Сколько нефти и газа осталось в земных недрах? По оценкам, запасов хватит всего на несколько десятилетий.
Меж тем к концу XXI столетия энергопотребление на планетке вырастет еще в 400 раз. Населению земли, создавшему цивилизацию на углеводородах, чтоб не оказаться у разбитого корыта, потребуются новейшие источники энергии.
Какие - в точности огласить тяжело.
В конце XIX века числилось, что энергетика будет развиваться за счет угля, торфа, дров и хвороста.
Сейчас этот прогноз смешон.
Перенестись в будущее тяжело, но не пробовать сделать это преступно перед будущим, которое формируется сейчас. На базе оценок профессионалов мы решили поведать о тех источниках энергии, которые имеют перспективу и являются другими нефти и газу.
КосмосБольше всего энергии выделяется при контакте материи и антиматерии. Происходит аннигиляция - взаимное ликвидирование равных масс с выделением колоссальной энергии по формуле Эйнштейна E=mc2, самому известному уравнению всех времен и народов.
Аннигиляция привела к созданию Вселенной.
Вот бы человеку таковой источник - почище нескончаемого мотора!
В 200 кг антиматерии содержится столько энергии, сколько население земли потребляет за год. Но создавать антиматерию на Земле нелепо.
1 гр антиматерии, приобретенный в наилучших ускорителях, стоил бы $60 трлн., другими словами больше, чем мировой валовой продукт за год.
Чтоб игра стоила свеч, нужно понизить себестоимость антиматерии в 60 млн.
раз. Но антиматерию можно отыскать в ближнем космосе.
По неким гипотезам, из антиматерии состоят кометы. Быть может, Тунгусский метеор не оставил фрагментов, но привел при падении на Землю к большому тепловыделению конкретно из-за того, что нес антиматерию.
НАСА открыл финансирование проекта по улавливанию антиматерии многокилометровыми ловушками на орбите. В земных ловушках научились удерживать 10-ки миллионов антипротонов в течение недельки.
Уже разработан проект космического корабля, где в движке происходит аннигиляция материи и ядерный синтез.
Кто знает, быть может, в дальнейшем, антиматерию будут отмывать в космосе, подобно золотым самородкам на Колыме, и доставлять на Землю. В пределах орбиты Сатурна рассеяны 10-ки кг антиматерии.
Была золотая лихорадка - настанет антилихорадка. ОрбитаТрудно достигнуть значимого прироста мощности, ежели не опереться на инопланетные ресурсы.
Сейчас это фантастика, но как по другому избежать не только лишь энергетического кризиса, да и экологической катастрофы? По всем законам, тепловыделение и загрязнение окружающей среды неизбежны при любом методе добычи энергии, и ради жизни на Земле генерацию энергии лучше вывести за ее пределы.
Что ежели собирать Солнце прямо на орбите еще до земной атмосферы, которая поглощает и рассеивает свет? При установке зеркала размером 10х10 км на геостационарной орбите 36 тыщ км дневной свет прольется на район Земли размером 400х400 км с освещенностью, как ясным зимним деньком в Москве.
Солнечную энергию можно применять для обогрева и производства электроэнергии.
В 1960-х годах в СССР были сделаны проекты орбитальных электростанций, на данный момент эту идею развивают в НАСА, где сотворено уже несколько вариантов - к примеру, "Солнечная башня" на высокотемпературных сверхпроводниках. Чтоб понизить электромагнитное влияние на атмосферу, можно передавать энергию по высоковольтному кабелю с центром тяжести на стационарной орбите - проект является составной частью большого "Космического лифта".
Можно также пользоваться частотным либо лазерным излучением.
В первом случае луч беспрепятственно проходит через грозовые тучи, во 2-м - различается узеньким пучком и малыми антеннами. Говорить о КПД рано, так как прогресс в электронике опереждает все прогнозы.
СолнцеСолнечная энергетика построена на фотопреобразовании световой энергии в электричество и экономически пока невыгодна.
Оправдано внедрение солнечных батарей лишь на космических аппаратах - на МКС их площадь добивается 4 тыщ кв. м. На создание батареи нужно затратить больше энергии, чем она способна произвести за срок службы. Главным материалом является кремний с чистотой 99,99%, который стоит 40$/кг, фотопреобразователи имеют КПД всего 17%. Себестоимость наиболее 40 центов/ кВт-час при средней себестоимости электроэнергии 2 цента/ кВт-час.
Солнечная энергетика подвержена дневным, сезонным и погодным колебаниям.
В Рф активным лоббистом солнечной энергетики является Нобелевский лауреат Жорес Алферов, который как депутат Госдумы решает усилия для принятия Закона о ее поддержке.
"К 2020 году суммарная мощность всех солнечных станций может достичь 140 Гвт - это сегоднящая мощность всех электростанций в Рф, - говорит академик Алферов.
- КПД фотопреобразователей мы сможем поднять до 50%. Это столбовой путь развития энергетики".
Всего в мире на солнечных станциях делается около 1 300 МВт электроэнергии. Это мощность 1-го атомного реактора.
Фаворит - Япония, на которую приходится наиболее половины солнечной энергетики мира.
Дальше следуют Германия и США. Но даже в солнечном Израиле для обогрева плавательного бассейна на местности Института имени Вейсмана потребовались солнечные отражатели размером с футбольное поле.
В СССР работала экспериментальная солнечная станция в Крыму, но на данный момент она пришла в запустение. Стройку станции под Кисловодском заморожено.
Опыт использования солнечной энергии для горячего водоснабжения курортов в Краснодарском крае забыт.
Высококачественные фотодиоды Наша родина реализует в Германию и в Испанию, но снутри страны спроса на их нет.
ВетерДостоинства ветряков - низкие эксплутационные издержки и экологичность, ежели закрыть глаза на шум, нестерпимый для почти всех животных и птиц.
Недочет - накладность. Самая большая в мире станция всего в 5 МВт на севере Германии имеет высоту 183 м, на мачту ушло 180 т стали, на фундамент - 1,3 тыс.
куб. м бетона.
Себестоимость энергии - 10 центов/ кВт-час.
В ближайшее время стоимость ветряков понижается, и в районах с развитой инфраструктурой они конкурируют со станциями на газе. В Рф неистощимые ресурсы ветровой энергии, но основная неувязка не техно, а психическая, - говорит президент Европейской ассоциации ветряной энергетики Кристиан Кьяер.
- Необходимо включить эту область в единую энергосистему. В мире на ветре делается менее 1% электроэнергии.
Но это безусловный фаворит посреди возобновляемых источников.
В мире бум ветряной энергетики. Общественная мощность - 75 тыс.
МВт. Фавориты - Германия (20 тыс.
МВт), Испания, США, Индия.
Но по относительной значимости нет равных Дании - 20% электроэнергии.
В Великобритании характеристики выросли на 47%. В Польше, Литве, Венгрии - в 3 раза.
В Рф этот вид энергетики остается экзотичным - 0,01% в общем балансе.
В Калмыкии в 1995 году построен блок мощностью 1 МВт. В Калининградской области сооружается 1-ый русский ветропарк.
ЗемляС древних времен вулканы наводили кошмар. Но горячие подземные источники можно обернуть для выработки тепловой и электрической энергии.
В первый раз геотермальная станция была построена в Италии 100 годов назад.
Позже подключились Мексика, Новенькая Зеландия, Равнина гейзеров в США. В Рейкьявике геотермальная отопительная система обслуживает 100 тыщ обитателей.
Энергия вулканов употребляется в 62 странах, суммарная мощность станций - 19 300 Мвт.
Толика Рф на мировом геотермальном рынке видна - 10%. На данный момент на Камчатке работают 3 геотермальные станции мощностью 70 Мвт, они обеспечивают 25% потребностей региона. Перспективны Краснодарский край, Северный Кавказ, Калининградская область.
Геотермальные станции - источник дешевенькой энергии, - говорит директор Института вулканологии РАН Евгений Гордеев. - Ресурсы одной лишь Камчатки оцениваются в 5 тыщ МВт, что дозволяет обеспечить регион теплом и электроэнергией в течение 100 лет.
Но для больших регионов и промышленных центров геотермальные источники навряд ли отыщут обширное применение.
Они размещены в труднодоступных районах, к тому же температура газа на рабочих лопатках турбин невысока - ниже 200 градусов.
Вообщем, Наша родина обладает технологией производства турбин на атомных лодках, где этот параметр тоже невысок. Кстати, в Москве, которая никогда не лицезрела вулканов, на улице Анохина есть два дома, которые снабжаются теплом из глубочайшей 30-метровой скважины.
ОкеанПервые приливные мельницы были построены на берегах Бретани в XI веке и на российском Беломорье в XVII веке.
Строгая периодичность приливов и отливов занимала Ньютона, который выявил зависимость силы приливов от циклов лунного месяца. Связь приливов и положения Земли, Луны и Солнца изучал создатель температурной шкалы лорд Кельвин.
Но долго использованию приливных станций мешала малая плотность напора воды, также то, что высота прилива максимальна в полночь, когда потребление энергии мало.1-ая в мире ПЭС построена во Франции в устье реки Ранс, впадающей в Ла-Манш, в 1966 году.
В 1968 году во многом благодаря поддержке "Известий" в СССР в Кислой губе на Белоснежном море была построена приливная станция мощностью 600 кВт, которая не так давно была оборудована неповторимыми турбинами, работающими и при приливе, и при отливе.
Станция в Кислой губе награждена золотой медалью на Глобальной выставке "ЭКСПО" в Стране восходящего солнца, а сам способ получил заглавие "русского" и употребляется при строительстве платформ для глубоководной добычи нефти. Маленькие приливные станции построены также в Канаде и в Китае.
В Рф готовы еще 3 проекта приливных станций. Один - в Белоснежном море и два - в Охотском.
В Мезенской губе сосредоточены оосновные запасы приливной энергии европейской части Рф, высота приливов добивается 10 метров. Проектная мощность станции 8 тыщ МВт, на ней будут установлены не традиционные прямоточные турбины, а новейшие ортогональные, которые разработаны в Рф и разрешают собирать" энергию во время и приливов, и отливов.
В Пенжинской губе, где самые высочайшие приливы в мире доходят до 17 метров, станция мощностью 20 тыщ МВт может обеспечить весь Магадан. Наша родина располагает возможным ресурсом приливной энергии, соизмеримым с общим количеством энергии, которое вырабатывается и употребляется в стране.
По мнению главы РАО "ЕЭС Наша родина" Анатолия Чубайса толика приливной энергии может составить в дальнейшем до 25% всей вырабатываемой в Рф электроэнергии. И в дальнейшем Наша родина может стать экспортером технологий строительства приливных станций.
Русская школа приливной энергии считается передовой в мире, и в нашей стране этому источнику экологически незапятанной энергии уделяется завышенное внимание. В мире есть и остальные экзотические проекты, где употребляется энергия океана.
В США во Флоридском проливе близ острова Марафон сооружается станция в 136 МВт для использования энергии течения Гольфстрим, которое перемещает 25 млн. куб.
м воды в секунду, что в 20 раз больше суммарного расхода всех рек земного шара.
Плотины не будет, станция закрепится якорями на большой глубине. 1-ая очередь в 30 МВт будет сдана через 2-3 года.
По экономическим показателям океанические станции сравнимы с речными ГЭС, в 2,5-3,5 раза экономичнее солнечных электростанций, на 10% превосходят атомные и уступают лишь тепловым станциям, которые, вообщем, не выдерживают конкуренции по экологии.
ТермоядЭлектростанция на термояде - революция, сопоставимая с изобретением паровой машинки и компа.
Ядерный синтез - энергия Солнца и звезд, также водородная бомба. Водород - часто встречающееся вещество во Вселенной.
Земле хватает одной миллиардной части солнечной энергии, что толкнуло Маяковского именовать наше светило дармоедом. Практически это создание энергии из воды.
Суровые спецы, даже "Гринпис", считают, что термояд способен решить энерго трудности населения земли, - говорит академик Евгений Велихов, управляющий интернационального проекта по строительству термоядерного реактора ИТЭР. - В отличие от угля и газа, термояд неистощим.
В отличие от атомной энергии, экологически безопасен. В отличие от нестандартных источников, экономически эффективен.
В 1950-х годах в СССР Андрей Сахаров и Игорь Тамм предложили принципиально новейшую идею, которая воплотилась в знаменитые токамаки.
Токамак - магнитные камеры в форме бублика, которые удерживают раскаленную до пары сотен миллионов градусов плазму.
В 1956 году в Великобритании Игорь Курчатов объявил о начале термоядерных исследований в СССР. На данный момент ведущие страны продвигают проект ИТЭР, который начинался с саммита Горбачева и Рейгана в Женеве в 1986 году.
Наша родина вносит в ИТЭР10% от стоимости проекта в $13 миллиардов. Уже выбрана площадка в ядерном центре Кадараш во Франции для сооружения экспериментального реактора.
В термоядерном реакторе будет поддерживаться температура в 150 млн. градусов (температура в центре Солнца 20 млн.
градусов).
На единицу термоядерного горючего вырабатывается в 10 млн. раз больше энергии, чем при сжигании органического горючего, и в 100 раз больше, чем при расщеплении ядер урана в реакторах АЭС.
Количество девайсов у реактора в 100 раз больше, чем у Боинга-747. На покорение термояда уйдет более 50 лет, тогда и особенных энергетических заморочек у населения земли не будет.
Но это в этом случае, ежели получится, ведь наука часто дает плохой результат.
РастенияСпирт, что понятно каждому взрослому человеку, является самым массивным энергетическим напитком. Но его можно вливать не в рот, а в мотор, снижая нагрузку на экологию.
Кстати, 1-ый движок Дизеля в XIX веке работал на арахисовом масле.
В США и Европе отпускаются большие субсидии на создание биотоплива из растительного сырья, которое пока много дороже бензина. 10% биоэтанола, добавленного в бензин, понижают выбросы на 30-50%. Переходу на биоэтанол содействуют акцизные и законодательные меры.
В Швеции принята программа полного перевода транспорта к 2020 году на биоэтанол и природный газ. В Бразилии весь бензин продается с добавлением этанола.
К 2010 году спрос на биотопливо в Европе вырастет в 3 раза. В США на топливный спирт уходит 14% урожая кукурузы.
Получать биотопливо можно из сладкого тростника, кукурузы, рапса и подсолнечника, даже из отходов производства сыра и, уж совершенно мечта, куриного помета на птицефермах.
Такое горючее употребляется на станции в британском городке Тэтфорд.
В Рф неповторимые технологии по выращиванию бензина предложили академики Николай Платэ и Илья Моисеев. Но биоэтанол, как технический спирт, по нашим законам получит не субсидии, а попадет под завышенные акцизы.
К тому же местный спектр в том, что метиловый спирт, нужный для производства горючего, смертельно небезопасен для настолько нередко необузданного в напитках населения.
Вообщем, мысль круговорота дерьма в природе занимала даже такового приметного человека, как боец Иван Чонкин...