1. Главная
  2. Читателям
  3. Книги & чтение
  4. Литературный календарь 2021 «Научно – это нескучно!»
  5. Октябрь
  6. Энергетика будущего: реальность и фантазии. Альтернативные источники энергии

Энергетика будущего: реальность и фантазии. Альтернативные источники энергии

Наш мир погружен в огромный океан энергии, мы летим в бесконечном пространстве с непостижимой скоростью. Все вокруг вращается, движется – все энергия. Перед нами грандиозная задача – найти способы добычи этой энергии. Тогда, извлекая ее из этого неисчерпаемого источника, человечество будет продвигаться вперед гигантскими шагами.
Никола Тесла, изобретатель

Все в мире является энергией. Энергия лежит в основе всего. Если вы настроитесь на энергетическую частоту той реальности, которую хотите создать для себя, то вы получите именно то, на что настроена ваша частота. Это не философия. Это – физика.
Альберт Эйнштейн, физик

                               Литературный календарь ЧОУНБ                                                                                                                                                                                                                       

Становится очевидным, что используемые сегодня человечеством ресурсы конечны, более того, их дальнейшая добыча и использование может привести не только к энергетической, но и к экологической катастрофе. Традиционно используемые человечеством ресурсы – уголь, газ и нефть – закончатся, возможно, через несколько десятилетий, а ученые уверены, что крупных залежей месторождений уже нет. Поэтому необходимо найти способы производства альтернативной энергии, и переходить на так называемые возобновляемые ресурсы, такие как ветер, солнце, геотермальная энергия, энергия водных потоков и другие, а наряду с этим нужно продолжать разработки энергосберегающих технологий.

Существуют несколько перспективных, на взгляд современных ученых, идей, на которых будет строиться энергетика будущего.

Солнечные электростанции получают все большее распространение как альтернативный или резервный источник электрической и тепловой энергии. Кажется, что использование солнечной энергии – идеальный вариант. Однако себестоимость огромной космической солнечной станции очень высока, к тому же она будет дорога в эксплуатации. Со временем, когда будут введены новые технологии по доставке грузов в космос, а также новые материалы, реализация подобного проекта станет возможной, но пока мы можем пользоваться только относительно небольшими батареями на поверхности планеты. Это обусловлено большими территориями, на которых и в настоящее время нет централизованных источников энергии, а также общемировой тенденцией, связанной с борьбой за экологию планеты и экономией традиционных видов топлива. На стадии разработки проектной документации и различных этапах строительства находятся более 50 объектов солнечной генерации, расположенных в различных регионах, от Дальнего Востока и Сибири до центральных и южных областей нашей страны. Общая мощность проектируемых и строящихся объектов составляет более 850 МВт.

Ветровые энергетические установки, работающие для получения электрической энергии в промышленных масштабах, также существуют в нашей стране, хотя их доля в общей мощности энергетической системы значительно ниже, чем солнечных электростанций.

Общая установленная мощность ветровых генераторов составляет немногим больше 100 МВт, из них наиболее мощные Зеленоградская ветровая установка в Калининградской области мощностью 5,1 МВт; Останинская (25,0 МВт), Тарханкутская (22,0 МВт) и Сакская (20,0 МВт) – на полуострове Крым. На стадии проектирования и строительства находятся 22 ветровые энергетические установки, общей мощностью более 2500 МВт.

Бум на солнечную и ветряную энергетику постепенно проходит, и интерес исследователей привлекла другая природная энергия. Более перспективной считается использование приливов и отливов. Уже сейчас этим вопросом занимается около ста компаний по всему миру, существует и несколько проектов, доказавших эффективность данного способа добычи электричества. Преимущество перед солнечной энергетикой в том, что потери при переводе одной энергии в другую минимальны: приливная волна вращает огромную турбину, которая и вырабатывает электричество. Проект «Устрица» – идея установить на дне океана шарнирный клапан, который будет подавать воду на берег, тем самым вращая простую гидроэлектрическую турбину. Всего одна такая установка могла бы обеспечить электричеством небольшой микрорайон. Так, в Мурманской области со второй половины ХХ в. работает реконструированная Кислогубская приливная электростанция, ее мощность составляет 2 МВт. Ведется разработка экономического обоснования и проектной документации по строительству подобных станций в Охотском (Пенжинская и Тугурская ПЭС) и Белом (Мезенская) морях.

Энергия недр нашей планеты, ее тепло, широко используется в ряде стран, где присутствует вулканическая деятельность. В нашей стране этот вид энергетики, называемый геотермальной энергетикой, распространен на Дальнем Востоке. В настоящее время успешно работает свыше пяти геотермальных электрических станций, три из которых на Камчатке (Мутновская, Паужетская и Верхне-Мунтовская) и по одной на островах Кунашир (Менделеевская) и Итуруп (Океанская).

Гидроэнергетика как наиболее эффективный вид альтернативной энергетики наиболее распространен на территории России. В настоящее время доля вырабатываемой электрической энергии ГЭС превышает 20 % от общей генерации всей энергосистемы РФ. Суммарная установленная мощность гидроэлектростанций составляет более 50 тысяч МВт, а их количество – около 200.

Биотопливо – также относят к альтернативным видам энергоресурсов, но он не так широко распространен. В связи с тем, что в нашей стране развита лесная и деревообрабатывающая промышленности и большие территории заняты выращиванием сельскохозяйственных культур, на этот вид энергетики обращается все большее внимание. В последние годы построено большое количество заводов по переработке отходов древесины, из которых изготавливаются топливные брикеты и гранулы (пеллеты). Они используются в качестве топлива для различного типа котлов. Из отходов сельскохозяйственных культур производится биогаз и жидкое топливо для дизельных двигателей и установок, где они сжигаются, в результате чего производятся тепловая и электрическая энергии.

В разных регионах страны получили развитие разные виды альтернативной энергетики. Это связано с географическим положением и возможностью использования того или иного первичного источника получения энергии.

Энергия человека. Одним из самых фантастических проектов можно назвать использование энергии живых людей. Звучит ошеломляюще и даже несколько ужасающе, но не все так страшно. Ученые лелеют мысль о том, как использовать механическую энергию движения. Речь идет о микроэлектронике и нанотехнологиях с низким энергопотреблением. Пока звучит как утопия, реальных разработок нет, но идея весьма интересная. Удобны будут устройства, которые заряжаются от того, что по сенсору проводят пальцем, или от того, что планшет или телефон просто болтается в сумке при ходьбе. Не говоря уж об одежде, наполненной разными микроустройствами, которая могла бы преобразовывать в электричество энергию движения человека. Небольшие механизмы, работающие от движения, также имеются, однако пока на поток подобная технология не поставлена. Да, с глобальным энергетическим кризисом подобным образом не справиться: скольким же людям придется «крутить педали», чтобы заставить работать целый завод? Но как одна из мер, применяемых в комплексе, теория вполне жизнеспособна. Особенно подобные технологии будут эффективны в труднодоступных местах, на полярных станциях, в горах и тайге, среди путешественников и туристов, у которых не всегда есть возможность зарядить свой гаджет, а оставаться на связи важно, если группа попала в критическую ситуацию. Как много всего можно было бы предотвратить, если бы у людей всегда было надежное устройство связи, не зависящее «от розетки».

Термоядерный синтез. Будущая энергетика мира, по мнению современных ученых, невозможна без технологий термоядерного синтеза. На данный момент это самая перспективная разработка, в которую уже вкладывают миллиарды долларов. В атомных электростанциях используется энергия деления. Она опасна тем, что есть угроза возникновения неуправляемой реакции, которая уничтожит реактор и приведет к выбросу огромного количества радиоактивных веществ. Пожалуй, все помнят аварию на Чернобыльской АЭС. В реакциях термоядерного синтеза используется энергия, выделяемая при слиянии атомов. В результате, в отличие от атомного деления, не образуется никаких радиоактивных отходов. Главной проблемой является то, что в результате термоядерного синтеза образуется вещество с настолько высокой температурой, что может уничтожить весь реактор. Эта энергетика будущего – реальность.

Топливные ячейки водорода. Пожалуй, у каждого владельца авто, глядящего на индикатор количества бензина, приближающийся к нулю, возникала мысль о том, как отлично было бы, если бы машина работала на воде. Но сейчас ее атомы попали в поле зрения ученых как настоящие объекты энергетики. Дело в том, что в частицах водорода – самого распространенного газа во вселенной – содержится громадное количество энергии. Более того, двигатель сжигает этот газ практически без побочных продуктов, то есть мы получаем очень экологичное топливо. Водородом заправляют некоторые модули МКС и шаттлы, но на Земле он существует в основном в виде соединений, таких как вода. В восьмидесятых годах в России были разработки самолетов, использующих в качестве топлива водород, эти технологии даже применяли на практике, и экспериментальные модели доказали свою эффективность. Когда водород отделяется, он перемещается в специальную топливнуюо ячейку, после чего возможна генерация электричества напрямую. Это не энергетика будущего, это уже реальность.

Энергетические проблемы выходят на первое место в мире среди важнейших задач, которые предстоит решить обществу в XXI в. Сложившаяся ресурсная база энергетики, на которой строится вся хозяйственная деятельность человечества исчерпаема, причем уже в обозримом будущем. В связи с чем вопросы энергосбережения, развития и внедрения систем альтернативной энергетики или возобновляемых источников энергии становятся одними из самых актуальных.

Источники:

31.6
П 305
К-630765–ОЧЗ
Петров, В. М. Альтернативная энергетика XXI века / В. М. Петров. – Москва : URSS ; ЛЕНАНД, 2019. – 220 с.: ил. – Библиография в конце глав. – (Relata Refero).

Мастепанов, А. М. Энергетический переход как генеральное направление развития энергетики будущего / А. М. Мастепанов // Экологический вестник России. – 2020. – № 1. – С. 10–15 ; № 2. – С. 12–19. – Библиография в конце статей.

Энергетика будущего – альтернативные источники // MadEnergy : [сайт]. – URL: ... (дата обращения: 02.10.2021). – Текст: электронный.

Заказать в ЧОУНБ
Читать в библиотеке ЛитРес*

* Читательский билет для ЛитРес можно получить в Отделе электронных ресурсов ЧОУНБ (пр. Ленина, 60, зал № 5). Библиотечную книгу Вы сможете читать онлайн на сайте или в библиотечных приложениях ЛитРес для Android, iPad, iPhone.

 Материал подготовила Наталья Харитонова,
ведущий библиотекарь ИБО

Наверх