ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА В ХХІ ВЕКЕ
"Мы вовсе не получили Землю в наследство от наших
предков - мы всего лишь взяли её в долг у наших детей"
(Антуан Сент-Экзюпери)
В балансе сегодняшней мировой энергетики 35% занимает нефть, 25% - уголь, 22% - газ, 10% - ядерная энергетика и лишь 8% - возобновляемые природные источники энергии (ВИЭ). По прогнозам экспертов, ДОСТУПНОЙ нефти на Земле хватит лишь до 2030 (мнение пессимистов) - 2050 (мнение оптимистов) года; во всяком случае, запасы нефти на планете стремительно уменьшаются: из 1150 разведанных во всём мире гигабаррелей нефти на сегодня «выкачаны» не менее 900, и в настоящее время ежедневно добывают по 80 мегабаррелей. Прогнозы по природному газу: его запасов хватит до 2080 г. Кроме того, уже к 2015 г. баррель нефти будет стоить более $150, а 1000 "кубов" газа - более $600)....
Однако существует еще одна энергетическая угроза человечеству. На фоне громких (и обоснованных) заявлений ученых о грядущем глобальном потеплении, следует хотя бы прислушаться к альтернативным мнениям. Так, выдающийся сербский астроном и геофизик ХХ века Милутин Миланкович разработал теорию периодичности ледниковых периодов (так наз. "циклы Миланковича"). Согласно этой теории, климат Земли, в том числе периоды формирования и таяния ледников, соответствуют глобальным углеродным циклам и циклам изменений орбиты Земли. На основании этого ряд крупных ученых Европы и США пришли к выводу о том, что примерно в 2015 году на нашей планете начнется медленное понижение температуры, а в 2055-2060 годах наступит глобальное похолодание, которое продлится примерно 50-60 лет. После этого наступит новый цикл - цикл потепления. К аналогичным выводам при исследованиях изменений потока солнечного излучения пришел недавно зав. сектором космических исследований обсерватории РАН Х. Абдусаматов.
Поэтому в ближайшие 25-30 лет мировому сообществу остро необходимо осуществить "энергетическую революцию".
1. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ)
Необходимо завершить максимальное использование альтернативных экологически чистых возобновляемых источников энергии (ВИЭ) – солнца, ветра, малых и средних рек, океанских приливов и др., что покроет до 20-25% мировой потребности в энергии. Мировым лидером в ветроэнергетике является Германия: общая установленная мощность её «ветряков» - около 5 тыс. МВт; в малой гидроэнергетике мировым лидером является Китай, где с 1950 по 2004 г. общая мощность малых ГЭС выросла с 6 до 35000 МВт).
Таблица 1 - Ресурсы возобновляемой энергии (млрд ТВт · год*)
| Источник энергии | Мировые ресурсы, |
| Солнечное излучение на поверхности земли | 100 |
| Стоки рек, морские волны и приливы | 15 |
| Ветер | 5 |
| "Зеленые" отходы, отходы животноводства и птицеводства, ТБО, хозбытстоки | 0,5-1 |
| Земные недра (термальные вóды) | 0,05 |
*) 1 ТерраВт - 1012 Вт
Обратите внимание: средний поток солнечной энергии на Землю составляет 200-250 Вт/кв.м, в то же время на хозяйственную деятельность человека необходимо всего 2 Вт/кв.м в неиндустриальных районах и не более 15-20 Вт/кв.м – в высокоиндустриальных. Т.е. достаточно использовать от 2 до 10% только солнечной энергии, чтобы полностью удовлетворить энергетические потребности человечества. В то же время запасы энергии в недрах земли (газ, нефть, уголь и др.) - 170 млн МВт - составляют лишь 0,1% от энергии, поступающей на Землю от Солнца, которая равна примерно 170 млрд МВт. При этом средний кпд солнечных "нагревательных" коллекторов – 50%, если же электроэнергию получать напрямую через кремниевые солнечные батареи, то средний кпд – 25-35%. Поэтому сейчас осваивается серийное производство солнечных фотоэлектрических батарей на основе так наз. "наногетероэлектриков" (НГЭ) с кпд 85-90% (и способностью работать даже ночью!), для чего, прежде всего, будет освоено производство сверхчистых (степень очистки 10-7% и более) редкоземельных металлов.
Существует ещё один перспективный способ преобразования солнечной энергии в электрическую - термодинамический. с использованием концентраторов солнечного излучения - рис. 1. основные его элементы - центральный ресивер - это башня (Receiver) высотой
Рис. 1 - Схема преобразования солнечной энергии
в несколько десятков метров и поле (343 шт.) гелиостатов (Heliostat field - 343 solar unit); теплоноситель - сжатый атмосферный воздух. В такой установке используется парогазовый цикл c с газовой турбиной (steam cycle and gas turbine). Максимальный коэффициент концентрации - 45000; себестоимость электроэнергии - 0,15-0,20 евро/квт-ч.
Однако американская компания "Infinia" намерена вывести на рынок оригинальный солнечный генератор на основе двигателя Стирлинга, с концентратором солнечных лучей по размеру не больше средней спутниковой антенны.
На данный момент в США уже установлено более 20 млн кв.м тепловых солнечных коллекторов, а в ЕС - 12 млн кв.м.
Себастиан Браат (Sebastian Braat), из университета Западного Сиднея (University of Western Sydney), Австралия, разработал "Солнечную черепицу" (Solar roof tiles), сочетающую в себе сразу три функции. "Солнечная черепица" — это плитки, состоящие из основы (прозрачный поликарбонат) и двух главных слоёв. Один — солнечные батареи, другой — тонкий резервуар с теплоносителем. Плитки используют солнечный свет для выработки электричества (на что идёт 12-18% падающей световой энергии), а также — для подогрева (через промежуточный теплообменник) горячей воды в домашнем водопроводе (что обеспечивается тепловыми лучами, не воспринятыми фотоэлектрической панелью). Главное новшество этого изобретения - возможность делать из этих плиток крышу непосредственно, так же, как укладывают обычную черепицу.
Калифорнийская компания Nanosolar объявила строительстве крупнейшей в мире фабрики по производству солнечных элементов. Планируется, что ежегодно завод будет производить около 200 миллионов солнечных панелей общей мощностью в 430 мегаватт. Специалисты компании разработали новую технологию производства солнечных батарей. Она заключается в использовании особых чернил из наночастиц, которые наносятся на тонкую пластиковую пленку. Созданные таким способом солнечные элементы отличаются легкостью, гибкостью и дешевизной и будут окупаться за три месяца.
Международное энергетическое агентство (ІЕА), которое объединяет 27 стран, осуществляет грандиозный "энергопроект", согласно которому по всей площади огромной пустыни Гоби (Монголия-Китай) будут установлены солнечные электрические батареи. После завершения проекта "пустыня" будет производить столько электроэнергии, сколько сегодня её производится во всём мире! А правительство Австралии намерено выделить 57 млн долл. на постройку крупнейшей в мире солнечной электростанции, сообщает Associated Press. Решение принято в свете критики властей за отказ подписать Киотский протокол, подразумевающий уменьшение выбросов парниковых газов. Общая стоимость проекта размещения в штате Виктория (Австралия) зеркальных пластин, концентрирующих солнечные лучи, составляет 319 млн долл. Мощность станции составит 154 МВт.
Российский лауреат Нобелевской премии по физике Жорес Алферов в недавнем интервью журналу "Мысль" отметил: "....по очень большому счету, нет будущего ни у атомной, ни у газовой, ни у нефтяной, ни у угольной энергетики. Будущее вообще, с точки зрения способа производства электроэнергии, есть только у одной области – это преобразование солнечной энергии".
Дальше ещё интересней вот ссылка http://mikrasna.narod.ru/russian/energy.htm пишите в коментарии сюда.