32,6% – nafta ir jos produktai. 30,0% – anglis. 23,7% – dujos. Trys geriausi tarp žmoniją aprūpinančių energijos šaltinių atrodo būtent taip. Žvaigždžių laivai ir „žalioji“ planeta vis dar yra taip toli, kaip „toli, toli esanti galaktika“.
Judėjimas alternatyvios energijos link tikrai yra, bet toks lėtas, kad tikimasi proveržio – kol kas ne. Būkime sąžiningi: ateinančius 50 metų mūsų namus apšvies iškastinis kuras.
Alternatyvios energijos vystymasis vyksta lėtai, lyg džentelmenas palei Temzės krantinę. Šiandien apie netradicinius energijos šaltinius parašyta kur kas daugiau, nei nuveikta jų kūrimui ir įgyvendinimui kasdieniame gyvenime. Tačiau šia kryptimi yra 3 pripažinti "mastodonai", kurie traukia likusį vežimą už savęs.
Branduolinė energetika čia nenagrinėjama, nes apie jos progresyvumą ir plėtros tikslingumą galima diskutuoti labai ilgai.
Žemiau bus pateikti stočių galios rodikliai, todėl dydžių analizei pristatysime atspirties tašką: galingiausia elektrinė pasaulyje yra Kashiwazaki-Kariwa atominė elektrinė (Japonija). Kurio galia yra 8,2 GW.
Oro energija: vėjas žmogaus labui
Pagrindinis vėjo energijos principas yra judančių oro masių kinetinės energijos pavertimas šilumine, mechanine arba elektros energija.
Vėjas yra oro slėgio skirtumo paviršiuje rezultatas. Čia įgyvendinamas klasikinis „bendravimo indų“ principas, tik pasauliniu mastu. Įsivaizduokite 2 taškus – Maskva ir Sankt Peterburgas. Jeigu Maskvoje temperatūra aukštesnė, tai oras įšyla ir pakyla, palikdamas žemą slėgį ir sumažintą oro kiekį apatiniuose sluoksniuose. Tuo pat metu Sankt Peterburge tvyro aukštas slėgis ir pakanka oro „iš apačios“. Todėl masės pradeda plūsti Maskvos link, nes gamta visada siekia pusiausvyros. Taip susidaro oro srautas, vadinamas vėju.
Šis judėjimas neša didžiulę energiją, kurią inžinieriai siekia užfiksuoti.
Šiandien 3% pasaulio energijos pagaminama iš vėjo turbinų, o pajėgumai auga. 2016 metais vėjo jėgainių įrengtoji galia viršijo atominių elektrinių galią. Tačiau yra 2 savybės, ribojančios krypties plėtrą:
1. Įdiegta galia yra didžiausia darbinė galia. Ir jei atominės elektrinės tokiame lygyje dirba beveik visą laiką, vėjo jėgainės retai pasiekia tokius rodiklius. Tokių stočių efektyvumas yra 30-40%. Vėjas yra labai nestabilus, o tai riboja naudojimą pramoniniu mastu.
2. Vėjo parkų išdėstymas racionalus pastovių vėjo srautų vietose – taip galima užtikrinti maksimalų įrengimo efektyvumą. Generatorių lokalizacija yra labai ribota.
Vėjo energija šiandien gali būti laikoma tik papildomu energijos šaltiniu kartu su nuolatiniais, tokiais kaip atominės elektrinės ir stotys, kuriose naudojamas degus kuras.
Pirmą kartą vėjo malūnai atsirado Danijoje – juos čia atvežė kryžiuočiai. Šiandien šioje Skandinavijos šalyje 42% energijos pagaminama vėjo jėgainėse.
100 km nuo Didžiosios Britanijos krantų jau beveik baigtas dirbtinės salos statybos projektas. „Dogger Bank“ bus sukurtas iš esmės naujas projektas – 6 km2 bus įrengta daug vėjo jėgainių, kurios elektrą perduos į žemyną. Tai bus didžiausias vėjo jėgainių parkas pasaulyje. Šiandien tai yra Gansu (Kinija), kurio galia yra 5,16 GW. Tai vėjo turbinų kompleksas, kuris kasmet auga. Planuojamas rodiklis – 20 GW.
Ir šiek tiek apie išlaidas.
Vidutiniai kaštų rodikliai už pagamintą 1 kWh energijos yra:
─ anglis 9-30 centų;
─ vėjas 2,5-5 centai.
Jeigu pavyksta išspręsti priklausomybės nuo vėjo energijos problemą ir taip padidinti vėjo jėgainių efektyvumą, tai jos turi didelį potencialą.
Saulės energija: gamtos variklis – žmonijos variklis
Gamybos principas pagrįstas saulės spindulių šilumos surinkimu ir paskirstymu.
Dabar saulės elektrinių (SPP) dalis pasaulio energijos gamyboje siekia 0,79%.
Ši energija, visų pirma, siejama su alternatyvia energija – iš karto prieš akis brėžiami fantastiški laukai, padengti didelėmis plokštėmis su fotoelementais. Praktiškai šios krypties pelningumas yra gana mažas. Tarp problemų galima išskirti temperatūros režimo pažeidimą virš saulės elektrinės, kur šildomos oro masės.
Saulės energijos plėtros programos vykdomos daugiau nei 80 šalių. Tačiau dažniausiai mes kalbame apie pagalbinį energijos šaltinį, nes gamybos lygis yra žemas.
Svarbu teisingai išdėstyti galią, kuriai sudaromi išsamūs saulės spinduliuotės žemėlapiai.
Saulės kolektorius naudojamas tiek vandens šildymui šildymui, tiek elektros energijos gamybai. Fotovoltinės ląstelės generuoja energiją „išmušdamos“ fotonus saulės spindulių įtakoje.
Pagal energijos gamybą saulės elektrinėse lyderė yra Kinija, o pagal generaciją vienam gyventojui – Vokietija.
Didžiausia saulės elektrinė yra Topaz saulės fermoje, kuri yra Kalifornijoje. Galia 1,1 GW.
Vyksta kolektorių iškėlimas į orbitą ir saulės energijos rinkimas neprarandant jos atmosferoje, tačiau ši kryptis vis dar turi per daug techninių kliūčių.
Vandens galia: naudojant didžiausią variklį planetoje
Hidroenergija yra lyderė tarp alternatyvių energijos šaltinių. 20 % pasaulyje pagaminamos energijos gaunama iš hidroenergijos. O tarp atsinaujinančių šaltinių 88 proc.
Tam tikroje upės atkarpoje statoma didžiulė užtvanka, kuri visiškai užtveria kanalą. Prieš srovę sukuriamas rezervuaras, o aukščio skirtumas užtvankos šonuose gali siekti šimtus metrų. Tose vietose, kur įrengtos turbinos, vanduo greitai praeina per užtvanką. Taigi judančio vandens energija sukasi generatorius ir generuoja energiją. Viskas paprasta.
Iš minusų: didelė teritorija užtvindyta, upės biologinis gyvenimas sutrikęs.
Didžiausia hidroelektrinė yra Sanxia („Trys tarpekliai“) Kinijoje. Ji turi 22 GW galią ir yra didžiausia gamykla pasaulyje.
Hidroelektrinės yra paplitusios visame pasaulyje, o Brazilijoje jos suteikia 80% energijos. Ši kryptis yra perspektyviausia alternatyvioje energetikoje ir nuolat tobulinama.
Mažos upės nepajėgios pagaminti didelės energijos, todėl jose esančios hidroelektrinės yra skirtos vietos poreikiams tenkinti.
Vandens, kaip energijos šaltinio, naudojimas įgyvendinamas keliomis pagrindinėmis koncepcijomis:
1. Potvynių panaudojimas. Technologija daugeliu atžvilgių panaši į klasikinę hidroelektrinę, tik skirtumas tas, kad užtvanka užstoja ne kanalą, o įlankos žiotis. Mėnulio traukos įtakoje jūros vanduo daro kasdienius svyravimus, dėl kurių vanduo cirkuliuoja per užtvankos turbinas. Ši technologija įdiegta tik keliose šalyse.
2. Bangų energijos panaudojimas. Nuolatiniai vandens svyravimai atviroje jūroje taip pat gali būti energijos šaltinis. Tai ne tik bangų perėjimas per statiškai sumontuotas turbinas, bet ir „plūdžių“ panaudojimas: jūros paviršiuje dedama specialių plūdurių grandinė, kurios viduje yra nedidelės turbinos. Bangos sukasi generatorius ir susidaro tam tikras energijos kiekis.
Apskritai šiandien alternatyvioji energija negali tapti pasauliniu energijos šaltiniu. Tačiau daugumą objektų visiškai įmanoma aprūpinti autonomine energija. Atsižvelgdami į teritorijos ypatybes, visada galite pasirinkti geriausią variantą.
Norint užtikrinti pasaulinę energetinę nepriklausomybę, reikės kažko iš esmės naujo, pavyzdžiui, garsiojo serbo „eterio teorijos“.
Be demagogijos keista, kad 2000-aisiais žmonija energiją gamina ne ką progresyviau nei lokomotyvas, kurį nufotografavo broliai Lumiere'ai. Šiandien energetinių išteklių klausimas yra nuėjęs toli į politikos ir finansų sferą, lemiančią elektros gamybos struktūrą. Jei alyva uždega lempas, vadinasi, jos kažkam reikia...