Probabil că aproape fiecare persoană de pe Pământ a intrat cel puțin o dată într-o discuție Energie alternativa viitorul, întrebându-mă dacă are sens și dacă merită. Dezbaterea pe această temă poate fi nesfârșit de lungă. Acum, dezvoltarea proiectelor de energie alternativă ale viitorului câștigă amploare. Omenirea se străduiește pentru o viață mai confortabilă și mai sigură. Iar furnizarea lui necesită schimbări, descoperiri și inovații constante. Ne dorim să trăim într-o lume progresivă, provocând în același timp cât mai puține daune mediului, conservând și utilizând cu înțelepciune tot felul de resurse.

Surse alternative de energie ale viitorului - basm sau realitate?

Energia alternativă și liberă a viitorului - sună asta ca un atribut al science fiction-ului sau este un obiectiv absolut real și realizabil pentru următorii ani? Omenirea a fost angajată în cercetare și dezvoltare aproape tot timpul existenței sale. Pornind de la inventarea roții, continuând cu electricitatea și abordând utilizarea energiei atomului, oamenii nu încetează să caute, să creeze și să implementeze tot mai multe dispozitive noi, metode de cercetare și moduri de funcționare. A trăi confortabil și ușor este scopul principal al tuturor acestor inovații și inovații.

Una dintre astfel de domenii care pot schimba semnificativ viața unei persoane este dezvoltarea energiei viitorului. Multe surse sunt deja folosite destul de activ, unele sunt doar în uz general, altele sunt încă în stadiul de dezvoltare.

Ce știm despre sursele alternative de energie ale viitorului?

• Energie solara.

Panourile solare sunt acum aproape oricine poate fi cu adevărat surprins. În prezent, această resursă este folosită destul de activ, deși nu peste tot. Mecanismul de funcționare a unui astfel de echipament este destul de simplu, dar prețul său încă nu permite nimănui să folosească acest tip de alimentare autonomă cu energie.

De asemenea, condițiile climatice joacă un rol imens în productivitatea panourilor solare. Într-adevăr, în latitudinile în care cea mai mare parte a anului este rece și înnorat, astfel de echipamente vor fi mai puțin eficiente decât în ​​regiunile calde și însorite.

• Centrale eoliene.

O altă sursă destul de populară de energie alternativă este vântul. Asemenea centrale electrice se găsesc adesea în mediul rural și sunt adesea amplasate pe câmpuri, pe câmpie. Generarea energiei electrice se realizează prin conversie energie mecanicăîn electric. Acest lucru se întâmplă datorită generatoarelor speciale. Palele morilor de vânt se rotesc, primind energie eoliană, după care aceasta este transformată în energie electrică pe care o folosim.

Din păcate, costul acestui echipament nu este disponibil publicului, iar condițiile climatice joacă, de asemenea, un rol decisiv.

• Energia surselor geotermale.

Următorul tip de resurse energetice nu este la fel de cunoscut ca precedentele două. Totuși, are și locul lui. Aburul din izvoarele termale este o altă opțiune pentru furnizarea de energie alternativă autonomă. Principiul de funcționare al echipamentelor pentru obținerea unei astfel de energie este că turbinele sunt antrenate de abur, după care încep să funcționeze generatoarele electrice.

Această metodă nu poate fi utilizată pe scară largă, deoarece funcționarea sa este asigurată numai în prezența surselor geotermale.

În zonele în care există acces la mare sau ocean, energia apei este folosită cu succes. În timpul mareelor ​​înalte și joase, forța mecanică a apei antrenează turbine speciale instalate în stație. Apoi este transformat în energie electrică.

Astfel de centrale electrice nu sunt atât de comune. Este posibil să nu plătească întotdeauna suficient de bine și, în unele cazuri, se caracterizează printr-o eficiență scăzută.

Energia alternativă poate fi eficientă pentru o casă privată?

Dacă luăm în considerare resursele energetice de mai sus, acestea sunt adesea folosite la scară industrială pentru a genera o cantitate mare de energie care poate asigura funcționarea unei întregi întreprinderi sau a unei mici așezări. Dar este posibil să alegeți surse alternative de energie pentru casă pentru a satisface nevoile, de exemplu, ale unui anumit site?

Răspunsul la această întrebare este, fără îndoială, da! Dacă calculezi corect cantitatea necesară de energie termică sau electrică, atunci poți găsi o modalitate de a satisface această nevoie prin surse autonome.

Ce resurse pot fi folosite în acest caz?

• Sursele de energie electrică pot fi fotomodule sau turbine eoliene. Atunci când alegeți acest sau acel echipament, este foarte important să evaluați climatul din zona în care se presupune că se află instalația. De asemenea, calculul cantității necesare de echipamente pentru a satisface nevoile energetice. Și, de asemenea, modul în care funcționarea dispozitivelor în sine va fi reglementată.
• În ceea ce privește furnizarea de energie termică, merită să acordați atenție colectoarelor solare sau cazanelor cu combustibil solid. În acest caz, alegând a doua opțiune, ar trebui să aveți grijă de disponibilitatea combustibilului. În ceea ce privește rezervorul, productivitatea acestuia se va schimba odată cu apariția unui anumit sezon. În acest caz, generarea de căldură va fi neuniformă pe tot parcursul anului.

Astfel, vedem că sursele alternative de energie pentru o casă privată pot fi accesibile și eficiente. Cu toate acestea, pentru aceasta, este necesar să se efectueze corect toate studiile preliminare ale zonei, o evaluare a consumului de energie, o analiză a productivității unei anumite resurse și selectarea celui mai potrivit echipament pentru toate punctele și parametrii. Totodata, fondurile investite vor beneficia si vor rambursa numai daca echipamentul este utilizat corect si oportun.

Care este viitorul energiei alternative și există ea?

Desigur, costul ridicat al echipamentelor și dependența de condițiile climatice încetinește ușor adoptarea pe scară largă a resurselor de energie regenerabilă. Cu toate acestea, progresele în acest domeniu se observă, de altfel, foarte rapid, chiar ținând cont de anumite inconveniente și dificultăți în stadiile incipiente.

Răspunzând la întrebarea „Sursele alternative de energie au viitor?”, putem spune cu încredere că există. Este important de menționat că acest domeniu include nu numai dezvoltarea de noi resurse, ci și optimizarea potențialului existent. Generarea de energie nu este un proces simplu din multe puncte de vedere și necesită investiții și eforturi mari. Prin urmare, pe lângă introducerea energiei alternative pentru casă sau producție, se acordă o mare atenție reconstrucției sistem vechi producerea și furnizarea de energie electrică.

Există păreri diferite cu privire la dezvoltarea energiei în țară. Unii văd că resursele alternative vor fi din ce în ce mai aplicabile în viitor, în timp ce alții sunt de părere că sursele dovedite și testate sunt mai fiabile și mai profitabile. Există o notă sonoră în ambele poziții, deoarece avantajele și dezavantajele, părțile avantajoase și dezavantajoase se găsesc în orice zonă. Prin urmare, trebuie menționat că cea mai competentă soluție va fi utilizarea cumulativă și optimizată atât a metodelor inovatoare, cât și a resurselor testate și dovedite în timp.

Potrivit studiului lor, până la jumătatea secolului, cărbunele și petrolul vor începe să-și piardă din importanță ca surse de energie, combustibilii fosili urmând să fie înlocuiți cu energia solară. Dar pentru aceasta va fi necesară schimbarea întregii paradigme a relațiilor din industrie - atât tehnologiile, cât și psihologia jucătorilor.

Mare energie trei

Potrivit experților „Energiei globale” (aceștia includ 20 de oameni de știință din întreaga lume, inclusiv, de exemplu, laureatul Premiul Nobel lumii de Rodney Allam), până în 2100, ponderea petrolului și a cărbunelui în balanța globală a combustibilului și energiei va fi de 2,1% și, respectiv, 0,9%, energia de fuziune va ocupa o zecime din piață și mai mult de un sfert din toată energia electrică mondială. va fi produs datorită soarelui. Motivul acestor schimbări este scăderea treptată a producției de hidrocarburi și reorientarea către construcția de instalații de energie mai curată.

Influența diferitelor state pe piața energiei se va schimba și ea: de exemplu, până în 2035 Statele Unite vor fi cel mai mare producător de combustibil și resurse energetice (24%), urmate de Rusia (21%) și China (16%). Cu toate acestea, în 50 de ani, potrivit experților, Rusia va ieși pe primul loc (19%), China va ajunge pe locul doi (18%), iar Statele Unite vor „scădea” pe locul trei (17%). Până în 2100 însă, dispoziția se va schimba din nou: China va ocupa primul loc (20%), în timp ce Rusia și Statele Unite vor ocupa linia a doua și a treia a ratingului (16%, respectiv 14%).

Experții au numit și factorii care, în opinia lor, împiedică dezvoltarea complexului de combustibil și energie într-o direcție „verde”: mai mult de o treime dintre oamenii de știință care participă la studiu au remarcat că, în timp ce sursele alternative de energie sunt prea scumpe, și concurența din hidrocarburi si energia nucleara este mare . În același timp, se formează activ imaginea energiei „tradiționale” ca nedorită și non-ecologică, în plus, economia modernă necesită o utilizare mai eficientă a resurselor disponibile, dezvoltarea procesării deșeurilor și a tehnologiilor aferente. Într-o astfel de situație, potrivit experților, domenii precum bioenergia și dezvoltarea biocombustibililor, precum și reactoarele termonucleare, vor primi stimulente suplimentare pentru dezvoltare.

Rezultatele studiului, prezentate de Global Energy la Forumul Economic Internațional de la Sankt Petersburg, au stârnit o discuție aprinsă despre viitorul energiei în general și al energiei Rusiei în special. Tendințele sunt tendințe, dar pozițiile de pornire și structura economiei tari diferite(și diferitele regiuni ale aceleiași țări) sunt încă diferite, ceea ce înseamnă că Rusia, China și Statele Unite vor merge către primii trei lideri energetici din lume în moduri diferite.

Cărbunele va fi mai puțin, dar mai mult

Majoritatea experților consideră că una dintre condițiile prealabile pentru reducerea ponderii hidrocarburilor în balanța globală este acordurile climatice de la Paris, unul dintre temele principale ale cărora a fost înghețarea proiectelor de cărbune. Multe bănci și instituții financiare și-au anunțat refuzul de a investi în minerit și energie. Doar patru țări - Vietnam, India, Indonezia și China - au planuri de construcție pe scară largă a centralelor pe cărbune, deși există jucători mai mici care nu doresc să renunțe la dezvoltarea acestui sector al economiei, în special, Pakistan. și Turcia. În același timp, există idei și proiecte pentru revigorarea componentei cărbunelui, ținând cont de tehnologii noi, mai blânde, precum și idei pentru restabilirea și dezvoltarea producției de combustibil solid în teritoriile arctice.

Unul dintre aceste proiecte, de exemplu, este implementat în zona arctică a teritoriului Krasnoyarsk: unul dintre cele mai mari zăcăminte de antracit din lume este situat în Peninsula Taimyr, iar dezvoltarea sa a început în 2015. Doar într-o secțiune, râul Malaya Lemberova, rezervele de antracit de înaltă calitate se ridică la aproximativ 600 de milioane de tone. Până în 2020, Vostok-Ugol intenționează să producă până la 30 de milioane de tone de antracit pe an aici și să trimită antracit în țările europene prin Ruta Mării Nordului.

Dar, cel mai probabil, Acordurile de la Paris nu vor avea un impact direct asupra sectorului petrolier, spune Igor Lobovsky, președintele Asociației Globale a Energiei pentru Dezvoltarea Cercetării și Proiectelor Internaționale în domeniul Energiei.

Vor urma schimbări semnificative odată cu apariția erei dezvoltării pe scară largă a transportului cu motor pe energie electrică și alte surse de energie care nu sunt legate de hidrocarburi, experții prevăd astfel de procese nu mai devreme de 2030, astfel încât este prevăzută scăderea maximă a ponderii hidrocarburilor. abia până în 2070, susține el. - Un astfel de scenariu este justificat din punct de vedere economic în cazul unei scăderi a costului producției de energie electrică din surse regenerabile - și acest lucru ar trebui într-adevăr să se întâmple în următoarele decenii. De exemplu, câștigătorul Premiului Global pentru Energie 2017, Michael Grätzel, este inventatorul așa-numitelor „celule Grätzel” – o nouă generație de celule solare, a cărei producție este de câteva ori mai ieftină decât producția de baterii cu siliciu. Astfel de invenții vor permite energiei regenerabile să se dezvolte peste tot și, ca urmare, vor reduce semnificativ costul acesteia.

Deci scenariul actualizat pentru dezvoltarea industriilor de hidrocarburi ar trebui citit astfel: ponderea hidrocarburilor în sectorul energetic va scădea, dar consumul va crește.

Uităm că astăzi petrolul este folosit din ce în ce mai mult în petrochimie, în producția de bunuri de larg consum, - spune ministrul rus al Energiei, Alexander Novak, - Avem astăzi 9 din 10 bunuri care conțin produse rafinate. Și dacă astăzi 11 milioane de barili în total merg la petrochimie, atunci conform celor mai modeste previziuni, în cincisprezece ani, 17 milioane de barili vor merge la petrochimie, și poate chiar mai mult, într-un mod mai accelerat.

Gândiți-vă la aviație, transport maritim, petrochimie, ecou Ben van Beurden, CEO-ul Royal Dutch Shell Plc. - O mulțime de procese necesită temperatură ridicată și temperatură extrem de ridicată pentru încălzire. Și, bineînțeles, hidrocarburile le vor lua locul.

Când va sufla vântul?

Consumatorul are nevoie de energie ieftină - acesta este principalul factor care împiedică dezvoltarea energiei alternative. Pentru a face sursele de energie regenerabilă (SRE) atractive, este nevoie fie de un preț ridicat al petrolului, fie de sprijin financiar din partea statului sau a instituțiilor de dezvoltare.

Când prețul petrolului ajunge la 100 de dolari pe baril, aceasta creează scena pentru dezvoltarea noilor tehnologii, inclusiv a energiei regenerabile, spune Patrick Pouyanne, președintele Total.

Până acum, costul construirii SRE în Rusia este destul de mare, iar factorul de utilizare a capacității instalate nu este atât de mare pe cât ne-am dori (și nu numai în Rusia: conform Agenției pentru Energie a SUA, factorul mediu de capacitate al stațiilor solare este aproximativ 26%). Aceasta înseamnă că costul unui kilowatt-oră pentru consumator este, de asemenea, mare. Din nou, construcția este ultima etapă, este necesar să dezvoltăm propria noastră producție de panouri solare și alte elemente. Dar trebuie recunoscut că energia solară în Rusia nu mai este un start-up, ci o industrie complet formată. Iar dezvoltarea sa depinde de prioritățile statului.

Există un fenomen, paritatea rețelei - un punct în care costul kW/h de energie electrică generată în energie alternativă este egal cu costul kW/h de electricitate generată în energia tradițională. Disputa este - când se va întâmpla asta? - spune Anatoly Chubais, Președintele Consiliului de Administrație al companiei RUSNANO LLC. - S-a întâmplat deja într-o serie de țări, în Rusia se va întâmpla puțin mai târziu, dar este inevitabil, fie doar pentru că potențialul de modernizare a energiei eoliene și solare este mult mai mare decât potențialul de modernizare chiar și în tehnologiile cu ciclu combinat în generarea termică sau generarea hidro. Vom ajunge cu siguranță într-un punct în care energia alternativă va deveni mai ieftină.

Experții prevăd că acest lucru se va întâmpla până în 2050. Potrivit lui Chubais, acum în Rusia a fost creat un sistem absolut eficient de sprijin pentru energia alternativă și nu există obstacole în calea dezvoltării sale. Următoarea provocare care trebuie rezolvată este găsirea unor modalități de stocare industrială a energiei electrice. Și aceasta nu este o sarcină pe termen lung, ci pentru următorii zece ani.

Cu toate acestea, nu toți experții împărtășesc optimismul cu privire la perspectivele energiei regenerabile - cel puțin ei sunt mai degrabă rezervați în evaluarea cantității de tehnologii din surse regenerabile necesare sectorului energetic mondial.

Cred că omenirea va încuraja utilizarea energiei regenerabile într-o formă de subvenții guvernamentale. Recent, acest segment a arătat o reducere semnificativă a costurilor și posibilitatea unei implementări mai rapide, - a spus președintele comisiei de acordare a Premiului Global pentru Energie, laureat Nobel Rodney Allam. - Sursele regenerabile de energie vor fi reprezentate de sisteme de intensitate redusă care necesită suprafețe mari; pentru ei se vor construi „ferme solare” în deșert și parcuri eoliene offshore. Acest segment al sectorului energetic ar trebui să reprezinte un anumit procent din volumul total al pieței. Cred că 20 la sută este o limită rezonabilă.

Viitorul aparține energiei nucleare

Potrivit autorilor raportului, o scădere a ponderii hidrocarburilor este singurul scenariu posibil pentru dezvoltare cu succes civilizație, singura întrebare este când va veni acest punct de cotitură. Experții Global Energy cred că acest lucru s-ar putea întâmpla după 2050. Acum, ponderea energiei „verzi” în lume nu este mai mare de 30%. În același timp, experții includ centralele nucleare, care generează aproximativ 11% din electricitatea mondială, până la energia „verde”. La urma urmei, centralele nucleare se caracterizează prin emisii scăzute de carbon în atmosferă.

Suntem în pragul celui de-al patrulea ordin industrial, în pragul unei alte revoluții. Este timpul conexiunilor orizontale, al informaticii digitale, al inteligenței artificiale, al vânzării și al cumpărarii. cicluri de viață, nu un obiect anume. Energia nucleară, ca nimeni alta, corespunde rolului de moderator al acestui proces, - crede CEO"Rosatom" Alexei Lihaciov.

Una dintre principalele probleme ale energiei nucleare nu este tehnologică, ci psihologică: Cernobîl, Fukushima, testele de arme nucleare - în general, există motive de îngrijorare și neîncredere.

O condiție importantă pentru dezvoltarea energiei nucleare este acceptarea socială. Pentru ca energia nucleară să apară într-o țară, societatea trebuie să o accepte, spune Yukiya Amano, directorul general al Agenției Internaționale pentru Energie Atomică (AIEA).

Oricare ar fi scenariile de dezvoltare a sectorului energetic, un lucru rămâne neschimbat în ele: consumul de energie electrică în lume va crește. Populația Pământului crește, cerințele omenirii cresc: în ultima sută de ani, am consumat mai multă energie decât în ​​întreaga istorie anterioară de la crearea lumii. În același timp, peste un miliard de oameni de pe planetă încă nu au acces la electricitate!

Potrivit oamenilor de știință, până în 2050 încă 2,5 miliarde de oameni vor trăi pe Pământ, descentralizarea energiei și construcția de capacități mici vor oferi acces la această resursă unui număr mult mai mare de oameni și le va îmbunătăți calitatea vieții. Aceasta înseamnă că cererea de energie electrică va crește din nou. Aici intervine energia nucleară: foarte productivă, cu emisii scăzute de poluanți atmosferici și rezerve nelimitate de combustibil. În același timp, vorbim nu numai despre uraniu fosil, ci și despre combustibilul nuclear uzat în depozit: ansamblurile de combustibil și-au epuizat resursa cu cel mult patru procente, iar aceasta este o resursă uriașă pentru reciclare. Ca să nu mai vorbim de faptul că reprocesarea combustibilului din combustibil nuclear uzat face posibilă rezolvarea problemei eliminării ireversibile a plutoniului de calitate pentru arme și închiderea ciclului de producție prin utilizarea întregii resurse de combustibil nuclear.

Un mod special de Siberia

Potrivit unui acord dintre Statele Unite și Rusia, fiecare dintre țări trebuie să dispună de 34 de tone de plutoniu pentru arme, iar începerea acestei lucrări a fost programată pentru 2018. Dar până acum, doar Rusia deține tehnologia pentru a produce așa-numitul combustibil MOX: prima fabrică din lume pentru producția sa este situată în Zheleznogorsk (fostul Krasnoyarsk-26), la unitățile Combinatului Minier și Chimic, care face parte din Rosatom.

Este important să se standardizeze cerințele de siguranță industrială în diferite jurisdicții și țări pentru a crea o industrie a energiei nucleare sigure, spune Pekka Lundmark, președintele corporației energetice Fortum Corporation. - Consider că energia nucleară va juca un rol-cheie, dar nu ca o singură tehnologie, ci în combinație cu energia solară, hidroenergie și biocombustibili ecologici. Cu toate acestea, pentru ca energia nucleară să rămână competitivă și să continue să joace un rol important în viitor, este nevoie și de modernizare.

În același timp, Siberia s-ar putea să devină un trendsetter în domeniul energiei nucleare. Experții sunt înclinați să creadă că acest sector energetic special va fi lider în regiune.

Regiunea Siberiei are toate posibilitățile de dezvoltare a energiei nucleare, oferind un ciclu nuclear complet de la extracția și prelucrarea materiilor prime de uraniu și fabricarea ansamblurilor de combustibil până la eliminarea combustibilului nuclear iradiat, care poate asigura și optimiza funcționarea centrale nucleare moderne, - spune Igor Lobovsky. - Pe termen lung, este posibil să se rezolve problemele energetice ale regiunii Siberiei în detrimentul surselor de energie nucleară, în special prin construirea de centrale nucleare moderne cu reactoare de tip VVER-1300. Da, în conformitate cu acordul dintre Rusia și Statele Unite de a opri producția de plutoniu de calitate pentru arme, toate reactoarele nucleare de la NPP din Siberia au fost închise în 2008, dar Seversk a păstrat o infrastructură dezvoltată și resurse umane, iar acest lucru va fi semnificativ. accelerarea și reducerea costurilor construirii unei noi centrale nucleare, care în prezent este amânată până în 2020.

Cu toate acestea, eficiența, factorul de capacitate, costul prime, disponibilitatea, fabricabilitatea sunt departe de toate cerințele care se impun energiei viitorului. Și aceasta este și o provocare.

Mi-ar plăcea ca energia viitorului să fie invizibilă - în sensul că nu ar trebui să-i vedem consecințele negative, ar trebui să fie sigură, - spune Alexander Shokhin, președintele RSPP, președintele Consiliului de Supraveghere al Asociației Globale pentru Energie. - Ecologic impact negativ, inclusiv în aceeași energie nucleară și chiar hidroenergetică și energie termică ar trebui să fie minime, iar siguranța - maximă. Consider că principalul criteriu nu este, de exemplu, ce pondere va avea sursele regenerabile de energie, ci tocmai faptul că toate tipurile de energie ar trebui să fie sigure și eficiente.

E greu de argumentat.

În ultimii ani, energia alternativă a devenit subiect de interes intens și dezbatere acerbă. Amenințată de schimbările climatice și de faptul că temperaturile medii globale continuă să crească în fiecare an, efortul de a găsi forme de energie care să reducă dependența de combustibilii fosili, cărbune și alți poluanți mediu inconjurator proceselor, a crescut în mod natural.

Deși majoritatea conceptelor nu sunt noi, abia în ultimele decenii această întrebare a devenit în sfârșit relevantă. Datorită îmbunătățirilor aduse tehnologiei și producției, costul majorității formelor de energie alternativă a scăzut, în timp ce eficiența a crescut. Ce este energia alternativă, în termeni simpli și de înțeles, și care este probabilitatea ca aceasta să devină cea principală?

În mod evident, rămâne o controversă cu privire la ce înseamnă „energie alternativă” și la ce se poate aplica expresia. Pe de o parte, acest termen poate fi atribuit formelor de energie care nu duc la o creștere a amprentei de carbon a umanității. Prin urmare, poate include instalații nucleare, centrale hidroelectrice și chiar gaze naturale și „cărbune curat”.

Pe de altă parte, termenul este folosit și pentru a se referi la ceea ce este considerat în prezent metode netradiționale energie - solară, eoliană, geotermală, biomasă și alte completări recente. Acest tip de clasificare exclude metodele de extracție a energiei, cum ar fi centralele hidroelectrice, care există de mai bine de o sută de ani și sunt destul de comune în unele regiuni ale lumii.

Un alt factor este că sursele alternative de energie trebuie să fie „curate”, fără a produce poluanți nocivi. După cum sa menționat deja, aceasta înseamnă cel mai adesea dioxid de carbon, dar se poate referi și la alte emisii - monoxid de carbon, dioxid de sulf, oxid de azot și altele. Prin acești parametri, energia nucleară nu este considerată o sursă alternativă de energie deoarece produce deșeuri radioactive care sunt foarte toxice și trebuie depozitate în mod corespunzător.

În toate cazurile, totuși, termenul este folosit pentru a se referi la tipurile de energie care vor înlocui combustibilii fosili și cărbunele ca formă dominantă de producție de energie în următorul deceniu.

Tipuri de surse alternative de energie
Strict vorbind, există multe tipuri de energie alternativă. Din nou, aici definițiile au ajuns într-o fundătură, deoarece în trecut „energie alternativă” era folosită pentru a se referi la metode care nu erau considerate esențiale sau rezonabile. Dar dacă luați definiția într-un sens larg, aceasta va include unele sau toate aceste puncte:

Hidroenergie. Aceasta este energia generată de barajele hidroelectrice la cădere și apa curgătoare (în râuri, canale, cascade) trece printr-un dispozitiv care întoarce turbinele și generează energie electrică.

Energie nucleara. Energia care este produsă în procesul de reacții de fisiune întârziată. Tijele de uraniu sau alte elemente radioactive încălzesc apa, transformând-o în abur, iar aburul transformă turbinele, generând energie electrică.

Energie care se obține direct de la Soare; (constând de obicei dintr-un substrat de siliciu, aliniat în rețele mari) transformă razele solare direct în energie electrica. În unele cazuri, căldura produsă de lumina soarelui este folosită și pentru a genera energie electrică, aceasta fiind cunoscută sub numele de energie termică solară.

Energie eoliana. Energia generată de fluxul de aer; turbinele eoliene gigantice se rotesc sub influența vântului și generează electricitate.

energie geotermală. Această energie este generată de căldura și aburul produs de activitatea geologică în Scoarta terestra. În cele mai multe cazuri, conductele sunt plasate în pământ deasupra zonelor active din punct de vedere geologic, trecând aburul prin turbine, generând astfel energie electrică.

Energia valurilor. Curenții de maree de-a lungul coastelor pot fi, de asemenea, utilizați pentru a genera electricitate. Schimbarea zilnică a mareelor ​​face ca apa să curgă prin turbine înainte și înapoi. Electricitatea este generată și transferată către centralele electrice de pe uscat.

Biomasă. Acest lucru se aplică combustibililor obținuți din plante și surse biologice - etanol, glucoză, alge, ciuperci, bacterii. Ar putea înlocui benzina ca sursă de combustibil.

Hidrogen. Energie derivată din procese care implică hidrogen gazos. Acestea includ convertoare catalitice, în care moleculele de apă sunt rupte și recombinate în timpul electrolizei; pile de combustibil cu hidrogen, în care gazul este folosit pentru a alimenta un motor cu ardere internă sau pentru a porni o turbină încălzită; sau fuziunea nucleară, în care atomii de hidrogen fuzionează în condiții controlate, eliberând cantități incredibile de energie.

Surse de energie alternative și regenerabile
În multe cazuri, sursele alternative de energie sunt, de asemenea, regenerabile. Cu toate acestea, termenii nu sunt complet interschimbabili, deoarece multe forme de surse alternative de energie se bazează pe o resursă limitată. De exemplu, energia nucleară se bazează pe uraniu sau pe alte elemente grele care trebuie mai întâi exploatate.

În același timp, energia eoliană, solară, mareomotrică, geotermală și hidroelectrică se bazează pe surse care sunt complet regenerabile. Razele soarelui sunt cea mai abundentă sursă de energie dintre toate și, deși limitate de vreme și de ora zilei, sunt inepuizabile din punct de vedere industrial. Nici vântul nu dispare, datorită schimbărilor de presiune din atmosfera noastră și rotației Pământului.

Dezvoltare
În prezent, energia alternativă își experimentează încă tinerețea. Însă această imagine se schimbă rapid sub influența proceselor de presiune politică, a dezastrelor ecologice la nivel mondial (secete, foamete, inundații) și a îmbunătățirii tehnologiilor de energie regenerabilă.

De exemplu, din 2015, nevoile de energie ale lumii erau încă asigurate predominant de cărbune (41,3%) și gaze naturale (21,7%). Centralele hidroelectrice și energia nucleară au reprezentat 16,3%, respectiv 10,6%, în timp ce „sursele regenerabile de energie” (solar, eolian, biomasă etc.) - doar 5,7%.

Acest lucru s-a schimbat foarte mult din 2013, când consumul global de petrol, cărbune și gaze naturale a fost de 31,1%, 28,9% și, respectiv, 21,4%. Energia nucleară și hidroelectrică au reprezentat 4,8% și 2,45%, în timp ce sursele regenerabile au reprezentat doar 1,2%.

În plus, s-a înregistrat o creștere a numărului de acorduri internaționale de reducere a utilizării combustibililor fosili și a dezvoltării surselor alternative de energie. De exemplu, Directiva privind energia din surse regenerabile, semnată de Uniunea Europeană în 2009, care a stabilit obiective de utilizare a energiei regenerabile pentru toate statele membre până în 2020.

În esență, acest acord implică faptul că UE va satisface cel puțin 20% din necesarul total de energie cu energie regenerabilă până în 2020 și cel puțin 10% din combustibilul de transport. În noiembrie 2016, Comisia Europeană a revizuit aceste obiective și a stabilit un consum minim de energie regenerabilă de 27% până în 2030.

Unele țări au devenit lideri în dezvoltarea energiei alternative. De exemplu, în Danemarca, energia eoliană asigură până la 140% din necesarul de electricitate al țării; surplusurile sunt expediate în țările vecine, Germania și Suedia.

Islanda, datorită locației sale în Atlanticul de Nord și a vulcanilor săi activi, a obținut o dependență de energie regenerabilă 100% încă din 2012 printr-o combinație de energie hidroelectrică și geotermală. În 2016, Germania a adoptat o politică de eliminare treptată a dependenței de petrol și energie nucleară.

Perspectivele pe termen lung pentru energia alternativă sunt extrem de pozitive. Potrivit unui raport din 2014 al Agenției Internaționale pentru Energie (IEA), energia solară fotovoltaică și energia solară termică vor reprezenta 27% din cererea globală până în 2050, devenind cea mai mare sursă de energie. Poate că, datorită progreselor în sinteza, sursele de combustibili fosili vor fi iremediabil învechite până în 2050.

Ideea de a folosi surse alternative de energie a parcurs un drum lung de dezvoltare, dar s-a vorbit serios despre acestea ca înlocuitoare pentru centralele tradiționale relativ recent. Energia viitorului este un concept ambiguu. Această zonă se dezvoltă activ în direcții diferite. Unele dintre ele sunt în stadiul de testare de laborator, altele sunt deja aplicate în practică.

energie solara

Printre toate energiile, speranțe considerabile sunt puse pe energia solară. Primele tehnologii de lucru au apărut în anii 70 ai secolului trecut. Astăzi, centralele solare sunt deja folosite în practică, deși ponderea energiei pe care o generează nu este mare. Principalele avantaje ale energiei solare sunt utilizarea resurselor regenerabile și simplitatea principiului de funcționare. Dezavantajul este costul considerabil al echipamentelor și dependența de condițiile climatice.

Utilizarea este potrivită pentru alimentarea cu energie în zonele îndepărtate, unde există dificultăți de așezare a cablurilor, zonele rurale. Cele mici pot fi folosite chiar și ca centrală electrică autonomă pentru o anumită casă.

energie eoliana

O altă direcție care poate deveni o alternativă la tradițional
energie. Pentru prima dată, interesul pentru această sursă de energie a apărut în anii 70 ai secolului trecut, în legătură cu criza petrolului. A trecut un deceniu, iar în zonele rurale din Europa, India, China au fost lansate generatoare de energie eoliană.

Generarea de energie electrică în astfel de centrale electrice se realizează datorită rotației paletelor conectate la generator. O centrală mare, echipată cu turbine puternice, este capabilă să asigure nevoile de bază de alimentare cu energie. Turbinele mici și morile de vânt pot fi folosite ca generatoare de energie autonome. Dezavantajele energiei eoliene sunt aceleași cu cele ale energiei solare - dependență de condițiile climatice, costul ridicat al echipamentelor.

În mod corect, trebuie remarcat faptul că se lucrează cu succes pentru a depăși dependența de climă a centralelor alternative. Au fost deja dezvoltate centrale electrice care pot stoca energie chiar și în condiții de lumină scăzută.

Baza este utilizarea izvoarelor termale. Sursa de abur este trimisă la turbină, care, prin mișcarea sa, antrenează generatoarele electrice. Stații similare funcționează deja în 24 de țări din întreaga lume. Primul dintre ele a fost deschis în 1904 în orașul Larderello din Italia. Deoarece sursele geotermale sunt sursa de energie în astfel de stații, ele pot fi utilizate doar în locațiile acestora din urmă, ceea ce reprezintă o limitare considerabilă pentru a considera această metodă ca fiind energia viitorului.

Energia oceanelor

Oceanele acoperă o parte semnificativă a suprafeței globului, iar posibilitatea de a folosi această resursă imensă inepuizabilă ar putea fi o alternativă excelentă la energia tradițională a hidrocarburilor. Principiul de funcționare al centralelor mareomotrice este următorul. Zona de maree este împărțită de baraj în două zone. În timpul mareei și joase, apa se deplasează prin aceste zone, rotind turbinele.

Cu toate avantajele sale, energia mareelor ​​are limitări în utilizarea sa. Construirea unei centrale electrice în zona de maree înaltă va necesita investiții de capital semnificative. Pentru ca o investiție considerabilă să poată da roade, stația trebuie să genereze o cantitate mare de energie, ceea ce înseamnă că distanța dintre cele două bazine trebuie să fie de minim cinci metri. Această limitare face imediat imposibilă construcția pe scară largă a centralelor electrice pe coasta mărilor și oceanelor, deoarece, conform criteriului de fezabilitate economică a construcției pe pământ, există doar aproximativ 40 de locuri în care centrala va fi cu adevărat eficientă.

Pe vremuri, posibilitatea utilizării hidrogenului ca sursă de energie era considerată aproape un panaceu pentru dezvoltarea industriei. Această atitudine a determinat avantajele energiei hidrogenului. Baza pentru obținerea energiei este reacția hidrogenului, în timpul căreia se eliberează căldură și apă, se generează energie electrică. Metoda este ecologică. Sursa de energie este disponibilă și inepuizabilă. Energia hidrogenului se caracterizează printr-o eficiență ridicată.

Problema, ca întotdeauna, sunt investițiile uriașe necesare implementării unor astfel de proiecte. O altă problemă importantă este lipsa tehnologiei de control al temperaturii generate în timpul reacțiilor cu hidrogen. Până la dezvoltarea unor astfel de tehnologii, nu este nevoie să vorbim despre utilizarea pe scară largă a hidrogenului ca sursă de energie.

Ce este în viitor

Industriile de mai sus sunt departe de singurele domenii în care este în curs de dezvoltare activă. Până în prezent, ele sunt cele mai studiate și puse în funcțiune în practică, spre deosebire, de exemplu, de tehnologiile complexe de fuziune termonucleară, fuziune nucleară la rece etc. Unele zone, dimpotrivă, au fost de multă vreme folosite cu succes ca surse autonome, dar evoluțiile nu există tehnologii care să le permită să devină o alternativă la energia tradițională. Un exemplu de astfel de zone sunt generatoarele de vortex, care sunt declarate pseudoștiințe cu o regularitate de invidiat, în ciuda experienței considerabile în utilizare practică.

În orice caz, nu este necesar să spunem că acum există tehnologii care pot înlocui complet hidrocarburile ca principală sursă de energie. În SUA și în țările europene există o practică îndelungată (de peste 20 de ani) de introducere a tehnologiilor energetice bazate pe tehnologii energetice, dar nu este nevoie să vorbim despre înlocuirea completă a tehnologiilor tradiționale cu cele „verzi”. În prezent, sectoarele de energie alternativă sunt solutie perfecta pentru alimentarea telecomenzii și zone greu accesibile, mediu rural.

Cea mai mare problemă în implementarea metodelor alternative este investiția uriașă în construcția de stații, nevoia de a folosi echipamente de înaltă tehnologie, scumpe pentru a capta fluxul de energie și conversia și acumularea acesteia.

În prezent, este imposibil să se integreze centrale electrice alternative în rețeaua electrică existentă. Nu au fost încă elaborate metode de coordonare a producției și consumului de energie. Centralele solare, eoliene, maree și alte centrale similare sunt nereglementate, așa că nu ar trebui să reprezinte mai mult de 15% din capacitatea totală a rețelei electrice. În ponderea totală a balanței energetice mondiale, sursele de energie netradițională reprezintă aproximativ 3%. Aceste cifre par foarte modeste, dar viitorul energiei este asociat din ce în ce mai mult cu astfel de centrale electrice.

În cazul în care există o tranziție de la baza la sarcina distribuită a energiei electrice, energia alternativă își va ocupa locul cuvenit. Descentralizarea producției de energie și a aprovizionării cu energie nu numai că va crește competitivitatea surselor alternative, dar le va permite să ocupe locul principal în sistem.

Ideea de a folosi valurile mării pentru a genera energie nu este tocmai nouă: o cerere de brevet pentru o moară cu valuri a fost depusă încă din 1799. La sfârșitul secolului al XIX-lea, ei au învățat cum să transforme energia cinetică a valurilor în energie electrică - și abia în 2008 a fost lansată prima centrală a valurilor în Portugalia. Capacitatea sa a fost mică - doar 2,25 MW -, dar potențialul energiei valurilor a fost apreciat, iar acum se creează proiecte similare într-o duzină de țări, inclusiv Rusia.

Potrivit oamenilor de știință, în viitor, energia valurilor va fi mai profitabilă decât energia eoliană (puterea specifică a valurilor este cu un ordin de mărime mai mare decât puterea specifică a vântului), iar țările adiacente mărilor vor putea genera până la 5% din electricitate prin valuri.

Energie virală

Imaginați-vă, virușii - dăunători microscopici care poartă boli - pot fi o sursă bună de energie. Oamenii de știință de la Laboratorul Național Lawrence (SUA) au reușit să le adapteze pentru o astfel de utilizare. Virusul bacteriofag pe care l-au modificat, numit M13, creează o sarcină electrică atunci când atinge o suprafață „infectată” cu acesta. Cu alte cuvinte, pentru a obține energie electrică din el, este suficient să treci cu degetul, de exemplu, pe ecranul unui smartphone - asta e afacere! Adevărat, încărcarea maximă pe care oamenii de știință au reușit să o obțină de la M13 a fost un sfert dintr-o baterie AAA. Cu toate acestea, aceasta a fost doar prima descoperire în domeniul microenergiei: oamenii de știință cred că potențialul acesteia este mult mai mare.

Biocombustibil din alge

O altă soluție la fel de inventive a fost utilizarea vegetației acvatice drept combustibil. Energia obținută în acest mod cu greu poate fi comparată în volum cu energia obținută din producția de petrol și gaze, dar va putea rezolva problema poluării corpurilor de apă, care devine din ce în ce mai acută într-un număr de țări la fiecare an. Să spunem Japonia. Guvernul țării alocă anual sume considerabile pentru curățarea țărmurilor de alge - prelucrarea acestora va recupera cel puțin banii cheltuiți.

Cum se transformă algele în combustibil? În primul rând, vegetația colectată este plasată într-un rezervor. Apoi, cu ajutorul unor bacterii speciale, în ea începe procesul de fermentație. În timpul fermentației, metanul este eliberat, care este în cele din urmă trimis la un generator electric.

După cum înțelegeți, energia obținută din alge nu este suficientă pentru a încerca să o asigurați cu clădiri rezidențiale - cu toate acestea, este de multe ori mai mare decât energia tuturor celorlalte surse de combustibil biologic și este relativ ușor de extras. Aceasta înseamnă că va fi folosit din ce în ce mai des.

Potențialul energetic al oceanelor

Energia valurilor și algele sunt doar câteva dintre sursele de energie disponibile din ocean. Restul sunt mai puțin populare - dar nu mai puțin promițătoare:

Energia valurilor. Pentru producerea acestuia se folosesc centrale mareomotrice. Instalații similare există deja în o duzină de țări, inclusiv Rusia. Potrivit oamenilor de știință, această sursă este ușor inferioară energiei valurilor.

Energia curentă. Vă puteți imagina câtă energie, să zicem, ar putea genera Gulf Stream? Și nu încerca: multe. Până acum, Regatul Unit și Statele Unite dezvoltă această direcție. În Statele Unite, apropo, a fost deja dezvoltată o turbină cu o capacitate de 400 kW.

Energia gradientului de temperatură al apei de mare. Sau pur și simplu energie derivată din diferența dintre temperatura apei la suprafață și la adâncime. Sursă relativ nouă, cercetată în principal de SUA. Potențialul nu a fost încă explorat pe deplin.

energie osmotică. Denumită și energie de difuzie a lichidelor, se obține în punctele de amestecare a sării și apa dulce. Singura astfel de centrală în acest moment este construită în Norvegia.

Nu uitați de așa-numita energie a fluxului de apă. Nimic nou: hidrocentralele pe care le cunoașteți sunt cele care îl produc.

Energia din interiorul pământului

Petrolul și gazele nu sunt singurele lucruri care merită forate în pământ: energia geotermală sau energia din interiorul pământului ar putea într-o zi să le poată concura. Pentru obtinerea acestuia se folosesc statii geotermale. Instalate lângă vulcani, astfel de instalații furnizează cu succes energie Islandei, Japoniei, Indoneziei și a unui număr de alte țări. În același timp, nu folosesc magma în sine: apa clocotită, precum cea care iese la suprafață în gheizere, oferă energie.

Potențialul energetic al subsolului nu este la fel de mare ca cel al surselor de mai sus. Dar acest tip de energie este potrivit pentru țările fără ieșire la mare.

Energia de fuziune

Indiferent cât de multă energie alternativă folosește procese naturale care apare pe planetă, cea mai puternică sursă de energie va fi creată în totalitate de om. Va fi ITER - Reactorul Termonuclear Experimental Internațional capabil să recreeze procesele care au loc în interiorul stelelor.

Inițial, lansarea ITER a fost planificată pentru 2016, dar acum datele au fost mutate la începutul anilor '30. Mai mult, va fi posibilă conectarea instalației la rețeaua electrică până în 2040 cel mai bine. Cu toate acestea, rezultatul merită așteptat: energia eliberată în timpul fuziunii termonucleare ar trebui să fie suficientă pentru mai multe țări.