Pentru a rezolva problema combustibililor fosili limitati, cercetătorii din întreaga lume lucrează pentru a crea și comercializa surse alternative de energie. Și nu vorbim doar despre binecunoscutele turbine eoliene și panouri solare. Gazele și petrolul pot fi înlocuite cu energia de la alge, vulcani și treptele omului. Recycle a selectat zece dintre cele mai interesante și mai ecologice surse de energie ale viitorului.

Jouli de la turnichete

Mii de oameni trec zilnic prin turnichetele de la intrarea în gări. Deodată, mai multe centre de cercetare din întreaga lume au venit cu ideea de a folosi fluxul de oameni ca generator de energie inovator. Compania japoneză East Japan Railway Company a decis să echipeze fiecare turnichet din gările de cale ferată cu generatoare. Instalația funcționează la o gară din cartierul Shibuya din Tokyo: elemente piezoelectrice sunt încorporate în podea sub turnichete, care generează electricitate din presiunea și vibrațiile pe care le primesc atunci când oamenii le calcă.

O altă tehnologie „turnichetă energetică” este deja utilizată în China și Țările de Jos. În aceste țări, inginerii au decis să folosească nu efectul presării elementelor piezoelectrice, ci efectul împingerii mânerelor turnichetului sau ușilor turnichetului. Conceptul companiei olandeze Boon Edam presupune înlocuirea ușilor standard la intrarea în centrele comerciale (care funcționează de obicei folosind un sistem fotocelule și încep să se rotească singure) cu uși pe care vizitatorul trebuie să le împingă și astfel să genereze electricitate.

Astfel de uși de generatoare au apărut deja în centrul olandez Natuurcafe La Port. Fiecare dintre ele produce aproximativ 4.600 de kilowați-oră de energie pe an, ceea ce la prima vedere poate părea nesemnificativ, dar servește ca un bun exemplu de tehnologie alternativă de generare a energiei electrice.

Algele încălzesc casele

Algele au început să fie considerate o sursă alternativă de energie relativ recent, dar tehnologia, potrivit experților, este foarte promițătoare. Este suficient să spunem că din 1 hectar de suprafață de apă ocupată de alge se pot obține 150 de mii de metri cubi de biogaz pe an. Acesta este aproximativ egal cu volumul de gaz produs de un puț mic și este suficient pentru viața unui sat mic.

Algele verzi sunt ușor de întreținut, cresc rapid și vin în multe specii care folosesc energia luminii solare pentru a efectua fotosinteza. Toată biomasa, indiferent dacă este zahar sau grăsimi, poate fi transformată în biocombustibili, cel mai frecvent bioetanol și biodiesel. Algele sunt un eco-combustibil ideal deoarece cresc într-un mediu acvatic și nu necesită resurse de teren, sunt foarte productive și nu dăunează mediului.

Economiștii estimează că până în 2018, cifra de afaceri globală din procesarea biomasei de microalge marine ar putea ajunge la aproximativ 100 de miliarde de dolari. Există deja proiecte finalizate care utilizează combustibil „alge” - de exemplu, o clădire cu 15 apartamente în Hamburg, Germania. Fațadele casei sunt acoperite cu 129 de acvarii de alge, care servesc ca unică sursă de energie pentru încălzire și aer condiționat în clădire, numită Casa Bio Intelligent Quotient (BIQ).

Scăderi de viteză luminează străzile

Conceptul de generare a energiei electrice folosind așa-numitele „scăderi de viteză” a început să fie implementat mai întâi în Marea Britanie, apoi în Bahrain, iar în curând tehnologia va ajunge în Rusia.Totul a început când inventatorul britanic Peter Hughes a creat rampa rutieră electro-cinetică pentru autostrăzi. Rampa este formată din două plăci metalice care se ridică ușor deasupra drumului. Sub plăci se află un generator electric care generează curent ori de câte ori mașina trece de rampă.

În funcție de greutatea mașinii, rampa poate genera între 5 și 50 de kilowați în timpul în care mașina trece pe lângă rampă. Astfel de rampe acționează ca baterii și pot furniza energie electrică semafoarelor și semnelor rutiere iluminate. În Marea Britanie, tehnologia funcționează deja în mai multe orașe. Metoda a început să se răspândească în alte țări - de exemplu, în micul Bahrain.

Cel mai uimitor lucru este că ceva asemănător poate fi văzut în Rusia. Un student din Tyumen, Albert Brand, a propus aceeași soluție pentru iluminatul stradal la forumul VUZPromExpo. Conform calculelor dezvoltatorului, între 1.000 și 1.500 de mașini trec zilnic peste bare de viteză în orașul său. Pentru o „coliziune” a unei mașini peste o „denivelare” echipată cu un generator electric, se vor genera aproximativ 20 de wați de energie electrică, care nu va dăuna mediului.

Mai mult decât fotbal

Dezvoltată de un grup de absolvenți de la Harvard, care a fondat compania Uncharted Play, mingea Soccket poate genera suficientă energie electrică pentru a alimenta o lampă LED timp de câteva ore într-o jumătate de oră de joc de fotbal. Soccket este numită o alternativă ecologică la sursele de energie nesigure, care sunt adesea folosite de locuitorii țărilor subdezvoltate.

Principiul din spatele stocării de energie a mingii Soccket este destul de simplu: energia cinetică generată de lovirea mingii este transferată într-un mic mecanism asemănător pendulului care antrenează un generator. Generatorul produce energie electrică, care este stocată în baterie. Energia stocată poate fi folosită pentru a alimenta orice aparat electric mic - de exemplu, o lampă de masă cu LED.

Priza are o putere de ieșire de șase wați. Mingea generatoare de energie a câștigat deja recunoașterea din partea comunității mondiale: a primit numeroase premii, a fost foarte apreciată de Clinton Global Initiative și a primit, de asemenea, laude la celebra conferință TED.

Energia ascunsă a vulcanilor

Una dintre principalele evoluții în dezvoltarea energiei vulcanice aparține cercetătorilor americani de la companiile inițiatoare AltaRock Energy și Davenport Newberry Holdings. „Subiectul de testare” a fost un vulcan inactiv din Oregon. Apa sărată este pompată adânc în roci, a căror temperatură este foarte ridicată din cauza dezintegrarii elementelor radioactive prezente în scoarța planetei și a celei mai fierbinți mantale a Pământului. Când este încălzită, apa se transformă în abur, care este alimentat într-o turbină care produce energie electrică.

În prezent, există doar două centrale electrice mici de acest tip - în Franța și Germania. Dacă tehnologia americană funcționează, atunci, conform US Geological Survey, energia geotermală are potențialul de a furniza 50% din energia electrică de care are nevoie țara (azi contribuția ei este de doar 0,3%).

O altă modalitate de a folosi vulcanii pentru energie a fost propusă în 2009 de cercetătorii islandezi. În apropierea adâncurilor vulcanice, au descoperit un rezervor subteran de apă cu o temperatură anormal de ridicată. Apa super fierbinte se află undeva la granița dintre lichid și gaz și există doar la anumite temperaturi și presiuni.

Oamenii de știință ar putea genera ceva similar în laborator, dar s-a dovedit că o astfel de apă se găsește și în natură - în intestinele pământului. Se crede că de zece ori mai multă energie poate fi extrasă din apă la o „temperatură critică” decât din apa adusă la fierbere în mod clasic.

Energie din căldura umană

Principiul generatoarelor termoelectrice care funcționează pe diferențe de temperatură este cunoscut de mult timp. Dar cu doar câțiva ani în urmă, tehnologia a început să facă posibilă utilizarea căldurii corpului uman ca sursă de energie. O echipă de cercetători de la Institutul Avansat de Știință și Tehnologie din Coreea (KAIST) a dezvoltat un generator integrat într-o placă flexibilă de sticlă.

T Acest gadget va permite brățărilor de fitness să fie reîncărcate din căldura unei mâini umane - de exemplu, în timpul alergării, când corpul devine foarte fierbinte și contrastează cu temperatura ambientală. Generatorul coreean, care măsoară 10 pe 10 centimetri, poate produce aproximativ 40 de miliwați de energie la o temperatură a pielii de 31 de grade Celsius.

O tehnologie similară a fost luată ca bază de tânăra Ann Makosinski, care a inventat o lanternă care se încarcă din diferența de temperatură dintre aer și corpul uman. Efectul este explicat prin utilizarea a patru elemente Peltier: caracteristica lor este capacitatea de a genera electricitate atunci când sunt încălzite pe o parte și răcite pe cealaltă parte.

Drept urmare, lanterna lui Ann produce o lumină destul de puternică, dar nu necesită baterii reîncărcabile. Pentru ca acesta să funcționeze, este necesară doar o diferență de temperatură de doar cinci grade între gradul de încălzire al palmei unei persoane și temperatura din cameră.

Pași către plăci de pavaj inteligente

Orice punct de pe una dintre străzile aglomerate reprezintă până la 50.000 de pași pe zi. Ideea de a folosi traficul pietonal pentru a converti în mod util pașii în energie a fost implementată într-un produs dezvoltat de Lawrence Kemball-Cook, directorul Pavegen Systems Ltd din Marea Britanie. Un inginer a creat plăci de pavaj care generează electricitate din energia cinetică a pietonilor.

Dispozitivul din țigla inovatoare este realizat dintr-un material flexibil, impermeabil, care se îndoaie cu aproximativ cinci milimetri la apăsare. Aceasta, la rândul său, creează energie, pe care mecanismul o transformă în electricitate. Wații acumulați sunt fie stocați într-o baterie cu polimer de litiu, fie folosiți direct pentru a ilumina stațiile de autobuz, vitrinele și indicatoarele.

Placa Pavegen în sine este considerată complet ecologică: corpul său este realizat dintr-un grad special de oțel inoxidabil și un polimer reciclat cu un conținut scăzut de carbon. Suprafața superioară este realizată din anvelope uzate, făcând plăcile durabile și foarte rezistente la abraziune.

În timpul Jocurilor Olimpice de vară din 2012 de la Londra, pe multe străzi turistice au fost instalate plăci. În două săptămâni, au reușit să obțină 20 de milioane de jouli de energie. Acest lucru a fost mai mult decât suficient pentru a funcționa iluminatul stradal în capitala britanică.

Telefoane inteligente care încarcă biciclete

Pentru a vă reîncărca playerul, telefonul sau tableta, nu este nevoie să aveți o priză la îndemână. Uneori, tot ce trebuie să faci este să învârți pedalele. Astfel, compania americană Cycle Atom a lansat un dispozitiv care vă permite să încărcați o baterie externă în timp ce mergeți cu bicicleta și, ulterior, să reîncărcați dispozitivele mobile.

Produsul, numit Siva Cycle Atom, este un generator de biciclete ușor, cu o baterie cu litiu concepută pentru a alimenta aproape orice dispozitiv mobil care are un port USB. Acest mini generator poate fi instalat pe majoritatea cadrelor obișnuite de biciclete în câteva minute. Bateria în sine poate fi îndepărtată cu ușurință pentru încărcarea ulterioară a gadgeturilor. Utilizatorul face sport și pedalează - și după câteva ore smartphone-ul său este deja încărcat la 100 de cenți.

Nokia, la rândul său, a prezentat și publicului larg un gadget care se atașează la o bicicletă și vă permite să transformați pedalarea într-o modalitate de a genera energie ecologică. Setul de încărcare pentru biciclete Nokia include un dinam, un mic generator electric care folosește energia din rotația roților bicicletei pentru a încărca telefonul prin mufa standard de 2 mm care se găsește pe majoritatea telefoanelor Nokia.

Beneficiile apelor uzate

Orice oraș mare deversează zilnic cantități gigantice de ape uzate în corpurile de apă deschise, poluând ecosistemul. S-ar părea că apa otrăvită de canalizare nu mai poate fi de folos nimănui, dar nu este așa - oamenii de știință au descoperit o modalitate de a crea celule de combustie pe baza ei.

Unul dintre pionierii ideii a fost profesorul de la Universitatea de Stat din Pennsylvania, Bruce Logan. Conceptul general este foarte greu de înțeles pentru un nespecialist și este construit pe doi piloni - utilizarea pilelor de combustie bacteriene și instalarea așa-numitei electrodialize inverse. Bacteriile oxidează materia organică din apele uzate și produc electroni în acest proces, creând un curent electric.

Aproape orice tip de deșeuri organice poate fi folosit pentru a genera energie electrică - nu doar apele uzate, ci și deșeuri animale, precum și subproduse din industria vinului, berii și a produselor lactate. În ceea ce privește electrodializa inversă, aici funcționează generatoarele electrice, împărțite în celule de membrane și extragând energie din diferența de salinitate a două fluxuri de lichid de amestec.

Energia „de hârtie”.

Producătorul japonez de electronice Sony a dezvoltat și prezentat la Tokyo Green Products Exhibition un bio-generator capabil să genereze electricitate din hârtie tocată fin. Esența procesului este următoarea: pentru a izola celuloza (acesta este un lanț lung de zahăr glucozat care se găsește în plantele verzi), este nevoie de carton ondulat.

Lanțul este rupt cu ajutorul enzimelor, iar glucoza rezultată este procesată de un alt grup de enzime, cu ajutorul cărora sunt eliberați ioni de hidrogen și electroni liberi. Electronii sunt trimiși printr-un circuit extern pentru a genera electricitate. Se presupune că o astfel de instalație, atunci când se prelucrează o coală de hârtie care măsoară 210 pe 297 mm, poate genera aproximativ 18 W pe oră (aproximativ aceeași cantitate de energie produsă de 6 baterii AA).

Metoda este ecologică: un avantaj important al unei astfel de „baterie” este absența metalelor și a compușilor chimici nocivi. Deși în momentul de față tehnologia este încă departe de comercializare: electricitatea generată este destul de mică - este suficientă doar pentru a alimenta mici gadget-uri portabile.

Energie alternativă: există vreo șansă?

Acesta nu este un mit. Și, desigur, energia alternativă este mai curată în comparație cu sursele tradiționale de energie - petrol și gaze. Deși companii precum BP, Exxon și orice alte corporații producătoare de petrol care profită de costul ridicat al combustibililor fosili ar dori probabil să gândim diferit. Combustibilii fosili ai planetei au o vechime de 275 de milioane de ani. Dar a sosit momentul să retragem resursele populare, dar foarte toxice ale planetei, pentru a trece la surse ecologice. Iată zece tipuri de energie alternativă care vor distruge mai devreme sau mai târziu industria petrolieră a planetei.

Astăzi, consumul mondial de energie primară provine din trei forme de carbon fosil: cărbune, petrol și gaze naturale. Întreaga lume extrage și arde 87% din acest tip de combustibil ca energie.

Dar adevăratul cost al arderii surselor de energie murdară este ecologia întregii planete. Și liderii mondiali înțeleg importanța. De aceea, multe țări din întreaga lume dezvoltă treptat producția de energie din noi surse prietenoase cu mediul.

De asemenea, nevoia de dezvoltare a energiei alternative este asociată cu o reducere a rezervelor globale. Desigur, în momentul de față asistăm la o creștere temporară a stocurilor. Dar acest lucru se datorează unei scăderi a cererii din cauza instabilității financiare a multor economii din întreaga lume. Dar în curând scăderea stocurilor va continua în progresie geometrică. Este inevitabil. Desigur, există mult mai multe câmpuri petroliere în întreaga lume. Cu toate acestea, ele sunt epuizate cu o viteză extraordinară. Matematica este simplă: datorită consumului crescut de ulei în viitor în mai puțin de o sută de ani.

Combustibililor fosili au nevoie de milioane de ani pentru a forma exact formula chimică care ne permite acum, prin extragerea petrolului, cărbunelui sau gazului fără un cost anume, să ardem combustibil pentru a obține energie ieftină. Din păcate, umanitatea nu poate crea în mod artificial acești carboni fosili. Dacă lumea nu își reduce dependența de acest tip de combustibil în următorii ani, atunci în mai puțin de 100 de ani lumea va rămâne complet fără tipuri tradiționale de energie.

Dar s-a început deja dezvoltarea surselor alternative de energie. Potrivit experților, până în 2035 vor furniza planetei energie la nivelul de 25 la sută. Dar asta nu este nimic la scară globală.

Și asta ține cont de faptul că, cel mai probabil, mai devreme sau mai târziu, și omenirea va începe să abandoneze energia nucleară. De exemplu, ca urmare a dezastrelor de la și de la centrala nucleară de la Cernobîl, lumea s-a confruntat cu precipitații de care a suferit întreaga planetă. De aceea, în multe țări din lume, mulți politicieni se pronunță din ce în ce mai mult în favoarea abandonării centralelor nucleare.

Incredibil, ele sunt mai dăunătoare decât energia nucleară. Acesta este ceea ce dă impuls dezvoltării surselor de energie alternative și regenerabile. De ce să cheltuiți miliarde pentru a dăuna întregii planete când puteți folosi energie naturală din surse regenerabile, cum ar fi soarele, vântul, râurile și oceanele?

10) Energia eoliană

Este firesc. Dacă există oxigen, atmosferă etc. adică mişcarea maselor de aer. Și vântul nu va părăsi planeta noastră în următoarele milioane de ani. Vântul nu epuizează stratul de ozon al planetei. Vântul nu are proprietar. Apropo, în ultimele secole, omenirea nu a venit cu nimic nou pentru utilizarea vântului. Timp de secole, oamenii au folosit morile de vânt pentru a alimenta mașinile de prelucrare a cerealelor.

Principiul extragerii energiei din vânt rămâne același. Mai mult decât atât, până în anii 1980, nimeni din lume nu a încercat să creeze o instalație care să ajute la producerea de energie la scară industrială din vânt. Dar după 1980, primele centrale eoliene au început să fie lansate în Statele Unite.

În prezent, în Statele Unite există peste 13.000 de turbine eoliene care generează energie curată. În SUA se folosesc turbine eoliene mici care pot genera până la 100 kW și oferă gospodăriei energia necesară.

De asemenea, în America, turbinele eoliene de pe uscat sunt folosite pentru a colecta energie din vântul care curge peste oceane. În plus, generatoarele eoliene sunt comune în zonele rurale, amplasate în câmpuri.

Din 2016, aceasta este cea mai mare din Statele Unite. Aproximativ 6 cenți pe 1 kWh. Un alt avantaj al energiei eoliene este necesitatea folosirii apei pentru a produce energie electrică, ceea ce este important având în vedere deficitul de apă naturală la scară globală.

9) Hidroelectricitate

Centralele hidroelectrice sunt foarte populare în întreaga lume. Este de remarcat faptul că în unele țări centralele hidroelectrice asigură populației 75 la sută din energia necesară.

De exemplu, barajul hidroelectric din Itaipu (Paraguay) asigură 90 la sută din necesarul de energie al țării. În plus, această centrală furnizează energie Braziliei, furnizând 20% din energia electrică necesară întregii Brazilii. Puterea hidro-turbinelor reprezintă 10% din toată capacitatea de energie hidroelectrică la nivel mondial.

Prima centrală hidroelectrică mare a fost deschisă la Cascada Niagara, la granița dintre SUA și Canada, în 1879. Barajul oferă o generare de energie mai curată.

În prezent, costul energiei hidroelectrice este mai puțin de jumătate din costul energiei produse din panouri solare și de trei ori mai puțin decât costul.

De asemenea, hidroenergia are o eficiență mai mare decât la arderea cărbunelui și a gazului. De exemplu, randamentul este de 50 la suta, cand randamentul unei centrale hidroelectrice este de 90 la suta. În plus, aproape toată apa folosită pentru exploatarea turbinelor electrice este returnată în depozitul de rezervă.

8) Energia solară

Nu este nou. Omul de știință elvețian Horace de Saussure a construit primul dispozitiv în 1767, care folosea energie termică pentru a încălzi apa pentru spălat și gătit. Clarence Kemp a brevetat mai târziu primul încălzitor solar de apă în 1891.

Din cauza crizei petrolului din anii 70, în lume a început o mișcare de explorare a energiei alternative.

În ciuda scăderii prețurilor petrolului în următoarele două decenii, cercetarea a continuat și în cele din urmă a dat roade. În 2014, costul energiei solare a fost cu 99% mai mic decât în ​​1977. Acest lucru face ca energia solară să fie o opțiune viabilă.

Panourile solare moderne nu au piese mobile care pot deseori să cedeze. De asemenea, necesită întreținere minimă și au o durată de viață de 20-30 de ani. În câțiva ani, costul instalării panourilor solare se va reduce la jumătate.

Așa că în viitor vom vedea ferestre cu panouri solare, pereți, drumuri, mașini, avioane, bărci, trenuri și multe altele care vor putea primi energie de la soare.

7) Bioenergie

Este o sursă de energie obținută din organismele biologice. De exemplu, plantele absorb direct energia de la soare prin fotosinteză. Animalele care mănâncă plante obțin energie prin hrana care conține deja energie de la soare. Acest simț natural al transferului de energie a permis oamenilor de știință de pe planetă să vină cu un mod în care energia din plante poate servi în beneficiul umanității.

Energia organică din biomasă este o sursă regenerabilă pe care o putem stoca și reutiliza.

Biocombustibilii lichizi sunt deja utilizați pe scară largă în întreaga lume. Există două tipuri de biocarburanți: care se adaugă combustibilului convențional.

Biocombustibilii solizi se formează din subproduse agricole, cum ar fi tulpini de porumb, coji de orez și alte materii vegetale compatibile.

Biocombustibilii reduc deșeurile agricole și oferă energie durabilă și sigură pentru vehicule, electricitate și căldură.

6) Energie geotermală

Energia geotermală provine din miezul Pământului. Oamenii de știință estimează că temperatura în miez depășește 5000 de grade Celsius. Straturile stâncoase ale pământului conduc căldura, care ajunge în cele din urmă la suprafața planetei. Această energie geotermală va continua să curgă la suprafața pământului pentru foarte, foarte mult timp. Energia va continua să curgă chiar și atunci când nu mai sunt combustibili fosili pe planetă.

În Islanda, GeoPP-urile reprezintă deja 25% din consumul de energie al țării. Pentru a genera energie electrică la o adâncime de peste 1,5 kilometri, echipamentele speciale ridică abur și apă caldă, direcționându-le către turbine, care generează energie.

5) Energia mareelor

Turbinele mareice folosesc forța polară puternică a mareelor ​​pentru a genera electricitate. Singurul dezavantaj al acestui tip de energie este incapacitatea de a prezice puterea energiei mareelor. Dar energia solară și eoliană depind și de condițiile meteorologice și de perioada anului. Adică, nici forța mareelor, nici energia solară sau eoliană, nu le pot permite inginerilor energetici să determine în avans cu exactitate câtă energie poate genera acest sau acel echipament într-o anumită perioadă de timp. Adevărat, în ultimii ani au apărut echipamente capabile să colecteze energie din curenții de coastă și subacvatici, ceea ce poate fi prezis și, în consecință, energia primită în avans poate fi calculată.

4) Energia valurilor

Hidroenergia oceanică nu se limitează la energia mareelor ​​și a curenților subacvatici. De exemplu, așa cum vă poate spune orice surfer, energia valurilor este ceva incredibil. Și valurile cu adevărat mari pot produce energie bună. Valurile se formează atunci când vântul suflă chiar deasupra suprafeței apei.

Pentru colectarea energiei valurilor se folosesc dispozitive plutitoare, care transmit energie electrică prin cabluri electrice către țărm sau către instalații speciale de stocare a energiei care derivă.

În 2008, Portugalia a testat prima fermă energetică offshore din lume (stocare plutitoare de energie), situată la cinci kilometri de coastă.

3) Energia hidrogenului

Energia cu hidrogen oferă mai multă putere decât benzina și motorina oferă vehiculelor. Da, hidrogenul este extras chimic din combustibilii fosili. Dar nu eliberează gaze și nu distruge ozonul. Cu anumite tehnologii, hidrogenul este o sursă curată de ardere a combustibilului.

În prezent, pentru a valorifica întreaga putere a hidrogenului, centralele pe hidrogen folosesc substanțe chimice auxiliare, cum ar fi cărbunele, gazul natural și alți carboni fosili pentru a alimenta turbina necesară pentru a crea energie curată. Dar turbina cu hidrogen va fi alimentată în curând cu energie solară în loc de combustibili fosili, eliminând necesitatea de a arde combustibil murdar.

2) Situri combinate de energie solară, eoliană și biocombustibil

Soarele, vântul și bioenergie într-un singur loc. Acest lucru, potrivit oamenilor de știință, va maximiza colectarea de energie. Acest lucru necesită suprafețe mari pentru a găzdui echipamente capabile să colecteze energie eoliană, solară și bio pe un singur loc.

Combinația acestor resurse regenerabile crește cantitatea de energie alternativă generată și, de asemenea, permite utilizarea diferitelor combinații de surse alternative. De exemplu, producția de energie eoliană și solară este limitată pe vreme rea. Dar prin utilizarea combinată a mai multor tipuri de energie, vă permite să generați energie electrică non-stop, indiferent de climă etc.

1) Energia cinetică

Toți oamenii generează energie prin mișcare. De exemplu, dacă mergi pe bicicletă, câștigi energie cinetică. Există o cantitate imensă de energie cinetică care nu este folosită în lume. Poate că într-o zi în viitor, toate orașele mari din lume vor avea plăci de pavaj și alte suprafețe pietonale echipate cu echipamente care pot capta energia cinetică pe care o creăm atunci când mergem sau alergăm.

De exemplu, plăci de pavaj similare au fost deja create. Iar experimentul a arătat că, dacă plasați astfel de plăci pe o stradă aglomerată sau în metrou, atunci în timpul zilei puteți colecta energia necesară pentru a alimenta un mic centru comercial timp de 12 ore.

Energia alternativă reprezintă modalități netradiționale de obținere, transmitere și utilizare a energiei. Cunoscută și sub denumirea de energie „verde”. Sursele alternative se referă la resursele regenerabile (cum ar fi apa, lumina soarelui, vântul, energia valurilor, sursele geotermale, arderea neconvențională a combustibililor regenerabili).

Bazat pe trei principii:

1. Reînnoire.
2. Prietenia mediului.
3. Economic.

Energia alternativă trebuie să rezolve mai multe probleme stringente în lume: risipa de resurse minerale și eliberarea de dioxid de carbon în atmosferă (aceasta se întâmplă cu metode standard de producere a energiei prin gaze, petrol etc.), ceea ce presupune încălzirea globală, modificări ireversibile. în mediu și efect de seră.

Dezvoltarea energiei alternative

Direcția este considerată nouă, deși încercările de utilizare a energiei vântului, apei și solare au fost făcute încă din secolul al XVIII-lea. În 1774, a fost publicată prima lucrare științifică despre inginerie hidraulică, „Arhitectura hidraulică”. Autorul lucrării este inginerul francez Bernard Forest de Belidor. După publicarea lucrării, dezvoltarea direcției verde a înghețat timp de aproape 50 de ani.

• 1846 - prima turbină eoliană, designer - Paul la Cour.
• 1861 - brevet pentru inventarea unei centrale solare.
• 1881 - construirea unei centrale hidroelectrice la Cascada Niagara.
• 1913 - construcția primei stații geotermale, inginer - italianul Piero Ginori Conti.
• 1931 - construirea primului parc eolian industrial din Crimeea.
• 1957 - instalarea unei turbine eoliene puternice (200 kW) în Țările de Jos, conectată la rețeaua de stat.
• 1966 - construcția primei stații generatoare de energie pe bază de valuri (Franța).

Energia alternativă a primit un nou impuls pentru dezvoltare în timpul crizei severe din anii 1970. Din anii 90 până la începutul secolului al XXI-lea, în lume s-a înregistrat un număr critic de accidente la centralele electrice, ceea ce a devenit un stimulent suplimentar pentru dezvoltarea energiei verzi.

Energie alternativă în Rusia

Ponderea energiei alternative în țara noastră este de aproximativ 1% (conform Ministerului Energiei). Până în 2020, este planificată creșterea acestei cifre la 4,5%. Dezvoltarea energiei verzi se va realiza nu numai din fonduri guvernamentale. Federația Rusă atrage antreprenori privați, promițând o rambursare mică (2,5 copeici pe 1 kW pe oră) acelor oameni de afaceri care sunt implicați îndeaproape în dezvoltări alternative.

Potențialul de dezvoltare a energiei verzi în Federația Rusă este enorm:

• coastele oceanice și maritime, Sakhalin, Kamchatka, Chukotka și alte teritorii, datorită populației și dezvoltării lor scăzute, pot fi folosite ca surse de energie eoliană;
• sursele de energie solară în total depășesc cantitatea de resurse care sunt produse prin prelucrarea petrolului și gazelor - cele mai favorabile în acest sens sunt teritoriile Krasnodar și Stavropol, Orientul Îndepărtat, Caucazul de Nord etc.

(Cea mai mare centrală solară din Altai, Rusia)

În ultimii ani, finanțarea pentru această industrie a scăzut: nivelul de 333 de miliarde de ruble a scăzut la 700 de milioane. Acest lucru se explică prin criza economică globală și prezența unor probleme urgente. În prezent, energia alternativă nu este o prioritate în industria rusă.

Energie alternativă în țări din întreaga lume

(Generatoare eoliene în Danemarca)

Hidroenergia se dezvoltă cel mai dinamic (datorită disponibilității resurselor de apă). Energia eoliană și solară sunt semnificativ în urmă, deși unele țări aleg să se miște în aceste direcții.

Astfel, cu ajutorul turbinelor eoliene se produce energie (din total):

• 28% în Danemarca;
• 19% în Portugalia;
• 16% în Spania;
• 15% în Irlanda.

Cererea de energie solară este mai mică decât oferta: jumătate din sursele pe care producătorii le pot furniza sunt instalate.

(Centrală solară din Germania)

TOP-5 lideri în producția de energie verde (date de pe portalul Vesti.ru):

1. SUA (24,7%) - (toate tipurile de resurse, lumina solară este cea mai implicată).
2. Germania - 11,7% (toate tipurile de resurse alternative).
3. Spania - 7,8% (surse de vânt).
4. China - 7,6% (toate tipurile de surse, jumătate dintre ele sunt energie eoliană).
5. Brazilia - 5% (biocombustibili, surse solare și eoliene).

(Cea mai mare centrală solară din Spania)

Una dintre cele mai dificile probleme de rezolvat este cea financiară. Este adesea mai ieftin să folosești surse tradiționale de energie decât să instalezi echipamente noi. Una dintre soluțiile potențial pozitive la această problemă este o creștere bruscă a prețurilor la energie electrică, gaze etc., pentru a forța oamenii să economisească și, în timp, să treacă complet la surse alternative.

Prognozele de dezvoltare variază foarte mult. Astfel, Asociația Energiei Eoliene promite că până în 2020 ponderea energiei verzi va crește la 12%, iar EREC presupune că în 2030 deja 35% din consumul mondial de energie va fi asigurat din surse regenerabile.

În ultimii ani, energia alternativă a devenit subiect de interes intens și dezbateri aprinse. Amenințată de schimbările climatice și de faptul că temperaturile medii globale continuă să crească în fiecare an, dorința de a găsi forme de energie care să reducă dependența de combustibilii fosili, cărbune și alte procese poluante a crescut în mod natural.

Deși majoritatea conceptelor nu sunt noi, problema a devenit în sfârșit relevantă abia în ultimele decenii. Datorită îmbunătățirilor aduse tehnologiei și producției, costul majorității formelor de energie alternativă a scăzut, în timp ce eficiența a crescut. Ce este energia alternativă, în termeni simpli și de înțeles, și care este probabilitatea ca aceasta să devină mainstream?

În mod clar, rămâne o dezbatere cu privire la ce înseamnă „energie alternativă” și la ce poate fi aplicată sintagma. Pe de o parte, termenul poate fi aplicat formelor de energie care nu măresc amprenta de carbon a umanității. Prin urmare, poate include instalații nucleare, centrale hidroelectrice și chiar gaze naturale și „cărbune curat”.

Pe de altă parte, termenul este folosit și pentru a se referi la ceea ce sunt considerate acum metode energetice netradiționale - solar, eolian, geotermal, biomasă și alte adăugări recente. Acest tip de clasificare exclude metodele de extracție a energiei precum energia hidroelectrică, care există de peste o sută de ani și sunt destul de comune în unele regiuni ale lumii.

Un alt factor este că sursele alternative de energie trebuie să fie „curate” și să nu producă poluanți nocivi. După cum sa menționat, aceasta se referă cel mai adesea la dioxid de carbon, dar se poate referi și la alte emisii - monoxid de carbon, dioxid de sulf, oxid de azot și altele. Prin acești parametri, energia nucleară nu este considerată o sursă alternativă de energie deoarece produce deșeuri radioactive, care sunt foarte toxice și trebuie depozitate corespunzător.

În toate cazurile, totuși, termenul este folosit pentru a se referi la tipurile de energie care vor înlocui combustibilii fosili și cărbunele ca formă dominantă de producție de energie în următorul deceniu.

Tipuri de surse alternative de energie
Strict vorbind, există multe tipuri de energie alternativă. Din nou, aici definițiile devin confuze, deoarece în trecut, „energie alternativă” a fost folosită pentru a descrie metode care nu erau considerate curente sau rezonabile de utilizat. Dar dacă luăm definiția în sens larg, aceasta va include unele sau toate aceste puncte:

Hidroenergie. Aceasta este energia produsă de barajele hidroelectrice la cădere și apa curgătoare (în râuri, canale, cascade) trece printr-un dispozitiv care întoarce turbinele și generează energie electrică.

Energie nucleara. Energia care este produsă în timpul reacțiilor lente de fisiune. Tijele de uraniu sau alte elemente radioactive încălzesc apa, transformând-o în abur, iar aburul învârte turbinele, generând energie electrică.

Energie care se obține direct de la Soare; (constând de obicei dintr-un substrat de siliciu dispus în matrice mari) transformă razele solare direct în energie electrică. În unele cazuri, căldura produsă de lumina soarelui este folosită pentru a produce energie electrică, aceasta fiind cunoscută sub numele de energie termică solară.

Energie eoliana. Energia generată de fluxul de aer; turbinele eoliene gigantice se rotesc sub influența vântului și generează energie electrică.

Energie geotermală. Această energie provine din căldură și abur produse de activitatea geologică din scoarța terestră. În cele mai multe cazuri, conductele sunt plasate în pământ deasupra zonelor active din punct de vedere geologic pentru a trece aburul prin turbine, generând astfel energie electrică.

Energia valurilor. Curenții de maree din apropierea coastelor pot fi folosiți și pentru a genera electricitate. Schimbarea zilnică a mareelor ​​face ca apa să curgă înainte și înapoi prin turbine. Electricitatea este generată și transmisă la centralele electrice de pe uscat.

Biomasă. Acest lucru se aplică combustibililor obținuți din plante și surse biologice - etanol, glucoză, alge, ciuperci, bacterii. Ar putea înlocui benzina ca sursă de combustibil.

Hidrogen. Energie obținută din procese care implică hidrogen gazos. Acestea includ convertoare catalitice, în care moleculele de apă sunt rupte și reunite prin electroliză; celule de combustibil cu hidrogen, care folosesc gaz pentru a alimenta un motor cu ardere internă sau pentru a conduce o turbină încălzită; sau fuziunea nucleară, în care atomii de hidrogen sunt fuzionați în condiții controlate, eliberând cantități incredibile de energie.

Surse de energie alternative și regenerabile
În multe cazuri, sursele alternative de energie sunt, de asemenea, regenerabile. Cu toate acestea, termenii nu sunt complet interschimbabili, deoarece multe forme de surse alternative de energie se bazează pe o resursă limitată. De exemplu, energia nucleară se bazează pe uraniu sau pe alte elemente grele care trebuie mai întâi exploatate.

În același timp, energia eoliană, solară, mareomotrică, geotermală și hidroelectrică se bazează pe surse care sunt complet regenerabile. Razele soarelui sunt cea mai abundentă sursă de energie dintre toate și, deși limitate de vreme și de ora zilei, sunt inepuizabile din punct de vedere industrial. Nici vântul nu dispare, datorită schimbărilor de presiune din atmosfera noastră și rotației Pământului.

Dezvoltare
În prezent, energia alternativă este încă în tinerețe. Dar această imagine se schimbă rapid sub influența presiunilor politice, a dezastrelor ecologice la nivel mondial (secete, foamete, inundații) și a îmbunătățirilor în tehnologiile de energie regenerabilă.

De exemplu, din 2015, nevoile de energie ale lumii erau încă asigurate predominant de cărbune (41,3%) și gaze naturale (21,7%). Centralele hidroelectrice și energia nucleară au reprezentat 16,3%, respectiv 10,6%, în timp ce „sursele regenerabile de energie” (solar, eolian, biomasă etc.) au reprezentat doar 5,7%.

Acest lucru s-a schimbat dramatic din 2013, când consumul global de petrol, cărbune și gaze naturale a fost de 31,1%, 28,9% și, respectiv, 21,4%. Energia nucleară și hidroenergetică au reprezentat 4,8% și 2,45%, în timp ce sursele regenerabile au reprezentat doar 1,2%.

În plus, s-a înregistrat o creștere a numărului de acorduri internaționale privind reducerea utilizării combustibililor fosili și dezvoltarea surselor alternative de energie. De exemplu, Directiva privind energia din surse regenerabile, semnată de Uniunea Europeană în 2009, care stabilește obiective de utilizare a energiei regenerabile pentru toate țările membre până în 2020.

În esență, acest acord cere ca UE să-și satisfacă cel puțin 20% din necesarul total de energie cu energie regenerabilă până în 2020 și cel puțin 10% din combustibilii de transport. În noiembrie 2016, Comisia Europeană a revizuit aceste obiective și a stabilit un consum minim de 27% de energie regenerabilă până în 2030.

Unele țări au devenit lideri în dezvoltarea energiei alternative. De exemplu, în Danemarca, energia eoliană asigură până la 140% din necesarul de electricitate al țării; surplusul este furnizat țărilor vecine, Germania și Suedia.

Islanda, datorită locației sale în Atlanticul de Nord și vulcanilor săi activi, a obținut o dependență de 100% de energie regenerabilă încă din 2012 printr-o combinație de energie hidroelectrică și energie geotermală. În 2016, Germania a adoptat o politică de eliminare treptată a dependenței sale de petrol și energie nucleară.

Perspectivele pe termen lung pentru energia alternativă sunt extrem de pozitive. Potrivit unui raport din 2014 al Agenției Internaționale pentru Energie (IEA), energia solară fotovoltaică și energia solară termică vor reprezenta 27% din cererea globală până în 2050, ceea ce o face cea mai mare sursă de energie. Poate că, datorită progreselor în fuziune, sursele de combustibili fosili vor fi iremediabil învechite până în 2050.

Ecologia consumului Știință și tehnologie: Deși majoritatea conceptelor de energie alternativă nu sunt noi, abia în ultimele decenii această problemă a devenit în sfârșit relevantă. Datorită îmbunătățirilor aduse tehnologiei și producției, costul majorității formelor de energie alternativă a scăzut, în timp ce eficiența a crescut.

În ultimii ani, energia alternativă a devenit subiect de interes intens și dezbateri aprinse. Amenințată de schimbările climatice și de faptul că temperaturile medii globale continuă să crească în fiecare an, dorința de a găsi forme de energie care să reducă dependența de combustibilii fosili, cărbune și alte procese poluante a crescut în mod natural.

Deși majoritatea conceptelor de energie alternativă nu sunt noi, abia în ultimele decenii problema a devenit în sfârșit relevantă. Datorită îmbunătățirilor aduse tehnologiei și producției, costul majorității formelor de energie alternativă a scăzut, în timp ce eficiența a crescut. Ce este energia alternativă, în termeni simpli și de înțeles, și care este probabilitatea ca aceasta să devină mainstream?

În mod clar, rămâne o dezbatere cu privire la ce înseamnă „energie alternativă” și la ce poate fi aplicată sintagma. Pe de o parte, termenul poate fi aplicat formelor de energie care nu cresc amprenta de carbon a umanității. Prin urmare, poate include instalații nucleare, centrale hidroelectrice și chiar gaze naturale și „cărbune curat”.

Pe de altă parte, termenul este folosit și pentru a se referi la ceea ce sunt considerate acum metode energetice netradiționale - solar, eolian, geotermal, biomasă și alte completări recente. Acest tip de clasificare exclude metodele de extracție a energiei precum energia hidroelectrică, care există de peste o sută de ani și sunt destul de comune în unele regiuni ale lumii.

Un alt factor este că sursele alternative de energie trebuie să fie „curate” și să nu producă poluanți nocivi. După cum sa menționat, aceasta se referă cel mai adesea la dioxid de carbon, dar se poate referi și la alte emisii - monoxid de carbon, dioxid de sulf, oxid de azot și altele. Prin acești parametri, energia nucleară nu este considerată o sursă alternativă de energie deoarece produce deșeuri radioactive, care sunt foarte toxice și trebuie depozitate corespunzător.

În toate cazurile, totuși, termenul este folosit pentru a se referi la tipurile de energie care vor înlocui combustibilii fosili și cărbunele ca formă dominantă de producție de energie în următorul deceniu.

Tipuri de surse alternative de energie

Strict vorbind, există multe tipuri de energie alternativă. Din nou, aici definițiile devin confuze, deoarece în trecut, „energie alternativă” a fost folosită pentru a descrie metode care nu erau considerate curente sau rezonabile de utilizat. Dar dacă luăm definiția în sens larg, aceasta va include unele sau toate aceste puncte:

Hidroenergie. Aceasta este energia produsă de barajele hidroelectrice la cădere și apa curgătoare (în râuri, canale, cascade) trece printr-un dispozitiv care întoarce turbinele și generează energie electrică.

Energie nucleara. Energia care este produsă în timpul reacțiilor lente de fisiune. Tijele de uraniu sau alte elemente radioactive încălzesc apa, transformând-o în abur, iar aburul învârte turbinele, generând energie electrică.

Energie solara. Energie care se obține direct de la Soare; Celulele fotovoltaice (constituite de obicei dintr-un substrat de siliciu dispus în matrice mari) transformă razele solare direct în energie electrică. În unele cazuri, căldura produsă de lumina soarelui este folosită pentru a produce energie electrică, aceasta fiind cunoscută sub numele de energie termică solară.

Energie eoliana. Energia generată de fluxul de aer; turbinele eoliene gigantice se rotesc sub influența vântului și generează energie electrică.

Energie geotermală. Această energie provine din căldură și abur produse de activitatea geologică din scoarța terestră. În cele mai multe cazuri, conductele sunt plasate în pământ deasupra zonelor active din punct de vedere geologic pentru a trece aburul prin turbine, generând astfel energie electrică.

Energia valurilor. Curenții de maree din apropierea coastelor pot fi folosiți și pentru a genera electricitate. Schimbarea zilnică a mareelor ​​face ca apa să curgă înainte și înapoi prin turbine. Electricitatea este generată și transmisă la centralele electrice de pe uscat.

Biomasă. Acest lucru se aplică combustibililor obținuți din plante și surse biologice - etanol, glucoză, alge, ciuperci, bacterii. Ar putea înlocui benzina ca sursă de combustibil.

Hidrogen. Energie obținută din procese care implică hidrogen gazos. Acestea includ convertoare catalitice, în care moleculele de apă sunt rupte și reunite prin electroliză; celule de combustibil cu hidrogen, care folosesc gaz pentru a alimenta un motor cu ardere internă sau pentru a conduce o turbină încălzită; sau fuziunea nucleară, în care atomii de hidrogen sunt fuzionați în condiții controlate, eliberând cantități incredibile de energie.

Surse de energie alternative și regenerabile

În multe cazuri, sursele alternative de energie sunt, de asemenea, regenerabile. Cu toate acestea, termenii nu sunt complet interschimbabili, deoarece multe forme de surse alternative de energie se bazează pe o resursă limitată. De exemplu, energia nucleară se bazează pe uraniu sau pe alte elemente grele care trebuie mai întâi extrase.

În același timp, energia eoliană, solară, mareomotrică, geotermală și hidroelectrică se bazează pe surse care sunt complet regenerabile. Razele soarelui sunt cea mai abundentă sursă de energie dintre toate și, deși limitate de vreme și de ora zilei, sunt inepuizabile din punct de vedere industrial. Nici vântul nu dispare, datorită schimbărilor de presiune din atmosfera noastră și rotației Pământului.

În prezent, energia alternativă este încă în tinerețe. Dar această imagine se schimbă rapid sub influența presiunilor politice, a dezastrelor ecologice la nivel mondial (secete, foamete, inundații) și a îmbunătățirilor în tehnologiile de energie regenerabilă.

De exemplu, din 2015, nevoile de energie ale lumii erau încă asigurate predominant de cărbune (41,3%) și gaze naturale (21,7%). Centralele hidroelectrice și energia nucleară au reprezentat 16,3%, respectiv 10,6%, în timp ce „sursele regenerabile de energie” (solar, eolian, biomasă etc.) au reprezentat doar 5,7%.

Acest lucru s-a schimbat dramatic din 2013, când consumul global de petrol, cărbune și gaze naturale a fost de 31,1%, 28,9% și, respectiv, 21,4%. Energia nucleară și hidroenergetică au reprezentat 4,8% și 2,45%, în timp ce energiile regenerabile au reprezentat doar 1,2%.

În plus, s-a înregistrat o creștere a numărului de acorduri internaționale privind reducerea utilizării combustibililor fosili și dezvoltarea surselor alternative de energie. De exemplu, Directiva privind energia din surse regenerabile, semnată de Uniunea Europeană în 2009, care a stabilit ținte de utilizare a energiei regenerabile pentru toate țările membre până în 2020.

În esență, acest acord cere ca UE să-și satisfacă cel puțin 20% din necesarul total de energie cu energie regenerabilă până în 2020 și cel puțin 10% din combustibilii de transport. În noiembrie 2016, Comisia Europeană a revizuit aceste obiective și a stabilit un consum minim de 27% de energie regenerabilă până în 2030.

Unele țări au devenit lideri în dezvoltarea energiei alternative. De exemplu, în Danemarca, energia eoliană asigură până la 140% din necesarul de electricitate al țării; surplusul este furnizat țărilor vecine, Germania și Suedia.

Islanda, datorită locației sale în Atlanticul de Nord și vulcanilor săi activi, a obținut o dependență de 100% de energie regenerabilă încă din 2012 printr-o combinație de energie hidroelectrică și energie geotermală. În 2016, Germania a adoptat o politică de eliminare treptată a dependenței sale de petrol și energie nucleară.

Perspectivele pe termen lung pentru energia alternativă sunt extrem de pozitive. Potrivit unui raport din 2014 al Agenției Internaționale pentru Energie (IEA), energia solară fotovoltaică și energia solară termică vor reprezenta 27% din cererea globală până în 2050, ceea ce o face cea mai mare sursă de energie. Poate că, datorită progreselor în fuziune, sursele de combustibili fosili vor fi iremediabil învechite până în 2050. publicat