Природные источники энергии

Энергия ветра

Человек уже давно использует силу ветра. Когда-то он натягивал паруса кораблей, крутил мельничные жернова и качал воду. В наше время популярность ветровой энергии по всему миру резко возросла. Ветряные мельницы самых современных конструкций производят чистую, легкодоступную электроэнергию, которой пользуется 35 миллионов человек. Скажем, в Дании ветровые электростанции производят 20 процентов всего электричества страны. В Германии, Испании и Индии этот вид энергетики развивается стремительными темпами. Кстати, Индия занимает пятое место среди самых перспективных стран по использованию ветровой энергии. В США работает 13 000 ветровых электрогенераторов. И некоторые специалисты считают: если в США эффективно использовать все местности, пригодные для ветровых электростанций, можно было бы удовлетворять 20 процентов потребностей этой страны в электроэнергии.

Энергия солнца

Фотогальванические элементы превращают солнечный свет в электричество (солнечные лучи активизируют электроны в молекулах). Таким методом в разных уголках нашей планеты производят около 500 тысяч киловатт электроэнергии. Ежегодно объем продаж солнечных батарей растет на 30 процентов. Однако производительность фотогальванических элементов не слишком высока. А электричество, которое они производят, дороже того, которое получают в результате переработки топливных полезных ископаемых. В дополнение, при изготовлении фотоэлементов используют токсичные вещества, такие как сульфид кадмия и арсенид гелия. Эти химические соединения не разлагаются в природной среде в течение сотен лет. Поэтому, по словам журнала «Бионаука», «утилизация и переработка отработанных фотоэлементов составляет большую проблему».

Геотермальная энергия

Если бы кто-нибудь захотел докопаться до земного ядра, температура которого составляет +40000C, то с каждым километром температура возрастала бы на 30 градусов. В Исландии энергия, полученная из геотермальных источников, составляет почти половину требуемой энергии. В других государствах, скажем в Австралии, работают над тем, чтобы получать энергию из горячих, сухих скальных пород, залегающих на глубине нескольких километров от поверхности земли. «Острэлиан джиогрэфик» сообщает: «Некоторые ученые считают, что можно закачивать воду в эти горячие пласты. Там она, нагревшись до высокой температуры, под большим давлением будет возвращаться на поверхность. После этого воду будут сразу подавать на турбины. Этим методом на протяжении десятилетий или даже столетий можно получать электроэнергию».

Энергия воды

В настоящее время на гидроэлектростанциях производится более 6 процентов мировой энергии. В отчете «Перспективы международной энергетики» сказано, что в течение двух следующих десятилетий «будут все шире использовать возобновляемые источники энергии, например, за счет построения гидроэлектростанций в развивающихся странах, особенно в странах Азии». Однако журнал «Бионауки» предупреждает: «По причине создания водохранилищ навсегда теряются огромные площади сельскохозяйственных угодий. Кроме того, строительство плотин негативно влияет на жизнедеятельность растений, животных и микроорганизмов в местных экосистемах».

Энергия водорода

Водород – это, легковоспламеняющийся газ. Этот газ – один из двух компонентов воды. Кроме того, водород горит лучше топливных ископаемых и при этом не загрязняет окружающую среду.

Журнал «Сайенс ньюс онлайн» объясняет: если через воду «пропустить электрический ток, то произойдет ее расписание на водород и кислород». Казалось бы, что таким методом можно получать много водорода. Однако упомянутый выше журнал отмечает: «На сегодняшний день этот на первый взгляд простой метод экономически невыгоден». По всему миру в промышленных масштабах получают 45 миллионов тонн водорода, который используют в основном в производстве удобрений и моющих средств. Однако для получения водорода нужна производимая электроэнергия, сжигая горючие ископаемые. А в процессе горения ископаемых выделяется ядовитый газ – окись углерода и парниковый газ – двуокись углерода.

Несмотря на это, многие надеются, что в будущем водород заменит традиционные источники энергии и полностью удовлетворит потребности человечества в энергии. Такие надежды небезосновательны, ведь в последнее время все больше обращают внимание на изобретение, называемое топливным элементом.

Топливный элемент

Топливный элемент представляет собой устройство, в котором для получения электроэнергии используется в частности водород. Это происходит не путём простого сжигания водорода, а путем управляемой химической реакции, при которой водород постепенно соединяется с кислородом. Когда вместо богатых водородом полезных ископаемых использовать чистый водород, единственными продуктами процесса горения будут тепло и вода.

Первый топливный элемент создал в 1839 году британский судья и физик Уильям Гров. Но его изготовление стоило дорого, а составные части к нему и топливу трудно было достать. Потому эта идея не нашла широкого применения. Однако в середине XX столетия ее возродили американские инженеры. Они стали использовать топливные элементы для обеспечения энергии на космических кораблях. Сегодня и дальше используют топливные элементы в разных космических аппаратах. Эту технологию стали активно внедрять и на земле.

Специалисты продолжают работать над усовершенствованием топливных элементов. Надеются, что эти элементы могут заменить двигатели внутреннего сгорания в автомобилях и аккумуляторы в небольших устройствах, скажем, в мобильных телефонах или компьютерах. Они будут производить электроэнергию для жилых домов или супермаркетов. И все же сейчас энергия, производимая стационарными топливными элементами, в четыре раза дороже энергии, полученной из горючих полезных ископаемых. Но изобретатели не сдаются: в развитие этой технологии вкладывают сотни миллионов долларов.

Более чистые источники энергии, безусловно, способствуют улучшению экологического состояния нашей планеты. Но их широкое применение наверняка еще долго будет оставаться экономически невыгодным. «В будущем будут и дальше отдавать предпочтение топливным полезным ископаемым (нефть, природный газ и уголь), поскольку цены на них будут сравнительно низкими, в то время как цены на другие энергоносители будут оставаться высокими»,— отмечалось в отчете «Перспективы международной энергетики».