Probablemente, casi todas las personas en la Tierra, al menos una vez, entraron en una discusión sobre la energía alternativa del futuro, preguntándose si esto tiene sentido y si vale la pena. El debate sobre este tema puede ser infinitamente largo. Ahora, el desarrollo de proyectos de energía alternativa del futuro está cobrando impulso. La humanidad lucha por una vida más cómoda y segura. Y su provisión requiere constantes cambios, descubrimientos e innovaciones. Queremos vivir en un mundo progresista, causando el menor daño posible al medio ambiente, conservando y utilizando sabiamente todo tipo de recursos.

Fuentes alternativas de energía del futuro: ¿cuento de hadas o realidad?

Energía alternativa y gratuita del futuro: ¿suena esto como un atributo de la ciencia ficción, o es un objetivo absolutamente real y alcanzable para los próximos años? La humanidad se ha dedicado a la investigación y el desarrollo casi todo el tiempo de su existencia. A partir de la invención de la rueda, siguiendo con la electricidad y acercándose al uso de la energía del átomo, las personas no dejan de buscar, crear e implementar cada vez más nuevos dispositivos, métodos de investigación y formas de funcionamiento. Vivir cómoda y fácilmente es el objetivo principal de todas estas novedades e innovaciones.

Una de esas áreas que puede cambiar significativamente la vida de una persona es el desarrollo de la energía del futuro. Muchas fuentes ya se utilizan de manera bastante activa, algunas solo son de uso general, otras aún se encuentran en la etapa de desarrollo.

¿Qué sabemos sobre las fuentes de energía alternativas del futuro?

• Energía solar.

Los paneles solares ahora casi nadie puede estar realmente sorprendido. En la actualidad, este recurso se usa de manera bastante activa, aunque no en todas partes. El mecanismo de funcionamiento de dicho equipo es bastante simple, pero su precio aún no permite que nadie use este tipo de suministro de energía autónomo.

Además, las condiciones climáticas juegan un papel muy importante en la productividad de los paneles solares. De hecho, en latitudes donde la mayor parte del año es fría y nublada, dicho equipo será menos efectivo que en regiones cálidas y soleadas.

• Plantas de energía eólica.

Otra fuente bastante popular de energía alternativa es el viento. Tales plantas de energía a menudo se encuentran en áreas rurales y, a menudo, están ubicadas en los campos, en las llanuras. La generación de electricidad se realiza mediante la conversión energía mecánica en eléctrico. Esto sucede gracias a generadores especiales. Las aspas de los molinos de viento giran y reciben energía eólica, después de lo cual se procesa en electricidad que usamos.

Desafortunadamente, el costo de este equipo no está disponible públicamente y las condiciones climáticas también juegan un papel decisivo.

• Energía de fuentes geotérmicas.

El siguiente tipo de recursos energéticos no es tan conocido como los dos anteriores. Sin embargo, también tiene su lugar. El vapor de aguas termales es otra opción para proporcionar energía autónoma alternativa. El principio de funcionamiento de los equipos para obtener dicha energía es que las turbinas son impulsadas por vapor, después de lo cual comienzan a funcionar los generadores eléctricos.

Este método no puede ser ampliamente utilizado, ya que su funcionamiento está garantizado solo en presencia de fuentes geotérmicas.

En áreas donde hay acceso al mar o al océano, la energía del agua se utiliza con éxito. Durante las mareas altas y bajas, la fuerza mecánica del agua impulsa turbinas especiales instaladas en la estación. Luego se convierte en electricidad.

Tales plantas de energía no son tan comunes. Es posible que no siempre rindan lo suficientemente bien y, en algunos casos, se caracterizan por una baja eficiencia.

¿Puede la energía alternativa ser efectiva para una casa particular?

Si consideramos los recursos energéticos anteriores, a menudo se utilizan a escala industrial para generar una gran cantidad de energía que puede garantizar el funcionamiento de toda una empresa o un pequeño asentamiento. Pero, ¿es posible elegir fuentes de energía alternativas para el hogar para satisfacer las necesidades de, por ejemplo, un área en particular?

La respuesta a esta pregunta es innegablemente ¡sí! Si calcula correctamente la cantidad requerida de energía térmica o eléctrica, puede encontrar una manera de satisfacer esta necesidad a través de fuentes autónomas.

¿Qué recursos se pueden utilizar en este caso?

• Las fuentes de electricidad pueden ser fotomódulos o aerogeneradores. Al elegir este o aquel equipo, es muy importante evaluar el clima en el área donde se supone que se encuentra la instalación. Asimismo, el cálculo de la cantidad de equipos necesarios para cubrir las necesidades energéticas. Y también cómo se regulará el funcionamiento de los propios dispositivos.
• En cuanto a la provisión de energía térmica, vale la pena prestar atención a los colectores solares o calderas de combustible sólido. En este caso, al elegir la segunda opción, debe cuidar la disponibilidad de combustible. En cuanto al embalse, su productividad cambiará con el advenimiento de una estación en particular. En este caso, la generación de calor no será uniforme durante todo el año.

Por lo tanto, vemos que las fuentes de energía alternativas para un hogar privado pueden ser asequibles y eficientes. No obstante, para ello es necesario realizar correctamente todos los estudios preliminares de la zona, una evaluación del consumo energético, un análisis de la productividad de un determinado recurso y la selección de los equipos más adecuados para todos los puntos y parámetros. Al mismo tiempo, los fondos invertidos se beneficiarán y pagarán solo si el equipo se usa de manera correcta y conveniente.

¿Cuál es el futuro de la energía alternativa? ¿Existe?

Por supuesto, el alto costo de los equipos y la dependencia de las condiciones climáticas ralentiza ligeramente la adopción más amplia de recursos de energía renovable. No obstante, se observan avances en este ámbito, además, muy rápidos, aun teniendo en cuenta ciertos inconvenientes y dificultades en las primeras etapas.

Respondiendo a la pregunta, "¿Las fuentes de energía alternativa tienen futuro?", podemos decir con confianza que existe. Es importante señalar que esta área incluye no solo el desarrollo de nuevos recursos, sino también la optimización del potencial existente. La generación de energía no es un proceso sencillo en muchos aspectos y requiere grandes inversiones y esfuerzos. Por ello, además de la introducción de energías alternativas para el hogar o la producción, se presta gran atención a la reconstrucción viejo sistema generación y suministro de energía.

Existen diferentes opiniones respecto al desarrollo de la energía en el país. Algunos ven que los recursos alternativos serán cada vez más aplicables en el futuro, mientras que otros opinan que las fuentes comprobadas y comprobadas son más confiables y rentables. Hay una nota sonora en ambas posiciones, ya que pros y contras, lados ventajosos y desventajosos se encuentran en cualquier ámbito. Por lo tanto, debe tenerse en cuenta que la solución más competente será el uso acumulativo y optimizado tanto de métodos innovadores como de recursos comprobados y comprobados.

Según su estudio, a mediados de siglo, el carbón y el petróleo comenzarán a perder su importancia como fuentes de energía, los combustibles fósiles serán reemplazados por la energía solar. Pero para ello, será necesario cambiar todo el paradigma de las relaciones dentro de la industria, tanto las tecnologías como la psicología de los jugadores.

Gran energía tres

Según los expertos del "Global Energy" (entre ellos 20 científicos de todo el mundo, entre ellos, por ejemplo, el laureado premio Nobel mundo por Rodney Allam), para 2100, la participación del petróleo y el carbón en el balance mundial de combustible y energía será del 2,1% y 0,9%, respectivamente, la energía de fusión ocupará una décima parte del mercado y más de una cuarta parte de toda la electricidad mundial. se producirá gracias al sol. La razón de estos cambios es la paulatina disminución de la producción de hidrocarburos y la reorientación hacia la construcción de instalaciones energéticas más limpias.

La influencia de los distintos estados en el mercado energético también cambiará: por ejemplo, para 2035 Estados Unidos será el mayor productor de combustibles y recursos energéticos (24 %), seguido de Rusia (21 %) y China (16 %). Sin embargo, en 50 años, según los expertos, Rusia ocupará el primer lugar (19%), China pasará a ser el segundo (18%) y Estados Unidos "caerá" al tercer lugar (17%). Para 2100, sin embargo, la disposición volverá a cambiar: China ocupará el primer lugar (20 %), mientras que Rusia y Estados Unidos ocuparán la segunda y tercera línea del ranking (16 % y 14 %, respectivamente).

Los expertos también mencionaron los factores que, en su opinión, impiden que el complejo de combustible y energía se desarrolle en una dirección "verde": más de un tercio de los científicos que participaron en el estudio señalaron que si bien las fuentes de energía alternativas son demasiado caras y la competencia de hidrocarburos y energía nuclear es alta. Al mismo tiempo, se está formando activamente la imagen de la energía "tradicional" como indeseable y no ambiental, además, la economía moderna requiere un uso más eficiente de los recursos disponibles, el desarrollo del procesamiento de desechos y tecnologías relacionadas. En tal situación, según los expertos, áreas como la bioenergía y el desarrollo de biocombustibles, así como los reactores termonucleares, recibirán incentivos adicionales para el desarrollo.

Los resultados del estudio, presentado por Global Energy en el Foro Económico Internacional de San Petersburgo, provocaron un animado debate sobre el futuro de la energía en general y la energía de Rusia en particular. Las tendencias son tendencias, pero las posiciones iniciales y la estructura de la economía diferentes paises(y diferentes regiones del mismo país) siguen siendo diferentes, lo que significa que Rusia, China y los Estados Unidos seguirán su camino hacia los tres principales líderes energéticos del mundo de diferentes maneras.

El carbón será menos, pero más

La mayoría de los expertos cree que uno de los requisitos previos para reducir la participación de los hidrocarburos en el equilibrio global son los acuerdos climáticos de París, uno de los temas principales de los cuales fue la congelación de los proyectos de carbón. Muchos bancos e instituciones financieras anunciaron su negativa a invertir en la minería del carbón y la energía. Solo cuatro países -Vietnam, India, Indonesia y China- tienen planes para la construcción a gran escala de centrales eléctricas de carbón, aunque hay actores más pequeños que no quieren abandonar el desarrollo de este sector de la economía, en particular, Pakistán y Turquía. Al mismo tiempo, hay ideas y proyectos para la reactivación del componente de carbón, teniendo en cuenta nuevas tecnologías más suaves, así como ideas para la restauración y el desarrollo de la producción de combustibles sólidos en los territorios del Ártico.

Uno de estos proyectos, por ejemplo, se está implementando en la zona ártica del territorio de Krasnoyarsk: uno de los depósitos de antracita más grandes del mundo se encuentra en la península de Taimyr y su desarrollo comenzó en 2015. Solo en un tramo, el río Malaya Lemberova, las reservas de antracita de alta calidad ascienden a unos 600 millones de toneladas. Para 2020, Vostok-Ugol planea producir aquí hasta 30 millones de toneladas de antracita por año y enviar antracita a países europeos a través de la Ruta del Mar del Norte.

Pero lo más probable es que los Acuerdos de París no tengan un impacto directo en el sector petrolero, dice Igor Lobovsky, presidente de la Asociación Global de Energía para el Desarrollo de Investigación y Proyectos Internacionales de Energía.

Se producirán cambios significativos con el advenimiento de la era del desarrollo generalizado del transporte motorizado con electricidad y otras fuentes de energía que no están relacionadas con los hidrocarburos, los expertos predicen tales procesos no antes de 2030, por lo que se prevé la máxima disminución en la proporción de hidrocarburos. solo para 2070, argumenta. - Tal escenario está económicamente justificado en caso de una disminución en el costo de la producción de electricidad a partir de fuentes renovables, y esto debería suceder en las próximas décadas. Por ejemplo, el ganador del Premio Global de Energía 2017, Michael Grätzel, es el inventor de las llamadas "células Grätzel", una nueva generación de células solares, cuya producción es varias veces más barata que la producción de baterías de silicio. Dichos inventos permitirán que las energías renovables se desarrollen en todas partes y, como resultado, reducirán significativamente su costo.

Entonces, el escenario actualizado para el desarrollo de las industrias de hidrocarburos debe leerse de la siguiente manera: la participación de los hidrocarburos en el sector energético disminuirá, pero el consumo crecerá.

Olvidamos que hoy en día el petróleo se usa cada vez más en la petroquímica, en la producción de bienes de consumo, - dice el ministro de Energía de Rusia, Alexander Novak, - Tenemos 9 de cada 10 productos hoy en día que contienen productos refinados. Y si hoy 11 millones de barriles en total se van a la petroquímica, entonces según las previsiones más modestas, en quince años se irán a la petroquímica 17 millones de barriles, y tal vez más, de manera más acelerada.

Piense en la aviación, el transporte marítimo, la petroquímica, se hace eco el director ejecutivo de Royal Dutch Shell Plc, Ben van Beurden. - Muchos procesos requieren alta temperatura y temperatura extremadamente alta para el calentamiento. Y, por supuesto, los hidrocarburos ocuparán su lugar.

¿Cuándo soplará el viento?

El consumidor necesita energía barata: este es el principal factor que obstaculiza el desarrollo de energía alternativa. Para que las fuentes de energía renovable (RES) sean atractivas, se necesita un precio del petróleo alto o el apoyo financiero del estado o de las instituciones de desarrollo.

Cuando el precio del petróleo alcanza los 100 dólares por barril, se prepara el escenario para el desarrollo de nuevas tecnologías, incluida la energía renovable, dice Patrick Pouyanne, presidente de Total.

Hasta ahora, el costo de construir RES en Rusia es bastante alto y el factor de utilización de la capacidad instalada no es tan alto como nos gustaría (y no solo en Rusia: según la Agencia de Energía de EE. UU., el factor de capacidad promedio de las estaciones solares es alrededor del 26%). Esto significa que el costo de un kilovatio-hora para el consumidor también es alto. Nuevamente, la construcción es la última etapa, es necesario desarrollar nuestra propia producción de paneles solares y otros elementos. Pero debe reconocerse que la energía solar en Rusia ya no es una nueva empresa, sino una industria completamente formada. Y su desarrollo depende de las prioridades del Estado.

Hay un fenómeno, la paridad de la red: un punto en el que el costo de kW/h de electricidad generada en energía alternativa es igual al costo de kW/h de electricidad generada en energía tradicional. La disputa es: ¿cuándo sucederá esto? - dice Anatoly Chubais, presidente de la junta directiva de la empresa RUSNANO LLC. - Ya ha sucedido en varios países, en Rusia sucederá un poco más tarde, pero es inevitable, aunque solo sea porque la mejora potencial de la energía eólica y solar es mucho mayor que la mejora potencial incluso en tecnologías de ciclo combinado en generación térmica. o hidrogeneración. Definitivamente llegaremos a un punto en el que la energía alternativa será más barata.

Los expertos predicen que esto sucederá en 2050. Según Chubais, ahora se ha creado en Rusia un sistema absolutamente eficiente de apoyo a la energía alternativa, y no hay obstáculos para su desarrollo. El próximo desafío a resolver es encontrar formas de almacenar la electricidad industrialmente. Y esta no es una tarea a largo plazo, sino para los próximos diez años.

Sin embargo, no todos los expertos comparten el optimismo sobre las perspectivas de las energías renovables; al menos, son bastante reservados al evaluar la cantidad de tecnologías renovables que necesita el sector energético mundial.

Creo que la humanidad alentará el uso de energías renovables en alguna forma de subsidios gubernamentales. Recientemente, este segmento ha mostrado una reducción significativa en el costo y la posibilidad de una implementación más rápida, - dijo el presidente del comité para la adjudicación del Global Energy Prize, Premio Nobel Rodney Allam. - Las fuentes de energía renovables estarán representadas por sistemas de baja intensidad que requieren grandes áreas; para ellos se construirán "granjas solares" en los desiertos y parques eólicos marinos. Este segmento del sector energético debería representar un cierto porcentaje del volumen total del mercado. Creo que el 20 por ciento es un límite razonable.

El futuro pertenece a la energía nuclear

Según los autores del informe, una disminución en la participación de los hidrocarburos es el único escenario posible para desarrollo exitoso civilización, la única pregunta es cuándo llegará este punto de inflexión. Los expertos de Global Energy creen que esto podría suceder después de 2050. Ahora la proporción de energía "verde" en el mundo no supera el 30%. Al mismo tiempo, los expertos incluyen las plantas de energía nuclear, que generan alrededor del 11% de la electricidad del mundo, a la energía "verde". Después de todo, las centrales nucleares se caracterizan por sus bajas emisiones de carbono a la atmósfera.

Estamos en el umbral del cuarto orden industrial, en el umbral de otra revolución. Este es el tiempo de las conexiones horizontales, la informática digital, la inteligencia artificial, el tiempo de vender y comprar. ciclos de vida, no un objeto específico. La energía nuclear, como ninguna otra, corresponde al papel de moderador de este proceso, - cree CEO"rosatom" Alexei Lijachev.

Uno de los principales problemas de la energía nuclear no es tecnológico, sino psicológico: Chernobyl, Fukushima, pruebas de armas nucleares; en general, hay motivos para la preocupación y la desconfianza.

Una condición importante para el desarrollo de la energía nuclear es la aceptación social. Para que la energía nuclear surja en un país, la sociedad debe aceptarla, dice Yukiya Amano, directora general de la Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA).

Cualesquiera que sean los escenarios para el desarrollo del sector energético que se construyan, una cosa permanece inalterable en ellos: el consumo de electricidad en el mundo crecerá. La población de la Tierra está aumentando, las demandas de la humanidad están creciendo: en los últimos cien años, hemos consumido más energía que en toda la historia anterior desde la creación del mundo. Al mismo tiempo, ¡más de mil millones de personas en el planeta aún no tienen acceso a la electricidad!

Según los científicos, para el año 2050 vivirán en la Tierra otros 2.500 millones de personas más, la descentralización de la energía y la construcción de pequeñas capacidades dará acceso a este recurso a un número mucho mayor de personas y mejorará su calidad de vida. Esto significa que la demanda de electricidad volverá a aumentar. Aquí es donde entra la energía nuclear: altamente productiva, con bajas emisiones de contaminantes atmosféricos y suministros ilimitados de combustible. Al mismo tiempo, no solo estamos hablando de uranio fósil, sino también de combustible nuclear gastado almacenado: los elementos combustibles han agotado sus recursos en no más del cuatro por ciento, y este es un recurso enorme para reciclar. Por no hablar del hecho de que el reprocesamiento del combustible a partir del combustible nuclear gastado permite resolver el problema de la eliminación irreversible del plutonio apto para armas y cerrar el ciclo de producción agotando todo el recurso del combustible nuclear.

Una forma especial de Siberia

Según un acuerdo entre Estados Unidos y Rusia, cada uno de los países debe disponer de 34 toneladas de plutonio apto para armas, y el inicio de esta labor estaba previsto para 2018. Pero hasta el momento, solo Rusia tiene la tecnología para producir el llamado combustible MOX: la primera planta del mundo para su producción está ubicada en Zheleznogorsk (antiguo Krasnoyarsk-26), en las instalaciones del Combinado Minero y Químico, que forma parte de Rosatom.

Es importante estandarizar los requisitos de seguridad industrial en diferentes jurisdicciones y países para crear una industria de energía nuclear segura, dice Pekka Lundmark, presidente de la corporación de energía Fortum Corporation. - Creo que la energía nuclear jugará un papel clave, pero no como tecnología única, sino en combinación con la energía solar, la hidroeléctrica y los biocombustibles ecológicos. Sin embargo, para que la energía nuclear siga siendo competitiva y siga desempeñando un papel importante en el futuro, también necesita modernizarse.

Al mismo tiempo, Siberia bien puede convertirse en pionera en energía nuclear. Los expertos se inclinan a pensar que este sector energético en particular será el líder en la región.

La región siberiana tiene todas las posibilidades para el desarrollo de la energía nuclear, proporcionando un ciclo nuclear completo desde la extracción y procesamiento de materias primas de uranio y la fabricación de elementos combustibles hasta la disposición final del combustible nuclear irradiado, lo que puede asegurar y optimizar el funcionamiento de centrales nucleares modernas, - dice Igor Lobovsky. - A largo plazo, es posible resolver los problemas energéticos de la región de Siberia a expensas de las fuentes de energía nuclear, en particular, mediante la construcción de centrales nucleares modernas con reactores de tipo VVER-1300. Sí, de acuerdo con el acuerdo entre Rusia y los Estados Unidos para detener la producción de plutonio apto para armas, todos los reactores nucleares en la central nuclear de Siberia se cerraron en 2008, pero Seversk mantuvo una infraestructura y recursos humanos desarrollados, y esto afectará significativamente acelerar y reducir el costo de construcción de una nueva central nuclear, que actualmente se pospone hasta 2020.

Sin embargo, la eficiencia, el factor de capacidad, el costo principal, la disponibilidad y la capacidad de fabricación están lejos de todos los requisitos que se imponen a la energía del futuro. Y esto también es un desafío.

Me gustaría que la energía del futuro fuera invisible, en el sentido de que no deberíamos ver sus consecuencias negativas, debería ser segura, dice Alexander Shokhin, presidente de RSPP, presidente de la Junta de Supervisión de Global Energy Association. - Ecológico impacto negativo, incluso en la misma energía nuclear e incluso hidroeléctrica y térmica debe ser mínima, y ​​la seguridad - máxima. Creo que el criterio principal no es, por ejemplo, cuál será la participación en las fuentes de energía renovable, sino precisamente que todos los tipos de energía deben ser seguros y eficientes.

Es difícil discutir.

En los últimos años, la energía alternativa se ha convertido en tema de intenso interés y feroz debate. Amenazados por el cambio climático y el hecho de que las temperaturas globales promedio continúan aumentando cada año, el impulso para encontrar formas de energía que reduzcan la dependencia de los combustibles fósiles, el carbón y otros contaminantes ambiente procesos, ha crecido naturalmente.

Si bien la mayoría de los conceptos no son nuevos, solo en las últimas décadas esta pregunta finalmente se ha vuelto relevante. Gracias a las mejoras en la tecnología y la fabricación, el costo de la mayoría de las formas de energía alternativa se ha reducido, mientras que la eficiencia ha aumentado. ¿Qué es la energía alternativa, en términos simples y comprensibles, y cuál es la probabilidad de que se convierta en la principal?

Obviamente, sigue existiendo cierta controversia sobre qué significa "energía alternativa" y a qué se puede aplicar la frase. Por un lado, este término puede atribuirse a formas de energía que no conducen a un aumento de la huella de carbono de la humanidad. Por lo tanto, puede incluir instalaciones nucleares, centrales hidroeléctricas e incluso gas natural y "carbón limpio".

Por otro lado, el término también se utiliza para referirse a lo que actualmente se considera métodos no tradicionales energía - solar, eólica, geotérmica, biomasa y otras incorporaciones recientes. Este tipo de clasificación excluye métodos de extracción de energía como las centrales hidroeléctricas, que existen desde hace más de cien años y son bastante comunes en algunas regiones del mundo.

Otro factor es que las fuentes de energía alternativas deben ser "limpias", no producir contaminantes nocivos. Como ya se señaló, esto suele significar dióxido de carbono, pero también puede referirse a otras emisiones: monóxido de carbono, dióxido de azufre, óxido de nitrógeno y otras. Por estos parámetros, la energía nuclear no se considera una fuente alternativa de energía porque produce residuos radiactivos que son altamente tóxicos y deben almacenarse adecuadamente.

En todos los casos, sin embargo, el término se usa para referirse a los tipos de energía que reemplazarán a los combustibles fósiles y al carbón como la forma dominante de producción de energía en la próxima década.

Tipos de fuentes de energía alternativas
Estrictamente hablando, hay muchos tipos de energía alternativa. De nuevo, aquí es donde las definiciones llegan a un callejón sin salida, porque en el pasado se usaba “energía alternativa” para referirse a métodos que no se consideraban esenciales o razonables. Pero si toma la definición en un sentido amplio, incluirá algunos o todos estos puntos:

Hidroelectricidad. Esta es la energía que generan las represas hidroeléctricas cuando el agua que cae y fluye (en ríos, canales, cascadas) pasa por un dispositivo que hace girar turbinas y genera electricidad.

La energía nuclear. La energía que se produce en el proceso de reacciones de fisión retardadas. Las barras de uranio u otros elementos radiactivos calientan el agua, convirtiéndola en vapor, y el vapor hace girar las turbinas, generando electricidad.

Energía que se obtiene directamente del Sol; (que generalmente consisten en un sustrato de silicio, alineado en grandes matrices) convierten los rayos del sol directamente en energía eléctrica. En algunos casos, el calor producido por la luz solar también se aprovecha para generar electricidad, esto se conoce como energía solar térmica.

Energía eólica. Energía generada por el flujo de aire; turbinas eólicas gigantes giran bajo la influencia del viento y generan electricidad.

energía geotérmica. Esta energía es generada por el calor y el vapor producidos por la actividad geológica en la corteza terrestre. En la mayoría de los casos, las tuberías se colocan en el suelo sobre zonas geológicamente activas, pasando vapor a través de turbinas, generando así electricidad.

Energía de las mareas. Las corrientes de marea a lo largo de las costas también se pueden utilizar para generar electricidad. El cambio diario de mareas hace que el agua fluya a través de las turbinas de un lado a otro. La electricidad se genera y se transfiere a plantas de energía en tierra.

Biomasa. Esto se aplica a los combustibles que se obtienen de plantas y fuentes biológicas: etanol, glucosa, algas, hongos, bacterias. Podrían reemplazar la gasolina como fuente de combustible.

Hidrógeno. Energía derivada de procesos que involucran gas hidrógeno. Estos incluyen convertidores catalíticos, en los que las moléculas de agua se separan y se recombinan durante la electrólisis; pilas de combustible de hidrógeno, en las que el gas se utiliza para impulsar un motor de combustión interna o para hacer girar una turbina calentada; o la fusión nuclear, en la que los átomos de hidrógeno se fusionan bajo condiciones controladas, liberando cantidades increíbles de energía.

Fuentes de energía alternativas y renovables
En muchos casos, las fuentes de energía alternativas también son renovables. Sin embargo, los términos no son completamente intercambiables ya que muchas formas de fuentes de energía alternativas dependen de un recurso limitado. Por ejemplo, la energía nuclear depende del uranio u otros elementos pesados ​​que primero deben extraerse.

Al mismo tiempo, la energía eólica, solar, mareomotriz, geotérmica e hidroeléctrica depende de fuentes que son completamente renovables. Los rayos del sol son la fuente de energía más abundante de todas y, aunque están limitadas por el clima y la hora del día, son industrialmente inagotables. El viento tampoco se va, gracias a los cambios de presión en nuestra atmósfera y la rotación de la Tierra.

Desarrollo
Actualmente, la energía alternativa aún vive su juventud. Pero este panorama está cambiando rápidamente bajo la influencia de procesos de presión política, desastres ambientales a nivel mundial (sequías, hambrunas, inundaciones) y mejoras en las tecnologías de energía renovable.

Por ejemplo, a partir de 2015, las necesidades energéticas del mundo seguían siendo predominantemente abastecidas por carbón (41,3 %) y gas natural (21,7 %). Las centrales hidroeléctricas y la energía nuclear representaron el 16,3% y el 10,6%, respectivamente, mientras que las "fuentes de energía renovables" (solar, eólica, biomasa, etc.) - solo el 5,7%.

Esto ha cambiado mucho desde 2013, cuando el consumo mundial de petróleo, carbón y gas natural fue del 31,1%, 28,9% y 21,4% respectivamente. La energía nuclear e hidroeléctrica representó el 4,8% y el 2,45%, mientras que las fuentes renovables representaron solo el 1,2%.

Además, ha habido un aumento en el número de acuerdos internacionales para frenar el uso de combustibles fósiles y el desarrollo de fuentes de energía alternativas. Por ejemplo, la Directiva de Energías Renovables, firmada por la Unión Europea en 2009, que establece objetivos para el uso de energías renovables para todos los estados miembros para 2020.

En esencia, este acuerdo implica que la UE satisfará al menos el 20 % de sus necesidades energéticas totales con energías renovables para 2020 y al menos el 10 % del combustible para el transporte. En noviembre de 2016, la Comisión Europea revisó estos objetivos y fijó un consumo mínimo de energía renovable del 27 % para 2030.

Algunos países se han convertido en líderes en el desarrollo de energías alternativas. Por ejemplo, en Dinamarca, la energía eólica proporciona hasta el 140 % de las necesidades eléctricas del país; los excedentes se envían a los países vecinos, Alemania y Suecia.

Islandia, debido a su ubicación en el Atlántico Norte y sus volcanes activos, logró una dependencia del 100 % de las energías renovables ya en 2012 a través de una combinación de energía hidroeléctrica y geotérmica. En 2016, Alemania adoptó una política para eliminar gradualmente la dependencia del petróleo y la energía nuclear.

Las perspectivas a largo plazo de las energías alternativas son extremadamente positivas. Según un informe de 2014 de la Agencia Internacional de Energía (AIE), la energía solar fotovoltaica y la energía solar térmica representarán el 27 % de la demanda mundial para 2050, lo que la convierte en la mayor fuente de energía. Quizás, gracias a los avances en la síntesis, las fuentes de combustibles fósiles quedarán irremediablemente obsoletas para 2050.

La idea de utilizar fuentes de energía alternativas ha recorrido un largo camino de desarrollo, pero se ha hablado seriamente de ellas como reemplazo de las centrales eléctricas tradicionales hace relativamente poco tiempo. Energía del futuro es un concepto ambiguo. Esta área se está desarrollando activamente en diferentes direcciones. Algunos de ellos se encuentran en la etapa de pruebas de laboratorio, algunos ya se están aplicando en la práctica.

energía solar

Entre todas las energías, se depositan grandes esperanzas en la energía solar. Las primeras tecnologías de trabajo aparecieron en los años 70 del siglo pasado. Hoy en día, las plantas de energía solar ya se están utilizando en la práctica, aunque la proporción de energía que generan no es grande. Las principales ventajas de la energía solar son el uso de recursos renovables y la simplicidad del principio de funcionamiento. La desventaja es el costo considerable del equipo y la dependencia de las condiciones climáticas.

El uso es muy adecuado para el suministro de energía a áreas remotas donde hay dificultades para tender cables, áreas rurales. Los pequeños incluso se pueden usar como una planta de energía autónoma para una casa en particular.

energía eólica

Otra dirección que puede convertirse en una alternativa a la tradicional.
energía. Por primera vez, el interés por esta fuente de energía surgió en los años 70 del siglo pasado, en relación con la crisis del petróleo. Ha pasado una década, y en las zonas rurales de Europa, India, China, se han lanzado generadores de energía eólica.

La generación de electricidad en tales centrales eléctricas se lleva a cabo debido a la rotación de las palas conectadas al generador. Una gran central eléctrica, equipada con potentes turbinas, es capaz de satisfacer las necesidades básicas de suministro de energía. Las pequeñas turbinas y los molinos de viento se pueden utilizar como generadores de energía autónomos. Las desventajas de la energía eólica son las mismas que las de la energía solar: dependencia de las condiciones climáticas, alto costo del equipo.

Para ser justos, cabe señalar que se está realizando un trabajo muy exitoso para superar la dependencia climática de las centrales eléctricas alternativas. Ya se han desarrollado centrales eléctricas que pueden almacenar energía incluso en condiciones de poca luz.

La base es el uso de aguas termales. El vapor fuente es enviado a la turbina, la cual, por su movimiento, acciona los generadores eléctricos. Estaciones similares ya están operando en 24 países alrededor del mundo. El primero de ellos fue inaugurado allá por 1904 en la ciudad de Larderello en Italia. Dado que las fuentes geotérmicas son la fuente de energía en este tipo de estaciones, solo pueden utilizarse en las ubicaciones de estas últimas, lo que es una limitación considerable para considerar este método como la energía del futuro.

La energía de los océanos.

Los océanos cubren una parte importante de la superficie del globo, y la posibilidad de aprovechar este enorme recurso inagotable podría ser una excelente alternativa a la energía tradicional de los hidrocarburos. El principio de funcionamiento de las centrales eléctricas mareomotrices es el siguiente. El área de la marea está dividida por la presa en dos zonas. Durante la marea alta y baja, el agua se mueve a través de estas zonas, haciendo girar turbinas.

Con todas sus ventajas, la energía mareomotriz tiene limitaciones en su uso. La construcción de una central eléctrica en la zona de marea alta requerirá importantes inversiones de capital. Para que una inversión considerable pueda amortizarse, la estación debe generar una gran cantidad de energía, lo que significa que la distancia entre las dos piscinas debe ser de al menos cinco metros. Esta limitación imposibilita inmediatamente la construcción generalizada de centrales eléctricas en la costa de los mares y océanos, ya que según el criterio de factibilidad económica de construir en la tierra, sólo hay unos 40 lugares donde la central eléctrica será realmente efectiva.

Hubo un tiempo en que la posibilidad de utilizar hidrógeno como fuente de energía se consideraba casi una panacea para el desarrollo de la industria. Esta actitud determinó las ventajas de la energía del hidrógeno. La base para obtener energía es la reacción del hidrógeno, durante la cual se libera calor y agua, se genera electricidad. El método es respetuoso con el medio ambiente. La fuente de energía está disponible e inagotable. La energía del hidrógeno se caracteriza por su alta eficiencia.

El problema, como siempre, son las enormes inversiones necesarias para implementar este tipo de proyectos. Otro problema importante es la falta de tecnología para controlar la temperatura generada durante las reacciones de hidrógeno. Hasta que se desarrollen tales tecnologías, no hay necesidad de hablar sobre el uso generalizado del hidrógeno como fuente de energía.

que hay en el futuro

Las industrias mencionadas están lejos de ser las únicas áreas en las que se está llevando a cabo un desarrollo activo. Hasta la fecha, son los más estudiados y puestos en práctica, a diferencia, por ejemplo, de tecnologías complejas de fusión termonuclear, fusión nuclear fría, etc. Algunas áreas, por el contrario, se han utilizado con éxito durante mucho tiempo como fuentes autónomas, pero los desarrollos no existen tecnologías que les permitan convertirse en una alternativa a la energía tradicional. Un ejemplo de tales áreas son los generadores de vórtices, que se declaran pseudociencia con envidiable regularidad, a pesar de la considerable experiencia en el uso práctico.

En cualquier caso, no hace falta decir que ahora existen tecnologías que pueden desplazar por completo a los hidrocarburos como principal fuente de energía. En los EE. UU. y los países europeos, existe una práctica prolongada (más de 20 años) de introducir tecnologías energéticas basadas en tecnologías energéticas, pero no hay necesidad de hablar sobre el reemplazo completo de las tecnologías tradicionales por tecnologías "verdes". En la actualidad, los sectores de energías alternativas están Solución perfecta para el suministro de energía de control remoto y áreas de difícil acceso, campo.

El mayor problema en la implementación de métodos alternativos es la gran inversión en la construcción de estaciones, la necesidad de utilizar equipos costosos y de alta tecnología para capturar el flujo de energía y su conversión y acumulación.

Actualmente es imposible integrar plantas de energía alternativa en la red eléctrica existente. Todavía no se han desarrollado métodos para coordinar la producción y el consumo de energía. Las plantas de energía solar, eólica, mareomotriz y otras similares no están reguladas, por lo que no deben representar más del 15% de la capacidad total de la red eléctrica. En la participación total del balance energético mundial, las fuentes de energía no tradicionales representan alrededor del 3%. Estas cifras parecen muy modestas, pero es con este tipo de centrales eléctricas con las que se asocia cada vez más el futuro de la energía.

En el caso de que haya una transición de la base a la carga distribuida de electricidad, la energía alternativa ocupará el lugar que le corresponde. La descentralización de la producción y el suministro de energía no solo aumentará la competitividad de las fuentes alternativas, sino que les permitirá ocupar el lugar principal en el sistema.

La idea de utilizar las olas del mar para generar energía no es precisamente nueva: ya en 1799 se presentó una solicitud de patente para un molino de olas. A finales del siglo XIX, aprendieron cómo convertir la energía cinética de las olas en electricidad, y solo en 2008 se inauguró la primera planta de energía undimotriz en Portugal. Su capacidad era pequeña, solo 2,25 MW, pero se apreció el potencial de la energía de las olas, y ahora se están creando proyectos similares en una docena de países, incluida Rusia.

Según los científicos, en el futuro, la energía de las olas será más rentable que la energía eólica (la potencia específica de las olas es un orden de magnitud superior a la potencia específica del viento), y los países adyacentes a los mares podrán generar hasta al 5% de la electricidad a través de las olas.

Energía vírica

Imagínese, los virus, plagas microscópicas que transmiten enfermedades, pueden ser una buena fuente de energía. Científicos del Laboratorio Nacional Lawrence (EEUU) lograron adaptarlos para tal uso. El virus bacteriófago que modificaron, llamado M13, crea una carga eléctrica al tocar una superficie “infectada” con él. En otras palabras, para obtener electricidad de él, basta con deslizar el dedo, por ejemplo, en la pantalla de un teléfono inteligente, ¡eso es un negocio! Es cierto que la carga máxima que los científicos lograron lograr con el M13 fue una cuarta parte de una batería AAA. Sin embargo, este fue solo el primer avance en microenergía: los científicos creen que su potencial es mucho mayor.

Biocombustible de algas

Otra solución igualmente ingeniosa fue el uso de vegetación acuática como combustible. La energía así obtenida difícilmente podrá compararse en volumen con la energía obtenida de la producción de petróleo y gas, pero podrá resolver el problema de la contaminación de las masas de agua, que se agudiza cada vez más en varios países cada año. año. digamos Japón. El gobierno del país asigna anualmente sumas considerables para limpiar las costas de las algas; su procesamiento al menos recuperará el dinero gastado.

¿Cómo se convierten las algas en combustible? En primer lugar, la vegetación recolectada se coloca en un tanque. Luego, con la ayuda de bacterias especiales, comienza el proceso de fermentación. Durante la fermentación, se libera metano, que finalmente se envía a un generador eléctrico.

Como comprenderá, la energía obtenida de las algas no es suficiente para tratar de proporcionarla a los edificios residenciales; sin embargo, es muchas veces mayor que la energía de todas las demás fuentes de combustible biológico y es relativamente fácil de extraer. Esto significa que se usará cada vez con más frecuencia.

Potencial energético de los océanos

La energía de las olas y las algas son solo algunas de las fuentes de energía disponibles en el océano. El resto son menos populares, pero no menos prometedores:

Energía de las mareas. Para su producción se utilizan plantas de energía mareomotriz. Ya existen instalaciones similares en una docena de países, incluida Rusia. Según los científicos, esta fuente es ligeramente inferior a la energía de las olas.

Energía actual. ¿Te imaginas cuánta energía, digamos, podría generar la Corriente del Golfo? Y no lo intentes: mucho. Hasta ahora, el Reino Unido y los Estados Unidos están desarrollando esta dirección. En Estados Unidos, por cierto, ya se ha desarrollado una turbina con una capacidad de 400 kW.

La energía del gradiente de temperatura del agua de mar. O simplemente energía derivada de la diferencia entre la temperatura del agua en la superficie y en la profundidad. Fuente relativamente nueva, investigada principalmente por los EE. UU. El potencial aún no ha sido completamente explorado.

energía osmótica. También llamada energía de difusión de líquidos, se obtiene en los puntos de mezcla de sal y agua dulce. La única planta de energía de este tipo en este momento se construye en Noruega.

No te olvides de la llamada energía del flujo de agua. Nada nuevo: son las centrales hidroeléctricas que conoces las que lo están produciendo.

La energía del interior de la tierra

El petróleo y el gas no son las únicas cosas que vale la pena perforar en el suelo: la energía geotérmica, o la energía del interior de la tierra, algún día podrá competir con ellos. Para obtenerlo se utilizan estaciones geotérmicas. Instaladas cerca de volcanes, estas instalaciones suministran energía con éxito a Islandia, Japón, Indonesia y otros países. Al mismo tiempo, no utilizan el magma en sí: el agua hirviendo, como la que sale a la superficie en los géiseres, proporciona energía.

El potencial energético del subsuelo no es tan alto como el de las fuentes anteriores. Pero este tipo de energía es adecuada para países sin salida al mar.

Energía de fusión

No importa cuánto use la energía alternativa procesos naturales ocurriendo en el planeta, la fuente de energía más poderosa será completamente hecha por el hombre. Será ITER - el Reactor Termonuclear Experimental Internacional capaz de recrear los procesos que ocurren dentro de las estrellas.

Inicialmente, el lanzamiento de ITER estaba previsto para 2016, pero ahora las fechas se han desplazado a principios de los años 30. Además, será posible conectar la instalación a la red eléctrica en el mejor de los casos en 2040. Sin embargo, vale la pena esperar el resultado: la energía liberada durante la fusión termonuclear debería ser suficiente para varios países.