У пошуках чистої енергії

ВІТЕР

▪ Людина вже віддавна використовує силу вітру. Колись він напинав вітрила кораблів, крутив млинові жорна та помпував воду. У наші часи популярність вітрової енергії по цілому світі різко зросла. Вітряки найсучасніших конструкцій виробляють чисту, легкодоступну електроенергію, якою користується 35 мільйонів людей. Скажімо, в Данії вітрові електростанції виробляють аж 20 відсотків усієї електрики країни. У Німеччині, Іспанії та Індії цей вид енергетики розвивається швидкими темпами. До речі, Індія займає п’яте місце серед найперспективніших країн світу щодо використання вітрової енергії. У США працює аж 13 000 вітрових електрогенераторів. І деякі фахівці вважають: якщо у США ефективно використати всі місцевості, придатні для вітрових електростанцій, то можна було б задовольняти 20 відсотків потреб цієї країни в електроенергії.

СОНЦЕ

▪ Фотогальванічні елементи перетворюють сонячне світло на електрику (сонячні промені активізують електрони в молекулах). Таким методом у різних куточках нашої планети виробляють близько 500 тисяч кіловат електроенергії. Щороку обсяг продажу сонячних батарей зростає на 30 відсотків. Однак наразі продуктивність фотогальванічних елементів не надто висока. А електрика, яку вони виробляють, дорожча від тої, яку отримують у результаті переробки паливних корисних копалин. На додаток, при виготовленні фотоелементів використовують токсичні речовини, такі, як кадмію сульфід і гелію арсенід. Ці хімічні сполуки не розкладаються в природному середовищі протягом сотень років. Тому, за словами часопису «Біонауки», «утилізація і переробка відпрацьованих фотоелементів становить чималу проблему».

 ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГІЯ

▪ Якщо б хтось захотів докопатись до земного ядра, температура якого становить +4000⁰C, то з кожним кілометром температура зростала б на 30 градусів. Для людей, що живуть поряд з термальними джерелами або вулканічними розщілинами, підземне тепло порівняно легкодоступне. Гаряча вода й пара, що піднімається із земних надр, використовується в 58 країнах світу для обігріву домів та виробництва електроенергії. В Ісландії енергія, отримана з геотермальних джерел, становить майже половину необхідної енергії. В інших державах, скажімо в Австралії, працюють над тим, щоб отримувати енергію з гарячих, сухих скельних порід, які залягають на глибині лише кількох кілометрів від поверхні землі. «Острейліан джіоґрефік» повідомляє: «Деякі науковці вважають, що можна закачувати воду в ці гарячі пласти. Там вона, нагрівшись до високої температури, під великим тиском повертатиметься на поверхню. Після цього воду відразу подаватимуть на турбіни. Цим методом упродовж десятиліть чи навіть століть можна отримувати електроенергію».

ВОДА

▪ Нині на гідроелектростанціях виробляють понад 6 відсотків світової енергії. У звіті «Перспективи міжнародної енергетики — 2003» сказано, що впродовж двох наступних десятиліть «будуть дедалі ширше використовувати відновлювані джерела енергії, наприклад, за рахунок побудови гідроелектростанцій у країнах, які розвиваються, особливо в країнах Азії». Проте часопис «Біонауки» попереджає: «Через створення водосховищ назавжди втрачаються величезні площі сільськогосподарських угідь. Опріч того, спорудження гребель негативно впливає на життєдіяльність рослин, тварин та мікроорганізмів у місцевих екосистемах».

 ВОДЕНЬ

▪ Водень — це безбарвний, легкозаймистий газ, який не має запаху. Він — найпоширеніший елемент у Всесвіті. На землі водень входить до складу різних живих організмів, а також міститься в паливних корисних копалинах. Цей газ — один з двох компонентів води. Крім того, водень горить ліпше від паливних копалин і при цьому не забруднює довкілля.

Журнал «Саєнс ньюс онлайн» пояснює: коли через воду «пропустити електричний струм, то відбудеться її розклад на водень і кисень». Здавалось би, що таким методом можна отримувати багато водню. Проте згаданий вище журнал зауважує: «На сьогодні цей на перший погляд простий метод економічно невигідний». По цілому світі в промислових масштабах отримують 45 мільйонів тонн водню, який використовують головно у виробництві добрив та миючих засобів. Однак для отримання водню потрібна електроенергія, котру виробляють, спалюючи горючі копалини. А в процесі горіння копалин виділяється отруйний газ — окис вуглецю і парниковий газ — двоокис вуглецю.

Попри це багато людей сподівається, що в майбутньому водень замінить традиційні джерела енергії і повністю задовольнить потреби людства в енергії. Такі сподівання небезпідставні, адже останнім часом дедалі більше звертають увагу на винахід, який називається паливний елемент.

ПАЛИВНИЙ ЕЛЕМЕНТ

▪ Паливний елемент являє собою пристрій, у якому для отримання електроенергії використовується зокрема водень. Це відбувається не шляхом простого спалювання водню, а шляхом керованої хімічної реакції, при якій водень поступово з’єднується з киснем. Коли замість багатих на водень корисних копалин використовувати чистий водень, єдиними продуктами процесу горіння будуть тепло і вода.

Перший паливний елемент створив 1839 року британський суддя і фізик Вільям Ґров. Але його виготовлення коштувало дорого, а складові частини до нього і паливо важко було дістати. Тому ця ідея не знайшла широкого застосування. Проте в середині XX сторіччя її відродили американські інженери. Вони почали застосовувати паливні елементи для забезпечення енергії на космічних кораблях. Сьогодні і далі використовують паливні елементи в різних космічних апаратах. Цю технологію стали активно впроваджувати також на землі.

Фахівці продовжують працювати над удосконаленням паливних елементів. Надіються, що ці елементи зможуть замінити двигуни внутрішнього згорання в автомобілях і акумулятори в невеличких пристроях, скажімо, в мобільних телефонах чи комп’ютерах. Вони також вироблятимуть електроенергію для житлових будинків чи супермаркетів. І все ж наразі енергія, яку виробляють стаціонарні паливні елементи, в чотири рази дорожча від енергії, отриманої з горючих корисних копалин. Та винахідники не здаються: у розвиток цієї технології вкладають сотні мільйонів доларів.

Чистіші джерела енергії, безперечно, сприяють поліпшенню екологічного стану нашої планети. Але їхнє широке застосування, напевно, ще довго залишатиметься економічно невигідним. «У майбутньому і далі надаватимуть перевагу паливним корисним копалинам (нафта, природний газ і вугілля), оскільки ціни на них будуть порівняно низькими, в той час як ціни на інші енергоносії залишатимуться високими»,— зазначалось у звіті «Перспективи міжнародної енергетики — 2003».

[Ілюстрація на сторінці 9]

Цей автомобіль працює на паливному елементі, 2004 рік.

[Відомості про джерело]

Mercedes-Benz USA

[Відомості про ілюстрацію, сторінка 8]

DOE Photo