Potrivit studiului lor, până la jumătatea secolului, cărbunele și petrolul vor începe să-și piardă din importanță ca surse de energie, combustibilii fosili urmând să fie înlocuiți cu energia solară. Dar pentru aceasta va fi necesară schimbarea întregii paradigme a relațiilor din industrie - atât tehnologiile, cât și psihologia jucătorilor.

Mare energie trei

Potrivit experților Global Energy (aceștia includ 20 de oameni de știință din întreaga lume, inclusiv, de exemplu, câștigătorul Premiului Nobel pentru Pace Rodney Allam), până în 2100, ponderea petrolului și a cărbunelui în balanța mondială a combustibilului și energiei va fi de 2,1% și 0,9%, respectiv, energia de fuziune va ocupa o zecime din piață, iar mai mult de un sfert din electricitatea mondială va fi produsă datorită soarelui. Motivul acestor schimbări este scăderea treptată a producției de hidrocarburi și reorientarea către construcția de instalații de energie mai curată.

Influența diferitelor state pe piața energiei se va schimba și ea: de exemplu, până în 2035 Statele Unite vor fi cel mai mare producător de combustibil și resurse energetice (24%), urmate de Rusia (21%) și China (16%). Cu toate acestea, în 50 de ani, potrivit experților, Rusia va ieși pe primul loc (19%), China va ajunge pe locul doi (18%), iar Statele Unite vor „scădea” pe locul trei (17%). Până în 2100 însă, dispoziția se va schimba din nou: China va ocupa primul loc (20%), în timp ce Rusia și Statele Unite vor ocupa linia a doua și a treia a ratingului (16%, respectiv 14%).

Experții au numit și factorii care, în opinia lor, împiedică dezvoltarea complexului de combustibil și energie într-o direcție „verde”: mai mult de o treime dintre oamenii de știință care participă la studiu au remarcat că, în timp ce sursele alternative de energie sunt prea scumpe, și concurența. din hidrocarburi si energia nucleara este mare . În același timp, se formează activ imaginea energiei „tradiționale” ca nedorită și non-ecologică, în plus, economia modernă necesită o utilizare mai eficientă a resurselor disponibile, dezvoltarea procesării deșeurilor și a tehnologiilor aferente. Într-o astfel de situație, potrivit experților, domenii precum bioenergia și dezvoltarea biocombustibililor, precum și reactoarele termonucleare, vor primi stimulente suplimentare pentru dezvoltare.

Rezultatele studiului, prezentate de Global Energy la Forumul Economic Internațional de la Sankt Petersburg, au stârnit o discuție aprinsă despre viitorul energiei în general și al energiei Rusiei în special. Tendințele sunt tendințe, dar pozițiile de pornire și structura economiei din diferite țări (și diferite regiuni ale aceleiași țări) încă diferă, ceea ce înseamnă că Rusia, China și Statele Unite vor merge în primii trei lideri energetici în lumea în moduri diferite.

Cărbunele va fi mai puțin, dar mai mult

Majoritatea experților consideră că una dintre condițiile prealabile pentru reducerea ponderii hidrocarburilor în balanța globală este acordurile climatice de la Paris, unul dintre temele principale ale cărora a fost înghețarea proiectelor de cărbune. Multe bănci și instituții financiare și-au anunțat refuzul de a investi în minerit de cărbune și energie. Doar patru țări - Vietnam, India, Indonezia și China - au planuri de construcție pe scară largă a centralelor pe cărbune, deși există jucători mai mici care nu doresc să renunțe la dezvoltarea acestui sector al economiei, în special Pakistan. și Turcia. În același timp, există idei și proiecte pentru revigorarea componentei cărbunelui, ținând cont de tehnologii noi, mai blânde, precum și idei pentru restabilirea și dezvoltarea producției de combustibil solid în teritoriile arctice.

Unul dintre aceste proiecte, de exemplu, este implementat în zona arctică a teritoriului Krasnoyarsk: unul dintre cele mai mari zăcăminte de antracit din lume este situat în Peninsula Taimyr, iar dezvoltarea sa a început în 2015. Doar într-o secțiune, râul Malaya Lemberova, rezervele de antracit de înaltă calitate se ridică la aproximativ 600 de milioane de tone. Până în 2020, Vostok-Ugol plănuiește să producă până la 30 de milioane de tone de antracit pe an aici și să trimită antracit în țările europene prin Ruta Mării Nordului.

Dar, cel mai probabil, Acordurile de la Paris nu vor avea un impact direct asupra sectorului petrolier, spune Igor Lobovsky, președintele Asociației Globale pentru Energie pentru Dezvoltarea Cercetării și Proiectelor Internaționale de Energie.

Schimbări semnificative vor urma odată cu debutul erei dezvoltării pe scară largă a transportului cu motor pe energie electrică și alte surse de energie care nu sunt legate de hidrocarburi, experții prevăd astfel de procese nu mai devreme de 2030, astfel încât este prevăzută scăderea maximă a ponderii hidrocarburilor. abia până în 2070, susține el. - Un astfel de scenariu este justificat din punct de vedere economic în cazul unei scăderi a costului producției de energie electrică din surse regenerabile - și acest lucru ar trebui într-adevăr să se întâmple în următoarele decenii. De exemplu, câștigătorul Premiului Global pentru Energie 2017 Michael Grätzel este inventatorul așa-numitelor „celule Grätzel” – o nouă generație de celule solare, a cărei producție este de câteva ori mai ieftină decât producția de baterii cu siliciu. Astfel de invenții vor permite energiei regenerabile să se dezvolte peste tot și, ca urmare, vor reduce semnificativ costul acesteia.

Deci scenariul actualizat pentru dezvoltarea industriilor de hidrocarburi ar trebui citit astfel: ponderea hidrocarburilor în sectorul energetic va scădea, dar consumul va crește.

Uităm că astăzi petrolul este folosit din ce în ce mai mult în petrochimie, în producția de bunuri de larg consum, - spune ministrul rus al Energiei, Alexander Novak, - Avem astăzi 9 din 10 bunuri care conțin produse rafinate. Și dacă astăzi 11 milioane de barili în total merg la petrochimie, atunci conform celor mai modeste previziuni, în cincisprezece ani, 17 milioane de barili vor merge la petrochimie, și poate chiar mai mult, într-un mod mai accelerat.

Gândiți-vă la aviație, transport maritim, petrochimie, ecou Ben van Beurden, CEO-ul Royal Dutch Shell Plc. - O mulțime de procese necesită temperatură ridicată și temperatură extrem de ridicată pentru încălzire. Și, bineînțeles, hidrocarburile le vor lua locul.

Când va sufla vântul?

Consumatorul are nevoie de energie ieftină - acesta este principalul factor care împiedică dezvoltarea energiei alternative. Pentru a face sursele de energie regenerabilă (SRE) atractive, este nevoie fie de un preț ridicat al petrolului, fie de sprijin financiar din partea statului sau a instituțiilor de dezvoltare.

Când prețul petrolului ajunge la 100 de dolari pe baril, aceasta creează scena pentru dezvoltarea noilor tehnologii, inclusiv a energiei regenerabile, spune Patrick Pouyanne, președintele Total.

Până acum, costul construirii SRE în Rusia este destul de mare, iar factorul de utilizare a capacității instalate nu este atât de mare pe cât ne-am dori (și nu numai în Rusia: conform Agenției pentru Energie a SUA, factorul mediu de capacitate al stațiilor solare este aproximativ 26%). Aceasta înseamnă că și costul unui kilowatt-oră pentru consumator este mare. Din nou, construcția este ultima etapă, este necesar să ne dezvoltăm propria producție de panouri solare și alte elemente. Dar trebuie recunoscut că energia solară în Rusia nu mai este un start-up, ci o industrie complet formată. Iar dezvoltarea sa depinde de prioritățile statului.

Există un fenomen, paritatea rețelei - un punct în care costul kW/h de energie electrică generată în energie alternativă este egal cu costul kW/h de electricitate generată în energia tradițională. Disputa este - când se va întâmpla asta? - spune Anatoly Chubais, Președintele Consiliului de Administrație al companiei RUSNANO LLC. - S-a întâmplat deja într-o serie de țări, în Rusia se va întâmpla puțin mai târziu, dar este inevitabil, fie și doar pentru că potențialul de modernizare a energiei eoliene și solare este mult mai mare decât potențialul de modernizare chiar și în tehnologiile cu ciclu combinat în generarea termică sau generarea hidro. Vom ajunge cu siguranță într-un punct în care energia alternativă va deveni mai ieftină.

Experții prevăd că acest lucru se va întâmpla până în 2050. Potrivit lui Chubais, acum în Rusia a fost creat un sistem absolut eficient de sprijin pentru energia alternativă și nu există obstacole în calea dezvoltării sale. Următoarea provocare care trebuie rezolvată este găsirea unor modalități de stocare industrială a energiei electrice. Și aceasta nu este o sarcină pe termen lung, ci pentru următorii zece ani.

Cu toate acestea, nu toți experții împărtășesc optimismul cu privire la perspectivele energiei regenerabile - cel puțin ei sunt mai degrabă rezervați în evaluarea cantității de tehnologii din surse regenerabile necesare sectorului energetic mondial.

Cred că omenirea va încuraja utilizarea energiei regenerabile într-o formă de subvenții guvernamentale. Recent, acest segment a demonstrat o reducere semnificativă a costurilor și posibilitatea unei implementări mai rapide, - a declarat președintele comisiei de acordare a Premiului Global pentru Energie, laureatul Nobel Rodney Allam. - Sursele regenerabile de energie vor fi reprezentate de sisteme de intensitate redusă care necesită suprafețe mari; pentru ei se vor construi „ferme solare” în deșerturi și parcuri eoliene offshore. Acest segment al sectorului energetic ar trebui să reprezinte un anumit procent din volumul total al pieței. Cred că 20 la sută este o limită rezonabilă.

Viitorul aparține energiei nucleare

Potrivit autorilor raportului, scăderea ponderii hidrocarburilor este singurul scenariu posibil pentru dezvoltarea cu succes a civilizației, singura întrebare este când va veni acest punct de cotitură. Experții Global Energy cred că acest lucru s-ar putea întâmpla după 2050. Acum, ponderea energiei „verzi” în lume nu este mai mare de 30%. În același timp, experții includ centralele nucleare, care generează aproximativ 11% din electricitatea mondială, până la energia „verde”. La urma urmei, centralele nucleare se caracterizează prin emisii scăzute de carbon în atmosferă.

Suntem în pragul celui de-al patrulea ordin industrial, în pragul unei alte revoluții. Acesta este timpul conexiunilor orizontale, al informaticii digitale, al inteligenței artificiale, al ciclurilor de viață de vânzare și cumpărare și nu al unui obiect anume. Energia nucleară, ca nimeni alta, se potrivește rolului de moderator al acestui proces, - consideră directorul general al Rosatom Alexei Lihaciov.

Una dintre principalele probleme ale energiei nucleare nu este tehnologică, ci psihologică: Cernobîl, Fukushima, testele de arme nucleare - în general, există motive de îngrijorare și neîncredere.

O condiție importantă pentru dezvoltarea energiei nucleare este acceptarea socială. Pentru ca energia nucleară să apară într-o țară, societatea trebuie să o accepte, spune Yukiya Amano, directorul general al Agenției Internaționale pentru Energie Atomică (AIEA).

Oricare ar fi scenariile de dezvoltare a sectorului energetic, un lucru rămâne neschimbat în ele: consumul de energie electrică în lume va crește. Populația Pământului crește, cerințele omenirii cresc: în ultima sută de ani, am consumat mai multă energie decât în ​​întreaga istorie anterioară de la crearea lumii. În același timp, peste un miliard de oameni de pe planetă încă nu au acces la electricitate!

Potrivit oamenilor de știință, până în 2050 încă 2,5 miliarde de oameni vor trăi pe Pământ, descentralizarea energiei și construcția de capacități mici vor oferi acces la această resursă unui număr mult mai mare de oameni și le va îmbunătăți calitatea vieții. Aceasta înseamnă că cererea de energie electrică va crește din nou. Aici intervine energia nucleară: foarte productivă, cu emisii scăzute de poluanți atmosferici și rezerve nelimitate de combustibil. În același timp, vorbim nu numai despre uraniu fosil, ci și despre combustibilul nuclear uzat în depozit: ansamblurile de combustibil și-au epuizat resursa cu cel mult patru procente, iar aceasta este o resursă uriașă pentru reciclare. Ca să nu mai vorbim de faptul că reprocesarea combustibilului din combustibil nuclear uzat face posibilă rezolvarea problemei eliminării ireversibile a plutoniului de calitate pentru arme și închiderea ciclului de producție prin utilizarea întregii resurse de combustibil nuclear.

Un mod special de Siberia

Potrivit unui acord dintre Statele Unite și Rusia, fiecare dintre țări trebuie să dispună de 34 de tone de plutoniu pentru arme, iar începerea acestei lucrări a fost programată pentru 2018. Dar până acum, doar Rusia deține tehnologia pentru a produce așa-numitul combustibil MOX: prima fabrică din lume pentru producția sa este situată în Zheleznogorsk (fostul Krasnoyarsk-26), la unitățile Combinatului Minier și Chimic, care face parte din Rosatom.

Este important să se standardizeze cerințele de siguranță industrială în diferite jurisdicții și țări pentru a crea o industrie a energiei nucleare sigure, spune Pekka Lundmark, președintele corporației energetice Fortum Corporation. - Consider că energia nucleară va juca un rol cheie, dar nu ca o singură tehnologie, ci în combinație cu energia solară, hidroenergie și biocombustibili ecologici. Cu toate acestea, pentru ca energia nucleară să rămână competitivă și să continue să joace un rol important în viitor, este nevoie și de modernizare.

În același timp, Siberia s-ar putea să devină o tendință în domeniul energiei nucleare. Experții sunt înclinați să creadă că acest sector energetic special va fi lider în regiune.

Regiunea Siberiei are toate posibilitățile de dezvoltare a energiei nucleare, oferind un ciclu nuclear complet de la extracția și prelucrarea materiilor prime de uraniu și fabricarea ansamblurilor de combustibil până la eliminarea combustibilului nuclear iradiat, care poate asigura și optimiza funcționarea centrale nucleare moderne, - spune Igor Lobovsky. - Pe termen lung, este posibilă rezolvarea problemelor energetice ale regiunii Siberiei în detrimentul surselor de energie nucleară, în special, prin construirea de centrale nucleare moderne cu reactoare de tip VVER-1300. Da, în conformitate cu acordul dintre Rusia și Statele Unite de a opri producția de plutoniu de calitate pentru arme, toate reactoarele nucleare de la NPP din Siberia au fost închise în 2008, dar Seversk a păstrat o infrastructură dezvoltată și resurse umane, iar acest lucru va fi semnificativ. accelerarea și reducerea costurilor construirii unei noi centrale nucleare, care în prezent este amânată până în 2020.

Cu toate acestea, eficiența, factorul de capacitate, costul prime, disponibilitatea, fabricabilitatea sunt departe de toate cerințele care se impun energiei viitorului. Și aceasta este și o provocare.

Mi-ar plăcea ca energia viitorului să fie invizibilă - în sensul că nu ar trebui să-i vedem consecințele negative, ar trebui să fie sigură, - spune Alexander Shokhin, președintele RSPP, președintele Consiliului de Supraveghere al Asociației Globale pentru Energie. - Impactul negativ asupra mediului, inclusiv în industria nucleară și chiar în industria hidroelectrică și termică, ar trebui să fie minim, iar siguranța ar trebui să fie maximă. Consider că principalul criteriu nu este, de exemplu, ce pondere va avea sursele regenerabile de energie, ci tocmai faptul că toate tipurile de energie ar trebui să fie sigure și eficiente.

E greu de argumentat.

World Energy Outlook anual oferă o analiză actualizată care arată ce date, tendințele tehnologice și eforturile de politică vor afecta sectorul energetic până în 2040.

Agenția Internațională pentru Energie și-a prezentat anual World Energy Outlook (WEO-2018). O atenție deosebită în acest an este acordată dezvoltării industriei energiei electrice.

World Energy Review

  • Noi scenarii de politică

Potrivit analiștilor IEA, principalele obiective cu care se confruntă umanitatea sunt munca consecventă care vizează corectarea situației de mediu neviabile de pe planetă: prevenirea consecințelor schimbărilor climatice și îmbunătățirea calității aerului. Noua revizuire observă rolul factorilor geopolitici care au un impact complex asupra piețelor energetice și securității aprovizionării cu energie. De asemenea, agenția remarcă necesitatea atragerii de investiții în dezvoltarea de noi tehnologii energetice.

„Lumea construiește încet un alt tip de sistem energetic, dar au apărut crăpături în pilonii de susținere”, spune IEA într-o nouă revizuire. Costul producerii energiei solare și eoliene continuă să scadă, în timp ce prețurile petrolului au crescut peste 80 de dolari pe baril în acest an, iar o serie de țări se confruntă cu decizii dificile, confruntate cu nevoia de a reforma subvențiile pentru consumul de petrol și gaze.

După cum a demonstrat economia venezueleană, care a intrat într-o scădere fatală, producția și aprovizionarea fiabilă cu materii prime cu hidrocarburi se află într-o zonă cu riscuri ridicate. Tendința către o piață globală de gaz interconectată, ca urmare a creșterii comerțului cu gaze naturale lichefiate (GNL), intensifică concurența între furnizori, schimbând percepțiile din țările consumatoare cu privire la modul de gestionare a posibilelor lipsuri de aprovizionare.

Într-o lume în care unul din opt oameni nu are acces la energie electrică, există noi amenințări la adresa sistemelor energetice care funcționează deja: generatorii trebuie să își asigure flexibilitatea și să se adapteze la fluctuațiile consumului, precum și să îi protejeze de amenințările cibernetice. Disponibilitatea, fiabilitatea și stabilitatea sistemelor energetice sunt strâns legate și necesită o abordare integrată a politicii energetice.

Energia eoliană și solară reprezintă sursa de bază de energie electrică accesibilă, cu emisii reduse, dar dezvoltarea energiei regenerabile impune cerințe suplimentare privind fiabilitatea sistemelor energetice. Emisiile de dioxid de carbon (CO2) legate de energie au crescut cu 1,6% în 2017, potrivit agenției. Această tendință continuă și în 2018. Poluarea aerului legată de energie provoacă în continuare milioane de decese premature în fiecare an.

Noi scenarii de politică

În noua viziune asupra energiei mondiale, AIE nu își propune să prezică viitorul, ci încearcă să înțeleagă posibilele căi de dezvoltare a situației și să identifice interconexiunile în sisteme energetice complexe. Scenariul politicilor curente presupune că totul va continua să se dezvolte așa cum este acum și ajunge la concluzia că tensiunile vor crește în toate aspectele securității energetice. Scenariul Noilor Politici clarifică decalajul dintre politicile actuale și atingerea obiectivelor de dezvoltare durabilă (Scenariul Dezvoltarii Durabile) și, de asemenea, identifică necesitatea unei tranziții către energie curată.

Potrivit concluziilor agenției, factorul determinant în dezvoltarea sectorului energetic mondial vor fi acțiunile întreprinse de guvernele țărilor care sunt cei mai mari consumatori de resurse energetice. Alegerea făcută de state va determina dezvoltarea sistemului energetic al viitorului. „Analiza noastră arată că peste 70% din investițiile globale în energie sunt în mâinile statului. Deciziile guvernamentale determină soarta energiei mondiale.


Dezvoltarea politicilor potrivite și a stimulentelor potrivite va fi esențială pentru atingerea obiectivelor noastre comune de asigurare a aprovizionării cu energie, reducerea emisiilor de carbon, îmbunătățirea calității aerului în centrele urbane, deschiderea accesului la energie în Africa și în alte regiuni cu probleme”, a spus șeful departamentului. Agenția Internațională pentru Energie Fatih Birol, prezentând recenzia.

Astfel, scenariul noii politici presupune o creștere a veniturilor până în 2040 de aproximativ 1,7 miliarde de oameni, dintre care majoritatea vor reumple populația urbană a țărilor în curs de dezvoltare, ceea ce va duce la o creștere a consumului de energie cu peste un sfert din actualul nivel. Dacă în anii 2000 Europa și America de Nord reprezentau mai mult de 40% din cererea globală de resurse energetice, în timp ce țările în curs de dezvoltare din Asia - aproximativ 20%, atunci până în 2040 această aliniere se va schimba complet.

Creșterea consumului de resurse energetice va fi asigurată de statele cu economii în curs de dezvoltare, în frunte cu India. Dezvoltarea sistemelor energetice în țările asiatice va depinde de furnizarea tuturor tipurilor de resurse energetice existente, precum și de tehnologii. Asia va reprezenta mai mult de jumătate din creșterea cererii de gaze naturale, peste 80% pentru petrol, 100% pentru cărbune și nuclear și 60% pentru eolian și solar.

Revoluția șisturilor va continua să pună presiune asupra situației deja stabilite cu aprovizionarea cu petrol și gaze. Statele Unite, devenite cel mai mare producător mondial de hidrocarburi, vor scoate exportatorii tradiționali de hidrocarburi de pe piețe, care se bazează încă mult pe vânzările externe de petrol și gaze pentru a sprijini dezvoltarea economiei naționale. Conform noului scenariu politic al AIE, SUA vor reprezenta mai mult de jumătate din creșterea producției globale de petrol și gaze până în 2025 (aproximativ 75% pentru petrol și 40% pentru gaz).

Până la mijlocul anilor 2020, aproximativ unul din cinci barili de petrol și unul din patru metri cubi de gaz din lume vor fi produși în Statele Unite. Potrivit prognozei agenției, producția de petrol din SUA va crește cu încă 10 milioane de barili echivalent petrol de la sfârșitul anului 2018 până în 2025. e. pe zi, depășind nivelul de 20 de mii de barili echivalent petrol. e. pe zi.

Ponderea totală a hidrocarburilor în consumul de energie primară a rămas neschimbată în ultimii 25 de ani. Cu toate acestea, până în 2040, va scădea treptat, dar își va păstra poziția dominantă în balanța combustibilului și energiei în această perioadă. Potrivit prognozei agenției, consumul de petrol în transportul rutier va atinge vârful la mijlocul anilor 2020. Printre tendințele evidențiate de AIE se numără o creștere a eficienței utilizării combustibilului auto în mașinile cu motor cu ardere internă, ceea ce va ajuta la economisirea a aproximativ 9 milioane de barili echivalent petrol. e. pe zi pentru următorii 22 de ani.

În plus, până în 2040, 300 de milioane de vehicule electrice vor fi pe drumuri, ceea ce va reduce consumul de „aur negru” cu încă 3 milioane de barili echivalent petrol. e. pe zi. Cu toate acestea, cererea de petrol din produse petrochimice, precum și transportul de mărfuri, maritim și aerian va continua să stimuleze creșterea consumului de petrol. Efectul reciclării plasticului se va dubla, dar acest lucru va ajuta la reducerea cererii globale de petrol cu ​​doar 1,5 milioane de barili de petrol. e. pe zi. Drept urmare, AIE prezice o creștere suplimentară a cererii de petrol cu ​​peste 5 milioane de barili echivalent petrol. e. pe zi, până la 106 milioane de barili echivalent petrol. e. pe zi până în 2040

Consumul de gaze naturale va depăși cărbunele până în 2030, ceea ce va aduce gazele pe locul doi, după petrol, în balanța globală de combustibil și energie. Rusia va rămâne cel mai mare exportator de gaze din lume, deschizând noi rute pentru aprovizionarea cu gaze rusești către piețele asiatice. În timp ce Europa își va păstra poziția de cel mai mare importator de gaze naturale.

Potrivit Agenției Internaționale pentru Energie, cererea de gaze în țările europene a atins vârful în 2010 la 545 de miliarde de metri cubi. m, o perioadă de patru ani de scădere a consumului a trecut deja. Cu toate acestea, din 2014, prețurile scăzute la gaze și cererea crescută din partea industriei de energie electrică au provocat o creștere a consumului acesteia în Europa cu 4-7% pe an.

În viitor, prioritatea acordată în UE dezvoltării surselor de energie regenerabilă poate provoca o încetinire a acestei creșteri și o scădere treptată a cererii de gaze până în 2040. Cu toate acestea, din cauza scăderii producției de gaze naturale în Europa, dependența de importuri. livrările de gaze vor crește în viitorul apropiat. Potrivit AIE, chiar și în cazul unei reduceri semnificative a consumului de gaze în UE, până la sfârșitul perioadei de prognoză, Rusia va furniza aproximativ 37% din gazul importat în UE, sau 140 de miliarde de metri cubi. m de 385 miliarde de metri cubi. m în 2040

Astfel, în următorii 22 de ani, Federația Rusă, după ce a trecut de o perioadă de creștere record a livrărilor către Europa, se poate confrunta cu o prăbușire a exporturilor de gaze către Europa cu aproximativ 60 de miliarde de metri cubi. m comparativ cu nivelul de azi. Ponderea tot mai mare a energiei eoliene și solare în sistemele energetice ale țărilor europene va reduce cererea de gaze, iar modernizarea clădirilor existente va contribui la reducerea consumului acesteia în sistemele de încălzire.

Industria energetică ca vedetă a unui spectacol energetic modern

Potrivit AIE, electricitatea generată din surse regenerabile de energie asigură un sfert din nevoile umanității pentru aceasta. Panourile solare au scăzut atât de mult, încât agenția preconizează o posibilă încetinire a dezvoltării acestui segment din cauza investițiilor mai mici. La un secol de la înființare, industria electrică trece printr-o perioadă de schimbări semnificative. Ponderea energiei electrice în consumul final de resurse energetice s-a apropiat de 20%, iar, conform previziunilor agenției, aceasta va continua să crească până la 40% până în 2040. Cererea de energie electrică va crește cu 60% în perioada de prognoză, țările în curs de dezvoltare vor reprezintă 90% din această creștere.

La WEO-2018, agenția a prezentat o nouă metodologie de evaluare a competitivității diferitelor opțiuni de generare pe baza costurilor tehnologice în evoluție, precum și a revenirii sistemelor de energie în momente diferite. Electrificarea la scară largă devine alegerea țărilor cu accent pe industria ușoară, tehnologiile digitale și dezvoltarea segmentului de servicii. „În economiile avansate, creșterea cererii de energie electrică arată tarife scăzute.

Cu toate acestea, investițiile în sectorul energiei electrice sunt încă uriașe pe fondul modernizării infrastructurii și al schimbărilor care au loc în interiorul complexelor de generare. Electricitatea este vedeta spectacolului, dar cât de strălucitoare va străluci în viitor? În țările în curs de dezvoltare, unde IEA prezice o dublare a cererii de energie electrică, principalele probleme sunt disponibilitatea energiei electrice, precum și reducerea emisiilor nocive din producția acesteia.

Atunci când statul determină tendințe în dezvoltarea industriei energiei electrice, sunt posibile distorsiuni, care cad ulterior pe umerii consumatorilor cu o povară insuportabilă. Agenția Internațională pentru Energie a estimat că, în regiunile puternic reglementate din China, India, Asia de Sud-Est și Orientul Mijlociu, au fost deja acumulate aproximativ 350 GW de capacitate în exces, ceea ce duce la costuri suplimentare pentru consumatori. Agenția, în noul său studiu energetic global, evidențiază rolul cheie al statului în transformarea sistemului energetic, dar costul greșelilor făcute de guverne pe parcurs poate fi prea mare pentru cetățenii acestor țări. publicat

Abonați-vă la canalul nostru Yandex Zen!

Dacă aveți întrebări pe această temă, adresați-le specialiștilor și cititorilor proiectului nostru.

Astăzi, întreaga lume este asigurată cu energie electrică prin arderea cărbunelui și a gazului (combustibil fosili), exploatarea fluxului de apă și controlul unei reacții nucleare. Aceste abordări sunt destul de eficiente, dar pe viitor va trebui să le abandonăm, îndreptându-ne spre o astfel de direcție precum energia alternativă.

O mare parte din această nevoie se datorează faptului că combustibilii fosili sunt limitati. În plus, metodele tradiționale de generare a energiei electrice sunt unul dintre factorii de poluare a mediului. De aceea lumea are nevoie de o alternativă „sănătoasă”..

Oferim versiunea noastră a TOP-ului modalităților netradiționale de generare a energiei, care în viitor poate deveni un înlocuitor pentru centralele convenționale.

locul 7. Energie distribuită

Înainte de a lua în considerare sursele alternative de energie, să analizăm un concept interesant care poate schimba structura sistemului energetic în viitor.

Astăzi, electricitatea este produsă la stațiile mari, transferată în rețelele de distribuție și livrată la casele noastre. Abordarea distribuită implică o treaptă respingerea producției centralizate de energie electrică. Acest lucru poate fi realizat prin construirea unor surse de energie mici în imediata apropiere a consumatorilor sau grupului de consumatori.

Ca surse de energie pot fi folosite:

  • centrale cu microturbine;
  • centrale cu turbine cu gaz;
  • cazane de abur;
  • panouri solare;
  • mori de vânt;
  • pompe de caldura, etc.

Astfel de minicentrale pentru locuință vor fi conectate la o rețea comună. Acolo va curge surplusul de energie și, dacă este necesar, rețeaua electrică va putea compensa lipsa de energie, de exemplu, atunci când panourile solare funcționează mai rău din cauza vremii înnorate.

Cu toate acestea, implementarea acestui concept astăzi și în viitorul apropiat este puțin probabilă, dacă vorbim despre scară globală. Acest lucru se datorează în primul rând costului ridicat al tranziției de la energia centralizată la cea distribuită.

locul 6. Energie de furtună

De ce să generați electricitate când o puteți „prinde” din aer? În medie, un fulger este de 5 miliarde J de energie, ceea ce echivalează cu arderea a 145 de litri de benzină. Teoretic, centralele electrice cu fulgere vor reduce uneori costul energiei electrice.

Totul va arăta așa: stațiile sunt situate în regiuni cu activitate de furtună crescută, „colectează” descărcări și acumulează energie. După aceea, energia este introdusă în rețea. Puteți prinde fulgere cu ajutorul paratrăsnetului gigant, dar principala problemă rămâne - să acumulați cât mai multă energie de fulger într-o fracțiune de secundă. În stadiul actual, supercondensatoarele și convertoarele de tensiune sunt indispensabile, dar o abordare mai delicată poate apărea în viitor.

Dacă vorbim despre electricitate „din aer”, nu ne putem aminti de adepții formării energiei libere. De exemplu, Nikola Tesla la un moment dat se presupune a demonstrat un dispozitiv pentru obținerea curentului electric din eter pentru funcționarea unei mașini.

locul 5. Arderea combustibilului regenerabil

În loc de cărbune, centralele electrice pot arde așa-numitele " biocombustibil ". Acestea sunt materii prime prelucrate vegetale și animale, deșeuri ale organismelor și unele deșeuri industriale de origine organică. Exemplele includ lemn de foc convențional, așchii de lemn și biomotorină, care se găsește la benzinării.

În sectorul energetic, așchiile de lemn sunt cele mai des folosite. Se colectează în timpul tăierilor sau prelucrării lemnului. După măcinare, este presat în pelete de combustibil și trimis la centrale termice sub această formă.

Până în 2019, construcția celei mai mari centrale electrice, care va funcționa cu biocombustibili, ar trebui să fie finalizată în Belgia. Conform previziunilor, va trebui să producă 215 MW de energie electrică. Este suficient pentru 450.000 de case.

Fapt interesant! Multe țări practică cultivarea așa-numitei „păduri energetice” – copaci și arbuști care se potrivesc cel mai bine pentru nevoile energetice.

Dacă energia alternativă se va dezvolta în direcția biocombustibililor este încă puțin probabil, deoarece există soluții mai promițătoare.

locul 4. Centrale mareomotoare și valurilor

Centralele hidroelectrice tradiționale funcționează după următorul principiu:

  1. Presiunea apei este furnizată turbinelor.
  2. Turbinele încep să se învârtească.
  3. Rotația este transmisă generatoarelor care generează energie electrică.

Construcția unei hidrocentrale este mai costisitoare decât o centrală termică și este posibilă doar în locurile cu rezerve mari de energie apei. Dar principala problemă este deteriorarea ecosistemelor din cauza necesității de a construi baraje.

Centralele mareomotrice funcționează pe un principiu similar, dar folosiți puterea fluxurilor și refluxurilor pentru a genera energie.

Tipurile de energie alternativă „apă” includ o direcție atât de interesantă precum energia valurilor. Esența sa se rezumă la generarea de energie electrică prin utilizarea energiei valurilor oceanice, care este mult mai mare decât cea de maree. Cea mai puternică centrală a valurilor de astăzi este Pelamis P-750 , care generează 2,25 MW de energie electrică.

Legănându-se pe valuri, aceste convectoare uriașe („șerpi”) se îndoaie, drept urmare pistoanele hidraulice încep să se miște în interior. Ei pompează ulei prin motoare hidraulice, care la rândul lor transformă generatoare electrice. Electricitatea rezultată este livrată la țărm printr-un cablu care este așezat de-a lungul fundului. În viitor, numărul de convectoare va fi înmulțit, iar stația va putea genera până la 21 MW.

locul 3. Statii geotermale

Energia alternativă este bine dezvoltată în direcția geotermală. Stațiile geotermale generează energie electrică prin conversia efectivă a energiei pământului sau, mai degrabă, a energiei termice a surselor subterane.

Există mai multe tipuri de astfel de centrale electrice, dar în toate cazurile se bazează pe aceeași principiul de funcționare: aburul dintr-o sursă subterană se ridică prin puț și rotește o turbină conectată la un generator electric. Astăzi, este o practică comună când apa este pompată într-un rezervor subteran la o adâncime mare, unde se evaporă sub influența temperaturilor ridicate și intră în turbine sub formă de abur sub presiune.

Zonele cu un număr mare de gheizere și izvoare termale deschise care sunt încălzite din cauza activității vulcanice sunt cele mai potrivite pentru scopuri de energie geotermală.

Deci, în California există un întreg complex geotermal numit " Gheizere ". Acesta reunește 22 de stații producând 955 MW. Sursa de energie în acest caz este o cameră de magmă cu un diametru de 13 km la o adâncime de 6,4 km.

locul 2. ferme de vant

Energia eoliană este una dintre cele mai populare și promițătoare surse de producere a energiei electrice.

Principiul de funcționare al generatorului eolian este simplu:

  • lamele se rotesc sub influența forței vântului;
  • rotația este transmisă generatorului;
  • generatorul produce curent alternativ;
  • Energia rezultată este de obicei stocată în baterii.

Puterea generatorului eolian depinde de lungimea palelor și de înălțimea acestuia. Prin urmare, acestea sunt instalate în zone deschise, câmpuri, dealuri și în zona de coastă. Instalațiile cu 3 lame și o axă verticală de rotație funcționează cel mai eficient.

Fapt interesant! De fapt, energia eoliană este un fel de energie solară. Acest lucru se explică prin faptul că vânturile apar din cauza încălzirii neuniforme a atmosferei și a suprafeței pământului de către razele soarelui.

Pentru a face o moară de vânt, nu sunt necesare cunoștințe profunde de inginerie. Deci, mulți meșteri și-ar putea permite să se deconecteze de la rețeaua generală de energie și să treacă la energie alternativă.


Vestas V-164 este cea mai puternică turbină eoliană de astăzi. Acesta generează 8 MW.

Pentru producerea de energie electrică la scară industrială se folosesc parcuri eoliene, formate din multe mori de vânt. Cea mai mare centrală electrică este Alta situat în California. Capacitatea sa este de 1550 MW.

locul 1. Centrale solare (SPP)

Energia solară are cele mai mari perspective. Tehnologia de conversie a radiației solare cu ajutorul fotocelulelor se dezvoltă de la an la an, devenind din ce în ce mai eficientă.

Nu este un secret pentru nimeni că resursele folosite de omenire astăzi sunt finite, în plus, extragerea și utilizarea lor ulterioară poate duce nu numai la o energie, ci și la o catastrofă de mediu. Resursele folosite în mod tradițional de omenire - cărbune, gaz și petrol - se vor epuiza în câteva decenii, iar măsurile trebuie luate acum, în vremea noastră. Desigur, putem spera că vom găsi din nou un zăcământ bogat, la fel ca în prima jumătate a secolului trecut, dar oamenii de știință sunt siguri că zăcăminte atât de mari nu mai există. Dar, în orice caz, chiar și descoperirea de noi zăcăminte nu va face decât să întârzie inevitabilul, este necesar să se găsească modalități de a produce energie alternativă și de a trece la resurse regenerabile precum vântul, soarele, energia geotermală, energia curgerii apei și altele, și împreună cu aceasta, este necesar să se continue dezvoltarea tehnologiilor de economisire a energiei.

În acest articol, vom lua în considerare unele dintre cele mai promițătoare, în opinia oamenilor de știință moderni, idei pe care se va construi energia viitorului.

stații solare

Oamenii s-au întrebat de mult dacă este posibil să încălziți apă sub soare, haine uscate și ceramică înainte de a o trimite la cuptor, dar aceste metode nu pot fi numite eficiente. Primele mijloace tehnice care convertesc energia solară au apărut în secolul al XVIII-lea. Omul de știință francez J. Buffon a arătat un experiment în care a reușit să aprindă un copac uscat cu ajutorul unei oglinzi mari concave pe vreme senină de la o distanță de aproximativ 70 de metri. Compatriotul său, celebrul om de știință A. Lavoisier, a folosit lentile pentru a concentra energia soarelui, iar în Anglia au creat sticlă biconvexă, care, prin focalizarea razelor solare, a topit fonta în doar câteva minute.

Naturaliștii au efectuat multe experimente care au demonstrat că soarele pe pământ este posibil. Cu toate acestea, o baterie solară care ar transforma energia solară în energie mecanică a apărut relativ recent, în 1953. A fost creat de oameni de știință de la Agenția Națională Aerospațială a SUA. Deja în 1959, o baterie solară a fost folosită pentru prima dată pentru a echipa un satelit spațial.

Poate chiar și atunci, realizând că astfel de baterii sunt mult mai eficiente în spațiu, oamenii de știință au venit cu ideea de a crea stații solare spațiale, pentru că într-o oră soarele generează atâta energie cât nu consumă întreaga umanitate într-un timp. an, deci de ce să nu-l folosești? Care va fi energia solară a viitorului?

Pe de o parte, se pare că utilizarea energiei solare este o opțiune ideală. Cu toate acestea, costul unei stații solare spațiale uriașe este foarte mare și, în plus, va fi costisitor de exploatat. În timp, când vor fi introduse noi tehnologii de livrare a mărfurilor în spațiu, precum și noi materiale, implementarea unui astfel de proiect va deveni posibilă, dar deocamdată nu putem folosi decât baterii relativ mici pe suprafața planetei. Mulți vor spune că și asta este bine. Da, se poate într-o locuință privată, dar pentru alimentarea cu energie a orașelor mari, respectiv, ai nevoie fie de multe panouri solare, fie de o tehnologie care să le facă mai eficiente.

Latura economică a problemei este prezentă și aici: orice buget va avea de suferit foarte mult dacă i se încredințează sarcina de a converti un întreg oraș (sau o țară întreagă) la panouri solare. S-ar părea că este posibil să-i obligi pe locuitorii orașului să plătească niște sume pentru reechipare, dar în acest caz vor fi nemulțumiți, pentru că dacă oamenii ar fi fost gata să meargă pentru astfel de cheltuieli, ar fi făcut-o singuri demult: toată lumea. are posibilitatea de a cumpăra o baterie solară.

Mai există un paradox în ceea ce privește energia solară: costurile de producție. Transformarea directă a energiei solare în electricitate nu este cel mai eficient lucru. Până acum, nu s-a găsit o modalitate mai bună decât utilizarea razelor solare pentru a încălzi apa, care, transformându-se în abur, la rândul ei rotește un dinam. În acest caz, pierderea de energie este minimă. Omenirea vrea să folosească panouri solare „verzi” și stații solare pentru a conserva resursele de pe pământ, dar un astfel de proiect ar necesita o cantitate uriașă din aceleași resurse și energie „non-verde”. De exemplu, în Franța, a fost construită recent o centrală solară, care acoperă o suprafață de aproximativ doi kilometri pătrați. Costul construcției a fost de aproximativ 110 milioane de euro, fără a include costurile de exploatare. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că durata de viață a unor astfel de mecanisme este de aproximativ 25 de ani.

Vânt

Energia eoliană a fost folosită și de oameni încă din antichitate, cel mai simplu exemplu fiind navigația și morile de vânt. Morile de vânt sunt încă folosite astăzi, în special în zonele cu vânt constant, cum ar fi pe coastă. Oamenii de știință propun în mod constant idei despre cum să modernizeze dispozitivele existente pentru conversia energiei eoliene, una dintre ele este turbinele eoliene sub formă de turbine în creștere. Datorită rotației constante, acestea ar putea „atârna” în aer la o distanță de câteva sute de metri de sol, unde vântul este puternic și constant. Acest lucru ar ajuta la electrificarea zonelor rurale unde utilizarea morilor de vânt standard nu este posibilă. În plus, astfel de turbine zburătoare ar putea fi echipate cu module de internet, cu ajutorul cărora oamenii ar avea acces la World Wide Web.

Maree și valuri

Boom-ul energiei solare și eoliene se estompează treptat, iar alte energii naturale au atras interesul cercetătorilor. Mai promițătoare este utilizarea fluxurilor și refluxurilor. Deja, aproximativ o sută de companii din întreaga lume se ocupă de această problemă și există mai multe proiecte care au dovedit eficiența acestei metode de generare a energiei electrice. Avantajul față de energia solară este că pierderile în timpul transferului unei energii la alta sunt minime: unda de marea rotește o turbină uriașă, care generează electricitate.

Proiectul Oyster este ideea instalării unei supape pivotante pe fundul oceanului care va furniza apă țărmului, rotind astfel o simplă turbină hidroelectrică. Doar o astfel de instalație ar putea furniza energie electrică unui mic microdistrict.

Fluxurile sunt deja folosite cu succes în Australia: în orașul Perth au fost instalate instalații de desalinizare care funcționează cu acest tip de energie. Munca lor permite să furnizeze aproximativ o jumătate de milion de oameni cu apă proaspătă. Energia naturală și industria pot fi, de asemenea, combinate în această ramură a producției de energie.

Utilizarea este oarecum diferită de tehnologiile pe care suntem obișnuiți să le vedem în hidrocentralele fluviale. Centralele hidroelectrice dăunează deseori mediului: teritoriile adiacente sunt inundate, ecosistemul este distrus, dar stațiile care funcționează pe razele de mare sunt mult mai sigure în acest sens.

energia umană

Unul dintre cele mai fantastice proiecte de pe lista noastră este utilizarea energiei oamenilor vii. Sună uimitor și chiar oarecum terifiant, dar nu totul este atât de înfricoșător. Oamenii de știință prețuiesc ideea cum să folosească energia mecanică a mișcării. Aceste proiecte sunt despre microelectronică și nanotehnologii cu consum redus de energie. Deși sună a utopie, nu există evoluții reale, dar ideea este foarte interesantă și nu părăsește mintea oamenilor de știință. De acord, foarte convenabile vor fi dispozitivele care, precum ceasurile cu înfășurare automată, vor fi încărcate din faptul că senzorul este trecut cu degetul sau din faptul că o tabletă sau telefon pur și simplu atârnă într-o geantă atunci când mergi. Ca să nu mai vorbim de haine care, pline cu diverse microdispozitive, ar putea transforma energia mișcării umane în electricitate.

La Berkeley, în laboratorul lui Lawrence, de exemplu, oamenii de știință au încercat să pună în aplicare ideea de a folosi viruși pentru a presa electricitatea. Există și mecanisme mici, alimentate de mișcare, dar până acum o astfel de tehnologie nu a fost pusă în funcțiune. Da, criza energetică globală nu poate fi tratată în acest fel: câți oameni vor trebui să „potolească” pentru ca întreaga fabrică să funcționeze? Dar, fiind una dintre măsurile utilizate în combinație, teoria este destul de viabilă.

Astfel de tehnologii vor fi deosebit de eficiente în locuri greu accesibile, în stațiile polare, în munți și taiga, în rândul călătorilor și turiștilor care nu au întotdeauna posibilitatea de a-și încărca gadgeturile, dar păstrarea contactului este important, mai ales dacă grupul se află într-o situație critică. Cât de mult ar putea fi prevenit dacă oamenii ar avea întotdeauna un dispozitiv de comunicare fiabil, care să nu depindă de „priză”.

Pile de combustibil cu hidrogen

Poate că fiecare proprietar de mașină, uitându-se la indicatorul cantității de benzină care se apropie de zero, s-a gândit cât de grozav ar fi dacă mașina ar merge pe apă. Dar acum atomii săi au intrat în atenția oamenilor de știință ca obiecte reale de energie. Faptul este că particulele de hidrogen - cel mai comun gaz din univers - conțin o cantitate uriașă de energie. În plus, motorul arde acest gaz practic fără produse secundare, adică obținem un combustibil foarte prietenos cu mediul.

Hidrogenul este alimentat de unele module ale ISS și navete, dar pe Pământ există în principal sub formă de compuși precum apa. În anii optzeci, în Rusia, au existat dezvoltări de aeronave care foloseau hidrogen ca combustibil, aceste tehnologii au fost chiar puse în practică, iar modelele experimentale și-au dovedit eficiența. Când hidrogenul este separat, acesta se mută într-o pilă de combustibil specială, după care electricitatea poate fi generată direct. Aceasta nu este energia viitorului, aceasta este deja o realitate. Mașini similare sunt deja produse și în loturi destul de mari. Honda, pentru a sublinia versatilitatea sursei de energie și a mașinii în ansamblu, a efectuat un experiment în urma căruia mașina a fost conectată la rețeaua electrică de domiciliu, dar nu pentru a se reîncărca. O mașină poate furniza energie unei case private timp de câteva zile sau poate parcurge aproape cinci sute de kilometri fără realimentare.

Singurul dezavantaj al unei astfel de surse de energie în acest moment este costul relativ ridicat al unor astfel de mașini ecologice și, desigur, un număr destul de mic de stații de alimentare cu hidrogen, dar construcția lor este deja planificată în multe țări. De exemplu, Germania are deja un plan de a instala 100 de benzinării până în 2017.

Căldura pământului

Transformarea energiei termice în energie electrică este esența energiei geotermale. În unele țări în care este dificil să se folosească alte industrii, este folosit destul de larg. De exemplu, în Filipine, 27% din toată energia electrică provine din centrale geotermale, în timp ce în Islanda această cifră este de aproximativ 30%. Esența acestei metode de producere a energiei este destul de simplă, mecanismul este similar cu un simplu motor cu abur. Înainte de presupusul „lac” de magmă, este necesar să forați o fântână prin care este furnizată apă. La contactul cu magma fierbinte, apa se transformă instantaneu în abur. Se ridică acolo unde învârte o turbină mecanică, generând astfel energie electrică.

Viitorul energiei geotermale este găsirea unor „rezerve” mari de magmă. De exemplu, în Islanda menționată mai sus, au reușit: într-o fracțiune de secundă, magma fierbinte a transformat toată apa pompată în abur la o temperatură de aproximativ 450 de grade Celsius, ceea ce este un record absolut. Un astfel de abur de înaltă presiune poate crește de mai multe ori eficiența unei stații geotermale, acesta putând deveni un imbold pentru dezvoltarea energiei geotermale în întreaga lume, în special în zonele saturate cu vulcani și izvoare termale.

Utilizarea deșeurilor nucleare

Energia nucleară, la un moment dat, a făcut furori. Așa a fost până când oamenii și-au dat seama de pericolul acestui sector energetic. Accidentele sunt posibile, nimeni nu este imun de astfel de cazuri, dar sunt foarte rare, dar deșeurile radioactive apar în mod constant și până de curând oamenii de știință nu au putut rezolva această problemă. Cert este că tijele de uraniu, „combustibilul” tradițional al centralelor nucleare, pot fi folosite doar cu 5%. După prelucrarea acestei piese mici, întreaga tijă este trimisă la „haldă”.

Anterior, se folosea o tehnologie în care tijele erau scufundate în apă, care încetinește neutronii, menținând o reacție constantă. Acum a fost folosit sodiu lichid în loc de apă. Această înlocuire face posibilă nu numai utilizarea întregului volum de uraniu, ci și procesarea a zeci de mii de tone de deșeuri radioactive.

Eliberarea planetei de deșeurile nucleare este importantă, dar există un „dar” în tehnologia în sine. Uraniul este o resursă, iar rezervele sale de pe Pământ sunt limitate. Dacă întreaga planetă este trecută exclusiv la energia primită de la centralele nucleare (de exemplu, în Statele Unite, centralele nucleare produc doar 20% din toată energia electrică consumată), rezervele de uraniu se vor epuiza destul de repede, iar acest lucru va conduce din nou omenirea până în pragul unei crize energetice, deci energia nucleară, deși modernizată, doar o măsură temporară.

combustibil vegetal

Chiar și Henry Ford, după ce și-a creat „Modelul T”, se aștepta ca acesta să funcționeze deja cu biocombustibili. Totuși, la acea vreme, s-au descoperit noi zăcăminte petroliere, iar nevoia de surse alternative de energie a dispărut de câteva decenii, dar acum se întoarce din nou.

În ultimii cincisprezece ani, utilizarea combustibililor vegetali precum etanolul și biomotorina a crescut de mai multe ori. Sunt folosite ca surse independente de energie și ca aditivi la benzină. Cu ceva timp în urmă, s-au pus speranțe pe o cultură specială de mei, numită „canola”. Este complet nepotrivit pentru hrana oamenilor sau animalelor, dar are un conținut ridicat de ulei. Din acest ulei au început să producă „biodiesel”. Dar această cultură va ocupa prea mult spațiu dacă încercați să o creșteți suficient pentru a furniza combustibil pentru cel puțin o parte a planetei.

Acum oamenii de știință vorbesc despre utilizarea algelor. Conținutul lor de ulei este de aproximativ 50%, ceea ce va face la fel de ușor extragerea uleiului, iar deșeurile pot fi transformate în îngrășăminte, pe baza cărora vor fi cultivate noi alge. Ideea este considerată interesantă, dar viabilitatea ei nu a fost încă dovedită: publicarea experimentelor de succes în acest domeniu nu a fost încă publicată.

Fuziunea termonucleară

Energia viitoare a lumii, potrivit oamenilor de știință moderni, este imposibilă fără tehnologie.Aceasta, în acest moment, este cea mai promițătoare dezvoltare în care sunt deja investite miliarde de dolari.

În energia de fisiune se folosește. Este periculos pentru că există amenințarea unei reacții necontrolate care va distruge reactorul și va duce la eliberarea unei cantități uriașe de substanțe radioactive: poate că toată lumea își amintește accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl.

Reacțiile de fuziune, după cum sugerează și numele, folosesc energia eliberată atunci când atomii fuzionează. Drept urmare, spre deosebire de fisiunea atomică, nu se produc deșeuri radioactive.

Problema principală este că, în urma fuziunii termonucleare, se formează o substanță care are o temperatură atât de ridicată încât poate distruge întregul reactor.

Viitorul este realitate. Și fanteziile sunt nepotrivite aici, momentan construcția reactorului a început deja în Franța. Câteva miliarde de dolari au fost investite într-un proiect pilot finanțat de multe țări, care, pe lângă UE, includ China și Japonia, SUA, Rusia și altele. Inițial, primele experimente erau planificate să fie lansate încă din 2016, dar calculele au arătat că bugetul era prea mic (în loc de 5 miliarde, a fost nevoie de 19), iar lansarea a fost amânată cu încă 9 ani. Poate că în câțiva ani vom vedea de ce este capabilă energia termonucleară.

Probleme ale prezentului și oportunități pentru viitor

Nu numai oamenii de știință, ci și scriitorii de science fiction oferă o mulțime de idei pentru implementarea tehnologiei viitorului în sectorul energetic, dar toată lumea este de acord că până acum niciuna dintre opțiunile propuse nu poate satisface pe deplin toate nevoile civilizației noastre. De exemplu, dacă toate mașinile din Statele Unite ale Americii funcționează cu biocombustibili, câmpurile de canola ar trebui să acopere o suprafață egală cu jumătate din întreaga țară, indiferent de faptul că în State nu există atât de mult teren propice agriculturii. În plus, până acum toate metodele de producere a energiei alternative sunt scumpe. Poate că fiecare oraș obișnuit este de acord că este important să folosească resurse regenerabile, ecologice, dar nu atunci când li se spune costul unei astfel de tranziții în acest moment. Oamenii de știință au încă mult de lucru în acest domeniu. Noi descoperiri, noi materiale, noi idei - toate acestea vor ajuta omenirea să facă față cu succes crizei de resurse care se profilează. Planetele pot fi rezolvate doar prin măsuri complexe. În unele zone, este mai convenabil să folosiți generarea de energie eoliană, undeva - panouri solare și așa mai departe. Dar poate că principalul factor va fi reducerea consumului de energie în general și crearea de tehnologii de economisire a energiei. Fiecare om trebuie să înțeleagă că este responsabil pentru planetă și fiecare trebuie să își pună întrebarea: „Ce fel de energie aleg pentru viitor?” Înainte de a trece la alte resurse, toată lumea ar trebui să realizeze că acest lucru este cu adevărat necesar. Numai printr-o abordare integrată se va putea rezolva problema consumului de energie.

Oamenii de știință se întrec pentru a găsi viitoare surse de energie care să îmbunătățească mediul și să reducă dependența de petrol și alți combustibili fosili.

Unii prevăd că energia viitorului este . Alții spun că soarele este calea. Schemele mai sălbatice includ turbine eoliene înalte în aer sau un motor cu antimaterie.

Luați în considerare cum va fi energia viitorului în secolul 21 și nu numai.

Energia antimateriei

Antimateria este analogul materiei, alcătuit din antiparticule care au aceeași masă ca materia normală, dar cu proprietăți atomice opuse cunoscute sub numele de spin și sarcină.

Când particulele opuse se întâlnesc, ele se anihilează reciproc și eliberează o cantitate imensă de energie în conformitate cu celebra ecuație a lui Einstein E=mc2.

Energia viitorului, sub forma unui prototip de antimaterie, este deja folosită într-o tehnică de imagistică medicală cunoscută sub numele de tomografie cu emisie de pozitroni (PET), dar utilizarea sa ca o sursă potențială de combustibil rămâne în domeniul science fiction-ului.

Problema cu antimateria este că există foarte puțin din ea în univers. Antimateria poate fi produsă în laboratoare, dar în prezent doar în cantități foarte mici și la prețuri exorbitante. Și chiar dacă problema producției poate fi rezolvată, întrebarea principală rămâne totuși cum să depozitezi ceva care tinde să se autodistrugă la contactul cu materia obișnuită, precum și cum să folosești această energie antimaterie odată creată.

Oamenii de știință fac cercetări pentru a crea antimaterie care ar putea într-o zi să transporte umanitatea către stele, dar visele despre nave spațiale alimentate cu antimaterie sunt încă departe, toți experții sunt de acord.

Pile de combustibil cu hidrogen

La prima vedere, celulele de combustibil cu hidrogen pot părea o alternativă ideală la combustibilii fosili. Pot produce energie electrică folosind doar hidrogen și oxigen fără prea multă poluare.

O mașină alimentată cu celule de combustibil cu hidrogen nu numai că va fi mai eficientă decât o mașină alimentată cu un motor cu ardere internă, dar singura emisie va fi apa.

Din păcate, în timp ce hidrogenul este cel mai abundent element din univers, cea mai mare parte este asociată cu molecule precum apa. Aceasta înseamnă că hidrogenul pur, necombinat, trebuie produs folosind alte resurse, care în multe cazuri sunt asociate cu combustibilii fosili. Dacă acesta este cazul, atunci multe dintre beneficiile ecologice ale hidrogenului ca combustibil sunt neglijabile. O altă problemă cu hidrogenul este că nu poate fi comprimat ușor sau în siguranță și necesită rezervoare speciale de stocare. De asemenea, din motive care nu sunt pe deplin înțelese, atomii mici de hidrogen tind să pătrundă prin materialele rezervorului.

Nuclear

Albert Einstein ne-a spus că linia dintre materie și energie este neclară. Energia viitorului poate fi produsă prin fisiunea sau fuziunea nucleelor ​​- procese cunoscute sub numele de reacții de fisiune nucleară și formarea de nuclee mai grele acolo unde este eliberată.

Eliberează radiații dăunătoare și produce cantități mari de materiale radioactive care pot rămâne active timp de mii de ani și pot distruge ecosisteme întregi dacă se scurg. Există, de asemenea, îngrijorarea că materialul nuclear ar putea fi folosit în arme.

În prezent, majoritatea centralelor nucleare folosesc fisiune, iar menținerea temperaturilor necesare este necesară pentru producție.

Este cunoscut și un fenomen natural cunoscut sub numele de sonoluminiscență.

Sonoluminiscența poate fi într-o zi un mijloc de a avea reactoare nucleare și de fuziune gigantice într-un pahar de lichid.

Sonoluminiscența se referă la un fulger de lumină atunci când lichidele speciale creează unde sonore de înaltă energie. Undele sonore rup lichidul și produc bule minuscule care se extind rapid și apoi se prăbușesc violent. În acest proces se produce lumină, dar, mai important, interiorul bulelor care explodează atinge temperaturi și presiuni extrem de ridicate. Oamenii de știință sugerează că acest lucru poate fi suficient pentru fuziunea nucleară.

Oamenii de știință experimentează, de asemenea, metode pentru crearea fuziunii nucleare controlate prin accelerarea ionilor de hidrogen „grei” într-un câmp electric puternic.

Conversia căldurii oceanice

Oceanele acoperă 70% din Pământ, iar apa este colectorul natural de energie solară al viitorului. Conversia căldurii oceanice are loc prin exploatarea diferențelor de temperatură dintre apa de suprafață încălzită de soare și apa din adâncurile reci ale oceanului pentru a genera electricitate.

Conversia energiei termice oceanice poate funcționa după următorul principiu:

  • Buclă închisă: un lichid cu un punct de fierbere scăzut, cum ar fi amoniacul, este fiert folosind apă de mare caldă. Aburul rezultat este folosit pentru a actiona o turbina generatoare de electricitate, apoi aburul este racit cu apa rece de mare.
  • Ciclu deschis: apa de mare caldă este transformată în abur de joasă presiune care este folosit pentru a genera electricitate. Aburul se raceste si se transforma in apa dulce utilizabila cu apa rece de mare.
  • Ciclu hibrid: Un ciclu închis este utilizat pentru a genera electricitate, care este folosită pentru a crea mediul de joasă presiune necesar pentru un circuit deschis.

Energia termică a oceanului este folosită atât pentru extragerea apei dulci, cât și a apei de mare bogate în nutrienți extrasă din adâncurile oceanului pentru cultivarea organismelor și plantelor marine. Principalul dezavantaj al energiei termice oceanice este că este necesar să se lucreze la diferențe de temperatură atât de mici, în general în jur de 20 de grade Celsius unde eficiența este de la 1 la 3 la sută.

Hidroenergie

Apa care cade, curge sau se mișcă în alt mod a fost valorificată din cele mai vechi timpuri pentru a genera electricitate.

Hidroenergia furnizează aproximativ 20% din energia electrică a lumii.

Până de curând, se credea că energia apei a viitorului este o resursă naturală bogată, care nu necesită combustibil suplimentar și nu provoacă poluare.

Cu toate acestea, studii recente contestă unele dintre aceste afirmații și sugerează că barajele hidroelectrice pot produce cantități semnificative de dioxid de carbon și metan din defalcarea materialului vegetal scufundat. În unele cazuri, aceste emisii concurează cu cele de la centralele pe combustibili fosili. Un alt dezavantaj al barajelor este că oamenii au nevoie deseori să fie mutați. În cazul construcției Barajului Trei Chei din China, care a devenit cel mai mare baraj din lume, 1,9 milioane de persoane au fost strămutate, iar situri istorice au fost inundate și pierdute.

Biomasă

Sursa de energie a viitorului este biomasa sau biocombustibilii, care implică eliberarea de resurse chimice stocate în materie organică precum lemnul, culturile și deșeurile animale. Aceste materiale sunt arse direct pentru a furniza căldură sau rafinate pentru a crea combustibili alcoolici, cum ar fi etanolul.

Dar, spre deosebire de alte surse de energie regenerabilă, energia din biomasă nu este curată, deoarece arderea materiei organice produce cantități mari de dioxid de carbon. Cu toate acestea, puteți compensa sau elimina această diferență plantând copaci și ierburi cu creștere rapidă pentru combustibil. Oamenii de știință experimentează, de asemenea, utilizarea bacteriilor pentru a descompune biomasa și a produce hidrogen pentru a fi folosit drept combustibil.

O alternativă de biocombustibil interesantă, dar controversată, implică un proces cunoscut sub numele de conversie termică.

Spre deosebire de biocombustibilii convenționali, conversia termică poate converti practic orice tip de materie organică în ulei de înaltă calitate, cu apa ca singur produs secundar.

Rămâne însă de văzut dacă companiile care au brevetat procesul pot produce suficient petrol pentru ca această energie a viitorului să devină o alternativă viabilă la combustibil.

Ulei

Unii îi spun aur negru. Pe aceasta se bazează imperii întregi, din cauza căruia se duc războaie. Unul dintre motivele pentru care petrolul sau țițeiul este atât de valoros este că poate fi transformat într-o varietate de produse, de la kerosen la plastic și asfalt. Dacă aceasta este sursa de energie a viitorului, este aprins dezbătut.

Estimările cu privire la cantitatea de petrol rămasă în pământ variază foarte mult. Unii oameni de știință prevăd că rezervele de petrol vor atinge vârful și apoi vor scădea rapid; alții cred că vor fi descoperite suficiente rezerve noi pentru a satisface nevoile de energie ale lumii pentru încă câteva decenii.

La fel ca cărbunele și gazele naturale, petrolul este relativ ieftin în comparație cu alți combustibili alternativi, dar vine cu costuri mai mari de mediu. Utilizarea petrolului produce cantități mari de dioxid de carbon, iar scurgerile de petrol pot deteriora ecosistemele fragile.

Vânt

Făcând conceptul de mori de vânt cu un pas mai departe și mai sus, oamenii de știință doresc să creeze centrale electrice pe cer, mori de vânt plutind în aer la o altitudine de 1000 de metri. Dispozitivul cu șuruburi va fi stabilizat într-un singur loc, iar curentul electric va fi alimentat la pământ printr-un cablu.

Energia eoliană reprezintă în prezent doar 0,1% din cererea globală de energie electrică. Se așteaptă că acest număr va crește, deoarece vântul este una dintre cele mai curate forme de energie și poate genera energie atât timp cât vântul bate.

Problema, desigur, este că vânturile nu bat întotdeauna și nu se poate baza pe energia eoliană pentru a produce electricitate constantă. Există, de asemenea, îngrijorarea că parcurile eoliene ar putea afecta vremea locală în moduri care nu au fost încă pe deplin înțelese.

Oamenii de știință speră că ridicarea morilor de vânt pe cer va rezolva aceste probleme, deoarece vânturile la altitudine sunt mult mai puternice și mai consistente la altitudini mai mari.

Cărbune

Cărbunele a fost combustibilul care a alimentat revoluția industrială și de atunci a jucat un rol din ce în ce mai important în satisfacerea nevoilor de energie ale lumii.

Principalul avantaj al cărbunelui este că există mult. Suficient pentru a rezista încă 200-300 de ani la ritmul actual de consum.

În timp ce abundența sa îl face foarte economic, totuși, atunci când cărbunele arde, eliberează impurități de sulf și azot în aer, care se pot combina cu apa din atmosferă pentru a forma ploi acide. Arderea cărbunelui produce, de asemenea, cantități mari de dioxid de carbon, despre care majoritatea oamenilor de știință climatologic consideră că contribuie la încălzirea globală. Se fac eforturi serioase pentru a găsi noi modalități de reducere a deșeurilor și a produselor secundare ale exploatării cărbunelui.

energie solara

Energia solară nu necesită combustibil suplimentar și nu are loc poluare. Lumina soarelui poate fi concentrată sub formă de căldură sau transformată în electricitate folosind efectul fotovoltaic sau fotovoltaic prin oglinzi sincronizate care urmăresc mișcarea soarelui pe cer. Oamenii de știință au dezvoltat, de asemenea, metode pentru a valorifica viitoarea energie solară pentru a înlocui un motor pe gaz prin încălzirea gazului de hidrogen într-un rezervor care se extinde și antrenează un generator.

Dezavantajele energiei solare includ costurile inițiale mari, precum și nevoia de spații mari. De asemenea, pentru majoritatea alternativelor, producția de energie solară a viitorului este supusă capriciilor poluării aerului și a vremii care pot bloca lumina soarelui.