32,6% — нафта і нафтапрадукты. 30,0% – вугаль. 23,7% – газ. Тройка лідэраў сярод крыніц энергіі, якімі забяспечваецца чалавецтва, выглядае менавіта так. Зорныя караблі і «зялёная» планета ўсё яшчэ такія ж далёкія, як «далёкая-далёкая галактыка».
Безумоўна, ёсць рух у бок альтэрнатыўнай энергетыкі, але ён настолькі павольны, што спадзявацца на прарыў - пакуль не. Давайце будзем шчырымі: на працягу наступных 50 гадоў выкапнёвае паліва будзе асвятляць нашы дамы.
Развіццё альтэрнатыўнай энергетыкі ідзе павольна, як цвёрды джэнтльмен па набярэжнай Тэмзы. Сёння аб нетрадыцыйных крыніцах энергіі напісана нашмат больш, чым зроблена для іх развіцця і ўкаранення ў побыт. Але ў гэтым кірунку ёсць 3 прызнаных «мастадонта», якія цягнуць за сабой астатнюю калясьніцу.
Атамная энергетыка тут не разглядаецца, таму што пытанне аб яе прагрэсіўнасці і мэтазгоднасці развіцця можна абмяркоўваць вельмі доўга.
Ніжэй будуць паказальнікі магутнасці станцый, таму для аналізу значэнняў увядзем адпраўную кропку: самая магутная электрастанцыя ў свеце - гэта АЭС Касівадзакі-Карыва (Японія). Які мае магутнасць 8,2 ГВт.
Энергія паветра: вецер на службе чалавека
Асноўны прынцып ветраэнергетыкі - пераўтварэнне кінетычнай энергіі рухомых паветраных мас у цеплавую, механічную або электрычную.
Вецер з'яўляецца вынікам розніцы ціску паветра на паверхні. Тут рэалізаваны класічны прынцып «сасудаў, якія злучаюцца», толькі ў сусветным маштабе. Уявіце сабе 2 кропкі – Масква і Санкт-Пецярбург. Калі тэмпература ў Маскве вышэй, то паветра награваецца і падымаецца ўверх, пакідаючы нізкі ціск і паменшаную колькасць паветра ў ніжніх пластах. У той жа час у Пецярбургу высокі ціск і хапае паветра «знізу». Таму масы пачынаюць цячы ў бок Масквы, бо прырода заўсёды імкнецца да раўнавагі. Так утвараецца паток паветра, які называецца ветрам.
Гэты рух нясе велізарную энергію, якую інжынеры імкнуцца ўлавіць.
Сёння 3% сусветнай вытворчасці энергіі прыпадае на ветраныя турбіны, і магутнасць расце. У 2016 годзе ўстаноўленая магутнасць ветравых электрастанцый перавысіла магутнасць АЭС. Але ёсць 2 асаблівасці, якія абмяжоўваюць развіццё напрамкі:
1. Устаноўленая магутнасць - гэта максімальная рабочая магутнасць. І калі АЭС амаль увесь час працуюць на такім узроўні, то ветрапарк такіх паказчыкаў рэдка дасягаюць. ККД такіх станцый складае 30-40%. Вецер вельмі няўстойлівы, што абмяжоўвае прымяненне ў прамысловых маштабах.
2. Размяшчэнне ветрапарка рацыянальна ў месцах пастаянных ветравых патокаў – так можна забяспечыць максімальную эфектыўнасць ўстаноўкі. Лакалізацыя генератараў значна абмежаваная.
Энергію ветру сёння можна разглядаць толькі як дадатковую крыніцу энергіі ў спалучэнні з пастаяннымі, такімі як атамныя электрастанцыі і станцыі на гаручым паліве.
Упершыню ветракі з'явіліся ў Даніі - іх прывезлі сюды крыжакі. Сёння ў гэтай скандынаўскай краіне 42% энергіі выпрацоўваецца ветранымі электрастанцыямі.
Праект будаўніцтва штучнага вострава ў 100 км ад берагоў Вялікабрытаніі амаль завершаны. У Dogger Bank будзе створаны прынцыпова новы праект – на 6 км2 будзе ўстаноўлена шмат ветракоў, якія будуць перадаваць электрычнасць на мацярык. Гэта будзе самая вялікая ветрапарк у свеце. Сёння гэта Ганьсу (Кітай) магутнасцю 5,16 ГВт. Гэта комплекс ветракоў, які павялічваецца з кожным годам. Планавы паказчык - 20 ГВт.
І крыху пра кошт.
Сярэднестатыстычныя паказчыкі за выпрацаваны 1 кВт.гадз энергіі:
─ вугаль 9-30 капеек;
─ вецер 2,5-5 капеек.
Калі можна вырашыць праблему з залежнасцю ад ветравой энергіі і тым самым павысіць эфектыўнасць ветравых электрастанцый, то ў іх вялікі патэнцыял.
Сонечная энергія: рухавік прыроды – рухавік чалавецтва
Прынцып вытворчасці заснаваны на зборы і размеркаванні цяпла ад сонечных прамянёў.
Зараз доля сонечных электрастанцый (СЭС) у сусветнай вытворчасці энергіі складае 0,79%.
Гэтая энергія, перш за ўсё, асацыюецца з альтэрнатыўнай энергетыкай – адразу перад вачыма малююцца фантастычныя палі, пакрытыя вялікімі плітамі з фотаэлементамі. На практыцы рэнтабельнасць гэтага кірунку даволі нізкая. Сярод праблем можна вылучыць парушэнне тэмпературнага рэжыму над сонечнай электрастанцыяй, дзе адбываецца нагрэў паветраных мас.
Праграмы развіцця сонечнай энергетыкі існуюць больш чым у 80 краінах. Але ў большасці выпадкаў гаворка ідзе аб дапаможнай крыніцы энергіі, таму што ўзровень вытворчасці невысокі.
Важна правільна размясціць магутнасць, для чаго складаюцца падрабязныя карты сонечнай радыяцыі.
Сонечны калектар выкарыстоўваецца як для нагрэву вады для ацяплення, так і для выпрацоўкі электраэнергіі. Фотаэлементы выпрацоўваюць энергію, «выбіваючы» фатоны пад уздзеяннем сонечнага святла.
Лідэрам па вытворчасці энергіі на сонечных электрастанцыях з'яўляецца Кітай, а па выпрацоўцы на душу насельніцтва - Германія.
Самая буйная сонечная электрастанцыя знаходзіцца на сонечнай ферме Topaz, якая знаходзіцца ў Каліфорніі. Магутнасць 1,1 ГВт.
Ёсць распрацоўкі па вывадзе калектараў на арбіту і збору сонечнай энергіі, не губляючы яе ў атмасферы, але гэты кірунак пакуль мае занадта шмат тэхнічных перашкод.
Энергія вады: выкарыстанне самага вялікага рухавіка на планеце
Лідэрам сярод альтэрнатыўных крыніц энергіі з'яўляецца гідраэнергетыка. 20% сусветнай вытворчасці энергіі прыпадае на гідраэнергію. А сярод аднаўляльных крыніц 88%.
На пэўным участку ракі будуецца вялізная плаціна, якая цалкам перакрывае рэчышча. Вышэй па плыні ствараецца вадасховішча, а перапад вышынь па баках дамбы можа дасягаць сотняў метраў. Вада імкліва праходзіць праз плаціну ў тых месцах, дзе ўстаноўлены турбіны. Такім чынам, энергія рухаецца вады круціць генератары і прыводзіць да выпрацоўкі энергіі. Усё проста.
З мінусаў: затапляецца вялікая тэрыторыя, парушаецца біяжыццё ў рацэ.
Самая вялікая гідраэлектрастанцыя — Санься («Тры цясніны») у Кітаі. Ён мае магутнасць 22 ГВт і з'яўляецца найбуйнейшым заводам у свеце.
Гідраэлектрастанцыі распаўсюджаны ва ўсім свеце, а ў Бразіліі яны даюць 80% энергіі. Гэты кірунак з'яўляецца найбольш перспектыўным у альтэрнатыўнай энергетыцы і пастаянна развіваецца.
Малыя рэкі не здольныя вырабляць вялікую энергію, таму гідраэлектрастанцыі на іх разлічаны на мясцовыя патрэбы.
Выкарыстанне вады ў якасці крыніцы энергіі рэалізавана ў некалькіх асноўных канцэпцыях:
1. Выкарыстанне прыліваў. Тэхналогія шмат у чым падобная з класічнай ГЭС, з той толькі розніцай, што плаціна перакрывае не рэчышча, а вусце заліва. Вада мора здзяйсняе сутачныя ваганні пад дзеяннем прыцягнення месяца, што прыводзіць да цыркуляцыі вады праз турбіны плаціны. Гэтая тэхналогія была ўкаранёна толькі ў некалькіх краінах.
2. Выкарыстанне энергіі хваль. Пастаянныя ваганні вады ў адкрытым моры таксама могуць быць крыніцай энергіі. Гэта не толькі праходжанне хваль праз статычна ўсталяваныя турбіны, але і выкарыстанне «паплавоў»: але паверхня мора размяшчае ланцужок спецыяльных паплаўкоў, унутры якіх знаходзяцца невялікія турбіны. Хвалі круцяць генератары і выпрацоўваецца пэўная колькасць энергіі.
Увогуле, сёння альтэрнатыўная энергетыка не ў стане стаць глабальнай крыніцай энергіі. Але забяспечыць большасць аб'ектаў аўтаномнай энергіяй цалкам рэальна. У залежнасці ад асаблівасцяў тэрыторыі заўсёды можна падабраць аптымальны варыянт.
Для глабальнай энергетычнай незалежнасці спатрэбіцца нешта прынцыпова новае, накшталт «эфірнай тэорыі» знакамітага серба.
Без дэмагогіі, дзіўна, што ў 2000-я гады чалавецтва здабывала энергію не нашмат прагрэсіўней, чым лакаматыў, які сфатаграфавалі браты Люм'ер. Сёння тэма энергарэсурсаў сышла далёка ў сферу палітыкі і фінансаў, якія вызначаюць структуру вытворчасці электраэнергіі. Калі алей запальвае лямпы, значыць, яно камусьці патрэбна...