100 великих угроз цивилизации

Какие бы меры ни принимало человечество для более эффективного использования нефти, газа, угля, тем не менее эти природные ресурсы когда-нибудь да иссякнут. Поэтому ученые и предлагают новые источники энергии – возобновляемые, или кратко ВИЭ. Энергию из таких источников, по человеческим меркам, можно считать неисчерпаемой. К ним относятся солнце, ветер, дождь, приливы и горячие источники, а также внутренняя температура планеты. А поскольку именно «энергия стихий» может спасти человечество от возможного энергетического кризиса, возобновляемым источникам все больше внимания уделяют не только ученые и конструкторы, но и практики. Об этом говорит хотя бы тот факт, что энергия ветра, воды, солнца играет все большую роль в современном мире. Так, в 2006 году примерно 18 % мирового потребления энергии было получено из ВИЭ, причем 13 % – из растительных объектов, в частности за счет сжигания древесины.

Энергия ветра, воды, солнца играет все большую роль в современном мире

Однако в 2010 году из возобновляемых источников энергии было получено 16,7 % ее мирового потребления. Легко заметить, что количество возобновляемой энергии сократилось. А произошло это за счет снижения доли энергии, получаемой из биомассы, которая в 2010 году уменьшилась до 8,5 %.

Как показывают экспертные исследования, очень быстрыми темпами растет в мире использование энергии ветра: примерно на 30 % в год. В качестве преобразователей кинетической энергии воздушных масс в электрическую, тепловую или какую-либо другую форму используются ветряные мельницы, ветрогенераторы и другие аналогичные технические устройства.

По данным на 2012 год, общая мощность всех установленных на планете ветрогенераторов составила около 255 ГВт. Особенно быстрыми темпами развивается ветроэнергетика в Дании, где с помощью ветрогенераторов в 2011 году было произведено 28 % всего электричества. Активно используется этот вид энергетических ресурсов также в Португалии – 19 %, в Испании – 16 %, в Ирландии – 14 %, в Германии – 8 %. Что же касается регионов, то в 2010 году в Европе размещалось 44 % ветряных электростанций, в Азии – 31 % и в Северной Америке – 22 %.

Важное место среди природных ресурсов, из которых уже давно добывается энергия, является вода. О гидроэлектростанциях, с помощью которых вырабатывается электрический ток, знает почти каждый. Но, оказывается, ученые и конструкторы пытаются извлечь энергию из морских и океанических приливов и отливов. Такие электростанции, называемые приливными (ПЭС), сооружают на берегах морей, где под действием сил луны и солнца дважды в сутки изменяется уровень воды.

Чтобы получить энергию, залив или устье реки перегораживается плотиной, в которую вмонтированы специальные агрегаты, способные функционировать как в режиме генератора, так и в режиме насоса. В последнем случае вода перекачивается в водохранилище, чтобы затем использоваться в отсутствие приливов и отливов.

Однако такие электростанции пока широкого распространения не получили, поскольку их строительство стоит очень дорого, к тому же из-за изменяющейся в течение суток мощности ПЭС может работать лишь в единой энергосистеме с другими типами электростанций.

Одним из видов альтернативной энергии является энергия волн, измеряемая в киловаттах на погонный метр. А поскольку средняя мощность волнения морей и океанов, как правило, превышает 15 кВт/м, то при высоте волн в 2 метра мощность достигает 80 кВт/м. Это значит, что поверхность морей и океанов в будущем может стать неисчерпаемым источником энергии.

Однако при всех своих плюсах получение электроэнергии с помощью волн не является распространенной практикой. Хотя страны, имеющие протяженную береговую линию с постоянными сильными ветрами, могли бы более активно внедрять электростанции подобного типа. Расчеты показали, что, например, Великобритания и Ирландия могут получать до 5 % электроэнергии только за счет энергии волн.

Еще одним из направлений нетрадиционной энергетики, которое в последние десятилетия очень активно разрабатывается учеными, является энергия солнца. Многочисленные исследования в этом направлении показали, что существует несколько способов получения электричества и тепла из солнечного излучения. Например, электроэнергию можно получить с помощью фотоэлементов – особых устройств, преобразующих энергию фотонов в электрический ток.