32,6% – λάδι και προϊόντα πετρελαίου. 30,0% – άνθρακας. 23,7% – αέριο. Οι τρεις πρώτες μεταξύ των πηγών ενέργειας που τροφοδοτούν την ανθρωπότητα μοιάζουν ακριβώς έτσι. Τα διαστημόπλοια και ο «πράσινος» πλανήτης είναι ακόμα τόσο μακριά όσο ο «γαλαξίας πολύ, πολύ μακριά».
Υπάρχει σίγουρα μια κίνηση προς την εναλλακτική ενέργεια, αλλά είναι τόσο αργή που ελπίζουμε σε μια σημαντική ανακάλυψη – όχι ακόμη. Ας είμαστε ειλικρινείς: για τα επόμενα 50 χρόνια, τα ορυκτά καύσιμα θα φωτίζουν τα σπίτια μας.
Η ανάπτυξη της εναλλακτικής ενέργειας προχωρά αργά, σαν ένας αρχάριος κύριος κατά μήκος του αναχώματος του Τάμεση. Σήμερα, έχουν γραφτεί πολύ περισσότερα για τις μη παραδοσιακές πηγές ενέργειας από όσα έχουν γίνει για την ανάπτυξη και την εφαρμογή τους στην καθημερινή ζωή. Αλλά προς αυτή την κατεύθυνση υπάρχουν 3 αναγνωρισμένα «μαστόδοντα» που τραβούν το υπόλοιπο άρμα πίσω τους.
Η πυρηνική ενέργεια δεν εξετάζεται εδώ, επειδή το ζήτημα της προοδευτικότητάς της και της σκοπιμότητας ανάπτυξής της μπορεί να συζητηθεί για πολύ καιρό.
Παρακάτω θα υπάρχουν δείκτες ισχύος των σταθμών, επομένως, για να αναλύσουμε τις τιμές, θα εισαγάγουμε ένα σημείο εκκίνησης: ο πιο ισχυρός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής στον κόσμο είναι ο πυρηνικός σταθμός Kashiwazaki-Kariwa (Ιαπωνία). Το οποίο έχει ισχύ 8,2 GW.
Ενέργεια αέρα: άνεμος στην υπηρεσία του ανθρώπου
Η βασική αρχή της αιολικής ενέργειας είναι η μετατροπή της κινητικής ενέργειας των κινούμενων μαζών αέρα σε θερμική, μηχανική ή ηλεκτρική ενέργεια.
Ο άνεμος είναι το αποτέλεσμα της διαφοράς στην πίεση του αέρα στην επιφάνεια. Εδώ εφαρμόζεται η κλασική αρχή των «συγκοινωνούντων δοχείων», μόνο σε παγκόσμια κλίμακα. Φανταστείτε 2 βαθμούς – Μόσχα και Αγία Πετρούπολη. Εάν η θερμοκρασία στη Μόσχα είναι υψηλότερη, τότε ο αέρας θερμαίνεται και ανεβαίνει, αφήνοντας χαμηλή πίεση και μειωμένη ποσότητα αέρα στα χαμηλότερα στρώματα. Ταυτόχρονα, υπάρχει υψηλή πίεση στην Αγία Πετρούπολη και υπάρχει αρκετός αέρας «από κάτω». Ως εκ τούτου, οι μάζες αρχίζουν να ρέουν προς τη Μόσχα, επειδή η φύση πάντα προσπαθεί να ισορροπήσει. Έτσι σχηματίζεται η ροή του αέρα που ονομάζεται άνεμος.
Αυτή η κίνηση μεταφέρει μια τεράστια ενέργεια, την οποία οι μηχανικοί επιδιώκουν να συλλάβουν.
Σήμερα, το 3% της παγκόσμιας παραγωγής ενέργειας προέρχεται από ανεμογεννήτριες και η χωρητικότητα αυξάνεται. Το 2016, η εγκατεστημένη ισχύς των αιολικών πάρκων ξεπέρασε τη δυναμικότητα των πυρηνικών σταθμών. Υπάρχουν όμως 2 χαρακτηριστικά που περιορίζουν την ανάπτυξη της κατεύθυνσης:
1. Η εγκατεστημένη ισχύς είναι η μέγιστη ισχύς λειτουργίας. Και αν οι πυρηνικοί σταθμοί λειτουργούν σε αυτό το επίπεδο σχεδόν όλη την ώρα, τα αιολικά πάρκα σπάνια φτάνουν σε τέτοιους δείκτες. Η απόδοση τέτοιων σταθμών είναι 30-40%. Ο άνεμος είναι εξαιρετικά ασταθής, γεγονός που περιορίζει την εφαρμογή σε βιομηχανική κλίμακα.
2. Η τοποθέτηση αιολικών πάρκων είναι ορθολογική σε μέρη σταθερών ροών ανέμου – έτσι είναι δυνατό να διασφαλιστεί η μέγιστη απόδοση της εγκατάστασης. Ο εντοπισμός των γεννητριών είναι σημαντικά περιορισμένος.
Η αιολική ενέργεια σήμερα μπορεί να θεωρηθεί μόνο ως πρόσθετη πηγή ενέργειας σε συνδυασμό με μόνιμες, όπως πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής και σταθμοί που χρησιμοποιούν εύφλεκτα καύσιμα.
Οι ανεμόμυλοι εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στη Δανία – τους έφεραν εδώ οι Σταυροφόροι. Σήμερα, σε αυτή τη σκανδιναβική χώρα, το 42% της ενέργειας παράγεται από αιολικά πάρκα.
Το έργο για την κατασκευή ενός τεχνητού νησιού 100 χλμ από τις ακτές της Μεγάλης Βρετανίας έχει σχεδόν ολοκληρωθεί. Ένα θεμελιωδώς νέο έργο θα δημιουργηθεί στο Dogger Bank – για 6 km2 θα εγκατασταθούν πολλές ανεμογεννήτριες που θα μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια στην ηπειρωτική χώρα. Θα είναι το μεγαλύτερο αιολικό πάρκο στον κόσμο. Σήμερα, αυτό είναι το Gansu (Κίνα) με ισχύ 5,16 GW. Πρόκειται για ένα σύμπλεγμα ανεμογεννητριών, που μεγαλώνει κάθε χρόνο. Ο προγραμματισμένος δείκτης είναι 20 GW.
Και λίγα για το κόστος.
Οι δείκτες μέσου κόστους για την παραγόμενη 1 kWh ενέργειας είναι:
─ άνθρακας 9-30 λεπτά.
─ άνεμος 2,5-5 λεπτά.
Εάν είναι δυνατόν να λυθεί το πρόβλημα της εξάρτησης από την αιολική ενέργεια και να αυξηθεί έτσι η απόδοση των αιολικών πάρκων, τότε έχουν μεγάλες δυνατότητες.
Ηλιακή ενέργεια: η μηχανή της φύσης – η μηχανή της ανθρωπότητας
Η αρχή της παραγωγής βασίζεται στη συλλογή και διανομή της θερμότητας από τις ακτίνες του ήλιου.
Τώρα το μερίδιο των ηλιακών σταθμών παραγωγής ενέργειας (SPP) στην παγκόσμια παραγωγή ενέργειας είναι 0,79%.
Αυτή η ενέργεια, πρώτα απ 'όλα, συνδέεται με εναλλακτική ενέργεια - φανταστικά πεδία καλυμμένα με μεγάλες πλάκες με φωτοκύτταρα σχεδιάζονται αμέσως μπροστά στα μάτια σας. Στην πράξη, η κερδοφορία αυτής της κατεύθυνσης είναι αρκετά χαμηλή. Μεταξύ των προβλημάτων, μπορεί κανείς να ξεχωρίσει μια παραβίαση του καθεστώτος θερμοκρασίας πάνω από τον ηλιακό σταθμό παραγωγής ενέργειας, όπου θερμαίνονται οι μάζες αέρα.
Υπάρχουν προγράμματα ανάπτυξης ηλιακής ενέργειας σε περισσότερες από 80 χώρες. Αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις μιλάμε για μια βοηθητική πηγή ενέργειας, γιατί το επίπεδο παραγωγής είναι χαμηλό.
Είναι σημαντικό να τοποθετήσετε σωστά την ισχύ, για την οποία συντάσσονται λεπτομερείς χάρτες ηλιακής ακτινοβολίας.
Ο ηλιακός συλλέκτης χρησιμοποιείται τόσο για θέρμανση νερού για θέρμανση όσο και για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι φωτοβολταϊκές κυψέλες παράγουν ενέργεια «εξαφανίζοντας» φωτόνια υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός.
Ο ηγέτης όσον αφορά την παραγωγή ενέργειας σε ηλιακούς σταθμούς είναι η Κίνα και από την άποψη της κατά κεφαλήν παραγωγής η Γερμανία.
Το μεγαλύτερο ηλιακό εργοστάσιο βρίσκεται στο ηλιακό πάρκο Topaz, το οποίο βρίσκεται στην Καλιφόρνια. Ισχύς 1,1 GW.
Υπάρχουν εξελίξεις για να τεθούν συλλέκτες σε τροχιά και να συλλέγουν ηλιακή ενέργεια χωρίς να την χάνουν στην ατμόσφαιρα, αλλά αυτή η κατεύθυνση εξακολουθεί να έχει πάρα πολλά τεχνικά εμπόδια.
Ισχύς νερού: χρήση του μεγαλύτερου κινητήρα στον πλανήτη
Η υδροηλεκτρική ενέργεια κατέχει ηγετική θέση μεταξύ των εναλλακτικών πηγών ενέργειας. Το 20% της παγκόσμιας παραγωγής ενέργειας προέρχεται από υδροηλεκτρική ενέργεια. Και μεταξύ των ανανεώσιμων πηγών 88%.
Σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του ποταμού κατασκευάζεται ένα τεράστιο φράγμα, το οποίο φράζει εντελώς το κανάλι. Μια δεξαμενή δημιουργείται ανάντη και η διαφορά ύψους κατά μήκος των πλευρών του φράγματος μπορεί να φτάσει εκατοντάδες μέτρα. Το νερό διέρχεται γρήγορα μέσα από το φράγμα σε εκείνα τα μέρη όπου είναι εγκατεστημένοι οι στρόβιλοι. Έτσι η ενέργεια του κινούμενου νερού περιστρέφει τις γεννήτριες και οδηγεί στην παραγωγή ενέργειας. Όλα είναι απλά.
Από τα μειονεκτήματα: μεγάλη έκταση πλημμυρίζει, η βιοζωή στο ποτάμι διαταράσσεται.
Ο μεγαλύτερος υδροηλεκτρικός σταθμός είναι η Sanxia ("Τρία Φαράγγια") στην Κίνα. Έχει ισχύ 22 GW, αποτελώντας το μεγαλύτερο εργοστάσιο στον κόσμο.
Τα υδροηλεκτρικά εργοστάσια είναι κοινά σε όλο τον κόσμο και στη Βραζιλία παρέχουν το 80% της ενέργειας. Αυτή η κατεύθυνση είναι η πιο πολλά υποσχόμενη στην εναλλακτική ενέργεια και αναπτύσσεται συνεχώς.
Τα μικρά ποτάμια δεν είναι ικανά να παράγουν μεγάλη ενέργεια, επομένως οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί σε αυτά έχουν σχεδιαστεί για να καλύπτουν τις τοπικές ανάγκες.
Η χρήση του νερού ως πηγή ενέργειας εφαρμόζεται σε πολλές βασικές έννοιες:
1. Χρήση παλίρροιας. Η τεχνολογία είναι από πολλές απόψεις παρόμοια με τον κλασικό υδροηλεκτρικό σταθμό, με τη μόνη διαφορά ότι το φράγμα δεν φράζει το κανάλι, αλλά το στόμιο του κόλπου. Το νερό της θάλασσας κάνει καθημερινές διακυμάνσεις υπό την επίδραση της έλξης της σελήνης, η οποία οδηγεί στην κυκλοφορία του νερού μέσω των στροβίλων του φράγματος. Αυτή η τεχνολογία έχει εφαρμοστεί μόνο σε λίγες χώρες.
2. Χρήση κυματικής ενέργειας. Πηγή ενέργειας μπορεί να είναι και οι συνεχείς διακυμάνσεις του νερού στην ανοιχτή θάλασσα. Αυτό δεν είναι μόνο το πέρασμα των κυμάτων μέσα από στατικά εγκατεστημένους στρόβιλους, αλλά και η χρήση «πλωτών»: αλλά η επιφάνεια της θάλασσας τοποθετεί μια αλυσίδα από ειδικούς πλωτήρες, μέσα στους οποίους υπάρχουν μικρές τουρμπίνες. Τα κύματα περιστρέφουν γεννήτριες και παράγεται ένα ορισμένο ποσό ενέργειας.
Γενικά, σήμερα η εναλλακτική ενέργεια δεν μπορεί να γίνει παγκόσμια πηγή ενέργειας. Αλλά είναι πολύ πιθανό να παρέχουμε στα περισσότερα αντικείμενα αυτόνομη ενέργεια. Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της περιοχής, μπορείτε πάντα να επιλέξετε την καλύτερη επιλογή.
Για την παγκόσμια ενεργειακή ανεξαρτησία, θα απαιτηθεί κάτι θεμελιωδώς νέο, όπως η «θεωρία του αιθέρα» του διάσημου Σέρβου.
Χωρίς δημαγωγία, είναι περίεργο ότι τη δεκαετία του 2000, η ανθρωπότητα παράγει ενέργεια όχι πολύ πιο προοδευτικά από την ατμομηχανή που φωτογράφισαν οι αδελφοί Lumiere. Σήμερα, το θέμα των ενεργειακών πόρων έχει περάσει πολύ στη σφαίρα της πολιτικής και των οικονομικών, που καθορίζει τη δομή της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Αν το λάδι ανάβει τις λάμπες, τότε κάποιος το χρειάζεται…