Future Energy: verklighet och fantasi. Alternativa energikällor

Det är ingen hemlighet att de resurser som mänskligheten idag är förvisso mer av sin framtida produktion och användning kan leda inte bara till energi, men också till miljökatastrof. Traditionellt används av människan resurser - kol, gas och olja - kommer att sluta efter några decennier, och åtgärder måste vidtas nu, i vår tid. Naturligtvis kan vi hoppas att vi återigen kommer att hitta några rika insättning, liksom i den första halvan av förra seklet, men forskarna tror att sådana stora insättningar längre. Men i alla fall, kommer även upptäckten av nya områden bara fördröja det oundvikliga behovet av att finna sätt att producera alternativ energi, och att byta till förnyelsebara resurser såsom vindkraft, solenergi, geotermisk energi, vattenflöden, etc., och utöver detta är det nödvändigt att fortsätta utvecklingen av energisparande teknik.

I denna artikel kommer vi att titta på några av de mest lovande, i yttrandet av moderna forskare, att de idéer som bygger framtidens energi.

solar stationer

Människor har länge funderat på om det är möjligt att använda solens energi på jorden. Under solljus uppvärmt vatten och torkades kläder keramik innan det skickas till ugnen emellertid dessa metoder kan inte kallas effektiv. De första tekniska medel, som omvandlar solenergi uppstod i 18th century. Franska forskare Buffon har erfarenheten visat, där han lyckades med hjälp av en stor konkav spegel i klart väder för att antända torrt trä från ett avstånd på ca 70 meter. Hans landsman, den berömda vetenskapsmannen Lavoisier, gäller linser att koncentrera solens energi och i England har skapat en lentikulär glas som genom att fokusera solens strålar smält järn på bara några minuter.

Naturforskare genomfört många experiment som visade att användningen av solenergi på jorden möjligt. Men solcell som skulle ha vänt solenergi till mekanisk energi, verkade relativt nyligen, 1953. Den skapades av forskare från US National Aerospace Agency. Redan 1959 först med att använda en solpanel för att utrusta en rymdsatellit.

Kanske inte ens då, inse att sådana batterier i rymden mycket mer effektivt, hade forskarna idén att skapa ett utrymme solanläggningar, eftersom en timme solen för att generera lika mycket energi som hela mänskligheten förbrukar och för året, så varför inte använda den? Vad kommer att vara framtiden för solenergi?

Å ena sidan verkar det som om användningen av solenergi är perfekt. Dock är kostnaden för ett stort utrymme solar anläggning mycket hög, och dessutom är det ett sätt att fungera. Med tiden, när ny teknik för leverans av varor kommer att läggas ut i rymden, liksom nya material, skulle genomförandet av ett sådant projekt vara möjligt, men vi kan bara använda relativt små paneler på ytan av planeten. Många kommer att säga att det är synd. Ja, det är möjligt i ett privat hem, men för strömförsörjningen av stora städer, respektive, måste vara en uppsättning av solpaneler, en teknik som kommer att göra dem mer effektiva.

Den ekonomiska sidan av frågan är också närvarande: varje budget kommer att drabbas om det kommer att få i uppdrag att översätta hela staden (eller land) på solpaneler. Det verkar som skulle krävas av stadsbor betala en viss mängd för renovering, men i så fall de inte kommer att vara glada, för om folk var villiga att gå på sådana utgifter, skulle de redan har gjort det själva: förmågan att köpa en solpanel är alla.

När det gäller solenergi finns en annan paradox: produktionskostnaderna. Solens energi direkt till elektricitet Översättning - inte det mest effektiva sak. Fortfarande har inte hittat bättre sätt än att använda solens strålar för att värma vatten, som förvandlas till ånga som i sin tur driver generatorn. I detta fall är energiförlusten minimal. Mänskligheten vill använda "gröna" solpaneler och sol station, för att spara resurser på marken, men för detta projekt kommer att kräva en enorm mängd av samma resurser och "icke-ekologisk" energi. Till exempel har en solkraftverk med en yta på cirka två kvadratkilometer nyligen byggts i Frankrike. Byggkostnaden var cirka 110 miljoner euro, exklusive kostnad. Med allt detta bör komma ihåg att livet för sådana mekanismer är cirka 25 år.

vind

Vindkraft - används också av människor sedan urminnes tider, är det enklaste exemplet segling och väderkvarnar. Windmills använder idag, är de särskilt effektiva i områden med ständiga vindar, såsom vid kusten. Forskarna ständigt lägga fram idéer om hur man modernisera befintliga verktyg för att konvertera vindenergi, en av dem - i form av flytande vindkraftverk vindkraftverk. På grund av den ständiga rotation de kunde "hänger" i luften inom ett par hundra meter från marken, där vinden är stark och konstant. Detta skulle bidra till elektrifieringen av landsbygden, där det är omöjligt att använda konventionella vindkraftverk. Dessutom skulle dessa flytande vindkraftverk utrustas med Internet moduler som skulle göras för att säkerställa människors tillgång till World Wide Web.

Tidvatten och vågor

Högkonjunkturen i sol- och vindenergi gradvis äger rum, och har väckt intresse hos forskare är en annan naturlig energi. Mer lovande är att använda tidvattnet. Redan har den här frågan funnits ett hundratal företag över hela världen, och det finns flera projekt som har visat effektiviteten hos denna metod för elproduktion. Den fördelen framför solenergi är att förlusten i översättningen av en energi till en annan är minimala: en enorm flodvåg roterar en turbin, som producerar elektricitet.

Den "Oyster" - en idé som ligger på havsbotten gångjärnsklaff, som kommer att leverera vatten till stranden, så vänder det enkla vattenkraft turbinen. Endast en sådan installation kan ge el till en liten stadsdel.

Redan i Australien har framgångsrikt använt flodvågen: i staden Perth avsaltning installerad arbetat med denna typ av energi. Deras arbete ger färskvatten till cirka en halv miljon människor. Naturlig energi och industri kan också kombineras inom sektorn för energiproduktion.

Användningen av tidvattenkraft skiljer sig något från den teknik som vi använde för att se i floden vattenkraftverk. HPP är ofta skadliga för miljön: det omgivande området översvämmade, förstörde ekosystemet, men anläggningar som använder flodvågor, i detta avseende, mycket säkrare.

mänsklig energi

En av de mest fantastiska projekt energianvändning levande människor du kan ringa på vår lista. Låter fantastisk och ännu mer skrämmande, men inte så skrämmande. Forskare vårda tanken på hur man använder den mekaniska energin av rörelse. Det är i dessa projekt på mikroelektronik och nanoteknik med låg strömförbrukning. Även om det låter som en utopi, det finns ingen riktig utveckling, men tanken är mycket intressant och inte lämnar medvetandet hos forskarna. Håller med, kommer enheten att vara mycket bekvämt, att som en klocka med automatisk podzavodkoy debiteras från det faktum att sensorkabel finger eller på surfplattan eller telefonen bara hänger i påsen när man går. Att inte tala om kläder, som är fylld med olika mikroanordningar, kan omvandlas till elektricitet energin i mänsklig rörelse.

I Berkeley i Lawrence Laboratory, till exempel, har forskare försökt att levandegöra idén att använda virus för att pressa energiomvandling till el. Små mekanismer som arbetar med förslaget, eftersom det finns dock ännu flödet av sådan teknik är inte inställd. Ja, den globala energikrisen på detta sätt inte klara: Hur många människor kommer att behöva "pedal" att få det att fungera hela anläggningen? Men som en av de åtgärder som används i komplexet, är teorin ganska lönsamt.

Speciellt som tekniken för att vara effektiva i svårtillgängliga områden, vid polarstationer, i bergen och skogen bland resenärer och turister som inte alltid har möjlighet att ladda din gadget, men att hålla kontakten är viktig, särskilt om gruppen var i en kritisk situation. Hur många saker kan förebyggas om människor har alltid varit en pålitlig kommunikationsenhet som är oberoende "från väggen."

Vätebränslecell

Kanske varje ägare av bilen, stirrar på ljusmängd bensin närmar sig noll, finns det en uppfattning om hur det skulle vara bra om bilen körs på vatten. Men nu dess atomer föll i synfältet av forskare som verkliga energianläggningar. Det faktum att partiklar av väte - den mest förekommande gas i universum - innehåller en enorm mängd energi. Dessutom brinner motorn gasen med praktiskt taget inga biprodukter, det vill säga vi får en mycket miljövänliga bränslen.

Väte satsas med vissa moduler i ISS och skyttlar, men på jorden den existerar huvudsakligen i form av föreningar såsom vatten. På åttiotalet i Ryssland har utvecklat flygplan som använder vätgas som bränsle, är denna teknik används även i praktiken och experimentella modeller har visat sig vara effektiva. När väte separeras ut, flyttas det till ett speciellt bränslecell, kan sedan genereras elektricitet direkt. Detta är inte energin i framtiden är redan en realitet. Dessa bilar är redan producerat och ganska stora mängder. Företaget Honda, för att betona universalitet energikälla och bilen i allmänhet genomförde ett experiment där maskinen har anslutits till det elektriska hemnätverket, men inte för att få laddas. Fordonet kan ge ström privat hem inom några dagar, eller passera utan att tanka nästan fem hundra kilometer.

Den enda nackdelen med denna energikälla just nu - det är en relativt höga kostnaden för sådana miljövänliga bilar, och naturligtvis har ett relativt litet antal väte tankställen, men i många länder redan planerat sin konstruktion. Till exempel är Tyskland redan en plan för att installera hundra tankstationer med 2017.

jordvärme

Omvandlingen av värmeenergi till elektricitet - är kärnan i geotermisk energi. I vissa länder där det är svårt att använda i andra branscher, används det ganska mycket. Till exempel i Filippinerna 27% av all el faller på geotermiska kraftverk och på Island är siffran cirka 30%. Det väsentliga i denna metod för energiproduktionen är ganska enkel, mekanismen liknar en enkel ångmaskin. Innan den påstådda "sjön" magma är nödvändigt att borra ett hål genom vilket vatten pumpas. Vid kontakt med vatten glöd magma direkt omvandlas till ånga. Den stiger där vrider mekanisk turbin, därigenom generera elektricitet.

Geotermisk energi framtiden är att hitta ett stort "valv" av magma. Till exempel, i den tidigare nämnda Island den lyckades: glödande magma bråkdel av en sekund alla visade s uppladdade vatten till ånga temperatur av cirka 450 grader Celsius, som är ett absolut rekord. En sådan högtrycksånga är i stånd att förbättra effektiviteten av de geotermiska stationen flera gånger, kan det bli drivkraften för utvecklingen av geotermisk energi i hela världen, särskilt i områden mättade med vulkaner och varma källor.

Användning av kärnavfall

Kärnenergi, på den tiden skapat en furor. Det var inte förrän så länge människor inte inser den fulla risken för energibranschen. Olyckor är möjliga, från liknande fall ingen är immun, men de är mycket sällsynta, men radioaktivt avfall verkar stabil och, tills nyligen, kunde forskarna inte lösa detta problem. Det faktum att stavarna uran - kan den traditionella "bränsle" kärnkraft användas av endast 5%. Efter utvecklingen av denna lilla del av hela kärnan skickas till "soptunna".

Tidigare använd teknik, varigenom stängerna nedsänktes i vatten, vilket saktar ner neutronerna, under bibehållande av en stabil reaktion. Nu i stället för vatten började använda flytande natrium. Denna substitution kan du inte bara använda hela volymen av uran, men också för att behandla tiotusentals ton av radioaktivt avfall.

Rid planeten kärnenergiavfall är viktigt, men det finns ett "men" i själva tekniken. Uranus hänvisar till de resurser och reserver i världen är ändliga. Om hela planeten översätta enbart på energi från kärnkraft (till exempel i US kärnkraftverk producerar endast 20% av den totala elförbrukningen) kommer uranreserver vara uttömda ganska snabbt, och det återigen kommer att leda mänskligheten till tröskeln till energikrisen, så att kärnkraften , om än moderniseras, bara en tillfällig åtgärd.

vegetabilisk olja

Även Henry Ford, vilket skapar en "Model T", uppskattar att det kommer att fungera på biobränslen. Men samtidigt som nya oljefält upptäcktes, och behovet av alternativa energikällor har försvunnit under några decennier, men är nu tillbaka igen.

Under de senaste femton åren har användningen av vegetabiliska bränslen såsom etanol och biodiesel, ökat flera gånger. De används som oberoende kraftkällor, och som en tillsats till bensin. För en tid sedan var förhoppningar knutits på en särskild hirs kultur, känd som "Canola". Det är helt olämpliga som föda för människor eller djur, men har hög oljehalt. Olje- och stålproducerande "biodiesel". Men denna kultur tar upp för mycket utrymme, om du försöker att växa tillräckligt länge för att ge bränsle för åtminstone en del av planeten.

Nu har forskare talar om att använda alger. Deras oljeinnehåll på ca 50%, vilket också kommer att lätt utvinna olja och avfall kan omvandlas till gödsel på grundval av vilka kommer att växa nya alger. Idén anses intressant, men dess lönsamhet har ännu inte bevisats att offentliggörandet av de framgångsrika försök på detta område ännu inte har publicerats.

kärnfusion

Framtida världsmakt, enligt moderna forskare, är omöjligt utan teknik fusion. Det är just nu den mest lovande utveckling som redan har investerat miljarder dollar.

I kärnkraftverk använda energin division. Det är farligt eftersom det finns en risk för en okontrollerad reaktion som förstör reaktorn, och kommer att leda till utsläpp av stora mängder radioaktiva ämnen: kanske minns alla olyckan vid kärnkraftverket i Tjernobyl.

De reaktioner av termonukleär fusion, namnet antyder, utnyttjar den energi som frigörs vid sammanflödet atomer. Som ett resultat, till skillnad från kärnklyvning, inte bildas någon radioaktivt avfall.

Det största problemet är att det resulterande fusions är en substans som har en sådan hög temperatur, vilket kan förstöra hela reaktorn.

Denna energi i framtiden - en verklighet. Och fantasi är på sin plats just nu i Frankrike redan har påbörjat byggandet av reaktorn. Flera miljarder dollar som investeras i pilotprojektet, som finansieras av ett antal länder, bland vilka, förutom EU, innehåller Kina, Japan, USA, Ryssland och andra. Inledningsvis de första försöken redan planerat att starta år 2016, men beräkningar har visat att budgeten är för liten (i stället för 5 miljarder tog 19), och lanseringen flyttades ytterligare 9 år. Kanske kommer vi att se om några år, det vill säga förmåga att fusionsenergi.

Problem med nuvarande och framtida möjligheter

Inte bara forskare utan även science fiction-författare, ger en hel del idéer för att förverkliga framtidens energi, men alla är överens om den teknik som hittills har ingen av alternativen inte kan producera fullt stöd av alla de behov som vår civilisation. Till exempel har om alla bilar i USA kommer att driva biobränsle raps fält planterade område lika med hälften av hela landet, utan att ta hänsyn till det faktum att marken lämpar sig för odling i USA är inte så många.
Dessutom hittills alla metoder för produktion av alternativ energi - vägar. Kanske var och en av de vanliga stadsbor, jag håller med om att det är viktigt att använda rena, förnybara resurser, men inte när de ger röst åt kostnaden för en sådan övergång för tillfället. Forskarna har fortfarande en hel del arbete på detta område. Nya upptäckter, nya material, nya idéer - allt detta kommer att hjälpa mänskligheten att klara framgångsrikt med sin långa resurskris.

Lös problem energi av planeten kan bara omfattande åtgärder. I vissa områden är det mer praktiskt att använda energiproduktionen från vind, någonstans - solpaneler, och så vidare. Men kanske den viktigaste faktorn är att minska energiförbrukningen i allmänhet och skapandet av energisparande teknik. Varje person bör förstå att ansvaret för planeten, och alla borde ställa frågan: "Vilken typ av energi väljer jag för framtiden"
Innan vi övergår till andra källor, måste alla inse att det verkligen är nödvändigt. Endast en övergripande strategi kommer att kunna lösa energiproblemet.