuliselt geotermaalenergia. Mõnedes riikides, kus see on raske kasutada teistes tööstusharudes, seda kasutatakse üsna laialdaselt. Näiteks Filipiinidel 27% kogu elektrienergiast langeb geotermilise elektrijaama ning Islandil on see näitaja umbes 30%. Sisuliselt on see meetod energia tootmiseks on üsna lihtne, mehhanism on sarnane lihtne aurumasin. Enne väidetava "järve" magma on vaja puurida auk, mille kaudu vesi pumbatakse. Kokkupuutel veega kuma magma koheselt ümber auru. See tõuseb kui väänab mehaanilise turbiini, mis toodavad elektrit.

Geotermiline energia tulevik on leida suur "Vault" Magma. Näiteks ülalmainitud Islandi õnnestus: hõõglamp magma sekundi murdosa jooksul kõik välja üleslaaditud vee auruks temperatuuril umbes 450 kraadi, mis on absoluutne rekord. Selline kõrge rõhuga auru on võimalik tõsta tõhusust geotermiline jaam mitu korda, siis võib saada tõuke geotermilise energia kogu maailmas, eriti küllastunud aladel vulkaanid ja kuumaveeallikad.

Kasuta tuumajäätmete

Tuumaenergia ajal loodud Raev. Alles nii kaua kui inimesed ei saa aru kogu oht energiatööstus. Õnnetused on võimalik sarnaste juhtumite keegi immuunne, kuid nad on väga haruldased, kuid radioaktiivsete jäätmete ilmuvad stabiilne ja alles hiljuti, teadlased ei saanud seda probleemi lahendada. Asjaolu, et uraani vardad - traditsiooniline "kütus" tuumaenergia saab kasutada ainult 5%. Pärast arengu see väike osa kogu tuum on saadetud "prügikasti".

Eelnevalt kasutatud meetod, mille varraste kasteti veega, mis aeglustab neutroneid, säilitades stabiilse reaktsioonis. Nüüd vee asemel hakati kasutama vedelik naatriumi. See asendus võimaldab teil mitte ainult kasutada kogu maht uraani, vaid ka töödelda kümneid tuhandeid tonne radioaktiivseid jäätmeid.

Lahti planeedi tuumaenergia jäätmed on oluline, kuid seal on üks "aga" tehnoloogia ise. Uraan viitab vahendite ja reservide maailmas on piiratud. Kui kogu planeedi tõlkida eranditult saadud energia tuumaenergia (näiteks USA tuumaelektrijaamade toota vaid 20% kogu elektritarbimisest), uraanivarud on ammendatud üsna kiiresti, ning see viib omakorda inimkonna piirmääraga energiakriis, et tuumaenergia , kuigi moderniseeritud, vaid ajutine meede.

taimeõli

Isegi Henry Ford, luues "Model T", hindab, et see on tegutseda biokütused. Kuid samas kui uued naftaväljad avastati, ning vajadus alternatiivsete energiaallikate on kadunud paar aastakümmet, kuid on nüüd tagasi.

Viimase viieteistkümne aasta jooksul on taimseid kütused nagu etanool ja biodiisel, suurenenud mitu korda. Neid kasutatakse sõltumatu toiteallikaga ning lisandina bensiini. Mõni aeg tagasi, lootused kinnitatud spetsiaalse hirss kultuuri, tuntud kui "raps". See on täiesti ebasobiv toit Inimestel või loomadel, kuid on kõrge õlisisaldus. Õli ja terasetootja "biodiisli". Aga see kultuur võtab liiga palju ruumi, kui sa püüad seda kasvatada piisavalt pikk, et anda kütust vähemalt osa planeedil.

Nüüd teadlased räägivad kasutades vetikad. Õlisisalduse umbes 50%, mis on ka kergesti naftat ja jäätmeid saab ümber väetist põhjal, mis kasvab uus vetikad. Idee peetakse huvitav, kuid selle elujõulisust ei ole veel tõestatud, et avaldamine edukas eksperimendid selles valdkonnas ei ole veel avaldatud.

tuumasüntees

Maailma tulevase suurriigi vastavalt kaasaegse teadlased, ei ole võimalik ilma tehnoloogia fusion. See on praegu kõige lootustandvamaid areng, mis on juba investeerinud miljardeid dollareid.

Tuumajaamades kasutada energia jagunemise. See on ohtlik, kuna on oht kontrollimatu reaktsiooni, mis hävitab reaktori ja viib vabastamist tohutul hulgal radioaktiivseid aineid: võib-olla kõik mäletame Tšernobõli tuumaelektrijaamas.

Reaktsioone termonukleaarseks fusion, nimigi kasutab vabanevat energiat liitumiskohas aatomit. Selle tulemusena erinevalt tuumalõhustumise ei moodustanud radioaktiivsete jäätmete.

Peamiseks probleemiks on see, et saadud fusion on aine, millel on nii kõrge temperatuur, mis võib hävitada kogu reaktoris.

See energia tuleviku - reaalsus. Ja kujutlusvõime on kohatu praegu Prantsusmaal on juba alanud ehitus reaktorisse. Mitmed miljardit dollarit investeerinud katseprojekti, mis rahastab mitmes riigis, mille hulgas lisaks ELi hõlmab Hiina, Jaapan, USA, Venemaa ja teised. Esialgu esimese katse juba kavas alustada 2016. aastal, kuid arvutused on näidanud, et eelarve on liiga väike (mitte 5 miljardit võttis 19) ja käivitada viidi veel 9 aastat. Võibolla näeme paar aastat, mis on võimeline fusion energiat.

Probleemid praeguste ja tulevaste võimaluste

Mitte ainult teadlased, aga ka ulmekirjanike, anna palju ideid realiseerimise tulevikus energiat, kuid kõik ühel meelel tehnoloogia, mis siiani ükski võimalusi ei saa toota täielikku toetust kõigile vajadustele meie tsivilisatsiooni. Näiteks, kui kõik autod USA autot biokütuse rapsi väljad on istutatud ala võrdne poole kogu riigi, võtmata arvesse asjaolu, et maa sobi kultiveerimiseks Ameerika Ühendriigid ei ole nii palju.
Lisaks seni kõik tootmismeetodite alternatiivsete energiaallikate - teedel. Ehk iga tavaline linnaelanike olen nõus, et see on oluline kasutada puhtaid ja taastuvaid energiaallikaid, kuid mitte siis, kui nad annavad hääle maksumuse sellise ülemineku hetkel. Teadlased on veel palju tööd selles valdkonnas. Uusi avastusi, uued materjalid, uued ideed - kõik see aitab inimkonna edukalt toime tulla oma pikaajalise ressursi kriisi.

Lahenda energia probleeme planeedi saab ainult kõikehõlmavaid meetmeid. Mõnes valdkonnas, see on mugavam kasutada energia tootmiseks tuulest, kusagil - päikesepaneelid, ja nii edasi. Aga võib-olla peamine tegur on vähendada energiatarbimist üldiselt ja loomise energiasäästlikke tehnoloogiaid. Iga inimene peaks mõistma, et vastutavad planeedi, ja igaüks peaks küsima: "Millist energiat valin tulevikus?"
Enne pöördumist muude ressursside, igaüks peab mõistma, et see on tõesti vajalik. Ainult tervikliku lähenemisviisi saab lahendada energia probleem.