We współczesnym świecie jest wystarczająco dużo problemów. Wbrew przewidywaniom pisarzy science fiction ludzie nie byli w stanie pokonać głodu, a choroby zakaźne do dziś stanowią śmiertelne zagrożenie dla życia i zdrowia ludzi żyjących na Ziemi. Ale głównym problemem jest wyczerpywanie się zasobów, które dają energię naszej cywilizacji. Wyjściem może stać się nowe, nietradycyjne źródło energii. Co oznacza ta koncepcja?
Co to jest?
Mówiąc najprościej, niekonwencjonalne źródło energii to sposób na jej pozyskanie, który nie jest wykorzystywany na skalę przemysłową, jest eksperymentalny i dopiero przygotowywany jest do szerszego wykorzystania na całym świecie. Jednak główną cechą wyróżniającą takie metody pozyskiwania energii jest ich pełne bezpieczeństwo środowiskowe i odnawialność.
Mogą to być farmy wiatrowe, panele słoneczne, elektrownie pływowe. Ponadto ta sama klasa może obejmowaćbiogazownie, a także obiecujące projekty elektrowni termojądrowych (choć na odcinku).
Energia słoneczna
To niekonwencjonalne źródło energii może być tylko względnie nazwane "niekonwencjonalnym". Jedynym powodem jest to, że obecnie technologia wykorzystania energii słonecznej na Ziemi nie jest zbyt rozwinięta: zanieczyszczenie atmosfery ma wpływ, a ogniwa słoneczne są nadal bardzo drogie. Przestrzeń to inna sprawa. Panele słoneczne są dostępne na wszystkich statkach kosmicznych i regularnie dostarczają ich sprzętowi darmową energię.
Nie należy zakładać, że to „nietradycyjne” źródło energii zwróciło uwagę ludzi dopiero w naszych czasach. Słońce jest darmowym źródłem ciepła od czasów starożytnych. Nawet cywilizacja Sumeru używała na dachach domów pojemników, w których podgrzewano wodę w gorące letnie dni.
W zasadzie od tego czasu sytuacja niewiele się zmieniła: ten obszar energetyki jest efektywnie rozwijany tylko w tych krajach, w których znajdują się obszary opuszczone i gorące. Na przykład większość Izraela i Kalifornii w Stanach Zjednoczonych otrzymuje energię generowaną przez panele słoneczne. Ta metoda ma wiele zalet: nowoczesne ogniwa fotowoltaiczne charakteryzują się zwiększoną wydajnością, dzięki czemu z roku na rok świat będzie mógł produkować coraz bardziej czystą i bezpieczną energię.
Niestety cena technologii (o której już mówiliśmy) jest nadal wysoka, a do produkcji baterii używa się tak toksycznych elementów, że można mówić o jakiejś ekologiistaje się to całkowicie bezcelowe. Nieco inaczej postępują Japończycy, szeroko wykorzystując w praktyce nietradycyjne i odnawialne źródła energii.
Japońskie doświadczenie
Oczywiście panele słoneczne są mniej lub bardziej intensywnie używane w Japonii. Ale w ostatnich latach powrócili do praktyki o tysiącletniej historii: na dachach domów instaluje się zbiorniki i czarne rury, w których wodę ogrzewają promienie słoneczne. Biorąc pod uwagę tragiczną sytuację energetyczną w tym wyspiarskim kraju, oszczędności kosztów są znaczne.
W tej chwili analitycy uważają, że do 2025 r. energia słoneczna zajmie ważne społecznie pozycje w większości krajów świata. Krótko mówiąc, wykorzystanie nietradycyjnych źródeł energii w ciągu najbliższych 50-70 lat powinno stać się masowe.
Biogaz
Wszystkie duże ludzkie osady od niepamiętnych czasów borykały się z jednym wspólnym problemem - odpadami. Całe rzeki ścieków stały się jeszcze większe, gdy człowiek oswoił bydło i świnie i zaczął je hodować na masową skalę.
Gdy nie było dużo odpadów, można je było wykorzystać do nawożenia pól. Ale w tym momencie, gdy liczba tych samych świń zaczęła się liczyć w milionach, trzeba było jakoś rozwiązać problem. Faktem jest, że świeże odchody tego gatunku zwierząt są po prostu toksyczne dla roślin. Aby były przydatne, musisz wytrzymać gnojowicę, napowietrzyć ją i częściowo użyć leków stabilizujących poziom pH. To bardzo drogie.
Biogaz jest najstarszytrend
Naukowcy szybko zwrócili uwagę na doświadczenia starożytnych Chin i Indii, gdzie jeszcze przed naszą erą ludzie zaczęli wykorzystywać metan pozyskiwany z gnijących odpadów domowych. Wtedy był używany najczęściej do gotowania.
Straty gazu były bardzo duże, ale to wystarczyło, by uprościć pracę domową. Nawiasem mówiąc, w tych krajach takie rozwiązania są aktywnie wykorzystywane do dziś. Biogaz jako niekonwencjonalne źródło energii ma więc wielkie perspektywy, jeśli podejdziemy do tego zagadnienia z wykorzystaniem nowoczesnych technologii.
Zaproponowano technologię przetwarzania ścieków z przedsiębiorstw hodowlanych, w wyniku której na wyjściu uzyskano czysty metan. Problem jego rozwoju polega na tym, że tworzenie takich przedsiębiorstw jest możliwe tylko w regionach o rozwiniętej hodowli zwierząt. Ponadto perspektywy zwiększenia produkcji biogazu są tym mniejsze, im więcej antybiotyków i detergentów stosuje się w przedsiębiorstwach rolniczych: nawet niewielka ich ilość hamuje fermentację, w wyniku której cały obornik pokryty jest pleśnią.
Generatory wiatru
Pamiętasz Don Kichota ze swoimi „gigantami”? Pomysł wykorzystania siły wiatru od dawna ekscytował umysły naukowców, dlatego bardzo szybko znaleźli wyjście: wiatraki zaczęły regularnie dostarczać szybko rosnącej ludności miejskiej pierwszorzędnej mąki.
Oczywiście, kiedy pojawiły się pierwsze generatory prądu elektrycznego, umysły naukowców ponownie opanowały ten sam pomysł. Jak możesz nie chcieć korzystać z nieograniczonej mocy wiatru?aby otrzymać darmowy prąd?
Pomysł ten został szybko wprowadzony w życie i dlatego w Japonii, Danii, Irlandii i USA jest obecnie sporo obszarów, których zaopatrzenie w energię elektryczną z wiatraków wynosi 80 procent lub więcej. W USA i Izraelu istnieje już kilkanaście firm, które opracowują i instalują generatory wiatrowe - to bardzo obiecujące nietradycyjne źródło energii. Definicja „niekonwencjonalnego” nie jest tutaj zbyt adekwatna, ponieważ energia wiatrowa ma długą historię.
W ich przypadku jest wystarczająco dużo problemów. Oczywiście prąd jest bezpłatny, ale aby zainstalować wiatrak, ponownie potrzebujesz obszaru pustynnego, gdzie wiatr wieje przez większość roku. Dodatkowo koszt wytworzenia i zainstalowania potężnego generatora (o wysokości masztu kilkudziesięciu metrów) to dziesiątki tysięcy dolarów. I dlatego nie wszystkie kraje mogą sobie pozwolić na „darmową” energię elektryczną, w której sama możliwość wytwarzania energii elektrycznej z wiatru jest całkiem realna.
Energia syntezy jądrowej
To największe marzenie wielu współczesnych fizyków. Prace nad ograniczeniem reakcji termojądrowej rozpoczęły się w latach 50. ubiegłego wieku, ale do tej pory nie udało się uzyskać działającego reaktora. Wiadomości z tych frontów są jednak dość optymistyczne: naukowcy sugerują, że w ciągu najbliższych 20-30 lat nadal będą w stanie stworzyć działający prototyp.
Przy okazji, dlaczego ta dziedzina nauki jest tak ważna? Faktem jest, że gdy dwa atomy wodoru lub helu łączą się, tworzą się wsetki tysięcy razy więcej energii niż gdyby rozpadło się kilka tysięcy jąder uranu! Zasoby pierwiastków transuranowych są duże, ale stopniowo się wyczerpują. Jeśli wodór zostanie użyty do generowania energii, jego rezerwy na naszej planecie wystarczą na setki tysięcy lat.
Wyobraź sobie kompaktowy reaktor, który może działać przez kilka dziesięcioleci bez tankowania, w pełni dostarczając energię elektryczną do ogromnej bazy obcych! Nietradycyjne źródło energii termojądrowej to praktyczna szansa dla całej ludzkości, dająca możliwość rozpoczęcia szerokiej eksploracji kosmosu.
Niestety technologia ma wiele niedociągnięć. Po pierwsze, wciąż nie ma ani jednego mniej lub bardziej działającego prototypu, a przełomy w tym kierunku nastąpiły bardzo, bardzo dawno temu. Od tego czasu niewiele słyszano o prawdziwym sukcesie.
Po drugie, fuzja lekkich jąder wytwarza ogromną ilość lekkich neutronów. Nawet przybliżone obliczenia pokazują, że elementy reaktora już za pięć lat staną się tak radioaktywne, że ich materiały zaczną się rozkładać, całkowicie degenerując. Jednym słowem, ta technologia jest skrajnie niedoskonała, a jej perspektywy wciąż są niejasne. Jednak nawet jeśli choć zgrubne obliczenia są poprawne, to to niekonwencjonalne alternatywne źródło energii z pewnością może stać się prawdziwym zbawieniem dla całej naszej cywilizacji.
Stacje pływów
W mitach i tradycjach narodów świata można znaleźć wiele odniesień do tychboskie siły, które rządzą przypływami i odpływami. Człowiek był zachwycony gigantyczną mocą, która mogła wprawić w ruch takie masy wody.
Oczywiście, wraz z rozwojem przemysłu, ludzie ponownie zwrócili uwagę na energię pływów, co umożliwiło stworzenie elektrowni, które w dużej mierze powtarzają idee sprawdzonych od dawna i sprawdzonych elektrowni wodnych. Zaletami są tania energia, całkowity brak niebezpiecznych odpadów i konieczność zalewania terenu, jak to ma miejsce w elektrowniach wodnych. Wadą są wysokie koszty budowy.
Wnioski
W rezultacie możemy powiedzieć, że nietradycyjne odnawialne źródła energii mogą zapewnić ludzkości niedrogą i czystą energię elektryczną o około 70%, ale do ich masowego wykorzystania konieczne jest obniżenie kosztów technologii.
