Ни для кого не секрет, что запасы углеводородов на земле не вечные, и уже наши дети, а возможно даже и мы, столкнемся с энергетическим кризисом.
Ученые со всего мира занимаются решением этой проблемы, и есть несколько направлений в развитии энергетики, которые принципиально отличаются друг от друга.
Два основных направления, которые развивают ученые - это термоядерный синтез и возобновляемые источники энергии, сокращенно ВИЭ (солнце, ветер, приливы и т.п.).
Как ни странно, энергетическая отрасль, особенно её часть, отвечающая за перспективные разработки - это огромное количество возможностей по освоению и распилу бабла. Поэтому в ней тоже присутствует лоббизм, манипулирование цифрами и мнением масс посредством информационных вбросов.
Возобновляемые источники энергии
Нобелевский лауреат Алферов (это тот, который придумал гетероструктурные полупроводники: лазеры, арсенид-галлиевые солнечные батареи с кпд=35%, CD, DVD, оптоволоконная связь и пр.) сказал еще в 1986 году, что если бы те средства, что вбуханы в атомную энергетику, вложить в солнечные батареи и альтернативные источники энергии, то АЭС вообще не понадобились бы.
В данный момент на развитие термоядерной энергетики тратится около 2 миллиардов евро в год, тогда как на альтернативную энергетику уходит около двухсот. Оно и понятно - термояд пока только тратит деньги, а тем кто эти деньги дает, хочется сразу получить какой-либо результат. Это и позволяет сделать ВИЭ. В 2010 году альтернативная энергия (не считая гидроэнергии) составляла всего 4,9% всей потребляемой человечеством энергии.
При рассказах об эффективности ветряков, солнечных панелей и прочего, не всегда учитывается и такая особенность энергетики как потери при преобразовании энергии и её хранении. Мало поставить ветряк или панель (хотя это тоже не дешево), нужно иметь мощный аккумулятор, который сможет обеспечить бесперебойность питания. Аккумуляторы очень дороги и также имеют большие потери при заряде/разряде.
Например, считается, что водородные двигатели имеют неплохой к.п.д., но при этом не учитываются большие затраты энергии на получение водорода. Учитывать энергозатраты более правильно по затратам первичного источника энергии, или при сравнении одних и тех же видов энергии.
Любой альтернативный метод добычи энергии применяется там, где это выгодно, т.е. у него есть четко выраженная локализация (солнечная энергетика - там где много солнечных дней, ветрогенераторы - там где постоянный ветер и т.д.).
Также, для большой энергетики (предприятий и производств) варианты использования не постоянно работающих источников энергии с применением аккумуляторов на данный момент мало перспективны.
Термояд
Повсеместное использование атомной энергетики останавливает тотальная радиофобия населения, и нежелание властей натолкнуться на волну протестов. И если атомные реакторы, по сути, представляют из себя большую скороварку, загруженную тоннами радиоактивного топлива и отработанных отходов, то термоядерный реактор будет нести в себе не больше килограмма трития. Главное преимущество термоядерного реактора заключается в том, что его реакция полностью контролируема, такой реактор можно просто выключить.
Термояд позволяет в перспективе получать энергию буквально из воды, причём отходами его работы будут являться только обычные безвредные водород и гелий. Внутри реактора будет всего несколько сотен грамм радиоактивного трития.
Один грамм дейтерий-литиевого «топлива» (0,25 г дейтерия + 0,75 г лития-6) позволяют получить немногим больше энергии, чем три с половиной тонны бензина.
Для того, чтобы запустить термоядерную реакцию, нужно чтобы два ядра сблизились на очень близкое расстояние. Но ядра имеют положительный заряд, а потому отталкиваются друг от друга. Чтобы сблизить их друг с другом, их нужно разогнать до огромных скоростей. Одним из основных вариантов такого разгона является нагрев до высокой температуры (сто миллионов градусов). Но при таких температурах вещество становится плазмой и очень интенсивно излучает энергию, то есть быстро остывает.
Термоядерные исследования - это экспериментальная наука, в которую нужно вкладывать деньги. И чем больше денег вкладывается, тем быстрее будет ожидаемый результат. В данный момент ученым удается запустить реакцию, но есть проблемы с её поддержанием. По некоторым подсчетам, при таком же уровне финансирования действующий реактор удастся построить лет через 50.
Однако, пока не будет закончен процесс, неясным остается то, насколько может быть рентабельным производство электроэнергии с использованием термоядерного синтеза. Хотя наблюдается постоянный прогресс в исследованиях, исследователи то и дело сталкиваются с новыми проблемами.
Если вы хотите узнать более подробно о термояде, предлагаю посмотреть это видео:
Итог
Вероятнее всего, в дальнейшем будут использоваться разные виды добычи энергии. Возможно, ВИЭ будут играть роль аварийных и стабилизирующих источников, а "аккумулятором" будет общая энергосистема.
Однако, если перераспределить ресурсы в сторону разработки термоядерного синтеза, то в перспективе мы сможем получить гораздо более эффективную добычу энергии.
На последок предлагаю почитать статью об альтернативной энергетике:
http://geoenergetics.ru/2018/04/04/ideologiya-i-mifotvorchestvo-alternativnoj-energetiki/
