Виды возобновляемых источников энергии

// // Энергетика //

Понятие «энергия» во всех её проявлениях уже давно и прочно вошло в нашу жизнь. Представить себя в мире, где незнакомы электричество, газ, отопление, бензин, достаточно сложно. Однако мы не всегда задумываемся о том, что ресурсы планеты хоть и велики, но не безграничны. Наступит момент, когда добыча нефти как энергоносителя станет просто невыгодна: для добычи одной её тонны придётся переработать и сжечь больше, чем одну тонну нефти... Примерно так же дела обстоят с природным газом, углём и ядерным топливом, причём по оценкам специалистов критический момент может наступить в середине XXI века.

Но всё ли так плохо? Оказывается, нет. Наша планета освещается и обогревается солнцем, благодаря чему формируются возобновляемые запасы энергии. На промышленном уроне хорошо освоена гидроэнергетика: крупная река перекрывается плотиной с гидроэлектростанцией, которая может неограниченно долго поставлять огромные потоки электроэнергии. Однако ГЭС существенно меняет местную экосистему: разлившаяся река затапливает значительные территории, увеличивается испарение воды, несколько меняется тепловой баланс местности (вода снижает как суточные, так и годовые колебания температуры). Плотина перекрывает путь миграции рыбы, что может привести к изменению численности или даже вымиранию многих её видов. Так что к строительству новых ГЭС следует подходить весьма осмотрительно, тщательно взвешивая экологические последствия.

В качестве альтернативы хорошо известны солнечные батареи и ветряные электростанции. Их влияние на экосистему неизмеримо ниже, чем у ГЭС, уровень опасности так же пренебрежимо мал (крупные аварии на атомных станциях способны привести к экологическим катастрофам, и примеры уже известны). В солнечной батарее просто нечему взрываться; ветряк, разваливаясь, разве что по затылку ударит. Сильной стороной таких устройств является то, что свет и ветер на нашей планете будут всегда, то есть никогда не иссякнут. Однако есть и недостатки: во-первых – довольно невысока мощность отдельного ветряка или солнечной батареи, во-вторых – ветер и освещённость зависят от погоды и времени суток, к тому же зимой световой день значительно короче, чем летом. Такую энергетику нужно развивать как вспомогательную, хотя на уровне дачи она может оказаться весьма интересной.

Некоторые районы планеты могут похвастать геотермальными источниками: из под земли бьют целые фонтаны горячей воды, нагретой недрами. Источник тепла в данном случае – слабая радиоактивность многих элементов, входящих в состав ядра и мантии Земли. Строго говоря, этот источник нельзя назвать возобновляемым, однако его хватит на миллиарды лет. К сожалению, быстрое повышение температуры с ростом глубины встречается достаточно редко и характерно в основном для мест с вулканической активностью. Тем не менее там, где такая возможность есть и не связана с риском для людей, геотермальную энергетику следует развивать.

Уже много лет ведутся исследования водорода как ядерного топлива. По эффективности такое топливо многократно превосходит всё остальное, что мы можем использовать, к тому же его запасы (в виде воды) просто огромны и к тому же восполняются благодаря солнечному ветру. В качестве отходов такой АЭС будут получаться совершенно безобидный гелий (ядерный синтез из водорода) и кислород (в результате разложения воды на компоненты). К сожалению, практически значимых результатов достигнуть пока не удалось, так как для ядерного синтеза нужны условия экстремально высоких температур и давления, характерные лишь для звёздных недр.

Исследуются возможности спирта в качестве топлива для автомобилей и самолётов. Подходящие двигатели уже созданы и эксплуатируются. В отличии от бензина и керосина, спирт можно получать из любой органики, т.е. он относится к возобновляемым ресурсам, сложности же связаны с его получением в промышленных масштабах: существующие технологии требуют немалого количества энергии, что ставит под вопрос экономическую целесообразность такого проекта. С другой стороны, те же ветряки и солнечные батареи, расположенные вблизи спиртового завода, способны обеспечить его большей частью необходимой энергии. Дальнейшие исследования в этом направлении на фоне дорожающей нефти принесут положительные результаты.

Возможны, в принципе, и вовсе экзотические источники энергии, например на основе разницы температур. Можно взять два провода – из меди и из алюминия, скрутить их на одном конце и место скрутки поместить в костёр. Другие концы можно поднести к карманному фонарику, лампочка будет гореть. Огненная струя, с большим напором бьющая между двумя близкими магнитами, превращает их в источник энергии уже заметной мощности.