Energija budućnosti: stvarnost i fantazija. Alternativni izvori energije. alternativne energije

Alternativna energija je energija čiji se izvor razlikuje od onih koje smo navikli koristiti (ugalj, plin, nuklearno gorivo, nafta, itd.); češće se koristi u kontekstu ograničene dostupnosti izvora fosilnih goriva i njihovih emisija štetnih stakleničkih plinova u atmosferu. Alternativna energija – relativno nova industrija (jer nije bilo potrebe tražiti nešto manje efikasno, ali čistije od uglja, na primjer) ne nalazi veliki broj pristalica, ali je prelazak na nju neizbježan. Kada pronađemo načine da proizvedemo veliku količinu električne energije (radije, uskladištimo je), koristimo vodonik i druge elemente, efikasnu solarnu ili termonuklearnu energiju da zamijenimo konvencionalne izvore, svijet će se promijeniti do neprepoznatljivosti.

Kineski grad Hefei od 2006. godine razvija "umjetno sunce" kako bi oponašao proces nuklearne fuzije, kojim prava stvar stvara energiju. Kako bi dobili alternativni i neograničeni izvor energije, naučnici zagrijavaju plazmu kako bi snimili temperature unutar posebne komore zvane tokamak. U novembru su istraživači uspjeli zagrijati plazmu na temperaturu od 100 miliona stepeni Celzijusa, a sada je postalo poznato da će kinesko "Sunce" biti u potpunosti završeno već 2019. godine.

Alternativna energija je skup obećavajućih metoda proizvodnje energije koje nisu toliko rasprostranjene kao tradicionalne, ali su od interesa zbog isplativosti korištenja uz niski rizik od štete po okoliš.

alternativne energije- skup perspektivnih metoda proizvodnje energije, koji nisu toliko rasprostranjeni kao tradicionalni, ali su od interesa zbog isplativosti njihove upotrebe uz niski rizik od štete po okoliš.

Alternativni izvor energije- metoda, uređaj ili struktura koja vam omogućava primanje električne energije (ili druge potrebne vrste energije) i zamjenjuje tradicionalne izvore energije koji rade na naftu, izvađeni prirodni plin i ugalj.

Vrste alternativne energije: solarna energija, energija vjetra, energija biomase, energija valova, energija gradijenta-temperature, efekat memorije oblika, energija plime i oseke, geotermalna energija.

solarna energija– pretvaranje sunčeve energije u električnu energiju fotoelektričnim i termodinamičkim metodama. Za fotoelektričnu metodu koriste se fotoelektrični pretvarači (PVC) sa direktnim pretvaranjem energije svjetlosnih kvanta (fotona) u električnu energiju.

Termodinamičke instalacije koje energiju sunca pretvaraju prvo u toplinu, a zatim u mehaničku, a zatim u električnu energiju, sadrže "solarni kotao", turbinu i generator. Međutim, sunčevo zračenje koje upada na Zemlju ima niz karakterističnih karakteristika: nisku gustinu protoka energije, dnevnu i sezonsku cikličnost, te ovisnost o vremenskim prilikama. Stoga promjene u termičkim režimima mogu dovesti do ozbiljnih ograničenja u radu sistema. Takav sistem mora imati uređaj za skladištenje kako bi se isključile slučajne fluktuacije u režimima rada ili kako bi se osigurala neophodna promjena u proizvodnji energije tokom vremena. Prilikom projektiranja solarnih elektrana potrebno je pravilno procijeniti meteorološke faktore.

geotermalna energija- metoda proizvodnje električne energije pretvaranjem unutrašnje toplote Zemlje (energija izvora tople pare-vode) u električnu energiju.

Ovaj način proizvodnje električne energije zasniva se na činjenici da temperatura stijena raste sa dubinom, te na nivou od 2-3 km od površine Zemlje prelazi 100°C. Postoji nekoliko shema za proizvodnju električne energije u geotermalnoj elektrani.

Direktna shema: prirodna para se šalje kroz cijevi do turbina spojenih na električne generatore. Indirektna shema: para se prethodno čisti (prije nego što uđe u turbine) od plinova koji uzrokuju uništavanje cijevi. Mješoviti krug: neobrađena para ulazi u turbine, a zatim se iz vode koja nastaje kao rezultat kondenzacije uklanjaju plinovi koji se u njoj nisu otopili.

Cijena "goriva" takve elektrane određena je troškovima produktivnih bunara i sistema za sakupljanje pare i relativno je niska. Cijena same elektrane je niska, jer nema peć, kotlovnicu i dimnjak.

Nedostaci geotermalnih električnih instalacija uključuju mogućnost lokalnog slijeganja tla i buđenja seizmičke aktivnosti. A plinovi koji izlaze iz zemlje mogu sadržavati otrovne tvari. Osim toga, za izgradnju geotermalne elektrane neophodni su određeni geološki uslovi.

Snaga vjetra je energetska industrija specijalizirana za korištenje energije vjetra (kinetičke energije zračnih masa u atmosferi).

Vjetroelektrana je instalacija koja pretvara kinetičku energiju vjetra u električnu energiju. Sastoji se od vjetroturbine, generatora električne struje, uređaja za automatsko upravljanje radom vjetroturbine i generatora, objekata za njihovu ugradnju i održavanje.

Za dobivanje energije vjetra koriste se različiti dizajni: "tratinčice" s više lopatica; propeleri poput propelera aviona; vertikalni rotori itd.

Vjetroelektrane su vrlo jeftine za proizvodnju, ali njihov kapacitet je mali i rad ovise o vremenskim prilikama. Osim toga, vrlo su bučni, pa se velike vjetroelektrane čak moraju gasiti noću. Osim toga, vjetroelektrane ometaju zračni saobraćaj, pa čak i radio valove. Korištenje vjetroelektrana uzrokuje lokalno slabljenje jačine zračnih strujanja, što ometa ventilaciju industrijskih prostora, pa čak i utiče na klimu. Konačno, upotreba vjetroelektrana zahtijeva ogromne površine, mnogo više od drugih vrsta generatora energije.

Energija talasa- metoda dobivanja električne energije pretvaranjem potencijalne energije valova u kinetičku energiju pulsiranja i formiranjem pulsiranja u jednosmjernu silu koja rotira osovinu električnog generatora.

U poređenju sa energijom vetra i sunca, energija talasa ima mnogo veću gustinu snage. Dakle, prosječna snaga valova mora i okeana po pravilu prelazi 15 kW/m. Sa visinom talasa od 2 m, snaga dostiže 80 kW/m. Odnosno, kada se razvija površina okeana, ne može nedostajati energije. Samo dio valne snage može se iskoristiti u mehaničkoj i električnoj energiji, ali je za vodu faktor konverzije veći nego za zrak - do 85 posto.

Energija plime i oseke, kao i druge vrste alternativne energije, je obnovljivi izvor energije.

Ova vrsta elektrane koristi energiju plime i oseke za proizvodnju električne energije. Za uređaj najjednostavnije plimne elektrane (PES) potreban je bazen - uvala blokirana branom ili ušćem rijeke. U brani postoje propusti i ugrađene su hidraulične turbine koje rotiraju generator.

U vrijeme plime, voda ulazi u bazen. Kada su vodostaji u kotlini i moru jednaki, kapije propusta se zatvaraju. S početkom oseke, nivo vode u moru opada, a kada pritisak postane dovoljan, turbine i električni generatori koji su na njega povezani počinju da rade, a voda postepeno napušta bazen.

Smatra se da je ekonomski isplativo graditi elektrane na plimu i oseku u područjima sa fluktuacijama nivoa mora od najmanje 4 m. Projektni kapacitet plimne elektrane zavisi od prirode plime i oseke na području gdje je stanica izgrađena, od zapremine i površine plimnog bazena, te o broju turbina instaliranih u tijelu brane.

Nedostatak plimnih elektrana je što se grade samo na obalama mora i oceana, osim toga, ne razvijaju veliku snagu, a plime i oseke se javljaju samo dva puta dnevno. Čak ni oni nisu ekološki prihvatljivi. One remete normalnu razmjenu slane i slatke vode, a time i uslove života morske flore i faune. Utječu i na klimu, jer mijenjaju energetski potencijal morskih voda, njihovu brzinu i teritoriju kretanja.

Energija gradijenta temperature. Ova metoda vađenja energije zasniva se na temperaturnoj razlici. Nije jako rasprostranjena. Pomoću njega možete proizvesti dovoljno veliku količinu energije uz umjerenu cijenu proizvodnje električne energije.

Većina elektrana s gradijentom temperature nalazi se na morskoj obali i za rad koristi morsku vodu. Svjetski okeani apsorbiraju skoro 70% sunčeve energije koja pada na Zemlju. Temperaturna razlika između hladne vode na dubini od nekoliko stotina metara i tople vode na površini okeana ogroman je izvor energije, procjenjuje se na 20-40 hiljada TW, od čega se samo 4 TW može praktično iskoristiti.

Istovremeno, morske termoelektrane izgrađene na razlici temperatura morske vode doprinose oslobađanju velike količine ugljičnog dioksida, zagrijavanju i snižavanju pritiska dubokih voda i hlađenju površinskih voda. A ovi procesi ne mogu a da ne utiču na klimu, floru i faunu regiona.

energija biomase. Kada biomasa truli (stajnjak, mrtvi organizmi, biljke), oslobađa se biogas sa visokim sadržajem metana koji se koristi za grijanje, proizvodnju električne energije itd.

Postoje preduzeća (svinjaci, štale za krave i sl.) koja se snabdijevaju strujom i toplotom zbog činjenice da imaju nekoliko velikih "kaca" u koje odlažu velike mase stajnjaka od životinja. U ovim zatvorenim rezervoarima stajnjak truli, a oslobođeni gas ide za potrebe farme.

Još jedna prednost ove vrste energije je što kao rezultat korišćenja vlažnog stajnjaka za energiju ostaje suvi talog od stajnjaka, koji je odlično đubrivo za njive.

Također, brzorastuće alge i neke vrste organskog otpada (stabljike kukuruza, trska itd.) mogu se koristiti kao biogorivo.

Efekat pamćenja oblika je fizički fenomen koji su prvi otkrili sovjetski naučnici Kurdjumov i Čondros 1949.

Efekt memorije oblika opaža se u posebnim legurama i sastoji se u činjenici da dijelovi napravljeni od njih vraćaju svoj početni oblik nakon deformacije pod termičkom izloženošću. Prilikom vraćanja izvornog oblika može se izvesti rad koji znatno premašuje onaj koji je utrošen na deformaciju u hladnom stanju. Dakle, prilikom vraćanja originalnog oblika, legure stvaraju značajnu količinu topline (energije).

Netradicionalni izvori energije uključuju energiju sunca, vjetra, a također i energiju koja se proizvodi ljudskim mišićnim naporima. Saznajte detalje u nastavku.

Alternativni izvori energije su različiti perspektivni načini dobivanja, kao i prijenosa nastale električne energije. Istovremeno, takvi izvori energije su obnovljivi i donose minimalnu štetu okolišu. Ovi izvori energije uključuju solarne panele i solarne stanice.

Oni su, pak, podijeljeni u 3 vrste proizvodnje energije koristeći:

• fotoćelije;
• solarni paneli;
• Kombinirane opcije.

Popularna je upotreba sistema ogledala, koji zagreva vodu na visoke temperature, što rezultira parom koja, prolazeći kroz sistem cevi, okreće turbinu. Vjetrenjače i vjetroelektrane proizvode električnu energiju koristeći energiju vjetra, koja okreće posebne lopatice povezane s generatorima.

Upotreba energije talasa, kao i oseka i oseka je popularna.

Kao što su eksperimenti pokazali, takve elektrane su sposobne proizvesti oko 15 kW, što je mnogo snažnije od solarnih i vjetroelektrana.

Iz geotermalnih izvora, topla voda se široko koristi za proizvodnju električne energije. Zanimljivo je koristiti kinetičku energiju u nekim prostorijama, na primjer, u teretanama, gdje su pokretni dijelovi simulatora pomoću šipki povezani sa generatorima koji, kao rezultat kretanja ljudi, proizvode električnu energiju.

Netradicionalni izvori energije: metode dobijanja

Netradicionalni izvori snabdijevanja energijom su prvenstveno proizvodnja električne energije korištenjem vjetra, sunčeve svjetlosti, energije plimskih valova, a također i korištenjem geotermalnih voda. Ali, osim ovoga, postoje i drugi načini korištenja biomase i druge metode.

naime:

1. Dobivanje električne energije iz biomase. Ova tehnologija uključuje proizvodnju otpadnog bioplina koji se sastoji od metana i ugljičnog dioksida. Neke eksperimentalne instalacije (Michaelov ovlaživač zraka) prerađuju stajski gnoj i slamu, što omogućava da se od 1 tone materijala dobije 10–12 m 3 metana.
2. Dobivanje električne energije termički. Pretvaranje toplotne energije u električnu energiju zagrijavanjem nekih međusobno povezanih poluvodiča koji se sastoje od termoelemenata i hlađenjem drugih. Kao rezultat temperaturne razlike, dobija se električna struja.
3. Vodikova ćelija. Ovo je uređaj koji iz obične vode elektrolizom omogućava da dobijete prilično veliku količinu smjese vodika i kisika. U isto vrijeme, trošak dobivanja vodonika je minimalan. Ali takva proizvodnja električne energije je još samo u eksperimentalnoj fazi.

Druga vrsta proizvodnje električne energije je poseban uređaj koji se zove Stirlingov motor. Unutar posebnog cilindra s klipom nalazi se plin ili tekućina. S vanjskim grijanjem, volumen tekućine ili plina se povećava, klip se pomiče i čini da generator radi zauzvrat. Dalje, gas ili tečnost, prolazeći kroz sistem cevi, hladi se i pomera klip nazad. Ovo je prilično grub opis, ali jasno daje do znanja kako ovaj motor radi.

Alternativne energetske opcije

U savremenom svijetu, zbog određenog ograničenja prirodnih resursa topline i električne energije, neki ljudi koriste alternativne izvore energije. Jedan od glavnih pravaca alternativne energije je traženje i korištenje netradicionalnih vrsta i izvora.

Izvori pomoću kojih možete dobiti struju:

• su obnovljivi;
• Može uspješno zamijeniti tradicionalne;
• Stalno se usavršavamo, razvijamo i istražujemo.

Opremanje piezoelektričnim elementima okretnica velike snage u podzemnoj željeznici i na željezničkim stanicama omogućava da se, kada se stane na posebne ploče, proizvodi električna energija iz pritiska ljudske težine. Takve operativne instalacije postavljene su kao eksperiment u nekim gradovima Kine i Japana.

Zelena energija je proizvodnja bioplina koji se kasnije može koristiti za grijanje kuća od morskih algi. Utvrđeno je da se sa 1 ha vodene površine koju zauzimaju zelene alge može dobiti do 150.000 m 3 gasa. Koristeći energiju uspavanih vulkana, voda se upumpava u vulkan, pod utjecajem topline i visokih temperatura pretvara se u paru, koja kroz posebne cijevi ulazi u turbinu i okreće je. Trenutno u svijetu postoje samo 2 takve eksperimentalne instalacije. Korištenje otpadnih voda uz pomoć posebnih ćelija, koje sadrže posebne bakterije koje oksidiraju organsku tvar, dovodi do činjenice da se tijekom kemijskih procesa stvaraju elektroni i kao rezultat toga električna energija.

Izvori energije kod kuće: opcije

U vezi s povećanjem tarifa za energiju, mnogi ljudi počinju razmišljati ne samo o uštedi energije, već io dodatnim izvorima energije. Neki ljudi više vole da naprave svoj „uradi sam“, a neki vole bilo koja gotova rešenja, koja mogu uključivati ​​određene opcije.

naime:

1. Ugradnja solarnih panela na staklo, koji imaju visoku transparentnost, tako da se mogu postaviti čak iu višespratnice. Ali u isto vrijeme, njihova efikasnost čak i po sunčanom vedrom vremenu ne prelazi 10%.
2. Za osvjetljavanje pojedinih dijelova prostorije koriste se LED i LED lampe na malim baterijama spojenim na solarnu ploču. Dovoljno je napuniti tokom dana, samim tim i bateriju da bi uveče dobili osvetljenje.
3. Ugradnja tradicionalnih solarnih panela koji vam omogućavaju punjenje baterija i iz njih, preko invertera, djelomično napajanje kućanskih aparata i lampi. Takođe je moguće generisati toplu vodu tokom tople sezone ugradnjom vakum pumpe i kolektora toplote na krov.

Stanovnici koji žive u urbanim sredinama, nažalost, imaju ograničen izbor dodatnih izvora energije, za razliku od onih koji žive u seoskim kućama. U privatnoj kući postoji mnogo više mogućnosti da se napravi autonomno napajanje. I takođe napraviti autonomne nezavisne sisteme grijanja za seosku kuću ili na selu.

Grijanje za privatnu kuću: alternativni izvori energije

Među najčešćim načinima proizvodnje električne energije je pokretačka snaga vjetra. Dovoljno je u blizini seoske kuće postaviti visoki jarbol s pokretnim noževima spojenim na generator kako bi primili električnu struju i napunili baterije.

Za dobijanje toplote možete koristiti toplotne pumpe, kada ih koristite, možete uzimati toplotu skoro sa bilo kog mesta:

• Zrak;
• Voda;
• Zemlja.

Princip njihovog rada, kao u hladnjaku, samo kada se zrak ili voda pumpaju kroz pumpu, dobiva se toplina. Domaći dizajni ni na koji način nisu inferiorni od industrijskih. Kod kuće možete sami napraviti takve strukture, samo pronađite crteže i napravite vjetrenjaču kako biste dobili jeftinu struju doslovno iz zraka. Postoje i druge vrste i mogućnosti za dobijanje struje i grijanja za privatnu kuću.

Efikasno je koristiti obični generator, posebno u sjevernim regionima Rusije, jer su, uz nedostatak sunčeve svjetlosti, ploče jednostavno beskorisne.

Isto se odnosi i na termalne konvektore, koji su dizajnirani za zagrijavanje vode. Nešto je lakše koristiti kotao na biogorivo za proizvodnju topline; prešana piljevina, granule, uključujući slamu i treset, koriste se kao materijal za peć. Ali takvi kotlovi na biogorivo su nešto skuplji od onih na plin.

Struja i grijanje uradi sam: alternativna energija za dom

Besplatna struja za stan ili privatnu kuću oduvijek je zanimala ljude, jer posljednjih godina tarife za grijanje i struju samo rastu. A kako bi uštedjeli novac, mnogi ljudi pokušavaju pronaći opcije za besplatno dobivanje topline i energije. Da bi to uradili, prave različite sisteme, uključujući pokušaje da izmisle večni izvor, i smišljaju neobične i nove načine za generisanje struje i toplote.

Relativna besplatna energija (sastavljanje solarnih panela vlastitim rukama):

• Moguće je kupiti dijelove solarnih panela u Kini;
• Sakupite sve sami;
• U pravilu, dijagram montaže je pričvršćen za svaki komplet.
• Sve to vam omogućava da samostalno sastavite ploču i strujni krug, posebno stan ili privatnu kuću.

Slobodna energija bez goriva dobiva se iz elektromagnetnih valova - sve fluktuacije se mogu pretvoriti u električnu energiju. Istina, efikasnost takvih krugova je vrlo mala, ali, ipak, uz pomoć posebno napravljenih uređaja možete puniti telefone i druge male kućanske aparate.

Pravo punjenje će trajati dosta vremena.

Za proizvodnju topline neki majstori koriste metan, koji se zauzvrat dobiva iz životinjskog gnoja i drugog otpada. Pravilno napravljen sistem je dobra opcija za proizvodnju toplotne energije i grejanje kuće, kao i za kuvanje.

Sunce i vjetar kao alternativni oblici energije

Alternativa dobivanju topline i električne energije je relevantna za mnoge ljude Mala solarna energija je korištenje solarnih panela na bazi silicija, količina primljene energije ovisi o broju baterija, geografskoj širini lokacije kuće ili drugih prostorija.

Tehnologija dobivanja energije pomoću generatora je zanimljiva, dovoljno je spojiti regulator punjenja na generator i spojiti cijeli krug s baterijama, tako da možete dobiti dovoljno energije.

Aktuelna je upotreba specijalnih termoelektričnih pretvarača toplotne energije u električnu, odnosno upotreba termoelementa napravljenog od poluprovodnika. Jedan dio para se grije, drugi se hladi, zbog čega se pojavljuje besplatna električna energija koja se može koristiti u svakodnevnom životu. Može se koristiti kao agregat za djecu, dovoljno je spojiti ljuljašku sa dinamom na igralištu kako bi se dobio mali postotak električne energije koji se može koristiti za osvjetljenje igrališta.

Besplatna struja uradi sam (video)

Alternator ili, jednostavnije, generator napajanja je daleko najčešći način za proizvodnju električne energije. No, uprkos tome, širom svijeta postoje mnoge mogućnosti za proizvodnju električne energije korištenjem alternativnih izvora.

Posljednjih godina alternativna energija je postala predmet intenzivnog interesa i žestoke debate. Ugroženi klimatskim promjenama i činjenicom da prosječne globalne temperature nastavljaju rasti svake godine, prirodno je rasla želja za pronalaženjem oblika energije koji će smanjiti ovisnost o fosilnim gorivima, uglju i drugim zagađujućim procesima.

Iako većina koncepata nije nova, ovo pitanje je konačno postalo relevantno tek u posljednjih nekoliko decenija. Zahvaljujući poboljšanjima u tehnologiji i proizvodnji, cijena većine oblika alternativne energije je smanjena dok je efikasnost porasla. Šta je alternativna energija, jednostavno i razumljivo, i kolika je vjerovatnoća da će ona postati glavna?

Očigledno, ostaju određene kontroverze o tome šta znači "alternativna energija" i na šta se ta fraza može primijeniti. S jedne strane, ovaj termin se može pripisati oblicima energije koji ne dovode do povećanja ugljičnog otiska čovječanstva. Dakle, to može uključivati ​​nuklearna postrojenja, hidroelektrane, pa čak i prirodni plin i "čisti ugalj".

S druge strane, pojam se također koristi za označavanje onoga što se trenutno smatra nekonvencionalnim energetskim metodama - solarne, vjetrovne, geotermalne, biomase i druge nedavne dodatke. Ova vrsta klasifikacije isključuje metode ekstrakcije energije kao što su hidroelektrane, koje postoje više od stotinu godina i prilično su uobičajene u nekim regijama svijeta.

Drugi faktor je da alternativni izvori energije moraju biti "čisti", da ne proizvode štetne zagađivače. Kao što je već napomenuto, to najčešće znači ugljični dioksid, ali se može odnositi i na druge emisije - ugljični monoksid, sumpor dioksid, dušikov oksid i druge. Prema ovim parametrima, nuklearna energija se ne smatra alternativnim izvorom energije jer proizvodi radioaktivni otpad koji je visoko toksičan i mora se skladištiti na odgovarajući način.

U svim slučajevima, međutim, termin se koristi za označavanje vrsta energije koje će zamijeniti fosilna goriva i ugalj kao dominantan oblik proizvodnje energije u narednoj deceniji.

Vrste alternativnih izvora energije
Strogo govoreći, postoji mnogo vrsta alternativne energije. Opet, ovdje su definicije zašle u ćorsokak, jer se u prošlosti “alternativna energija” koristila za označavanje metoda koje se nisu smatrale bitnim ili razumnim. Ali ako definiciju uzmete u širem smislu, ona će uključivati ​​neke ili sve od ovih tačaka:

Hidroenergija. To je energija koju proizvode brane hidroelektrana kada voda koja pada i tekuća (u rijekama, kanalima, vodopadima) prolazi kroz uređaj koji okreće turbine i proizvodi električnu energiju.

Nuklearne energije. Energija koja se proizvodi u procesu odgođenih reakcija fisije. Uranijumske šipke ili drugi radioaktivni elementi zagrijavaju vodu, pretvarajući je u paru, a para okreće turbine, stvarajući električnu energiju.

Energija koja se dobija direktno od Sunca; (obično se sastoji od silikonskog supstrata, poređanog u velike nizove) pretvaraju sunčeve zrake direktno u električnu energiju. U nekim slučajevima, toplina proizvedena sunčevom svjetlošću također se koristi za proizvodnju električne energije, to je poznato kao solarna toplinska energija.

Energija vjetra. Energija proizvedena strujanjem zraka; divovske vjetroturbine se okreću pod utjecajem vjetra i proizvode električnu energiju.

geotermalna energija. Ovu energiju stvaraju toplina i para proizvedena geološkom aktivnošću u zemljinoj kori. U većini slučajeva, cijevi se postavljaju u tlo iznad geološki aktivnih zona, propuštajući paru kroz turbine, čime se proizvodi električna energija.

Energija plime i oseke. Plimne struje duž obala također se mogu koristiti za proizvodnju električne energije. Dnevna promjena plime i oseke uzrokuje da voda teče kroz turbine naprijed-nazad. Električna energija se proizvodi i prenosi u kopnene elektrane.

Biomasa. Ovo se odnosi na goriva koja se dobijaju iz biljaka i bioloških izvora - etanol, glukoza, alge, gljive, bakterije. Mogli bi zamijeniti benzin kao izvor goriva.

Vodonik. Energija koja se dobija iz procesa koji uključuju gas vodonik. To uključuje katalitičke pretvarače, u kojima se molekule vode razbijaju i rekombinuju tokom elektrolize; vodonične gorivne ćelije, u kojima se plin koristi za pogon motora s unutarnjim izgaranjem ili za okretanje grijane turbine; ili nuklearna fuzija, u kojoj se atomi vodika spajaju pod kontroliranim uvjetima, oslobađajući nevjerovatne količine energije.

Alternativni i obnovljivi izvori energije
U mnogim slučajevima, alternativni izvori energije su također obnovljivi. Međutim, termini nisu potpuno zamjenjivi jer se mnogi oblici alternativnih izvora energije oslanjaju na ograničen resurs. Na primjer, nuklearna energija se oslanja na uranijum ili druge teške elemente koji se prvo moraju iskopati.

Istovremeno, energija vjetra, sunca, plime, oseke, geotermalne i hidroelektrične energije oslanjaju se na izvore koji su potpuno obnovljivi. Sunčeve zrake su najzastupljeniji izvor energije od svih i, iako ograničene vremenskim prilikama i doba dana, industrijski su neiscrpne. Ni vjetar ne nestaje, zahvaljujući promjenama pritiska u našoj atmosferi i rotaciji Zemlje.

Razvoj
Trenutno alternativna energija još uvijek doživljava svoju mladost. Ali ova slika se brzo mijenja pod utjecajem procesa političkog pritiska, svjetskih ekoloških katastrofa (suše, gladi, poplave) i poboljšanja tehnologija obnovljivih izvora energije.

Na primjer, od 2015. godine, svjetske energetske potrebe i dalje su se pretežno opskrbljivale ugljem (41,3%) i prirodnim gasom (21,7%). Hidroelektrane i nuklearna energija su činile 16,3% i 10,6%, respektivno, dok su "obnovljivi izvori energije" (solarna, vjetar, biomasa, itd.) samo 5,7%.

Ovo se dosta promijenilo od 2013. godine, kada je globalna potrošnja nafte, uglja i prirodnog plina iznosila 31,1%, 28,9% i 21,4% respektivno. Na nuklearnu i hidroelektranu otpada 4,8% i 2,45%, dok na obnovljive izvore otpada samo 1,2%.

Osim toga, povećan je broj međunarodnih sporazuma o suzbijanju upotrebe fosilnih goriva i razvoja alternativnih izvora energije. Na primjer, Direktiva o obnovljivoj energiji, koju je Evropska unija potpisala 2009. godine, koja je postavila ciljeve za korištenje obnovljive energije za sve zemlje članice do 2020. godine.

U suštini, ovaj sporazum podrazumijeva da će EU do 2020. zadovoljiti najmanje 20% svojih ukupnih energetskih potreba obnovljivom energijom i najmanje 10% transportnog goriva. U novembru 2016. godine, Evropska komisija je revidirala ove ciljeve i postavila minimalnu potrošnju obnovljive energije od 27% do 2030. godine.

Neke zemlje su postale lideri u razvoju alternativne energije. Na primjer, u Danskoj energija vjetra osigurava do 140% potreba za električnom energijom u zemlji; viškovi se otpremaju u susjedne zemlje, Njemačku i Švedsku.

Island je, zbog svoje lokacije u sjevernom Atlantiku i svojih aktivnih vulkana, postigao 100% ovisnost o obnovljivoj energiji već 2012. godine kombinacijom hidroenergije i geotermalne energije. Njemačka je 2016. usvojila politiku postepenog ukidanja ovisnosti o nafti i nuklearnoj energiji.

Dugoročni izgledi za alternativnu energiju su izuzetno pozitivni. Prema izvještaju Međunarodne agencije za energiju (IEA) iz 2014. godine, fotonaponska solarna energija i solarna termalna energija činit će 27% globalne potražnje do 2050. godine, što ih čini najvećim izvorom energije. Možda će, zahvaljujući napretku u sintezi, izvori fosilnih goriva biti beznadežno zastarjeli do 2050. godine.

Kada se govori o alternativnoj energiji, obično se misli na instalacije za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora - sunčeve svjetlosti i vjetra. Istovremeno, statistika isključuje stanice koje koriste snagu morske i okeanske plime, kao i geotermalne elektrane. Iako su i ovi izvori energije obnovljivi. Međutim, oni su tradicionalni i koriste se u industrijskim razmjerima dugi niz godina.

Ideja korištenja energije vjetra i sunčeve energije za proizvodnju električne energije prilično je atraktivna. Uostalom, to će vam omogućiti da odbijete korištenje goriva. Čak će se i poznati pejzaž morati promijeniti. Nestat će cijevi termoelektrana, nuklearni sarkofazi. Mnoge zemlje više neće zavisiti od kupovine fosilnih goriva. Na kraju krajeva, sunce i vetar su svuda na Zemlji.

Ali može li takva energija zamijeniti tradicionalnu? Optimisti vjeruju da će se to dogoditi. Pesimisti imaju drugačiji pogled na problem.

Svjetska statistika to pokazuje rast ulaganja u alternativnu energiju opada od 2012. godine. Postoji čak i pad apsolutnih brojeva. Pad u globalnim razmjerima uglavnom su zaslužne Sjedinjene Američke Države, zemlje zapadne Evrope. To nije moglo ni nadoknaditi rast japanskih i kineskih investicija.

Možda je statistika donekle iskrivljena, jer se u praksi ne mogu pobrojati tačkasti proizvođači alternativne energije - pojedinačni solarni paneli na krovovima stambenih zgrada, vjetroturbine koje opslužuju individualne farme. A prema stručnjacima, oni čine oko trećinu ukupne alternativne energije.

Njemačka se s pravom smatra liderom u proizvodnji električne energije iz obnovljivih izvora. Na mnogo načina, njen energetski sektor je svojevrsno poligon za razvoj perspektivnih modela. Instalirani kapacitet proizvodnje vjetra i sunca iznosi 80 GW. 40 posto kapaciteta pripada privatnicima, oko 10 posto poljoprivrednicima. I samo pola - kompanijama i državi.

Otprilike svaki dvanaesti njemački građanin posjeduje alternativnu elektranu. Otprilike iste brojke karakterišu Italiju i Španiju. Solarne elektrane su povezane na zajedničku mrežu, pa njihovi vlasnici istovremeno proizvode i troše električnu energiju.

Ranijih godina potrošači su alternativnu energiju mogli dobiti samo po sunčanom vremenu, ali trenutno se aktivno širi korištenje čitavih kompleksa u kojima se solarne baterije dopunjuju baterijama - tradicionalnim olovnim ili modernim litijumskim. Tako postaje moguće akumulirati višak energije, tako da se kasnije može koristiti noću ili po lošem vremenu.

Stručnjaci procjenjuju da takav paket omogućava prosječnoj evropskoj porodici od četiri osobe da uštedi 60 posto potrošene električne energije. Trideset posto uštede će doći direktno od solarnih panela, a još tridesetak od baterija.

Uštede su značajne, ali je cijena takve energije vrlo visoka. Baterija od šest kWh košta u prosjeku 5.000 eura. Ako se tome dodaju troškovi instalacije, održavanja, takse i ostali troškovi, onda će instalacija od šest kWh koštati između deset i dvadeset hiljada eura. Sada u Njemačkoj postoji tarifa za struju od oko 25 centi. Stoga će period povrata za alternativnu instalaciju za jednu porodicu biti oko trideset godina.

Jasno je da nijedna baterija neće izdržati tako dugo. Ali to vrijedi samo za današnje tehnologije. Prema riječima stručnjaka, cijena i baterija i solarnih panela će se smanjiti, dok će tarife za električnu energiju rasti. Takve izglede vide vlasnici mnogih kompanija, posebno Google. Upravo je ova kompanija lider u ulaganjima u razvoj alternativne energije u Sjedinjenim Državama. Kako bi se istakla ova okolnost, na parkingu u njenoj centrali postavljeni su solarni paneli.

U zapadnoj Evropi, neke topionice i proizvođači cementa kažu da su spremni da delimično iskoriste energiju solarnih panela u bliskoj budućnosti.

Brojni stručnjaci predviđaju nagli pad potražnje za tradicionalnim vrstama energenata i nestanak nuklearne energije u doglednoj budućnosti. Vjerovatno i američke energetske kompanije slušaju takve procjene. Tako posljednjih godina u Sjedinjenim Državama komisija koja reguliše nuklearnu energiju nije odobrila nijedan projekat NPP.

Međutim, uz sve svijetle izglede, alternativna energija postavlja pitanja na koja još uvijek nema jasne odgovore. Jedan od glavnih problema je što se razvoj industrije odvija uglavnom uz kolosalnu državnu podršku. Upravo je neizvjesnost da li će se ovakva situacija nastaviti i u narednim godinama uzrok pada interesa investitora u Sjedinjenim Državama, o čemu je ranije pisano. Ista slika je uočena u Italiji, čija je vlada smanjila fid-in tarife kako bi smanjila budžetski deficit.

Njemačka proizvodi oko četvrtine električne energije koristeći alternativne izvore, pa čak je i izvozi. Problem je što ova energija ima prioritet za ulazak na tržište. A to već diskriminira tradicionalne dobavljače i zadire u njihove ekonomske interese. Država subvencioniše proizvodnju alternativnom tehnologijom, ali novac za subvencije uzima se podizanjem carina. Otprilike 20% cijene električne energije za Nijemce je preplata.

Što se više zelene električne energije proizvodi, tradicionalnim energetskim kompanijama je teže opstati. Njihovo poslovanje u Njemačkoj je već danas ugroženo. Veliki proizvođači energije, ulažući u alternativnu proizvodnju, i sami su upali u vlastitu zamku. Veliki udio zelene struje već je srušio veleprodajne cijene.

Solarne baterije, vjetroturbine ne mogu proizvoditi energiju u oblačnim danima, u nedostatku vjetra, stoga je još uvijek nerealno odbiti termoelektrane, ali zbog prioriteta alternativne struje, proizvodni kapaciteti TE su prinuđeni da miruju u sunčanom vremenu i vjetrovitim danima, a to povećava troškove vlastite proizvodnje i utiče na potrošače.

Kada se govori o alternativnoj električnoj energiji, opravdavajući njenu isplativost u budućnosti, obično rade samo na cijenu samih instalacija. Ali da bi cijeli energetski sistem radio, a potrošač mogao nesmetano dobijati struju, potrebno je držati u pripravnosti tradicionalne kapacitete, koji će kao rezultat biti opterećeni samo za petinu svojih proizvodnih kapaciteta, a to su dodatni troškovi. Osim toga, potrebno je radikalno modernizirati elektroenergetsku mrežu, učiniti je “pametnom” kako bi se osigurao protok električne energije u njoj na novim principima. Za sve to potrebna su ulaganja od više milijardi dolara, a još nije jasno ko će ih finansirati.

U štampi se alternativna energija predstavlja kao industrija gotovo bez problema koja obećava da će u budućnosti dobiti jeftinu i ekološki prihvatljivu električnu energiju, ali ozbiljan biznis razumije rizike povezane s tim. Državna podrška nije baš pouzdan izvor finansiranja, rizično je oslanjati se na nju. Takvo "proljeće" može presušiti svakog trenutka.

I još jedan značajan problem. Solarne i vjetroelektrane zahtijevaju otuđenje ogromnih površina zemljišta. Ako za uslove Sjedinjenih Država to nije veliki problem, onda je Zapadna Evropa gusto naseljena. Dakle, veliki projekti koji se odnose na alternativnu energiju još nisu realizovani.

Energetske kompanije, nastojeći da minimiziraju rizik, ulažu zajedno sa različitim fondovima, uključujući penziona i osiguravajuća društva. Ali čak i u Njemačkoj, svi tekući projekti nisu veliki, već ciljani. U svijetu još uvijek nema iskustva u stvaranju i dugoročnom radu velikih proizvodnih kapaciteta.

Dok o problemima alternativne energije, o njenim rizicima govore uglavnom stručnjaci, te se stoga ne čine relevantnim za društvo. Energija, kao i svaki drugi složen, razgranat i dobro uspostavljen sistem, ima veliku inerciju. I samo godine razvoja svakog novog trenda mogu ga pomjeriti sa svog mjesta. Iz tog razloga, najvjerovatnije će se razvoj alternativne energije i dalje odvijati uz podršku države i imati tretman najpovlašćenijih nacija.

"Zeleni" lobi postaje sve aktivniji u SAD. Čak se i ozbiljni istraživači oslanjaju na alternativnu energiju. Tako, prema izvještaju Univerziteta Stanford, država New York do 2030. godine može u potpunosti zadovoljiti svoje potrebe za električnom energijom kroz solarne i vjetroelektrane. Istovremeno, izvještaj ukazuje da ako su pravilno locirani u cijeloj državi, onda nema potrebe za održavanjem efikasnih toplotnih proizvodnih kapaciteta u rezervi. Istina, autori izvještaja ne predlažu potpuno napuštanje tradicionalne energije.

Alternativna energija je već prestala da bude egzotična, ona zaista postoji. Jasno je da kako se razvija, broj problema povezanih s njim će se samo povećavati.