Surse alternative de energie și utilizarea lor. Surse alternative de energie și posibilități de aplicare a acestora în Rusia

În ultimii ani, energia alternativă a devenit subiect de interes intens și dezbatere acerbă. Amenințată de schimbările climatice și de faptul că temperaturile medii globale continuă să crească în fiecare an, dorința de a găsi forme de energie care să reducă dependența de combustibilii fosili, cărbune și alte procese poluante a crescut în mod natural.

Deși majoritatea conceptelor nu sunt noi, abia în ultimele decenii această întrebare a devenit în sfârșit relevantă. Datorită îmbunătățirilor aduse tehnologiei și producției, costul majorității formelor de energie alternativă a scăzut, în timp ce eficiența a crescut. Ce este energia alternativă, în termeni simpli și de înțeles, și care este probabilitatea ca aceasta să devină cea principală?

În mod evident, rămâne o controversă cu privire la ce înseamnă „energie alternativă” și la ce se poate aplica expresia. Pe de o parte, acest termen poate fi atribuit formelor de energie care nu duc la o creștere a amprentei de carbon a umanității. Prin urmare, poate include instalații nucleare, centrale hidroelectrice și chiar gaze naturale și „cărbune curat”.

Pe de altă parte, termenul este folosit și pentru a se referi la ceea ce este considerat în prezent metode energetice neconvenționale - solar, eolian, geotermal, biomasă și alte completări recente. Acest tip de clasificare exclude metodele de extracție a energiei, cum ar fi centralele hidroelectrice, care există de mai bine de o sută de ani și sunt destul de comune în unele regiuni ale lumii.

Un alt factor este că sursele alternative de energie trebuie să fie „curate”, fără a produce poluanți nocivi. După cum sa menționat deja, aceasta înseamnă cel mai adesea dioxid de carbon, dar se poate referi și la alte emisii - monoxid de carbon, dioxid de sulf, oxid de azot și altele. Prin acești parametri, energia nucleară nu este considerată o sursă alternativă de energie deoarece produce deșeuri radioactive care sunt foarte toxice și trebuie depozitate în mod corespunzător.

În toate cazurile, totuși, termenul este folosit pentru a se referi la tipurile de energie care vor înlocui combustibilii fosili și cărbunele ca formă dominantă de producție de energie în următorul deceniu.

Tipuri de surse alternative de energie
Strict vorbind, există multe tipuri de energie alternativă. Din nou, aici definițiile au ajuns într-o fundătură, deoarece în trecut „energie alternativă” era folosită pentru a se referi la metode care nu erau considerate esențiale sau rezonabile. Dar dacă luați definiția într-un sens larg, aceasta va include unele sau toate aceste puncte:

Hidroenergie. Aceasta este energia generată de barajele hidroelectrice la cădere și apa curgătoare (în râuri, canale, cascade) trece printr-un dispozitiv care întoarce turbinele și generează energie electrică.

Energie nucleara. Energia care este produsă în procesul de reacții de fisiune întârziată. Tijele de uraniu sau alte elemente radioactive încălzesc apa, transformând-o în abur, iar aburul transformă turbinele, generând energie electrică.

Energie care se obține direct de la Soare; (constând de obicei dintr-un substrat de siliciu, aliniat în rețele mari) transformă razele solare direct în energie electrică. În unele cazuri, căldura produsă de lumina soarelui este folosită și pentru a genera energie electrică, aceasta fiind cunoscută sub numele de energie termică solară.

Energie eoliana. Energia generată de fluxul de aer; turbinele eoliene gigantice se rotesc sub influența vântului și generează electricitate.

energie geotermală. Această energie este generată de căldura și aburul produs de activitatea geologică din scoarța terestră. În cele mai multe cazuri, conductele sunt plasate în pământ deasupra zonelor active din punct de vedere geologic, trecând aburul prin turbine, generând astfel energie electrică.

Energia valurilor. Curenții de maree de-a lungul coastelor pot fi, de asemenea, utilizați pentru a genera electricitate. Schimbarea zilnică a mareelor ​​face ca apa să curgă prin turbine înainte și înapoi. Electricitatea este generată și transferată către centralele electrice de pe uscat.

Biomasă. Acest lucru se aplică combustibililor obținuți din plante și surse biologice - etanol, glucoză, alge, ciuperci, bacterii. Ar putea înlocui benzina ca sursă de combustibil.

Hidrogen. Energie derivată din procese care implică hidrogen gazos. Acestea includ convertoare catalitice, în care moleculele de apă sunt rupte și recombinate în timpul electrolizei; pile de combustibil cu hidrogen, în care gazul este folosit pentru a alimenta un motor cu ardere internă sau pentru a porni o turbină încălzită; sau fuziunea nucleară, în care atomii de hidrogen fuzionează în condiții controlate, eliberând cantități incredibile de energie.

Surse de energie alternative și regenerabile
În multe cazuri, sursele alternative de energie sunt, de asemenea, regenerabile. Cu toate acestea, termenii nu sunt complet interschimbabili, deoarece multe forme de surse alternative de energie se bazează pe o resursă limitată. De exemplu, energia nucleară se bazează pe uraniu sau pe alte elemente grele care trebuie mai întâi exploatate.

În același timp, energia eoliană, solară, mareomotrică, geotermală și hidroelectrică se bazează pe surse care sunt complet regenerabile. Razele soarelui sunt cea mai abundentă sursă de energie dintre toate și, deși limitate de vreme și de ora zilei, sunt inepuizabile din punct de vedere industrial. Nici vântul nu dispare, datorită schimbărilor de presiune din atmosfera noastră și rotației Pământului.

Dezvoltare
În prezent, energia alternativă își experimentează încă tinerețea. Însă această imagine se schimbă rapid sub influența proceselor de presiune politică, a dezastrelor ecologice la nivel mondial (secete, foamete, inundații) și a îmbunătățirii tehnologiilor de energie regenerabilă.

De exemplu, din 2015, nevoile de energie ale lumii erau încă asigurate predominant de cărbune (41,3%) și gaze naturale (21,7%). Centralele hidroelectrice și energia nucleară au reprezentat 16,3%, respectiv 10,6%, în timp ce „sursele regenerabile de energie” (solar, eolian, biomasă etc.) - doar 5,7%.

Acest lucru s-a schimbat foarte mult din 2013, când consumul global de petrol, cărbune și gaze naturale a fost de 31,1%, 28,9% și, respectiv, 21,4%. Energia nucleară și hidroelectrică au reprezentat 4,8% și 2,45%, în timp ce sursele regenerabile au reprezentat doar 1,2%.

În plus, s-a înregistrat o creștere a numărului de acorduri internaționale de reducere a utilizării combustibililor fosili și a dezvoltării surselor alternative de energie. De exemplu, Directiva privind energia din surse regenerabile, semnată de Uniunea Europeană în 2009, care a stabilit obiective de utilizare a energiei regenerabile pentru toate statele membre până în 2020.

În esență, acest acord implică faptul că UE va satisface cel puțin 20% din necesarul total de energie cu energie regenerabilă până în 2020 și cel puțin 10% din combustibilul de transport. În noiembrie 2016, Comisia Europeană a revizuit aceste obiective și a stabilit un consum minim de energie regenerabilă de 27% până în 2030.

Unele țări au devenit lideri în dezvoltarea energiei alternative. De exemplu, în Danemarca, energia eoliană asigură până la 140% din necesarul de electricitate al țării; surplusurile sunt expediate în țările vecine, Germania și Suedia.

Islanda, datorită locației sale în Atlanticul de Nord și a vulcanilor săi activi, a obținut o dependență de energie regenerabilă 100% încă din 2012 printr-o combinație de energie hidroelectrică și geotermală. În 2016, Germania a adoptat o politică de eliminare treptată a dependenței de petrol și energie nucleară.

Perspectivele pe termen lung pentru energia alternativă sunt extrem de pozitive. Potrivit unui raport din 2014 al Agenției Internaționale pentru Energie (IEA), energia solară fotovoltaică și energia solară termică vor reprezenta 27% din cererea globală până în 2050, devenind cea mai mare sursă de energie. Poate că, datorită progreselor în sinteza, sursele de combustibili fosili vor fi iremediabil învechite până în 2050.

Pentru a rezolva problema combustibililor fosili limitati, cercetătorii din întreaga lume lucrează pentru a crea și pune în funcțiune surse alternative de energie. Și nu vorbim doar despre binecunoscutele mori de vânt și panouri solare. Gazele și petrolul pot fi înlocuite cu energia din alge, vulcani și treptele omului. Recycle a selectat zece dintre cele mai interesante și curate surse de energie ale viitorului.

Jouli de la turnichete

Mii de oameni trec zilnic prin turnichetele de la intrarea în gări. Deodată, în mai multe centre de cercetare din lume, a apărut ideea de a folosi fluxul de oameni ca un generator de energie inovator. Compania japoneză East Japan Railway Company a decis să echipeze fiecare turnichet din gările de cale ferată cu generatoare. Instalația funcționează la o gară din cartierul Shibuya din Tokyo: elemente piezoelectrice sunt încastrate în podea sub turnichete, care generează electricitate din presiunea și vibrațiile pe care le primesc atunci când oamenii le calcă.

O altă tehnologie „turnichetă energetică” este deja utilizată în China și Țările de Jos. În aceste țări, inginerii au decis să folosească nu efectul de apăsare a elementelor piezoelectrice, ci efectul de împingere al mânerelor turnichetului sau al ușilor turnichetului. Conceptul companiei olandeze Boon Edam presupune inlocuirea usilor standard la intrarea in centrele comerciale (care de obicei functioneaza pe un sistem fotocelula si incep singure sa se roteasca) cu usi pe care vizitatorul trebuie sa le impinga si astfel sa genereze electricitate.

În centrul olandez Natuurcafe La Port au apărut deja astfel de uși-generatoare. Fiecare dintre ele produce aproximativ 4.600 de kilowați-oră de energie pe an, ceea ce la prima vedere poate părea nesemnificativ, dar este un bun exemplu de tehnologie alternativă de generare a energiei electrice.

Algele încălzesc casele

Algele au început să fie considerate o sursă alternativă de energie relativ recent, dar tehnologia, potrivit experților, este foarte promițătoare. Este suficient să spunem că din 1 hectar de suprafață de apă ocupată de alge se pot obține 150 de mii de metri cubi de biogaz pe an. Acesta este aproximativ egal cu volumul de gaz pe care îl produce un puț mic și suficient pentru viața unui sat mic.

Algele verzi sunt ușor de întreținut, cresc rapid și vin într-o varietate de specii care folosesc energia luminii solare pentru a efectua fotosinteza. Toată biomasa, fie că este vorba de zaharuri sau grăsimi, poate fi transformată în biocombustibili, cel mai frecvent bioetanol și biodiesel. Algele sunt un eco-combustibil ideal deoarece cresc în mediul acvatic și nu necesită resurse de teren, sunt foarte productive și nu dăunează mediului.

Potrivit economiștilor, până în 2018 cifra de afaceri globală din procesarea biomasei de microalge marine poate ajunge la aproximativ 100 de miliarde de dolari. Sunt deja implementate proiecte privind combustibilul „alge” - de exemplu, o clădire cu 15 apartamente în Hamburg, Germania. Fațadele casei sunt acoperite cu 129 de rezervoare de alge, care servesc drept singura sursă de energie pentru încălzirea și climatizarea clădirii, numită Casa Bio Intelligent Quotient (BIQ).

Scăderi de viteză luminează străzile

Conceptul de generare a energiei electrice folosind așa-numitele „denivelări” a început să fie implementat mai întâi în Marea Britanie, apoi în Bahrain, iar în curând tehnologia va ajunge în Rusia.Totul a început cu faptul că inventatorul britanic Peter Hughes a creat „Generating Road Ramp” (Electro-Kinetic Road Ramp) pentru autostrăzi. Rampa este formată din două plăci metalice care se ridică ușor deasupra drumului. Sub plăci este așezat un generator electric, care generează curent ori de câte ori mașina trece prin rampă.

În funcție de greutatea mașinii, rampa poate genera de la 5 la 50 de kilowați în timpul în care mașina trece pe lângă rampă. Rampe precum bateriile pot furniza energie electrică la semafoare și la semnele rutiere iluminate. În Marea Britanie, tehnologia funcționează deja în mai multe orașe. Metoda a început să se răspândească în alte țări - de exemplu, în micul Bahrain.

Cel mai surprinzător lucru este că ceva asemănător poate fi văzut în Rusia. Albert Brand, student din Tyumen, a propus aceeași soluție de iluminat stradal la forumul VUZPromExpo. Potrivit estimărilor dezvoltatorului, între 1.000 și 1.500 de mașini trec zilnic pe lângă bare de viteză în orașul său. Pentru o „coliziune” a unei mașini pe o „scădere de viteză” echipată cu un generator electric, se vor genera aproximativ 20 de wați de energie electrică care nu dăunează mediului.

Mai mult decât fotbal

Dezvoltată de un grup de absolvenți de la Harvard care au fondat Uncharted Play, o minge Soccket poate genera electricitate într-o jumătate de oră de fotbal, suficientă pentru a alimenta o lampă LED timp de câteva ore. Soccket este numită o alternativă ecologică la sursele de energie nesigure, care sunt adesea folosite de locuitorii țărilor subdezvoltate.

Principiul stocării energiei într-o priză este destul de simplu: energia cinetică generată de lovirea mingii este transferată într-un mic mecanism asemănător pendulului care antrenează un generator. Generatorul produce energie electrică, care este stocată în baterie. Energia stocată poate fi folosită pentru a alimenta orice aparat electric mic, cum ar fi o lampă de masă cu LED.

Puterea de ieșire a prizei este de șase wați. Mingea generatoare de energie a câștigat deja recunoaștere la nivel mondial, câștigând numeroase premii, fiind foarte apreciată de Clinton Global Initiative și primind laude la renumita conferință TED.

Energia ascunsă a vulcanilor

Una dintre principalele evoluții în dezvoltarea energiei vulcanice aparține cercetătorilor americani de la companiile inițiatoare AltaRock Energy și Davenport Newberry Holdings. Subiectul de testare a fost un vulcan inactiv din Oregon. Apa sărată este pompată adânc în roci, a căror temperatură este foarte ridicată din cauza dezintegrarii elementelor radioactive prezente în scoarța planetei și a celei mai fierbinți mantale a Pământului. Când este încălzită, apa se transformă în abur, care este alimentat într-o turbină care generează electricitate.

În acest moment, există doar două centrale electrice mici de acest tip - în Franța și în Germania. Dacă tehnologia americană funcționează, US Geological Survey estimează că energia geotermală are potențialul de a furniza 50% din energia electrică necesară țării (azi contribuția acesteia este de doar 0,3%).

O altă modalitate de a folosi vulcanii pentru a genera energie a fost propusă în 2009 de cercetătorii islandezi. În apropierea adâncurilor vulcanice, au descoperit un rezervor subteran de apă cu o temperatură anormal de ridicată. Apa super-fierbintă se află undeva la granița dintre lichid și gaz și există doar la o anumită temperatură și presiune.

Oamenii de știință ar putea genera ceva similar în laborator, dar s-a dovedit că o astfel de apă se găsește și în natură - în intestinele pământului. Se crede că din apa „la temperatură critică” poate fi extrasă de zece ori mai multă energie decât din apa adusă la fierbere în mod clasic.

Energie din căldura umană

Principiul generatoarelor termoelectrice care funcționează pe diferența de temperatură este cunoscut de mult timp. Dar cu doar câțiva ani în urmă, tehnologia a început să permită utilizarea căldurii corpului uman ca sursă de energie. O echipă de cercetători de la Institutul lider de știință și tehnologie din Coreea (KAIST) a dezvoltat un generator încorporat într-o placă flexibilă de sticlă.

T Ce gadget va permite reîncărcarea brățărilor de fitness din căldura unei mâini umane - de exemplu, în timpul alergării, când corpul este foarte fierbinte și contrastează cu temperatura ambientală. Un generator coreean care măsoară 10 pe 10 centimetri poate produce aproximativ 40 de miliwați de energie la o temperatură a pielii de 31 de grade Celsius.

O tehnologie similară a fost luată ca bază de tânăra Ann Makosinski, care a inventat o lanternă care este încărcată de diferența de temperatură dintre aer și corpul uman. Efectul este explicat prin utilizarea a patru elemente Peltier: caracteristica lor este capacitatea de a genera electricitate atunci când sunt încălzite pe o parte și răcite pe cealaltă parte.

Drept urmare, lanterna lui Ann produce o lumină destul de puternică, dar nu necesită baterii reîncărcabile. Pentru funcționarea sa, este necesară doar o diferență de temperatură de numai cinci grade între gradul de încălzire al palmei umane și temperatura din cameră.

Pași pe plăci de pavaj „inteligente”.

În orice punct al uneia dintre străzile aglomerate, există până la 50.000 de trepte pe zi. Ideea de a folosi traficul pietonal pentru a converti util pașii în energie a fost realizată într-un produs dezvoltat de Lawrence Kemball-Cook, directorul Pavegen Systems Ltd. din Marea Britanie. Un inginer a creat plăci de pavaj care generează electricitate din energia cinetică a pietonilor.

Dispozitivul din țigla inovatoare este realizat dintr-un material flexibil, impermeabil, care se îndoaie aproximativ cinci milimetri atunci când este apăsat. Aceasta, la rândul său, creează energie, pe care mecanismul o transformă în electricitate. Wații acumulați sunt fie stocați într-o baterie cu polimer de litiu, fie folosiți direct pentru a ilumina stațiile de autobuz, vitrinele și semnalizarea.

Placa Pavegen în sine este considerată complet ecologică: corpul său este realizat din oțel inoxidabil de calitate specială și polimer reciclat cu conținut scăzut de carbon. Suprafața superioară este realizată din anvelope reciclate, datorită cărora plăcile sunt durabile și foarte rezistente la abraziune.

În timpul Jocurilor Olimpice de vară de la Londra din 2012, pe multe străzi turistice au fost instalate plăci. În două săptămâni, s-au obținut 20 de milioane de jouli de energie. Acest lucru a fost mai mult decât suficient pentru iluminatul stradal din capitala britanică.

Telefoane inteligente care încarcă biciclete

Pentru a reincarca playerul, telefonul sau tableta, nu este necesar sa aveti o priza la indemana. Uneori este suficient doar să rotiți pedalele. Astfel, compania americană Cycle Atom a lansat un dispozitiv care vă permite să încărcați o baterie externă în timp ce mergeți cu bicicleta și, ulterior, să reîncărcați dispozitivele mobile.

Produsul, numit Siva Cycle Atom, este un generator de biciclete cu baterii de litiu ușoare conceput pentru a alimenta aproape orice dispozitiv mobil cu un port USB. Acest mini generator poate fi instalat pe cele mai comune cadre de biciclete în câteva minute. Bateria în sine poate fi îndepărtată cu ușurință pentru reîncărcarea ulterioară a gadgeturilor. Utilizatorul face sport și pedalează - și după câteva ore smartphone-ul său este deja încărcat cu 100 de cenți.

Nokia, la rândul său, a prezentat și publicului larg un gadget care se atașează la o bicicletă și îți permite să traduci pedalarea într-un mod de a obține energie ecologică. Setul de încărcare pentru biciclete Nokia are un dinam, un mic generator electric care folosește puterea de la roțile unei biciclete pentru a încărca telefonul prin mufa standard de 2 mm care se găsește pe majoritatea telefoanelor Nokia.

Beneficiile apelor uzate

Orice oraș mare aruncă zilnic o cantitate imensă de ape uzate în ape deschise, poluând ecosistemul. S-ar părea că apa otrăvită de canalizare nu mai poate fi de folos nimănui, dar nu este așa - oamenii de știință au descoperit o modalitate de a crea celule de combustie pe baza ei.

Unul dintre pionierii ideii a fost profesorul de la Universitatea de Stat din Pennsylvania, Bruce Logan. Conceptul general este foarte greu de înțeles pentru un nespecialist și este construit pe doi piloni - utilizarea pilelor de combustie bacteriene și instalarea așa-numitei electrodialize inverse. Bacteriile oxidează materia organică din apele uzate și produc electroni în acest proces, creând un curent electric.

Aproape orice tip de deșeuri organice poate fi folosit pentru a genera energie electrică - nu numai canalizare, ci și deșeuri animale, precum și subproduse din industria vinului, berii și a produselor lactate. În ceea ce privește electrodializa inversă, aici funcționează generatoarele electrice, separate prin membrane în celule și extragând energie din diferența de salinitate a două fluxuri de lichid în amestec.

Energia „de hârtie”.

Producătorul japonez de electronice Sony a dezvoltat și dezvăluit un bio-generator capabil să genereze electricitate din hârtie tăiată fin la Tokyo Green Food Show. Esența procesului este următoarea: cartonul ondulat este necesar pentru a izola celuloza (acesta este un lanț lung de zahăr glucozat găsit în plantele verzi).

Lanțul este rupt cu ajutorul enzimelor, iar glucoza rezultată este procesată de un alt grup de enzime, cu ajutorul cărora sunt eliberați ioni de hidrogen și electroni liberi. Electronii sunt trimiși printr-un circuit extern pentru a genera electricitate. Se estimează că o astfel de instalație în timpul prelucrării unei coli de hârtie care măsoară 210 pe 297 mm poate genera aproximativ 18 wați pe oră (aproximativ aceeași cantitate de energie este generată de 6 baterii AA).

Metoda este ecologică: un avantaj important al unei astfel de „baterie” este absența metalelor și a compușilor chimici nocivi. Deși în momentul de față tehnologia este încă departe de comercializare: electricitatea este generată destul de mult - este suficientă doar pentru a alimenta mici gadget-uri portabile.

Aproape de-a lungul întregii sale existențe, omenirea a fost în căutare constantă de noi surse de energie. În prezent, pentru a obține cantitatea necesară de energie electrică, se folosesc surse neregenerabile, care sunt resurse naturale precum cărbunele, petrolul sau gazele naturale.

Utilizarea acestor tipuri de combustibil poate oferi unei persoane cantitatea necesară de energie, dar recent problema găsirii unui nou tip de resursă de combustibil a devenit din ce în ce mai urgentă, care poate acționa ca. Această problemă este urgentă, întrucât, conform previziunilor majorității oamenilor de știință, rezervele de resurse naturale utilizate în industria energiei electrice au scăzut rapid în ultimul timp, datorită creșterii nevoilor umane de energie. este o sarcină foarte importantă care poate rezolva problema lipsei de combustibil pentru a satisface nevoile.

Surse alternative de energie - o șansă de mântuire

Căutați noi surse de combustibil care numită alternativă, este una dintre părțile constitutive ale unui astfel de concept precum energia alternativă. Energia alternativă este una nouă, adică o comunitate de zone promițătoare care își pun sarcina de a găsi noi modalități de obținere, transmitere și utilizare a energiei, a cărei sursă sunt sursele alternative de energie. Totodată, una dintre direcțiile de dezvoltare a acestei industrii este utilizarea oricărui tip de energie care prezintă interes din punct de vedere economic, datorită costului scăzut pe unitatea de energie primită și din punct de vedere al mediului. vedere, deoarece tipurile alternative de energie, de regulă, se disting prin siguranța lor și nu provoacă daune.daune mediului.

Utilizarea surselor alternative este o oportunitate de a primi energie aproape nesfârșită, deoarece majoritatea surselor alternative sunt resurse regenerabile, ceea ce le face inepuizabile.

Tipuri de surse alternative de energie

În prezent, au fost studiate și aplicate în practică mai multe metode de generare a energiei electrice fără utilizarea combustibililor tradiționali. În același timp, conform statisticilor, o persoană din lumea modernă folosește doar 0,001% din sursele alternative de energie disponibile în natură, ceea ce reprezintă o parte neglijabilă din potențialul enorm al naturii.

De asemenea, problema care plasează utilizarea surselor alternative de energie în categoria zonelor în curs de dezvoltare este lipsa totală de elaborare a acestei probleme la nivel legislativ, întrucât în ​​prezent toate resursele naturale ale țării sunt proprietatea statului. Teoretic, chiar și utilizarea soarelui sau a vântului ar putea fi impozitată.

Până în prezent, cele mai răspândite sunt următoarele tipuri de producție de energie prin utilizarea surselor naturale inepuizabile.

Pe lângă cele mai comune tipuri de surse alternative de energie enumerate, există modalități mai exotice, inclusiv:

• biocombustibil, care este diverse biomasă și deșeuri;
• puterea musculară umană;
• folosind puterea unei furtuni, al cărei principiu este să încerci să prindeți o descărcare de fulger și să o redirecționați către rețeaua electrică;
• reacție de fuziune termonucleară controlată;
• obținerea de energie prin utilizarea celulelor fotovoltaice situate pe orbita pământului;
• aplicarea energiei mareelor.

Dezvoltarea energiei și îmbunătățirea constantă a tehnologiei accelerează semnificativ procesul de utilizare a surselor alternative de energie, care este viitorul.

De unde să obțineți energie? Nu este un secret pentru nimeni că, mai devreme sau mai târziu, oamenii vor epuiza rezervele de petrol, gaze, cărbune și chiar uraniu care rămân încă pe planetă. Apare o întrebare rezonabilă: „Ce să faci în continuare? De unde să obțineți energie? La urma urmei, întreaga noastră viață se bazează pe utilizarea energiei. Se dovedește că după ce rezervele de hidrocarburi se vor epuiza, se va termina și existența civilizației?

Există o ieșire! Acestea sunt așa-numitele surse alternative de energie. Apropo, multe dintre ele sunt folosite și cu succes deja în prezent. Energia vântului, mareelor, soarelui și surselor geotermale ─ este folosită cu succes și transformată de oameni în energie electrică. Dar este să spun așa.

În prezent, există sute de teorii și dezvoltări privind crearea și utilizarea surselor alternative de energie neobișnuite. Sursele alternative de energie descrise în acest articol sunt neobișnuite doar în sensul că nu au devenit încă populare, nu sunt utilizate pe scară largă, sunt impracticabile, neprofitabile etc.

Dar asta nu înseamnă deloc că acestea nu vor putea fi aplicate eficient, poate în viitorul foarte apropiat. La urma urmei, același ulei ca sursă de energie este cunoscut încă din cele mai vechi timpuri, dar numai de la sfârșitul revoluției industriale, uleiul a fost obținut și prelucrat într-o formă utilizabilă.

Nu se știe ce vom folosi în viitor pentru a genera energie, dar cu siguranță există alternative la sursele tradiționale de energie și este foarte posibil ca cel puțin una dintre metodele de generare a energiei electrice enumerate mai jos să devină răspândită și populară.

Iată 5 surse alternative de energie neobișnuite care trezesc speranțe reale pentru utilizarea lor eficientă în viitor:

Prima centrală experimentală cu apă sărată a fost construită de Statkraft în Norvegia. Centrala electrică folosește un efect fizic - osmoza pentru a genera energie electrică. Cu acest efect, ca urmare a amestecului de sare și apă dulce, se extrage energie din entropia în creștere a lichidelor. atunci această energie este folosită pentru a roti hidro-turbina generatorului electric.

Au fost dezvoltate centrale electrice demonstrative pe celule de combustie cu electrolit de oxid solid cu o putere de până la 500 kW. De fapt, elementul arde combustibilul și transformă direct energia eliberată în electricitate. Este ca un generator diesel, dar fără motorină și generator. Și, de asemenea, fără fum, zgomot, supraîncălzire și cu o eficiență mult mai mare.

Efectul termoelectric este utilizat pentru a genera energie electrică. Aceasta este o tehnologie destul de veche, care a devenit din nou relevantă în timpul nostru datorită utilizării masive a surselor de lumină care economisesc energie și a diferitelor receptoare electrice portabile. Dezvoltari industriale există deja și sunt utilizate cu succes, de exemplu, sobe de încălzire și gătit cu termogeneratoare încorporate, care, în cursul activității lor, fac posibilă obținerea nu numai de căldură, ci și de electricitate.

Au fost create instalații experimentale care permit generarea de energie electrică prin utilizarea energiei cinetice - poteci, turnichete la gări, un ring special de dans cu generatoare piezoelectrice încorporate. Există idei în viitorul apropiat de a înființa „săli de sport verzi” dedicate, unde un grup de biciclete sport ar putea genera până la 3,6 megawați de energie electrică regenerabilă pe an, potrivit producătorilor.

În această sursă de energie se află un nanogenerator special care transformă micro-oscilațiile din corpul uman în energie electrică. Cele mai mici vibrații sunt suficiente pentru ca dispozitivul să genereze un curent electric care vă permite să mențineți performanța dispozitivelor mobile. Nanogeneratoarele moderne transformă orice mișcare și mișcare într-o sursă de energie. Opțiunile de utilizare în comun a nanogeneratoarelor și bateriilor solare sunt foarte promițătoare și interesante.

Ce părere ai despre această? Este posibil să fiți conștienți de alte surse alternative noi de energie electrică. Distribuie in comentarii!

Când se vorbește despre energie alternativă, se referă de obicei la instalații pentru producerea de energie electrică din surse regenerabile - lumina soarelui și vântul. În același timp, statisticile exclud stațiile care folosesc puterea mareelor ​​și oceanelor, precum și centralele geotermale. Deși, aceste surse de energie sunt și regenerabile. Cu toate acestea, sunt tradiționale și sunt folosite la scară industrială de mulți ani.

Ideea de a folosi puterea energiei eoliene și solare pentru a genera electricitate este destul de atractivă. La urma urmei, acest lucru vă va permite să refuzați utilizarea combustibilului. Chiar și peisajul familiar va trebui să se schimbe. Conductele centralelor termice, sarcofagele nucleare vor dispărea. Multe țări nu vor mai fi dependente de achizițiile de combustibili fosili. La urma urmei, soarele și vântul sunt peste tot pe Pământ.

Dar poate o astfel de energie să o înlocuiască pe cea tradițională? Optimiștii cred că acest lucru se va întâmpla. Pesimiștii au o viziune diferită asupra problemei.

Statisticile la nivel mondial arată asta creșterea investițiilor în energie alternativă este în scădere din 2012. Există chiar și o scădere a cifrelor absolute. Declinul la scară globală s-a datorat în principal Statelor Unite ale Americii, țărilor din Europa de Vest. Nici măcar nu a putut compensa creșterea investițiilor japoneze și chineze.

Poate că statisticile sunt oarecum distorsionate, deoarece, în practică, producătorii punctuali de energie alternativă nu pot fi numărați - panouri solare individuale pe acoperișurile clădirilor rezidențiale, turbine eoliene care deservesc fermele individuale. Și, potrivit experților, acestea reprezintă aproximativ o treime din toată energia alternativă.

Germania este considerată pe bună dreptate un lider în producția de energie electrică din surse regenerabile.În multe privințe, sectorul său energetic este un fel de teren de testare pentru dezvoltarea modelelor promițătoare. Capacitatea instalată a generației sale eoliene și solare este de 80 GW. 40 la sută din capacitate aparține persoanelor fizice, aproximativ 10 la sută fermierilor. Și doar jumătate - companiilor și statului.

Aproximativ fiecare al doisprezecelea cetățean german deține o centrală alternativă. Aproximativ aceleași cifre caracterizează Italia și Spania. Centralele solare sunt conectate la o rețea comună, astfel încât proprietarii lor produc și consumă simultan energie electrică.

În anii precedenți, consumatorii puteau primi energie alternativă doar pe vreme însorită, dar în prezent, utilizarea unor complexe întregi în care bateriile solare sunt completate cu baterii - plumb tradițional sau litiu modern - se extinde activ. Astfel, devine posibilă acumularea de energie în exces, pentru ca ulterior să poată fi folosită noaptea sau pe vreme rea.

Experții estimează că un astfel de pachet permite unei familii europene de patru persoane să economisească 60 la sută din energia electrică consumată. Economiile de treizeci la sută vor veni direct de la panourile solare, iar alte treizeci de la baterii.

Economiile sunt semnificative, dar costul unei astfel de energie este foarte mare. O baterie de șase kWh costă în medie 5.000 de euro. Dacă adăugăm costul de instalare, întreținere, taxe și alte costuri, atunci o instalație de șase kWh va costa între zece și douăzeci de mii de euro. Acum în Germania există un tarif la energie electrică de aproximativ 25 de cenți. Prin urmare, perioada de rambursare a unei instalații alternative pentru o familie va fi de aproximativ treizeci de ani.

Este clar că nicio baterie nu va dura atât de mult. Dar acest lucru este valabil doar pentru tehnologiile actuale. Potrivit experților, costul atât al bateriilor, cât și al panourilor solare va scădea, în timp ce tarifele la energie electrică vor crește. Astfel de perspective sunt văzute de proprietarii multor companii, în special de Google. Această companie este liderul investițiilor în dezvoltarea energiei alternative în Statele Unite. Pentru a sublinia această împrejurare, în parcarea de la sediul central au fost instalate panouri solare.

În Europa de Vest, unele topitorii și producătorii de ciment spun că sunt gata să utilizeze parțial energia panourilor solare în viitorul apropiat.

O serie de experți prevăd o scădere bruscă a cererii pentru tipurile tradiționale de purtători de energie și dispariția energiei nucleare în viitorul apropiat. Probabil că și companiile energetice americane ascultă astfel de evaluări. Astfel, în ultimii ani în Statele Unite, comisia care reglementează energia nucleară nu a aprobat niciunul dintre proiectele CNE.

Cu toate acestea, cu toate perspectivele strălucitoare, energia alternativă ridică întrebări care nu au încă răspunsuri clare. Una dintre principalele probleme este că dezvoltarea industriei are loc în principal cu sprijin colosal guvernamental. Incertitudinea cu privire la continuarea acestei situații în următorii ani este cea care a determinat scăderea interesului investitorilor în Statele Unite, despre care s-a scris mai devreme. Aceeași imagine se observă și în Italia, al cărei guvern a redus tarifele de alimentare pentru a reduce deficitul bugetar.

Germania produce aproximativ un sfert din toată energia electrică folosind surse alternative și chiar o exportă. Problema este că această energie are prioritate pentru intrarea pe piață. Și acest lucru discriminează deja furnizorii tradiționali și încalcă interesele lor economice. Statul subvenționează producția folosind tehnologie alternativă, dar banii pentru subvenții sunt luați prin creșterea tarifelor. Aproximativ 20% din costul energiei electrice pentru germani este o plată în exces.

Cu cât se produce mai multă electricitate verde, cu atât este mai dificil pentru companiile energetice tradiționale să supraviețuiască. Afacerile lor din Germania sunt deja amenințate astăzi. Marii producători de energie, care investesc în generarea alternativă, au căzut ei înșiși în capcana lor. O mare parte a electricității ecologice a redus deja prețurile cu ridicata.

Bateriile solare, turbinele eoliene nu pot produce energie în zilele înnorate, în absența vântului, prin urmare, este încă nerealist să refuzi centralele termice, dar din cauza priorității energiei electrice alternative, capacitățile de generare ale CHPP-urilor sunt nevoite să stea inactiv în vreme însorită și în zilele cu vânt, iar acest lucru crește costul propriei generații și afectează consumatorii.

Când se vorbește despre energie electrică alternativă, justificându-și rentabilitatea în viitor, aceștia operează de obicei doar pe costul instalațiilor în sine. Dar pentru ca întregul sistem energetic să funcționeze și consumatorul să primească energie electrică fără întrerupere, este necesar să se mențină pregătite capacitățile tradiționale, care ca urmare vor fi încărcate doar cu o cincime din capacitățile lor de generare, iar acestea sunt costuri suplimentare. În plus, este necesar să se modernizeze radical rețeaua electrică, să o facă „inteligentă” pentru a asigura fluxul de energie electrică în ea pe noi principii. Toate acestea necesită investiții de miliarde de dolari și nu este încă clar cine le va finanța.

În presă, energia alternativă este prezentată ca o industrie aproape fără probleme care promite să primească energie electrică ieftină și ecologică în viitor, dar afacerile serioase înțeleg riscurile asociate cu aceasta. Sprijinul de stat nu este o sursă foarte sigură de finanțare, este riscant să te bazezi pe el. Un astfel de „primăvară” se poate usca în orice moment.

Și o altă problemă semnificativă. Instalațiile solare și eoliene necesită înstrăinarea unor suprafețe uriașe de teren. Dacă pentru condițiile Statelor Unite aceasta nu este o problemă mare, atunci Europa de Vest este dens populată. Prin urmare, proiecte majore legate de energia alternativă nu sunt încă implementate.

Companiile energetice, încercând să minimizeze riscurile, investesc împreună cu diverse fonduri, inclusiv cu companii de pensii și asigurări. Dar chiar și în Germania, toate proiectele în derulare nu sunt la scară largă, ci sunt țintite. Încă nu există experiență în crearea și funcționarea pe termen lung a unor mari capacități de generare în lume.

În timp ce problemele energiei alternative, riscurile acesteia sunt discutate în principal de experți și, prin urmare, nu par relevante pentru societate. Energia, ca orice alt sistem complex, ramificat și bine stabilit, are o mare inerție. Și doar ani de dezvoltare a oricărei noi tendințe îl pot muta de la locul său. Din acest motiv, cel mai probabil, dezvoltarea energiei alternative se va desfășura în continuare cu sprijinul statului și va avea tratamentul de națiune cea mai favorizată.

Lobby-ul „verde” devine din ce în ce mai activ în SUA. Chiar și cercetătorii serioși se bazează pe energia alternativă. Astfel, potrivit unui raport al Universității Stanford, statul New York până în 2030 își poate satisface pe deplin nevoile de energie electrică prin instalații solare și eoliene. Totodată, raportul indică faptul că, dacă sunt amplasate corect pe întreg teritoriul statului, atunci nu este necesară menținerea în rezervă a capacităților termice eficiente. Adevărat, autorii raportului nu propun abandonarea completă a energiei tradiționale.

Energia alternativă a încetat deja să fie exotică, există cu adevărat. Este clar că, pe măsură ce se dezvoltă, numărul de probleme asociate cu acesta va crește doar.