Kas naujo energetikoje?

VĖJAS:

▪ Jau senovėje žmonės kinkydavo vėją burlaiviams varyti, malūnų girnoms sukti, vandeniui pumpuoti. Bet pastaraisiais metais susidomėjimas neišsenkama vėjo energija ypač išaugo — modernios, aplinkos neteršiančios jėgainės dabar įvairiose šalyse aprūpina elektra 35 milijonus vartotojų. Danijoje vėjas pagamina jau 20 procentų elektros energijos. Jėgainės sparčiai dygsta Vokietijoje, Ispanijoje, Indijoje. Pastaroji teigia esanti penkta pasaulyje pagal vėjo energiją transformuojančių įrenginių pajėgumus. Jungtinėse Valstijose elektrą generuoja 13000 vėjo jėgainių. Kai kurie specialistai mano, kad panaudojus visas tinkamas vietoves, JAV galėtų iš vėjo pasigaminti daugiau nei 20 procentų elektros.

SAULĖ:

▪ Elektrą gamina ir fotogalvaniniai elementai, kuriuose elektronus sužadina saulės spinduliai. Šiuo metodu išgaunamos elektros galia pasauliniu mastu siekia beveik 500 milijonų vatų, o saulės baterijų rinka kasmet išauga 30 procentų. Tačiau kol kas fotogalvaninių elementų efektyvumas palyginti nedidelis, jais gaminti elektrą atsieina brangiau nei deginant iškastinį kurą. Be to, šitokių elementų gamyboje naudojami nuodingi chemikalai, pavyzdžiui, kadmio sulfidas ir galio arsenidas. Kadangi šios medžiagos, patekusios į aplinką, nesuyra ištisus šimtmečius, „pasenusių elementų laikymas ir perdirbimas gali tapti rimta problema“, — pažymi žurnalas Bioscience.

 GEOTERMINĖ ENERGIJA:

▪ Žemės branduolys labai karštas — apie 4000°C, o jos plutos temperatūra gilyn didėja vidutiniškai 30°C kas kilometrą. Kur kas lengviau Žemės šiluma naudotis tiems, kurie gyvena prie karštųjų versmių ar vulkaninių plyšių. Iš plutos gelmių besiveržiantį karštą vandenį ir garus namams šildyti arba elektrai gaminti naudoja 58 šalys. Islandijoje maždaug pusė suvartojamos energijos yra geoterminė. Kitos šalys, pavyzdžiui, Australija ieško būdų, kaip „įdarbinti“ vos kelių kilometrų gylyje slūgsančių karštų sausų uolienų šilumą. Žurnale Australian Geographic rašoma: „Yra mokslininkų, manančių, kad gilyn į karštuosius klodus būtų galima pumpuoti vandenį, kuris ten įkaistų, dėl labai didelio slėgio trykštų atgal ir suktų turbinas. Toks šaltinis energiją tiektų, jų nuomone, dešimtis ir net šimtus metų.“

VANDUO:

▪ Jau daugiau nei 6 procentus pasaulinių energijos poreikių tenkina hidroelektrinės. Kaip teigiama ataskaitoje „Tarptautinės energetikos perspektyvos 2003“, per artimiausius du dešimtmečius „atsinaujinančių energijos šaltinių sektoriaus augimą daugiausia lems planuojamos stambių hidroelektrinių statybos besivystančiose šalyse, ypač Azijoje“. Tačiau žurnale Bioscience perspėjama, kad „užtvankos neretai pasiglemžia svarbias, derlingas žemumas su sąnašiniu dirvožemiu. Be to, sutrikdo nusistovėjusią augalų, gyvūnų ir mikrobų pusiausvyrą ekosistemoje“.

 VANDENILIS:

▪ Tai bespalvės, bekvapės, degios dujos. Vandenilis — pati gausiausia medžiaga visatoje. Žemėje jis „pasislėpęs“ augalų ir gyvūnų audiniuose, iškastiniame kure bei vandens molekulėse, kurias sudaro du cheminiai elementai. Vandenilis dega švariau, efektyviau negu bet koks iškastinis kuras.

Žurnale Science News Online paaiškinama, kad „suskaidyti vandenį į vandenilį ir deguonį galima leidžiant per jį elektros srovę“. Taip įmanoma pagaminti daug vandenilio, tačiau „šis iš pirmo žvilgsnio paprastas procesas kol kas neekonomiškas“, — sakoma žurnale. Dabar pasaulyje per metus išgaunama apie 45 milijonai tonų vandenilio, kurio didžioji dalis sueina trąšoms ir valymo priemonėms. Bet jo gamybai naudojamas iškastinis kuras, todėl išsiskiria ir nuodingasis anglies monoksidas bei šiltnamio efektą spartinantis anglies dvideginis.

Vis dėlto daugelis būtent vandenilį laiko perspektyviausiu alternatyviu kuru, galėsiančiu ateityje tenkinti žmonijos poreikius. Pagrindą tokiam optimizmui teikia pastaruoju metu sėkmingai tobulinamas įtaisas, vadinamas kuro elementu.

KURO ELEMENTAS:

▪ Šis įtaisas gamina elektros energiją iš vandenilio, tačiau vandenilis nėra deginamas, bet jungiasi su deguonimi valdomos cheminės reakcijos metu. Naudojant gryną vandenilį, o ne jo turintį iškastinį kurą, šalutiniai reakcijos produktai tėra šiluma ir vanduo.

Pirmąjį kuro elementą 1839 metais sukūrė britų teisėjas ir fizikas seras Viljamas Grovas. Tačiau gaminti tokius įtaisus buvo brangu, taip pat sunku gauti kuro bei detalių. Todėl išradimas buvo pamirštas ir vėl prisimintas tik XX amžiui gerokai įpusėjus, kada kuro elementus pasitelkė JAV kosminių laivų kūrėjai. Minėti įtaisai gamina elektrą ir naujausiuose erdvėlaiviuose, bet dabar stengiamasi šią technologiją pritaikyti žemiškesniems tikslams.

Kuro elementais tikimasi pakeisti automobilių vidaus degimo variklį, aprūpinti elektra komercinės paskirties bei gyvenamuosius pastatus, maitinti nedidelius elektroninius įrenginius, pavyzdžiui, mobiliuosius telefonus ir kompiuterius. Kol kas kuro elementų gaminama elektros energija daugiau nei keturgubai brangesnė už tą, kuri generuojama deginant iškastinį kurą. Vis dėlto į naujosios technologijos vystymą investuojami šimtai milijonų dolerių.

Švaresni energijos šaltiniai akivaizdžiai naudingi aplinkai. Tačiau plataus masto pokyčių kaina, atrodo, ir toliau liks pernelyg didelė. Ataskaitoje IEO2003 teigiama: „Didžiąją dalį išaugsiančios energijos paklausos... turėtų patenkinti iškastinis kuras (nafta, gamtinės dujos ir anglys), nes jo kainos, kaip prognozuojama, laikysis palyginti žemos, ir todėl kitų energijos šaltinių eksploatacija bus nekonkurencinga.“

[Iliustracija 9 puslapyje]

Kuro elementais varomas automobilis, 2004

[Šaltinio nuoroda]

Mercedes-Benz USA

[Iliustracijos šaltinio nuoroda 8 puslapyje]

DOE Photo