Enerģijas ieguves alternatīvas

VĒJŠ

▪ Cilvēki jau izsenis ir izmantojuši vēja enerģiju, lai dzītu uz priekšu buru kuģus un darbinātu vējdzirnavas un ūdenssūkņus. Pēdējos gados daudzās zemēs vēja enerģijas izmantošana atkal kļuvusi populāra. Modernās vēja elektrostacijas, ražojot elektroenerģiju, nepiesārņo vidi, kā arī izmanto atjaunojamus dabas resursus. Visā pasaulē tās saražo elektrību 35 miljonu cilvēku vajadzībām. Dānijā jau 20 procentus elektroenerģijas iegūst vēja elektrostacijās. Vēja ģeneratoru skaits strauji pieaug tādās valstīs kā Vācija, Spānija un Indija. Piemēram, Indija pēc vēja ģeneratoru saražotās elektroenerģijas daudzuma ir piektā valsts pasaulē. ASV pašlaik ir 13 tūkstoši vēja elektrostaciju, un, pēc dažu speciālistu aplēsēm, ja šajā valstī vēja ģeneratorus izvietotu visās tiem piemērotās vietās, tie nodrošinātu 20 procentus no pašreiz vajadzīgā elektroenerģijas daudzuma.

SAULE

▪ Cilvēki ir izgudrojuši fotoelementus, kas Saules gaismu pārvērš elektroenerģijā, kad Saules stari fotoelementos atbrīvo elektronus. Pasaulē gandrīz 500 miljonus vatu elektroenerģijas ražo, izmantojot Saules enerģiju, un pārdoto Saules bateriju daudzums pieaug par 30 procentiem gadā. Patlaban fotoelementi ir samērā neefektīvi, un iegūtā elektroenerģija ir dārga salīdzinājumā ar elektroenerģiju, kas iegūta no fosilā kurināmā. Turklāt fotoelementu ražošanai ir vajadzīgi tādi toksiski savienojumi kā kadmija sulfīds un gallija arsenīds. Ņemot vērā, ka šie savienojumi nesadalās simtiem gadu, žurnālā Bioscience teikts: ”Vecu saules bateriju materiālu likvidācija un pārstrāde varētu kļūt par nopietnu problēmu.”

 ĢEOTERMĀLĀ ENERĢIJA

▪ Ja veiktu dziļurbumu, tā tuvojoties planētas karstajam kodolam, kura temperatūra, domājams, ir 4000 grādi pēc Celsija, tad varētu novērot, ka iežu temperatūra ar katru kilometru pieaug par 30 grādiem. Tiem, kas dzīvo netālu no karstajiem avotiem vai vulkāniskām plaisām, Zemes dzīļu enerģija ir vieglāk pieejama. 58 pasaules valstīs māju apsildei un elektrības ražošanai izmanto termālos ūdeņus. Islandē pusi no vajadzīgās elektroenerģijas iegūst, izmantojot ģeotermālo enerģiju. Citās valstīs, piemēram, Austrālijā, speciālisti meklē iespējas, kā iegūt enerģiju no karstiem sausu iežu slāņiem, kas atrodas tikai pāris kilometru dziļumā. Australian Geographic stāstīts: ”Pēc dažu zinātnieku domām, ja novadītu ūdeni līdz karstajiem iežu slāņiem, tur ūdens uzkarstu un ar ļoti lielu spiedienu atgrieztos virspusē un varētu griezt turbīnas. Šādi varētu iegūt elektroenerģiju desmitiem, pat simtiem gadu.”

ŪDENS

▪ Visā pasaulē hidroelektrostacijas jau tagad dod vairāk nekā 6 procentus no vajadzīgās enerģijas. Saskaņā ar pārskatu International Energy Outlook 2003, nākamajos divdesmit gados ”būtisku pieaugumu atjaunojamo energoresursu izmantošanā nodrošinās lielu hidroelektrostaciju celtniecība attīstības valstīs, īpaši Āzijas valstīs”. Tomēr žurnālā Bioscience ir izteikts brīdinājums: ”Veidojot aizsprostus, bieži tiek applūdināti vērtīgi, lauksaimnieciski nozīmīgi aluviālie līdzenumi. Turklāt aizsprosti izmaina ekosistēmu — ietekmē augus, dzīvniekus un mikroorganismus.”

 ŪDEŅRADIS

▪ Ūdeņradis ir viegli uzliesmojoša gāze bez krāsas un smaržas un ir visplašāk sastopamais elements Visumā. Uz Zemes ūdeņradis ir būtiska augu un dzīvnieku audu sastāvdaļa, tas ir fosilo kurināmo sastāvā un ir viens no diviem ūdeni veidojošajiem elementiem. Turklāt ūdeņradis sadeg tīrāk un dod vairāk siltuma nekā fosilais kurināmais.

Žurnālā Science News Online bija teikts, ka ūdeni ”var sašķelt ūdeņradī un skābeklī, ja caur ūdeni laiž strāvu”. Lai gan ar šādu metodi ūdeņradi varētu iegūt lielos daudzumos, iepriekšminētajā žurnālā bija teikts, ka šis ”šķietami vienkāršais process pagaidām nav ekonomiski izdevīgs”. Pasaulē rūpnieciski katru gadu jau iegūst aptuveni 45 miljonus tonnu ūdeņraža, ko galvenokārt izmanto minerālmēslu un tīrīšanas līdzekļu ražošanā. Bet šis ūdeņradis tiek iegūts, izmantojot fosilo kurināmo, un iegūšanas procesā izdalās tādas indīgas gāzes kā oglekļa monoksīds, kā arī siltumnīcas efektu veicinošā ogļskābā gāze.

Tomēr daudzi uzskata, ka ūdeņradis ir visperspektīvākais no alternatīvajiem kurināmajiem un ka ar ūdeņradi varētu apmierināt pieaugošo pieprasījumu pēc enerģijas. Šis optimistiskais viedoklis ir balstīts uz to, ka nesen būtiski ir uzlabota tāda ierīce kā degvielas elements.

DEGVIELAS ELEMENTS

▪ Degvielas elements ir ierīce, kas ražo elektrību no ūdeņraža nevis to sadedzinot, bet savienojot to ar skābekli kontrolētā ķīmiskā reakcijā. Ja tiek lietots tīrs ūdeņradis, nevis ar ūdeņradi bagāts fosilais kurināmais, reakcijas blakusprodukti ir tikai siltums un ūdens.

1839. gadā britu tiesnesis un fiziķis sers Viljams Grovs konstruēja pirmo degvielas elementu. Taču degvielas elementi bija dārgi, tiem nebija viegli sagādāt degvielu, un to izgatavošanai vajadzīgie materiāli bija grūti pieejami. Tāpēc šo tehnoloģiju neizmantoja līdz pat 20. gadsimta otrajai pusei, kad degvielas elementus sāka lietot amerikāņu kosmosa kuģos. Degvielas elementi joprojām ražo elektrību kosmosa kuģos, bet tagad šo tehnoloģiju cenšas pielāgot arī ikdienišķākām vajadzībām.

Mūsdienās norit darbs, lai izveidotu tādus degvielas elementus, kas varētu aizvietot iekšdedzes dzinējus automašīnās, dotu elektrību dzīvojamām un biroju ēkām un darbinātu tādas nelielas elektroniskas ierīces kā mobilos tālruņus un datorus. Tomēr elektroenerģija, ko iegūst no degvielas elementu spēkstacijām, joprojām ir četras reizes dārgāka nekā tā, kas iegūta, izmantojot fosilo kurināmo. Neskatoties uz to, degvielas elementu izstrādes projektos tiek ieguldīts miljoniem dolāru.

Ir skaidri redzams, ka, izmantojot tīrākus enerģijas avotus, apkārtējā vide daudz ko iegūst. Tomēr ieviest alternatīvās metodes plašā mērogā joprojām ir pārāk dārgi. Pārskatā IEO2003 teikts: ”Pieaugošo pieprasījumu pēc enerģijas nākotnē, visticamāk, galvenokārt apmierinās fosilais kurināmais (nafta, dabasgāze un ogles), jo fosilā kurināmā cenas, domājams, paliks relatīvi zemas un enerģija, kas iegūta no citiem avotiem, nebūs konkurētspējīga.”

[Attēls 9. lpp.]

Automašīna ar degvielas elementu, 2004. gads

[Norāde par autortiesībām]

Mercedes-Benz USA

[Norāde par attēla autortiesībām 8. lpp.]

DOE Photo