Future Energy: реалност и фантазия. Алтернативни източници на енергия

Не е тайна, че ресурсите, използвани от човечеството днес със сигурност е повече от бъдещата тяхното производство и употреба може да доведе не само до енергията, но и за екологична катастрофа. Традиционно се използва от човечеството ресурси - въглища, нефт и природен газ - ще приключи след няколко десетилетия, и трябва да се вземат сега, в наше време мерки. Разбира се, можем да се надяваме, че пак ще се намери някой богат депозит, както и през първата половина на миналия век, но учените смятат, че такива големи депозити вече. Но във всеки случай, дори и откриването на нови полета воля само забавяне неизбежната необходимост от намиране на начини за производство на енергия от алтернативни източници, както и преминаването към възобновяеми ресурси като вятърна, слънчева, геотермална енергия, вода потоци и т.н., и в допълнение към това е необходимо да се продължи развитието на енергоспестяващи технологии.

В тази статия ще разгледаме някои от най-обещаващите, по мнението на съвременните учени, идеите, върху които да се изгради бъдещето на енергетиката.

соларни станции

Хората отдавна мисълта за това, дали е възможно да се използва слънчевата енергия е на земята. Съгласно слънчева светлина загрята вода и се суши дрехи керамика преди изпращането на пещта, обаче, тези методи не могат да бъдат наречени ефективни. Първите технически средства, които преобразуват слънчевата енергия се появяват през 18-ти век. Френски учен Буфон, опитът показва, в която той успя с помощта на голям вдлъбнато огледало, при ясно време, за да възпламени сухите дърва от разстояние от около 70 метра. Сънародникът му, известният учен Лавоазие, нанесете лещи, за да се концентрират слънчевата енергия, а в Англия е създадена лещовидна стъкло, че чрез фокусиране на слънчевите лъчи разтопено желязо, само за няколко минути.

Натуралисти проведени много експерименти, които доказват, че използването на слънчевата енергия на земята възможен. Въпреки това, слънчеви клетки, които биха се обърна на слънчевата енергия в механична енергия, се появи сравнително скоро, през 1953 година. Тя е създадена от учени от Националната агенция за аерокосмически на САЩ. Още през 1959 г. на първия за използване на слънчеви панели за оборудване на космоса сателит.

Може би дори и тогава, осъзнавайки, че такива батерии в пространството много по-ефективно, учените са имали идеята за създаване на пространство, слънчеви инсталации, защото в един час на слънце, за да генерира толкова енергия, колкото цялото човечество консумира и за годината, така че защо да не го използвам? Какво ще бъде бъдещето на слънчевата енергия?

От една страна изглежда, че използването на слънчевата енергия е идеален. Въпреки това, цената на огромен соларен парк пространство е много висока, а освен това е начин да се работи. С течение на времето, тъй като новите технологии за доставка на стоки, ще бъдат пуснати в пространството, както и нови материали, изпълнението на такъв проект би било възможно, но ние можем да използваме само относително малки панели на повърхността на планетата. Мнозина ще кажат, че това е много лошо. Да, това е възможно в частен дом, но и за захранването на големите градове, съответно, трябва да бъде набор от слънчеви панели, технология, която ще ги направи по-ефективни.

Икономическата страна на въпроса също присъства: всеки бюджет ще пострада, ако тя ще има за задача да преведе целият град (или държава) със слънчеви панели. Тя ще изглежда, че може да се изисква от градските жители плащат някаква сума за ремонта, но в този случай те ще бъдат нещастни, защото ако хората са готови да отидат на тези разходи, те отдавна щеше да го направи себе си: способността да си купите слънчеви панели е на всички.

По отношение на слънчевата енергия има и друг парадокс: разходите за производство. Енергията на слънцето директно в електричество Превод - не най-ефикасният нещо. Все още не е намерил по-добър начин, отколкото да се използват слънчевите лъчи за затопляне на вода, която се превръща в пара, която от своя страна задвижва динамо. В този случай, загуба на енергия е минимално. Човечеството иска да използва "зелени" слънчеви панели и слънчева станция, за икономия на ресурси на земята, но за този проект ще изисква огромно количество същите ресурси, както и "не-екологична" енергия. Например, една слънчева електроцентрала с площ от около два квадратни километра е наскоро построен във Франция. Строителство цена е около 110 милиона евро, което не включва разходите за експлоатация. С всичко това трябва да се има предвид, че животът на тези механизми е около 25 години.

вятър

Вятърната енергия - се използва също и от хората още от древността, най-прост пример е плаването и вятърните мелници. Вятърните мелници използват днес, те са особено ефективни в райони с постоянни ветрове, като по крайбрежието. Учените са постоянно изложените идеи за това как да се модернизират съществуващите инструменти за конвертиране на вятърна енергия, един от тях - под формата на плаващи вятърни турбини турбини. Поради непрекъснатото въртене те биха могли да "виси" във въздуха в рамките на няколко стотин метра от земята, където вятърът е силен и постоянен. Това ще помогне в електрификация на селските райони, където е невъзможно да се използват конвенционалните вятърни турбини. В допълнение, тези плаващи турбини ще бъдат оборудвани с интернет модули, с които ще бъде направено, за да се гарантира достъпа на хората до световната мрежа.

Tides и вълни

Бумът на слънчевата и вятърната енергия постепенно се случва, и е привлякла интереса на изследователите е друга природна енергия. По-обещаващ е да се използват приливите и отливите. Вече този въпрос е бил около сто компании от целия свят, и има няколко проекта, които са показали ефективността на този метод на производство на електроенергия. Най предимство пред слънчевата енергия е, че загубата в превод на една енергия в друга са минимални: огромна приливна вълна се върти турбина, която произвежда електричество.

В "Oyster" - идея, разположен на капака на дъното на океана панта, която ще доставя вода до брега, като по този начин превръща простата водноелектрическа турбината. Само една такава инсталация може да осигури електричество за малък квартал.

Още в Австралия успешно използва приливната вълна: в град Пърт обезсоляване инсталиран работи върху този вид енергия. Тяхната работа позволява прясна вода за около половин милион души. Natural енергетиката и индустрията може да бъде комбинирана в сектора на производството на енергия.

Използването на тяхната енергия е малко по-различна от технологията, която сме свикнали да виждаме в река водноелектрически централи. ВЕЦ често е вреден за околната среда: околността наводнен, унищожени екосистемата, но растенията, които използват приливни вълни, в това отношение, много по-безопасно.

човешката енергия

Един от най-фантастична работа на проекти за енергийна живи хора, които могат да се обаждат в нашия списък. Звуци зашеметяващ и дори още по-страшна, но не всички, че страшно. Учените ценят идеята за това как да използвате механичната енергия на движение. Именно в тези проекти по микроелектроника и нанотехнологиите с ниска консумация на енергия. Макар да звучи като утопия, няма реално развитие, но идеята е много интересна и не оставя на умовете на учените. Съгласете се, много удобни, за да бъдат устройства, които са като часовник с автоматично podzavodkoy ще бъдат таксувани от факта, че окабеляване пръст на сензора, или на таблета или телефона просто виси на торбата при ходене. Да не говорим за дрехи, която е пълна с различни microdevices, можа да се преобразува в електричество на енергия от човешкото движение.

В Бъркли, в лабораторията Lawrence, например, учените са се опитали да доведе до живот на идеята да се използват вируси, за да окаже натиск за преобразуване на енергия в електричество. Малък механизми на работа на движение, тъй като има, обаче, все още на потока на тази технология не е конфигуриран. Да, световната енергийна криза по този начин не се справят: Колко хора ще трябва да "педал", за да я накара да работи цялото растение? Но като един от мерки, използвани в комплекс, на теория е доста изгодно.

Особено като технология, за да бъдат ефективни в труднодостъпни места, при полярни станции, в планината и гората, сред пътници и туристи, които не винаги имат възможност да заредите вашата притурка, но остава във връзка е важно, особено ако групата е в критична ситуация. Колко неща могат да бъдат предотвратени, ако хората винаги са били надеждно средство за комуникация, което е независимо "от стената."

Водород горивни клетки

Може би, всеки собственик на колата, взирайки се в светлина размер на бензин близо до нула, има представа за това как би било чудесно, ако колата върви по вода. Но сега му атоми падна в областта на оглед на учени като истинска енергийна съоръжения. Фактът, че частици от водород - най-изобилен газ в вселената - съдържа голямо количество енергия. Освен това, двигателят изгаря газ почти без странични продукти, което е, ние получаваме много екологично чисти горива.

Водородът се зарежда с някои модули на СВС и совалки, но на Земята съществува предимно под формата на съединения, такива като вода. През осемдесетте години в Русия са били развиващите самолети, които използват водород като гориво, тези технологии са дори използвани в практиката, както и експериментални модели са доказали ефективността си. Когато водород се отделя, се премества в специална горивна клетка, ток след това може да се генерира директно. Това не е енергията на бъдещето вече е реалност. Тези автомобили са вече произведени и сравнително големи количества. В компанията Honda, с цел да се подчертае универсалността на енергийния източник и на колата като цяло, провели експеримент, в който машината е бил свързан към електрическата мрежа, но не, за да получите презареди. Превозното средство може да осигури енергия частен дом в рамките на няколко дни, или да премине без зареждане с гориво близо петстотин километри.

Единственият недостатък на този източник на енергия в момента - това е сравнително високата цена на такива екологични автомобили, и, разбира се, сравнително малък брой от водородни станции за зареждане, но в много страни вече са планирани изграждането им. Например, Германия вече е план за инсталиране на сто бензиностанции от 2017.

земята топлина

Превръщането на топлинна енергия в електричество - е същността на геотермална енергия. В някои страни, в които е трудно да се използва и в други отрасли, тя се използва доста широко. Така например, в Филипини 27% от цялата електроенергия се пада на геотермални централи, както и в Исландия цифрата е около 30%. Същността на този метод на производство на енергия е съвсем проста, механизмът е подобен на прост парен двигател. Преди предполагаемото "езеро" Магмата е необходимо да пробия дупка, през която се изпомпва вода. При контакт с вода магма на блясък моментално превръща в пара. Тя се издига където обрати механична турбина, като по този начин производството на електроенергия.

Геотермалната енергия в бъдеще е да се намери голям "свод" на магма. Така например, в посочения по-горе Исландия тя успя: нажежаема магма част от секундата всичко се обърна на качен вода в температурата на парата от около 450 градуса по Целзий, което е абсолютен рекорд. Тази пара с високо налягане може да се подобри ефективността на няколко пъти геотермална станция, тя може да се превърне в стимул за развитието на геотермална енергия в света, особено в областите, наситени с вулкани и минерални извори.

Използването на ядрени отпадъци

Ядрената енергия, по това време, създаде фурор. Той не беше до толкова дълго, колкото хора не осъзнават пълния опасността от енергийната индустрия. Инциденти са възможни от подобен случаи Никой не е имунизиран, но те са много редки, но радиоактивните отпадъци се появи стабилна и доскоро учените не може да реши този проблем. Фактът, че урановите пръчки - традиционната "гориво" ядрената енергия може да се използва само с 5%. След развитие на тази малка част от цялото ядро се изпраща на "кофата за боклук".

Преди използва техника, при което прътите се потапят във вода, което забавя неутроните, а поддържането на стабилна реакция. Сега вместо вода започва да използва течен натрий. Това заместване ви позволява не само да се използва целия обем на уран, но и за обработка на десетки хиляди тона радиоактивни отпадъци.

Отърви се от планета на ядрената енергия отпадъци е важна, но има едно "но" в технологичната себе си. Уран се отнася до ресурси и резерви в света са крайни. Ако целият планета Превод изключително на енергията, добивана от атомна енергия (например, в атомните централи в САЩ произвеждат само 20% от общата електроенергия за потребление), уран резерви ще бъдат изчерпани много бързо, а това отново ще доведе човечеството до прага на енергийна криза, така че ядрената енергия , макар и модернизирани, само временна мярка.

растително масло

Дори и Хенри Форд, създаване на "Модел Т", смята, че тя ще трябва да работят на биогорива. Въпреки това, докато новото масло полета са били открити, както и необходимостта от алтернативни енергийни източници е изчезнал за няколко десетилетия, но сега отново.

През последните петнадесет години, за използване на растителни горива, като етанол и биодизел, увеличи няколко пъти. Те се използват като независими източника на енергия, и като добавка към бензина. Преди известно време, надежди бяха забодени на специална просо култура, известна като "канола". Той е напълно неподходящ за храна на хора или животни, но има високо съдържание на масло. В масло и производство на стомана "биодизел". Но тази култура заема твърде много място, ако се опитате да го отглеждат достатъчно дълго, за да се осигури гориво за поне част от планетата.

Сега учените говорят за използване на водорасли. Тяхното съдържание на масло от около 50%, което също ще лесно извличане на нефт, както и отпадъци могат да бъдат превърнати в тор, въз основа на които ще расте нов водорасли. Идеята се счита за интересен, но неговата жизнеспособност все още не е доказано, че публикуването на успешните експерименти в тази област все още не са публикувани.

ядрен синтез

Бъдещето световна сила, в съответствие със съвременните учени, е невъзможно без технологията на термоядрения синтез. Това е, в момента, най-обещаващите развитието, който вече е инвестирала милиарди долари.

В атомните електроцентрали използване на енергия дивизия. Това е опасно, защото има опасност от неконтролирано реакция, която разрушава реактора, и ще доведе до освобождаването на огромни количества радиоактивни вещества: може би всички си спомнят аварията в атомната електроцентрала в Чернобил.

Най реакции на термоядрен синтез, подсказва името, употреби енергията, освободена при сливането атоми. В резултат на това, за разлика от ядрения разпад, не се формира всяка радиоактивни отпадъци.

Основният проблем е, че в резултат на сливането е вещество с такава висока температура, при която може да унищожи цялата реактора.

Тази енергия на бъдещето - в реалност. И въображение е не на място в момента във Франция вече е започнало изграждането на реактора. Няколко милиарда долара инвестирани в пилотен проект, който се финансира от редица страни, сред които, в допълнение към ЕС, включва Китай, Япония, САЩ, Русия и др. Първоначално първите експерименти вече са планирани да започнат през 2016 г., но изчисленията показват, че бюджетът е твърде малък (вместо 5 милиарда зае 19), както и създаването бе преместен за още 9 години. Може би ще видим след няколко години, че е в състояние на енергията от ядрен синтез.

Проблеми на настоящите и бъдещи възможности

Не само учени, но и писателите на научна фантастика, дават много идеи за реализиране на бъдещето в областта на енергетиката, но всички са съгласни по тази технология, че досега нито един от вариантите не може да произвежда пълната подкрепа на всички нужди на нашата цивилизация. Например, ако всички автомобили в САЩ ще карам за биогорива полета рапица са засадени площ, равна на половината от цялата страна, без да се отчита фактът, че земята подходящ за отглеждане в Съединените щати не са толкова много.
Освен това, досега всички методи на производство на енергия от алтернативни източници - пътищата. Може би всеки от обикновените градски жители, аз съм съгласен, че е важно да се използват чисти, възобновяеми източници, но не и когато те дават глас на цената на такъв преход в момента. Учените все още имат много работа в тази област. Нови открития, нови материали, нови идеи - всичко това ще ви помогне да се справят успешно с човечеството в дългосрочен ресурс криза.

Решаване на енергийните проблеми на планетата може само комплексни мерки. В някои райони, това е по-удобно да се използва за производство на енергия от вятър, някъде - соларни панели, и така нататък. Но може би основният фактор е да се намали потреблението на енергия като цяло и за създаване на енергоспестяващи технологии. Всеки човек трябва да разбере, че отговорен за планетата, и всеки трябва да си зададем въпроса: "Какъв вид енергия да избера за бъдещето"
Преди да се обърнат към други ресурси, всеки трябва да осъзнае, че това е наистина необходимо. Само един цялостен подход ще бъде в състояние да реши проблема на енергия.