Sannsynligvis har nesten alle mennesker på jorden minst én gang deltatt i en diskusjon alternativ energi fremtiden, lurer på om det gir mening, og om det er verdt det. Debatten om dette temaet kan være uendelig lang. Nå skyter utviklingen av fremtidens alternative energiprosjekter fart. Menneskeheten streber etter et mer komfortabelt og tryggere liv. Og tilbudet krever konstante endringer, oppdagelser og innovasjoner. Vi ønsker å leve i en progressiv verden, samtidig som vi forårsaker minst mulig skade på miljøet, sparer og bruker alle slags ressurser klokt.

Fremtidens alternative energikilder - eventyr eller virkelighet?

Fremtidens alternativ og gratis energi – høres dette ut som en egenskap ved science fiction, eller er det et absolutt reelt og oppnåelig mål for de kommende årene? Menneskeheten har vært engasjert i forskning og utvikling nesten hele tiden av sin eksistens. Fra oppfinnelsen av hjulet, fortsetter med elektrisitet og nærmer seg bruken av energien til atomet, slutter folk ikke å søke, skape og implementere flere og flere nye enheter, forskningsmetoder og måter å fungere på. Å leve komfortabelt og enkelt er hovedmålet for alle disse innovasjonene og innovasjonene.

Et av slike områder som kan endre en persons liv betydelig er utviklingen av fremtidens energi. Mange kilder brukes allerede ganske aktivt, noen er bare i generell bruk, andre er fortsatt på utviklingsstadiet.

Hva vet vi om fremtidens alternative energikilder?

• Solenergi.

Solcellepaneler er nå knapt noen kan bli virkelig overrasket. For tiden brukes denne ressursen ganske aktivt, om enn ikke overalt. Driftsmekanismen for slikt utstyr er ganske enkel, men prisen tillater fortsatt ikke noen å bruke denne typen autonom energiforsyning.

Også klimatiske forhold spiller en stor rolle i produktiviteten til solcellepaneler. Faktisk, på breddegrader der det meste av året er kaldt og overskyet, vil slikt utstyr være mindre effektivt enn i varme og solrike områder.

• Vindkraftverk.

En annen ganske populær kilde til alternativ energi er vind. Slike kraftverk finnes ofte i landlige områder og er ofte plassert på jordene, på slettene. Produksjonen av elektrisitet utføres ved konvertering mekanisk energi til det elektriske. Dette skjer takket være spesielle generatorer. Bladene til vindmøller roterer og mottar vindenergi, hvoretter den blir behandlet til elektrisitet som vi bruker.

Dessverre er ikke kostnaden for dette utstyret offentlig tilgjengelig, og klimatiske forhold spiller også en avgjørende rolle.

• Energi fra geotermiske kilder.

Den neste typen energiressurser er ikke like kjent som de to foregående. Imidlertid har det også sin plass. Damp fra varme kilder er et annet alternativ for å gi alternativ selvstendig kraft. Prinsippet for drift av utstyr for å oppnå slik energi er at turbinene drives av damp, hvoretter elektriske generatorer begynner å fungere.

Denne metoden kan ikke brukes mye, siden driften er sikret bare i nærvær av geotermiske kilder.

I områder hvor det er tilgang til havet eller havet, brukes energien til vann med hell. Under høy- og lavvann driver den mekaniske kraften til vannet spesielle turbiner installert på stasjonen. Deretter gjøres det om til elektrisitet.

Slike kraftverk er ikke så vanlige. De lønner seg kanskje ikke alltid godt nok, og i noen tilfeller er de preget av lav effektivitet.

Kan alternativ energi være effektiv for et privat hjem?

Hvis vi tar i betraktning de ovennevnte energiressursene, brukes de ofte i industriell skala til å generere en stor mengde energi som kan sikre driften av en hel virksomhet eller en liten bygd. Men er det mulig å velge alternative energikilder for boligen for å møte behovene til for eksempel én bestemt tomt?

Svaret på dette spørsmålet er unektelig ja! Hvis du riktig beregner den nødvendige mengden termisk eller elektrisk energi, kan du finne en måte å møte dette behovet gjennom autonome kilder.

Hvilke ressurser kan brukes i dette tilfellet?

• Kilder til elektrisitet kan være fotomoduler eller vindturbiner. Ved valg av et eller annet utstyr er det svært viktig å vurdere klimaet i området der installasjonen skal være. Også beregningen av nødvendig mengde utstyr for å dekke energibehovet. Og også hvordan driften av selve enhetene skal reguleres.
• Når det gjelder levering av termisk energi, er det verdt å være oppmerksom på solfangere eller fastbrenselkjeler. I dette tilfellet, ved å velge det andre alternativet, bør du ta vare på tilgjengeligheten av drivstoff. Når det gjelder reservoaret, vil produktiviteten endre seg med ankomsten av en bestemt sesong. I dette tilfellet vil varmeutviklingen være ujevn gjennom året.

Dermed ser vi at alternative energikilder til en privat bolig kan være rimelige og effektive. For dette er det likevel nødvendig å utføre alle foreløpige studier av området, en vurdering av energiforbruket, en analyse av produktiviteten til en bestemt ressurs og valg av det mest passende utstyret for alle punkter og parametere. Samtidig vil de investerte midlene komme til nytte og betale seg bare hvis utstyret brukes riktig og hensiktsmessig.

Hva er fremtiden for alternativ energi, og eksisterer den?

Selvfølgelig bremser de høye kostnadene for utstyr og avhengigheten av klimatiske forhold litt ned den bredere bruken av fornybare energiressurser. Likevel observeres fremskritt på dette området, dessuten svært raskt, selv med tanke på visse ulemper og vanskeligheter i de tidlige stadiene.

Ved å svare på spørsmålet "Har alternative energikilder en fremtid?", kan vi med sikkerhet si at det eksisterer. Det er viktig å merke seg at dette området ikke bare inkluderer utvikling av nye ressurser, men også optimalisering av eksisterende potensial. Energiproduksjon er ikke en enkel prosess på mange måter og krever store investeringer og innsats. Derfor, i tillegg til innføring av alternativ energi til bolig eller produksjon, er det stor oppmerksomhet til gjenoppbyggingen gammelt system kraftproduksjon og -forsyning.

Det er ulike meninger om utviklingen av energi i landet. Noen ser at alternative ressurser vil være mer og mer anvendelige i fremtiden, mens andre er av den oppfatning at utprøvde og testede kilder er mer pålitelige og lønnsomme. Det er en lydnote i begge posisjonene, siden fordeler og ulemper, fordelaktige og ugunstige sider finnes i alle områder. Derfor bør det bemerkes at den mest kompetente løsningen vil være kumulativ og optimalisert bruk av både innovative metoder og tidstestede og utprøvde ressurser.

I følge deres studie, ved midten av århundret, vil kull og olje begynne å miste sin betydning som energikilder, fossilt brensel vil bli erstattet av solenergi. Men for dette vil det være nødvendig å endre hele paradigmet for relasjoner innen industrien - både teknologier og psykologien til aktørene.

Stor energi tre

I følge ekspertene fra "Global Energy" (de inkluderer 20 forskere fra hele verden, inkludert for eksempel prisvinneren Nobel pris verden av Rodney Allam), innen 2100 vil andelen olje og kull i den globale drivstoff- og energibalansen være henholdsvis 2,1 % og 0,9 %, fusjonsenergi vil okkupere en tidel av markedet, og mer enn en fjerdedel av all verdens elektrisitet vil bli produsert takket være solen. Årsaken til disse endringene er den gradvise nedgangen i hydrokarbonproduksjonen og reorientering mot bygging av renere energianlegg.

Påvirkningen fra forskjellige stater i energimarkedet vil også endre seg: For eksempel vil USA innen 2035 være den største produsenten av drivstoff og energiressurser (24 %), etterfulgt av Russland (21 %) og Kina (16 %). Men om 50 år, ifølge eksperter, vil Russland komme på topp (19%), Kina vil bli nummer to (18%), og USA vil "falle" til tredjeplass (17%). Innen 2100 vil imidlertid disposisjonen endre seg igjen: Kina vil ta førsteplassen (20 %), mens Russland og USA vil okkupere andre og tredje linje i vurderingen (henholdsvis 16 % og 14 %).

Ekspertene nevnte også faktorene som etter deres mening hindrer drivstoff- og energikomplekset i å utvikle seg i en "grønn" retning: mer enn en tredjedel av forskerne som deltok i studien bemerket at mens alternative energikilder er for dyre, og konkurranse fra hydrokarbon og kjernekraft er høy . Samtidig dannes bildet av "tradisjonell" energi som uønsket og ikke-miljømessig aktivt, i tillegg krever den moderne økonomien en mer effektiv bruk av tilgjengelige ressurser, utvikling av avfallsbehandling og relaterte teknologier. I en slik situasjon, ifølge eksperter, vil slike områder som bioenergi og utvikling av biodrivstoff, samt termonukleære reaktorer, få ytterligere insentiver for utvikling.

Resultatene av studien, presentert av Global Energy på St. Petersburg International Economic Forum, utløste en livlig diskusjon om fremtiden til energi generelt og Russlands energi spesielt. Trender er trender, men økonomiens startposisjoner og struktur forskjellige land(og forskjellige regioner i samme land) er fortsatt forskjellige, noe som betyr at Russland, Kina og USA vil gå sin vei til de tre beste energilederne i verden på forskjellige måter.

Kull blir mindre, men mer

De fleste eksperter mener at en av forutsetningene for å redusere andelen hydrokarboner i den globale balansen er klimaavtalene i Paris, hvor et av hovedtemaene var frysing av kullprosjekter. Mange banker og finansinstitusjoner kunngjorde at de nektet å investere i kullgruvedrift og energi. Bare fire land - Vietnam, India, Indonesia og Kina - har planer for storskala bygging av kullkraftverk, selv om det er mindre aktører som ikke ønsker å forlate utviklingen av denne sektoren av økonomien, spesielt Pakistan og Tyrkia. Samtidig er det ideer og prosjekter for gjenoppliving av kullkomponenten, tatt i betraktning nye, mer skånsomme teknologier, samt ideer for restaurering og utvikling av fast brenselproduksjon i de arktiske territoriene.

Et av disse prosjektene, for eksempel, blir implementert i den arktiske sonen i Krasnoyarsk-territoriet: en av verdens største antrasittforekomster ligger på Taimyr-halvøya, og utviklingen startet i 2015. Bare i en del, Malaya Lemberova-elven, utgjør reservene av høykvalitets antrasitt rundt 600 millioner tonn. Innen 2020 planlegger Vostok-Ugol å produsere opptil 30 millioner tonn antrasitt per år her og sende antrasitt til europeiske land via den nordlige sjøruten.

Men Paris-avtalene vil mest sannsynlig ikke ha en direkte innvirkning på oljesektoren, sier Igor Lobovsky, president i Global Energy Association for the Development of International Energy Research and Projects.

Betydelige endringer vil følge med ankomsten av epoken med den utbredte utviklingen av motortransport på elektrisitet og andre energikilder som ikke er relatert til hydrokarboner, eksperter spår slike prosesser ikke tidligere enn 2030, så den maksimale reduksjonen i andelen hydrokarboner er spådd først innen 2070, hevder han. – Et slikt scenario er økonomisk berettiget ved en eventuell nedgang i kostnadene ved elektrisitetsproduksjon fra fornybare kilder – og dette bør virkelig skje i de kommende tiårene. For eksempel er 2017 Global Energy Prize-vinneren Michael Grätzel oppfinneren av de såkalte «Grätzel-cellene» – en ny generasjon solceller, hvis produksjon er flere ganger billigere enn produksjonen av silisiumbatterier. Slike oppfinnelser vil tillate utvikling av fornybar energi overalt og som et resultat redusere kostnadene betydelig.

Så det oppdaterte scenarioet for utvikling av hydrokarbonindustrier bør leses som følger: andelen hydrokarboner i energisektoren vil avta, men forbruket vil vokse.

Vi glemmer at i dag brukes olje i økende grad i petrokjemi, i produksjon av forbruksvarer, - sier Russlands energiminister Alexander Novak, - Vi har 9 av 10 varer i dag inneholder raffinerte produkter. Og hvis i dag totalt 11 millioner fat går til petrokjemi, så vil ifølge de mest beskjedne prognosene om femten år 17 millioner fat gå til petrokjemi, og kanskje enda mer, i en mer akselerert modus.

Tenk luftfart, skipsfart, petrokjemikalier, gjenspeiler Royal Dutch Shell Plc-sjef Ben van Beurden. – Mange prosesser krever høy temperatur og ekstremt høy temperatur for oppvarming. Og selvfølgelig vil hydrokarboner ta deres plass.

Når blåser vinden?

Forbrukeren trenger billig energi - dette er hovedfaktoren som hindrer utviklingen av alternativ energi. For å gjøre fornybare energikilder (RES) attraktive, trengs enten en høy oljepris eller økonomisk støtte fra staten eller utviklingsinstitusjoner.

Når oljeprisen når 100 dollar per fat, setter dette scenen for utvikling av nye teknologier, inkludert fornybar energi, sier Patrick Pouyanne, president i Total.

Så langt er kostnadene for å bygge RES i Russland ganske høye, og utnyttelsesfaktoren for installert kapasitet er ikke så høy som vi ønsker (og ikke bare i Russland: ifølge US Energy Agency er gjennomsnittlig kapasitetsfaktor for solcellestasjoner ca 26 %). Det betyr at kostnaden for en kilowattime for forbrukeren også er høy. Igjen er konstruksjon siste trinn, det er nødvendig å utvikle vår egen produksjon av solcellepaneler og andre elementer. Men det bør erkjennes at solenergi i Russland ikke lenger er en oppstart, men en fullt utformet industri. Og utviklingen avhenger av statens prioriteringer.

Det er et fenomen, nettverksparitet - et punkt når kostnaden for kW/h elektrisitet generert i alternativ energi er lik kostnaden for kW/h elektrisitet produsert i tradisjonell energi. Striden er - når vil dette skje? - sier Anatoly Chubais, styreleder i forvaltningsselskapet RUSNANO LLC. – Det har allerede skjedd i en rekke land, i Russland vil det skje litt senere, men det er uunngåelig, om ikke annet fordi den potensielle oppgraderingen av vind og sol er mye større enn den potensielle oppgraderingen selv i kombinerte syklusteknologier i termisk generasjon eller hydrogenerering. Vi vil definitivt komme til et punkt hvor alternativ energi vil bli billigere.

Eksperter spår at dette vil skje innen 2050. Ifølge Chubais har det blitt opprettet et absolutt effektivt system for støtte til alternativ energi i Russland nå, og det er ingen hindringer for utviklingen. Den neste utfordringen som skal løses er å finne måter å lagre elektrisitet industrielt på. Og dette er ikke en oppgave på lang sikt, men for de neste ti årene.

Det er imidlertid ikke alle eksperter som deler optimismen om utsiktene for fornybar energi - i det minste er de ganske tilbakeholdne når det gjelder å vurdere mengden fornybar teknologi som trengs av verdens energisektor.

Jeg tror at menneskeheten vil oppmuntre til bruk av fornybar energi i en form for statlige subsidier. Nylig har dette segmentet vist en betydelig reduksjon i kostnader og muligheten for raskere implementering, - sa lederen av komiteen for tildeling av Global Energy Prize, Nobelprisvinner Rodney Allam. - Fornybare energikilder vil være representert av lavintensitetssystemer som krever enorme arealer; for dem skal det bygges «solparker» i ørkenen og havvindparker. Dette segmentet av energisektoren bør stå for en viss prosentandel av det totale markedsvolumet. Jeg synes 20 prosent er en rimelig grense.

Fremtiden tilhører kjernekraft

Ifølge forfatterne av rapporten er en nedgang i andelen hydrokarboner det eneste mulige scenarioet for vellykket utvikling sivilisasjonen, spørsmålet er bare når dette vippepunktet vil komme. Globale energieksperter tror at dette kan skje etter 2050. Nå er andelen "grønn" energi i verden ikke mer enn 30%. Samtidig inkluderer eksperter kjernekraftverk, som genererer rundt 11% av verdens elektrisitet, til "grønn" energi. Atomkraftverk er tross alt preget av lave karbonutslipp til atmosfæren.

Vi står på terskelen til den fjerde industrielle orden, på terskelen til nok en revolusjon. Dette er tiden for horisontale forbindelser, digital informatikk, kunstig intelligens, tiden for salg og kjøp. livssykluser, ikke et spesifikt objekt. Atomenergi, som ingen annen, tilsvarer rollen som moderator for denne prosessen, - mener administrerende direktør"Rosatom" Alexey Likhachev.

Et av hovedproblemene med kjernekraft er ikke teknologisk, men psykologisk: Tsjernobyl, Fukushima, atomvåpenprøver - generelt er det grunn til bekymring og mistillit.

En viktig betingelse for utvikling av kjernekraft er sosial aksept. For at atomenergi skal kunne oppstå i et land, må samfunnet akseptere det, sier Yukiya Amano, generaldirektør i Det internasjonale atomenergibyrået (IAEA).

Uansett hvilke scenarier som bygges for utviklingen av energisektoren, forblir én ting uendret i dem: forbruket av elektrisitet i verden vil vokse. Jordens befolkning øker, menneskehetens krav vokser: I løpet av de siste hundre årene har vi forbrukt mer energi enn i hele den tidligere historien fra verdens skapelse. Samtidig har mer enn en milliard mennesker på kloden fortsatt ikke tilgang til strøm!

Ifølge forskere vil det i 2050 bo ytterligere 2,5 milliarder flere mennesker på jorden, desentralisering av energi og bygging av små kapasiteter vil gi tilgang til denne ressursen til et mye større antall mennesker og forbedre livskvaliteten deres. Det betyr at etterspørselen etter strøm vil øke igjen. Det er her kjernekraft kommer inn: svært produktiv, med lave utslipp av luftforurensninger og ubegrenset drivstofftilførsel. Samtidig snakker vi ikke bare om fossilt uran, men også om brukt kjernebrensel i lagring: Brenselelementer har brukt opp ressursen sin med ikke mer enn fire prosent, og dette er en enorm ressurs for resirkulering. For ikke å nevne det faktum at reprosessering av brensel fra brukt kjernebrensel gjør det mulig å løse problemet med irreversibel deponering av våpenkvalitetsplutonium og lukke produksjonssyklusen ved å bruke opp hele ressursen til kjernebrensel.

En spesiell måte av Sibir

I henhold til en avtale mellom USA og Russland må hvert av landene disponere 34 tonn plutonium av våpenkvalitet, og starten på dette arbeidet var planlagt til 2018. Men foreløpig er det bare Russland som har teknologien til å produsere det såkalte MOX-drivstoffet: verdens første anlegg for produksjonen ligger i Zheleznogorsk (tidligere Krasnoyarsk-26), ved anleggene til Mining and Chemical Combine, som er en del av Rosatom.

Det er viktig å standardisere industrielle sikkerhetskrav i ulike jurisdiksjoner og land for å skape en trygg kjernekraftindustri, sier Pekka Lundmark, president i energiselskapet Fortum Corporation. – Jeg tror at atomenergi vil spille en nøkkelrolle, men ikke som en enkelt teknologi, men i kombinasjon med solenergi, vannkraft og miljøvennlig biodrivstoff. Men for at kjernekraft skal forbli konkurransedyktig og fortsette å spille en viktig rolle i fremtiden, trenger den også modernisering.

Samtidig kan Sibir godt bli en trendsetter innen kjernekraft. Eksperter er tilbøyelige til å tro at akkurat denne energisektoren vil være ledende i regionen.

Den sibirske regionen har alle muligheter for utvikling av kjernekraft, og gir en full kjernefysisk syklus fra utvinning og prosessering av uranråmaterialer og produksjon av brenselelementer til deponering av bestrålt kjernebrensel, som kan sikre og optimalisere driften av moderne atomkraftverk, - sier Igor Lobovsky. – På lang sikt er det mulig å løse energiproblemene i den sibirske regionen på bekostning av kjernefysiske energikilder, spesielt gjennom bygging av moderne kjernekraftverk med reaktorer av typen VVER-1300. Ja, i samsvar med avtalen mellom Russland og USA om å stoppe produksjonen av plutonium av våpenkvalitet, ble alle atomreaktorer ved det sibirske NPP stengt i 2008, men Seversk beholdt en utviklet infrastruktur og menneskelige ressurser, og dette vil betydelig få fart på og redusere kostnadene ved å bygge et nytt atomkraftverk, som foreløpig er utsatt til 2020.

Effektivitet, kapasitetsfaktor, prime cost, tilgjengelighet, produserbarhet er imidlertid langt fra alle kravene som stilles til fremtidens energi. Og dette er også en utfordring.

Jeg vil at fremtidens energi skal være usynlig - i den forstand at vi ikke skal se dens negative konsekvenser, den skal være trygg, - sier Alexander Shokhin, president for RSPP, styreleder i Global Energy Association. - Økologisk negativ påvirkning, inkludert i samme kjernekraft og til og med vannkraft og termisk kraft bør være minimal, og sikkerhet - maksimal. Jeg mener at hovedkriteriet ikke er hva for eksempel hvilken andel som skal være av fornybare energikilder, men nettopp at alle typer energi skal være trygge og effektive.

Det er vanskelig å argumentere.

De siste årene har alternativ energi blitt gjenstand for intens interesse og heftig debatt. Truet av klimaendringer og det faktum at den globale gjennomsnittstemperaturen fortsetter å stige hvert år, er ønsket om å finne energiformer som vil redusere avhengigheten av fossilt brensel, kull og andre forurensninger miljø prosesser, har naturlig vokst.

Selv om de fleste konseptene ikke er nye, er det først i løpet av de siste tiårene at dette spørsmålet endelig har blitt aktuelt. Takket være forbedringer i teknologi og produksjon har kostnadene for de fleste former for alternativ energi gått ned mens effektiviteten har gått opp. Hva er alternativ energi, i enkle og forståelige termer, og hva er sannsynligheten for at den blir den viktigste?

Det er åpenbart fortsatt en viss uenighet om hva "alternativ energi" betyr og hva uttrykket kan gjelde. På den ene siden kan dette begrepet tilskrives energiformer som ikke fører til en økning i menneskehetens karbonavtrykk. Derfor kan det inkludere kjernefysiske anlegg, vannkraftverk, og til og med naturgass og "rent kull".

På den annen side brukes begrepet også for å referere til det som i dag anses utradisjonelle metoder energi - sol, vind, geotermisk energi, biomasse og andre nyere tillegg. Denne typen klassifisering utelukker energiutvinningsmetoder som vannkraftverk, som har eksistert i mer enn hundre år og er ganske vanlige i noen regioner i verden.

En annen faktor er at alternative energikilder må være "rene", og ikke produsere skadelige forurensninger. Som allerede nevnt betyr dette oftest karbondioksid, men det kan også referere til andre utslipp - karbonmonoksid, svoveldioksid, nitrogenoksid og andre. Ut fra disse parameterne regnes ikke kjernekraft som en alternativ energikilde fordi den produserer radioaktivt avfall som er svært giftig og må lagres på riktig måte.

I alle tilfeller brukes imidlertid begrepet for å referere til energitypene som vil erstatte fossilt brensel og kull som den dominerende formen for energiproduksjon i det neste tiåret.

Typer alternative energikilder
Strengt tatt finnes det mange typer alternativ energi. Igjen, det er her definisjonene havnet i en blindvei, for tidligere ble «alternativ energi» brukt for å referere til metoder som ikke ble ansett som essensielle eller rimelige. Men hvis du tar definisjonen i vid forstand, vil den inkludere noen eller alle disse punktene:

Vannkraft. Dette er energien som genereres av vannkraftdammer når fallende og rennende vann (i elver, kanaler, fosser) passerer gjennom en enhet som snur turbiner og genererer elektrisitet.

Kjernekraft. Energien som produseres i prosessen med forsinkede fisjonsreaksjoner. Uranstaver eller andre radioaktive elementer varmer opp vann, gjør det til damp, og dampen gjør turbiner og genererer elektrisitet.

Energi som er hentet direkte fra solen; (består vanligvis av et silisiumsubstrat, oppstilt i store matriser) konverterer solens stråler direkte til elektrisk energi. I noen tilfeller blir varmen som produseres av sollys også brukt til å generere elektrisitet, dette er kjent som solvarmeenergi.

Vindkraft. Energi generert av luftstrøm; gigantiske vindturbiner spinner under påvirkning av vinden og genererer strøm.

geotermisk energi. Denne energien genereres av varme og damp produsert av geologisk aktivitet i jordskorpen. I de fleste tilfeller plasseres rør i bakken over geologisk aktive soner, og passerer damp gjennom turbiner, og genererer dermed elektrisitet.

Tidevannsenergi. Tidevannsstrømmer langs kystlinjer kan også brukes til å generere elektrisitet. Den daglige endringen i tidevannet fører til at vann strømmer gjennom turbinene frem og tilbake. Elektrisitet produseres og overføres til landkraftverk.

Biomasse. Dette gjelder drivstoff som er hentet fra planter og biologiske kilder - etanol, glukose, alger, sopp, bakterier. De kunne erstatte bensin som drivstoffkilde.

Hydrogen. Energi hentet fra prosesser som involverer hydrogengass. Disse inkluderer katalytiske omformere, der vannmolekyler brytes fra hverandre og rekombinert under elektrolyse; hydrogen brenselceller, der gassen brukes til å drive en forbrenningsmotor eller for å snu en oppvarmet turbin; eller kjernefysisk fusjon, der hydrogenatomer smelter sammen under kontrollerte forhold, og frigjør utrolige mengder energi.

Alternative og fornybare energikilder
I mange tilfeller er alternative energikilder også fornybare. Begrepene er imidlertid ikke helt utskiftbare ettersom mange former for alternative energikilder er avhengige av en begrenset ressurs. For eksempel er kjernekraft avhengig av uran eller andre tunge grunnstoffer som først må utvinnes.

Samtidig er vind-, sol-, tidevanns-, geotermisk og vannkraft avhengig av kilder som er fullstendig fornybare. Solstrålene er den rikeligste energikilden av alle, og selv om de er begrenset av vær og tid på døgnet, er de industrielt uuttømmelige. Vinden forsvinner heller ikke, takket være endringer i trykket i atmosfæren og jordens rotasjon.

Utvikling
For tiden opplever alternativ energi fortsatt sin ungdom. Men dette bildet endrer seg raskt under påvirkning av prosesser med politisk press, verdensomspennende miljøkatastrofer (tørke, hungersnød, flom) og forbedringer innen fornybar energiteknologi.

For eksempel, fra 2015, ble verdens energibehov fortsatt hovedsakelig forsynt av kull (41,3 %) og naturgass (21,7 %). Vannkraftverk og kjernekraft utgjorde henholdsvis 16,3 % og 10,6 %, mens «fornybare energikilder» (sol, vind, biomasse osv.) - kun 5,7 %.

Dette har endret seg mye siden 2013, da det globale forbruket av olje, kull og naturgass var henholdsvis 31,1 %, 28,9 % og 21,4 %. Kjernekraft og vannkraft utgjorde 4,8 % og 2,45 %, mens fornybare kilder kun utgjorde 1,2 %.

I tillegg har det vært en økning i antall internasjonale avtaler for å dempe bruk av fossilt brensel og utvikling av alternative energikilder. For eksempel fornybar energidirektivet, signert av EU i 2009, som satte mål for bruk av fornybar energi for alle medlemsland innen 2020.

I kjernen innebærer denne avtalen at EU skal dekke minst 20 % av sitt totale energibehov med fornybar energi innen 2020 og minst 10 % av transportdrivstoff. I november 2016 reviderte EU-kommisjonen disse målene og satte et minimumsforbruk på 27 % fornybar energi innen 2030.

Noen land har blitt ledende i utviklingen av alternativ energi. For eksempel i Danmark gir vindenergi opptil 140 % av landets strømbehov; overskudd sendes til nabolandene, Tyskland og Sverige.

Island, på grunn av sin beliggenhet i Nord-Atlanteren og sine aktive vulkaner, oppnådde 100 % fornybar energiavhengighet allerede i 2012 gjennom en kombinasjon av vannkraft og geotermisk energi. I 2016 vedtok Tyskland en politikk for å fase ut avhengigheten av olje og kjernekraft.

De langsiktige utsiktene for alternativ energi er ekstremt positive. I følge en rapport fra 2014 fra Det internasjonale energibyrået (IEA), vil solenergi og solenergi utgjøre 27 % av den globale etterspørselen innen 2050, noe som gjør den til den største energikilden. Kanskje, takket være fremskritt innen syntese, vil fossile brenselkilder være håpløst foreldet innen 2050.

Ideen om å bruke alternative energikilder har kommet langt i utvikling, men de har blitt alvorlig omtalt som en erstatning for tradisjonelle kraftverk relativt nylig. Fremtidens energi er et tvetydig konsept. Dette området utvikler seg aktivt i ulike retninger. Noen av dem er på stadiet av laboratorietesting, noen er allerede i bruk i praksis.

solenergi

Blant alle energier er det knyttet betydelige forhåpninger til solenergi. De første arbeidsteknologiene dukket opp på 70-tallet av forrige århundre. I dag brukes solkraftverk allerede i praksis, selv om andelen energi de genererer ikke er stor. De viktigste fordelene med solenergi er bruken av fornybare ressurser og enkelheten i driftsprinsippet. Ulempen er de betydelige kostnadene for utstyr og avhengighet av klimatiske forhold.

Bruken egner seg godt for strømforsyning til avsidesliggende områder hvor det er vanskeligheter med å legge kabler, landlige områder. Små kan til og med brukes som et autonomt kraftverk for et bestemt hus.

vindkraft

En annen retning som kan bli et alternativ til tradisjonell
energi. For første gang oppsto interessen for denne energikilden på 70-tallet av forrige århundre, i forbindelse med oljekrisen. Et tiår har gått, og i landlige områder i Europa, India, Kina har vindkraftgeneratorer blitt lansert.

Generering av elektrisitet i slike kraftverk utføres på grunn av rotasjonen av bladene koblet til generatoren. Et stort kraftverk, utstyrt med kraftige turbiner, er i stand til å dekke grunnleggende energiforsyningsbehov. Små turbiner og vindmøller kan brukes som autonome kraftgeneratorer. Ulempene med vindenergi er de samme som ved solenergi - avhengighet av klimatiske forhold, høye kostnader for utstyr.

For rettferdighets skyld skal det bemerkes at det arbeides svært vellykket for å overvinne klimaavhengigheten til alternative kraftverk. Det er allerede utviklet kraftverk som kan lagre energi selv under dårlige lysforhold.

Grunnlaget er bruk av varme kilder. Kildedampen sendes til turbinen, som ved sin bevegelse driver de elektriske generatorene. Lignende stasjoner er allerede i drift i 24 land rundt om i verden. Den første av dem ble åpnet tilbake i 1904 i byen Larderello i Italia. Siden geotermiske kilder er energikilden i slike stasjoner, kan de bare brukes på de sistnevntes steder, noe som er en betydelig begrensning for å betrakte denne metoden som fremtidens energi.

Havets energi

Havet dekker en betydelig del av jordklodens overflate, og muligheten for å bruke denne enorme uuttømmelige ressursen kan være et utmerket alternativ til tradisjonell hydrokarbonenergi. Prinsippet for drift av tidevannskraftverk er som følger. Tidevannsområdet er delt av demningen i to soner. Under høy- og lavvann beveger vann seg gjennom disse sonene, roterende turbiner.

Med alle sine fordeler har tidevannsenergi begrensninger i bruken. Å bygge et kraftverk i høyvannssonen vil kreve betydelige kapitalinvesteringer. For at en betydelig investering skal kunne lønne seg, må stasjonen generere store mengder energi, noe som betyr at avstanden mellom de to bassengene må være minst fem meter. Denne begrensningen gjør umiddelbart utstrakt bygging av kraftverk på kysten av hav og hav umulig, siden i henhold til kriteriet om økonomisk gjennomførbarhet for å bygge på jorden, er det bare rundt 40 steder hvor kraftverket virkelig vil være effektivt.

En gang i tiden ble muligheten for å bruke hydrogen som energikilde ansett som nærmest et universalmiddel for utviklingen av industrien. Denne holdningen bestemte fordelene med hydrogenenergi. Grunnlaget for å oppnå energi er reaksjonen av hydrogen, hvor varme og vann frigjøres, elektrisitet genereres. Metoden er miljøvennlig. Energikilden er tilgjengelig og uuttømmelig. Hydrogenenergi er preget av høy effektivitet.

Problemet er som alltid de enorme investeringene som trengs for å gjennomføre slike prosjekter. Et annet viktig problem er mangelen på teknologi for å kontrollere temperaturen som genereres under hydrogenreaksjoner. Før slike teknologier er utviklet, er det ikke nødvendig å snakke om den utbredte bruken av hydrogen som energikilde.

Hva er i fremtiden

Ovennevnte næringer er langt fra de eneste områdene der aktiv utvikling pågår. Til dags dato er de de mest studerte og satt i drift i praksis, i motsetning til for eksempel komplekse teknologier for termonukleær fusjon, kald kjernefysisk fusjon, etc. Noen områder har tvert imot lenge vært vellykket brukt som autonome kilder, men utviklingen det er ingen teknologier som lar dem bli et alternativ til tradisjonell energi. Et eksempel på slike områder er virvelgeneratorer, som er erklært pseudovitenskap med misunnelsesverdig regelmessighet, til tross for betydelig erfaring i praktisk bruk.

I alle fall er det ikke nødvendig å si at det nå finnes teknologier som fullstendig kan fortrenge hydrokarboner som hovedenergikilde. I USA og europeiske land er det en lang (mer enn 20 år) praksis med å introdusere energiteknologier basert på energiteknologier, men det er ikke nødvendig å snakke om fullstendig erstatning av tradisjonelle teknologier med "grønne". For tiden er alternative energisektorer perfekt løsning for strømforsyning av fjernkontroll og vanskelig tilgjengelige områder, landsbygda.

Det største problemet i implementeringen av alternative metoder er den enorme investeringen i bygging av stasjoner, behovet for å bruke høyteknologisk, dyrt utstyr for å fange opp energistrømmen og dens konvertering og akkumulering.

Det er i dag umulig å integrere alternative kraftverk i eksisterende kraftnett. Det er ennå ikke utviklet metoder for å koordinere produksjon og forbruk av energi. Sol-, vind-, tidevanns- og andre lignende kraftverk er uregulerte, så de bør ikke utgjøre mer enn 15 % av den totale kraftnettets kapasitet. I den totale andelen av verdens energibalanse utgjør ikke-tradisjonelle energikilder om lag 3 %. Disse tallene ser svært beskjedne ut, men det er med slike kraftverk at fremtiden for energi i økende grad blir assosiert.

I tilfelle det skjer en overgang fra basen til den distribuerte belastningen av elektrisitet, vil alternativ energi ta sin rettmessige plass. Desentralisering av energiproduksjon og energiforsyning vil ikke bare øke konkurranseevnen til alternative kilder, men vil tillate dem å ta hovedplassen i systemet.

Ideen om å bruke havets bølger til å generere energi er ikke akkurat ny: en patentsøknad for en bølgemølle ble innlevert så tidlig som i 1799. På slutten av 1800-tallet lærte de hvordan de konverterte den kinetiske energien til bølger til elektrisitet – og først i 2008 ble det første bølgekraftverket lansert i Portugal. Kapasiteten var liten - bare 2,25 MW - men potensialet til bølgeenergi ble verdsatt, og nå opprettes lignende prosjekter i et dusin land, inkludert Russland.

Ifølge forskere vil bølgeenergi i fremtiden være mer lønnsomt enn vindenergi (den spesifikke kraften til bølger er en størrelsesorden høyere enn den spesifikke kraften til vinden), og landene ved siden av havet vil være i stand til å generere opp til 5 % av elektrisiteten gjennom bølger.

Virus energi

Tenk deg, virus – mikroskopiske skadedyr som bærer sykdommer – kan være en god energikilde. Forskere fra Lawrence National Laboratory (USA) klarte å tilpasse dem for slik bruk. Bakteriofagviruset de modifiserte, kalt M13, skaper en elektrisk ladning når de berører en overflate "infisert" med den. Med andre ord, for å få strøm fra det, er det nok å sveipe fingeren, for eksempel på skjermen til en smarttelefon - det er business! Riktignok var den maksimale ladningen som forskere klarte å oppnå fra M13 en fjerdedel av et AAA-batteri. Dette var imidlertid bare det første gjennombruddet innen mikroenergi: forskere mener at potensialet er mye større.

Biodrivstoff fra alger

En annen like oppfinnsom løsning var bruken av vannvegetasjon som drivstoff. Energien som oppnås på denne måten kan vanskelig sammenlignes i volum med energien som oppnås fra olje- og gassproduksjon, men den vil kunne løse problemet med forurensning av vannforekomster, som blir mer og mer akutt i en rekke land for hver år. La oss si Japan. Landets regjering bevilger årlig betydelige summer til å rense kysten for alger - behandlingen av dem vil i det minste få tilbake pengene som er brukt.

Hvordan blir alger til drivstoff? Først av alt legges den oppsamlede vegetasjonen i en tank. Deretter, ved hjelp av spesielle bakterier, starter fermenteringsprosessen i den. Under gjæringen frigjøres metan, som til slutt sendes til en elektrisk generator.

Som du forstår, er energien som hentes fra alger ikke nok til å prøve å forsyne den med boligbygg – den er imidlertid mange ganger større enn energien til alle andre kilder til biologisk brensel og er relativt lett å utvinne. Det betyr at den vil bli brukt stadig oftere.

Havets energipotensial

Bølgeenergi og alger er bare noen av energikildene som er tilgjengelige fra havet. Resten er mindre populære - men ikke mindre lovende:

Tidevannsenergi. Til produksjonen brukes tidevannskraftverk. Lignende installasjoner finnes allerede i et dusin land, inkludert Russland. Ifølge forskere er denne kilden litt dårligere enn bølgeenergi.

Nåværende energi. Kan du forestille deg hvor mye energi, for eksempel, Golfstrømmen kunne generere? Og ikke prøv: mye. Så langt utvikler Storbritannia og USA denne retningen. I USA er det forresten allerede utviklet en turbin med en kapasitet på 400 kW.

Energien til temperaturgradienten til sjøvann. Eller rett og slett energi utledet fra forskjellen mellom vanntemperaturen ved overflaten og i dybden. Relativt ny kilde, hovedsakelig undersøkt av USA. Potensialet er ennå ikke fullt ut utforsket.

osmotisk energi. Også kalt diffusjonsenergien av væsker, den oppnås ved blandingspunktene av salt og ferskvann. Det eneste slike kraftverket for øyeblikket bygges i Norge.

Ikke glem den såkalte energien til vannstrømmen. Ikke noe nytt: det er vannkraftverkene du kjenner som produserer det.

Energien til jordens indre

Olje og gass er ikke de eneste tingene som er verdt å bore i bakken: geotermisk energi, eller energien i jordens indre, kan en dag være i stand til å konkurrere med dem. For å få det brukes geotermiske stasjoner. Installert nær vulkaner, leverer slike installasjoner med hell energi til Island, Japan, Indonesia og en rekke andre land. Samtidig bruker de ikke magma i seg selv: kokende vann, som det som bryter ut til overflaten i geysirer, gir energi.

Energipotensialet til undergrunnen er ikke så høyt som for de ovennevnte kildene. Men denne energitypen er egnet for land uten land.

Fusjonsenergi

Uansett hvor mye alternativ energi bruker naturlige prosesser forekommer på planeten, vil den kraftigste energikilden være fullstendig menneskeskapt. Det vil være ITER - den internasjonale eksperimentelle termonukleære reaktoren som er i stand til å gjenskape prosessene som skjer inne i stjerner.

I utgangspunktet var lanseringen av ITER planlagt i 2016, men nå er datoene flyttet til begynnelsen av 30-tallet. Dessuten vil det i beste fall være mulig å koble installasjonen til strømnettet innen 2040. Resultatet er imidlertid verdt å vente på: energien som frigjøres under termonukleær fusjon bør være nok for flere land.