Альтернативные источники энергии

Альтернативными источниками энергии являются возобновляемые: солнечная, ветровая, гидроэнергетика, геотермальная и др. Одно время считали, что использование этих источников является выходом из надвигающегося энергетического кризиса. Однако сегодня считают, что энергозатраты на получение такой энергии равны или даже больше получаемой от этих источников [3].

Гидроэнергетика. На долю гидроэнергии приходится 6% всей мировой энергетики (21% вырабатываемого электричества). Энергия ГЭС безвредна для окружающей среды. Гидроэнергетика полностью обеспечивает производство электричества в Норвегии, Швейцарии, Канаде. Несомненным достоинством гидроэнергетики является то, что у нее отсутствуют выбросы. Она имеет довольно низкую стоимость. Сроки экс-0луатации электростанций в десятки раз превышают сроки эксплуатации ТЭС, АЭС. Однако, сооружение гидростанций требует больших капиталовложений. Строительство самих станций — плотин чревато последствиями, так как связано с затоплением пахотных земель: вырубаются миллионы куб. м ценной древесины, разрушаются водные биоценозы, нарушаются места обитания диких животных.

Гидротермальная энергия. Запасы тепла в глубинах недр практически неистощимы и использование его с позиций охраны окружающей среды весьма перспективно. Температура вод на глубине 10 км достигает 140−150 °С. В России, США, Японии, где есть горячие источники, их тепло используют для выработки электроэнергии, отопления зданий, парников, теплиц. Гидротермальные станции часто располагают в зонах вулканической деятельности. Это дешевая энергия, но с низким КПД (так как температура подземных вод относительно низкая). При эксплуатации гидротермальных вод необходимо захоронение отработанных минеральных вод [3].

Энергия ветра, морских течений и волн. Эти чистые источники энергии используются давно, но доля их в энергоснабжении незначительна. Если в отношении 2-х последних существует мнение о том, что широкомасштабное получение энергии из рассеянного в океане тепла никогда не стане рентабельным, то ветровая энергия привлекает внимание. Ветровые турбины могут быть рентабельными в районах со скоростью ветра 6,5−11 м/с* что характерно для горных перевалов и морских побережий. Калифорния является пионером по выработке ветровой энергии (70% производится на ее горных перевалах).

Ветровая энергия — это неограниченный, экологически чистый вид энергии. Предполагают, что этот вид энергии в будущем будет более экономически выгодным, чем энергия ТЭС и АЭС.

Энергия Солнца. Этот вид энергии признается одним из наиболее перспективных и экологически чистых. Она доступна и неисчерпаема. При пассивном улавливании солнечной энергии ее превращают в низкотемпературное тепло, обеспечивая им теплицы, солярии. В геоустановках (коллекторах) возможно накапливать солнечную энергию и использовать для отопления и горячего водоснабжения. Солнечную энергию можно преобразовать в фотоэлементах (солнечных батареях). Несколько фотоэлементов на панели, смонтированных на крыше, могут снабжать дом электроэнергией и теплом. Фотоэлементы используются в калькуляторах, переключателях, маяках.

Для получения высокотемпературного тепла существует система зеркал, управляемая компьютерной техникой, которая сфокусирована на центральный коллектор тепла. Самая большая солнечная печь работает в Пиренеях на юге Франции. Она дает температуру до 267 °C и используется для выработки пара и электричества. Подобные установки существуют в Италии, Испании, Японии. В США в Южной Калифорнии построено 30 мегаваттных башен — они вырабатывают электричество для 10 000 домов этого штата. Недостатком этого вида производства энергии является периодичность потока солнечных лучей [3].

Энергия возобновляемой биомассы — это энергия органического растительного вещества, образующаяся в процессе фотосинтеза. Биомассу (навоз, отходы) можно ферментативно перерабатывать в спирт и использовать в качестве топлива, или газ метан или пропан и использовать для отопления. Этот способ позволяет организовывать местные (в небольших хозяйствах) источники получения энергии. Достоинством этого способа получения энергии является то, что он не повышает уровень СО₂, не дает выбросов оксидов серы и азота.

Самый дешевый и легкий способ получения большого количества энергии состоит в повышении энергоэффективности энергопотребляемых объектов (транспорта, жилых домов, промышленных предприятий), их КПД. Это позволит продлить срок службы невозобновляемых источников и создать новые технологии эксплуатации солнечной энергии. Будущее принадлежит тем странам, которые вкладывают средства в разработку энергосберегающих технологий и альтернативных источников энергии.