Nuk është sekret që burimet e përdorura nga njerëzimi sot janë të fundme, për më tepër, nxjerrja dhe përdorimi i mëtejshëm i tyre mund të çojë jo vetëm në energji, por edhe në katastrofë mjedisore. Burimet e përdorura tradicionalisht nga njerëzimi - qymyri, gazi dhe nafta - do të mbarojnë brenda disa dekadash dhe duhet të merren masa tani, në kohën tonë. Natyrisht, mund të shpresojmë se do të gjejmë sërish ndonjë depozitë të pasur, ashtu siç ishte në gjysmën e parë të shekullit të kaluar, por shkencëtarët janë të sigurt se depozita kaq të mëdha nuk ekzistojnë më. Por në çdo rast, edhe zbulimi i depozitave të reja vetëm sa do të vonojë të pashmangshmen, është e nevojshme të gjenden mënyra për të prodhuar energji alternative dhe kalimi në burime të rinovueshme si era, dielli, energjia gjeotermale, energjia e rrjedhës së ujit dhe të tjera, dhe së bashku me kjo, është e nevojshme të vazhdohet me zhvillimin e teknologjive të kursimit të energjisë.
Në këtë artikull, ne do të shqyrtojmë disa nga idetë më premtuese, sipas mendimit të shkencëtarëve modernë, mbi të cilat do të ndërtohet energjia e së ardhmes.
stacione diellore
Njerëzit kanë pyetur prej kohësh nëse është e mundur të përdoret energjiadielli në tokë. Uji ngrohej nën diell, rrobat dhe qeramika thaheshin para se të dërgoheshin në furrë, por këto metoda nuk mund të quhen efektive. Mjetet e para teknike që konvertojnë energjinë diellore u shfaqën në shekullin e 18-të. Shkencëtari francez J. Buffon tregoi një eksperiment në të cilin arriti të ndezë një pemë të thatë me ndihmën e një pasqyre të madhe konkave në mot të kthjellët nga një distancë prej rreth 70 metrash. Bashkatdhetari i tij, shkencëtari i famshëm A. Lavoisier, përdori lente për të përqendruar energjinë e diellit dhe në Angli krijuan xhamin bikonveks, i cili, duke fokusuar rrezet e diellit, shkrinte gize në vetëm pak minuta.
Shkencëtarët e natyrës kryen shumë eksperimente që vërtetuan se përdorimi i energjisë diellore në tokë është i mundur. Megjithatë, një bateri diellore që do të konvertonte energjinë diellore në energji mekanike u shfaq relativisht kohët e fundit, në 1953. Ai u krijua nga shkencëtarët e Agjencisë Kombëtare të Hapësirës Ajrore të SHBA. Tashmë në vitin 1959, një bateri diellore u përdor për herë të parë për të pajisur një satelit hapësinor.
Ndoshta edhe atëherë, duke kuptuar se bateritë e tilla janë shumë më efikase në hapësirë, shkencëtarët dolën me idenë e krijimit të stacioneve diellore hapësinore, sepse në një orë dielli gjeneron aq energji sa i gjithë njerëzimi. nuk konsumohet brenda një viti, ndaj pse të mos e përdorni këtë? Cila do të jetë energjia diellore e së ardhmes?
Nga njëra anë, duket se përdorimi i energjisë diellore është një opsion ideal. Megjithatë, kostoja e një stacioni diellor të madh hapësinor është shumë i lartë, dhe përveç kësaj, do të jetë i shtrenjtë për të operuar. Kështu qëkoha kur do të futen teknologji të reja për dërgimin e mallrave në hapësirë, si dhe materiale të reja, zbatimi i një projekti të tillë do të bëhet i mundur, por tani për tani mund të përdorim vetëm bateri relativisht të vogla në sipërfaqen e planetit. Shumë do të thonë se kjo është gjithashtu e mirë. Po, është e mundur në kushtet e një shtëpie private, por për furnizimin me energji të qyteteve të mëdha, në përputhje me rrethanat, ose nevojiten shumë panele diellore, ose një teknologji që do t'i bëjë ato më efikase.
Ana ekonomike e çështjes është gjithashtu e pranishme këtu: çdo buxhet do të vuajë shumë nëse i besohet detyra për të shndërruar një qytet të tërë (ose një vend të tërë) në panele diellore. Duket se është e mundur të detyrohen banorët e qyteteve të paguajnë disa shuma për ripajisje, por në këtë rast ata do të jenë të pakënaqur, sepse nëse njerëzit do të ishin gati të bënin shpenzime të tilla, do ta kishin bërë vetë shumë kohë më parë: të gjithë kanë mundësinë të blejnë një bateri diellore.
Ka një tjetër paradoks në lidhje me energjinë diellore: kostot e prodhimit. Shndërrimi i drejtpërdrejtë i energjisë diellore në energji elektrike nuk është gjëja më efikase. Deri më tani, nuk është gjetur asnjë mënyrë më e mirë sesa përdorimi i rrezeve të diellit për të ngrohur ujin, i cili, duke u kthyer në avull, rrotullon një dinamo. Në këtë rast, humbja e energjisë është minimale. Njerëzimi dëshiron të përdorë panele diellore dhe stacione diellore "të gjelbërta" për të ruajtur burimet në tokë, por një projekt i tillë do të kërkonte një sasi të madhe të të njëjtave burime dhe energji "jo të gjelbër". Për shembull, në Francë, kohët e fundit u ndërtua një termocentral diellor, duke mbuluar një sipërfaqe prej rreth dy kilometra katrorë. Kostoja e ndërtimit ishte rreth 110 milionë euro, pa përfshirë kostot operative. Me gjithë këtë, duhet pasur parasysh se jeta e shërbimit të mekanizmave të tillë është rreth 25 vjet.
Era
Energjia e erës është përdorur gjithashtu nga njerëzit që nga lashtësia, shembulli më i thjeshtë është lundrimi dhe mullinjtë e erës. Mullinjtë e erës janë ende në përdorim sot, veçanërisht në zonat me erëra të vazhdueshme, si në bregdet. Shkencëtarët vazhdimisht po parashtrojnë ide se si të modernizojnë pajisjet ekzistuese për konvertimin e energjisë së erës, një prej tyre janë turbinat e erës në formën e turbinave fluturuese. Për shkak të rrotullimit të vazhdueshëm, ato mund të “varen” në ajër në një distancë prej disa qindra metrash nga toka, ku era është e fortë dhe konstante. Kjo do të ndihmonte në elektrifikimin e zonave rurale ku përdorimi i mullinjve standardë të erës nuk është i mundur. Përveç kësaj, turbina të tilla fluturuese mund të pajisen me module interneti, të cilat do t'u siguronin njerëzve akses në World Wide Web.
Baticat dhe dallgët
Bumi në energjinë diellore dhe të erës po zbehet gradualisht dhe energjitë e tjera natyrore kanë tërhequr interesin e studiuesve. Më premtues është përdorimi i zbaticave dhe rrjedhave. Tashmë, rreth njëqind kompani në mbarë botën po merren me këtë çështje dhe ka disa projekte që kanë vërtetuar efektivitetin e kësaj metode minerare.elektricitet. Avantazhi ndaj energjisë diellore është se humbjet gjatë transferimit të një energjie në tjetrën janë minimale: vala e baticës rrotullon një turbinë të madhe, e cila gjeneron energji elektrike.
Project Oyster është ideja e instalimit të një valvule të varur në fund të oqeanit që do të sjellë ujë në breg, duke kthyer kështu një turbinë të thjeshtë hidroelektrike. Vetëm një instalim i tillë mund të sigurojë energji elektrike për një mikrodistrikt të vogël.
Tashmë, valët e baticës janë përdorur me sukses në Australi: në qytetin e Perthit, janë instaluar impiante shkripëzimi që funksionojnë me këtë lloj energjie. Puna e tyre mundëson sigurimin e rreth gjysmë milioni njerëzve me ujë të freskët. Energjia natyrore dhe industria mund të kombinohen gjithashtu në këtë industri të prodhimit të energjisë.
Përdorimi i energjisë së baticës është disi i ndryshëm nga teknologjitë që jemi mësuar të shohim në hidrocentralet e lumenjve. Shpesh, hidrocentralet dëmtojnë mjedisin: territoret ngjitur janë përmbytur, ekosistemi është shkatërruar, por stacionet që veprojnë në valët e baticës janë shumë më të sigurt në këtë drejtim.
Energjia njerëzore
Një nga projektet më fantastike në listën tonë mund të quhet përdorimi i energjisë së njerëzve të gjallë. Tingëllon mahnitëse dhe madje disi e frikshme, por jo gjithçka është aq e frikshme. Shkencëtarët e vlerësojnë idenë se si të përdorin energjinë mekanike të lëvizjes. Këto projekte kanë të bëjnë me mikroelektronikën dhe nanoteknologjitë me konsum të ulët të energjisë. Ndërsa tingëllon si një utopi, nuk ka zhvillime reale, por ideja është shumëinteresante dhe nuk largohet nga mendjet e shkencëtarëve. Pajtohem, shumë të përshtatshme do të jenë pajisjet që, si orët me dredha-dredha automatike, do të ngarkohen nga fakti që sensori rrëshqet me gisht, ose nga fakti që një tablet ose telefon thjesht varet në një çantë kur ecni. Për të mos përmendur rrobat që, të mbushura me mikropajisje të ndryshme, mund ta kthenin energjinë e lëvizjes njerëzore në energji elektrike.
Në Berkeley, në laboratorin e Lawrence, për shembull, shkencëtarët u përpoqën të realizonin idenë e përdorimit të viruseve për të kthyer energjinë e presionit në energji elektrike. Ka edhe mekanizma të vegjël që mundësohen nga lëvizja, por deri më tani një teknologji e tillë nuk është vënë në qarkullim. Po, kriza globale energjetike nuk mund të trajtohet në këtë mënyrë: sa njerëz do të duhet të "shiten" për të funksionuar i gjithë centrali? Por si një nga masat e përdorura në kombinim, teoria është mjaft e zbatueshme.
Sidomos teknologji të tilla do të jenë efektive në vende të vështira për t'u arritur, në stacione polare, në male dhe taiga, midis udhëtarëve dhe turistëve që jo gjithmonë kanë mundësinë të karikojnë pajisjet e tyre, por të qëndrosh në kontakt është e rëndësishme, veçanërisht nëse grupi hyn në situatë kritike. Sa mund të parandalohej nëse njerëzit do të kishin gjithmonë një pajisje të besueshme komunikimi që nuk varej nga "priza".
Qelizat e karburantit me hidrogjen
Ndoshta çdo pronar makine, duke parë treguesin e sasisë së benzinës që i afrohet zeros, kishtemendimi se sa mirë do të ishte nëse makina do të punonte me ujë. Por tani atomet e tij kanë rënë në vëmendjen e shkencëtarëve si objekte reale të energjisë. Fakti është se grimcat e hidrogjenit - gazi më i zakonshëm në univers - përmbajnë një sasi të madhe energjie. Për më tepër, motori e djeg këtë gaz pa asnjë nënprodukt, që do të thotë se marrim një karburant shumë miqësor me mjedisin.
Hidrogjeni ushqehet nga disa module dhe anije ISS, por në Tokë ai ekziston kryesisht në formën e komponimeve të tilla si uji. Në vitet tetëdhjetë në Rusi pati zhvillime të avionëve që përdornin hidrogjenin si lëndë djegëse, këto teknologji madje u vunë në praktikë, dhe modelet eksperimentale vërtetuan efektivitetin e tyre. Kur hidrogjeni ndahet, ai zhvendoset në një qelizë të veçantë të karburantit, pas së cilës mund të gjenerohet drejtpërdrejt energjia elektrike. Kjo nuk është energjia e së ardhmes, ky është tashmë një realitet. Makina të ngjashme tashmë janë duke u prodhuar dhe në grupe mjaft të mëdha. Honda, për të theksuar shkathtësinë e burimit të energjisë dhe makinës në tërësi, kreu një eksperiment si rezultat i të cilit makina u lidh me rrjetin elektrik të shtëpisë, por jo për t'u rimbushur. Një makinë mund të furnizojë një shtëpi private për disa ditë, ose mund të përzënë pothuajse pesëqind kilometra pa karburant.
E vetmja pengesë e një burimi të tillë energjie për momentin është kostoja relativisht e lartë e makinave të tilla miqësore me mjedisin dhe, natyrisht, një numër mjaft i vogël stacionesh hidrogjeni, por shumë vende tashmë po planifikojnë t'i ndërtojnë ato. Për shembull, nëGjermania tashmë ka një plan për të instaluar 100 stacione karburanti deri në vitin 2017.
Nxehtësia e tokës
Shndërrimi i energjisë termike në energji elektrike është thelbi i energjisë gjeotermale. Në disa vende ku është e vështirë të përdoren industri të tjera, përdoret mjaft gjerësisht. Për shembull, në Filipine, 27% e të gjithë energjisë elektrike vjen nga impiantet gjeotermale, ndërsa në Islandë kjo shifër është rreth 30%. Thelbi i kësaj metode të prodhimit të energjisë është mjaft i thjeshtë, mekanizmi është i ngjashëm me një motor të thjeshtë me avull. Para "liqenit" të supozuar të magmës, është e nevojshme të shponi një pus përmes të cilit furnizohet uji. Me kontakt me magmën e nxehtë, uji shndërrohet menjëherë në avull. Ai ngrihet aty ku rrotullon një turbinë mekanike, duke gjeneruar kështu energji elektrike.
E ardhmja e energjisë gjeotermale është gjetja e "magazinave" të mëdha të magmës. Për shembull, në Islandën e lartpërmendur, ata patën sukses: në një fraksion të sekondës, magma e nxehtë e ktheu të gjithë ujin e pompuar në avull në një temperaturë prej rreth 450 gradë Celsius, që është një rekord absolut. Një avull i tillë me presion të lartë mund të rrisë efikasitetin e një impianti gjeotermik me disa herë, ai mund të bëhet një shtysë për zhvillimin e energjisë gjeotermale në mbarë botën, veçanërisht në zonat e ngopura me vullkane dhe burime termale.
Përdorimi i mbetjeve bërthamore
Energjia bërthamore, në një kohë, bëri bujë. Kështu ishte derisa njerëzit e kuptuan rrezikun e kësaj industrieenergji. Aksidentet janë të mundshme, askush nuk është i imunizuar nga raste të tilla, por ato janë shumë të rralla, por mbetjet radioaktive shfaqen vazhdimisht dhe deri vonë shkencëtarët nuk mund ta zgjidhnin këtë problem. Fakti është se shufrat e uraniumit - "karburanti" tradicional i termocentraleve bërthamore, mund të përdoren vetëm me 5%. Pasi të përpunohet kjo pjesë e vogël, e gjithë shufra dërgohet në "landfill".
Më parë, ishte përdorur një teknologji në të cilën shufrat ishin zhytur në ujë, gjë që ngadalëson neutronet, duke mbajtur një reagim të qëndrueshëm. Tani në vend të ujit është përdorur natriumi i lëngshëm. Ky zëvendësim lejon jo vetëm përdorimin e të gjithë vëllimit të uraniumit, por edhe përpunimin e dhjetëra mijëra tonë mbetjeve radioaktive.
Është e rëndësishme që planeti të pastrohet nga mbetjet bërthamore, por ka një "por" në vetë teknologjinë. Uraniumi është një burim, dhe rezervat e tij në Tokë janë të kufizuara. Nëse i gjithë planeti kalon ekskluzivisht në energjinë e marrë nga termocentralet bërthamore (për shembull, në Shtetet e Bashkuara, termocentralet bërthamore prodhojnë vetëm 20% të të gjithë energjisë elektrike të konsumuar), rezervat e uraniumit do të shterohen mjaft shpejt dhe kjo do ta çojë përsëri njerëzimin. në pragun e një krize energjitike, kështu që energjia bërthamore, megjithëse e modernizuar, është vetëm një masë e përkohshme.
karburant vegjetal
Edhe Henry Ford, pasi krijoi "Modelin T" të tij, priste që ai tashmë të funksiononte me biokarburantet. Sidoqoftë, në atë kohë u zbuluan fusha të reja nafte dhe nevoja për burime alternative të energjisë u zhduk për disa dekada, por tanipërsëri.
Gjatë pesëmbëdhjetë viteve të fundit, përdorimi i lëndëve djegëse vegjetale si etanoli dhe bionaftë është rritur disa herë. Ato përdoren si burime të pavarura të energjisë dhe si aditivë të benzinës. Pak kohë më parë, shpresat ishin varur në një kulturë të veçantë mileti, të quajtur “kanola”. Është krejtësisht i papërshtatshëm për ushqimin e njerëzve apo të kafshëve, por ka një përmbajtje të lartë vaji. Nga ky vaj filluan të prodhonin “bionaftë”. Por kjo kulturë do të marrë shumë hapësirë nëse përpiqeni të rritni mjaftueshëm për të ushqyer të paktën një pjesë të planetit.
Tani shkencëtarët po flasin për përdorimin e algave. Përmbajtja e tyre e vajit është rreth 50%, gjë që do ta bëjë po aq të lehtë nxjerrjen e vajit dhe mbetjet mund të kthehen në plehra, mbi bazën e të cilave do të rriten algat e reja. Ideja konsiderohet interesante, por qëndrueshmëria e saj ende nuk është vërtetuar: publikimi i eksperimenteve të suksesshme në këtë fushë nuk është publikuar ende.
Fusion
Energjia e ardhshme e botës, sipas shkencëtarëve modernë, është e pamundur pa teknologjitë e shkrirjes termonukleare. Ky është aktualisht zhvillimi më premtues në të cilin tashmë janë investuar miliarda dollarë.
Elektranat bërthamore përdorin energjinë e ndarjes. Është e rrezikshme sepse ekziston një kërcënim i një reaksioni të pakontrolluar që do të shkatërrojë reaktorin dhe do të çojë në çlirimin e një sasie të madhe substancash radioaktive: ndoshta të gjithë e mbajnë mend aksidentin në termocentralin bërthamor të Çernobilit.
Në reaksionet e shkrirjes qëSiç nënkupton edhe emri, përdoret energjia e çliruar gjatë shkrirjes së atomeve. Si rezultat, ndryshe nga ndarja atomike, nuk prodhohen mbetje radioaktive.
Problemi kryesor është se si rezultat i shkrirjes, formohet një substancë që ka një temperaturë kaq të lartë sa mund të shkatërrojë të gjithë reaktorin.
Kjo energji e së ardhmes është një realitet. Dhe fantazitë janë të papërshtatshme këtu, në momentin që ndërtimi i reaktorit tashmë ka filluar në Francë. Disa miliardë dollarë janë investuar në një projekt pilot të financuar nga shumë vende, ku përveç BE-së, përfshijnë edhe Kinën dhe Japoninë, SHBA-në, Rusinë e të tjera. Fillimisht, eksperimentet e para ishin planifikuar të niseshin që në vitin 2016, por llogaritjet treguan se buxheti ishte shumë i vogël (në vend të 5 miliardë, u deshën 19), dhe nisja u shty për 9 vjet të tjera. Ndoshta pas disa vitesh do të shohim se çfarë është e aftë fuqia e shkrirjes.
Sfidat e së tashmes dhe mundësitë për të ardhmen
Jo vetëm shkencëtarët, por edhe shkrimtarët e trillimeve shkencore japin shumë ide për zbatimin e teknologjisë së ardhshme në energji, por të gjithë janë dakord që deri më tani asnjë nga opsionet e propozuara nuk mund të përmbushë plotësisht të gjitha nevojat e qytetërimit tonë. Për shembull, nëse të gjitha makinat në Shtetet e Bashkuara funksionojnë me biokarburantet, fushat e kanolës do të duhej të mbulonin një sipërfaqe të barabartë me gjysmën e të gjithë vendit, pavarësisht nga fakti se nuk ka aq shumë tokë të përshtatshme për bujqësi në Shtetet e Bashkuara. Për më tepër, deri më tani të gjitha metodat e prodhimitenergji alternative - rrugë. Ndoshta çdo banor i zakonshëm i qytetit pajtohet se është e rëndësishme të përdoren burime miqësore me mjedisin, të rinovueshme, por jo kur atyre u thuhet kostoja e një tranzicioni të tillë për momentin. Shkencëtarët kanë ende shumë punë për të bërë në këtë fushë. Zbulime të reja, materiale të reja, ide të reja - e gjithë kjo do të ndihmojë njerëzimin që të përballojë me sukses krizën e burimeve të afërta. Problemi energjetik i planetit mund të zgjidhet vetëm me masa gjithëpërfshirëse. Në disa zona, është më i përshtatshëm të përdoret prodhimi i energjisë së erës, diku - panele diellore, etj. Por ndoshta faktori kryesor do të jetë ulja e konsumit të energjisë në përgjithësi dhe krijimi i teknologjive të kursimit të energjisë. Çdo person duhet të kuptojë se ai është përgjegjës për planetin dhe secili duhet t'i bëjë vetes pyetjen: "Çfarë lloj energjie zgjedh për të ardhmen?" Para se të kaloni në burime të tjera, të gjithë duhet të kuptojnë se kjo është me të vërtetë e nevojshme. Vetëm me një qasje të integruar do të jetë e mundur të zgjidhet problemi i konsumit të energjisë.
