Nach ihrer Forschung werden Kohle und Öl ab Mitte des Jahrhunderts ihre Bedeutung als Energieträger verlieren, fossile Brennstoffe werden durch die Energie der Sonne ersetzt. Dies erfordert jedoch einen Wandel des gesamten Paradigmas der Beziehungen innerhalb der Branche – sowohl in der Technologie als auch in der Psychologie der Akteure.

Große Energie drei

Laut Experten von Global Energy (darunter 20 Wissenschaftler aus verschiedenen Ländern der Welt, darunter beispielsweise der Friedensnobelpreisträger Rodney Allam), wird der Anteil von Öl und Kohle an der weltweiten Brennstoff- und Energiebilanz bis 2100 2, 1 betragen % bzw. 0,9 % wird thermonukleare Energie ein Zehntel des Marktes einnehmen und mehr als ein Viertel des weltweiten Stroms wird von der Sonne erzeugt. Der Grund für diese Veränderungen ist ein allmählicher Rückgang der Kohlenwasserstoffproduktion und eine Neuausrichtung auf den Bau sauberer Energieanlagen.

Auch der Einfluss verschiedener Staaten auf den Energiemarkt wird sich ändern: So werden die USA bis 2035 der größte Produzent von Treibstoffen und Energierohstoffen sein (24%), an zweiter Stelle folgen Russland (21%) und China ( 16%). Doch in 50 Jahren wird Russland laut Experten an der Spitze stehen (19%), China wird Zweiter (18%) und die USA auf den dritten Platz "fallen" (17%). Bis 2100 wird sich die Disposition jedoch wieder ändern: China wird auf den ersten Platz ausbrechen (20%), Russland und die USA belegen die zweite und dritte Reihe des Ratings (16% bzw. 14%).

Die Experten nannten auch die Faktoren, die ihrer Meinung nach eine Entwicklung des Kraftstoff- und Energiekomplexes in eine „grüne“ Richtung verhindern: Mehr als ein Drittel der an der Studie teilnehmenden Wissenschaftler stellten fest, dass alternative Energiequellen zwar zu teuer sind und Konkurrenz aus Kohlenwasserstoff- und Kernenergie ist hoch ... Gleichzeitig wird aktiv das Image der „klassischen“ Energie als unerwünscht und nicht umweltschonend geprägt, zudem erfordert die moderne Wirtschaft eine effizientere Nutzung der verfügbaren Ressourcen, die Entwicklung der Abfallverarbeitung und verwandter Technologien. In einer solchen Situation erhalten Experten zufolge Bereiche wie Bioenergie und die Entwicklung von Biokraftstoffen sowie thermonukleare Reaktoren zusätzliche Entwicklungsanreize.

Die von Global Energy auf dem St. Petersburg International Economic Forum präsentierten Forschungsergebnisse lösten eine lebhafte Diskussion über die Zukunft der Energie im Allgemeinen und der russischen Energie im Besonderen aus. Trends sind Trends, aber die Ausgangspositionen und die Struktur der Wirtschaft in verschiedenen Ländern (und verschiedenen Regionen des gleichen Landes) sind noch immer unterschiedlich, was bedeutet, dass der Weg zu den drei größten Energieführern der Welt Russland, China und die Vereinigten Staaten wird anders laufen.

Es wird weniger Kohle geben, aber mehr

Eine Voraussetzung für einen Rückgang des Anteils von Kohlenwasserstoffen am Welthaushalt sind nach Ansicht der meisten Experten die Pariser Klimaabkommen, deren Hauptthema das Einfrieren von Kohleprojekten war. Viele Banken und Finanzinstitute haben angekündigt, Investitionen im Kohlebergbau und im Energiesektor abzulehnen. Pläne für den großflächigen Bau von Kohlekraftwerken blieben mit nur vier Ländern bestehen - Vietnam, Indien, Indonesien und China, obwohl es auch kleinere Akteure gibt, die die Entwicklung insbesondere dieses Wirtschaftszweigs nicht aufgeben wollen, Pakistan und die Türkei. Gleichzeitig gibt es Ideen und Projekte zur Wiederbelebung des Kohleanteils unter Berücksichtigung neuer, schonenderer Technologien sowie Ideen zur Wiederherstellung und Entwicklung der Festbrennstoffproduktion in den arktischen Gebieten.

Eines dieser Projekte wird beispielsweise in der arktischen Zone des Krasnojarsk-Territoriums umgesetzt: Auf der Taimyr-Halbinsel befindet sich eine der größten Anthrazit-Lagerstätten der Welt, deren Erschließung 2015 begann. Nur in einem Abschnitt, dem Fluss Malaya Lemberova, liegen die Vorräte an hochwertigem Anthrazit bei etwa 600 Millionen Tonnen. Bis 2020 will die Vostok-Ugol Management Company hier bis zu 30 Millionen Tonnen pro Jahr produzieren und Anthrazit in europäische Länder entlang der Nordseeroute verschicken.

Aber die Pariser Abkommen werden höchstwahrscheinlich keine direkten Auswirkungen auf den Ölsektor haben, sagt Igor Lobovskiy, Präsident der Gesellschaft zur Entwicklung internationaler Forschung und Projekte im Energiebereich "Global Energy".

Bedeutende Veränderungen werden mit dem Beginn der Ära der weit verbreiteten Entwicklung von Fahrzeugen auf Strom und anderen Energiequellen folgen, die nicht mit Kohlenwasserstoffen in Verbindung stehen. Experten sagen solche Prozesse frühestens 2030 voraus, daher wird der maximale Rückgang des Anteils von Kohlenwasserstoffen vorhergesagt nur bis 2070, argumentiert er. - Ein solches Szenario ist wirtschaftlich gerechtfertigt, wenn die Kosten der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen sinken - und dies sollte wirklich in den nächsten Jahrzehnten geschehen. Der Weltenergiepreisträger 2017, Michael Gretzel, ist beispielsweise der Erfinder der sogenannten „Grätzel-Zellen“, einer neuen Generation von Solarzellen, die in der Herstellung um ein Vielfaches günstiger sind als Siliziumzellen. Solche Erfindungen werden es ermöglichen, erneuerbare Energien überall zu entwickeln und dadurch ihre Kosten erheblich zu senken.

Das überarbeitete Szenario für die Entwicklung der Kohlenwasserstoffindustrie ist daher wie folgt zu lesen: Der Anteil der Kohlenwasserstoffe im Energiesektor wird sinken, der Verbrauch jedoch steigen.

Wir vergessen, dass Öl heute zunehmend in der Petrochemie, bei der Herstellung von Konsumgütern, verwendet wird, - sagt der russische Energieminister Alexander Novak, - 9 von 10 Gütern in unserem Land enthalten heute raffinierte Produkte. Und wenn heute insgesamt 11 Millionen Barrel in die Petrochemie fließen, dann werden nach den konservativsten Prognosen in fünfzehn Jahren 17 Millionen Barrel in die Petrochemie fließen, und vielleicht sogar noch mehr in einem beschleunigten Modus.

Denken Sie an Luftfahrt, Schifffahrt, Petrochemie, wiederholt Ben van Beurden, CEO von Royal Dutch Shell Plc. - Viele Prozesse erfordern hohe Temperaturen und extrem hohe Temperaturen zum Heizen. Und natürlich werden Kohlenwasserstoffe an ihre Stelle treten.

Wann weht der Wind?

Der Verbraucher braucht billige Energie – das ist der Hauptfaktor, der die Entwicklung alternativer Energien bremst. Um erneuerbare Energiequellen (RES) attraktiv zu machen, bedarf es entweder eines hohen Ölpreises oder finanzieller Unterstützung durch den Staat oder Entwicklungsinstitutionen.

Wenn der Ölpreis 100 US-Dollar pro Barrel erreicht, schafft dies die Voraussetzungen für die Entwicklung neuer Technologien, einschließlich erneuerbarer Energiequellen, sagt Patrick Pouyanne, Präsident von Total.

Bisher sind die Baukosten für erneuerbare Energien in Russland recht hoch und die Auslastung der installierten Leistung nicht so hoch, wie wir es gerne hätten (und nicht nur in Russland: Laut US-Energiebehörde beträgt die durchschnittliche Kapazität von Solarkraftwerke beträgt etwa 26%). Damit sind auch die Kosten einer Kilowattstunde für den Verbraucher hoch. Auch hier ist der Bau der letzte Schritt, es ist notwendig, unsere eigene Produktion von Sonnenkollektoren und anderen Elementen zu entwickeln. Aber man muss zugeben, dass Solarenergie in Russland kein Startup mehr ist, sondern eine etablierte Branche. Und seine Entwicklung hängt von den Prioritäten des Staates ab.

Es gibt ein Phänomen, die Netzparität - der Punkt, an dem die Kosten für kW / Stunde Strom aus alternativer Energie den Kosten für kW / Stunde Strom aus herkömmlicher Energie entsprechen. Die Debatte ist: Wann wird das passieren? - sagt Anatoly Chubais, Vorstandsvorsitzender der RUSNANO Management Company LLC. - In einer Reihe von Ländern ist es bereits passiert, in Russland wird es etwas später passieren, aber es ist unvermeidlich, schon weil das Upgradepotenzial von Wind und Sonne deutlich größer ist als das Upgradepotenzial selbst bei GuD-Technologien in der thermischen Erzeugung oder Wasserkraft erzeugen. Wir werden definitiv an einen Punkt kommen, an dem alternative Energien billiger werden.

Experten gehen davon aus, dass dies bis 2050 der Fall sein wird. Laut Chubais sei in Russland inzwischen ein absolut praktikables System zur Förderung alternativer Energien geschaffen worden, dem nichts im Wege stehe. Die nächste zu lösende Aufgabe besteht darin, Wege zur industriellen Speicherung von Strom zu finden. Und das ist keine langfristige Aufgabe, sondern für die nächsten zehn Jahre.

Allerdings sind nicht alle Experten optimistisch hinsichtlich der Perspektiven der erneuerbaren Energien – zumindest sind sie bei der Einschätzung des Bedarfs an erneuerbaren Technologien im weltweiten Energiesektor eher zurückhaltend.

Ich denke, dass die Menschheit die Nutzung erneuerbarer Energiequellen in irgendeiner Form durch staatliche Subventionen fördern wird. In letzter Zeit hat dieses Segment eine deutliche Kostensenkung und die Möglichkeit einer schnelleren Umsetzung gezeigt, - sagte der Vorsitzende des Ausschusses für die Vergabe des Globalen Energiepreises, Nobelpreisträger Rodney Allam. - Erneuerbare Energiequellen werden durch Systeme mit geringer Intensität repräsentiert, die riesige Flächen erfordern; für sie werden "Solarparks" in den Wüsten und Offshore-Windparks gebaut. Dieses Segment des Energiesektors sollte einen gewissen Anteil am Gesamtmarktvolumen ausmachen. Ich denke, 20 Prozent sind eine vernünftige Grenze.

Die Zukunft gehört der Kernenergie

Ein Rückgang des Anteils von Kohlenwasserstoffen ist nach Ansicht der Autoren des Berichts das einzig mögliche Szenario für eine erfolgreiche Entwicklung der Zivilisation, die Frage ist nur, wann dieser Wendepunkt kommt. Experten von Global Energy gehen davon aus, dass dies nach 2050 der Fall sein könnte. Jetzt beträgt der Anteil der „grünen“ Energie an der Welt nicht mehr als 30%. Zugleich bezeichnen Experten Kernkraftwerke als „grüne“ Energie, die rund 11 % des weltweiten Stroms erzeugen. Schließlich zeichnen sich Kernkraftwerke durch geringe CO2-Emissionen aus.

Wir stehen an der Schwelle zur vierten industriellen Ordnung, an der Schwelle zu einer weiteren Revolution. Dies ist die Zeit der horizontalen Verbindungen, der digitalen Informatik, der künstlichen Intelligenz, die Zeit des Verkaufs und Kaufs von Lebenszyklen und nicht eines bestimmten Objekts. Die Kernenergie entspricht wie kein anderer der Rolle des Moderators dieses Prozesses, - sagt der Generaldirektor von Rosatom Alexey Likhachev.

Eines der Hauptprobleme der Kernenergie ist nicht technologisch, sondern psychologisch: Tschernobyl, Fukushima, Atomwaffentests - generell gibt es Anlass zur Sorge und Misstrauen.

Eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung der Kernenergie ist die gesellschaftliche Akzeptanz. Damit in einem Land Atomkraft entstehen kann, muss die Gesellschaft sie akzeptieren“, sagt Yukiya Amano, Generaldirektorin der Internationalen Atomenergiebehörde (IAEA).

Welche Szenarien auch immer für die Entwicklung des Energiesektors gebaut werden, eines ist dabei unveränderlich: Der Stromverbrauch der Welt wird steigen. Die Bevölkerung der Erde nimmt zu, die Ansprüche der Menschheit wachsen: In den letzten hundert Jahren haben wir mehr Energie verbraucht als in der gesamten Vorgeschichte seit der Erschaffung der Welt. Darüber hinaus haben noch immer mehr als eine Milliarde Menschen auf der Erde keinen Zugang zu Elektrizität!

Wissenschaftler prognostizieren, dass bis 2050 weitere 2,5 Milliarden Menschen auf der Erde leben werden, die Dezentralisierung von Energie und der Bau kleiner Kapazitäten werden einer viel größeren Zahl von Menschen den Zugang zu dieser Ressource ermöglichen und ihre Lebensqualität verbessern. Das bedeutet, dass der Strombedarf wieder wachsen wird. Und hier hilft die Kernkraft: hochproduktiv, mit geringen Schadstoffemissionen und unbegrenzten Brennstoffreserven. Die Rede ist in diesem Fall nicht nur von fossilem Uran, sondern auch von abgebrannten Kernbrennstoffen in der Lagerung: Brennelemente haben ihre Ressource um nicht mehr als vier Prozent erschöpft, und dies ist eine riesige Ressource für die Sekundärnutzung. Ganz zu schweigen von der Tatsache, dass die Wiederaufarbeitung von Brennelementen aus abgebranntem Kernbrennstoff es uns ermöglicht, das Problem der irreversiblen Entsorgung von waffenfähigem Plutonium zu lösen und den Produktionszyklus zu schließen, wodurch die gesamten Ressourcen an Kernbrennstoff erschöpft werden.

Der besondere Weg Sibiriens

Laut einer Vereinbarung zwischen den USA und Russland muss jedes der Länder 34 Tonnen waffenfähiges Plutonium entsorgen, der Beginn dieser Arbeiten war für 2018 geplant. Doch bislang verfügt nur Russland über die Technologie zur Herstellung des sogenannten MOX-Brennstoffs: Die weltweit erste Anlage zu deren Herstellung befindet sich in Zheleznogorsk (ehemals Krasnojarsk-26), bei den Anlagen des Bergbau- und Chemiekombinats, das zum Rosatom . gehört Struktur.

Es ist wichtig, die Anforderungen an die Arbeitssicherheit in verschiedenen Rechtsordnungen und Ländern zu standardisieren, um eine sichere Kernenergie zu schaffen, - sagt Pekka Lundmark, Präsident der Fortum Corporation. - Ich glaube, dass die Kernenergie eine Schlüsselrolle spielen wird, nicht als Einzeltechnologie, sondern in Kombination mit Solarenergie, Wasserkraft und umweltfreundlichen Biokraftstoffen. Damit die Kernenergie jedoch wettbewerbsfähig bleibt und auch in Zukunft eine wichtige Rolle spielt, muss sie auch modernisiert werden.

Gleichzeitig könnte Sibirien zum "Trendsetter" in der Atomindustrie werden. Experten neigen zu der Annahme, dass gerade dieser Energiesektor der führende in der Region sein wird.

Die sibirische Region hat alle Möglichkeiten für die Entwicklung der Kernkraft, indem sie den vollständigen nuklearen Kreislauf von der Gewinnung und Verarbeitung von Uranrohstoffen und der Herstellung von Brennelementen bis zur Entsorgung von bestrahltem Kernbrennstoff sicherstellt, wodurch das Funktionieren von moderne Atomkraftwerke, sagt Igor Lobovsky. - Langfristig können die Energieprobleme der sibirischen Region insbesondere durch den Bau moderner Kernkraftwerke mit WWER-1300-Reaktoren zu Lasten der Kernenergiequellen gelöst werden. Ja, in Übereinstimmung mit der Vereinbarung zwischen Russland und den Vereinigten Staaten über die Einstellung der Produktion von waffenfähigem Plutonium wurden 2008 alle Kernreaktoren des sibirischen Kernkraftwerks abgeschaltet, aber Seversk behielt eine entwickelte Infrastruktur und Humanressourcen, und dies wird den Bau eines neuen Kernkraftwerks, der derzeit auf 2020 verschoben wird, erheblich beschleunigen und reduzieren.

Effizienz, CIUM, Gestehungskosten, Verfügbarkeit, Herstellbarkeit sind jedoch längst nicht alle Anforderungen, die an die Energiebranche der Zukunft gestellt werden. Und das ist auch eine Herausforderung.

Wir möchten, dass die Energie der Zukunft nicht wahrnehmbar ist – in dem Sinne, dass wir ihre negativen Folgen nicht sehen, sie sollte sicher sein “, sagt Alexander Shokhin, Präsident der Russischen Union der Industriellen und Unternehmer, Vorsitzender des Aufsichtsrats der der Global Energy Association. - Die negativen Umweltauswirkungen, einschließlich der Kernkraft und sogar der Wasserkraft und der Wärmeenergie, sollten minimal und die Sicherheit maximal sein. Ich glaube, das Hauptkriterium ist nicht beispielsweise der Anteil erneuerbarer Energien, sondern dass alle Energiearten sicher und effizient sein müssen.

Es ist schwer zu argumentieren.

Der Annual World Energy Outlook bietet eine aktualisierte Analyse, die zeigt, welche Daten, Technologietrends und politischen Bemühungen sich bis 2040 auf den Energiesektor auswirken werden.

Die Internationale Energieagentur hat ihren jährlichen World Energy Outlook (WEO-2018) veröffentlicht. Besondere Aufmerksamkeit gilt in diesem Jahr der Entwicklung der Elektrizitätswirtschaft.

Weltenergieausblick

  • Neue Politikszenarien

Laut IEA-Analysten sind die Hauptziele der Menschheit eine konsequente Arbeit zur Korrektur der nicht nachhaltigen Umweltsituation auf dem Planeten: die Vermeidung der Folgen des Klimawandels und die Verbesserung der Luftqualität. Die neue Umfrage unterstreicht die Rolle geopolitischer Faktoren, die einen komplexen Einfluss auf die Energiemärkte und die Versorgungssicherheit haben. Die Agentur weist auch auf die Notwendigkeit hin, Investitionen in die Entwicklung neuer Energietechnologien anzuziehen.

„Die Welt baut nach und nach ein anderes Energiesystem, aber in den tragenden Säulen sind Risse aufgetreten“, heißt es in einer neuen Umfrage der IEA. Die Produktionskosten für Solar- und Windenergie sinken weiter, während die Ölpreise in diesem Jahr auf über 80 US-Dollar pro Barrel gestiegen sind und eine Reihe von Ländern vor schwierigen Entscheidungen zur Reform ihrer Öl- und Gassubventionen stehen.

Da die Wirtschaft Venezuelas in eine fatale Talfahrt geraten ist, sind die Produktion und die zuverlässige Versorgung mit Kohlenwasserstoffen stark gefährdet. Der Trend zur Entstehung eines vernetzten globalen Gasmarktes als Folge des wachsenden Handels mit Flüssigerdgas (LNG) verschärft den Wettbewerb zwischen den Anbietern und verändert die Vorstellung, wie mit möglichen Versorgungsengpässen in Verbraucherländern umgegangen werden kann.

In einer Welt, in der jeder achte Mensch keinen Zugang zu Elektrizität hat, sind neue Bedrohungen für bestehende Energiesysteme aufgetaucht: Generatoren müssen flexibel sein, sich an Verbrauchsspitzen anpassen und vor Cyber-Bedrohungen schützen. Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Stabilität von Energiesystemen hängen eng zusammen und erfordern einen integrierten energiepolitischen Ansatz.

Wind- und Solarenergie sind die Hauptquelle für erschwinglichen Strom mit geringen Emissionen, aber der Ausbau erneuerbarer Energiequellen stellt zusätzliche Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Energiesysteme. Die energiebedingten Kohlendioxidemissionen (CO2) stiegen laut der Agentur im Jahr 2017 um 1,6 %. Dieser Trend setzt sich bis 2018 fort. Die energiebedingte Luftverschmutzung führt weiterhin jedes Jahr zu Millionen vorzeitiger Todesfälle.

Neue Politikszenarien

Bei der neuen Erhebung der Weltenergie will die IEA keine Zukunftsprognosen setzen, sondern versucht, die möglichen Entwicklungswege der Situation zu verstehen und Zusammenhänge in komplexen Energiesystemen aufzuzeigen. Das Current Policies Scenario geht davon aus, dass sich die Dinge wie bisher entwickeln werden und kommt zu dem Schluss, dass die Spannungen in allen Aspekten der Energiesicherheit zunehmen werden. Das New Policies Scenario verdeutlicht die Kluft zwischen den aktuellen Politiken und dem Erreichen des Sustainable Development Scenarios sowie die Notwendigkeit einer sauberen Energiewende.

Nach den Schlussfolgerungen der Agentur werden die Maßnahmen der Regierungen der Länder - der größten Verbraucher von Energieressourcen - der bestimmende Faktor bei der Entwicklung der Weltenergie sein. Die Entscheidungen der Staaten werden die Entwicklung des Energiesystems der Zukunft bestimmen. „Unsere Analyse zeigt, dass über 70 % der weltweiten Energieinvestitionen in den Händen des Staates liegen. Regierungsentscheidungen bestimmen das Schicksal des globalen Energiesektors.


Die Entwicklung der richtigen Politik und der richtigen Anreize wird entscheidend sein, um unsere gemeinsamen Ziele der Sicherung der Energieversorgung, der Reduzierung der CO2-Emissionen, der Verbesserung der Luftqualität in städtischen Zentren und der Öffnung des Zugangs zu Energie in Afrika und anderen Krisenregionen zu erreichen “, sagte der Leiter von die internationale Agentur Fatih Birol, die eine Umfrage vorstellt.

So geht das Szenario der neuen Politik von einer Einkommenssteigerung bis 2040 von rund 1,7 Milliarden Menschen aus, von denen die meisten die städtische Bevölkerung der Entwicklungsländer auffüllen werden, was zu einem Anstieg des Energieverbrauchs um mehr als ein Viertel des heutigen führen wird Niveau. Wenn in den 2000er Jahren Europa und Nordamerika mehr als 40% des weltweiten Bedarfs an Energieressourcen ausmachten, während die Entwicklungsländer Asiens etwa 20% waren, wird sich diese Situation bis 2040 vollständig ändern.

Das Wachstum des Energieverbrauchs wird von Ländern mit Entwicklungsländern getragen, allen voran Indien. Die Entwicklung der Energiesysteme in den asiatischen Ländern wird von der Versorgung mit allen existierenden Arten von Energieressourcen sowie von Technologien abhängen. Auf Asien wird mehr als die Hälfte des Anstiegs der Nachfrage nach Erdgas entfallen, mehr als 80 % auf Öl, 100 % auf Kohle und Kernenergie und 60 % auf den Anstieg bei Wind- und Sonnenenergie.

Die Schieferrevolution wird die bereits bestehende Situation bei der Versorgung mit Öl und Gas weiter unter Druck setzen. Die Vereinigten Staaten als weltgrößter Produzent werden traditionelle Kohlenwasserstoffexporteure aus den Märkten verdrängen, die immer noch stark auf ausländische Öl- und Gaseinnahmen angewiesen sind, um die Entwicklung der nationalen Wirtschaft zu unterstützen. Nach dem neuen Politikszenario der IEA werden die Vereinigten Staaten bis 2025 mehr als die Hälfte des weltweiten Anstiegs der Öl- und Gasproduktion ausmachen (rund 75 % bei Öl und 40 % bei Gas).

Bis Mitte der 2020er Jahre wird in den USA etwa jedes fünfte Barrel Öl und jeder vierte Kubikmeter Gas weltweit gefördert. Laut Prognose der Agentur wird die Ölförderung in den USA von Ende 2018 bis 2025 um weitere 10 Millionen Barrel Öläquivalent wachsen. NS. pro Tag und überschreitet die Grenze von 20.000 Barrel Öläquivalent. NS. pro Tag.

Der Gesamtanteil der Kohlenwasserstoffe am Primärenergieverbrauch ist in den letzten 25 Jahren unverändert geblieben. Bis 2040 wird er jedoch schrittweise abnehmen, behält aber in diesem Zeitraum seine dominierende Stellung in der Brennstoff- und Energiebilanz. Der Ölverbrauch im Straßenverkehr wird laut Prognose der Agentur Mitte der 2020er Jahre seinen Höhepunkt erreichen. Unter den von der IEA hervorgehobenen Trends ist eine Effizienzsteigerung bei der Verwendung von Kraftstoff in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor zu verzeichnen, die dazu beitragen wird, etwa 9 Millionen Barrel Öläquivalent einzusparen. NS. pro Tag für die nächsten 22 Jahre.

Zudem werden bis 2040 300 Millionen Elektrofahrzeuge unterwegs sein, was den Verbrauch des „schwarzen Goldes“ um weitere 3 Millionen Barrel Öläquivalent reduzieren wird. NS. pro Tag. Die Nachfrage nach Öl aus der Petrochemie sowie dem Fracht-, See- und Luftverkehr wird jedoch das Wachstum des Ölverbrauchs weiter ankurbeln. Der Effekt des Kunststoffrecyclings wird sich verdoppeln, aber dies wird dazu beitragen, die weltweite Ölnachfrage um nur 1,5 Millionen Barrel Öläquivalent zu reduzieren. NS. pro Tag. Infolgedessen prognostiziert die IEA ein weiteres Wachstum der Ölnachfrage um mehr als 5 Millionen Barrel Öläquivalent. NS. pro Tag bis zu 106 Millionen Barrel Öläquivalent NS. pro Tag bis 2040

Bis 2030 wird der Erdgasverbrauch Kohle mengenmäßig überholen, wodurch Gas in der globalen Brennstoff- und Energiebilanz nach Öl auf den zweiten Platz rücken wird. Russland wird der weltweit größte Gasexporteur bleiben und neue Wege für russische Gaslieferungen in die asiatischen Märkte eröffnen. Während Europa seine Position als größter Importeur von Erdgas behalten wird.

Nach Angaben der Internationalen Energieagentur hat der Gasbedarf in den europäischen Ländern im Jahr 2010 mit 545 Milliarden Kubikmetern seinen Höhepunkt erreicht. m ist bereits eine vierjährige Periode des Konsumrückgangs vergangen. Seit 2014 haben jedoch niedrige Gaspreise und eine steigende Nachfrage aus der Elektrizitätswirtschaft einen Anstieg des Gasverbrauchs in Europa um 4-7 % pro Jahr bewirkt.

Langfristig kann die Priorität, die in der EU dem Ausbau erneuerbarer Energiequellen eingeräumt wird, zu einer Verlangsamung dieses Wachstums und einem allmählichen Rückgang der Gasnachfrage bis 2040 führen. Aufgrund der rückläufigen Erdgasförderung in Europa ist jedoch die Abhängigkeit von Gasimporte werden in naher Zukunft zunehmen. Nach den Erkenntnissen der IEA wird Russland selbst bei einer spürbaren Reduzierung des Gasverbrauchs in der EU bis zum Ende des Prognosezeitraums rund 37 % des importierten Gases in die EU oder 140 Milliarden Kubikmeter liefern. m von 385 Milliarden Kubikmetern. m im Jahr 2040

So könnte die Russische Föderation in den nächsten 22 Jahren, nachdem sie eine Periode des Rekordwachstums bei den Lieferungen in die europäische Richtung hinter sich hatte, mit einem Einbruch der Gasexporte nach Europa um etwa 60 Milliarden Kubikmeter konfrontiert sein. m im Vergleich zum aktuellen Niveau. Der wachsende Anteil von Wind- und Solarenergie an den Energiesystemen der europäischen Länder wird den Gasbedarf reduzieren, und die Modernisierung bestehender Gebäude wird dazu beitragen, den Verbrauch an Heizsystemen zu reduzieren.

Strom als Star der modernen Energieschau

Strom aus erneuerbaren Energiequellen deckt laut IEA ein Viertel des Bedarfs der Menschheit. Die Preise für Solarmodule sind so stark gefallen, dass die Agentur eine mögliche Verlangsamung der Entwicklung dieses Segments aufgrund geringerer Investitionen prognostiziert. Ein Jahrhundert nach ihrer Gründung befindet sich die Elektrizitätswirtschaft in einer Phase erheblicher Veränderungen. Der Anteil des Stroms am Endverbrauch der Energieressourcen hat sich mittlerweile 20 % angenähert und wird nach den Prognosen der Agentur bis 2040 weiter auf 40 % steigen. Die Stromnachfrage wird im Prognosezeitraum um 60 % steigen, Entwicklungsländer werden 90 % dieses Anstiegs ausmachen.

Auf der WEO-2018 präsentierte die Agentur eine neue Methodik zur Bewertung der Wettbewerbsfähigkeit verschiedener Erzeugungsoptionen auf der Grundlage der sich entwickelnden technologischen Kosten sowie der Rückkehr von Stromsystemen zu verschiedenen Zeiten. Die großflächige Elektrifizierung wird zur Wahl der Länder mit Fokus auf Leichtindustrie, digitale Technologien und die Entwicklung des Dienstleistungssegments. „In Ländern mit entwickelten Volkswirtschaften weist der Anstieg der Stromnachfrage niedrige Raten auf.

Die Investitionen in den Stromsektor bleiben jedoch angesichts der Infrastrukturaufrüstungen und Veränderungen innerhalb der Kraftwerkskomplexe enorm. Strom ist der Star der Show, aber wie hell wird er in Zukunft leuchten? In Entwicklungsländern, in denen die IEA eine Verdoppelung des Strombedarfs prognostiziert, liegen die größten Herausforderungen in der Verfügbarkeit von Strom sowie in der Reduzierung schädlicher Emissionen aus seiner Produktion.

Wenn der Staat Trends in der Entwicklung der Elektrizitätswirtschaft bestimmt, sind Verzerrungen möglich, die in Zukunft mit einer unerträglichen Belastung auf die Schultern der Verbraucher fallen. Die Internationale Energieagentur schätzt, dass in den stark regulierten Regionen China, Indien, Südostasien und dem Nahen Osten bereits rund 350 GW Überkapazitäten geschaffen wurden, die zusätzliche Kosten für die Verbraucher verursachen. Die Agentur weist in ihrer neuen Studie über die Weltenergie auf die Schlüsselrolle des Staates bei der Umgestaltung des Energiesystems hin, aber die Kosten für Fehler, die die Regierungen auf diesem Weg machen, könnten für die Bürger dieser Länder zu hoch sein. veröffentlicht von

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Heute wird die ganze Welt durch die Verbrennung von Kohle und Gas (fossile Brennstoffe), die Nutzung von Wasserströmen und die Steuerung nuklearer Reaktionen mit Strom versorgt. Diese Ansätze sind sehr effektiv, aber in Zukunft müssen wir sie aufgeben und uns in eine Richtung wie alternative Energien wenden.

Ein Großteil dieses Bedarfs ist darauf zurückzuführen, dass fossile Brennstoffe begrenzt sind. Darüber hinaus sind traditionelle Methoden der Stromerzeugung einer der Faktoren der Umweltverschmutzung. Deshalb die Welt braucht eine "gesunde" Alternative.

Wir bieten unsere Variante TOP der unkonventionellen Energieerzeugung an, die in Zukunft die üblichen Kraftwerke ersetzen kann.

7. Platz. Verteilte Energie

Bevor wir alternative Energiequellen in Betracht ziehen, wollen wir uns ein interessantes Konzept ansehen, das in Zukunft die Struktur des Energiesystems verändern kann.

Heute wird Strom in großen Stationen erzeugt, in Verteilnetze übertragen und zu uns nach Hause geliefert. Der verteilte Ansatz impliziert einen schrittweisen Aufgabe der zentralisierten Stromerzeugung... Dies kann durch den Bau kleiner Energiequellen in unmittelbarer Nähe eines Verbrauchers oder einer Verbrauchergruppe erreicht werden.

Als Energieträger können verwendet werden:

  • Mikroturbinenkraftwerke;
  • Gasturbinenkraftwerke;
  • Dampfkocher;
  • Sonnenkollektoren;
  • Windräder;
  • Wärmepumpen usw.

Solche Mini-Kraftwerke für den Haushalt werden an das allgemeine Netz angeschlossen. Dort fließt überschüssige Energie und bei Bedarf kann das Stromnetz den Stromausfall kompensieren, zum Beispiel wenn Sonnenkollektoren aufgrund von Bewölkung schlechter abschneiden.

Die Umsetzung dieses Konzepts heute und in naher Zukunft ist jedoch unwahrscheinlich, wenn wir von globalem Maßstab sprechen. Dies ist in erster Linie auf die hohen Kosten des Übergangs von zentraler zu dezentraler Energie zurückzuführen.

6. Platz. Gewitterenergie

Warum Strom erzeugen, wenn man ihn einfach aus dem Nichts "fangen" kann? Im Durchschnitt ist ein Blitzeinschlag 5 Milliarden Joule Energie, was der Verbrennung von 145 Litern Benzin entspricht. Theoretisch werden Gewitterkraftwerke die Stromkosten deutlich senken.

Alles wird so aussehen: Stationen befinden sich in Regionen mit erhöhter Gewitteraktivität, „sammeln“ Abflüsse und speichern Energie. Danach wird die Energie ins Netz eingespeist. Es ist möglich, Blitze mit Hilfe riesiger Blitzableiter einzufangen, aber das Hauptproblem bleibt - in Sekundenbruchteilen so viel Blitzenergie wie möglich zu sammeln. Auf Superkondensatoren und Spannungswandler kann derzeit nicht verzichtet werden, aber in Zukunft könnte ein heiklerer Ansatz erscheinen.

Wenn wir von Elektrizität „aus dem Nichts“ sprechen, kann man sich nicht einmal an die Anhänger der Bildung freier Energie erinnern. Zum Beispiel einmal Nikola Tesla angeblich demonstrierte ein Gerät zur Erzeugung von elektrischem Strom aus dem Äther, um ein Auto zu betreiben.

5. Platz. Verbrennung erneuerbarer Brennstoffe

Anstelle von Kohle können Kraftwerke die sogenannte „ Biotreibstoff ". Dabei handelt es sich um verarbeitete pflanzliche und tierische Rohstoffe, Abfallprodukte von Organismen und einige Industrieabfälle organischen Ursprungs. Beispiele sind gewöhnliches Brennholz, Hackschnitzel und Biodiesel, der an Tankstellen zu finden ist.

Im Energiesektor werden am häufigsten Hackschnitzel verwendet. Es wird in der Holz- oder Holzverarbeitungsindustrie gewonnen. Nach der Zerkleinerung wird es zu Brennstoffgranulat gepresst und in dieser Form dem TPP zugeführt.

Bis 2019 soll Belgien den Bau des größten Kraftwerks abgeschlossen haben, das mit Biokraftstoffen betrieben wird. Laut Prognosen muss es 215 MW Strom produzieren. Das reicht für 450.000 Haushalte.

Interessante Tatsache! Viele Länder praktizieren die Bewirtschaftung des sogenannten „Energiewaldes“ – Bäume und Sträucher, die sich am besten für den Energiebedarf eignen.

Eine Entwicklung alternativer Energien in Richtung Biokraftstoffe ist nach wie vor unwahrscheinlich, da es vielversprechendere Lösungen gibt.

4. Platz. Gezeiten- und Wellenkraftwerke

Traditionelle Wasserkraftwerke arbeiten nach folgendem Prinzip:

  1. Der Wasserdruck wird den Turbinen zugeführt.
  2. Die Turbinen beginnen sich zu drehen.
  3. Die Rotation wird auf Generatoren übertragen, die Strom erzeugen.

Der Bau eines Wasserkraftwerks ist teurer als ein Wärmekraftwerk und nur an Orten mit großen Wasserenergiereserven möglich. Das größte Problem sind jedoch die Schäden an Ökosystemen durch den Bau von Dämmen.

Gezeitenkraftwerke funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip, aber Nutze die Kraft von Ebbe und Flut, um Energie zu erzeugen.

"Wasser"-Typen der alternativen Energie umfassen einen so interessanten Bereich wie die Wellenenergie. Seine Essenz läuft auf die Erzeugung von Elektrizität hinaus, indem die Energie der Meereswellen genutzt wird, die viel höher ist als die der Flutwelle. Das leistungsstärkste Wellenkraftwerk ist heute Pelamis P-750 , die 2,25 MW Strom erzeugt.

Auf den Wellen schwingend biegen sich diese riesigen Konvektoren ("Schlangen"), wodurch sich hydraulische Kolben im Inneren bewegen. Sie pumpen Öl durch Hydraulikmotoren, die wiederum elektrische Generatoren sind. Der dabei entstehende Strom wird über ein Kabel, das am Boden entlang verläuft, ans Ufer geliefert. Künftig wird die Zahl der Konvektoren vervielfacht und die Station kann bis zu 21 MW erzeugen.

3. Platz. Geothermie-Stationen

Alternative Energie ist in geothermischer Richtung gut entwickelt. Geothermie-Anlagen erzeugen Strom, indem sie die Energie der Erde bzw. die thermische Energie unterirdischer Quellen tatsächlich umwandeln.

Es gibt mehrere Typen solcher Kraftwerke, aber in allen Fällen basieren sie auf demselben Arbeitsprinzip: Dampf aus einer unterirdischen Quelle steigt den Brunnen hinauf und dreht eine Turbine, die mit einem elektrischen Generator verbunden ist. Heute ist die Praxis weit verbreitet, wenn Wasser in eine große Tiefe in ein unterirdisches Reservoir gepumpt wird, wo es unter dem Einfluss hoher Temperaturen verdampft und in Form von Dampf unter Druck in die Turbinen gelangt.

Für die Geothermie eignen sich am besten Gebiete mit vielen Geysiren und offenen Thermalquellen, die durch vulkanische Aktivität erwärmt werden.

In Kalifornien gibt es also einen ganzen geothermischen Komplex namens " Geysire ". Es vereint 22 Stationen mit einer Leistung von 955 MW. Energiequelle ist in diesem Fall eine Magmakammer mit 13 km Durchmesser in 6,4 km Tiefe.

2. Platz. Windkraftanlagen

Windenergie ist eine der beliebtesten und vielversprechendsten Quellen zur Stromerzeugung.

Das Funktionsprinzip einer Windkraftanlage ist einfach:

  • unter dem Einfluss der Windstärke drehen sich die Blätter;
  • Rotation wird auf den Generator übertragen;
  • der Generator erzeugt Wechselstrom;
  • die dabei entstehende Energie wird meist in Batterien gespeichert.

Die Leistung eines Windgenerators hängt von der Spannweite der Rotorblätter und ihrer Höhe ab. Daher werden sie in offenen Gebieten, Feldern, Hügeln und in der Küstenzone installiert. Am effizientesten arbeiten Anlagen mit 3 Flügeln und vertikaler Drehachse.

Interessante Tatsache! Tatsächlich ist Windkraft eine Form der Sonnenenergie. Dies erklärt sich dadurch, dass Winde durch die ungleichmäßige Erwärmung der Erdatmosphäre und -oberfläche durch die Sonnenstrahlen entstehen.

Um eine Windkraftanlage zu bauen, sind keine tiefgreifenden technischen Kenntnisse erforderlich. So konnten sich viele Handwerker leisten, sich vom allgemeinen Stromnetz zu trennen und auf alternative Energie umzusteigen.


Vestas V-164 ist die bisher leistungsstärkste Windkraftanlage. Es erzeugt 8 MW.

Zur Stromerzeugung im industriellen Maßstab werden Windparks genutzt, die aus vielen Windkraftanlagen bestehen. Das größte ist das Kraftwerk " Viola "In Kalifornien ansässig. Seine Kapazität beträgt 1550 MW.

Platz 1. Solarkraftwerke (SES)

Solarenergie hat die größten Perspektiven. Die Technologie zur Umwandlung von Sonnenstrahlung mit Hilfe von Solarzellen entwickelt sich von Jahr zu Jahr weiter und wird immer effizienter.

Dass die heute von der Menschheit genutzten Ressourcen endlich sind, ist für niemanden ein Geheimnis, zudem kann ihre weitere Gewinnung und Nutzung nicht nur zu einer Energie-, sondern auch zu einer Umweltkatastrophe führen. Die traditionell von der Menschheit genutzten Ressourcen - Kohle, Gas und Öl - werden nach mehreren Jahrzehnten zur Neige gehen und Maßnahmen müssen jetzt, in unserer Zeit, ergriffen werden. Natürlich kann man hoffen, dass wir wieder einige reiche Lagerstätten finden, so wie es in der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts war, aber Wissenschaftler sind sich sicher, dass es so große Lagerstätten nicht mehr gibt. Aber auf jeden Fall wird auch die Entdeckung neuer Vorkommen das Unvermeidliche nur verschieben, es ist notwendig, Wege zur Erzeugung alternativer Energie zu finden und auf erneuerbare Ressourcen wie Wind, Sonne, Geothermie, Energie von Wasserströmen und andere umzusteigen, und daneben gilt es, energiesparende Technologien weiterzuentwickeln.

In diesem Artikel betrachten wir einige der nach Meinung moderner Wissenschaftler vielversprechendsten Ideen, auf denen die Energie der Zukunft aufbaut.

Solarstationen

Die Leute haben sich lange gefragt, ob es möglich ist, Wasser unter den Sonnenstrahlen zu erhitzen, Kleidung und Töpferwaren zu trocknen, bevor sie in den Ofen geschickt werden, aber diese Methoden können nicht als effektiv bezeichnet werden. Die ersten technischen Mittel zur Umwandlung von Sonnenenergie tauchten im 18. Jahrhundert auf. Der französische Wissenschaftler J. Buffon zeigte ein Experiment, bei dem er mit Hilfe eines großen Hohlspiegels bei klarem Wetter einen trockenen Baum aus einer Entfernung von etwa 70 Metern entzünden konnte. Sein Landsmann, der berühmte Wissenschaftler A. Lavoisier, verwendete Linsen, um die Sonnenenergie zu bündeln, und in England schufen sie bikonvexes Glas, das durch Bündelung der Sonnenstrahlen in wenigen Minuten Gusseisen schmolz.

Naturforscher haben viele Experimente durchgeführt, die bewiesen, dass Sonnen auf der Erde möglich sind. Eine Solarbatterie, die Sonnenenergie in mechanische Energie umwandeln würde, erschien jedoch erst vor relativ kurzer Zeit, im Jahr 1953. Es wurde von Wissenschaftlern der US-amerikanischen National Aerospace Agency entwickelt. Bereits 1959 wurde erstmals eine Solarbatterie zur Ausrüstung eines Weltraumsatelliten verwendet.

Vielleicht kamen Wissenschaftler schon damals auf die Idee, Weltraum-Solarstationen zu bauen, als sie erkannten, dass solche Batterien im Weltraum viel effizienter sind, denn in einer Stunde erzeugt die Sonne so viel Energie, wie die gesamte Menschheit in einem Jahr nicht verbraucht warum nicht verwenden? Wie sieht die Solarbranche der Zukunft aus?

Einerseits scheint die Nutzung der Sonnenenergie ideal zu sein. Die Kosten für eine riesige Weltraumsolarstation sind jedoch sehr hoch und außerdem wird der Betrieb teuer. Im Laufe der Zeit, wenn neue Technologien für die Beförderung von Gütern in den Weltraum sowie neue Materialien eingeführt werden, wird die Umsetzung eines solchen Projekts möglich sein, aber derzeit können wir nur relativ kleine Batterien auf der Erdoberfläche verwenden. Viele werden sagen, dass dies auch nicht schlecht ist. Ja, in einem Privathaus ist das möglich, aber um große Städte mit Strom zu versorgen, braucht man entweder viele Solarmodule oder eine Technologie, die sie effizienter macht.

Auch die wirtschaftliche Seite des Themas ist hier präsent: Jedes Budget wird stark leiden, wenn es mit der Aufgabe betraut wird, eine ganze Stadt (oder ein ganzes Land) auf Solarzellen umzustellen. Es scheint möglich zu sein, die Stadtbewohner zu verpflichten, einige Beträge für die Umrüstung zu zahlen, aber in diesem Fall werden sie unzufrieden sein, denn wenn die Leute bereit wären, solche Ausgaben auf sich zu nehmen, hätten sie es längst selbst getan: alle hat die Möglichkeit, eine Solarbatterie zu kaufen.

Bei Solarenergie gibt es noch ein weiteres Paradoxon: die Produktionskosten. Die Energie der Sonne direkt in Strom umzuwandeln, ist nicht die effizienteste Sache. Bisher gab es keinen besseren Weg, als die Sonnenstrahlen zum Erhitzen von Wasser zu nutzen, das wiederum in Dampf verwandelt und den Dynamo in Rotation versetzt. In diesem Fall ist der Energieverlust minimal. Die Menschheit möchte "grüne" Sonnenkollektoren und Solarstationen verwenden, um die Ressourcen der Erde zu schonen, aber ein solches Projekt wird eine riesige Menge derselben Ressourcen und "nicht grüner" Energie erfordern. In Frankreich beispielsweise wurde kürzlich ein Solarkraftwerk mit einer Fläche von rund zwei Quadratkilometern gebaut. Die Baukosten betrugen ohne Betriebskosten rund 110 Millionen Euro. Bei all dem ist zu berücksichtigen, dass die Lebensdauer solcher Mechanismen etwa 25 Jahre beträgt.

Wind

Windenergie wird seit der Antike auch von den Menschen genutzt, das einfachste Beispiel sind Segeln und Windmühlen. Windmühlen sind heute noch im Einsatz und sie sind besonders effektiv in Gebieten mit konstantem Wind, wie zum Beispiel an der Küste. Wissenschaftler bringen ständig Ideen ein, wie bestehende Anlagen zur Umwandlung von Windenergie modernisiert werden können, eine davon sind Windräder in Form von Segelflugturbinen. Durch die ständige Rotation könnten sie in einer Entfernung von mehreren hundert Metern über dem Boden in der Luft „hängen“, wo der Wind stark und konstant weht. Dies würde bei der Elektrifizierung ländlicher Gebiete helfen, in denen herkömmliche Windkraftanlagen nicht eingesetzt werden können. Außerdem könnten solche Segelflugturbinen mit Internetmodulen ausgestattet werden, mit deren Hilfe den Menschen der Zugang zum World Wide Web ermöglicht würde.

Gezeiten und Wellen

Der Boom der Sonnen- und Windenergie geht allmählich vorüber, und andere natürliche Energien haben das Interesse der Forscher geweckt. Der Einsatz von Ebbe und Flut gilt als erfolgversprechender. Bereits jetzt beschäftigen sich rund hundert Unternehmen weltweit mit diesem Thema, zudem gibt es mehrere Projekte, die die Wirksamkeit dieser Methode der Stromerzeugung bewiesen haben. Der Vorteil gegenüber Solarenergie besteht darin, dass die Verluste bei der Umwandlung einer Energie in eine andere minimal sind: Eine Flutwelle dreht eine riesige Turbine, die Strom erzeugt.

Das Oyster Project ist die Idee, ein Schwenkventil auf dem Meeresboden zu installieren, das Wasser ans Ufer bringt und dadurch eine einfache Wasserkraftturbine dreht. Nur eine solche Anlage könnte eine kleine Nachbarschaft mit Strom versorgen.

Bereits in Australien werden Flutwellen erfolgreich genutzt: In der Stadt Perth wurden Entsalzungsanlagen installiert, die mit dieser Energieart arbeiten. Ihre Arbeit ermöglicht es, rund eine halbe Million Menschen mit frischem Wasser zu versorgen. Auch Naturenergie und Industrie lassen sich in diesem Energieerzeugungszweig kombinieren.

Der Einsatz unterscheidet sich etwas von den Technologien, die wir von Flusswasserkraftwerken gewohnt sind. Wasserkraftwerke belasten oft die Umwelt: Angrenzende Gebiete werden überflutet, das Ökosystem wird zerstört, aber Stationen, die auf Flutwellen betrieben werden, sind in dieser Hinsicht viel sicherer.

Menschliche Energie

Eines der fantastischsten Projekte auf unserer Liste ist die Nutzung der Energie lebender Menschen. Es klingt überwältigend und sogar etwas erschreckend, aber nicht so beängstigend. Wissenschaftler schätzen die Idee, die mechanische Energie der Bewegung zu nutzen. Bei diesen Projekten geht es um Mikroelektronik und Nanotechnologie mit geringem Energieverbrauch. Es klingt zwar wie eine Utopie, aber es gibt keine wirklichen Entwicklungen, aber die Idee ist sehr interessant und verlässt die Köpfe der Wissenschaftler nicht. Stimmen Sie zu, Geräte, die wie eine Uhr mit automatischem Aufzug dadurch aufgeladen werden, dass ein Finger über den Sensor gewischt wird oder ein Tablet oder Telefon beim Gehen einfach in einer Tasche baumelt, sind sehr praktisch. Ganz zu schweigen von Kleidung, die, gefüllt mit verschiedenen Mikrogeräten, die Bewegungsenergie eines Menschen in Strom umwandeln könnte.

In Berkeley, in Lawrences Labor zum Beispiel, versuchten Wissenschaftler, die Idee umzusetzen, Viren zu verwenden, um Elektrizität unter Druck zu setzen. Es gibt auch kleine Mechanismen, die durch Bewegung angetrieben werden, aber diese Technologie wurde bisher nicht in Betrieb genommen. Ja, die globale Energiekrise lässt sich so nicht bewältigen: Wie viele Menschen müssen „in die Pedale treten“, damit die ganze Anlage funktioniert? Aber als eine der Maßnahmen, die im Komplex angewendet werden, ist die Theorie durchaus praktikabel.

Besonders effektiv sind solche Technologien an schwer zugänglichen Orten, an Polarstationen, in den Bergen und in der Taiga, bei Reisenden und Touristen, die nicht immer die Möglichkeit haben, ihre Geräte aufzuladen, aber in Kontakt zu bleiben ist wichtig, besonders wenn a Gruppe befindet sich in einer kritischen Situation. Wie vieles könnte verhindert werden, wenn die Menschen immer ein zuverlässiges Kommunikationsgerät hätten, das nicht von der „Steckdose“ abhängt.

Wasserstoff-Brennstoffzellen

Vielleicht hatte jeder Autobesitzer, der auf den Indikator für die gegen Null gehende Benzinmenge schaute, die Idee, wie großartig es wäre, wenn das Auto mit Wasser arbeiten würde. Aber jetzt sind seine Atome als echte Energieobjekte in die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler geraten. Tatsache ist, dass Wasserstoffpartikel - das am häufigsten vorkommende Gas im Universum - eine enorme Energiemenge enthalten. Außerdem verbrennt der Motor dieses Gas praktisch ohne Nebenprodukte, dh wir erhalten einen sehr umweltfreundlichen Kraftstoff.

Wasserstoff wird von einigen ISS-Modulen und -Shuttles angetrieben, aber auf der Erde existiert er hauptsächlich in Form von Verbindungen wie Wasser. In den 80er Jahren gab es in Russland Entwicklungen von Flugzeugen mit Wasserstoff als Treibstoff, diese Technologien wurden sogar in der Praxis angewendet und experimentelle Modelle bewiesen ihre Wirksamkeit. Bei der Abtrennung wird der Wasserstoff in eine spezielle Brennstoffzelle überführt, woraufhin direkt Strom erzeugt werden kann. Das ist nicht die Energie der Zukunft, sondern bereits Realität. Ähnliche Autos werden bereits in größeren Stückzahlen produziert. Um die Vielseitigkeit der Energiequelle und des Autos im Allgemeinen hervorzuheben, führte Honda ein Experiment durch, bei dem das Auto an das elektrische Hausnetz angeschlossen war, aber nicht, um aufgeladen zu werden. Ein Auto kann ein Privathaus mehrere Tage mit Energie versorgen oder fast fünfhundert Kilometer ohne Tanken fahren.

Der einzige Nachteil einer solchen Energiequelle sind derzeit die relativ hohen Kosten für solche umweltfreundlichen Autos und natürlich eine relativ kleine Anzahl von Wasserstofftankstellen, deren Bau jedoch in vielen Ländern bereits geplant ist. Deutschland plant beispielsweise bereits, bis 2017 einhundert Tankstellen zu installieren.

Wärme der Erde

Die Umwandlung von Wärmeenergie in Strom ist das Wesen der Geothermie. In einigen Ländern, in denen es schwierig ist, andere Industrien zu nutzen, wird es ziemlich häufig verwendet. Auf den Philippinen beispielsweise stammen 27 % des gesamten Stroms aus Geothermieanlagen, während es in Island etwa 30 % sind. Das Wesen dieser Methode der Energiegewinnung ist recht einfach, der Mechanismus ähnelt einer einfachen Dampfmaschine. Vor dem vermeintlichen "See" aus Magma muss ein Brunnen gebohrt werden, durch den Wasser zugeführt wird. Bei Kontakt mit heißem Magma verwandelt sich das Wasser sofort in Dampf. Es steigt dort auf, wo es eine mechanische Turbine dreht und dabei Strom erzeugt.

Die Zukunft der Geothermie besteht darin, große „Speicher“ für Magma zu finden. Im bereits erwähnten Island ist es zum Beispiel gelungen: Das glühende Magma verwandelte in Sekundenbruchteilen das gesamte eingedüste Wasser in Dampf mit einer Temperatur von etwa 450 Grad Celsius, was ein absoluter Rekord ist. Ein solcher Hochdruckdampf kann die Effizienz einer Geothermiestation um ein Vielfaches steigern, dies kann ein Impuls für die Entwicklung der Geothermie weltweit sein, insbesondere in Gebieten, die mit Vulkanen und Thermalquellen gesättigt sind.

Nutzung von Atommüll

Die Kernenergie machte auf einmal Furore. Dies war, bis die Menschen die volle Gefahr dieser Energiewirtschaft erkannten. Unfälle sind möglich, niemand ist vor solchen Fällen gefeit, aber sie sind sehr selten, aber radioaktiver Abfall erscheint stabil und bis vor kurzem konnten Wissenschaftler dieses Problem nicht lösen. Der Punkt ist, dass Uranstäbe - der traditionelle "Brennstoff" von Kernkraftwerken - nur zu 5% verwendet werden können. Nach der Ausarbeitung dieses kleinen Teils wird der gesamte Stab auf die "Deponie" geschickt.

Zuvor wurde eine Technologie verwendet, bei der die Stäbe in Wasser eingetaucht wurden, was die Neutronen verlangsamt und eine stetige Reaktion aufrechterhält. Anstelle von Wasser begannen sie nun, flüssiges Natrium zu verwenden. Dieser Ersatz macht es möglich, nicht nur die gesamte Uranmenge zu nutzen, sondern auch Zehntausende Tonnen radioaktiven Abfalls zu verarbeiten.

Es ist wichtig, den Planeten vom Atommüll zu befreien, aber die Technologie selbst hat ein "aber". Uran ist eine Ressource, und seine Reserven auf der Erde sind begrenzt. Wenn der gesamte Planet ausschließlich auf Energie aus Atomkraftwerken umgestellt wird (in den USA produzieren Atomkraftwerke beispielsweise nur 20 % des gesamten Stromverbrauchs), werden die Uranreserven recht schnell aufgebraucht sein, und dies wird die Menschheit erneut führen an die Schwelle einer Energiekrise, so dass Atomkraft, wenn auch modernisiert, nur eine vorübergehende Maßnahme ist.

Pflanzlicher Brennstoff

Sogar Henry Ford, der sein "Model T" entwickelt hatte, hoffte, dass es bereits mit Biokraftstoffen funktionieren würde. Damals wurden jedoch neue Ölfelder entdeckt, und der Bedarf an alternativen Energiequellen verschwand für mehrere Jahrzehnte, doch jetzt kehrt er wieder zurück.

In den letzten fünfzehn Jahren hat sich die Verwendung von Pflanzenkraftstoffen wie Ethanol und Biodiesel um ein Vielfaches erhöht. Sie werden sowohl als eigenständige Energiequelle als auch als Zusatz zu Benzin verwendet. Vor einiger Zeit wurden Hoffnungen auf eine besondere Hirsekultur namens "Raps" gesetzt. Es ist weder für Menschen noch für Nutztiere als Nahrungsmittel geeignet, hat aber einen hohen Ölgehalt. Aus diesem Öl und begann "Biodiesel" zu produzieren. Aber diese Kultur wird zu viel Platz einnehmen, wenn Sie versuchen, sie genug anzubauen, um zumindest einen Teil des Planeten mit Treibstoff zu versorgen.

Jetzt sprechen Wissenschaftler über den Einsatz von Algen. Ihr Ölgehalt beträgt etwa 50 %, wodurch die Ölgewinnung ebenso einfach ist, und die Abfälle können zu Düngemitteln verarbeitet werden, auf deren Basis neue Algen gezüchtet werden. Die Idee gilt als interessant, hat sich aber noch nicht bewährt: Eine Publikation über erfolgreiche Experimente auf diesem Gebiet ist noch nicht erschienen.

Thermonukleare Fusion

Die zukünftige Energie der Welt ist nach Ansicht moderner Wissenschaftler ohne Technologie nicht möglich, die derzeit vielversprechendste Entwicklung, in die bereits Milliarden investiert werden.

Es wird Spaltenergie verwendet. Es ist insofern gefährlich, als eine unkontrollierte Reaktion droht, die den Reaktor zerstört und zur Freisetzung einer großen Menge radioaktiver Stoffe führt: Vielleicht erinnern sich alle an den Unfall im Kernkraftwerk Tschernobyl.

Thermonukleare Fusionsreaktionen nutzen, wie der Name schon sagt, die Energie, die bei der Verschmelzung von Atomen freigesetzt wird. Dadurch entsteht im Gegensatz zur Atomspaltung kein radioaktiver Abfall.

Das Hauptproblem besteht darin, dass durch die Kernfusion ein Stoff entsteht, der eine so hohe Temperatur hat, dass er den gesamten Reaktor zerstören kann.

Die Zukunft ist Realität. Und Fantasien sind hier unangebracht, derzeit hat der Bau eines Reaktors auf französischem Territorium bereits begonnen. Mehrere Milliarden Dollar wurden in ein Pilotprojekt investiert, das von vielen Ländern finanziert wird, zu denen neben der EU auch China und Japan, die USA, Russland und andere zählen. Ursprünglich war geplant, die ersten Experimente im Jahr 2016 zu starten, aber Berechnungen zeigten, dass das Budget zu klein war (statt 5 Milliarden waren es 19), und der Start wurde um weitere 9 Jahre verschoben. Vielleicht werden wir in ein paar Jahren sehen, wozu thermonukleare Energie fähig ist.

Probleme der Gegenwart und Chancen für die Zukunft

Nicht nur Wissenschaftler, sondern auch Science-Fiction-Autoren geben viele Ideen für die Umsetzung der Zukunftstechnologie im Energiesektor, aber alle sind sich einig, dass bisher keine der vorgeschlagenen Optionen alle Bedürfnisse unserer Zivilisation vollständig erfüllen kann. Wenn beispielsweise alle Autos in den Vereinigten Staaten mit Biokraftstoffen betrieben werden, müssen Rapsfelder eine Fläche von der Hälfte des gesamten Landes bepflanzen, obwohl es in den Vereinigten Staaten nicht so viel Land gibt, das für die Landwirtschaft geeignet ist. Außerdem sind bisher alle Verfahren zur Erzeugung alternativer Energie teuer. Vielleicht stimmt jeder normale Städter zu, dass es wichtig ist, umweltfreundliche, erneuerbare Ressourcen zu verwenden, aber nicht für den Fall, dass ihm die Kosten einer solchen Umstellung derzeit mitgeteilt werden. Wissenschaftler haben in diesem Bereich noch viel zu tun. Neue Entdeckungen, neue Materialien, neue Ideen – all das wird der Menschheit helfen, die drohende Ressourcenkrise erfolgreich zu meistern. Die Planeten lassen sich nur durch aufwendige Maßnahmen lösen. In einigen Gebieten ist es bequemer, die Energieerzeugung mit Hilfe von Wind irgendwo zu nutzen - Sonnenkollektoren usw. Aber vielleicht wird der Hauptfaktor die Reduzierung des Energieverbrauchs im Allgemeinen und die Schaffung energiesparender Technologien sein. Jeder Mensch sollte verstehen, dass er für den Planeten verantwortlich ist, und jeder sollte sich die Frage stellen: "Welche Energie wähle ich für die Zukunft?" Bevor zu anderen Ressourcen übergegangen wird, sollte jeder erkennen, dass dies wirklich notwendig ist. Nur mit einem integrierten Ansatz wird es möglich sein, das Problem des Energieverbrauchs zu lösen.

Wissenschaftler suchen nach Energiequellen für die Zukunft, um die Umwelt zu verbessern und die Abhängigkeit von Öl und anderen fossilen Brennstoffen zu verringern.

Manche sagen voraus, was die Energie der Zukunft ist. Andere sagen, die Sonne sei der Weg. Wilder-Schemata umfassen Windturbinen hoch in der Luft oder ein Antimaterie-Triebwerk.

Überlegen Sie, wie die Energie der Zukunft im 21. Jahrhundert und darüber hinaus aussehen wird.

Antimaterie-Energie

Antimaterie ist analog zur Materie und besteht aus Antiteilchen, die die gleiche Masse wie gewöhnliche Materie haben, jedoch mit entgegengesetzten atomaren Eigenschaften, die als Spin und Ladung bekannt sind.

Treffen sich gegenüberliegende Teilchen, vernichten sie sich gegenseitig und setzen dabei eine riesige Energiemenge gemäß Einsteins berühmter Gleichung E = mc2 frei.

Zukünftige Energie in Form von Antimaterie wird bereits in der als Positronen-Emissions-Tomographie (PET) bekannten medizinischen Bildgebungstechnik verwendet, ihre Verwendung als potenzielle Brennstoffquelle bleibt jedoch im Bereich der Science-Fiction.

Das Problem mit Antimaterie ist, dass es sehr wenig davon im Universum gibt. Antimaterie kann in Laboratorien hergestellt werden, aber derzeit nur in sehr kleinen Mengen und zu unerschwinglich hohen Preisen. Und selbst wenn das Problem der Produktion gelöst werden kann, bleibt die Hauptfrage, wie man das speichert, was sich bei Kontakt mit gewöhnlicher Materie selbst zerstört, und wie man diese Energie der Antimaterie, einmal erzeugt, nutzt.

Wissenschaftler forschen an der Herstellung von Antimaterie, die die Menschheit eines Tages zu den Sternen bringen könnte, aber Träume von Raumschiffen mit Antimaterieantrieb sind noch weit entfernt, sind sich Experten einig.

Wasserstoff-Brennstoffzellen

Auf den ersten Blick mögen Wasserstoff-Brennstoffzellen eine ideale Alternative zu fossilen Brennstoffen sein. Sie können ohne große Umweltverschmutzung nur mit Wasserstoff und Sauerstoff Strom erzeugen.

Ein mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betriebenes Auto wird nicht nur effizienter sein als ein Auto mit Verbrennungsmotor, sondern auch eine einzige Wasseremission.

Obwohl Wasserstoff das am häufigsten vorkommende Element im Universum ist, ist das meiste davon mit Molekülen wie Wasser verbunden. Das bedeutet, dass reiner, ungebundener Wasserstoff aus anderen Ressourcen hergestellt werden muss, die in vielen Fällen mit fossilen Brennstoffen in Verbindung gebracht werden. Wenn dies der Fall ist, sind viele der Umweltvorteile von Wasserstoff als Kraftstoff vernachlässigbar. Ein weiteres Problem bei Wasserstoff besteht darin, dass er nicht einfach oder sicher komprimiert werden kann und spezielle Speichertanks erfordert. Darüber hinaus neigen kleine Wasserstoffatome aus nicht vollständig verstandenen Gründen dazu, Tankmaterialien zu durchdringen.

Nuklear

Albert Einstein sagte uns, dass die Grenze zwischen Materie und Energie verschwommen ist. Energie der Zukunft kann durch Spaltung oder Verschmelzung von Kernen erzeugt werden – Prozesse, die als Kernspaltungsreaktionen bekannt sind, und die Bildung schwerer Kerne, wo sie freigesetzt wird.

Es setzt schädliche Strahlung frei und produziert große Mengen radioaktiven Materials, das über Jahrtausende aktiv bleiben und bei Freisetzung ganze Ökosysteme zerstören kann. Es gibt auch Bedenken, dass Nuklearmaterial in Waffen verwendet werden könnte.

Derzeit verwenden die meisten Kernkraftwerke Kernspaltung und die Produktion erfordert die Einhaltung der erforderlichen Temperaturen.

Ebenfalls bekannt ist ein natürliches Phänomen namens Sonolumineszenz.

Sonolumineszenz könnte eines Tages ein Mittel werden, um riesige Kern- und Thermonuklearreaktoren in einem Glas Flüssigkeit zu besitzen.

Sonolumineszenz bezeichnet einen Lichtblitz, bei dem spezielle Flüssigkeiten hochenergetische Schallwellen erzeugen. Schallwellen zerreißen die Flüssigkeit und erzeugen winzige Blasen, die sich schnell ausdehnen und dann heftig zusammenbrechen. Dabei entsteht Licht, vor allem aber erreichen die explodierenden Blasen im Inneren extrem hohe Temperaturen und Drücke. Wissenschaftler spekulieren, dass dies für die Kernfusion ausreichen könnte.

Wissenschaftler experimentieren auch mit Methoden, um eine kontrollierte Kernfusion zu erzeugen, indem sie „schwere“ Wasserstoffionen in einem starken elektrischen Feld beschleunigen.

Umwandlung von thermischer Energie des Ozeans

Ozeane bedecken 70 Prozent der Erde, und Wasser ist der natürliche Sonnenkollektor der Energie für die Zukunft. Die Umwandlung der Meereswärme erfolgt, indem die Temperaturunterschiede zwischen dem von der Sonne erwärmten Oberflächenwasser und dem Wasser in den kalten Meerestiefen zur Stromerzeugung genutzt werden.

Die Umwandlung von Meereswärmeenergie kann nach folgendem Prinzip funktionieren:

  • Geschlossener Kreislauf: Eine Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt wie Ammoniak wird mit warmem Meerwasser gekocht. Der entstehende Dampf wird verwendet, um eine Stromerzeugungsturbine zu betreiben, dann wird der Dampf mit kaltem Meerwasser gekühlt.
  • Offener Kreislauf: warmes Meerwasser wird in Niederdruckdampf umgewandelt, der zur Stromerzeugung verwendet wird. Der Dampf wird gekühlt und mit kaltem Meerwasser in nutzbares Süßwasser umgewandelt.
  • Hybridkreislauf: Ein geschlossener Kreislauf wird verwendet, um Strom zu erzeugen, der verwendet wird, um die Niederdruckumgebung zu schaffen, die für einen offenen Kreislauf erforderlich ist.

Die thermische Energie des Ozeans wird auch genutzt, um Süßwasser und nährstoffreiches Meerwasser aus den Tiefen des Ozeans für die Kultivierung mariner Organismen und Pflanzen zu gewinnen. Der Hauptnachteil der thermischen Meeresenergie besteht darin, dass bei so geringen Temperaturunterschieden gearbeitet werden muss, im Allgemeinen um 20 Grad Celsius, wobei der Wirkungsgrad zwischen 1 und 3 Prozent liegt.

Wasserkraft

Fallendes, auslaufendes oder anderweitig bewegtes Wasser wird seit der Antike zur Stromerzeugung genutzt.

Wasserkraft liefert etwa 20 Prozent des weltweiten Stroms.

Bis vor kurzem glaubte man, dass die Wasserenergie der Zukunft eine reichhaltige natürliche Ressource ist, die keinen zusätzlichen Brennstoff benötigt und keine Umweltverschmutzung verursacht.

Neuere Forschungen bestreiten jedoch einige dieser Behauptungen und legen nahe, dass Staudämme durch den Abbau von untergetauchtem Pflanzenmaterial erhebliche Mengen an Kohlendioxid und Methan produzieren können. In einigen Fällen konkurrieren diese Emissionen mit denen von Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen. Ein weiterer Nachteil von Staudämmen ist, dass Menschen oft umgesiedelt werden müssen. Beim Bau von Staudämmen in den Drei Schluchten in China, die zum größten Staudamm der Welt wurden, wurden 1,9 Millionen Menschen vertrieben, historische Stätten wurden überflutet und gingen verloren.

Biomasse

Die Energiequelle der Zukunft ist Biomasse oder Biokraftstoffe, bei der chemische Ressourcen freigesetzt werden, die in organischen Stoffen wie Holz, Pflanzen und tierischen Abfällen gespeichert sind. Diese Materialien werden direkt verbrannt, um Wärme zu erzeugen, oder raffiniert, um alkoholische Brennstoffe wie Ethanol herzustellen.

Aber im Gegensatz zu einigen anderen erneuerbaren Energiequellen ist Energie aus Biomasse nicht sauber, da beim Verbrennen von organischem Material viel Kohlendioxid entsteht. Sie können diesen Unterschied jedoch ausgleichen oder eliminieren, indem Sie schnell wachsende Bäume und Gräser als Brennstoff pflanzen. Wissenschaftler experimentieren auch mit Bakterien, um Biomasse abzubauen und Wasserstoff als Kraftstoff zu erzeugen.

Eine interessante, aber umstrittene Alternative zu Biokraftstoffen ist ein Prozess, der als thermische Umwandlung bekannt ist.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Biokraftstoffen kann die thermische Umwandlung fast jede Art von organischem Material in hochwertiges Öl umwandeln, mit Wasser als einzigem Nebenprodukt.

Es bleibt jedoch abzuwarten, ob die Unternehmen, die das Verfahren patentierten, genug Öl produzieren können, damit diese Energie der Zukunft eine praktikable Alternative zum Kraftstoff wird.

Öl

Manche nennen es schwarzes Gold. Darauf bauen ganze Reiche auf, um die Kriege geführt werden. Einer der Gründe, warum Öl oder Rohöl so wertvoll ist, liegt darin, dass es in eine Vielzahl von Produkten umgewandelt werden kann, von Kerosin über Plastik bis hin zu Asphalt. Ob dies die Energiequelle der Zukunft ist, wird heiß diskutiert.

Die Schätzungen darüber, wie viel Öl im Boden verbleibt, gehen weit auseinander. Einige Wissenschaftler sagen voraus, dass die Ölreserven ihren Höhepunkt erreichen und dann schnell zurückgehen werden; andere glauben, dass genügend neue Reserven entdeckt werden, um den weltweiten Energiebedarf für mehrere Jahrzehnte zu decken.

Wie Kohle und Erdgas ist Öl im Vergleich zu anderen alternativen Brennstoffen relativ günstig, bringt jedoch höhere Umweltkosten mit sich. Bei der Verwendung von Öl entstehen große Mengen Kohlendioxid, und Ölverschmutzungen können empfindliche Ökosysteme schädigen.

Wind

Die Wissenschaftler gehen mit dem Konzept der Windmühlen einen Schritt weiter und wollen Kraftwerke am Himmel bauen, Windmühlen, die in 1000 Metern Höhe in der Luft schweben. Das Schraubgerät stabilisiert sich an einer Stelle und der Strom wird über das Kabel an den Boden geliefert.

Windkraft macht derzeit nur 0,1 Prozent des weltweiten Strombedarfs aus. Diese Zahl wird voraussichtlich steigen, da Wind eine der reinsten Energieformen ist und Energie erzeugen kann, solange der Wind weht.

Das Problem ist natürlich, dass der Wind nicht immer weht und man sich nicht darauf verlassen kann, dass Windkraft konstant Strom erzeugt. Es besteht auch die Besorgnis, dass Windparks das lokale Wetter in einer noch nicht vollständig verstandenen Weise beeinflussen können.

Wissenschaftler hoffen, dass diese Probleme durch das Anheben von Windmühlen in den Himmel gelöst werden, da die Winde in der Höhe viel stärker und gleichmäßiger in größeren Höhen wehen.

Kohle

Kohle war der Brennstoff, der die industrielle Revolution in Gang gesetzt hat und seitdem eine immer wichtigere Rolle bei der Deckung des weltweiten Energiebedarfs spielt.

Der Hauptvorteil von Kohle ist, dass es viel davon gibt. Genug, um beim aktuellen Verbrauch noch 200-300 Jahre durchzuhalten.

Während seine Fülle es sehr wirtschaftlich macht, setzt es bei der Verbrennung von Kohle Schwefel- und Stickstoffverunreinigungen in die Luft frei, die sich mit Wasser in der Atmosphäre zu saurem Regen verbinden können. Bei der Verbrennung von Kohle entstehen auch große Mengen Kohlendioxid, von dem die meisten Klimatologen glauben, dass es zur globalen Erwärmung beiträgt. Es werden ernsthafte Anstrengungen unternommen, um neue Wege zur Reduzierung von Abfällen und Nebenprodukten aus dem Kohlebergbau zu finden.

Solarenergie

Solarenergie benötigt keinen zusätzlichen Brennstoff und Umweltverschmutzung tritt nicht auf. Sonnenlicht kann durch synchronisierte Spiegel, die der Bewegung der Sonne über den Himmel folgen, als Wärme konzentriert oder mithilfe eines photovoltaischen oder photovoltaischen Effekts in Strom umgewandelt werden. Wissenschaftler haben auch Methoden entwickelt, um zukünftige Sonnenenergie zu nutzen, um einen Gasmotor zu ersetzen, indem sie Wasserstoffgas in einem Reservoir erhitzen, das sich ausdehnt und einen Generator antreibt.

Zu den Nachteilen der Solarenergie zählen die hohen Anlaufkosten sowie der große Flächenbedarf. Außerdem unterliegt die zukünftige Solarleistung bei den meisten Alternativen den Launen der Luftverschmutzung und des Wetters, die das Sonnenlicht blockieren können.