Hindi lihim na ang mga mapagkukunang ginagamit ng sangkatauhan ngayon ay may hangganan, bukod pa rito, ang kanilang karagdagang pagkuha at paggamit ay maaaring humantong hindi lamang sa enerhiya, kundi maging sa kapahamakan sa kapaligiran. Ang mga mapagkukunang tradisyonal na ginagamit ng sangkatauhan - karbon, gas at langis - ay mauubos sa loob ng ilang dekada, at ang mga hakbang ay dapat gawin ngayon, sa ating panahon. Siyempre, maaari tayong umasa na muli tayong makakahanap ng ilang mayamang deposito, tulad noong unang kalahati ng huling siglo, ngunit sigurado ang mga siyentipiko na wala na ang gayong malalaking deposito. Ngunit sa anumang kaso, kahit na ang pagtuklas ng mga bagong deposito ay maaantala lamang ang hindi maiiwasan, kinakailangan na maghanap ng mga paraan upang makabuo ng alternatibong enerhiya at lumipat sa mga nababagong mapagkukunan tulad ng hangin, araw, geothermal na enerhiya, enerhiya ng daloy ng tubig at iba pa, at kasama ng ito, kinakailangan na ipagpatuloy ang pagbuo ng mga teknolohiyang nakakatipid sa enerhiya.
Sa artikulong ito, isasaalang-alang natin ang ilan sa mga pinaka-maaasahan, sa opinyon ng mga modernong siyentipiko, mga ideya kung saan itatayo ang enerhiya ng hinaharap.
Mga istasyon ng solar
Matagal nang iniisip ng mga tao kung posible bang gumamit ng enerhiyaaraw sa lupa. Ang tubig ay pinainit sa ilalim ng araw, ang mga damit at palayok ay pinatuyo bago ipadala sa oven, ngunit ang mga pamamaraang ito ay hindi matatawag na epektibo. Ang unang teknikal na paraan na nag-convert ng solar energy ay lumitaw noong ika-18 siglo. Ang Pranses na siyentipiko na si J. Buffon ay nagpakita ng isang eksperimento kung saan siya ay pinamamahalaang mag-apoy ng isang tuyong puno sa tulong ng isang malaking malukong salamin sa malinaw na panahon mula sa layo na mga 70 metro. Ang kanyang kababayan, ang sikat na siyentipiko na si A. Lavoisier, ay gumamit ng mga lente upang ituon ang enerhiya ng araw, at sa England ay lumikha sila ng biconvex na salamin, na, sa pamamagitan ng pagtutok sa sinag ng araw, ay natunaw ang bakal sa loob lamang ng ilang minuto.
Nagsagawa ang mga natural na siyentipiko ng maraming eksperimento na nagpapatunay na posible ang paggamit ng solar energy sa mundo. Gayunpaman, ang isang solar na baterya na magko-convert ng solar energy sa mekanikal na enerhiya ay lumitaw kamakailan, noong 1953. Nilikha ito ng mga siyentipiko mula sa US National Aerospace Agency. Noong 1959 na, unang ginamit ang solar battery para magbigay ng kasangkapan sa space satellite.
Marahil kahit noon pa, napagtanto na ang mga naturang baterya ay higit na mahusay sa kalawakan, ang mga siyentipiko ay nagkaroon ng ideya na dahil sa isang oras, ang araw ay nakakalikha ng mas maraming enerhiya gaya ng lahat ng sangkatauhan. hindi kumonsumo sa isang taon, kaya bakit hindi gamitin Ito? Ano ang magiging solar energy ng hinaharap?
Sa isang banda, tila isang perpektong opsyon ang paggamit ng solar energy. Gayunpaman, ang halaga ng isang malaking istasyon ng solar sa espasyo ay napakataas, at bukod pa, ito ay magastos upang mapatakbo. Kayaoras, kapag ang mga bagong teknolohiya para sa paghahatid ng mga kalakal sa kalawakan, pati na rin ang mga bagong materyales, ay ipakikilala, ang pagpapatupad ng naturang proyekto ay magiging posible, ngunit sa ngayon ay maaari lamang tayong gumamit ng medyo maliit na mga baterya sa ibabaw ng planeta. Marami ang magsasabi na maganda rin ito. Oo, posible ito sa mga kondisyon ng isang pribadong bahay, ngunit para sa supply ng enerhiya ng malalaking lungsod, nang naaayon, alinman sa maraming solar panel ang kailangan, o isang teknolohiya na gagawing mas mahusay ang mga ito.
Ang pang-ekonomiyang bahagi ng isyu ay naroroon din dito: anumang badyet ay magdurusa nang husto kung ito ay ipagkatiwala sa gawain ng pag-convert ng isang buong lungsod (o isang buong bansa) sa mga solar panel. Tila posible na obligahin ang mga naninirahan sa mga lungsod na magbayad ng ilang halaga para sa muling kagamitan, ngunit sa kasong ito ay hindi sila magiging masaya, dahil kung ang mga tao ay handa na gumawa ng gayong mga gastos, matagal na nilang ginawa ito: lahat ay may pagkakataong bumili ng solar battery.
May isa pang kabalintunaan tungkol sa solar energy: mga gastos sa produksyon. Ang direktang pag-convert ng solar energy sa kuryente ay hindi ang pinakamabisang bagay. Sa ngayon, wala nang mas mabuting paraan ang natagpuan kaysa gamitin ang sinag ng araw upang magpainit ng tubig, na, nagiging singaw, ay nagpapaikot naman ng isang dinamo. Sa kasong ito, ang pagkawala ng enerhiya ay minimal. Nais ng sangkatauhan na gumamit ng "berde" na mga solar panel at solar na istasyon upang makatipid ng mga mapagkukunan sa mundo, ngunit ang naturang proyekto ay mangangailangan ng malaking halaga ng parehong mga mapagkukunan, at "di-berde" na enerhiya. Halimbawa, sa France, isang solar power plant ang itinayo kamakailan, na sumasaklaw sa isang lugar na halos dalawang kilometro kuwadrado. Ang halaga ng konstruksiyon ay humigit-kumulang 110 milyong euro, hindi kasama ang mga gastos sa pagpapatakbo. Sa lahat ng ito, dapat tandaan na ang buhay ng serbisyo ng naturang mga mekanismo ay humigit-kumulang 25 taon.
Wind
Ang enerhiya ng hangin ay ginagamit na rin ng mga tao mula pa noong unang panahon, ang pinakasimpleng halimbawa ay ang paglalayag at windmill. Ang mga windmill ay ginagamit pa rin ngayon, lalo na sa mga lugar na may patuloy na hangin, tulad ng sa baybayin. Ang mga siyentipiko ay patuloy na naglalagay ng mga ideya kung paano i-modernize ang mga umiiral na aparato para sa pag-convert ng enerhiya ng hangin, isa sa mga ito ay mga wind turbine sa anyo ng mga salimbay na turbine. Dahil sa patuloy na pag-ikot, maaari silang "mag-hang" sa hangin sa layo na ilang daang metro mula sa lupa, kung saan malakas at pare-pareho ang hangin. Makakatulong ito sa pagpapakuryente ng mga rural na lugar kung saan hindi posible ang paggamit ng mga karaniwang windmill. Dagdag pa rito, ang mga naturang soaring turbine ay maaaring nilagyan ng Internet modules, na magbibigay sa mga tao ng access sa World Wide Web.
Tides at alon
Ang boom sa solar at wind energy ay unti-unting kumukupas, at ang iba pang natural na enerhiya ay nakaakit ng interes ng mga mananaliksik. Mas promising ang paggamit ng ebbs and flows. Mayroon na, humigit-kumulang isang daang kumpanya sa buong mundo ang nakikitungo sa isyung ito, at may ilang mga proyekto na napatunayan ang bisa ng pamamaraang ito ng pagmimina.kuryente. Ang kalamangan sa solar energy ay ang pagkawala sa panahon ng paglipat ng isang enerhiya sa isa pa ay minimal: ang tidal wave ay umiikot sa isang malaking turbine, na bumubuo ng kuryente.
Ang
Project Oyster ay ang ideya ng pag-install ng hinged valve sa ilalim ng karagatan na magdadala ng tubig sa baybayin, at sa gayon ay magpapaikot ng isang simpleng hydroelectric turbine. Ang isang ganoong pag-install lamang ay maaaring magbigay ng kuryente sa isang maliit na microdistrict.
Na, ang mga tidal wave ay matagumpay na ginagamit sa Australia: sa lungsod ng Perth, ang mga desalination plant na gumagana sa ganitong uri ng enerhiya ay na-install. Ang kanilang trabaho ay nagbibigay-daan upang magbigay ng halos kalahating milyong tao ng sariwang tubig. Maaari ding pagsamahin ang natural na enerhiya at industriya sa industriya ng paggawa ng enerhiya na ito.
Ang paggamit ng tidal energy ay medyo naiiba sa mga teknolohiyang nakasanayan nating nakikita sa mga river hydroelectric power plant. Kadalasan, ang mga hydroelectric power plant ay nakakapinsala sa kapaligiran: ang mga katabing teritoryo ay binabaha, ang ecosystem ay nawasak, ngunit ang mga istasyon na tumatakbo sa tidal wave ay mas ligtas sa bagay na ito.
Enerhiya ng Tao
Ang isa sa mga pinakamagagandang proyekto sa aming listahan ay matatawag na paggamit ng enerhiya ng mga buhay na tao. Ito ay napakaganda at kahit medyo nakakatakot, ngunit hindi lahat ay nakakatakot. Pinahahalagahan ng mga siyentipiko ang ideya kung paano gamitin ang mekanikal na enerhiya ng paggalaw. Ang mga proyektong ito ay tungkol sa microelectronics at nanotechnologies na may mababang paggamit ng kuryente. Bagama't ito ay parang isang utopia, walang mga tunay na pag-unlad, ngunit ang ideya ay napakakawili-wili at hindi nawawala sa isipan ng mga siyentipiko. Sumang-ayon, napaka-kombenyente ang magiging mga device na, tulad ng mga relo na may awtomatikong paikot-ikot, ay sisingilin mula sa katotohanan na ang sensor ay na-swipe gamit ang isang daliri, o mula sa katotohanan na ang isang tablet o telepono ay nakabitin lang sa isang bag kapag naglalakad. Hindi pa banggitin ang mga damit na, puno ng iba't ibang microdevice, ay maaaring gawing kuryente ang enerhiya ng paggalaw ng tao.
Sa Berkeley, sa laboratoryo ni Lawrence, halimbawa, sinubukan ng mga siyentipiko na mapagtanto ang ideya ng paggamit ng mga virus upang gawing kuryente ang pressure energy. Mayroon ding maliliit na mekanismo na pinapagana ng paggalaw, ngunit hanggang ngayon ang naturang teknolohiya ay hindi pa nailalagay sa stream. Oo, ang pandaigdigang krisis sa enerhiya ay hindi maaaring harapin sa ganitong paraan: gaano karaming mga tao ang kailangang "maglalako" para gumana ang buong planta? Ngunit bilang isa sa mga sukat na ginamit sa kumbinasyon, ang teorya ay lubos na mabubuhay.
Lalo na ang mga ganitong teknolohiya ay magiging epektibo sa mga lugar na mahirap maabot, sa mga polar station, sa kabundukan at taiga, sa mga manlalakbay at turista na hindi palaging may pagkakataon na singilin ang kanilang mga gadget, ngunit ang pananatili sa pakikipag-ugnayan ay mahalaga, lalo na kung ang grupo ay nasa kritikal na sitwasyon. Gaano kalaki ang mapipigilan kung ang mga tao ay palaging may maaasahang aparato sa komunikasyon na hindi nakadepende sa "plug".
Hydrogen fuel cells
Marahil ang bawat may-ari ng kotse, na tumitingin sa indicator ng dami ng gasolina na papalapit sa zero, ay nagkaroonang pag-iisip kung gaano kahusay kung ang kotse ay tumakbo sa tubig. Ngunit ngayon ang mga atomo nito ay dumating sa atensyon ng mga siyentipiko bilang mga tunay na bagay ng enerhiya. Ang katotohanan ay ang mga particle ng hydrogen - ang pinakakaraniwang gas sa uniberso - ay naglalaman ng isang malaking halaga ng enerhiya. Bukod dito, sinusunog ng makina ang gas na ito nang halos walang mga by-product, na nangangahulugang nakakakuha tayo ng napaka-friendly na gasolina.
Ang
Hydrogen ay pinagagana ng ilang ISS module at shuttle, ngunit sa Earth ay umiiral ito pangunahin sa anyo ng mga compound gaya ng tubig. Noong dekada otsenta sa Russia mayroong mga pag-unlad ng sasakyang panghimpapawid na gumagamit ng hydrogen bilang gasolina, ang mga teknolohiyang ito ay isinagawa pa nga, at pinatunayan ng mga eksperimentong modelo ang kanilang pagiging epektibo. Kapag ang hydrogen ay pinaghiwalay, ito ay gumagalaw sa isang espesyal na fuel cell, pagkatapos ay direktang makabuo ng kuryente. Hindi ito ang enerhiya ng hinaharap, ito ay isang katotohanan na. Ang mga katulad na sasakyan ay ginagawa na at sa medyo malalaking batch. Ang Honda, upang bigyang-diin ang versatility ng pinagmumulan ng enerhiya at ang kotse sa kabuuan, ay nagsagawa ng isang eksperimento bilang isang resulta kung saan ang kotse ay konektado sa electrical home network, ngunit hindi upang ma-recharged. Ang isang kotse ay maaaring magpaandar ng isang pribadong bahay sa loob ng ilang araw, o magmaneho ng halos limang daang kilometro nang hindi nagpapagasolina.
Ang tanging disbentaha ng naturang pinagmumulan ng enerhiya sa ngayon ay ang medyo mataas na halaga ng naturang mga environmentally friendly na sasakyan, at, siyempre, medyo maliit na bilang ng mga istasyon ng hydrogen, ngunit maraming bansa ang nagpaplanong magtayo ng mga ito. Halimbawa, saMay plano na ang Germany na mag-install ng 100 filling station pagdating ng 2017.
Init ng lupa
Ang paggawa ng thermal energy sa kuryente ay ang esensya ng geothermal energy. Sa ilang mga bansa kung saan mahirap gamitin ang ibang mga industriya, ito ay ginagamit nang malawakan. Halimbawa, sa Pilipinas, 27% ng lahat ng kuryente ay nagmumula sa geothermal plants, habang sa Iceland ang figure na ito ay humigit-kumulang 30%. Ang kakanyahan ng pamamaraang ito ng paggawa ng enerhiya ay medyo simple, ang mekanismo ay katulad ng isang simpleng makina ng singaw. Bago ang sinasabing "lawa" ng magma, kinakailangan na mag-drill ng isang balon kung saan ibinibigay ang tubig. Kapag nadikit ang mainit na magma, ang tubig ay agad na nagiging singaw. Tumataas ito kung saan pinapaikot nito ang isang mekanikal na turbine, sa gayon ay bumubuo ng kuryente.
Ang kinabukasan ng geothermal energy ay ang paghahanap ng malalaking "mga tindahan" ng magma. Halimbawa, sa nabanggit na Iceland, nagtagumpay sila: sa isang bahagi ng isang segundo, ang mainit na magma ay ginawang singaw ang lahat ng pumped water sa temperatura na humigit-kumulang 450 degrees Celsius, na isang ganap na rekord. Ang naturang high-pressure steam ay maaaring tumaas ang kahusayan ng isang geothermal plant ng ilang beses, maaari itong maging isang impetus para sa pagbuo ng geothermal energy sa buong mundo, lalo na sa mga lugar na puspos ng mga bulkan at thermal spring.
Paggamit ng nuclear waste
Nuclear energy, sa isang pagkakataon, gumawa ng splash. Kaya hanggang sa napagtanto ng mga tao ang panganib ng industriyang itoenerhiya. Ang mga aksidente ay posible, walang sinuman ang immune mula sa mga naturang kaso, ngunit ang mga ito ay napakabihirang, ngunit ang radioactive na basura ay patuloy na lumilitaw at hanggang kamakailan, ang mga siyentipiko ay hindi malulutas ang problemang ito. Ang katotohanan ay ang uranium rods - ang tradisyonal na "gatong" ng mga nuclear power plant, ay maaari lamang gamitin ng 5%. Pagkatapos gawin ang maliit na bahaging ito, ang buong baras ay ipapadala sa "landfill".
Noong nakaraan, isang teknolohiya ang ginamit kung saan ang mga rod ay inilubog sa tubig, na nagpapabagal sa mga neutron, na nagpapanatili ng isang matatag na reaksyon. Ngayon ang likidong sodium ay ginamit sa halip na tubig. Ang kapalit na ito ay nagbibigay-daan hindi lamang sa paggamit ng buong volume ng uranium, kundi pati na rin sa pagproseso ng libu-libong tonelada ng radioactive waste.
Mahalagang alisin sa planeta ang nuclear waste, ngunit mayroong isang "pero" sa mismong teknolohiya. Ang uranium ay isang mapagkukunan, at ang mga reserba nito sa Earth ay may hangganan. Kung ang buong planeta ay eksklusibong lumipat sa enerhiya na natanggap mula sa mga nuclear power plant (halimbawa, sa Estados Unidos, ang mga nuclear power plant ay gumagawa lamang ng 20% ng lahat ng kuryenteng natupok), ang mga reserbang uranium ay mabilis na mauubos, at muli itong mangunguna sa sangkatauhan. sa threshold ng isang krisis sa enerhiya, kaya ang enerhiyang nuklear, kahit na moderno, isang pansamantalang panukala lamang.
Gatong ng gulay
Maging si Henry Ford, na nilikha ang kanyang "Model T", ay inaasahan na ito ay tatakbo na sa biofuels. Gayunpaman, sa oras na iyon, natuklasan ang mga bagong larangan ng langis, at ang pangangailangan para sa mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya ay nawala sa loob ng ilang dekada, ngunit ngayonbumalik muli.
Sa nakalipas na labinlimang taon, ang paggamit ng mga panggatong ng gulay gaya ng ethanol at biodiesel ay tumaas ng ilang beses. Ginagamit ang mga ito bilang mga independiyenteng mapagkukunan ng enerhiya, at bilang mga additives sa gasolina. Noong nakaraan, ang pag-asa ay naka-pin sa isang espesyal na kultura ng dawa, na tinatawag na "canola". Ito ay ganap na hindi angkop para sa pagkain ng tao o hayop, ngunit mayroon itong mataas na nilalaman ng langis. Mula sa langis na ito nagsimula silang gumawa ng "biodiesel". Ngunit ang pananim na ito ay kukuha ng masyadong maraming espasyo kung susubukan mong palaguin ito nang sapat upang makapaggatong ng kahit man lang bahagi ng planeta.
Ngayon ay pinag-uusapan ng mga siyentipiko ang paggamit ng algae. Ang kanilang nilalaman ng langis ay humigit-kumulang 50%, na gagawing kasing dali ng pagkuha ng langis, at ang basura ay maaaring gawing mga pataba, sa batayan kung saan ang mga bagong algae ay lalago. Itinuturing na kawili-wili ang ideya, ngunit hindi pa napatunayan ang posibilidad nito: ang paglalathala ng mga matagumpay na eksperimento sa lugar na ito ay hindi pa nai-publish.
Fusion
Ang hinaharap na enerhiya ng mundo, ayon sa mga modernong siyentipiko, ay imposible nang walang thermonuclear fusion na teknolohiya. Ito ang kasalukuyang pinaka-maaasahan na pag-unlad kung saan bilyun-bilyong dolyar na ang namumuhunan.
Nuclear power plants ay gumagamit ng fission energy. Mapanganib ito dahil may banta ng hindi makontrol na reaksyon na sisira sa reaktor at hahantong sa pagpapakawala ng napakaraming radioactive substance: marahil naaalala ng lahat ang aksidente sa Chernobyl nuclear power plant.
Sa fusion reactions naTulad ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang enerhiya na inilabas sa panahon ng pagsasanib ng mga atomo ay ginagamit. Bilang resulta, hindi tulad ng atomic fission, walang radioactive waste na nalilikha.
Ang pangunahing problema ay bilang resulta ng pagsasanib, nabubuo ang isang substance na may napakataas na temperatura na kaya nitong sirain ang buong reactor.
Itong enerhiya ng hinaharap ay isang katotohanan. At ang mga pantasya ay hindi naaangkop dito, sa sandaling ang pagtatayo ng reaktor ay nagsimula na sa France. Ilang bilyong dolyar ang namuhunan sa isang pilot project na pinondohan ng maraming bansa, na, bilang karagdagan sa EU, kasama ang China at Japan, USA, Russia at iba pa. Sa una, ang mga unang eksperimento ay binalak na ilunsad noong 2016, ngunit ipinakita ng mga kalkulasyon na ang badyet ay masyadong maliit (sa halip na 5 bilyon, tumagal ito ng 19), at ang paglulunsad ay ipinagpaliban ng isa pang 9 na taon. Marahil sa ilang taon ay makikita natin kung ano ang kaya ng fusion power.
Mga hamon sa kasalukuyan at mga pagkakataon para sa hinaharap
Hindi lamang ang mga siyentipiko, kundi pati na rin ang mga manunulat ng science fiction ay nagbibigay ng maraming ideya para sa pagpapatupad ng hinaharap na teknolohiya sa enerhiya, ngunit lahat ay sumasang-ayon na sa ngayon ay wala pa sa mga iminungkahing opsyon ang ganap na makakatugon sa lahat ng pangangailangan ng ating sibilisasyon. Halimbawa, kung ang lahat ng mga kotse sa Estados Unidos ay tumatakbo sa biofuels, ang mga patlang ng canola ay kailangang sumasakop sa isang lugar na katumbas ng kalahati ng buong bansa, anuman ang katotohanan na walang napakaraming lupain na angkop para sa agrikultura sa Estados Unidos. Bukod dito, sa ngayon ang lahat ng mga pamamaraan ng produksyon alternatibong enerhiya - mga kalsada. Marahil ang bawat ordinaryong naninirahan sa lungsod ay sumasang-ayon na mahalagang gumamit ng environment friendly, renewable resources, ngunit hindi kapag sinabihan sila ng halaga ng naturang transition sa ngayon. Marami pa ring gawain ang mga siyentipiko sa lugar na ito. Mga bagong tuklas, bagong materyales, bagong ideya - lahat ng ito ay makakatulong sa sangkatauhan na matagumpay na makayanan ang paparating na krisis sa mapagkukunan. Ang problema sa enerhiya ng planeta ay malulutas lamang sa pamamagitan ng mga komprehensibong hakbang. Sa ilang mga lugar, mas maginhawang gumamit ng wind power generation, sa isang lugar - solar panel, at iba pa. Ngunit marahil ang pangunahing kadahilanan ay ang pagbawas ng pagkonsumo ng enerhiya sa pangkalahatan at ang paglikha ng mga teknolohiyang nagse-save ng enerhiya. Ang bawat tao ay dapat na maunawaan na siya ay may pananagutan para sa planeta, at ang bawat isa ay dapat tanungin ang kanyang sarili ang tanong: "Anong uri ng enerhiya ang pipiliin ko para sa hinaharap?" Bago lumipat sa iba pang mga mapagkukunan, dapat matanto ng lahat na ito ay talagang kinakailangan. Sa pamamagitan lamang ng pinagsamang diskarte magiging posible na malutas ang problema sa pagkonsumo ng enerhiya.
