Альтернатива есть: чем можно заменить традиционные источники энергии
Далеко ли можно уехать на алюминиевой банке?
Альтернативные источники энергии в современном мире уже стали делом привычным. Однако в этой области все еще есть место удивительным находкам ученых. Что только ни служит источником энергии. Некоторые придумки еще несколько десятилетий назад могли прийти в голову разве что писателям-фантастам, а в XXI веке это уже реальность.
Несколько лет назад в немецком Гамбурге соорудили дом, полностью отапливаемый водорослями. 129 аквариумов с растениями закреплены на внешних лесах постройки и способны поворачиваться вслед за солнцем. Таким образом водоросли под воздействием света выделяют тепло. Если фасад-"биореактор" генерирует слишком много тепла (в жаркую солнечную погоду) энергия сохраняется про запас в специальном буфере. Когда количество водорослей в резервуаре достигает предела, избытки отправляются для переработки в биотопливо и обеспечивают запас на весь зимний период.
Летом зеленые панели с водорослями выполняют еще одну функцию: они создают внутри квартир тень. Футуристическое сооружение строилось около трех лет, а на его возведение было потрачено около 5 миллионов евро.
Можно ли не тратить энергию во время игры в футбол, а наоборот, вырабатывать ее? Разработчики мяча Soccket (от soсcer — футбол и socket — разъём) отвечают на этот вопрос утвердительно. Технологичный мяч снабжен устройством, способным перерабатывать кинетическую энергию от ударов в электричество. Всего за 15 минут игры батарея, встроенная в игровой снаряд, полностью заряжается. Этой мощности может хватить, чтобы зарядить мобильный телефон или лампу. Мяч оборудован специальным разъемом для передачи электроэнергии на другой источник.
Российские разработчики тоже могут похвастаться находками в области альтернативной энергии. Научный коллектив кафедры цветных металлов и золота НИТУ "МИСиС" под руководством приглашенного из Германии профессора Александра Громова разработал способ получать альтернативное экологически чистое топливо (водород) из отходов алюминия и цветных металлов. То есть благодаря этой разработке машины смогут ездить на алюминиевых банках. Переработка одной маленькой банки из-под газировки (0,33 литра) дает топливо для 20 метров автопробега.
"Мы предложили систему, которая включает анализ исходного сырья, оптимальные способы измельчения алюминиевых отходов, разработку механизмов и режимов окисления, а также хранения и транспортировки полученного твердого металлического реагента. Мы нашли оптимальные реагенты для окисления алюминиевых отходов, разработали концепцию аппарата для получения водорода — аналога карбидного генератора ацетилена", — уточнил Громов.
Одним из плюсов технологии является ее пожаробезопасность. Также баночное топливо позволяет решить проблему утилизации алюминиевых отходов и привлечь внимание к проблеме сортировки и раздельному сбору мусора.
Плюсы и минусы альтернативной энергетики
Многие страны мира активно внедряют использование альтернативных источников в свои энергетические системы. Китай — один из лидеров. Эта страна больше всех выбрасывает в атмосферу СО2, что и заставило руководство Китая задуматься об альтернативных экологичных источниках энергии. Согласно государственному плану, к 2020 году в семи районах страны будут построены огромные ветряные ЭС. Наряду с ветряной в Китае планируют активно использовать и солнечную энергию.
Также активно развивается альтернативная энергетика в США. Еще в 2014 году суммарная мощность американских ветрогенераторов составила 65 879 МВт. Страна является мировым лидером по развитию геотермальной энергетики — направления, использующего для получения энергии разницу температур между ядром Земли и ее корой.
Германия — еще одна из стран-лидеров альтернативной энергетики. В апреле прошлого года страна установила своеобразный рекорд: в последние выходные апреля Германия получила 85% энергии из возобновляемых источников, то есть благодаря солнечным, ветро- и гидроэлектростанциям.
Альтернативная энергетика способна стать хорошим помощником странам, у которых нет собственных запасов углеводородов. По этому пути пошла Япония. Закон, принятый парламентом Японии в 2011 году, предусматривает поддержку альтернативной энергетики, а также развитие ветро-, гелио-, гидро- и геотермальной энергетики. Большинство жителей страны поддерживает переход на альтернативную энергетику, после аварии на "Фукусиме" многие японцы настроены резко негативно против АЭС.
Сейчас альтернативная энергетика идет в основном по пути использования энергии ветра и солнца. Согласно статистике, опубликованной Всемирной ассоциацией ветровой энергетики (WWEA), общая мощность всех ветроустановок в мире по состоянию на конец 2017 года составила 539 291 МВт. Ветрогенераторы, установленные в мире по состоянию на конец 2017 года, могут обеспечить более 5% мировой потребности в электроэнергии.
Принцип работы ветряных электростанций заключается в преобразовании кинетической энергии ветра в электрическую энергию. Такие станции состоят из ветродвигателя, генератора электрического тока, автоматического устройства управления работой ветродвигателя и генератора. Само производство ветряных электростанций обходится довольно дешево. К недостаткам можно отнести малую мощность и то, что их работа зависит от погоды. Своеобразная метеозависимость. К тому же такие станции производят много шума, и на ночь их, как правило, отключают. Еще ветряные электростанции создают помехи для воздушного сообщения и даже для радиоволн.
Солнечная энергия тоже имеет ряд своих плюсов и минусов. К преимуществам использования солнца специалисты относят экологическую чистоту, доступность практически в любой точке земного шара и возобновляемость этого ресурса. К недостаткам причисляют сложное техническое обслуживание станций и дорогую стоимость оборудования.
Как поспорили Герман Оскарович и Анатолий Борисович
В России нет единого мнения по поводу использования альтернативной энергии. Об этом свидетельствует спор, который состоялся в рамках Гайдаровского форума между главой Сбербанка Германом Грефом и главой компании "Роснано" Анатолием Чубайсом.
Герман Греф высказал мнение, что в ближайшие годы маловероятно, что альтернативная энергетика будет иметь шансы на масштабное развитие.
"Я не вижу, зачем у нас солнце (солнечная энергетика ‒ ред.) при нашей сегодняшней дешевизне ресурсов. Я просто не вижу ни одного шанса в ближайшие 10 лет, что у нас какое-то солнце появится или ветер", ‒ отметил глава Сбербанка.
В свою очередь Чубайс ответил, что солнечная энергетика в России уже состоялась, а через год, скорее всего, окончательно состоится и ветряная.
"Если говорить не с точки зрения бизнеса, а с точки зрения страновой картинки, я считаю, что солнечная энергетика в России уже состоялась, и дальше она шаг за шагом уже будет просто нарастать, нарастать и нарастать в объемах. <…> Для меня 2017 год ‒ это год развилки по ветру. Вижу очень серьезные предпосылки, которые могут привести к тому, что через год на следующем Гайдаровском форуме я смогу сказать, что ветер в России тоже состоялся", ‒ сказал Чубайс.
Летом этого года замглавы Минэнерго Алексей Текслер заявил, что в ведомстве обсуждаются объемы поддержки электрогенерации на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) после 2024 года.
"У нас есть некий консенсус в Министерстве энергетики по этой части, продлить, продолжить поддержку возобновляемой энергетики за рамками 2024 года, мы сейчас обсуждаем объем, размеры такого рода поддержки", ‒ сказал Текслер, выступая на четвертом международном конгрессе Reencon "Возобновляемая энергетика ‒ XXI век: энергетическая и экономическая эффективность".
В настоящее время в России действует программа поддержки "зеленой" энергетики, в том числе строительства электростанций, которые выбираются на конкурсной основе, но это программа завершится в 2024 году. В отрасли идет обсуждение, что же все-таки будет дальше.
Ранее министр энергетики Александр Новак заявил, что в рамках разрабатываемой масштабной программы модернизации российских электростанций стоимостью 3,5 триллиона рублей до 2035 года, 405 миллиардов рублей может быть направлено на новую программу поддержки "зеленой" энергетики после 2024 года. Также Новак пояснял, что еще неясно, сохранится ли поддержка в нынешнем виде или будут другие меры.
Как бы то ни было, очевидно, что альтернативные источники энергии в России и других странах ежегодно будут наращивать все большие мощности. При этом в ближайшее время углеводороды вряд ли перестанут быть основным источником энергии.