Future Energy: de werkelijkheid en fantasie. Alternatieve energiebronnen

Het is geen geheim dat de door de mens vandaag de dag middelen is zeker meer van hun toekomstige productie en het gebruik kan niet alleen leiden tot de energie, maar ook om de milieu-ramp. Traditioneel gebruikt door de mens middelen - kolen, gas en olie - zal eindigen na een paar decennia, en maatregelen moeten nu worden genomen, in onze tijd. Natuurlijk kunnen we hopen dat we ook zullen tegenkomen sommige rijke laag, evenals in de eerste helft van de vorige eeuw, maar wetenschappers geloven dat zo'n grote deposito's meer. Maar in ieder geval, zelfs de ontdekking van nieuwe velden zullen alleen maar vertragen de onvermijdelijke noodzaak om manieren om alternatieve energie te produceren te vinden, en de overstap naar hernieuwbare bronnen zoals wind, zon, geothermische warmte, water stroomt, enz., En in aanvulling op deze is het noodzakelijk om de ontwikkeling van energiebesparende technologieën blijven.

In dit artikel zullen we kijken naar enkele van de meest veelbelovende, naar het oordeel van de moderne geleerden, de ideeën waarop de toekomst van energie op te bouwen.

zonne-stations

Mensen hebben lang gedacht over de vraag of het mogelijk is om de zonne-energie op aarde gebruiken. Onder zonlicht verwarmd water en gedroogd kleding aardewerk voordat deze naar de oven, maar deze methoden niet effectief worden genoemd. De eerste technische middelen, die zonne-energie omzetten ontstond in de 18e eeuw. Franse wetenschapper Buffon, de ervaring leert, waarin hij wist met de hulp van een grote holle spiegel bij helder weer op het droge hout te ontsteken op een afstand van ongeveer 70 meter. Zijn landgenoot, de beroemde wetenschapper Lavoisier, gelden lenzen om energie van de zon te concentreren, en in Engeland creëerde een lenticulaire glas dat door zich te richten stralen van de zon gesmolten ijzer in slechts een paar minuten.

Naturalisten uitgevoerd veel experimenten waaruit bleek dat het gebruik van zonne-energie op aarde mogelijk te maken. Echter, de zonnecel dat de zonne-energie zou hebben omgezet in mechanische energie, verscheen relatief kort geleden, in 1953. Het werd gemaakt door wetenschappers van de Amerikaanse National Aerospace Agency. Reeds in 1959 als eerste een zonnepaneel te gebruiken om de ruimte satelliet uit te rusten.

Misschien zelfs dan, in het besef dat dergelijke batterijen in de ruimte veel efficiënter, de wetenschappers het idee van het creëren van een ruimte zonne-installaties, want in een uur de zon om zo veel energie op te wekken als de hele mensheid verbruikt en voor het jaar, dus waarom niet gebruiken? Wat zal de toekomst van zonne-energie?

Aan de ene kant lijkt het erop dat het gebruik van zonne-energie is ideaal. Echter, de kosten van een enorme ruimte zonne-energiecentrale is zeer hoog, en bovendien, het is een manier om te werken. Na verloop van tijd, omdat nieuwe technologieën voor de levering van goederen in de ruimte, evenals nieuwe materialen zullen worden gebracht, de uitvoering van een dergelijk project mogelijk zou zijn, maar we kunnen alleen gebruik maken van relatief kleine panelen op het oppervlak van de planeet. Velen zullen zeggen dat het is jammer. Ja, het is mogelijk in een privéwoning, maar voor de stroomvoorziening van de grote steden, respectievelijk, moet een set van zonnepanelen, een technologie die ze effectiever zal maken.

De economische kant van de zaak is ook aanwezig: elk budget zal lijden als het zal worden belast om de hele stad (of het land) op de zonnepanelen te vertalen. Het lijkt erop dat nodig zou kunnen worden van de stedelijke bewoners betalen een bepaald bedrag voor de renovatie, maar in dat geval zullen ze niet gelukkig zijn, want als mensen bereid waren om te gaan op deze kosten, zouden zij al het zelf gedaan: de mogelijkheid om een zonnepaneel te kopen is bij iedereen.

Ten aanzien van zonne-energie is er nog een paradox: de kosten van de productie. de zonne-energie direct in elektriciteit Vertaling - niet de meest efficiënte ding. Nog steeds niet gevonden een betere manier dan aan de stralen van de zon te gebruiken om water te verwarmen, die overgaat in stoom die op zijn beurt de dynamo aandrijft. In dit geval is het energieverlies minimaal. De mensheid wil "groene" zonnepanelen en zonne-station te gebruiken, om middelen te besparen op de grond, maar voor dit project zal een enorme hoeveelheid van dezelfde middelen, en de "niet-ecologische" energie nodig. Zo heeft een zonne-energiecentrale met een oppervlakte van ongeveer twee vierkante kilometer is onlangs gebouwd in Frankrijk. Bouwkosten bedroeg ongeveer 110 miljoen euro, exclusief de kosten van de operatie. Met dit alles moet worden bedacht dat het leven van dergelijke mechanismen is ongeveer 25 jaar.

wind

Windenergie - worden ook gebruikt door mensen sinds de oudheid, de meest eenvoudige voorbeeld is de zeilen en windmolens. Windmolens vandaag de dag gebruiken, ze zijn vooral effectief in gebieden met een constante wind, zoals aan de kust. in de vorm van drijvende windturbines turbines - Wetenschappers zijn voortdurend vooruit ideeën over hoe de bestaande instrumenten te moderniseren voor het omzetten van windenergie, een van hen. Als gevolg van de constante rotatie ze kunnen "hangen" in de lucht binnen een paar honderd meter van de grond, waar de wind is sterk en constant. Dit zou helpen bij de elektrificatie van het platteland, waar het onmogelijk is om conventionele windturbines gebruiken. Bovendien zouden deze drijvende turbines worden uitgerust met Internet modules waarmee zou worden gedaan om mensen de toegang tot het World Wide Web te verzekeren.

Getijden en golven

De boom in zonne- en windenergie wordt stilaan plaats, en is de belangstelling van onderzoekers aangetrokken is een andere natuurlijke energie. Meer veelbelovend is om de getijden te gebruiken. Nu al heeft deze kwestie al een honderdtal bedrijven wereldwijd, en er zijn verschillende projecten die de effectiviteit van deze methode van de elektriciteitsproductie hebben aangetoond. Het voordeel ten opzichte van zonne-energie is dat het verlies van de vertaling van een energie aan elkaar zijn minimaal: een enorme vloedgolf roteert een turbine, die elektriciteit produceert.

De "oester" - een indruk die op de oceaanbodem scharnierplaatje die water naar de kant levert, waardoor het draaien van de eenvoudige hydro turbine. Slechts een dergelijke installatie kan elektriciteit te leveren voor een kleine wijk.

Al in Australië hebben met succes gebruik gemaakt van de vloedgolf: in de stad Perth ontzilting geïnstalleerd werken aan dit soort energie. Hun werk laat zoet water tot ongeveer een half miljoen mensen. Natuurlijke energie en industrie kan ook gecombineerd worden in de sector van de productie van energie.

Het gebruik van getijdenenergie verschilt enigszins van de technologie die we gebruikt om te zien in de rivier waterkrachtcentrales. HPP is vaak schadelijk voor het milieu: het omliggende gebied overstroomd, het ecosysteem vernietigd, maar planten die vloedgolven gebruiken, in dit opzicht, veel veiliger.

menselijke energie

Een van de meest fantastische projecten energiegebruik wonen mensen die u kunt bellen op onze lijst. Klinkt prachtig en nog meer angstaanjagend, maar niet zo eng. Wetenschappers koesteren het idee van hoe de mechanische energie van de beweging te gebruiken. Het is in deze projecten op micro-elektronica en nanotechnologie met een laag stroomverbruik. Hoewel het klinkt als een utopie, is er geen echte ontwikkeling, maar het idee is zeer interessant en niet de hoofden van wetenschappers vertrekken. Agree, zal de inrichting zeer geschikt zijn, die als een klok met automatische podzavodkoy wordt gebracht van het feit dat de sensor bedrading vinger, of het tablet of de telefoon net hangt in de zak tijdens het lopen. Niet te vergeten de kleding, die is gevuld met verschillende micro-inrichtingen te noemen, kon omzetten in elektriciteit van de energie van de menselijke beweging.

In Berkeley, in het Lawrence Laboratory, bijvoorbeeld, wetenschappers hebben geprobeerd het idee tot leven te brengen om virussen te gebruiken om de omzetting van energie onder druk te zetten elektriciteit. Kleine mechanismen die werkzaam zijn op de beweging, want er zijn echter nog de stroom van een dergelijke technologie is niet ingesteld. Ja, de wereldwijde energiecrisis niet op deze manier het hoofd te bieden: Hoeveel mensen zullen moeten "pedaal" te laten werken de hele plant? Maar als een van de in het complex maatregelen, de theorie is heel levensvatbaar is.

Vooral als de technologie om effectief in het moeilijk zijn om gebieden te bereiken op polaire stations, in de bergen en het bos, onder reizigers en toeristen die niet altijd de mogelijkheid om uw gadget op te laden, maar in contact te blijven is belangrijk, vooral als de groep was in een kritieke situatie. Hoeveel dingen kunnen worden voorkomen als de mensen altijd een betrouwbare communicatie-apparaat dat onafhankelijk is geweest "van de muur."

Waterstof-brandstofcel

Misschien, elke eigenaar van de auto, staren naar het licht hoeveelheid benzine nul nadert, is er een idee van hoe het zou geweldig zijn als de auto op water loopt. Maar nu zijn atomen viel in het gezichtsveld van wetenschappers als echte energie-installaties. Het feit dat deeltjes van waterstof - de meest voorkomende gas in het heelal - bevat een enorme hoeveelheid energie. Bovendien is de motor verbrandt het gas met vrijwel geen bijproducten, dat wil zeggen, krijgen we een zeer milieuvriendelijke brandstoffen.

Waterstof wordt belast met een aantal modules van het ISS en shuttles, maar op aarde het bestaat hoofdzakelijk in de vorm van verbindingen zoals water. In de jaren tachtig in Rusland zijn het ontwikkelen van vliegtuigen die waterstof als brandstof te gebruiken, worden deze technologieën zelfs gebruikt in de praktijk, en experimentele modellen hebben bewezen effectief. Wanneer waterstof wordt afgescheiden, wordt het naar een speciale brandstofcel elektriciteit kan dan direct worden gegenereerd. Dit is niet de energie van de toekomst is al een realiteit. Deze auto's zijn al geproduceerd en vrij grote hoeveelheden. Het bedrijf Honda, met het oog op de universaliteit van de energiebron en de auto in het algemeen te benadrukken, voerde een experiment waarin de machine is aangesloten op het elektriciteitsnet thuisnetwerk, maar niet om te krijgen opgeladen. Het voertuig kan macht prive-woning te bieden binnen een paar dagen, of doorgeven zonder bij te tanken bijna vijfhonderd kilometer.

Het enige nadeel van deze energiebron momenteel - dit een relatief hoge kosten van dergelijke milieuvriendelijke wagens, en natuurlijk, hebben een relatief klein aantal waterstoftankstations, maar in veel landen al hun constructie gepland. Bijvoorbeeld, Duitsland is nu al een plan om honderd tankstations installeren 2017.

aardwarmte

De omzetting van thermische energie in elektriciteit - is de essentie van geothermische energie. In sommige landen waar het moeilijk is om te gebruiken in andere sectoren, is het heel veel gebruikt. Bijvoorbeeld, in de Filippijnen 27% van alle elektriciteit valt op geothermische centrales, en in IJsland is dat ongeveer 30%. De essentie van deze methode van energieproductie is heel simpel, het mechanisme is vergelijkbaar met een eenvoudige stoommachine. Voordat de vermeende "meer" magma nodig is om een gat waardoor water wordt gepompt boren. Bij contact met water direct de gloed magma omgezet in stoom. Het stijgt wanneer verdraait mechanische turbine, waardoor generatoren.

Geothermische energie de toekomst is om een groot "gewelf" van magma vinden. Bijvoorbeeld, in voornoemd IJsland slaagde: gloeiende magma fractie van een seconde geüpload overal water omgezet in de stoomtemperatuur van ongeveer 450 graden Celsius, wat een absoluut record. Dergelijke hogedrukstoom kan de efficiëntie van de geothermische station meerdere malen te verbeteren, kan de impuls voor de ontwikkeling van geothermische energie in de wereld geworden, vooral in gebieden met verzadigd vulkanen en thermische bronnen.

Het gebruik van nucleair afval

Kernenergie, op het moment, creëerde een rage. Het was niet tot zo lang als mensen niet het volledige risico van de energie-industrie te realiseren. Ongevallen zijn mogelijk, van vergelijkbare gevallen Niemand is immuun, maar ze zijn zeer zeldzaam, maar het radioactief afval lijken stabiel en, tot voor kort, wetenschappers kunnen dit probleem niet oplossen. Het feit dat het uranium staven - de traditionele "brandstof" kernenergie kan worden gebruikt door slechts 5%. Na ontwikkeling van dit kleine gedeelte van de totale kern wordt naar de "prullenbak".

Eerder gebruikte techniek waarbij de staven werden ondergedompeld in water, wat de snelheid van de neutronen, met behoud van een stabiele reactie. Nu in plaats van water begon vloeibaar natrium gebruiken. Deze vervanging kunt u niet alleen om het gehele volume van uranium te gebruiken, maar ook om te verwerken tienduizenden tonnen radioactief afval.

Bevrijd de planeet van kernenergie afval is belangrijk, maar er is een "maar" in de technologie zelf. Uranus verwijst naar de middelen en reserves in de wereld zijn eindig. Als de hele planeet uitsluitend vertalen van de energie afkomstig is van kernenergie (bijvoorbeeld in de Amerikaanse kerncentrales te produceren slechts 20% van het totale elektriciteitsverbruik), zal uranium reserves vrij snel uitgeput, en dit zal opnieuw de mensheid leiden tot de drempel van de energiecrisis, zodat kernenergie , hoewel gemoderniseerd slechts een tijdelijke oplossing.

plantaardige oliën

Zelfs Henry Ford, het creëren van een "Model T", schat dat het zal moeten werken op biobrandstoffen. Echter, terwijl de nieuwe olievelden werden ontdekt, en de behoefte aan alternatieve energiebronnen is verdwenen voor een paar decennia, maar is nu weer terug.

De laatste vijftien jaren is het gebruik van plantaardige brandstoffen zoals ethanol en biodiesel, meerdere keren verhoogd. Ze worden gebruikt als onafhankelijke krachtbronnen, en als toevoeging aan benzine. Enige tijd geleden, werden de hoop gevestigd op een speciale gierst cultuur, die bekend staat als "Canola". Het is volledig ongeschikt als voedsel voor mens of dier, maar heeft een hoog oliegehalte. De olie- en staalproducerende "biodiesel". Maar deze cultuur neemt te veel ruimte, als je probeert te groeien lang genoeg om brandstof te verschaffen voor ten minste een deel van de planeet.

Nu hebben wetenschappers spreken over het gebruik van algen. Hun oliegehalte van ongeveer 50%, wat ook gemakkelijk olie zal uitpakken, en afval kan worden omgezet in kunstmest op basis waarvan nieuwe algen groeien. Het idee wordt beschouwd als interessant, maar haar levensvatbaarheid is nog niet bewezen dat de publicatie van de succesvolle experimenten op dit gebied nog niet zijn gepubliceerd.

kernfusie

Future wereldmacht, volgens de moderne geleerden, is onmogelijk zonder technologie fusie. Het is op dit moment de meest veelbelovende ontwikkeling, die al miljarden dollars heeft geïnvesteerd.

In kerncentrales gebruik maken van de energie divisie. Het is gevaarlijk omdat er een dreiging van een ongecontroleerde reactie die de reactor vernietigt, en zal leiden tot het vrijkomen van grote hoeveelheden radioactieve stoffen: misschien allemaal nog het ongeluk in de kerncentrale van Tsjernobyl.

De reacties van thermonucleaire fusie, de naam al aangeeft, maakt gebruik van de energie die vrijkomt bij de samenloop atomen. Als gevolg hiervan, in tegenstelling tot kernsplijting, is geen radioactief afval gevormd.

Het belangrijkste probleem is dat het resulterende fusie is een stof met een dergelijke hoge temperatuur, waarbij de gehele reactor kan vernietigen.

Deze energie van de toekomst - een realiteit. En de verbeelding is niet op zijn plaats op het moment dat in Frankrijk de bouw van de reactor al is begonnen. Enkele miljarden dollars geïnvesteerd in het proefproject, dat wordt gefinancierd door een aantal landen, waaronder, naast de EU, inclusief China, Japan, de VS, Rusland en andere landen. Aanvankelijk was de eerste experimenten al gepland om te beginnen in 2016, maar berekeningen hebben aangetoond dat de begroting te klein is (in plaats van 5 miljard duurde 19), en de lancering werd verplaatst voor nog eens 9 jaar. Misschien zullen we zien in een paar jaar, dat in staat is om van fusie-energie.

Problemen van de huidige en toekomstige mogelijkheden

Niet alleen wetenschappers, maar ook science fiction schrijvers, geven veel ideeën voor de realisatie van de toekomst in energie, maar allemaal eens zijn over de technologie die tot nu toe geen van de opties kan de volledige steun van alle behoeften van onze beschaving niet produceren. Bijvoorbeeld, als alle auto's in de VS zal rijden biobrandstof canolagebieden beplante oppervlakte gelijk aan de helft van het hele land, zonder rekening te houden met het feit dat de grond geschikt voor de teelt in de Verenigde Staten zijn niet zo veel.
Bovendien, tot nu toe alle methoden van de productie van alternatieve energie - wegen. Misschien elk van de gewone stedelijke bewoners, ben ik het eens dat het belangrijk is om schone, hernieuwbare bronnen te gebruiken, maar niet wanneer ze geven stem aan de kosten van een dergelijke overgang op dit moment. Wetenschappers hebben nog veel werk op dit gebied. Nieuwe ontdekkingen, nieuwe materialen, nieuwe ideeën - dit alles zal helpen de mensheid omgaan met succes met hun lange-resource crisis.

Het oplossen van de energieproblemen van de planeet kan alleen uitgebreide maatregelen. In sommige gebieden, is het handiger om de productie van energie uit wind, ergens gebruiken - zonnepanelen, en ga zo maar door. Maar misschien is de belangrijkste factor is om het energieverbruik in het algemeen en het creëren van energiebesparende technologieën te verminderen. Elke persoon moet begrijpen dat verantwoordelijk is voor de planeet, en iedereen moet de vraag stellen: "Wat voor soort energie kies ik voor de toekomst"
Alvorens over te gaan naar andere bronnen, moet iedereen beseffen dat het echt nodig is. Alleen een integrale aanpak in staat zal zijn om de energie probleem op te lossen.