Еще недавно основным источником электроэнергии для человечества был уголь, однако со временем его стали заменять нефть, газ, а также атомные, гидро-, ветро- и солнечные электростанции. В свете постоянно растущего производства и населения Земли требования к энергии возрастают, а использование преимущественно ископаемых видов топлива может оказаться недолговечным, особенно при текущем расточительном подходе.
В настоящее время существуют несколько перспективных источников энергии будущего, которые могут решить множество проблем нашего общества.
Альтернативное топливо из водорослей
Несмотря на распространенное мнение о том, что леса являются главным источником кислорода, на самом деле водоросли производят большую его часть. Именно поэтому ученые так беспокоятся об экологическом состоянии Мирового океана.
Одна из перспективных технологий в области энергетики, хотя и не столь привлекательная и эффективная, как термоядерный синтез, это производство биотоплива на основе водорослей. Во-первых, их можно размещать практически на всей поверхности Мирового океана и выращивать в значительных масштабах.
Во-вторых, это способствует дополнительному выделению кислорода. В-третьих, это увеличит численность рыб и других морских обитателей, питающихся растительной пищей.
Космическая станция для сбора солнечной энергии
Солнечные панели обладают относительно низкой эффективностью, их работа зависит от погодных условий, чистоты поверхности и других факторов. В будущем размещение гигантского массива солнечных панелей в космосе может стать решением этой проблемы.
В случае необходимости мощных зарядных станций для космических кораблей, перемещающихся между планетами и астероидными поясами, одним из наиболее эффективных способов будет сбор солнечной энергии на орбитальной станции.
В космосе отсутствуют погодные условия, сутки и ночь, а количество пыли мало — очистка панелей потребуется только через несколько столетий. Более того, космические панели будут получать всю солнечную энергию без потерь, вызванных земной атмосферой.
Утилизация ядерных отходов
Ядерная энергетика существует уже несколько десятилетий и за это время накопила огромное количество отходов, включая использованное ядерное топливо.
Это топливо, состоящее из изъятых из активной зоны тепловыделяющих элементов с радиоактивными материалами, больше неспособно эффективно поддерживать цепную реакцию.
Такие отходы хоронят в специальных хранилищах в герметичных контейнерах, где они будут излучать радиацию в течение многих веков. Современные технологии уже позволяют извлекать значительное количество энергии из такого топлива, что в будущем может обеспечить человечество стабильным источником электроэнергии на протяжении, по крайней мере, ста лет.
Геотермальная энергия
Хотя геотермальная энергия сейчас не является самым популярным альтернативным источником, в будущем ситуация может измениться. Энергия ветра, солнца и других возобновляемых источников непостоянна, а ископаемое топливо ограничено.
Геотермальная энергия лишена этих недостатков. Ученые полагают, что ядро Земли генерирует температуру, сопоставимую с солнечной, которая затем ослабевает из-за земной коры. Тем не менее даже небольшое углубление под землю позволяет получать электроэнергию!
В среднем температура увеличивается на 2.5-4 градуса каждые 100 метров вглубь, при этом достаточно узких отверстий для размещения приемного оборудования. Ученые оценивают, что 0.1% тепла, производимого земным ядром, покрыло бы мировые потребности в электроэнергии на 2 миллиона лет вперед!
Портативные зарядные устройства
Существует способ получения энергии из человеческого тела — портативные зарядные устройства. Люди тратят значительную часть выделяемой энергии во время движения.
Кинетическую энергию и тепло можно аккумулировать в течение дня, а затем использовать для питания низковольтных устройств, к примеру, смартфонов или очков дополненной реальности.
Принцип работы таких устройств можно сравнить с механическими часами с автоматическим заводом, в которых движение ротора обеспечивает непрерывный процесс завода.
Термоядерный синтез
Контролируемый термоядерный синтез является одним из наиболее обещающих направлений в области энергетики, способным предоставлять колоссальные объемы электроэнергии.
В отличие от обычной атомной энергетики, основанной на ядерных реакциях распада, термоядерный синтез заключается в создании более тяжелых ядер из легких с высвобождением энергии.
Термоядерный синтез в перспективе может обеспечить потребности человечества в электроэнергии, заменив все станции, работающие на ископаемом топливе. Однако на данный момент есть проблема с экономической эффективностью: запуск термоядерной реакции требует больших энергетических затрат, превышающих получаемую энергию. В связи с этим исследователи совершенствуют реакторы для достижения хотя бы равновесия между затратами и выходом.
Важно отметить, что в термоядерных реакторах используются изотопы водорода, которых на Земле в избытке, в отличие от опасных и дорогих радиоактивных материалов в классических ядерных станциях. В результате реакции образуется гелий — инертный газ, служащий здесь побочным продуктом.
Летающие ветрогенераторы
Сегодня ветряные электростанции производят значительное количество энергии. Несмотря на то, что они не являются столь экологичными, как утверждают сторонники «зеленой» энергетики (из-за быстрого износа лопастей и их невозможности переработки, а также воздействия на среду обитания диких животных), эта технология обладает потенциалом.
Однако у ветрогенераторов есть еще один существенный недостаток — непостоянство производства энергии. Даже местоположение на берегу с сильными ветрами не обеспечивает стабильность работы.
В связи с этим инженеры исследуют альтернативный подход: размещение электростанций в воздухе. На высоте нескольких километров над землей дуют стабильные сильные ветра, энергию которых можно преобразовать в электричество.
Основным предложением для размещения является установка ветрогенераторов на аэростатах, которые будут закреплены на определенной высоте и прикреплены к земле якорем. Вместе с якорной линией будет проложен энергетический кабель, направляющийся к трансформатору.
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на мой YouTube канал!
Ставьте ПАЛЕЦ ВВЕРХ и ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на Дзен канал.
Читайте также:
✅ 8 удивительных операций, которые доказывают: хирурги могут все
✅ Ученые предсказывают 5 катастроф, которые произойдут уже в XXI веке: к чему готовиться?
✅ 8 частей человеческого тела, которые наверняка исчезнут у наших потомков
