Alternativni izvori energije i njihova upotreba. Alternativni izvori energije i mogućnosti njihove primjene u Rusiji

Posljednjih godina alternativna energija je postala predmet intenzivnog interesa i žestoke debate. Ugroženi klimatskim promjenama i činjenicom da prosječne globalne temperature nastavljaju rasti svake godine, prirodno je rasla želja za pronalaženjem oblika energije koji će smanjiti ovisnost o fosilnim gorivima, uglju i drugim zagađujućim procesima.

Iako većina koncepata nije nova, ovo pitanje je konačno postalo relevantno tek u posljednjih nekoliko decenija. Zahvaljujući poboljšanjima u tehnologiji i proizvodnji, cijena većine oblika alternativne energije je smanjena dok je efikasnost porasla. Šta je alternativna energija, jednostavno i razumljivo, i kolika je vjerovatnoća da će ona postati glavna?

Očigledno, ostaju određene kontroverze o tome šta znači "alternativna energija" i na šta se ta fraza može primijeniti. S jedne strane, ovaj termin se može pripisati oblicima energije koji ne dovode do povećanja ugljičnog otiska čovječanstva. Dakle, to može uključivati ​​nuklearna postrojenja, hidroelektrane, pa čak i prirodni plin i "čisti ugalj".

S druge strane, pojam se također koristi za označavanje onoga što se trenutno smatra nekonvencionalnim energetskim metodama - solarne, vjetrovne, geotermalne, biomase i druge nedavne dodatke. Ova vrsta klasifikacije isključuje metode ekstrakcije energije kao što su hidroelektrane, koje postoje više od stotinu godina i prilično su uobičajene u nekim regijama svijeta.

Drugi faktor je da alternativni izvori energije moraju biti "čisti", da ne proizvode štetne zagađivače. Kao što je već napomenuto, to najčešće znači ugljični dioksid, ali se može odnositi i na druge emisije - ugljični monoksid, sumpor dioksid, dušikov oksid i druge. Prema ovim parametrima, nuklearna energija se ne smatra alternativnim izvorom energije jer proizvodi radioaktivni otpad koji je visoko toksičan i mora se skladištiti na odgovarajući način.

U svim slučajevima, međutim, termin se koristi za označavanje vrsta energije koje će zamijeniti fosilna goriva i ugalj kao dominantan oblik proizvodnje energije u narednoj deceniji.

Vrste alternativnih izvora energije
Strogo govoreći, postoji mnogo vrsta alternativne energije. Opet, ovdje su definicije zašle u ćorsokak, jer se u prošlosti “alternativna energija” koristila za označavanje metoda koje se nisu smatrale bitnim ili razumnim. Ali ako definiciju uzmete u širem smislu, ona će uključivati ​​neke ili sve od ovih tačaka:

Hidroenergija. To je energija koju proizvode brane hidroelektrana kada voda koja pada i tekuća (u rijekama, kanalima, vodopadima) prolazi kroz uređaj koji okreće turbine i proizvodi električnu energiju.

Nuklearne energije. Energija koja se proizvodi u procesu odgođenih reakcija fisije. Uranijumske šipke ili drugi radioaktivni elementi zagrijavaju vodu, pretvarajući je u paru, a para okreće turbine, stvarajući električnu energiju.

Energija koja se dobija direktno od Sunca; (obično se sastoji od silikonskog supstrata, poređanog u velike nizove) pretvaraju sunčeve zrake direktno u električnu energiju. U nekim slučajevima, toplina proizvedena sunčevom svjetlošću također se koristi za proizvodnju električne energije, to je poznato kao solarna toplinska energija.

Energija vjetra. Energija proizvedena strujanjem zraka; divovske vjetroturbine se okreću pod utjecajem vjetra i proizvode električnu energiju.

geotermalna energija. Ovu energiju stvaraju toplina i para proizvedena geološkom aktivnošću u zemljinoj kori. U većini slučajeva, cijevi se postavljaju u tlo iznad geološki aktivnih zona, propuštajući paru kroz turbine, čime se proizvodi električna energija.

Energija plime i oseke. Plimne struje duž obala također se mogu koristiti za proizvodnju električne energije. Dnevna promjena plime i oseke uzrokuje da voda teče kroz turbine naprijed-nazad. Električna energija se proizvodi i prenosi u kopnene elektrane.

Biomasa. Ovo se odnosi na goriva koja se dobijaju iz biljaka i bioloških izvora - etanol, glukoza, alge, gljive, bakterije. Mogli bi zamijeniti benzin kao izvor goriva.

Vodonik. Energija koja se dobija iz procesa koji uključuju gas vodonik. To uključuje katalitičke pretvarače, u kojima se molekule vode razbijaju i rekombinuju tokom elektrolize; vodonične gorivne ćelije, u kojima se plin koristi za pogon motora s unutarnjim izgaranjem ili za okretanje grijane turbine; ili nuklearna fuzija, u kojoj se atomi vodika spajaju pod kontroliranim uvjetima, oslobađajući nevjerovatne količine energije.

Alternativni i obnovljivi izvori energije
U mnogim slučajevima, alternativni izvori energije su također obnovljivi. Međutim, termini nisu potpuno zamjenjivi jer se mnogi oblici alternativnih izvora energije oslanjaju na ograničen resurs. Na primjer, nuklearna energija se oslanja na uranijum ili druge teške elemente koji se prvo moraju iskopati.

Istovremeno, energija vjetra, sunca, plime, oseke, geotermalne i hidroelektrične energije oslanjaju se na izvore koji su potpuno obnovljivi. Sunčeve zrake su najzastupljeniji izvor energije od svih i, iako ograničene vremenskim prilikama i doba dana, industrijski su neiscrpne. Ni vjetar ne nestaje, zahvaljujući promjenama pritiska u našoj atmosferi i rotaciji Zemlje.

Razvoj
Trenutno alternativna energija još uvijek doživljava svoju mladost. Ali ova slika se brzo mijenja pod utjecajem procesa političkog pritiska, svjetskih ekoloških katastrofa (suše, gladi, poplave) i poboljšanja tehnologija obnovljivih izvora energije.

Na primjer, od 2015. godine, svjetske energetske potrebe i dalje su se pretežno opskrbljivale ugljem (41,3%) i prirodnim gasom (21,7%). Hidroelektrane i nuklearna energija su činile 16,3% i 10,6%, respektivno, dok su "obnovljivi izvori energije" (solarna, vjetar, biomasa, itd.) samo 5,7%.

Ovo se dosta promijenilo od 2013. godine, kada je globalna potrošnja nafte, uglja i prirodnog plina iznosila 31,1%, 28,9% i 21,4% respektivno. Na nuklearnu i hidroelektranu otpada 4,8% i 2,45%, dok na obnovljive izvore otpada samo 1,2%.

Osim toga, povećan je broj međunarodnih sporazuma o suzbijanju upotrebe fosilnih goriva i razvoja alternativnih izvora energije. Na primjer, Direktiva o obnovljivoj energiji, koju je Evropska unija potpisala 2009. godine, koja je postavila ciljeve za korištenje obnovljive energije za sve zemlje članice do 2020. godine.

U suštini, ovaj sporazum podrazumijeva da će EU do 2020. zadovoljiti najmanje 20% svojih ukupnih energetskih potreba obnovljivom energijom i najmanje 10% transportnog goriva. U novembru 2016. godine, Evropska komisija je revidirala ove ciljeve i postavila minimalnu potrošnju obnovljive energije od 27% do 2030. godine.

Neke zemlje su postale lideri u razvoju alternativne energije. Na primjer, u Danskoj energija vjetra osigurava do 140% potreba za električnom energijom u zemlji; viškovi se otpremaju u susjedne zemlje, Njemačku i Švedsku.

Island je, zbog svoje lokacije u sjevernom Atlantiku i svojih aktivnih vulkana, postigao 100% ovisnost o obnovljivoj energiji već 2012. godine kombinacijom hidroenergije i geotermalne energije. Njemačka je 2016. usvojila politiku postepenog ukidanja ovisnosti o nafti i nuklearnoj energiji.

Dugoročni izgledi za alternativnu energiju su izuzetno pozitivni. Prema izvještaju Međunarodne agencije za energiju (IEA) iz 2014. godine, fotonaponska solarna energija i solarna termalna energija činit će 27% globalne potražnje do 2050. godine, što ih čini najvećim izvorom energije. Možda će, zahvaljujući napretku u sintezi, izvori fosilnih goriva biti beznadežno zastarjeli do 2050. godine.

Kako bi riješili problem ograničenih fosilnih goriva, istraživači širom svijeta rade na stvaranju i puštanju u rad alternativnih izvora energije. I ne govorimo samo o dobro poznatim vjetrenjačama i solarnim panelima. Plin i nafta mogu se zamijeniti energijom iz algi, vulkana i ljudskih koraka. Recycle je odabrao deset najuzbudljivijih i najčistijih izvora energije budućnosti.

Joules iz okretnih vrata

Hiljade ljudi svakodnevno prolazi kroz okretne otvore na ulazu u željezničke stanice. U nekoliko istraživačkih centara u svijetu odjednom se pojavila ideja da se protok ljudi koristi kao inovativni generator energije. Japanska kompanija East Japan Railway Company odlučila je da svaki okretni stub na željezničkim stanicama opremi generatorima. Instalacija radi na željezničkoj stanici u tokijskoj četvrti Shibuya: piezoelektrični elementi ugrađeni su u pod ispod okretnih vrata, koji stvaraju električnu energiju pod pritiskom i vibracijama koje primaju kada ljudi stanu na njih.

Druga tehnologija "energetskih okretnih vrata" već je u upotrebi u Kini i Holandiji. U tim zemljama, inženjeri su odlučili da ne koriste efekat pritiskanja piezoelektričnih elemenata, već efekat guranja ručki ili vrata okretnog stuba. Koncept holandske kompanije Boon Edam podrazumijeva zamjenu standardnih vrata na ulazu u trgovačke centre (koja obično rade na fotoćelijskom sistemu i počinju se sama okretati) vratima koja posjetitelj mora gurnuti i tako generirati električnu energiju.

U holandskom centru Natuurcafe La Port već su se pojavila takva vrata-generatori. Svaki od njih proizvodi oko 4.600 kilovat-sati energije godišnje, što na prvi pogled može izgledati beznačajno, ali je dobar primjer alternativne tehnologije za proizvodnju električne energije.

Alge griju kuće

Alge su se relativno nedavno počele smatrati alternativnim izvorom energije, ali je tehnologija, prema riječima stručnjaka, vrlo obećavajuća. Dovoljno je reći da se sa 1 hektara vodene površine koju zauzimaju alge može dobiti 150 hiljada kubnih metara biogasa godišnje. To je otprilike jednako količini plina koju proizvodi mali bunar i dovoljno za život malog sela.

Zelene alge se lako održavaju, brzo rastu i dolaze u raznim vrstama koje koriste energiju sunčeve svjetlosti za obavljanje fotosinteze. Sva biomasa, bilo da se radi o šećerima ili mastima, može se pretvoriti u biogoriva, najčešće bioetanol i biodizel. Alge su idealno eko-gorivo jer rastu u vodenom okruženju i ne zahtijevaju zemljišne resurse, visoko su produktivne i ne štete okolišu.

Prema procjenama ekonomista, do 2018. globalni promet od prerade biomase morskih mikroalgi može dostići oko 100 milijardi dolara. Već postoje realizovani projekti na gorivu od "algi" - na primjer, zgrada sa 15 stanova u Hamburgu u Njemačkoj. Fasade kuće su prekrivene sa 129 rezervoara za alge, koje služe kao jedini izvor energije za grijanje i klimatizaciju zgrade, nazvane Bio Intelligent Quotient (BIQ) Kuća.

Ulice osvjetljavaju neravnine

Koncept proizvodnje električne energije korišćenjem takozvanih "legalica" počeo je da se implementira prvo u Velikoj Britaniji, zatim u Bahreinu, a uskoro će tehnologija stići i u Rusiju.Sve je počelo činjenicom da je britanski pronalazač Peter Hughes kreirao "Generating Road Ramp" (Electro-Kinetic Road Ramp) za autoputeve. Rampa se sastoji od dvije metalne ploče koje se blago uzdižu iznad puta. Ispod ploča je položen električni generator koji stvara struju kad god automobil prođe kroz rampu.

U zavisnosti od težine automobila, rampa može proizvesti od 5 do 50 kilovata tokom vremena kada automobil prođe rampu. Takve rampe kao baterije mogu snabdjeti struju semaforima i osvijetljenim putokazima. U Velikoj Britaniji ova tehnologija već radi u nekoliko gradova. Metoda se počela širiti na druge zemlje - na primjer, na mali Bahrein.

Najviše iznenađuje da se nešto slično može vidjeti u Rusiji. Albert Brand, student iz Tjumena, predložio je isto rešenje za uličnu rasvetu na forumu VUZPromExpo. Prema procjenama programera, od 1.000 do 1.500 automobila svaki dan prođe pored prepreka u njegovom gradu. Za jedan "sudar" automobila na "brzinu" opremljenu električnim generatorom proizvest će se oko 20 vati električne energije koja ne šteti okolišu.

Više od fudbala

Razvijena od strane grupe bivših studenata Harvarda koji su osnovali Uncharted Play, Socket lopta može proizvesti električnu energiju za pola sata fudbala, što je dovoljno da napaja LED lampu nekoliko sati. Utičnicu se naziva ekološki prihvatljivom alternativom nesigurnim izvorima energije, koje često koriste stanovnici nerazvijenih zemalja.

Princip skladištenja energije u utičnici je prilično jednostavan: kinetička energija nastala udarcem lopte prenosi se na sićušni mehanizam nalik klatnu koji pokreće generator. Generator proizvodi električnu energiju koja se pohranjuje u bateriji. Pohranjena energija može se koristiti za napajanje bilo kojeg malog električnog uređaja, kao što je stolna lampa sa LED diodom.

Izlazna snaga utičnice je šest vati. Lopta koja generira energiju već je osvojila svjetsko priznanje, osvojila je brojne nagrade, bila je visoko cijenjena od strane Clinton Global Initiative i dobila priznanja na poznatoj TED konferenciji.

Skrivena energija vulkana

Jedan od glavnih pomaka u razvoju vulkanske energije pripada američkim istraživačima iz inicijatorskih kompanija AltaRock Energy i Davenport Newberry Holdings. Ispitanik je bio uspavani vulkan u Oregonu. Slana voda se pumpa duboko u stijene, čija je temperatura vrlo visoka zbog raspadanja radioaktivnih elemenata prisutnih u Zemljinoj kori i najtoplijem plaštu na Zemlji. Kada se zagrije, voda se pretvara u paru, koja se dovodi u turbinu koja proizvodi električnu energiju.

Trenutno postoje samo dvije male elektrane ovog tipa - u Francuskoj i Njemačkoj. Ako američka tehnologija funkcionira, američki Geološki zavod procjenjuje da geotermalna energija ima potencijal da obezbijedi 50% električne energije potrebne zemlji (danas je njen doprinos samo 0,3%).

Drugi način korištenja vulkana za proizvodnju energije predložili su 2009. islandski istraživači. U blizini vulkanskih dubina otkrili su podzemni rezervoar vode s nenormalno visokom temperaturom. Super topla voda je negdje na granici između tekućine i plina i postoji samo na određenoj temperaturi i pritisku.

Naučnici bi mogli generirati nešto slično u laboratoriji, ali se pokazalo da se takva voda nalazi i u prirodi - u utrobi zemlje. Vjeruje se da se iz vode "kritične temperature" može izvući deset puta više energije nego iz vode dovedene do ključanja na klasičan način.

Energija iz ljudske toplote

Princip rada termoelektričnih generatora na temperaturnoj razlici poznat je dugo vremena. No prije samo nekoliko godina tehnologija je počela dopuštati korištenje topline ljudskog tijela kao izvora energije. Tim istraživača iz Korejskog vodećeg instituta za nauku i tehnologiju (KAIST) razvio je generator ugrađen u fleksibilnu staklenu ploču.

T Koji uređaj će omogućiti da se fitnes narukvice napune od topline ljudske ruke - na primjer, tokom trčanja, kada je tijelo jako vruće i u suprotnosti s temperaturom okoline. Korejski generator dimenzija 10 puta 10 centimetara može proizvesti oko 40 milivata energije pri temperaturi kože od 31 stepen Celzijusa.

Sličnu tehnologiju je kao osnovu uzela mlada Ann Makosinski, koja je izumila baterijsku lampu koja se puni temperaturnom razlikom između zraka i ljudskog tijela. Efekat se objašnjava upotrebom četiri Peltierova elementa: njihova karakteristika je sposobnost generiranja električne energije kada se grije s jedne strane i hladi s druge strane.

Kao rezultat toga, Annina baterijska lampa proizvodi prilično jako svjetlo, ali ne zahtijeva punjive baterije. Za njegov rad potrebna je samo temperaturna razlika od samo pet stepeni između stepena zagrevanja ljudskog dlana i temperature u prostoriji.

Stepenice na "pametnim" pločama za popločavanje

Na bilo kojoj tački jedne od prometnih ulica ima do 50.000 koraka dnevno. Ideja o korištenju pješačkog prometa za korisno pretvaranje koraka u energiju realizirana je u proizvodu koji je razvio Lawrence Kemball-Cook, direktor Pavegen Systems Ltd. u Velikoj Britaniji. Inženjer je napravio ploče za popločavanje koje proizvode električnu energiju iz kinetičke energije pješaka koji hodaju.

Uređaj u inovativnoj pločici napravljen je od fleksibilnog, vodootpornog materijala koji se savija oko pet milimetara kada se pritisne. To, zauzvrat, stvara energiju, koju mehanizam pretvara u električnu energiju. Akumulirani vati se ili pohranjuju u litijum-polimersku bateriju ili se direktno koriste za osvjetljavanje autobuskih stajališta, izloga i natpisa.

Sama pločica Pavegen smatra se potpuno ekološki prihvatljivom: njeno tijelo je izrađeno od nehrđajućeg čelika specijalnog kvaliteta i recikliranog polimera s niskim udjelom ugljika. Gornja površina je izrađena od recikliranih guma, zahvaljujući čemu su pločice izdržljive i vrlo otporne na habanje.

Tokom Ljetnih olimpijskih igara u Londonu 2012. godine, pločice su postavljene na mnogim turističkim ulicama. Za dvije sedmice dobijeno je 20 miliona džula energije. Ovo je bilo više nego dovoljno za uličnu rasvjetu u britanskoj prijestolnici.

Pametni telefoni za punjenje bicikla

Za punjenje plejera, telefona ili tableta nije potrebno imati pri ruci utičnicu. Ponekad je dovoljno samo okretati pedale. Tako je američka kompanija Cycle Atom izbacila uređaj koji vam omogućava da punite eksternu bateriju dok vozite bicikl i naknadno dopunite mobilne uređaje.

Proizvod, nazvan Siva Cycle Atom, je lagani generator bicikla s litijumskom baterijom dizajniran za napajanje gotovo svakog mobilnog uređaja s USB priključkom. Ovaj mini generator može se instalirati na većinu uobičajenih okvira bicikala za nekoliko minuta. Sama baterija se lako može ukloniti za naknadno punjenje uređaja. Korisnik se bavi sportom i pedalama - i nakon nekoliko sati njegov pametni telefon je već napunjen za 100 centi.

Nokia je, zauzvrat, takođe predstavila široj javnosti gadžet koji se pričvršćuje na bicikl i koji vam omogućava da prevedete pedaliranje u način dobijanja energije koja je prihvatljiva za životnu sredinu. Nokia komplet punjača za bicikle ima dinamo, mali električni generator koji koristi energiju iz točkova bicikla za punjenje telefona preko standardnog utikača od 2 mm koji se nalazi na većini Nokia telefona.

Prednosti otpadnih voda

Svaki veliki grad svakodnevno izbacuje ogromnu količinu otpadnih voda u otvorene vode, zagađujući ekosistem. Čini se da voda zatrovana kanalizacijom više nikome ne može biti korisna, ali to nije tako - naučnici su otkrili način stvaranja gorivnih ćelija na temelju nje.

Jedan od pionira ideje bio je profesor sa Univerziteta Pensilvanije Bruce Logan. Opći koncept je vrlo težak za razumijevanje za nespecijaliste i izgrađen je na dva stupa - korištenje bakterijskih gorivnih ćelija i ugradnja takozvane reverzne elektrodijalize. Bakterije oksidiraju organsku materiju u otpadnoj vodi i proizvode elektrone u procesu, stvarajući električnu struju.

Gotovo svaka vrsta organskog otpadnog materijala može se koristiti za proizvodnju električne energije – ne samo kanalizacija, već i životinjski otpad, kao i nusproizvodi iz industrije vina, pivarstva i mliječne industrije. Što se tiče reverzne elektrodijalize, ovdje rade električni generatori, razdvojeni membranama u ćelije i izvlače energiju iz razlike u salinitetu dva toka tekućine koja se miješa.

"papirna" energija

Japanski proizvođač elektronike Sony razvio je i predstavio biogenerator koji može proizvoditi električnu energiju iz fino rezanog papira na Tokyo Green Food Showu. Suština procesa je sljedeća: valoviti karton je potreban za izolaciju celuloze (ovo je dugačak lanac šećera glukoze koji se nalazi u zelenim biljkama).

Lanac se prekida uz pomoć enzima, a nastalu glukozu obrađuje druga grupa enzima, uz pomoć kojih se oslobađaju vodikovi joni i slobodni elektroni. Elektroni se šalju kroz eksterno kolo kako bi proizveli električnu energiju. Procjenjuje se da takva instalacija prilikom obrade jednog lista papira dimenzija 210 x 297 mm može proizvesti oko 18 vati na sat (otprilike istu količinu energije proizvodi 6 AA baterija).

Metoda je ekološki prihvatljiva: važna prednost takve "baterije" je odsustvo metala i štetnih kemijskih spojeva. Iako je u ovom trenutku tehnologija još uvijek daleko od komercijalizacije: električne energije se proizvodi prilično malo - dovoljno je samo za napajanje malih prijenosnih uređaja.

Čovječanstvo je gotovo cijelo vrijeme svog postojanja bilo u stalnoj potrazi za novim izvorima energije. Trenutno se za dobijanje potrebne količine električne energije koriste neobnovljivi izvori, a to su prirodni resursi kao što su ugalj, nafta ili prirodni gas.

Korištenje ovih vrsta goriva može čovjeku osigurati potrebnu količinu energije, ali u posljednje vrijeme sve je hitnije pitanje pronalaska nove vrste goriva, što može djelovati kao. Ovaj problem je hitan, jer, prema prognozama većine naučnika, rezerve prirodnih resursa koje se koriste u elektroprivredi u posljednje vrijeme rapidno opadaju, zbog rasta ljudskih energetskih potreba. je vrlo važan zadatak koji može riješiti problem nedostatka goriva za podmirivanje potreba.

Alternativni izvori energije - šansa za spas

Tražite nove izvore goriva koji naziva alternativa, jedan je od sastavnih dijelova takvog koncepta kao što je alternativna energija. Alternativna energija je nova, a to je zajednica perspektivnih područja koja sebi postavljaju zadatak da pronađu nove načine dobijanja, prenosa i korišćenja energije čiji su izvor alternativni izvori energije. Istovremeno, jedan od pravaca razvoja ove industrije je korišćenje bilo koje vrste energije koja je od interesa sa ekonomskog gledišta, zbog niske cene po jedinici primljene energije i sa ekološke tačke gledišta. gledišta, budući da se alternativne vrste energije, u pravilu, odlikuju svojom sigurnošću i ne nanose štetu okolišu.

Korištenje alternativnih izvora je prilika za dobijanje gotovo beskonačne energije, budući da su većina alternativnih vrsta izvora obnovljivi, što ih čini neiscrpnim.

Vrste alternativnih izvora energije

Trenutno se proučava i primjenjuje u praksi nekoliko metoda za proizvodnju električne energije bez upotrebe tradicionalnih goriva. Istovremeno, prema statistikama, čovjek u savremenom svijetu koristi samo 0,001% alternativnih izvora energije dostupnih u prirodi, što je zanemarljiv dio ogromnog potencijala prirode.

Takođe, problem koji korišćenje alternativnih izvora energije svrstava u kategoriju područja u razvoju jeste potpuna nerazrađenost ovog pitanja na zakonodavnom nivou, jer su trenutno svi prirodni resursi zemlje vlasništvo države. Teoretski, čak i korištenje sunca ili vjetra moglo bi se oporezovati.

Do danas su najrasprostranjenije sljedeće vrste proizvodnje energije korištenjem prirodnih neiscrpnih izvora.

Pored navedenih najčešćih vrsta alternativnih izvora energije, postoje i egzotičniji načini, uključujući:

• biogorivo, što je različita biomasa i otpad;
• ljudska mišićna snaga;
• koristeći snagu grmljavine, čiji je princip pokušati uhvatiti pražnjenje groma i preusmjeriti ga na električnu mrežu;
• kontrolirana reakcija termonuklearne fuzije;
• dobijanje energije korišćenjem fotonaponskih ćelija koje se nalaze u zemljinoj orbiti;
• primjena energije plime i oseke.

Razvoj energetike i stalno unapređenje tehnologije značajno ubrzavaju proces korišćenja alternativnih izvora energije, što je budućnost.

Gdje nabaviti energiju? Nije tajna da će ljudi prije ili kasnije iscrpiti zalihe nafte, plina, uglja, pa čak i uranijuma koje još uvijek ostaju na planeti. Postavlja se razumno pitanje: „Šta dalje? Gdje nabaviti energiju? Na kraju krajeva, cijeli naš život se zasniva na korištenju energije. Ispada da će nakon isteka rezervi ugljovodonika prestati i postojanje civilizacije?

Postoji izlaz! To su takozvani alternativni izvori energije. Inače, mnogi od njih se koriste, i to uspješno, već sada. Energiju vjetra, plime, sunca i geotermalnih izvora ─ ljudi uspješno koriste i pretvaraju u električnu energiju. Ali tako je reći.

Trenutno postoje stotine teorija i razvoja o stvaranju i korištenju neobičnih alternativnih izvora energije. Alternativni izvori energije opisani u ovom članku su neobični samo u smislu da još nisu postali popularni, nisu u širokoj upotrebi, nepraktični su, neisplativi itd.

Ali to uopšte ne znači da se oni neće moći efikasno primeniti, možda u vrlo bliskoj budućnosti. Uostalom, isto ulje kao izvor energije poznato je od davnina, ali tek od kraja industrijske revolucije nafta se dobija i prerađuje u upotrebljivu formu.

Ne zna se što ćemo koristiti u budućnosti za proizvodnju energije, ali svakako postoje alternative tradicionalnim izvorima energije, a sasvim je moguće da barem jedan od dolje navedenih metoda proizvodnje električne energije postane široko rasprostranjen i popularan.

Evo 5 neobičnih alternativnih izvora energije koji budi stvarnu nadu u njihovu efikasnu upotrebu u budućnosti:

Prvu eksperimentalnu elektranu na slanu vodu izgradio je Statkraft u Norveškoj. Elektrana koristi fizički efekat - osmozu za proizvodnju električne energije. Ovim efektom, kao rezultat miješanja slane i slatke vode, energija se izvlači iz rastuće entropije tekućina. tada se ova energija koristi za rotaciju hidroturbine električnog generatora.

Razvijene su demonstracione elektrane na gorivne ćelije sa čvrstim oksidnim elektrolitom snage do 500 kW. U stvari, element sagorijeva gorivo i direktno pretvara oslobođenu energiju u električnu energiju. To je kao dizel generator, ali bez dizela i generatora. I takođe bez dima, buke, pregrevanja i sa mnogo većom efikasnošću.

Termoelektrični efekat se koristi za proizvodnju električne energije. Ovo je prilično stara tehnologija, koja je ponovo postala relevantna u naše vrijeme zbog masovne upotrebe štedljivih izvora svjetlosti i raznih prijenosnih električnih prijemnika. Industrijski razvoji već postoje i uspješno se koriste, na primjer peći za grijanje i kuhanje s ugrađenim termogeneratorima, koji u svom radu omogućavaju dobivanje ne samo topline, već i električne energije.

Stvorene su eksperimentalne instalacije koje omogućavaju generiranje električne energije korištenjem kinetičke energije - pješačke staze, okretnice na željezničkim stanicama, poseban plesni podij s ugrađenim piezoelektričnim generatorima. U bliskoj budućnosti postoje ideje za postavljanje namjenskih "zelenih teretana" u kojima bi grupa sportskih bicikala mogla proizvesti do 3,6 megavata obnovljive električne energije godišnje, prema proizvođačima.

U ovom izvoru energije nalazi se poseban nanogenerator koji pretvara mikrooscilacije u ljudskom tijelu u električnu energiju. Najmanje vibracije su dovoljne da uređaj generira električnu struju koja vam omogućava održavanje performansi mobilnih uređaja. Moderni nanogeneratori pretvaraju sve pokrete i pokrete u izvor energije. Mogućnosti zajedničkog korištenja nanogeneratora i solarnih baterija su vrlo obećavajuće i zanimljive.

Šta mislite o ovome? Možda ste svjesni drugih novih alternativnih izvora električne energije. Podijelite u komentarima!

Kada se govori o alternativnoj energiji, obično se misli na instalacije za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora - sunčeve svjetlosti i vjetra. Istovremeno, statistika isključuje stanice koje koriste snagu morske i okeanske plime, kao i geotermalne elektrane. Iako su i ovi izvori energije obnovljivi. Međutim, oni su tradicionalni i koriste se u industrijskim razmjerima dugi niz godina.

Ideja korištenja energije vjetra i sunčeve energije za proizvodnju električne energije prilično je atraktivna. Uostalom, to će vam omogućiti da odbijete korištenje goriva. Čak će se i poznati pejzaž morati promijeniti. Nestat će cijevi termoelektrana, nuklearni sarkofazi. Mnoge zemlje više neće zavisiti od kupovine fosilnih goriva. Na kraju krajeva, sunce i vetar su svuda na Zemlji.

Ali može li takva energija zamijeniti tradicionalnu? Optimisti vjeruju da će se to dogoditi. Pesimisti imaju drugačiji pogled na problem.

Svjetska statistika to pokazuje rast ulaganja u alternativnu energiju opada od 2012. godine. Postoji čak i pad apsolutnih brojeva. Pad u globalnim razmjerima uglavnom su zaslužne Sjedinjene Američke Države, zemlje zapadne Evrope. To nije moglo ni nadoknaditi rast japanskih i kineskih investicija.

Možda je statistika donekle iskrivljena, jer se u praksi ne mogu pobrojati tačkasti proizvođači alternativne energije - pojedinačni solarni paneli na krovovima stambenih zgrada, vjetroturbine koje opslužuju individualne farme. A prema stručnjacima, oni čine oko trećinu ukupne alternativne energije.

Njemačka se s pravom smatra liderom u proizvodnji električne energije iz obnovljivih izvora. Na mnogo načina, njen energetski sektor je svojevrsno poligon za razvoj perspektivnih modela. Instalirani kapacitet proizvodnje vjetra i sunca iznosi 80 GW. 40 posto kapaciteta pripada privatnicima, oko 10 posto poljoprivrednicima. I samo pola - kompanijama i državi.

Otprilike svaki dvanaesti njemački građanin posjeduje alternativnu elektranu. Otprilike iste brojke karakterišu Italiju i Španiju. Solarne elektrane su povezane na zajedničku mrežu, pa njihovi vlasnici istovremeno proizvode i troše električnu energiju.

Prethodnih godina potrošači su mogli dobiti alternativnu energiju samo po sunčanom vremenu, ali trenutno se aktivno širi korištenje čitavih kompleksa u kojima se solarne baterije dopunjuju baterijama - tradicionalnim olovnim ili modernim litijumskim. Tako postaje moguće akumulirati višak energije, tako da se kasnije može koristiti noću ili po lošem vremenu.

Stručnjaci procjenjuju da takav paket omogućava prosječnoj evropskoj porodici od četiri osobe da uštedi 60 posto potrošene električne energije. Trideset posto uštede će doći direktno od solarnih panela, a još tridesetak od baterija.

Uštede su značajne, ali je cijena takve energije vrlo visoka. Baterija od šest kWh košta u prosjeku 5.000 eura. Ako se tome dodaju troškovi ugradnje, održavanja, takse i ostali troškovi, onda će instalacija od šest kWh koštati između deset i dvadeset hiljada eura. Sada u Njemačkoj postoji tarifa za struju od oko 25 centi. Stoga će period povrata za alternativnu instalaciju za jednu porodicu biti oko trideset godina.

Jasno je da nijedna baterija neće izdržati tako dugo. Ali to vrijedi samo za današnje tehnologije. Prema riječima stručnjaka, cijena i baterija i solarnih panela će se smanjiti, dok će tarife za električnu energiju rasti. Takve izglede vide vlasnici mnogih kompanija, posebno Google. Upravo je ova kompanija lider u ulaganjima u razvoj alternativne energije u Sjedinjenim Državama. Kako bi se istakla ova okolnost, na parkingu u njenoj centrali postavljeni su solarni paneli.

U zapadnoj Evropi, neke topionice i proizvođači cementa kažu da su spremni da delimično iskoriste energiju solarnih panela u bliskoj budućnosti.

Brojni stručnjaci predviđaju nagli pad potražnje za tradicionalnim vrstama energenata i nestanak nuklearne energije u doglednoj budućnosti. Vjerovatno i američke energetske kompanije slušaju takve procjene. Tako posljednjih godina u Sjedinjenim Državama komisija koja reguliše nuklearnu energiju nije odobrila nijedan projekat NPP.

Međutim, uz sve svijetle izglede, alternativna energija postavlja pitanja na koja još uvijek nema jasne odgovore. Jedan od glavnih problema je što se razvoj industrije odvija uglavnom uz kolosalnu državnu podršku. Upravo je neizvjesnost da li će se ovakva situacija nastaviti i u narednim godinama uzrok pada interesa investitora u Sjedinjenim Državama, o čemu je ranije pisano. Ista slika je uočena u Italiji, čija je vlada smanjila fid-in tarife kako bi smanjila budžetski deficit.

Njemačka proizvodi oko četvrtine električne energije koristeći alternativne izvore, pa čak je i izvozi. Problem je što ova energija ima prioritet za ulazak na tržište. A to već diskriminira tradicionalne dobavljače i zadire u njihove ekonomske interese. Država subvencioniše proizvodnju alternativnom tehnologijom, ali novac za subvencije uzima se podizanjem carina. Otprilike 20% cijene električne energije za Nijemce je preplata.

Što se više zelene električne energije proizvodi, tradicionalnim energetskim kompanijama je teže opstati. Njihovo poslovanje u Njemačkoj je već danas ugroženo. Veliki proizvođači energije, ulažući u alternativnu proizvodnju, i sami su upali u vlastitu zamku. Veliki udio zelene struje već je srušio veleprodajne cijene.

Solarne baterije, vjetroturbine ne mogu proizvoditi energiju u oblačnim danima, u nedostatku vjetra, stoga je još uvijek nerealno odbiti termoelektrane, ali zbog prioriteta alternativne struje, proizvodni kapaciteti TE su prinuđeni da miruju u sunčanom vremenu i vjetrovitim danima, a to povećava troškove vlastite proizvodnje i utiče na potrošače.

Kada se govori o alternativnoj električnoj energiji, opravdavajući njenu isplativost u budućnosti, oni obično rade samo na troškovima samih instalacija. Ali da bi cijeli energetski sistem radio, a potrošač mogao nesmetano dobijati struju, potrebno je držati u pripravnosti tradicionalne kapacitete, koji će kao rezultat biti opterećeni samo za petinu svojih proizvodnih kapaciteta, a to su dodatni troškovi. Osim toga, potrebno je radikalno modernizirati elektroenergetsku mrežu, učiniti je “pametnom” kako bi se osigurao protok električne energije u njoj na novim principima. Za sve to potrebna su ulaganja od više milijardi dolara, a još nije jasno ko će ih finansirati.

U štampi se alternativna energija predstavlja kao industrija gotovo bez problema koja obećava da će u budućnosti dobiti jeftinu i ekološki prihvatljivu električnu energiju, ali ozbiljan biznis razumije rizike povezane s tim. Državna podrška nije baš pouzdan izvor finansiranja, rizično je oslanjati se na nju. Takvo "proljeće" može presušiti svakog trenutka.

I još jedan značajan problem. Solarne i vjetroelektrane zahtijevaju otuđenje ogromnih površina zemljišta. Ako za uslove Sjedinjenih Država to nije veliki problem, onda je Zapadna Evropa gusto naseljena. Dakle, veliki projekti koji se odnose na alternativnu energiju još nisu realizovani.

Energetske kompanije, nastojeći da minimiziraju rizik, ulažu zajedno sa različitim fondovima, uključujući penziona i osiguravajuća društva. Ali čak i u Njemačkoj, svi tekući projekti nisu veliki, već ciljani. U svijetu još uvijek nema iskustva u stvaranju i dugoročnom radu velikih proizvodnih kapaciteta.

Dok o problemima alternativne energije, o njenim rizicima govore uglavnom stručnjaci, te se stoga ne čine relevantnim za društvo. Energija, kao i svaki drugi složen, razgranat i dobro uspostavljen sistem, ima veliku inerciju. I samo godine razvoja svakog novog trenda mogu ga pomjeriti sa svog mjesta. Iz tog razloga, najvjerovatnije će se razvoj alternativne energije i dalje odvijati uz podršku države i imati tretman najpovlašćenijih nacija.

"Zeleni" lobi postaje sve aktivniji u SAD. Čak se i ozbiljni istraživači oslanjaju na alternativnu energiju. Tako, prema izvještaju Univerziteta Stanford, država New York do 2030. godine može u potpunosti zadovoljiti svoje potrebe za električnom energijom kroz solarne i vjetroelektrane. Istovremeno, izvještaj ukazuje da ako su pravilno locirani u cijeloj državi, onda nema potrebe za održavanjem efikasnih toplotnih proizvodnih kapaciteta u rezervi. Istina, autori izvještaja ne predlažu potpuno napuštanje tradicionalne energije.

Alternativna energija je već prestala da bude egzotična, ona zaista postoji. Jasno je da kako se razvija, broj problema povezanih s njim će se samo povećavati.