32,6% – olaj és olajtermékek. 30,0% – szén. 23,7% – gáz. Az emberiséget ellátó energiaforrások közül az első három pont így néz ki. A csillaghajók és a „zöld” bolygó még mindig olyan messze vannak, mint a „messzi-messzi galaxis”.
Természetesen van mozgás az alternatív energia felé, de ez olyan lassú, hogy áttörést remélnek – egyelőre nem. Legyünk őszinték: a következő 50 évben a fosszilis tüzelőanyagok fogják megvilágítani otthonainkat.
Az alternatív energia fejlődése lassan halad, mint egy primitív úriember a Temze rakpartján. Ma már sokkal többet írtak a nem hagyományos energiaforrásokról, mint amennyit tettek fejlesztésükért és a mindennapi életben való megvalósításukért. De ebben az irányban van 3 elismert „mastodon”, amelyek maguk mögött húzzák a szekér többi részét.
Az atomenergiával itt nem foglalkozunk, mert annak progresszivitásának és fejlesztésének célszerűségének kérdése nagyon sokáig vitatható.
Az alábbiakban az állomások teljesítménymutatói lesznek, ezért az értékek elemzéséhez egy kiindulási pontot vezetünk be: a világ legerősebb erőműve a Kashiwazaki-Kariwa atomerőmű (Japán). 8,2 GW teljesítményű.
Levegőenergia: szél az ember szolgálatában
A szélenergia alapelve a mozgó légtömegek mozgási energiájának hő-, mechanikai vagy elektromos energiává alakítása.
A szél a felszínen lévő légnyomás különbségének eredménye. Itt a „kommunikáló edények” klasszikus elve érvényesül, csak globális szinten. Képzeld el 2 pontot – Moszkva és Szentpétervár. Ha Moszkvában magasabb a hőmérséklet, akkor a levegő felmelegszik és felemelkedik, alacsony nyomást és csökkentett levegőmennyiséget hagyva az alsóbb rétegekben. Szentpéterváron ugyanakkor magas nyomás van, és „alulról” van elegendő levegő. Ezért a tömegek elkezdenek áradni Moszkva felé, mert a természet mindig az egyensúlyra törekszik. Így jön létre a légáramlás, amit szélnek nevezünk.
Ez a mozgás hatalmas energiát hordoz, amelyet a mérnökök igyekeznek megragadni.
Ma a világ energiatermelésének 3%-a szélturbinákból származik, és a kapacitás növekszik. 2016-ban a szélerőművek beépített kapacitása meghaladta az atomerőművekét. De van 2 jellemző, amely korlátozza az irány fejlesztését:
1. A beépített teljesítmény a maximális üzemi teljesítmény. És ha az atomerőművek szinte folyamatosan ezen a szinten működnek, a szélerőművek ritkán érik el ezt a mutatót. Az ilyen állomások hatásfoka 30-40%. A szél rendkívül instabil, ami korlátozza az ipari méretű alkalmazást.
2. A szélerőművek elhelyezése ésszerű az állandó széláramlású helyeken – így biztosítható a telepítés maximális hatékonysága. A generátorok lokalizációja jelentősen korlátozott.
A szélenergia ma már csak kiegészítő energiaforrásnak tekinthető állandó forrásokkal, például atomerőművekkel és éghető tüzelőanyagot használó állomásokkal kombinálva.
A szélmalmok először Dániában jelentek meg – a keresztesek hozták ide őket. Ma ebben a skandináv országban az energia 42%-át szélerőművek állítják elő.
A Nagy-Britannia partjaitól 100 km-re lévő mesterséges sziget építésének projektje majdnem befejeződött. Egy alapvetően új projektet hoznak létre a Dogger Banknál – 6 km-en2 sok szélturbinát telepítenek majd, amelyek az áramot továbbítják a szárazföldre. Ez lesz a világ legnagyobb szélerőműparkja. Ma ez Gansu (Kína) 5,16 GW kapacitással. Ez egy szélturbinák komplexuma, amely évről évre növekszik. A tervezett mutató 20 GW.
És egy kicsit a költségekről.
A megtermelt 1 kWh energia átlagos költségmutatói a következők:
─ szén 9-30 cent;
─ szél 2,5-5 cent.
Ha meg lehet oldani a problémát a szélenergiától való függéssel és ezzel növelni a szélerőművek hatékonyságát, akkor nagy lehetőség van bennük.
Napenergia: a természet motorja – az emberiség motorja
A gyártás elve a napsugarak hőjének összegyűjtésén és elosztásán alapul.
Jelenleg a naperőművek (SPP) részesedése a világ energiatermelésében 0,79%.
Ez az energia mindenekelőtt az alternatív energiához kapcsolódik – közvetlenül a szemed előtt fantasztikus mezők rajzolódnak ki, amelyeket fotocellákkal ellátott nagy lemezekkel borítanak. A gyakorlatban ennek az iránynak a jövedelmezősége meglehetősen alacsony. A problémák közül kiemelhető a hőmérsékleti rendszer megsértése a naperőmű felett, ahol a légtömegeket felmelegítik.
Több mint 80 országban léteznek napenergia-fejlesztési programok. De a legtöbb esetben kiegészítő energiaforrásról beszélünk, mivel a termelés szintje alacsony.
Fontos a teljesítmény helyes elhelyezése, amelyhez részletes napsugárzási térképeket készítenek.
A napkollektort fűtési víz melegítésére és elektromos áram előállítására is használják. A fotovoltaikus cellák a napfény hatására a fotonok „kiütésével” termelnek energiát.
A naperőművek energiatermelésében Kína, az egy főre jutó termelést tekintve pedig Németország a vezető.
A legnagyobb naperőmű a Topaz napelemfarmon található, amely Kaliforniában található. Teljesítmény 1,1 GW.
Vannak fejlesztések a kollektorok pályára állítására és a napenergia gyűjtésére anélkül, hogy az a légkörben elveszne, de ennek az iránynak még mindig túl sok technikai akadálya van.
Vízenergia: a bolygó legnagyobb motorjával
A vízenergia vezető szerepet tölt be az alternatív energiaforrások között. A világ energiatermelésének 20%-a vízenergiából származik. A megújuló források közül pedig 88%.
A folyó egy szakaszán hatalmas gát épül, ami teljesen elzárja a csatornát. A vízfolyással szemben tározó jön létre, és a magasságkülönbség a gát oldalai mentén elérheti a több száz métert. A víz gyorsan áthalad a gáton azokon a helyeken, ahol a turbinákat telepítik. Tehát a mozgó víz energiája megpörgeti a generátorokat, és energiatermeléshez vezet. Minden egyszerű.
A mínuszok közül: nagy területet elöntött a víz, a folyó biológiai élete megzavart.
A legnagyobb vízerőmű a Sanxia („Három-szurdok”) Kínában. Kapacitása 22 GW, a világ legnagyobb üzeme.
A vízerőművek az egész világon elterjedtek, Brazíliában pedig az energia 80%-át adják. Ez az irány a legígéretesebb az alternatív energiákban, és folyamatosan fejlődik.
A kis folyók nem képesek nagy áramot termelni, ezért a rajtuk lévő vízerőműveket a helyi igények kielégítésére tervezték.
A víz energiaforrásként való felhasználása több fő koncepcióban valósul meg:
1. Az árapály használata. A technológia sok tekintetben hasonlít a klasszikus vízi erőműhöz, azzal a különbséggel, hogy a gát nem a csatornát, hanem az öböl torkolatát zárja el. A tenger vize a hold vonzásának hatására napi ingadozást végez, ami a víz keringéséhez vezet a gát turbináin keresztül. Ezt a technológiát csak néhány országban alkalmazták.
2. Hullámenergia felhasználása. A nyílt tenger víz állandó ingadozása is energiaforrás lehet. Ez nem csak a hullámok áthaladása statikusan telepített turbinákon, hanem az „úszók” használata is: de a tenger felszíne speciális úszóláncokat helyez el, amelyek belsejében kis turbinák vannak. A hullámok generátorokat pörögnek, és bizonyos mennyiségű energia keletkezik.
Általánosságban elmondható, hogy ma az alternatív energia nem képes globális energiaforrássá válni. De teljesen lehetséges, hogy a legtöbb objektumot autonóm energiával látjuk el. A terület jellemzőitől függően mindig kiválaszthatja a legjobb lehetőséget.
A globális energiafüggetlenséghez valami alapvetően új dologra lesz szükség, mint például a híres szerb „éterelméletére”.
Demagógia nélkül furcsa, hogy a 2000-es években az emberiség nem sokkal progresszívebben termeli az energiát, mint a Lumiere fivérek által fényképezett mozdony. Az energiaforrások kérdése ma már messze a politika és a pénzügy szférájába került, ami meghatározza a villamosenergia-termelés szerkezetét. Ha olaj világítja meg a lámpákat, akkor valakinek szüksége van rá…