Большинство людей согласится с тем, что рано или поздно человечеству придется отказаться от органического топлива. Оно является главной причиной войн и политической нестабильности, загрязнения окружающей среды и глобального изменения климата. К счастью, ученые уже в течение многих лет исследуют альтернативные источники энергии, такие как сила солнца, ветра и воды. Но ветроэнергетические установки и солнечные панели по-прежнему являются гораздо более дорогими по сравнению с переработкой нефти и угля, более того они пригодны далеко не для всех регионов.
Поэтому исследователи не прекращают поиск новых решений, новых перспективных источников дешевой энергии, постепенно обращая свое внимание на менее распространенные методы. Некоторые кажутся довольно необычными, некоторые - откровенно глупыми, нереалистичными, а то и отвратительными.
«Я считаю, для того, чтобы справиться с неотвратимо надвигающимся энергетическим кризисом, нам нужно мыслить нестандартно, - говорит Бобби Самптер, ведущий специалист теоретической химии Национальной лаборатории Оак Ридж (OakRidgeNationalLaboratory).
Творческий подход в поиске нетрадиционных источников энергии приближает нас к решению проблем энергетической безопасности. И не обязательно это должны быть масштабные национальные проекты. Нет ничего плохого в решениях, рассчитанных на применение на более мелком уровне - к примеру, в отдельных деревнях или поселениях в развивающихся странах.
«Нельзя упускать ни одну идею. Мы должны поощрять нестандартные подходы», - настаивает Диего дель Кастилло Негрете, ведущий специалист подразделения энергии термоядерного синтеза Национальной лаборатории Оак Ридж.
Здесь представлены десять самых удивительных источников энергии, которые шагают далеко за грань обыденного. Но кто знает: возможно, однажды ваш ноутбук будет работать на сахаре, автомобиль ездить на бактериях, а ваш дом будет обогревать энергия мертвых тел.
Сахар
Засыпать сахар в бензобак автомобиля считается старой и не самой безобидной шуткой, которая может серьезно повредить двигатель. Но однажды сахар может превратиться в превосходное топливо для вашего автомобиля. Специалисты кафедры химии Виргинского политехнического института работают над технологией выработки из сахара водорода, который может использоваться в качестве более чистого и дешевого топлива, не выделяющего токсичных веществ и даже какого-либо сопутствующего запаха. Ученые смешивают сахар, воду и тринадцать мощных ферментов в реакторе, вырабатывающем из смеси водород, и отслеживают следы углекислого газа.
Водород может улавливаться и закачиваться в топливную батарею для производства энергии. В результате процесса образуется в три раза больше водорода, чем при использовании традиционных методов, что напрямую влияет на себестоимость технологии.
К сожалению, прежде чем потребители смогут заправлять свои автомобили сахаром, пройдет еще лет десять. В краткосрочной перспективе более реалистичным кажется конструирование батарей на основе сахара для ноутбуков, сотовых телефонов и другой электротехники. Такие батареи будут работать дольше и надежнее современных аналогов.
Солнечные ветры
Объемы энергии, в сто миллиардов раз большие, чем сейчас потребляет все человечество вместе взятое, находятся буквально под рукой. Это энергия солнечных ветров - потоков заряженных ионизированных частиц, испускаемых Солнцем. Брук Хэрроп, физик Вашингтонского государственного университета в городе Пуллман и Дирк Шульце-Макух из Вашингтонского государственного института исследования природных ресурсов и окружающей среды полагают, что смогут захватывать летящие частицы при помощи спутника, вращающегося вокруг Солнца по земной орбите.
Согласно их проекту, спутник, названный ими Дайсон-Хэрроп, будет содержать длинный медный провод, заряжаемый от находящейся здесь же батарей, для создания магнитного поля, способного выхватывать электроны из потока солнечного ветра. Энергия электронов будет передаваться со спутника на Землю при помощи инфракрасного лазера, на который не будет влиять земная атмосфера.
В реализации проекта существуют и некоторые препятствия, с которыми ученые пытаются сейчас справиться. Во-первых, необходимо решить вопрос, как защитить спутник от космического мусора. Во-вторых, земная атмосфера все же может поглотить часть энергии, передаваемой с такого огромного расстояния. Да и сама задача нацеливания инфракрасного луча в точно выбранное место совсем не простая задача.
Данная разработка имеет большие перспективы в обеспечении энергией космических аппаратов.
Моча и экскременты
Большинство людей считают, что кал и моча должны быть моментально ликвидированы. Однако экскременты, вырабатываемые как людьми, так и домашними животными, содержат газ метан, не имеющий ни цвета, ни запаха, но способный вырабатывать энергию не хуже природного газа.
Идеей превращения собачьих экскрементов в энергию увлечены, как минимум, две исследовательские группы - одна в Кембриджском университете (штат Массачусетс), вторая, представленная специалистами компании «NorcalWaste», в Сан-Франциско. Обе группы предлагают владельцам собак использовать во время выгула своих питомцев биоразложимые пакеты для уборки продуктов их жизнедеятельности. Затем пакеты выбрасываются в специальные контейнеры, так называемые «реакторы», где и будет происходить выработка метана, который может использоваться, к примеру, для освещения городских улиц.
На молочных фермах Пенсильвании в качестве нового источника энергии рассматривается навоз домашнего скота. Шесть сотен коров производят почти 70 тыс. килограмм навоза в день, что - при использовании его как источника метана - позволит ферме экономить порядка 60 тыс. долларов в год. Биоотходы могут использоваться не только как удобрения, но и для освещения и обогрева жилищ. А американская ИТ-компания «Hewlett-Packard» недавно выпустила пресс-релиз, в котором рассказывала, как фермеры могут повысить свой доход, сдавая землю в аренду интернет-провайдерам, которые могут использовать энергию метана для своих компьютеров.
Отходы человеческой жизнедеятельности не менее эффективны. В Бристоле, Австралия, был представлен Volkswagen-«жук», работающий на метане, выработанном на заводе по очистке сточных вод. А по оценкам инженеров британской компании «WessexWater», биоотходы из 70 домов могут дать достаточно метана для того, чтобы автомобиль мог проехать без остановки 16 тыс. километров.
И не стоит забывать и о моче. Исследователи факультета инженерии и физических наук Университета Гериот-Ватт (Эдинбург, Шотландия) ищут способ создания первой в мире топливной батареи, работающей на моче. Данная технология может найти свое применение в космической и военной отрасли, давая возможность производить энергию на ходу. Мочевина является доступным и нетоксичным органическим веществом, богатом азотом. Так что, да, фактически люди являются носителем химического соединения, способного служить источником энергии.
Люди: живые и мертвые
Когда в следующий раз вам придется ехать в переполненном вагоне метро в жаркий летний день, постарайтесь не раздражаться, а лучше задумайтесь о том, что тепла, производимого вашим телом достаточно для обогрева целого здания, со всеми его офисами, квартирами и магазинами. По крайней мере, такого мнения придерживаются в Стокгольме и Париже. Государственная компания по управлению недвижимостью «Jernhuset» обдумывает план использования тепла, выделяемого пассажирами поезда метро, проходящего через Центральную станцию Стокгольма. Тепло будет нагревать бегущую по трубам воду, которая поступает в вентиляционную систему зданий. А владелец недорогого жилого комплекса в Париже планирует обогреть с помощью пассажиров метро семнадцать квартир недалеко от центра Помпиду.
Как ни удивительно, не менее жизнеспособным оказывается и проект, использующий энергию мертвых тел. Таким методом пользуется британский крематорий, обогреваемый самими «клиентами». Газ от сжигания органических материалов и раньше захватывался системой для очистки от ртути, но теперь тепло стали пропускать по трубам для обогрева здания.
Вибрации
Сходи на вечеринку и помоги окружающей среде - под таким лозунгом можно популяризовать новую стратегию. Клуб «Watt» в Роттердаме (Голландия) использует вибрации пола от ходящих и танцующих людей для питания светового шоу. Это достигается путем использования пьезоэлектрических материалов, способных под давлением преобразовывать вибрации в электрический ток.
Военные силы США также заинтересованы в использовании пьезоэлектриков для получения энергии. Они помещают их в солдатские ботинки для энергопитания радиоприемников и других портативных электрических устройств. Несмотря на большой потенциал, данная технология не слишком широко распространена. В основном, из-за своей дороговизны. На установку напольного покрытия на 2500 кв.м. из пьезоматериалов первого поколения клуб «Watt» потратил 257 тыс. долларов, которые так и не смогли окупиться. Но в будущем покрытие будет усовершенствовано для увеличения объема вырабатываемой энергии - и танцы станут по-настоящему энергичными!
Шлам
Только в одной Калифорнии в год вырабатывается более 700 тысяч тонн шлама - нерастворимых отложений в паровых котлах в виде ила или твердых кусков. Однако мало кто задумывается о том, что этого материала достаточно для производства 10 миллионов киловатт-часов электроэнергии в сутки. Исследователи университета Невады занимаются сушкой этого осадка, чтобы сделать из него горючее для последующей газификации, которая приведет к получению электричества. Ученые изобрели установку, превращающую вязкий осадок в порошок при использовании «кипящего» при достаточно низкой температуре песка. В результате мы получаем недорогое, но весьма эффективное биотопливо.
Такая технология, превращающая отходы в топливо может размещаться прямо на производствах, позволяя компаниям сэкономить средства на перевозке и утилизации шлама. Хотя исследования еще продолжаются, предварительные оценки свидетельствуют о том, что запущенная на полную мощность система потенциально может генерировать 25 тысяч киловатт-часов энергии в день.
Медузы
Глубоководные медузы, светящиеся в темноте, содержат в себе вещества, способные стать новыми источниками энергии. Их свечение происходит за счет зеленого флуоресцентного белка. Команда исследователей Технического университета Чалмерса (Готенберг, Швеция) поместила белок на алюминиевые электроды и облучила их ультрафиолетовыми лучами, и вещество начало испускать электроны.
Этот белок был использован и для создания биологического топливного элемента, способного производить электричество без внешнего источника света, вместо которого используется смесь химических веществ - магния и биокатализатора люциферазы, который можно обнаружить в светлячках.
Подобные топливные элементы могут применяться на очень мелких наноустройствах, используемых, к примеру, для диагностики или лечения заболеваний.
«Взрывающиеся озера»
Людям известно о существовании трех «взрывающихся озер», получивших свое название из-за огромных объемов метана и углекислого газа, которые накапливаются в его глубинах из-за различия в температуре и плотности воды.
Если температура изменится, газы вырвутся на поверхность, словно из бутылки с газированной водой, убив все живое в пределах своей досягаемости. Подобная трагедия произошла 15 августа 1984 года, когда озеро Ниос в Камеруне выбросило огромное облако концентрированного углекислого газа, ставшего причиной гибели от удушья сотен людей и животных.
Такое озеро есть и в Руанде - озеро Киву. Но местное правительство решило использовать смертоносный газ во благо и построило электростанцию, которая выкачивает вредные газы из озера и использует их для приведения в действие трех больших генераторов, производящих 3,6 МВт электроэнергии. Правительство надеется, что в скором времени электростанция сможет вырабатывать количество энергии, достаточное для удовлетворения потребностей трети страны.
Бактерии
В природе существуют миллиарды бактерий, и, как и любое живое существо, они имеют собственную стратегию выживания на случай нехватки питательных веществ. К примеру, бактерии кишечной палочки E. coliобладают запасом жирных кислот, по составу напоминающих полиэстер. Те же жирные кислоты используются при производстве биодизельного топлива. Видя в этой особенности бактерий большие перспективы, ученые ищут способ их генетического модифицирования для производства большего количества кислот.
Сначала исследователи удалили из микроорганизмов ферменты, затем обезводили жирные кислоты, чтобы избавиться от кислорода. В результате этого процесса они превратили бактерии в некое подобие дизельного топлива. То есть те же самые бактерии, которые вызывают у нас недомогание, могут помочь нам сэкономить, став отличным топливом для наших автомобилей.
Нанотрубки углерода
Как следует из названия, нанотрубки углерода представляют собой полые трубки, формируемые атомами углерода. Сфера их применения весьма широка: от бронематериалов до создания «лифтов», способных перевозить грузы на Луну. А не столь давно группа исследователей Массачусетского технологического института нашла способ использования нанотрубок для сбора солнечной энергии, причем их эффективность в сто раз выше, чем у любых известных сегодня фотогальванических элементов. Это достигается за счет того, что нанотрубки могут функционировать в качестве антенны для захвата солнечного света и перенаправления его на солнечные батареи, преобразующие их в солнечный свет. Таким образом, вместо покрытия всей крыши своего дома панелями солнечных батарей, человек, желающий использовать энергию Солнца, может воспользоваться нанотрубками углерода, занимающими в разы меньше места.
DiscoveryNews, перевод с английского - Наталья Коношенко
«Солнечные окна». Солнце — очевидный и надёжный источник энергии, но для солнечных батарей требуются чрезвычайно дорогие материалы. Технология SolarWindow использует прозрачные пластиковые стёкла, служащие одновременно панелями солнечных батарей. Их можно устанавливать в качестве обычных окон, и цена производства вполне приемлема.
Приливы. Мы начали присматриваться к приливам в качестве источников энергии совсем недавно. Наиболее перспективный волновой генератор — Oyster — был разработан лишь в 2009 году. Название переводится как «устрица», так как именно её он внешне напоминает. Двух установок, запущенных в Шотландии, хватает для обеспечения энергией 80 жилых домов.
Генератор микроволн — амбициозный проект британского инженера Роберта Шоера, предлагающий полностью отказаться от привычного топлива космических аппаратов. Резонирующие микроволны гипотетически должны создавать мощную реактивную тягу, при этом попутно опровергая третий закон Ньютона. Работает система или является шарлатанством, пока неясно.
Вирусы. Учёные из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли пару лет назад обнаружили вирус, способный создавать электроэнергию за счёт деформации модифицированных материалов. Такие свойства проявили безвредные вирусы-бактериофаги M13. Сейчас эта технология используется для подпитки экранов ноутбуков и смартфонов.
Один из самых известных и широко распространённых альтернативных источников энергии — геотермальная. Она берётся из жара самой Земли и потому не тратит её ресурсов. Одна тепловая электростанция, «сидящая» на вулкане, обеспечивает током около 11500 жилых домов.
Существует ещё одна солнечная батарея нового типа, правда, делающая упор не на дешевизну, а на эффективность. Betaray представляет из себя наполненную особой жидкостью сферу, обтянутую улавливающими тепло панелями. Устройство вырабатывает в четыре раза больше энергии, чем обычные солнечные батареи.
Биотопливо — весьма перспективный источник энергии, буквально выращиваемый на полях. Его добывают из растительных масел — например, сои или кукурузы. Но самыми перспективными являются… водоросли, отдающие стократно больше ресурсов, чем наземные растения. И даже отходы от них можно использовать в качестве удобрения.
Радиоактивный торий весьма напоминает уран, но отдаёт в 90 раз больше энергии! Правда, для этого учёным приходится изрядно попотеть, и в основном торий играет второстепенную роль в ядерных реакторах. Его запасы в земной коре превышают запасы урана в 3−4 раза, так что потенциально торий способен обеспечить человечество энергией на сотни лет.
Надувная турбина по сути является следующим уровнем развития ветряных электростанций. Турбина, наполненная гелием, поднимается на высоту до 600 метров, где ветер дует постоянно и с огромной силой. Кроме окупаемости по энергии, устройство также весьма устойчиво к любой непогоде и дешево.
Международный экспериментальный термоядерный реактор. Несмотря на все опасности, связанные с атомными станциями, они всё равно остаются мощнейшими источниками энергии, изобретёнными человеком. ITER — проект международного термоядерного реактора, в котором участвуют: страны ЕС, Россия, США, Китай, Корея, Япония и Казахстан. Конец строительства реактора запланирован на 2020 год.
Основные источники энергии — например, уголь или нефть, имеют обыкновение кончаться, и к тому же загрязняют окружающую среду. Им противопоставляются возобновляемые ресурсы — такие как геотермальная энергия или солнечное излучение. Рассмотрим десять альтернативных источников энергии, которые уже показали себя в деле.
Самые неожиданные источники энергии
Рано или поздно нефтяные скважины и угольные разрезы покажут дно, и тогда людям придется срочно искать им замену. Растущее потребление энергии заставляет ученых искать вожделенную альтернативу конечным источникам порой в самых неожиданных местах.
Генномодифицированные растения
Многие растения содержат крахмал – основу для биологического топлива. Поэтому ученые без устали рассматривают подходящих кандидатов на роль энергетических спасителей человека.
Табак попал в поле зрения науки благодаря легкости, с которой он поддается искусственному отбору. Недавно исследователи смогли добиться изменения генов табака так, что крахмала в нем становилось в 7 раз выше нормы.
Растение ятрофа куркас также может стать источником экологически чистого топлива. Его семена богаты маслом, и он прекрасно чувствует себя на сухих каменистых почвах. Остается немногое: чуточку модифицировать гены, отвечающие за выносливость, так как у семян ятрофы низкая урожайность.
Еще одним спорным источником энергии из мира флоры является просо. С помощью генной инженерии с ним можно проделать ту же операцию, что и с табаком, то есть увеличить процент содержания крахмала. Правда, потом встанет еще одна проблема: просо является инвазивным растением, вытесняя всю прочую растительность из мест, где ему угораздило появиться. Так что придется ученым поломать головы еще и над ограничением безудержного размножения проса.
Помогут дрожжи
Превращению материалов растительного происхождения в источник энергии поспособствуют дрожжи, правда, снова генномодифицированные. Китайские ученые обнаружили, что определенным образом измененные дрожжи разлагают ксилозу (ядовитую жесткую часть растений) на соединения, которые могут послужить биотопливом. Значит, уже в недалеком будущем человек, вполне возможно, удовлетворит свою потребность в дешевой энергии за счет супердрожжей и любых отходов растительного происхождения.
Искусственный вариант фотосинтеза
Американские ученые исследуют возможность искусственно воссоздать процесс, который используют растения, превращая свет и воду в энергию. В результате получился прибор, похожий на солнечную батарею в пластиковом корпусе. Если пропускать через него воду, одновременно облучая светом, на выходе получатся жидкие углеводороды, которые можно хранить и использовать в инфраструктуре.
Сладкие батареи
Токсичные металлы, без которых сейчас невозможно создать обычные батарейки, сложно добывать и утилизировать, а действуют они, как правило, не долго. Но если заменить их обычным сахаром, подобных проблем можно избежать. Образец, который ученые назвали «ферментативным топливным элементом», повторяет действие представителей растительного мира, преобразуя сахар в энергию, и превзойдя по ее выходу обычные литиевые батарейки.
Вечные аккумуляторы
Окислительно-восстановительные реакции, протекающие в редокс-аккумуляторах, уже нашли себе применение в качестве альтернативы производным нефти в транспортной сфере. Благодаря раствору электролита, в котором и хранится энергия, аккумуляторами можно пользоваться сколько угодно, лишь изредка меняя сам раствор.
Спасение из туалета
Естественные отходы человеческой (и не только) жизнедеятельности легко можно использовать как бесплатный источник энергии. Самый простой способ – нагреть фекалии, выделяемый при этом газ и есть искомое биотопливо. Но южнокорейские ученые пошли дальше. Экспериментальным путем ими было выяснено, что если биоотходы как следует нагреть, добавив метанол и диоксид углерода, то в результате липиды фекалий преобразуются в подобие биологического дизельного топлива.
Один из вариантов альтернативной энергетики, тоже родом из сортира, – скармливать человеческую мочу микроорганизмам, которые и будут ее превращать в ходе своей жизнедеятельности в энергию.
«Туалетные» варианты почти полностью разработаны, для получения результата осталось лишь переоборудовать канализации.
Переработка мусора
Гидроуголь (смесь мусора с водой высокой температуры под большим давлением) – объект одного из уже действующих проектов четырех стран Евросоюза. Он был запущен с целью изучения свойств влажных мусорных отбросов и определения потенциала его использования в быту.
Солнечные электростанции на орбите Земли
Уже очень скоро тысячи спутников, оснащенные гелиобатареями, вылетят в космос и начнут доставлять алчущему человечеству тонны энергии… Нам остается немногое: всего лишь дожить до этого светлого дня.
Крокодилий жир
Химики американского штата Луизиана предлагают в качестве источника топлива жир аллигаторов. Он нигде больше не востребован, в нем масса липидов, запросто выдающих биодизель – еще одно идеальное решение вопроса энергии будущего!
Альтернативные источники энергии постепенно выходят на первый план, а некоторые страны даже заявили, что в обозримом будущем планируют перевести свою инфраструктуру исключительно на них.
Благо, помимо солнечных панелей, ветряков и гидроэлектростанций есть еще множество интересных вариантов, о которых мы и расскажем в этом обзоре.
Электростанция, работающая от шотландского виски
Helius Energy построила первую в мире электростанцию, которая работает от побочных продуктов дистилляции шотландского виски. Ведь при этом процессе остается огромное количество углеводных и белковых масс, которые и можно, сжигая, преобразовывать в энергию. В качестве партнера в этом проекте выступил конгломерат производителей Rothes Whisky.
Футбольный мяч Soccket
Компания Soccket Inc. создала футбольный мяч, который одновременно является и небольшой электростанцией, вырабатывающей энергию в те моменты, когда футболисты бьют по объекту ногой. Несколько часов игры, и работа светодиодной лампы на целый вечер обеспечена! Идеальный вариант для сельской глубинки в развивающихся странах Африки и Азии.
OTEC-электростанция у берегов Китая
Уже несколько десятилетий существует технология, позволяющая вырабатывать энергию на основе разницы между температурой воды на поверхности океана и в его глубинах. А через несколько лет у южных берегов Китая появится самая большая в мире электростанция, работающая по этой технологии (OTEC). Создаст ее всемирно известная компания Lockheed Martin.
Турбина в кровеносных сосудах
Ученые из университета в швейцарском городе Берн разработали миниатюрные турбины, которые, будучи помещенными в кровеносные сосуды человека, будут давать энергию для работы его электрического кардиостимулятора.
VolcanElectric Mask – небоскреб, получающий энергию от вулкана
В рамках конкурса eVolo 2013 группой китайских архитекторов был представлен проект небоскреба VolcanElectric Mask, который должен расположиться на склоне вулкана. Да и энергию для функционирования это здание будет получать из раскаленной магмы, подступающей к поверхности Земли.
VW Bio-Bug от Geneco – автомобиль, работающий от фекалий
Британская компания Geneco разработала технологию, позволяющую получать метан из человеческих фекалий, и оснастила ею автомобиль VW Beetle, дав ему новое имя – VW Bio-Bug.
Энергия из турникетов в общественном транспорте
Японская компания East Japan Railway Company, один из лидеров пассажирских перевозок в Стране Восходящего Солнца, решила оснастить каждый свой турникет генератором электроэнергии. Так что пассажиры, проходящие через них, сами того не осознавая, будут вырабатывать электричество.
BioWawe – энергия подводных течений
Специалисты из австралийской компании BioPower Systems, решили обратить внимание на множество подводных течений, опоясывающих Австралию. В результате этого они и создали проект электростанции BioWawe, которая будет использовать данные потоки воды для производства электроэнергии.
Giraffe Street Lamp – качели, которые питают фонарь энергией
Giraffe Street Lamp – это качели, катаясь на которых, каждый человек сможет сделать мир немного ярче и светлее. Дело в том, что эти качели являются одновременно и генератором электричества для уличного фонаря, с которым они совмещены. Впрочем, у него есть и сторонний источник энергии, питающий лампы в то время, когда объект находится в состоянии покоя.
BIQ house – первое в мире здание с энергией от водорослей
В Гамбурге несколько недель назад открылось первое в мире здание, которое получает энергию от микроскопических зеленых водорослей, которые находятся в стенах и окнах этого архитектурного сооружения. И каждое его окно представляет собой небольшой био-реактор, производящий электричество за счет фотосинтеза.
Современный мир постепенно и неуклонно приходит к более широкому и активному использованию альтернативных источников энергии. Человечество прекрасно понимает, что нефть и газ рано или поздно закончатся, атомная энергетика при всей её развитости все равно не может быть на 100% безопасной, уголь вредит экологии и тоже относится к не возобновляемым природным ресурсам. Именно поэтому сегодня все большее число ученых и исследователей работают в области повышения эффективности и снижения себестоимости выработки электроэнергии из альтернативных источников. И если солнечными, ветряными, термальными, комбинированными и даже морскими электростанциями сегодня уже сложно кого-то удивить, то так ли в окружающем нас мире и за его пределами мало еще малоизученных но, возможно, перспективных источников экологически чистой энергии?
Мы изучили имеющиеся сегодня сведения и собрали для вас 10 самых необычных и экзотических альтернативных источников энергии, которые может быть не завтра, но послезавтра вполне могут начать активно использоваться человечеством.
1. Потенциал тепловой энергии океанов , которыми, как известно, покрыта большая часть нашей планеты, вполне может в будущем использоваться человеком для выработки электроэнергии. «Теплоокеанная» электростанция будет вырабатывать энергию за счет разницы температур между поверхностными теплыми и придонными холодными водами.
2. Вы, может быть, не догадываетесь, но природа уже давно придумала, как получать электричество за счет испарения воды . Подсмотрев у растений, современные ученые уже разработали подобную систему, работающую за счет разницы электротехнических свойств воды и воздуха, пузырьки которого закачиваются внутрь листа, наподобие растительного. В результате генерируется электрический ток. При этом ученые с достаточно большим оптимизмом смотря на возможную перспективность применения подобной технологии, в том числе и благодаря возможности работы данных систем не только в качестве генераторов, но и аккумуляторов вырабатывай электрической энергии.
3. Осмос – естественный природный процесс, который уже давно ученые используют для своих нужд. Всем известны фильтры обратного осмоса, но далеко не все знают, что сегодня инженеры разрабатывают принципиально новую схему выработки электроэнергии из соленой воды морей и океанов. При этом данный принцип также построен на осмосе.
Уникальностью данного процесса является возможность в перспективе не только самостоятельно обеспечивать необходимыми объемами энергии процессы опреснения воды, требующие сегодня огромных энергозатрат, но и вырабатывать электричество «на продажу». Принцип работы «осмос-электростанций» будет построен на обратном опреснению процессе. Ученые знают, что при добавлении в пресную воду соленой морской воды начинается процесс, получивший название «обратный электродиализ», благодаря которому и происходит выработка электричества. В том же случае если проводимые сегодня исследования покажут свою экономическую состоятельность, подобные электростанции можно будет устанавливать в устьях рек, где происходит естественное смешивания морской и пресной воды.
4. Инженеры компании Joule Biotechnologies разработали совершенно инновационную технологию получения источников энергии, получившую название глиокультура . Инженеры предлагают использовать смесь углеводородов, питательных веществ, воды и фотосинтезирующих микроорганизмов, которые в качестве источника энергии будет использовать солнечный свет. В результате жизнедеятельности микроорганизмов мы получим возможность сразу получать углеводороды или спирт, не требующие очистки.
5. Использование гелия-3 . Данный не радиоактивный изотоп обладает очень высоким потенциалом генерации электроэнергии в результате термоядерного синтеза, однако он очень редкий на Земле, но в избытке находится на Луне. Подсчитано, что разработка Луны может оказаться очень перспективным направлением, и уже сегодня ученые создали несколько проектов, реализация которых возможно начнется в недалеком будущем. В частности, называя гелий-3 источником энергии будущего, российская корпорация «Энергия» планирует не позднее 2020 года приступить к промышленной его разработке на спутнике нашей планеты.
6. Пьезоэлектричество – данный способ получения энергии уже давно используется человеком. Однако, скорее в миниатюрных, чем в промышленных масштабах. Между тем ученые не исключают, что использование кинетической энергии от движения человека в будущем вполне может стать достаточно перспективным процессом.
Учитывая, что пьезоэлектричество вырабатывается определенными материалами в ответ на механическое воздействие, достаточно просто создать тротуарное покрытие из подобных материалов, разместить его в местах наибольшего скопления движущихся людей и мы получим новый бесплатный источник энергии. При этом подобный принцип может быть реализован в огромном разнообразии вариантов, например, электричество сможет вырабатывать подошва обуви.
7. Солнечная энергия уже давно и успешно «утилизируется» на Земле, но из-за наличия атмосферы огромная её доля просто рассеивается, не доходя непосредственно до поверхности нашей планеты. Если же солнечные панели разместить в космосе, их эффективность возрастет в десятки раз. Кстати подобные фотоэлементы уже давно используются на спутниках, запускаемых с Земли.
8. Экскременты – они уже и сегодня более чем успешно используются человеком, в том числе для выработки биогаза. В будущем ученые не исключают, что человеческие нечистоты также найдут достаточно активное применение в качестве альтернативных источников энергии. Например, уже сегодня в Швеции пробуют запустить технологию питания двигателей городских автобусов, построенную на принципе использования микробных топливных элементов, которые в процессе своей жизнедеятельности вырабатывают электрический ток, а для питания используют именно экскременты.
9. Вихревые электростанции – опытные образцы подобных систем созданы уже сегодня. Принцип работы данных систем построен на возможности получения энергии от медленных водных течений, которые могут создавать водовороты. И именно их, водовороты, ученые предлагают использовать для производства энергии.
Водовороты формируют непостоянную водную среду, в которой помещенный предмет совершает движения вниз или вверх, либо движется в горизонтальной плоскости. Создаваемая таким образом механическая энергия может легко преобразовываться в электрическую, благо подобных систем и технологий сегодня существует огромное множество.
10. Энергия гор . Новый вид геотермальной энергии был получен благодаря опытам по закачиванию соленой воды глубоко в скальные породы, температура которых благодаря распаду имеющихся в коре планеты радиоактивных элементов и самой горячей мантии Земли очень высока. Далее процесс прост и изучен. При нагреве вода превращается в пар, который подается в турбину, вырабатывающую электроэнергии. При этом мощность такой электростанции и можно легко регулировать за счет контроля за подачей холодной соленой воды.
