10 альтернативных источников энергии. Исследовательская работа по нестандартным источникам электрической энергии. Волновая электростанция Oyster

Альтернативные источники энергии постепенно выходят на первый план, а некоторые страны даже заявили, что в обозримом будущем планируют перевести свою инфраструктуру исключительно на них.

Благо, помимо солнечных панелей, ветряков и гидроэлектростанций есть еще множество интересных вариантов, о которых мы и расскажем в этом обзоре.

Электростанция, работающая от шотландского виски
Helius Energy построила первую в мире электростанцию, которая работает от побочных продуктов дистилляции шотландского виски. Ведь при этом процессе остается огромное количество углеводных и белковых масс, которые и можно, сжигая, преобразовывать в энергию. В качестве партнера в этом проекте выступил конгломерат производителей Rothes Whisky.

Футбольный мяч Soccket
Компания Soccket Inc. создала футбольный мяч, который одновременно является и небольшой электростанцией, вырабатывающей энергию в те моменты, когда футболисты бьют по объекту ногой. Несколько часов игры, и работа светодиодной лампы на целый вечер обеспечена! Идеальный вариант для сельской глубинки в развивающихся странах Африки и Азии.

OTEC-электростанция у берегов Китая
Уже несколько десятилетий существует технология, позволяющая вырабатывать энергию на основе разницы между температурой воды на поверхности океана и в его глубинах. А через несколько лет у южных берегов Китая появится самая большая в мире электростанция, работающая по этой технологии (OTEC). Создаст ее всемирно известная компания Lockheed Martin.

Турбина в кровеносных сосудах
Ученые из университета в швейцарском городе Берн разработали миниатюрные турбины, которые, будучи помещенными в кровеносные сосуды человека, будут давать энергию для работы его электрического кардиостимулятора.

VolcanElectric Mask – небоскреб, получающий энергию от вулкана
В рамках конкурса eVolo 2013 группой китайских архитекторов был представлен проект небоскреба VolcanElectric Mask, который должен расположиться на склоне вулкана. Да и энергию для функционирования это здание будет получать из раскаленной магмы, подступающей к поверхности Земли.

VW Bio-Bug от Geneco – автомобиль, работающий от фекалий
Британская компания Geneco разработала технологию, позволяющую получать метан из человеческих фекалий, и оснастила ею автомобиль VW Beetle, дав ему новое имя – VW Bio-Bug.

Энергия из турникетов в общественном транспорте
Японская компания East Japan Railway Company, один из лидеров пассажирских перевозок в Стране Восходящего Солнца, решила оснастить каждый свой турникет генератором электроэнергии. Так что пассажиры, проходящие через них, сами того не осознавая, будут вырабатывать электричество.

BioWawe – энергия подводных течений
Специалисты из австралийской компании BioPower Systems, решили обратить внимание на множество подводных течений, опоясывающих Австралию. В результате этого они и создали проект электростанции BioWawe, которая будет использовать данные потоки воды для производства электроэнергии.

Giraffe Street Lamp – качели, которые питают фонарь энергией
Giraffe Street Lamp – это качели, катаясь на которых, каждый человек сможет сделать мир немного ярче и светлее. Дело в том, что эти качели являются одновременно и генератором электричества для уличного фонаря, с которым они совмещены. Впрочем, у него есть и сторонний источник энергии, питающий лампы в то время, когда объект находится в состоянии покоя.

BIQ house – первое в мире здание с энергией от водорослей
В Гамбурге несколько недель назад открылось первое в мире здание, которое получает энергию от микроскопических зеленых водорослей, которые находятся в стенах и окнах этого архитектурного сооружения. И каждое его окно представляет собой небольшой био-реактор, производящий электричество за счет фотосинтеза.

События

Большинство людей согласятся с тем, что ископаемому топливу нужно положить конец. Оно является причиной загрязнения окружающей среды, войн и климатических изменений.

К счастью, в течение многих лет ученые ищут альтернативные решения , такие как энергия ветра и солнечная энергия. Но не везде и всюду можно будет использовать энергии ветра и солнца.

Поэтому ученые продолжают поиски дешевой и эффективной энергии , исследуя малоизвестные источники. Некоторые из них могут показаться немного необычными, даже смешными и нереальными, а в некоторых случаях и ужасными.

"Я думаю, что к решению предстоящих энергетических потребностей , нам следует подойти довольно серьезно", - рассуждает Бобби Самптер (Bobby Sumpter) , старший научный сотрудник в национальной лаборатории Oak Ridge. Это может быть чем-то природным и при этом доставаться нам бесплатно и быть эффективным.

"Мы не должны отклонять даже самые необычные идеи", - отмечает Диего дель Кастильо Негрете (Diego del Castillo Negrete) из той же лаборатории.

Итак, 10 наиболее необычных и странных источников энергии , которые практически вне известных и принятых норм. Но, кто знает, может быть, когда-нибудь мы будем использовать сахар для зарядки ноутбука, бактерии в качестве топлива для автомобиля или мертвые тела для обогрева зданий.

Сахар

Если положить сахар в бензобак автомобиля, то можно испортить его двигатель - это общеизвестный факт. Но однажды сахар может стать отличным топливом для машины.

Исследователи и химики из Технологического университета Вирджинии разрабатывают способ преобразования сахара в водород, который можно будет использовать в топливных элементах.

Ученые комбинируют сахар, воду и 13 мощных ферментов в реакторе, превращая смесь в водород и двуокись углерода. Водород прокачивается через топливный элемент для выработки энергии. Этот процесс обеспечивает в три раза больше водорода, чем при других традиционных методах, что выражается в экономии средств.

Но, к сожалению, пройдут еще десятки лет, прежде чем потребители действительно буду добавлять сахар в свои бензобаки. Скорее намного раньше мы будем заряжать ноутбуки, мобильники и другую электронику батареями на основе сахара: в краткосрочной перспективе планируется использовать эту же технологию для создания подобных батарей.

Солнечный ветер

В сто миллиардов раз больше энергии, чем нужно в настоящее время всему человечеству, доступно в космосе. Энергия эта называется солнечным ветром - потоком заряженных частиц, разливающимся от солнца.

Брукс Харроп (Brooks Harrop) и Дирк Шульце-Макуш (Dirk Schulze-Makuch) надеются захватить эти частицы при помощи спутника, который будет вращаться вокруг Солнца и Земли.

Спутник будет иметь длинный медный провод для захвата электронов. Через инфракрасный лазер эта энергия будет отправляться на Землю.

Но у спутника есть некоторые технические проблемы, которые исследователи пытаются устранить: у него нет защиты от космического мусора и часть энергии будет потеряна, к тому же соорудить лазерный луч, способный преодолевать многомиллионные мили, тоже задача не из простых.

Более реалистичным кажется использование этого спутника для обеспечения энергией близлежащих космических кораблей.

Экскременты

Многие думают, что экскременты должны быть немедленно утилизированы. Но фекалии содержат метан - бесцветный газ без запаха, который можно использовать также, как и природный.

Так, существуют два проекта, направленные на преобразование собачьих экскрементов - Park Spark в Кембридже и Norcal Waste в Сан-Франциско.

В обоих случаях для тех, кто выгуливает своих домашних питомцев предлагается использовать биоразлагаемые мешки, которые после их заполнения размещают в большой контейнер-реактор. Внутри него микроорганизмы обрабатывают экскременты, выделяя метан в качестве побочного продукта.

В Пенсильвании на одной из молочных ферм используют коровий навоз для получения энергии. Шестьсот коров, которые производят 18 тысяч галлонов навоза ежедневно, помогают ферме сэкономить 60 тысяч долларов в год.

Отходы используются для производства электроэнергии, в качестве удобрения и топлива для обогрева.

Не остаются в стороне и отходы жизнедеятельности человека. Инженеры из Wessex Water посчитали, что отходы из 70 домов могут сгенерировать газ, которого будет достаточно для того, чтобы автомобиль смог проехать 10 тысяч миль.

В Эдинбургской школе инженерных и физических наук ученые ищут способ создать первый в мире топливный элемент из... мочи. Мочевина является доступным, нетоксичным, органическим соединением, богатым азотом.

Люди: живые и мертвые

Когда посреди лета вы стоите в переполненном метро, помните, тепло человеческого тела может греть все здания, вкупе с офисами, квартирами и магазинами.

Именно таким способом компания Jernhuset собирается обогревать сооружения в Стокгольме, Швеции и Париже. Тепло, которое исходит от пассажиров, путешествующих через центральный вокзал Стокгольма, будет обогревать воду в трубах, которая затем будет прокачиваться через системы вентиляции здания.

В Париже будут внедрять проект, согласно которому тепло человеческого тела будет использовано для обогрева 17-ти квартир в здании, расположенном прямо над станцией метро.

В Великобритании в одном из крематориев газы, выделяющиеся после кремации также используют для обогрева здания.

Вибрации

Клуб Watt в Роттердаме (Нидерланды) использует вибрации от людей на танцполе для создания светового шоу. Колебания улавливают "пьезоэлектрические" материалы.

Использование пьезоэлектрических технологий для производства энергии рассматривают и в армии США. Они вставлены в сапоги солдат и энергия используется для зарядки радиоприемников и других портативных устройств.

Хотя это интересный возобновляемый источник энергии с большим потенциалом, он по сути своей недешевый.

Клуб потратил 257 тысяч долларов на 270 квадратов танцпола. Но в будущем планируется улучшить производство, так что танцевальные движения могут на самом деле быть электрическими.

Шлам

Только калифорнийский муниципалитет производит 700 тысяч тонн шлама - нерастворимых отложений из воды в паровых котлах в виде ила или твердых кусков. Этого материала достаточно для того, чтобы создать электроэнергии на 10 миллионов киловатт-часов в сутки.

В университете Невады этот осадок сушат, чтобы сделать из него горючее для процесса газификации, который превращает его в электричество. Машина превращает липкий ил в порошок-биотопливо при относительно низкой температуре в кипящем слое песка и соли.

Технология направлена на то, чтобы компании могли экономить на перевозке отходов и электричестве. И хотя исследования еще продолжаются, предварительные оценки показывают, что система потенциально может генерировать 25 тысяч киловатт-часов в день.

Медузы

Медузы, которые светятся в темноте, содержат сырье для нового вида топливных элементов. Их свечение создается за счет зеленого флуросцентного белка, называемого GFP.

Команда ученых из Технологического университета Чалмерса в Гетеборге (Швеция) поместила каплю GFP на алюминиевые электроды и выставила ее на ультрафиолетовый свет.

Белок выпустил электроны, которые можно использовать для производства электроэнергии.

Такие же белки были использованы для создания биотопливных элементов, которые создают электроэнергию без внешнего источника света. Вместо него в устройстве была использована смесь химических веществ, таких как магний и ферменты люциферазы, которая есть у светлячков.

Эти топливные элементы могут быть использованы в малых нано-устройствах, которые, к примеру, могут быть имплантированы для диагностики или лечения заболеваний.

Взрывающиеся озера

В мире известны три "взрывающихся озера", названные так из-за высокого содержания в своих недрах метана и углекислого газа, которые накапливаются вследствие различия в температуре и плотности воды.

Когда меняется температура, газы выходят на поверхность: эффект, как от потрясывания бутылки содовой. Газы убивают животных и людей, живущих неподалеку. Подобное произошло 15 августа 1984 года, когда камерунское озеро Ниос выбросило огромное облако концентрированного углекислого газа, мгновенно удушающего сотни людей и животных.

В Руанде таким место является озеро Киву. Но местное правительство взяло инициативу в свои руки и построило электростанцию, которая высасывает вредные газы озера, приводящие в действие три больших генератора.

Они производят 3,6 мегаватт электроэнергии. Есть надежда, что ближайшие пару лет, энергии будет достаточно для одной трети страны.

Бактерии

В дикой природе живут миллиарды бактерий. Как и у любого живого организма, когда ограничен запас пищи, у них есть своя стратегия выживания.

Бактерии кишечной палочки хранят топливо в виде жирных кислот, которые напоминают полиэстер. Жирные кислоты нужны для производства биодизельного топлива.

Так, ученые ищут способ для генетического модифицирования микрооганизмов кишечной палочки для перепроизводства кислот.

Они удалили ферменты из бактерий, чтобы повысить количество жирных кислот.

Затем обезвожили жирные кислоты, чтобы теперь уже избавиться от кислорода, превратив таким образом бактерии в дизельное топливо.

Получается, одни и те же бактерии делают нас больными и могут послужить топливом для транспорта.

Углеродные нанотрубы

Углеродные нанотрубы представляют собой полые трубы из атомов углерода.

Среда потенциального использования этих труб ширится от ткани для брониматериалов до лифта, который может курсировать между Землей и Луной.

Ученые из Массачусетского технологического института нашли способ использования нанотруб для сбора солнечной энергии.

Нанотрубы могут работать в качестве антенны для сбора солнечного света на солнечных батареях.

МОСКВА, 18 окт - РИА Новости. Антон Поляков. Что общего у футболки, шорт, сапог, рубашки, кружки, спального мешка и футбольного мяча? То, что все они могут послужить возобновляемыми источниками энергии для ваших гаджетов. Подборка самых необычных зарядных устройств - в материале РИА Новости.

Термоэлектрика

Пионером в деле массового внедрения термоэлектрических модулей для зарядки гаджетов можно считать компанию BioLite , которая в 2009 году представила первый прототип компактной дровяной печки CampStove . Вскоре концепт обзавелся обычным USB -портом, через который можно было подзаряжать телефоны и другие мобильные устройства, что предопределило направление развития всей продуктовой линейки.

Сегодня термоэлектрические модули можно найти даже в предметах одежды и обуви. В этом случае они используют тепло человеческого тела для выработки электричества. Например, учеными в Государственном университете Северной Каролины были разработаны специальные термонаклейки толщиной всего два миллиметра. Они могут крепиться непосредственно на кожную поверхность или интегрироваться в одежду.

С одного квадратного сантиметра материала можно пока получить лишь около 20 милливатт-часов, чего хватит только для питания специальных кардиодатчиков. Но с развитием технологии и увеличением площади от такой футболки можно будет подзаряжать даже смартфоны.

Более мощные термоэлементы можно найти в подошве сапог, которые были созданы при участии коммуникационной компании Orange и экспертов из Gotwind . По заверению разработчиков двенадцатичасовое ношение этой обуви даст один час качественной зарядки для смартфона.

Не забыты спортсмены и путешественники. На них ориентирован термоэлектрический браслет Dyson Energy. Все, что нужно - это лишь носить его на руке. А если понадобится подзарядить какой-либо гаджет, в ремешке браслета есть штекер micro USB .

Для туристов выбор зарядных устройств самый широкий. Наиболее любопытной вещью является спальный мешок серии Power Pocket другой коммуникационной компании Vodafone . Сделан он из ткани с несколькими слоями специальных полимеров и диэлектриков, которые создают электрический ток благодаря разнице температур внутри и снаружи. За ночь такой "спальник" способен накопить энергии, достаточной для одиннадцати часов зарядки смартфонов.

К спальному мешку можно добавить кружку-котелок Powerpot и чайник BioLite Kettlecharge . Их дно имеет встроенные термоэлементы, способные выдавать ток до одного ампера при напряжении в пять вольт.

Кинетические генераторы

Кинетические генераторы преобразуют механические движения в электрический ток. В разное время на рынке появлялись различные устройства. Наиболее примечательным решением оказался футбольный мяч Soccket . И хотя низкая надежность устройства не дала ему завоевать рынок, общий интерес к нему был весьма велик.

Более успешными оказались устройства nPower PEG и ему подобные. Компактные размеры и встроенный аккумулятор позволяли им копить энергию во время переноски в сумке или кармане.

К тому же типу устройств относится нарукавник Orange DanceCharge , который может оказаться полезным не только любителям дискотек, но и спортсменам или туристам.

Ткани

В данный момент многие компании экспериментируют со специальными тканями, имеющими в своей основе фотовольтаические ячейки. Такие материалы выполняют роль солнечных батарей и помогают заряжать или питать различные гаджеты. Однако текущие наработки пока еще далеки от массового производства.

Тем не менее, в ассортименте продуктов некоторых компаний можно найти специальный пористый материал, который способен генерировать электроэнергию за счет своего растяжения или сжатия благодаря пьезоэлектрическому эффекту. Он был использован Vodafone в шортах серии Power Pocket .

О скорости заряда смартфона компания разумно умалчивает, поскольку она невелика, но само по себе направление весьма перспективное. И с учетом общего тренда к появлению умной одежды, все эти разработки могут стать весьма популярными при условии назначения приемлемой цены.

Ни для кого не секрет, что используемые сегодня человечеством ресурсы конечны, более того, их дальнейшая добыча и использование может привести не только к энергетической, но и к экологической катастрофе. Традиционно используемые человечеством ресурсы — уголь, газ и нефть — закончатся уже спустя несколько десятилетий, и меры нужно принимать уже сейчас, в наше время. Конечно, можно надеяться, что мы вновь найдем какое-либо богатое месторождение, так же как было в первой половине прошлого века, однако ученые уверены, что таких крупных залежей уже нет. Но в любом случае даже открытие новых месторождений только отсрочит неизбежное, необходимо найти способы производства альтернативной энергии, и переходить на возобновляемые ресурсы, такие как ветер, солнце, геотермальная энергия, энергия водных потоков и другие, а наряду с этим нужно продолжать разработки энергосберегающих технологий.

В этой статье мы рассмотрим несколько самых перспективных, на взгляд современных ученых, идей, на которых будет строиться энергетика будущего.

Солнечные станции

Люди издавна задумывались над тем, возможно ли Под солнечными лучами нагревали воду, сушили одежду и глиняную посуду перед ее отправкой в печь, однако эти способы нельзя назвать эффективными. Первые технические средства, преобразующие солнечную энергию, появились еще в 18 веке. Французский ученый Ж. Бюффон показал опыт, в котором ему удалось с помощью большого вогнутого зеркала в ясную погоду воспламенить сухое дерево с расстояния около 70 метров. Его соотечественник, известный ученый А. Лавуазье, применял линзы, чтобы концентрировать энергию солнца, а в Англии создали двояковыпуклое стекло, которое, фокусируя солнечные лучи, расплавляло чугун всего за несколько минут.

Естествоиспытатели проводили множество опытов, которые доказывали, что солнца на земле возможно. Однако солнечная батарея, которая превращала бы солнечную энергию в механическую, появилась сравнительно недавно, в 1953 году. Ее создали ученые из Национального аэрокосмического агентства США. Уже в 1959 году солнечную батарею впервые применили для оснащения космического спутника.

Возможно уже тогда, осознав, что в космосе такие батареи гораздо эффективнее, ученым пришла идея о создании космических солнечных станций, ведь за час солнце вырабатывать столько энергии, сколько все человечество не потребляет и за год, так почему же не использовать это? Какой будет солнечная энергетика будущего?

С одной стороны кажется, что использование солнечной энергии идеальный вариант. Однако себестоимость огромной космической солнечной станции очень высока, да и к тому же она будет дорога в эксплуатации. Со временем, когда будут введены новые технологии по доставке грузов в космос, а также новые материалы, реализация подобного проекта станет возможной, но пока мы можем пользоваться только относительно небольшими батареями на поверхности планеты. Многие скажут, что это тоже неплохо. Да, возможно в условиях частного дома, но для энергообеспечения больших городов, соответственно, необходимо либо множество солнечных батарей, либо технология, которая сделает их эффективнее.

Экономическая сторона вопроса здесь тоже присутствует: любой бюджет сильно пострадает, если на него будет возложена задача перевести целый город (или всю страну) на солнечные батареи. Казалось бы, можно обязать жителей городов выплачивать некоторые суммы на переоснащение, но в таком случае недовольны будут они, ведь если бы люди готовы были бы пойти на такие траты, они уже давно сделали бы это сами: возможность купить солнечную батарею есть у каждого.

Касательно солнечной энергии есть и еще один парадокс: затраты на производство. Перевод энергии солнца в электричество напрямую — не самая эффективная вещь. До сих пор еще не найдено способа лучше, чем использовать солнечные лучи для нагревания воды, которая, превращаясь в пар, в свою очередь вращает динамо-машину. В таком случае энергопотеря минимальна. Человечество хочет использовать "экологичные" солнечные панели и солнечные станции, чтобы сохранить ресурсы на земле, однако для подобного проекта потребуется огромное количество тех же ресурсов, и "неэкологичной" энергии. Например, во Франции недавно была построена солнечная электростанция, площадью около двух квадратных километров. Стоимость постройки составила около 110 миллионов евро, не считая затрат на эксплуатацию. При всем этом следует учитывать, что срок службы подобных механизмов составляет около 25 лет.

Ветер

Энергия ветра — также использовалась людьми еще с древности, самым простым примером можно назвать хождение под парусом и ветряные мельницы. Ветряки используются и сейчас, особенно они эффективны в областях с постоянными ветрами, например на побережье. Ученые постоянно выдвигают идеи, как модернизировать уже имеющиеся приспособления для преобразования ветряной энергии, одна из них - ветряки в виде парящих турбин. За счет постоянного вращения они могли бы "висеть" в воздухе на расстоянии нескольких сотен метров от земли, где ветер сильный и постоянный. Это помогло бы в электрификации сельской местности, где невозможно использование стандартных ветряков. К тому же такие парящие турбины могли бы быть оснащены интернет-модулями, с помощью которых осуществлялось бы обеспечение людей доступом в мировую паутину.

Приливы и волны

Бум на солнечную и ветряную энергетику постепенно проходит, и интерес исследователей привлекла другая природная энергия. Более перспективной считается использование приливов и отливов. Уже сейчас этим вопросом занимается около ста компаний по всему миру, существует и несколько проектов, доказавших эффективность данного способа добычи электричества. Преимущество перед солнечной энергетикой в том, что потери при переводе одной энергии в другую минимальны: приливная волна вращает огромную турбину, которая и вырабатывает электричество.

Проект "Устрица" — это идея установить на дне океана шарнирный клапан, который будет подавать воду на берег, тем самым вращая простую гидроэлектрическую турбину. Всего одна такая установка могла бы обеспечить электричеством небольшой микрорайон.

Уже сейчас в Австралии успешно применяют приливные волны: в городе Перте установлены опреснители, работающие на этом типе энергии. Их работа позволяет обеспечить пресной водой около полумиллиона человек. Природная энергетика и промышленность также могут сочетаться в этой отрасли производства энергии.

Использование несколько отличается от технологий, которые мы привыкли видеть в речных гидроэлектростанциях. Часто ГЭС наносят вред окружающей среде: затопляются прилегающие территории, разрушается экосистема, а вот станции, работающие на приливных волнах, в этом плане гораздо безопаснее.

Энергия человека

Одним из самых фантастических проектов в нашем списке можно назвать использование энергии живых людей. Звучит ошеломляюще и даже несколько ужасающе, но не все так страшно. Ученые лелеют мысль о том, как использовать механическую энергию движения. Речь в этих проектах идет о микроэлектронике и нанотехнологиях с низким энергопотреблением. Пока звучит как утопия, реальных разработок нет, но идея весьма интересная и не покидает умы ученых. Согласитесь, весьма удобны будут устройства, которые подобно часам с автоматической подзаводкой, будут заряжаться от того, что по сенсору проводят пальцем, или от того, что планшет или телефон просто болтается в сумке при ходьбе. Не говоря уж об одежде, которая, наполненная разными микроустройствами, могла бы преобразовывать в электричество энергию движения человека.

В Беркли, в лаборатории Лоуренса, например, ученые попытались воплотить в жизнь идею о том, чтобы использовать вирусы для давления в электричество. Небольшие механизмы, работающие от движения, так же имеются, однако пока что на поток подобная технология не поставлена. Да, с глобальным энергетическим кризисом подобным образом не справиться: скольким же людям придется "крутить педали", чтобы заставить работать целый завод? Но как одна из мер, применяемых в комплексе, теория вполне жизнеспособна.

Особенно подобные технологии будут эффективны в труднодоступных местах, на полярных станциях, в горах и тайге, среди путешественников и туристов, у которых не всегда есть возможность зарядить свой гаджет, а вот оставаться на связи важно, особенно если группа попала в критическую ситуацию. Как много всего можно было бы предотвратить, если бы у людей всегда было надежное устройство связи, не зависящее "от розетки".

Топливные ячейки водорода

Пожалуй, у каждого владельца авто, глядящего на индикатор количества бензина, приближающийся к нулю, возникала мысль о том, как отлично было бы, если бы машина работала на воде. Но сейчас ее атомы попали в поле зрения ученых как настоящие объекты энергетики. Дело в том, что в частицах водорода — самого распространенного газа во вселенной — содержится громадное количество энергии. Более того, двигатель сжигает этот газ практически без побочных продуктов, то есть, мы получаем очень экологичное топливо.

Водородом заправляют некоторые модули МКС и шатлы, но на Земле он существует в основном в виде соединений, таких как вода. В восьмидесятых годах в России были разработки самолетов, использующих в качестве топлива водород, эти технологии даже применяли на практике, и экспериментальные модели доказали свою эффективность. Когда водород отделяется, он перемещается в специальную топливную ячейку, после чего возможна генерация электричества напрямую. Это не энергетика будущего, это уже реальность. Подобные автомобили уже производятся и довольно большими партиями. Компания Honda, дабы подчеркнуть универсальность источника энергии и авто в целом, провела эксперимент в результате которого машина была подключена к электрической домашней сети, однако не для того, чтобы получить подзарядку. Автомобиль может обеспечивать энергией частный дом в течение нескольких дней, или проехать без дозаправки почти пятьсот километров.

Единственный недостаток подобного источника энергии на данный момент — это относительно высокая стоимость таких экологичных машин, и, конечно, достаточно небольшое количество водородных заправок, однако во многих странах уже планируется их постройка. Например, в Германии уже стоит план об установке ста заправочных станций к 2017 году.

Тепло земли

Превращение тепловой энергии в электричество — это и есть сущность геотермальной энергетики. В некоторых странах, где затруднено использование других отраслей, она используется довольно широко. Например, на Филлипинах 27 % всего электричества приходится именно на геотермальные станции, а в Исландии этот показатель составляет около 30 %. Сущность этого способа добычи энергии довольно проста, механизм схож с простой паровой машиной. До предполагаемого "озера" магмы необходимо пробурить скважину, через которую подается вода. При контакте с раскаленной магмой вода мгновенно превращается в пар. Он поднимается, где крутит механическую турбину, тем самым вырабатывая электричество.

Будущее геотермальной энергетики состоит в том, чтобы найти большие "хранилища" магмы. Например, в вышеупомянутой Исландии это удалось: раскаленная магма за долю секунды превратила всю закачанную воду в пар температурой около 450 градусов по Цельсию, что является абсолютным рекордом. Подобный пар высокого давления способен повысить эффективность геотермальной станции в несколько раз, это может стать толчком к развитию геотермальной энергетики во всем мире, особенно в областях, насыщенных вулканами и термальными источниками.

Использование ядерных отходов

Атомная энергетика, в свое время, произвела настоящий фурор. Так было до тех пор, пока люди не осознали всю опасность этой отрасли энергетики. Аварии возможны, от подобных случаев никто не застрахован, но они весьма редки, а вот радиоактивные отходы появляются стабильно и до недавнего времени ученые не могли решить эту проблему. Дело в том, что стержни урана — традиционное "топливо" АЭС, может быть использовано только на 5 %. После выработки этой небольшой части, весь стержень отправляется на "свалку".

Ранее применялась технология, при которой стержни погружались в воду, которая замедляет нейтроны, поддерживая устойчивую реакцию. Сейчас вместо воды стали использовать жидкий натрий. Эта замена позволяет не только использовать весь объем урана, но и переработать десятки тысяч тонн радиоактивных отходов.

Избавить планету от отходов атомной энергетики важно, но в самой технологии есть одно "но". Уран относится к ресурсам, и его запасы на Земле конечны. В случае если всю планету перевести исключительно на энергию, получаемую от АЭС (к примеру, в США АЭС производят лишь 20% всего потребляемого электричества), запасы урана будут истощены довольно быстро, и это снова приведет человечество на порог энергетического кризиса, так что атомная энергетика, пусть и модернизированная, только временная мера.

Растительное топливо

Еще Генри Форд, создав свою "Модель Т", рассчитывал, что она уже будет работать на биотопливе. Однако в то время были открыты новые нефтяные месторождения, и нужда в альтернативных источниках энергии отпала еще на несколько десятков лет, но теперь снова возвращается.

За последние пятнадцать лет использование растительных видов топлива, таких как этанол и биодизель, возросло в несколько раз. Их используют как самостоятельные источники энергии, так и в качестве добавок к бензину. Некоторое время назад надежды возлагались на особую просяную культуру, получившую название "канола". Она совершенно непригодна в пищу ни для людей, ни для скота, однако обладает высокими показателями масличности. Из этого масла и стали производить "биодизель". Но эта культура займет слишком много места, если попытаться вырастить ее столько, чтобы обеспечить топливом хотя бы часть планеты.

Теперь ученые заговорили об использовании водорослей. Их масличность около 50 %, что позволит так же легко извлекать масло, а отходы можно превращать в удобрения, на основе которых будут выращиваться новые водоросли. Идея считается интересной, но свою жизнеспособность пока что не доказала: публикация об успешных экспериментах в этой области пока не опубликовано.

Термоядерный синтез

Будущая энергетика мира, по мнению современных ученых, невозможна без технологий Это, на данный момент, самая перспективная разработка, в которую уже вкладывают миллиарды долларов.

В используется энергия деления. Она опасна тем, что есть угроза возникновения неуправляемой реакции, которая уничтожит реактор, и приведет к выбросу огромного количества радиоактивных веществ: пожалуй, все помнят аварию на Чернобыльской АЭС.

В реакциях термоядерного синтеза, что следует из названия, используется энергия, выделяемая при слиянии атомов. В результате, в отличие от атомного деления, не образуется никаких радиоактивных отходов.

Главной проблемой является то, что в результате термоядерного синтеза образуется вещество, имеющее настолько высокую температуру, что может уничтожить весь реактор.

Будущего — реальность. И фантазии здесь неуместны, на данный момент на территории Франции уже началась постройка реактора. Несколько миллиардов долларов вложено в экспериментальный проект, который профинансирован многими странами, в число которых, помимо ЕС, входят Китай и Япония, США, Россия и другие. Изначально первые эксперименты планировалось запустить уже в 2016 году, однако расчеты показали, что бюджет слишком мал (вместо 5 миллиардов потребовалось 19), и запуск перенесли еще на 9 лет. Возможно, через несколько лет мы увидим, на что способна термоядерная энергетика.

Проблемы настоящего и возможности будущего

Не только ученые, но и писатели-фантасты, дают множество идей для воплощения технологии будущего в энергетике, однако все сходятся на том, что пока что ни один из предложенных вариантов не может произвести полное обеспечение всех потребностей нашей цивилизации. К примеру, если все автомобили в США будут ездить на биотопливе, полями канолы придется засадить территорию, равную половине всей страны, без учета того, что земель, пригодных для земледелия в Штатах не так уж много. Более того, пока что все способы производства альтернативной энергии - дороги. Пожалуй, каждый из простых городских жителей, согласен, что важно использовать экологически чистые, возобновляемые ресурсы, однако не в случае, когда им озвучивают стоимость такого перехода на данный момент. Ученым предстоит еще много работать в этой сфере. Новые открытия, новые материалы, новые идеи - все это поможет человечеству успешно справиться с назревающим ресурсным кризисом. Решить планеты можно только комплексными мерами. В некоторых областях удобнее применять добычу энергии с помощью ветра, где-то - солнечные батареи, и так далее. Но, возможно, главным фактором станет снижение энергопотребления в целом и создание энергосберегающих технологий. Каждый человек должен понимать, что несет ответственность за планету, и каждый должен задать себе вопрос: "Какую энергетику я выбираю для будущего?" Прежде чем перейти на другие ресурсы, каждый должен осознать, что это действительно необходимо. Только при комплексном подходе удастся решить проблему энергопотребления.

Современный мир постепенно и неуклонно приходит к более широкому и активному использованию альтернативных источников энергии. Человечество прекрасно понимает, что нефть и газ рано или поздно закончатся, атомная энергетика при всей её развитости все равно не может быть на 100% безопасной, уголь вредит экологии и тоже относится к не возобновляемым природным ресурсам. Именно поэтому сегодня все большее число ученых и исследователей работают в области повышения эффективности и снижения себестоимости выработки электроэнергии из альтернативных источников. И если солнечными, ветряными, термальными, комбинированными и даже морскими электростанциями сегодня уже сложно кого-то удивить, то так ли в окружающем нас мире и за его пределами мало еще малоизученных но, возможно, перспективных источников экологически чистой энергии?

Мы изучили имеющиеся сегодня сведения и собрали для вас 10 самых необычных и экзотических альтернативных источников энергии, которые может быть не завтра, но послезавтра вполне могут начать активно использоваться человечеством.

1. Потенциал тепловой энергии океанов , которыми, как известно, покрыта большая часть нашей планеты, вполне может в будущем использоваться человеком для выработки электроэнергии. «Теплоокеанная» электростанция будет вырабатывать энергию за счет разницы температур между поверхностными теплыми и придонными холодными водами.

2. Вы, может быть, не догадываетесь, но природа уже давно придумала, как получать электричество за счет испарения воды . Подсмотрев у растений, современные ученые уже разработали подобную систему, работающую за счет разницы электротехнических свойств воды и воздуха, пузырьки которого закачиваются внутрь листа, наподобие растительного. В результате генерируется электрический ток. При этом ученые с достаточно большим оптимизмом смотря на возможную перспективность применения подобной технологии, в том числе и благодаря возможности работы данных систем не только в качестве генераторов, но и аккумуляторов вырабатывай электрической энергии.

3. Осмос – естественный природный процесс, который уже давно ученые используют для своих нужд. Всем известны фильтры обратного осмоса, но далеко не все знают, что сегодня инженеры разрабатывают принципиально новую схему выработки электроэнергии из соленой воды морей и океанов. При этом данный принцип также построен на осмосе.

Уникальностью данного процесса является возможность в перспективе не только самостоятельно обеспечивать необходимыми объемами энергии процессы опреснения воды, требующие сегодня огромных энергозатрат, но и вырабатывать электричество «на продажу». Принцип работы «осмос-электростанций» будет построен на обратном опреснению процессе. Ученые знают, что при добавлении в пресную воду соленой морской воды начинается процесс, получивший название «обратный электродиализ», благодаря которому и происходит выработка электричества. В том же случае если проводимые сегодня исследования покажут свою экономическую состоятельность, подобные электростанции можно будет устанавливать в устьях рек, где происходит естественное смешивания морской и пресной воды.

4. Инженеры компании Joule Biotechnologies разработали совершенно инновационную технологию получения источников энергии, получившую название глиокультура . Инженеры предлагают использовать смесь углеводородов, питательных веществ, воды и фотосинтезирующих микроорганизмов, которые в качестве источника энергии будет использовать солнечный свет. В результате жизнедеятельности микроорганизмов мы получим возможность сразу получать углеводороды или спирт, не требующие очистки.

5. Использование гелия-3 . Данный не радиоактивный изотоп обладает очень высоким потенциалом генерации электроэнергии в результате термоядерного синтеза, однако он очень редкий на Земле, но в избытке находится на Луне. Подсчитано, что разработка Луны может оказаться очень перспективным направлением, и уже сегодня ученые создали несколько проектов, реализация которых возможно начнется в недалеком будущем. В частности, называя гелий-3 источником энергии будущего, российская корпорация «Энергия» планирует не позднее 2020 года приступить к промышленной его разработке на спутнике нашей планеты.

6. Пьезоэлектричество – данный способ получения энергии уже давно используется человеком. Однако, скорее в миниатюрных, чем в промышленных масштабах. Между тем ученые не исключают, что использование кинетической энергии от движения человека в будущем вполне может стать достаточно перспективным процессом.

Учитывая, что пьезоэлектричество вырабатывается определенными материалами в ответ на механическое воздействие, достаточно просто создать тротуарное покрытие из подобных материалов, разместить его в местах наибольшего скопления движущихся людей и мы получим новый бесплатный источник энергии. При этом подобный принцип может быть реализован в огромном разнообразии вариантов, например, электричество сможет вырабатывать подошва обуви.

7. Солнечная энергия уже давно и успешно «утилизируется» на Земле, но из-за наличия атмосферы огромная её доля просто рассеивается, не доходя непосредственно до поверхности нашей планеты. Если же солнечные панели разместить в космосе, их эффективность возрастет в десятки раз. Кстати подобные фотоэлементы уже давно используются на спутниках, запускаемых с Земли.

8. Экскременты – они уже и сегодня более чем успешно используются человеком, в том числе для выработки биогаза. В будущем ученые не исключают, что человеческие нечистоты также найдут достаточно активное применение в качестве альтернативных источников энергии. Например, уже сегодня в Швеции пробуют запустить технологию питания двигателей городских автобусов, построенную на принципе использования микробных топливных элементов, которые в процессе своей жизнедеятельности вырабатывают электрический ток, а для питания используют именно экскременты.

9. Вихревые электростанции – опытные образцы подобных систем созданы уже сегодня. Принцип работы данных систем построен на возможности получения энергии от медленных водных течений, которые могут создавать водовороты. И именно их, водовороты, ученые предлагают использовать для производства энергии.

Водовороты формируют непостоянную водную среду, в которой помещенный предмет совершает движения вниз или вверх, либо движется в горизонтальной плоскости. Создаваемая таким образом механическая энергия может легко преобразовываться в электрическую, благо подобных систем и технологий сегодня существует огромное множество.

10. Энергия гор . Новый вид геотермальной энергии был получен благодаря опытам по закачиванию соленой воды глубоко в скальные породы, температура которых благодаря распаду имеющихся в коре планеты радиоактивных элементов и самой горячей мантии Земли очень высока. Далее процесс прост и изучен. При нагреве вода превращается в пар, который подается в турбину, вырабатывающую электроэнергии. При этом мощность такой электростанции и можно легко регулировать за счет контроля за подачей холодной соленой воды.