У человечества нет другого выхода

Дата публикации: 2 июня 2014

Мир так устроен, что ничего вечного нет. На смену одному поколению приходит другое, меняется климат, общество и сама вселенная. В условиях всё увеличивающихся с каждым годом мировых потребностей, неминуемо приближается и время, когда запасы традиционных источников энергии подойдут к концу.

Энергия. Без неё никуда, ни на шаг. Это банальное отопление квартир, это освещение, это движение транспорта, это промышленное и сельскохозяйственное производство. Это – жизнь! А если учесть, что население увеличивается, растёт потребность в энергии, то станет понятно, что мир на пороге энергетического голода.

Исследования международных экспертов показали, что при нынешнем ежегодном росте энергопотребления, запасов залежей угля хватит ещё на 400 лет, нефть может кончиться через 80 лет, а газ прекратится уже через пару десятков.

Казалось бы, запасы угля ещё огромные и нечего объявлять тревогу. Но статистика не учитывает таких факторов, с которыми приходится считаться. Уголь сейчас извлекают с большой глубины и с каждым годом его добыча становится всё дороже. Кроме того, транспортировка всегда обходилась в немалую копеечку. Его не пустишь, как газ и нефть, по трубам. Его надо погрузить в вагоны, затратить энергию на транспортировку, выгрузить. Целая наука логистика.

Что касается нефти, то здесь тоже подстерегают неприятные нюансы. Её сорта бывают разные. В некоторых месторождениях добывается такая нефть, которую надо очищать от примесей. Уже дополнительные затраты. Сама добыча перемещается с материков в море, где стоимость её намного увеличивается.

Атомная энергетика тоже обросла проблемами, как корабль ракушками. Действующие электростанции старой конструкции, где используется природный уран, не могут полностью удовлетворить человечество, так как найденных запасов урана хватит ненадолго. Да и безопасность людей, как показала практика, далеко не на высоком уровне.

Залежи углеводородного топлива в недрах земли далеко не безграничны, имеют свой предел и запасы урана. По самым оптимистичным подсчётам, урана хватит не больше чем на 100-150 лет и только в том случае, если не будем помогать альтернативными источниками энергии. Да и мир приходит к проблеме окончательного загрязнения без точки возврата к очищению при пользовании углеводородными источниками. Тепловое загрязнение атмосферы в полный голос даёт о себе знать глобальным потеплением климата на планете.

Подытоживая данный разговор, можно смело заявлять, что у человечества нет другого выхода, как вплотную заниматься внедрением альтернативных источников энергии – солнечной, ветровой, морской, используя приливы-отливы, а также переходить на строжайший режим экономии. Плюс ко всему, выдумывать такое, о чём раньше и в голову не приходило. Обо всём этом в следующих очерках.

Стокгольмский реквием с оптимизмом

На что только не пойдёшь, ради экономии средств, какие только выдумки не приходят в голову! Порой они настолько шокируют, что кажется, что учёные-изобретатели перешли рубикон нравственности и морали.

Шведские учёные удивили мир своим изобретением настолько, что вначале всполошились служители культа, затем пришлось убеждать общественность, что такой метод экономии энергии ничуть не трогает светлых чувств памяти умерших. В Стокгольме для подачи тепла в один из районов столицы использовали (в это сразу трудно поверить!) действующий крематорий. Он находится недалеко от столицы Швеции, работает довольно интенсивно с использованием высокой температуры, доходящей до 1200 градусов. Учёным пришла мысль: а почему бы параллельно с прямым назначением этого заведения не нагревать воду в городской котельной?

Изобретатели смекнули, что такой высокой температуры вполне будет достаточно, чтобы нагреть воду в котельной и пустить пар в систему городского отопления на обогрев квартир. Дело оставалось за тем, чтобы убедить население, что использование тепла крематория ни что иное, как чистой воды экономия энергии и нисколько не затрагивает чувства родных и близких покойных. Общество согласилось с доводами учёных и проект был внедрён.

Поиски и находки гидроэнергетиков

Значительную часть земного шара покрывает вода: моря, океаны, реки, озёра. Площадь суши составляет всего 29 процентов земной поверхности. И вся эта масса воды находится в вечном движении. Такой расклад даёт возможность утверждать, что ресурсы гидравлической энергии почти не имеют своего конца, то есть, неисчерпаемы. Но с большой оговоркой – «если бы…»

Если бы научиться полностью использовать энергию морских, речных течений, то энергетический спрос населения планеты можно было бы удовлетворить, что называется, с головой. Но такое вряд ли удастся, хотя учёные понемногу осваивают этот целинный участок науки.

Морская электростанция

В морских водах Северной Ирландии вступила в строй электростанция нового типа, которая получает энергию из морского течения.

Она не похожа на приливную электростанцию, хотя принцип работы точно такой же. Станция состоит из группы частей, каждая из которых напоминает воздушного змея, какой мы пускали когда-то в детстве. Каждая составляющая часть станции как бы парит в толще морской пучины, снабжённая крыльями и электротурбиной (см. фото 1).

По кабелю полученная энергия передаётся на берег и за работой станции наблюдает оператор. Мощность каждого «морского змея», из которых состоит станция, планируется довести до 120 квт. Для этого потребуется небольшая скорость течения моря – чуть больше метра в секунду.

Солнце работает даже после захода

Снова приходится употреблять союз «если бы». От солнечного светила наша планета получает где-то в 170 тысяч раз больше энергии, чем требуется всему человечеству. Если бы всю энергию «поймать» и привести в движение!

Что же мешает это сделать? По крайней мере, две неразрешённых проблемы: солнце светит только днём, ничего с этим не поделаешь. Хотя… Но об этом чуть позже. Вторая проблема – щедрая разбросанность солнечных лучей. Их как-то надо собрать «в пучок», направить куда нужно, чтобы говорить о более рациональном использовании дара природы.

Автору этих строк доводилось бывать в Японии. Едешь от морского порта Йокогама до Токио по высокой эстакадной трассе и ни разу за весь 90-километровый путь колёса автомобиля не прикасаются к земле. Без восхищения говорю об этом. Скорее всего, с чувством сострадания к японскому населению. Как мы богаты по земным площадям, какие прекрасные пейзажи украшают нашу Родину. И не надо строить автоэстакады – земли хватает.

А внизу, под эстакадой, застроен каждый квадратный метр и на крыше всех домов блестят солнечные батареи. Японцы, как и народы других высокоразвитых стран, давно используют солнечные установки для отопления и получения горячей воды. Простейшие установки, не требующие больших затрат и особого ухода. Солнце греет воду, солнце отапливает дома, солнце кондиционирует воздух в помещениях. Чем сильнее жара, тем прохладнее в квартирах.

Если бы солнечные батареи были хоть немного дешевле и если бы солнце могло работать даже ночью – этот вид альтернативной энергетики был бы самым популярным. Над обеими проблемами учёные трудятся сейчас в поте лица. Кое-что уже достигнуто.

Электростанция SolanaАмериканская электростанция Solana в штате Аризона способна получать 280 мегаватт энергии при использовании параболических зеркал для наилучшего сбора лучей. Но самый главный сюрприз – станция не прекращает работу даже после того, как светило скроется за горизонтом. В течение шести часов после захода солнца электростанция продолжает выдавать энергию, освещая квартиры в конце тёмных вечеров и в начале ночей. А там уж и до рассвета считанные минуты!

Как это происходит? Параболические зеркала собирают «в пучок» лучи, направляют их на ёмкость, наполненную минеральным маслом. Оно нагревается и способно длительное время сохранять тепло. За счёт полученной температуры нагревается вода до парообразного состояния, пар двигает турбину и на выходе – электроэнергия.

Когда солнце скрывается за горизонтом, запасов тепла в масляных бассейнах вполне достаточно, чтобы не прекращать работу всей станции в течение 6 часов. Кроме масла может использоваться ещё густой соляной раствор, способный долго удерживать полученное за день тепло.

Над конструкцией солнечной электростанции плотно потрудились специалисты, спроектировали и претворили в жизнь сложнейший комплекс параболических зеркал в количестве более трёх тысяч, расположенных на площади более 7 квадратных километра. Испытания прошли успешно и станция готова к серийному выпуску отдельных её деталей.

А что если солнечные батареи поместить на Луне?

Неплохая идея, правда? Чтобы не занимать квадратные километры под солнечные установки на Земле, их можно разместить на Луне и передавать энергию на нашу планету в виде мощного пучка направленных лучей высокой частотности. Такая мысль посетила советского академика Н.Н.Семёнова ещё в прошлом веке, но для практического её осуществления не доставало ещё космического прогресса. На Луне должны работать конструкторы не один месяц вахтовым методом. Возможно, в недалёком будущем такая возможность появится.

Ещё одна группа российских новаторов-учёных предлагает разместить на большой высоте (не менее 10 км) ветряные электростанции, где господствуют на постоянных скоростях воздушные массы. Поднять турбинки на такую высоту предлагается с помощью аэростатов, закреплённых на земле тросами высокой прочности. Новая идея рождает новые проблемы. Потребуется плотно подумать над безопасностью полётов самолётов.

Казалось бы, все названные проекты фантастичны и невыполнимы в действительной практике. Но техническая история, богатая самыми разными изобретениями, которые поначалу казались фантастикой, превращались в чудеса реальной жизни.

Порой удивляешься тому, как был предусмотрителен Создатель. Ведь нигде в мире не найдёшь в знойных пустынях горячих гейзеров, бьющих из-под земли, а в северных регионах они в изобилии. Население Северной Исландии начали всё больше применять кипяток гейзеров для обогрева своих квартир, задумались над этим и жители дальневосточных территорий России. Сама природа говорит нам: вам холодно здесь жить – так возьмите бесплатную горячую воду и отапливайте свои дома.

И не такой уж фантазией кажется сейчас высказанная несколько десятилетий назад мысль об использовании высокой температуры глубинных слоёв земли для нагрева закачиваемой в недра воды и возврата её уже в горячем виде.

Почему краснодарец отказался от традиционного электричества

Краснодарец Николай Дрига решил построить свой загородный дом в пригородном посёлке Индустриальный. Но прежде, чем заложить первый камень в фундамент будущего дома, начал изучать коммунальную инфраструктуру. Там пока не было ни света, ни, тем более, канализации. Надо было организовать людей и в складчину ставить столбы для электропередачи, что выливалось по меньшей мере в полтора миллиона рубликов.

Николай, бывший ракетчик, ныне пенсионер, решил пойти самостоятельным путём: построить свою электростанцию со всеми видами альтернативных источников энергии, затратив при этом вместо полутора миллионов всего 350 тысяч рублей. В собственном дворе он установил гибридную электростанцию, работающую от ветрогенератора, от солнечных батарей и, на случай безветрия и пасмурных дней, подключил отопительный котёл, работающий на дровах (фото 2).

Домашняя теплоэлектростанция своими руками

Запуск станции, наравне со строительством дома, занял у него три года. Вся система выглядела так:

  1.  Ветрогенераторы по 1,5 квт – 2 шт;
  2.  Ветроконтроллеры – 2 шт;
  3.  Солнечные установки – 10 шт;
  4.  Контроллер солнечных установок;
  5.  Инвертор 6 квт;
  6.  Аккумуляторы – 8 шт;
  7.  Котёл на древесных отходах.

Зимой запускается котёл, когда нет ветра и солнца, а в остальные дни работают возобновляемые источники энергии. Экономия в средствах колоссальная, никаких квитанций, никаких оплат. Заплатил один раз и до конца жизни пользуйся. По расчётам хозяина, через 10 лет все затраты полностью окупятся и энергия пойдёт совершенно бесплатная.

Опытом Николая решили воспользоваться соседи пригородного посёлка, которые устали ждать милости от краснодарской областной администрации. Другого выхода у них не было: надо использовать альтернативные источники энергии, которые щедро и безвозмездно дарит нам природа.

Электростанция Николая Дрига

Всё сказанное даёт основание с оптимизмом утверждать, что человечество со временем решит энергетические задачи и найдёт все приемлемые альтернативные источники энергии, заставив их работать на себя без вреда для окружающей среды. Потому, что у него нет другого выхода. Решать проблему получения энергии при отсутствии полезных ископаемых в любом случае придётся. И в самые ближайшие два-три десятилетия.

В.Ильин

Наверх