Альтернативні джерела енергії

Альтернативні джерела енергії та нові відкриття 

Зміст

1. Вступ.

2. Альтернативні  джерела енергії – енергетика  майбутнього.

      2.1. Нові ресурси.

      2.2. Смерч у мирних цілях.

      2.3. Вакуум.

      2.4. Майбутнє в сонячному світлі.

      2.5. Вода.

      2.6. Тверде біопаливо.

      2.7. Рідке біопаливо.

      2.8. Ріпак, як сировина для виробництва  біологічного пального.

      2.9. Біогаз.

3. Нові відкриття.

4. Вклад України у розвиток альтернативних джерел енергії. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Вступ 

     Ми  звикли, що газ і нафта здатні озолотити країну, в якій вони добуваються. «Кров» енергетики давно стала політичною валютою. Але ця історична ера добігає кінця. Зміниться не тільки паливно-енергетичний комплекс планети, а й політична карта світу. Людству не доведеться зіткнутися з енергетичним голодом і його катастрофічними наслідками, чим іноді лякають недостатньо обізнаного читача. Але причина для оптимізму не в багатих запасах корисних копалин. В усьому світі — і Україна не виняток — триває бурхливе зростання наукових досліджень, направлених на нові енергетичні технології. На наших очах здійснюється прорив у багатьох галузях знань, перехід на нові рівні мислення, свідомості та психофізики. Така інформація рідко з’являється у відкритому друці. Але саме ці наукові досягнення визначають енергетику майбутнього. Значний доробок у цьому напрямі мають і українські вчені.

     Використання  будь-якого виду енергії і виробництво  електроенергії супроводжується утворенням багатьох забруднювачів води і повітря. Перелік таких забруднювачів на диво довгий, а їхні кількості надзвичайно величезні.

Цілком природно виникає питання, чи завжди використання енергії і виробництво електроенергії повинне супроводжуватися руйнуванням  навколишнього середовища. І якщо правда, що будь-який вид людської діяльності неминуче впливає на природу, то ступінь цієї шкоди різний. Ми не можемо не впливати на середовище, у якій живемо, оскільки для підтримки життєвих процесів як таких необхідно поглинати і використовувати енергію.

     Людина, безумовно, впливає на навколишнє середовище, однак у природі існують природні механізми, що врівноважують, що підтримують середовище і спільноти, що живуть у ній, у стані рівноваги, коли всі зміни відбуваються досить повільно. Проте в багатьох випадках господарська діяльність людини порушує рівновагу, підтримувану цими механізмами, що призводить до швидких змін умов навколишнього середовища, з якими ні людина, ні природа не можуть успішно справитися. Традиційне виробництво енергії, що дає величезні кількості забруднювачів води і повітря, - один з видів такої діяльності людини.

     Дивно, що всього двісті років тому людство, крім енергії самої людини і тварин, володіло тільки трьома видами енергії. І джерелом цих усіх трьох видів енергії було Сонце. Енергія вітру обертала крила вітряних млинів, на яких мололи зерно чи ткали. Для того щоб можна було скористатися енергією води, необхідно, щоб вода бігла вниз до моря від вище розташованого джерела, де річка наповняється за рахунок дощів, що випадають.

     За  останнє десятиліття інтерес  до цих джерел енергії постійно зростає, оскільки в багатьох відносинах вони необмежені. У міру того як постачання палива стає менш надійним і більш дорогим, ці джерела стають усе більш привабливими і більш економічними. Підвищення цін на нафту і газ послужило головною причиною того, що ми знову звернули свою увагу на воду, вітер і Сонце. Нестача викопних енергетичних ресурсів у розвинених країнах світу веде до розширення ефективного використання альтернативних джерел енергії. Поряд з використанням енергії сонця і вітру все більшого поширення набуває біонафта, різні тверді органічні матеріали та біогаз, які є продукцією сільськогосподарського виробництва.  
 

     2. Альтернативні джерела енергії  – енергетика майбутнього 

     „Звідки дрівця ?” — незабутні слова великого Д.І. Менделєєва, що „палити нафтою — це все одно, що палити асигнаціями” викликають почуття сором’язливого жалю до нас — недостатньо розумного людства. Безглуздо спалюється те, що створювалося природою багато мільйонів років. Наприклад, для того, щоб збільшити врожайність зернових культур у два рази (з 20 до 40 центнерів із гектара), витрати невідновної енергії повинні зрости у десять разів. Споживання енергії всіма країнами світу постійно збільшується і подвоюється через кожні 15 років. Запасів тільки органічного палива (вугілля, нафти і газу) людству вистачило б ще на 150 — 200 років. Пошук альтернативних джерел енергії продовжується в усіх напрямах.

     Необхідність  цього пояснюється складними  екологічними проблемами. Зокрема парниковим ефектом від згоряння звичних  теплоносіїв. Нагрівання внутрішніх шарів атмосфери від цього ефекту підвищує середню температуру планети.

     Так що ж може наука протиставити енергетичному  голоду? Поступово доводять свою пріоритетність інші нетрадиційні джерела енергії, які відновлюються. Це вітер, сонце, тепло морів, океанів, глибинних шарів землі, біомаса, припливи та відпливи, хвилі, течії та інші дари Землі.  
 

2.1. Нові  ресурси 

        Японія, яка раніше була багата  хіба що на людські ресурси,  вже розпочала розробку родовищ  переохолодженого метану з дна  океану. Світові запаси газового концентрату майже у 80 тисяч разів більші від запасів природного газу! Тільки ресурси метану в США можуть забезпечити енергетику цієї країни на найближчі дві тисячі років. Крім того, метан є значно більш екологічно чистим паливом — у продуктах його згоряння немає сірчистих залишків і солей металів, як при згорянні нафти.

     У Німеччині пропонують інший різновид нової енергетики — без вуглецю  і кисню. А саме: отримувати енергію  не тільки традиційним чином, спалюючи в кисні вуглець, а й при взаємодії інших елементів: кремнію та азоту. Вже не потрібно миритися з тим, що вироблення енергії неминуче пов’язане з погіршенням екології, зростанням вмісту в атмосфері землі вуглекислого газу.

     Отже, кремній здатний вельми енергійно  сполучатися з азотом (при 500 градусах). Цінність цього випадкового відкриття велика. Якщо кремній так легко горить (а він складова частина піску), то палива на землі досить. По-друге, горіння в азоті не супроводжується виділенням в атмосферу парникових газів, передусім — двоокису вуглецю. Щоправда, щоб отримати кремній із піску, слід витратити велику енергію. Але ці енергетичні витрати будуть з лишком відшкодовані за рахунок сполучення з азотом. Фабрики відновлення кремнію вигідно розташовувати в пустелях, де є пісок, повітря і сонячна енергія.

     Подібним  чином геліоенергетичні установки  можуть розщеплювати і воду на кисень та водень. Водень — також чудове паливо: згоряючи, виділяє багато тепла, залишаючи після себе лише воду. Найбільші автомобільні фірми розглядають  водень як замінник бензину.  
 

2.2. Смерч  у мирних цілях 

     У запасі людства ще один нетрадиційний, але перспективний вид енергії. Професор П. Ощепков дійшов висновку (а видатний біофізик          А. Чижевський підтримав), що якщо в природі є розсіяння, то має бути і концентрація. Згідно із законом збереження енергії, розсіяння і концентрація (електронно-квантова енергія) в середовищі, яке нас оточує, можуть бути використані на благо людства.

     Дослідник фізичних полів і будови мікросвіту В. Мєшков запропонував будувати електростанції без радіоактивності. Не на принципі розщеплення атомного ядра, а на принципі розщеплення елементарних частинок — електронів, протонів, нейтронів та інших під впливом електричних полів. Отримана енергія буде екологічно чистою, а її кількість може бути порівнянна з ядерною. Ця енергія може бути використана при освоєнні космосу. Електрони є скрізь, навіть у міжзоряному вакуумі.

Ви, напевно, чули про біополе людини. Для його утворення  використовується саме ця енергія, як і всюди в природі для функціонування біологічних об’єктів.

     Могутні природні перетворювачі елементарних частинок (з акумуляцією колосальної  енергії) — смерчі. Воронкоподібні вихори в тайфунах і ураганах володіють  нестримною силою, якої додає їм перетворення в кванти елементарних частинок. За цим принципом мають намір будувати ракетні двигуни та електронні електростанції. На принципі смерчу учнем академіка П. Ощепкова А. Федорякою запропоновано створення електростанції. За її детальне теоретичне опрацювання взявся згаданий В. Мєшков. Такі електростанції можна було б збудувати утричі швидше, ніж традиційні. Вартість електронно-квантового смерчеподібного енергоблоку обійшлася б у 50 — 60 разів дешевше, ніж створення четвертого енергоблоку ЧАЕС.

     Сьогодні  ми тільки намагаємося уявити собі енергетику майбутнього. Однак теоретичні та експериментальні досягнення фундаментальної фізики обіцяють захоплюючі перспективи в галузі енергетики.  
 

2.3. Вакуум 

Про «пустоту»  та її властивості давно написано в індійських «Ведах». Філософська  база сучасної науки з’явилася на землі багато тисячоліть тому.

       Ціолковський передбачав існування  тонкої матерії, недоступної нашому  сприйняттю, яка живе своїм особливим  життям. Він допускав можливість високої організованості тонкої матерії та появи на цьому рівні розумного життя. «Вакуум — прародитель світу. У своїй основі саме властивості вакууму визначають основні фізичні закони, що діють у нашому світі» («Енштейнівський збірник», Г. Наан). «Саме ці властивості покладаються в основу нових теорій, які зв’язують між собою електромагнітну, слабку і сильну взаємодію. Можна передбачити, що картина світу, колись механічна, потім електромагнітна, а тепер квантово-польова, незабаром повинна бути вакуумною». І тверді, і рідкі, і газоподібні речовини зрештою містять пустий простір, в якому переміщаються дуже малі тіла (порівняно з відстанню між ними). Пустий простір в атомі, а також в іншій речовині і є фізичним вакуумом.

     Уявімо, що ядро атома заліза має величину тенісного м’яча. У цьому масштабі відстань між сусідніми ядрами в кристалічній гратці буде не менше двох кілометрів, а в сотнях метрах від ядра обертатимуться по своїх орбітах електрони, які набагато менші за шпилькову голівку, оскільки насправді вони менші за ядро в 100000 разів.

     Число ступенів свободи між елементами вакууму нескінченне, тобто, кількість можливих станів вакууму також може бути безмежною. Отже, вакуум має надзвичайно високий рівень організації, який лауреат Нобелівської премії Ван Хоуен кваліфікував «як аналог свідомості (чи подібні йому стани)». Унікальність живого на землі саме і полягає в можливості направленого використання частинок вакууму. Вакуум — це необхідний компонент свідомості та життя.

     Подальший розвиток процесу освоєння людством вакууму, навколоземного космічного простору неминуче приведе до зростаючої ролі космічної енергетики. Адже реальний вакуум за інтенсивністю енергії перевищує ядерну.  
 
 

2.4. Майбутнє  в сонячному світлі

     Найвідоміший  альтернативний ресурс енергії —  сонячний. Космічні сонячні електростанції було запатентовано І. Глейзером у 1971 р. На орбіті (приблизно 35800 км) розміщуються панелі батарей, які перетворюють енергію сонячних випромінювань на енергію постійного струму. Він підживлює могутні НВЧ- генератори, що розміщуються на передавальній активній антенній решітці. На Землю енергія транслюється направленим променем, а перетворити енергію коливань на постійний струм чи струм промислової частоти вже нескладно. Якщо розмістити батарею на геосинхронній орбіті в екваторіальній площини Землі, то вона буде нерухомою щодо земної поверхні і освітлюватиметься сонячними променями протягом 99% часу року. Зараз проблему практичної реалізації таких станцій у США, Японії, Німеччині зведено в ранг державних програм. Першу з них може бути введено в експлуатацію найближчим часом. Коли витрати окупляться, вартість вироблюваної електроенергії буде вдвічі нижчою, ніж електроенергія станцій, що працюють на кам’яному вугіллі (за прогнозами футурологів, до 2010 — 2015 рр. всі вугільні шахти буде закрито). Перевага методу — використання невичерпної сонячної енергії та дешевизна.

     Є і недолік. Таким променем можна  знищити все живе на планеті. Річ  у тому, що жива матерія існує  і видозмінюється за допомогою внутрішніх і зовнішніх електромагнітних полів  та їх взаємодії. Ці явища не просто супроводжують життєві процеси, а складають їхню суть. Технічно нескладно створити структуру електромагнітного поля, що впливає на будь-які біооб’єкти. Неважко передбачити, що може трапитися, коли можливість цілеспрямованого впливу на людей може опинитися в руках лідерів з амбіціями світового панування. Тим більше, що для створення цих систем не обов’язково володіти потужністю передових держав світу. Як помітив ще Курт Воннегут: «Над чим би вчені не працювали, у них завжди виходить бомба».