Идеальная энергетика

Внедрение новых энергоразработок в привычную жизнь только улучшит ее качество.
Фото автора

В настоящее время большая часть вырабатываемой электроэнергии и тепла в мире происходит за счет использования угля, гидроэнергии, атомной энергии, газа и нефти. Однако, как известно, ресурсы на нашей планете истощимы. Новые месторождения углеводородов еще, конечно, открывают, но они не столь богаты, как уже существующие. Как сообщается в ежегодном отчете компании BP, запасов нефти при современных темпах добычи хватит на 40 лет, природного газа на 60, каменного угля на 200 с небольшим лет. Энергопотребление же в мире только растет, а значит, запасов останется на еще меньший срок, несмотря на внедрение новых технологий добычи ресурсов. Более того, уже сейчас многие страны испытывают нехватку углеводородов. Что же делать, когда час «икс» настанет? Готово ли к этому человечество? Как будем жить мы с вами всего через несколько десятков лет?

Итак, первой закончится нефть, потом газ. В России, например, газификация страны до сих пор не завершена. Да и стоит ли ее завершать, тянуть трубопроводы, когда следующим поколениям уже нечего будет по ним поставлять? ТЭЦ же, работающие на угле, считаются неэкологичными, и строить их, когда во всем мире пытаются сократить вредные выбросы в атмосферу, – нецелесообразно. Даже Китай, так активно внедряющий угольные электростанции в последнее время, заявил о своем намерении снизить выбросы CO2 и переходить на другие энерготехнологии.

И может, это и к лучшему, что век углеводородов подходит к концу? Лучшие умы человечества будут заняты поиском новых идей, разработкой новейших технологий, малозатратных, эффективных и чистых, в общем, тех, которые можно было бы назвать идеальной энергетикой. Как бы там ни было, обратить взгляд к другим источникам энергии стоит уже сейчас.

Атомная и гидроэнергетика считаются наиболее экологичными из традиционных видов энергетики. Оба вида станций не выбрасывают в атмосферу вредных веществ. Однако строительство и АЭС, и ГЭС – долгое и весьма затратное дело, к тому же, как показывает недавняя трагедия, связанное с риском техногенных катастроф. Кроме того, с АЭС связаны проблемы захоронения ядерных отходов и утилизации старого оборудования. А проблемы ГЭС заключаются в затоплении больших площадей и в некоторых случаях в зависимости от количества вырабатываемого электричества от количества воды, имевшейся в водохранилище. К гидроэнергетике относятся также волновые и приливные электростанции (ПЭС). Недостатками последних являются высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность.

Перспективными на сегодняшний день являются возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Они считаются экологически чистыми, плюс используемые для производства тепла и электричества солнце, ветер и тепло земли – неисчерпаемые ресурсы. Чем не идеальная энергетика? Однако на сегодняшний день доля альтернативной энергетики в мире не превышает 1%, кроме того, и у этих видов энергии есть свои проблемы.

Потенциал использования энергии ветра в сто с лишним раз превосходит потенциал энергии всех рек в мире. Но вместе с тем мощность ветровых потоков непостоянна. А иногда ветра может не быть совсем. Таким образом, выработка ветровой энергии имеет большую неравномерность уже в суточном разрезе, а введение значительной доли ветроэнергетики в энергосистему способствует дестабилизации последней. Выходом из такой ситуации несомненно является увеличение ветропарков и строительство их в местах, где ветер обладает изрядным постоянством. Почти фантастическим решением является строительство плавающих ветряных турбин. 5 июня 2009 года компании Siemens AG и норвежская Statoil объявили об установке первой в мире коммерческой плавающей ветроэнергетической турбины мощностью 2,3 МВт.

Источник: BP

Солнечная энергетика тоже имеет свои проблемы. Строительство гелиостанций предусматривает использование больших площадей земли, хотя надо заметить, что строительство гидростанции аналогичной мощности потребует вывода из пользования гораздо большие участки земли. Решением этой проблемы являются установка солнечных панелей на высоте до 2,5 м и использование земель под электростанцией для, например, выращивания сельскохозяйственных культур. Кроме того, большие площади фотопанелей и зеркал требуют ухода – их поверхность необходимо очищать от пыли. Эффективность фотоэлектрических элементов начинает снижаться спустя 30 лет эксплуатации, а в отработавших фотоэлементах содержатся вещества, которые необходимо утилизировать.

Геотермальная энергетика может широко применяться в вулканических зонах, например, на нашей Камчатке. Этот вид энергии почти неиссякаем и полностью независим от условий окружающей среды, его можно использовать как для теплоснабжения, водонагрева, так и для выработки электричества. Недостатком же является высокое содержание солей токсичных металлов и химических соединений, а потому отработанную воду нельзя сбрасывать в поверхностные водные системы, а необходимо обратно закачивать в подземный водоносный горизонт.

Что касается биотоплива, то вряд ли его можно отнести не то чтобы к идеальной энергетике, но и к альтернативной – слишком много негативных факторов пока с ним связано. Во-первых, посевные площади под продовольственные культуры перераспределяются в пользу топливных, из-за чего, по расчетам экономистов Университета Миннесоты, число голодающих на планете к 2025 году вырастет до 1,2 млрд. человек. Во-вторых, под поля вырубаются леса, нанося урон экологии.

На сегодняшний день альтернативная энергия пока дороже традиционной. Однако уже были случаи, когда все оказывалось наоборот. Например, в 2005 году в США из-за роста цен на природный газ и уголь стоимость ветряного электричества стала ниже стоимости обычной электроэнергии. И чем больше возобновляемая энергетика будет развиваться, тем дешевле будет в дальнейшем энергия.

Итак, идеальная энергетика должна быть эффективной, малозатратной, чистой. Что говорить, до этого человечеству еще далеко. Но мы с вами уже делаем первые шаги к этому. Например, покупая энергосберегающие лампочки, мы с вами поддерживаем новые технологии и прогресс.