Heç kimə sirr deyil ki, bu gün bəşəriyyətin istifadə etdiyi resurslar məhduddur, üstəlik, onların sonrakı hasilatı və istifadəsi təkcə enerjiyə deyil, həm də ekoloji fəlakətə səbəb ola bilər. Bəşəriyyətin ənənəvi olaraq istifadə etdiyi sərvətlər - kömür, qaz və neft bir neçə onillikdən sonra tükənəcək və tədbirlər indi, bizim dövrümüzdə həyata keçirilməlidir. Əlbəttə, ümid etmək olar ki, biz ötən əsrin birinci yarısında olduğu kimi yenə də zəngin yataq tapacağıq, lakin alimlər əmindirlər ki, belə böyük yataqlar artıq yoxdur. Ancaq hər halda, hətta yeni yataqların kəşfi qaçılmaz olanı gecikdirəcək, alternativ enerji istehsalının yollarını tapmaq və külək, günəş, geotermal enerji, su axını enerjisi və digərləri kimi bərpa olunan mənbələrə keçmək lazımdır. bunun üçün enerjiyə qənaət edən texnologiyaların inkişafı davam etdirilməlidir.
Bu yazıda biz müasir alimlərin fikrincə, gələcəyin enerjisinin qurulacağı ən perspektivli ideyalardan bəzilərini nəzərdən keçirəcəyik.
Günəş stansiyaları
İnsanlar enerjidən istifadə etməyin mümkün olub-olmaması ilə çoxdan maraqlanırdılaryer üzündə günəş. Su günəş altında qızdırılır, p altar və saxsı sobaya göndərilməzdən əvvəl qurudulur, lakin bu üsulları təsirli adlandırmaq olmaz. Günəş enerjisini çevirən ilk texniki vasitə 18-ci əsrdə ortaya çıxdı. Fransız alimi J. Buffon açıq havada təxminən 70 metr məsafədən qurumuş ağacı iri bükülü güzgünün köməyi ilə alovlandırmağa nail olduğu təcrübə göstərmişdir. Onun həmyerlisi, məşhur alim A. Lavoisier günəşin enerjisini cəmləşdirmək üçün linzalardan istifadə etmiş və İngiltərədə günəş şüalarını fokuslayaraq, bir neçə dəqiqə ərzində çuqunu əritmiş ikiqabaqlı şüşələr yaratmışlar.
Təbiət alimləri yer üzündə günəş enerjisindən istifadənin mümkün olduğunu sübut edən bir çox təcrübələr apardılar. Bununla belə, günəş enerjisini mexaniki enerjiyə çevirəcək günəş batareyası nisbətən yaxınlarda, 1953-cü ildə ortaya çıxdı. O, ABŞ Milli Aerokosmik Agentliyinin alimləri tərəfindən yaradılmışdır. Artıq 1959-cu ildə günəş batareyası ilk dəfə kosmik peyki təchiz etmək üçün istifadə edilmişdir.
Bəlkə o zaman belə batareyaların kosmosda daha səmərəli olduğunu anlayan alimlər kosmik günəş stansiyalarının yaradılması ideyası ilə çıxış etdilər, çünki bir saat ərzində günəş bütün bəşəriyyət qədər enerji istehsal edir. bir il ərzində istehlak etmir, niyə bunu istifadə etmirsiniz? Gələcəyin günəş enerjisi nə olacaq?
Bir tərəfdən günəş enerjisindən istifadənin ideal variant olduğu görünür. Bununla belə, nəhəng kosmik günəş stansiyasının dəyəri çox yüksəkdir və bundan əlavə, onun istismarı baha olacaq. Belə kikosmosa malların çatdırılması üçün yeni texnologiyaların, eləcə də yeni materialların tətbiqi zamanı belə bir layihənin həyata keçirilməsi mümkün olacaq, lakin hələlik biz planetin səthində yalnız nisbətən kiçik batareyalardan istifadə edə bilərik. Çoxları bunun da yaxşı olduğunu söyləyəcək. Bəli, bu, fərdi ev şəraitində mümkündür, lakin böyük şəhərlərin enerji təchizatı üçün müvafiq olaraq, ya çoxlu günəş panelləri lazımdır, ya da onları daha səmərəli edəcək texnologiya.
Məsələnin iqtisadi tərəfi də buradadır: bütöv bir şəhəri (və ya bütöv bir ölkəni) günəş panellərinə çevirmək vəzifəsi ona həvalə edilərsə, istənilən büdcə çox zərər görəcək. Görünür ki, şəhər sakinlərini yenidən təchizat üçün müəyyən məbləğlər ödəməyə məcbur etmək olar, lakin bu halda onlar narazı qalacaqlar, çünki insanlar belə xərcləri etməyə hazır olsaydılar, bunu çoxdan etmişdilər: hər kəsin günəş batareyası almaq imkanı var.
Günəş enerjisi ilə bağlı başqa bir paradoks var: istehsal xərcləri. Günəş enerjisini birbaşa elektrik enerjisinə çevirmək ən səmərəli iş deyil. İndiyə qədər suyu qızdırmaq üçün günəş şüalarından istifadə etməkdən daha yaxşı bir yol tapılmadı, bu da buxara çevrilərək öz növbəsində dinamonu fırladıb. Bu vəziyyətdə enerji itkisi minimaldır. Bəşəriyyət yer üzündəki ehtiyatları qorumaq üçün "yaşıl" günəş panelləri və günəş stansiyalarından istifadə etmək istəyir, lakin belə bir layihə eyni resursların və "qeyri-yaşıl" enerjinin böyük miqdarını tələb edəcək. Məsələn, Fransada bu yaxınlarda təxminən iki kvadrat kilometr ərazini əhatə edən günəş elektrik stansiyası tikildi. Tikintinin dəyəri əməliyyat xərcləri nəzərə alınmadan təxminən 110 milyon avro təşkil edib. Bütün bunlarla yanaşı, nəzərə almaq lazımdır ki, belə mexanizmlərin xidmət müddəti təxminən 25 ildir.
Külək
Külək enerjisi də qədim zamanlardan insanlar tərəfindən istifadə olunur, ən sadə nümunə yelkənli və yel dəyirmanlarıdır. Külək dəyirmanları bu gün də, xüsusən də sahil kimi daimi küləklər olan ərazilərdə istifadə olunur. Alimlər daim külək enerjisini çevirmək üçün mövcud cihazların modernləşdirilməsi ilə bağlı fikirlər irəli sürürlər, onlardan biri də uçan turbinlər şəklində olan külək turbinləridir. Daimi fırlanma sayəsində onlar küləyin güclü və daimi olduğu yerdən bir neçə yüz metr məsafədə havada “asıla” bilirdilər. Bu, standart yel dəyirmanlarından istifadənin mümkün olmadığı kənd yerlərinin elektrikləşdirilməsinə kömək edərdi. Bundan əlavə, belə yüksələn turbinlər İnternet modulları ilə təchiz oluna bilər ki, bu da insanların Ümumdünya Şəbəkəsinə çıxışını təmin edəcək.
Dalgalar və dalğalar
Günəş və külək enerjisindəki bum getdikcə azalır və digər təbii enerjilər tədqiqatçıların marağına səbəb olub. Daha perspektivli olan ebbs və axınların istifadəsidir. Artıq dünyada yüzə yaxın şirkət bu məsələ ilə məşğuldur və bu mədən metodunun effektivliyini sübut edən bir neçə layihə var.elektrik. Günəş enerjisindən üstünlüyü ondan ibarətdir ki, bir enerjinin digərinə ötürülməsi zamanı itkilər minimaldır: gelgit dalğası elektrik enerjisi istehsal edən nəhəng turbin fırlanır.
Project Oyster okeanın dibində suyu sahilə gətirəcək və bununla da sadə hidroelektrik turbinini çevirəcək menteşəli klapan quraşdırmaq ideyasıdır. Yalnız bir belə quraşdırma kiçik bir mikrorayonu elektrik enerjisi ilə təmin edə bilər.
Artıq Avstraliyada gelgit dalğalarından uğurla istifadə olunur: Pert şəhərində bu növ enerji ilə işləyən duzsuzlaşdırma qurğuları quraşdırılıb. Onların işi yarım milyona yaxın insanı şirin su ilə təmin etməyə imkan verir. Təbii enerji və sənaye də bu enerji istehsalı sənayesində birləşdirilə bilər.
Qaldırma enerjisindən istifadə çay su elektrik stansiyalarında gördüyümüz texnologiyalardan bir qədər fərqlidir. Çox vaxt su elektrik stansiyaları ətraf mühitə ziyan vurur: bitişik ərazilər su altında qalır, ekosistem məhv olur, lakin gelgit dalğalarında işləyən stansiyalar bu baxımdan daha təhlükəsizdir.
İnsan Enerjisi
Siyahımızdakı ən fantastik layihələrdən birini canlı insanların enerjisindən istifadə etmək adlandırmaq olar. Bu heyrətamiz və hətta bir qədər dəhşətli səslənir, lakin hər şey o qədər də qorxulu deyil. Alimlər hərəkətin mexaniki enerjisindən necə istifadə etmək fikrini yüksək qiymətləndirirlər. Bu layihələr aşağı enerji istehlakı ilə mikroelektronika və nanotexnologiyalar haqqındadır. Utopiya kimi səslənsə də, heç bir real inkişaf yoxdur, amma ideya çox böyükdürmaraqlıdır və alimlərin ağlından çıxmır. Razılaşın, avtomatik dolamalı saatlar kimi, sensorun barmağınızla sürüşdürülməsi və ya bir planşetin və ya telefonun gəzinti zamanı çantada sadəcə sallanması səbəbindən doldurulacaq cihazlar çox rahat olacaq. Müxtəlif mikroqurğularla doldurulmuş p altarları demirəm ki, insan hərəkətinin enerjisini elektrik enerjisinə çevirə bilər.
Berklidə, Lourens laboratoriyasında, məsələn, alimlər təzyiq enerjisini elektrikə çevirmək üçün viruslardan istifadə ideyasını həyata keçirməyə çalışdılar. Hərəkətlə işləyən kiçik mexanizmlər də var, lakin indiyədək belə texnologiya işə salınmayıb. Bəli, qlobal enerji böhranını bu şəkildə həll etmək olmaz: bütün zavodun işləməsi üçün nə qədər insan “alver etməli” olacaq? Lakin kombinasiyada istifadə edilən ölçülərdən biri kimi, nəzəriyyə olduqca etibarlıdır.
Xüsusilə belə texnologiyalar əlçatmaz yerlərdə, qütb stansiyalarında, dağlarda və tayqalarda, qadcetlərini həmişə enerji ilə doldurmaq imkanı olmayan səyahətçilər və turistlər arasında təsirli olacaq, lakin əlaqə saxlamaq vacibdir. xüsusilə qrup kritik vəziyyətə düşdükdə vacibdir. İnsanların həmişə "fiş"dən asılı olmayan etibarlı rabitə cihazı olsa nə qədər qarşısını almaq olardı.
Hidrogen yanacaq hüceyrələri
Bəlkə də hər bir avtomobil sahibi benzinin miqdarının sıfıra yaxınlaşması göstəricisinə baxaraq,avtomobil suyun üzərində işləsəydi, necə də gözəl olardı fikri. Amma indi onun atomları real enerji obyektləri kimi alimlərin diqqətinə düşüb. Fakt budur ki, hidrogenin hissəcikləri - kainatda ən çox yayılmış qaz - böyük miqdarda enerji ehtiva edir. Üstəlik, mühərrik bu qazı demək olar ki, heç bir əlavə məhsul olmadan yandırır, yəni biz çox ekoloji cəhətdən təmiz yanacaq əldə edirik.
Hidrogen bəzi ISS modulları və servislər tərəfindən yanacaqla təmin edilir, lakin Yer üzündə o, əsasən su kimi birləşmələr şəklində mövcuddur. Səksəninci illərdə Rusiyada yanacaq kimi hidrogendən istifadə edən təyyarələrin inkişafı baş verdi, bu texnologiyalar hətta tətbiq edildi və eksperimental modellər onların effektivliyini sübut etdi. Hidrogen ayrıldıqda, xüsusi yanacaq elementinə keçir, bundan sonra birbaşa elektrik enerjisi istehsal edilə bilər. Bu, gələcəyin enerjisi deyil, bu artıq reallıqdır. Oxşar avtomobillər artıq və kifayət qədər böyük partiyalarda istehsal olunur. Honda, enerji mənbəyinin və bütövlükdə avtomobilin çox yönlülüyünü vurğulamaq üçün bir təcrübə apardı, bunun nəticəsində avtomobil elektrik ev şəbəkəsinə qoşuldu, lakin doldurulmaq üçün deyil. Avtomobil şəxsi evi bir neçə gün enerji ilə təmin edə və ya yanacaq doldurmadan təxminən beş yüz kilometr sürə bilər.
Hazırda belə enerji mənbəyinin yeganə çatışmazlığı belə ekoloji cəhətdən təmiz avtomobillərin nisbətən yüksək qiymətidir və təbii ki, kifayət qədər az sayda hidrogen stansiyalarıdır, lakin bir çox ölkələr artıq onları qurmağı planlaşdırır. Məsələn, inAlmaniyanın artıq 2017-ci ilə qədər 100 yanacaqdoldurma məntəqəsi quraşdırmaq planı var.
Yerin istiliyi
İstilik enerjisini elektrik enerjisinə çevirmək geotermal enerjinin mahiyyətini təşkil edir. Digər sənayelərdən istifadənin çətin olduğu bəzi ölkələrdə ondan kifayət qədər geniş istifadə olunur. Məsələn, Filippində bütün elektrik enerjisinin 27%-i geotermal stansiyalardan alınır, İslandiyada isə bu rəqəm təxminən 30%-dir. Enerji istehsalının bu üsulunun mahiyyəti olduqca sadədir, mexanizm sadə bir buxar mühərrikinə bənzəyir. Maqmanın iddia edilən "gölündən" əvvəl suyun verildiyi bir quyu qazmaq lazımdır. İsti maqma ilə təmasda olan su dərhal buxara çevrilir. O, mexaniki turbinin fırlandığı yerdə yüksəlir və bununla da elektrik enerjisi yaradır.
Geotermal enerjinin gələcəyi maqmanın böyük "mağazalarını" tapmaqdır. Məsələn, yuxarıda adı çəkilən İslandiyada onlar buna nail oldular: saniyənin kiçik bir hissəsində qaynar maqma vurulan bütün suyu təxminən 450 dərəcə Selsi temperaturunda buxara çevirdi ki, bu da mütləq rekorddur. Belə yüksək təzyiqli buxar geotermal qurğunun səmərəliliyini bir neçə dəfə artıra bilər, o, bütün dünyada, xüsusən vulkanlar və termal bulaqlarla doymuş ərazilərdə geotermal enerjinin inkişafı üçün təkan ola bilər.
Nüvə tullantılarının istifadəsi
Nüvə enerjisi bir anda sıçrayış etdi. İnsanlar bu sənayenin təhlükəsini dərk edənə qədər belə olduenerji. Qəzalar mümkündür, heç kim belə hallardan immun deyil, lakin onlar çox nadirdir, lakin radioaktiv tullantılar davamlı olaraq meydana çıxır və son vaxtlara qədər elm adamları bu problemi həll edə bilmirdilər. Fakt budur ki, uran çubuqları - atom elektrik stansiyalarının ənənəvi "yanacağı" yalnız 5% istifadə edilə bilər. Bu kiçik hissə işləndikdən sonra bütün çubuq "poliqona" göndərilir.
Əvvəllər çubuqların suya batırıldığı texnologiyadan istifadə edilirdi ki, bu da neytronları yavaşlatır, sabit reaksiyanı saxlayır. İndi su əvəzinə maye natrium istifadə edilmişdir. Bu əvəzetmə təkcə uranın bütün həcmindən istifadə etməyə deyil, həm də on minlərlə ton radioaktiv tullantıları emal etməyə imkan verir.
Planeti nüvə tullantılarından təmizləmək vacibdir, lakin texnologiyanın özündə bir "amma" var. Uran bir resursdur və onun Yerdəki ehtiyatları məhduddur. Əgər bütün planet yalnız atom elektrik stansiyalarından alınan enerjiyə keçərsə (məsələn, ABŞ-da atom elektrik stansiyaları istehlak edilən bütün elektrik enerjisinin yalnız 20%-ni istehsal edir), uran ehtiyatları kifayət qədər tez tükənəcək və bu, yenidən bəşəriyyətə gətirib çıxaracaq. enerji böhranı ərəfəsində olduğu üçün nüvə enerjisi, modernləşdirilmiş olsa da, yalnız müvəqqəti bir tədbirdir.
Tərəvəz yanacağı
Hətta Henri Ford öz "Model T"-ni yaratdıqdan sonra onun artıq bioyanacaqla işləyəcəyini gözləyirdi. Lakin o dövrdə yeni neft yataqları kəşf edildi və alternativ enerji mənbələrinə ehtiyac bir neçə onilliklər ərzində aradan qalxdı, lakin indiyenidən qayıt.
Son on beş il ərzində etanol və biodizel kimi bitki yanacaqlarından istifadə bir neçə dəfə artmışdır. Onlar müstəqil enerji mənbələri və benzinə əlavələr kimi istifadə olunur. Bir müddət əvvəl ümidlər "kanola" adlanan xüsusi darı mədəniyyətinə bağlanmışdı. İnsan və ya mal-qaranın qidası üçün tamamilə yararsızdır, lakin tərkibində yüksək yağ var. Bu yağdan "biodizel" istehsal etməyə başladılar. Ancaq planetin heç olmasa bir hissəsini yanacaq üçün kifayət qədər böyütməyə çalışsanız, bu məhsul çox yer tutacaq.
İndi alimlər yosunların istifadəsindən danışırlar. Onların yağ tərkibi təxminən 50% təşkil edir ki, bu da neftin çıxarılmasını asanlaşdıracaq və tullantılar gübrələrə çevrilə bilər, bunun əsasında yeni yosunlar yetişdiriləcəkdir. İdeya maraqlı hesab edilir, lakin onun həyat qabiliyyəti hələ sübut olunmayıb: bu sahədə uğurlu təcrübələrin nəşri hələ dərc olunmayıb.
Fusion
Dünyanın gələcək enerjisi, müasir alimlərin fikrincə, termonüvə sintez texnologiyaları olmadan mümkün deyil. Bu, hazırda milyardlarla dollar sərmayənin qoyulduğu ən perspektivli inkişafdır.
Atom elektrik stansiyaları parçalanma enerjisindən istifadə edir. Bu təhlükəlidir, çünki reaktoru sıradan çıxaracaq və külli miqdarda radioaktiv maddələrin buraxılmasına səbəb olacaq nəzarətsiz reaksiya təhlükəsi var: bəlkə də hər kəs Çernobıl AES-dəki qəzanı xatırlayır.
Füzyon reaksiyalarındaAdından da göründüyü kimi, atomların birləşməsi zamanı ayrılan enerji istifadə olunur. Nəticədə, atom parçalanmasından fərqli olaraq, heç bir radioaktiv tullantı əmələ gəlmir.
Əsas problem odur ki, birləşmə nəticəsində bütün reaktoru məhv edə biləcək qədər yüksək temperatura malik maddə əmələ gəlir.
Gələcəyin bu enerjisi reallıqdır. Və burada fantaziyalar yersizdir, hazırda Fransada reaktorun tikintisinə başlanılıb. Aİ-dən başqa, Çin və Yaponiya, ABŞ, Rusiya və başqalarının da daxil olduğu bir çox ölkələr tərəfindən maliyyələşdirilən pilot layihəyə bir neçə milyard dollar sərmayə qoyulub. İlkin olaraq, ilk eksperimentlərin hələ 2016-cı ildə başlanması planlaşdırılırdı, lakin hesablamalar büdcənin çox kiçik olduğunu göstərdi (5 milyard əvəzinə 19 milyard lazım idi) və buraxılış daha 9 il təxirə salındı. Bəlkə də bir neçə ildən sonra füzyon gücünün nələrə qadir olduğunu görəcəyik.
İndiki dövrün çətinlikləri və gələcək üçün imkanlar
Təkcə alimlər deyil, həm də fantastika yazıçıları enerjidə gələcək texnologiyanın tətbiqi üçün çoxlu ideyalar verirlər, lakin hər kəs razılaşır ki, indiyə qədər təklif olunan variantlardan heç biri sivilizasiyamızın bütün ehtiyaclarını tam ödəyə bilməz. Məsələn, Birləşmiş Ştatlarda bütün avtomobillər bioyanacaqla işləyirsə, kanola tarlaları ABŞ-da kənd təsərrüfatı üçün əlverişli torpaqların çox olmamasından asılı olmayaraq, bütün ölkənin yarısına bərabər ərazini əhatə etməli olacaq. Üstəlik, bu günə qədər bütün istehsal üsulları alternativ enerji - yollar. Ola bilsin ki, hər bir adi şəhər sakini ekoloji cəhətdən təmiz, bərpa olunan resurslardan istifadənin vacibliyi ilə razılaşır, lakin onlara hazırda belə bir keçidin dəyəri deyildikdə deyil. Bu sahədə alimlərin hələ çox işi var. Yeni kəşflər, yeni materiallar, yeni ideyalar - bütün bunlar bəşəriyyətə yaxınlaşan resurs böhranının öhdəsindən uğurla gəlməyə kömək edəcək. Planetin enerji problemini yalnız kompleks tədbirlərlə həll etmək olar. Bəzi ərazilərdə külək enerjisi istehsalından, haradasa - günəş panellərindən və s. istifadə etmək daha rahatdır. Amma bəlkə də əsas amil ümumilikdə enerji istehlakının azaldılması və enerjiyə qənaət edən texnologiyaların yaradılması olacaq. Hər bir insan planet üçün məsuliyyət daşıdığını başa düşməlidir və hər biri özünə sual verməlidir: "Mən gələcək üçün hansı enerjini seçərəm?" Digər mənbələrə keçməzdən əvvəl hər kəs bunun həqiqətən zəruri olduğunu başa düşməlidir. Yalnız inteqrasiya olunmuş yanaşma ilə enerji istehlakı problemini həll etmək mümkün olacaq.
