Альтернативные источники энергии

align="justify">  Комитета  Мак-Артура, находящегося под эгидой Национального управления по исследованию океана и атмосферы в Майами (Флорида). Общее мнение заключалось в том, что имеют место определенные проблемы, но все они могут быть решены в случае выделения ассигнований, так как "в этом проекте нет  ничего такого, что превышало бы возможности современной инженерной и технологической мысли".

  4.3.ТЕРМАЛЬНАЯ  ЭНЕРГИЯ ОКЕАНА

  Большое внимание приобрела "океанотермическая  энергоконверсия" (ОТЭК), т.е. получение  электроэнергии за счет разности температур между поверхностными и засасываемыми  насосом глубинными океанскими водами, например при использовании в  замкнутом цикле турбины таких  легкоиспаряющихся жидкостей как  пропан, фреон или аммоний.

  Температура воды океана в разных местах различна. Между тропиком Рака и тропиком Козерога поверхность воды нагревается до 27є C. На глубине в

  2000 футов (600 метров) температура падает  до 2-4є С. Возникает вопрос: есть  ли возможность использовать  разницу температур для получения  энергии? Могла бы тепловая  энергоустановка, плывущая под  водой, производить электричество?  Да, и это возможно.

  Принцип действия этих станций заключается  в следующем: теплую морскую воду (24-32( С) направляют в теплообменник, где жидкий аммиак или фреон превращаются в пар, который вращает турбину, а затем поступает в следующий  теплообменник для охлаждения и  конденсации водой с температурой

  5-6 (С, поступающей с глубины 200-500 метров. Получаемую электроэнергию  передают на берег по подводному  кабелю, но ее можно использовать  и на месте (для обеспечения добычи минерального сырья со дна или его выделения из морской воды). Достоинство подобных установок – возможность их доставки в любой район Мирового океана. К тому же, разность температур различных слоев океанической воды – более стабильный источник энергии, чем, скажем, ветер, Солнце, морские волны или прибой. Первая такая установка была пущена в 1981 году на острове Науру. Единственный недостаток таких станций – их географическая привязанность к тропическим широтам. Для практического использования температурного градиента наиболее пригодны те районы Мирового океана, которые расположены между

  20( с.ш. и 29( ю.ш., где температура  воды у поверхности океана  достигает, как правило, 27-28( С,  а на глубине 1 километр имеет  всего 4-5( С.

  4.4.ВНУТРЕННЯЯ  ЭНЕРГИЯ МОЛЕКУЛ ВОДЫ

  Конечно, доступ к запасам электроэнергии ОТЕС предоставляет великолепные возможности, но (по крайней мере, пока) электричество  не поднимает в небо самолеты, не будет двигать легковые и грузовые автомобили и автобусы, не поведет  корабли через моря. Однако самолеты и легковые автомобили, автобусы и  грузовики могут приводиться  в движение газом, который можно  извлекать из воды, а уж воды-то в  морях достаточно.

  Этот  газ - водород, и он может использоваться в качестве горючего.

  Водород - один из наиболее распространенных элементов  во Вселенной. В океане он содержится в каждой капле воды. Помните формулу  воды? Формула

  H2O значит, что молекула воды состоит  из двух атомов водорода и  одного атома кислорода. Извлеченный из воды водород можно сжигать как топливо и использовать не только для того, чтобы приводить в движение различные транспортные средства, но и для получения электроэнергии. Все большее число химиков и инженеров с энтузиазмом относится к "водородной энергетике" будущего, так как полученный водород достаточно удобно хранить: в виде сжатого газа в танкерах или в сжиженном виде в криогенных контейнерах при температуре 423 градуса по Фаренгейту (-203 С).

  Его можно хранить и в твердом  виде после соединения с железо-титановым  сплавом или с магнием для  образования металлических гидридов. После этого их можно легко  транспортировать и использовать по мере необходимости. Еще в 1847 году французский  писатель Жюль Верн, опередивший свое время, предвидел возникновение  такой водородной экономики. В своей  книге

  "Таинственный  остров" он предсказывал, что в  будущем люди научатся использовать  воду в качестве источника  для получения топлива. "Вода, - писал он, - представит неиссякаемые  запасы тепла и света". Со  времен Жюля

  Верна были открыты методы извлечения водорода из воды. Один из наиболее перспективных из них - электролиз воды. (Через воду пропускается электрический ток, в результате чего происходит химический распад.

  Освобождаются водород и кислород, а жидкость исчезает.) В 60-е годы специалистам из НАСА удалось столь успешно осуществить  процесс электролиза воды и столь  эффективно собирать высвобождающийся водород, что получаемый таким образом  водород использовался во время  полетов по программе "Аполлон".

  Таким образом, в океане, который составляет 71 процент поверхности планеты, потенциально имеются различные виды энергии - энергия волн и приливов; энергия  химических связей газов, питательных  веществ, солей и других минералов; скрытая энергия водорода, находящегося в молекулах воды; энергия течений, спокойно и нескончаемо движущихся в различных частях океана; удивительная по запасам энергия, которую можно  получать, используя разницу температур воды океана на поверхности и в  глубине, и их можно преобразовать  в стандартные виды топлива. Такие  количества энергии, многообразие ее форм гарантируют, что в будущем человечество не будет испытывать в ней недостатка. В то же время не возникает необходимости  зависеть от одного - двух основных источников энергии, какими, например, являются давно  использующиеся ископаемые виды топлива  и ядерного горючего, методы получения  которого были разработаны недавно.

  Более того, в миллионах прибрежных деревень и селений, не имеющих сейчас доступа  к энергосистемам, будет тогда  возможно улучшить жизненные условия  людей. Жители тех мест, где на море бывает сильное волнение, смогут конструировать и использовать установки для  преобразования энергии волн. Живущие  вблизи узких прибрежных заливов, куда во время приливов с ревом врывается  вода, смогут использовать эту энергию. Для всех остальных людей энергия  океана в открытом водном пространстве будет преобразовываться в метан, водород или электричество, а  затем передаваться на сушу по кабелю или на кораблях. И вся эта энергия  таится в океане испокон веков.

  Не  используя ее, мы тем самым попросту ее расточаем. Разумеется, трудно даже представить себе переход от столь  привычных, традиционных видов топлива - угля, нефти и природного газа - к незнакомым, альтернативным методам  получения энергии. Разница температур? Водород, металлические гидриды, энергетические фермы в океане? Для многих это  звучит как научная фантастика. И  тем не менее, несмотря на то, что  извлечение энергии океана находятся  на стадии экспериментов и процесс  ограничен и дорогостоящ, факт остается фактом, что по мере развития научно-технического прогресса энергия в будущем  может в значительной степени  добываться из моря. Когда - зависит  от того, как скоро эти процессы станут достаточно дешевыми. В конечном итоге дело упирается не в возможность  извлечения из океана энергии в различных  формах, а в стоимость такого извлечения, которая определит, насколько быстро будет развиваться тот или  иной способ добычи. Когда бы это  время ни наступило, переход к  использованию энергии океана принесет двойную пользу: сэкономит общественные средства и самое главное, будет  полезно для экологии всей планеты.

  При современных темпах научно-технического прогресса существенные сдвиги в  океанской энергетике должны произойти  в ближайшие десятилетия.

  Океан наполнен внеземной энергией, которая  поступает в него из космоса.

  Она доступна и безопасна, и не загрязняет окружающую среду, неиссякаема и  свободна. Из космоса поступает энергия  Солнца. Она нагревает воздух и  образует ветры, вызывающие волны. Она  нагревает океан, который накапливает  тепловую энергию. Она приводит в  движение течения, которые в то же время меняют свое направление под  воздействием вращения Земли. Из космоса  же поступает энергия солнечного и лунного притяжения. Она является движущей силой системы Земля - Луна и вызывает приливы и отливы.

  Океан - это не плоское, безжизненное водное пространство, а огромная кладовая беспокойной энергии. Здесь плещут волны, рождаются приливы и отливы, пересекаются течения, и все это  наполнено энергией.

  Некоторые из предлагавшихся океанских энергетических установок могут быть реализованы, и стать рентабельными уже  в настоящее время. Вместе с тем  следует ожидать, что творческий энтузиазм, искусство и изобретательность  научно-инженерных работников улучшат  существующие и создадут новые перспективы  для промышленного использования  энергетических ресурсов Мирового океана.

  5.ЭНЕРГИЯ  БИОМАССЫ

  Понятие «биомасса» относят к веществам  растительного или животного  происхождения, а также отходам, получаемым в результате их переработки. В энергетических целях энергию  биомассы используют двояко: путем  непосредственного сжигания или  путем переработки в топливо (спирт  или биогаз). Есть два основных направления  получения топлива из биомассы: с  помощью термохимических процессов  или путем биотехнологической переработки. Опыт показывает, что наиболее перспективна биотехнологическая переработка органического  вещества. В середине 80-х годов  в разных странах действовали  промышленные установки по производству топлива из биомассы. Наиболее широкое  распространение получило производство спирта.

  Одно  из наиболее перспективных направлений  энергетического использования  биомассы – производство из неё  биогаза, состоящего на 50-

  80% из метана и на 20-50% из углекислоты.  Его теплотворная способность  –

  5-6 тыс. ккал/м3 .

  Наиболее  эффективно производство биогаза из навоза. Из одной тонны его можно  получить 10-12 куб. м метана. А, например, переработка 100 млн. тонн такого отхода полеводства, как солома злаковых культур, может дать около 20 млрд. куб. м метана. В хлопкосеющих районах ежегодно остается 8-

  9 млн. тонн стеблей хлопчатника,  из которых можно получить  до 2 млрд. куб. м метана. Для тех  же целей возможна утилизация  ботвы культурных растений, трав  и др.

  Биогаз  можно конвертировать в тепловую и электрическую энергию, использовать в двигателях внутреннего сгорания для получения синтезгаза и искусственного бензина.

  Производство  биогаза из органических отходов  дает возможность решать одновременно три задачи: энергетическую, агрохимическую (получение удобрений типа нитрофоски) и экологическую.

  Установки по производству биогаза размещают, как правило, в районе крупных  городов, центров переработки сельскохозяйственного  сырья.

  . 
 

  ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

  За  время существования нашей цивилизации  много раз происходила смена  традиционных источников энергии на новые, более совершенные. И не потому, что старый источник был исчерпан. Солнце светило и обогревало человека всегда: и, тем не менее, однажды люди приручили огонь, начали жечь древесину. Затем древесина уступила место  каменному углю. Запасы древесины  казались безграничными, но паровые  машины требовали более калорийного "корма". Но и это был лишь этап. Уголь вскоре уступает свое лидерство  на энергетическом рынке нефти. И  вот новый виток: в наши дни  ведущими видами топлива пока остаются нефть и газ. Но за каждым новым  кубометром газа или тонной нефти  нужно идти все дальше на север  или восток, зарываться все глубже в землю. Немудрено, что нефть  и газ будут с каждым годом  стоить нам все дороже. Замена? Нужен  новый лидер энергетики.

  Им, несомненно, станут ядерные источники. Запасы урана, если, скажем, сравнивать их с запасами угля, вроде бы не столь  уж и велики. Но зато на единицу веса он содержит в себе энергии в миллионы раз больше, чем уголь.

  А итог таков: при получении электроэнергии на АЭС нужно затратить, считается, в сто тысяч раз меньше средств  и труда, чем при извлечении энергии  из угля. И ядерное горючее приходит на смену нефти и углю...