Ynni yn y Dyfodol: realiti a ffantasi. ffynonellau ynni amgen

Nid yw'n gyfrinach bod yr adnoddau a ddefnyddir gan ddynoliaeth heddiw yn sicr yn fwy o'u cynhyrchu a defnydd yn y dyfodol yn gallu arwain nid yn unig at yr egni, ond hefyd i'r trychineb amgylcheddol. a ddefnyddir yn draddodiadol gan adnoddau ddynoliaeth - glo, nwy ac olew - yn dod i ben ar ôl ychydig o ddegawdau, ac mae angen eu cymryd yn awr, yn ein hamser mesurau. Wrth gwrs, gallwn obeithio y byddwn unwaith eto yn dod o hyd rhai blaendal cyfoethog, yn ogystal ag yn ystod hanner cyntaf y ganrif ddiwethaf, ond mae gwyddonwyr yn credu bod dyddodion mawr o'r fath anymore. Ond mewn unrhyw achos, bydd hyd yn oed y darganfyddiad o gaeau newydd yn unig oedi'r angen anochel i ddod o hyd i ffyrdd o gynhyrchu ynni amgen, a newid i adnoddau adnewyddadwy fel gwynt, solar, geothermol, llif dŵr, ac yn y blaen, ac yn ogystal â hyn, mae angen i barhau i ddatblygu technolegau arbed ynni.

Yn yr erthygl hon byddwn yn edrych ar rai o'r mwyaf addawol, ym marn ysgolheigion modern, syniadau ar gyfer adeiladu dyfodol ynni.

gorsafoedd solar

Mae pobl wedi meddwl yn hir ynghylch a yw'n bosibl defnyddio ynni'r haul ar y ddaear. O dan ddŵr golau'r haul gynhesu a dillad sych crochenwaith cyn ei anfon at y popty, fodd bynnag, dulliau hyn ni all gael eu galw yn effeithiol. Y dulliau technegol cyntaf, sy'n trosi ynni solar i'r amlwg yn y 18fed ganrif. gwyddonydd Ffrangeg Buffon, mae profiad wedi dangos, lle'r oedd yn rheoli gyda chymorth drych ceugrwm mawr mewn tywydd clir i danio y coed sych o bellter o tua 70 metr. Mae ei gydwladwr, yr enwog gwyddonydd Lavoisier, wneud cais lensys i ganolbwyntio haul ynni, ac yn Lloegr wedi creu lenticular wydr, trwy ganolbwyntio yr haul pelydrau wedi'i doddi haearn mewn dim ond ychydig funudau.

Naturiaethwyr cynnal nifer o arbrofion sy'n profi bod y defnydd o ynni solar ar y ddaear posibl. Fodd bynnag, mae'r celloedd solar a fyddai wedi troi'r ynni solar yn egni mecanyddol, ymddangosodd yn gymharol ddiweddar, yn 1953. Cafodd ei greu gan wyddonwyr o'r Unol Daleithiau Asiantaeth Awyrofod Cenedlaethol. Eisoes yn 1959 y cyntaf i ddefnyddio'r panel solar i arfogi y lloeren gofod.

Efallai hyd yn oed wedyn, sylweddoli fod batris o'r fath yn y gofod yn llawer mwy effeithlon, roedd gan y gwyddonwyr y syniad o greu gofod o blanhigion solar, oherwydd yn awr yr haul i gynhyrchu cymaint o ynni ag y cyfan yn ei ddefnyddio ddynoliaeth ac ar gyfer y flwyddyn, felly beth am ddefnyddio? Beth fydd yn y dyfodol o ynni solar?

Ar y naill law, mae'n ymddangos bod y defnydd o ynni solar yn ddelfrydol. Fodd bynnag, mae'r gost o ofod planhigion solar enfawr yn uchel iawn, ac ar ben hynny, mae'n ffordd i weithredu. Dros amser, gan y bydd technolegau newydd ar gyfer darparu nwyddau yn cael eu rhoi i'r gofod, yn ogystal â deunyddiau newydd, byddai prosiect o'r fath ar waith yn bosibl, ond gallwn ond defnyddio paneli cymharol fach ar wyneb y blaned. Bydd llawer yn dweud ei bod yn rhy ddrwg. Ydy, mae'n bosibl mewn cartref preifat, ond ar gyfer y cyflenwad pŵer o ddinasoedd mawr, yn y drefn honno, rhaid iddo fod yn set o baneli solar, technoleg a fydd yn eu gwneud yn fwy effeithiol.

Mae ochr economaidd y mater hwn hefyd yn bresennol: Bydd pob cyllideb yn dioddef os bydd yn cael ei dasg o gyfieithu'r ddinas gyfan (neu'r wlad) ar y paneli solar. Mae'n ymddangos y gallai fod yn ofynnol o drigolion trefol yn talu rhywfaint o swm ar gyfer y gwaith adnewyddu, ond yn yr achos hwn, byddant yn anhapus, oherwydd os yw pobl yn barod i fynd ar dreuliau o'r fath, maent yn bell yn ôl fyddai wedi gwneud hyn eu hunain: y gallu i brynu panel solar ar bawb.

O ran ynni solar, mae paradocs arall: costau cynhyrchu. ynni'r haul yn drydan Cyfieithu - nid y peth mwyaf effeithlon. yn dal wedi dod o hyd i ffordd well na i ddefnyddio pelydrau'r haul i gynhesu dŵr, sy'n troi i mewn i stêm sydd yn ei dro yn gyrru'r dynamo. Yn yr achos hwn, colli ynni yn fach iawn. Dynoliaeth eisiau defnyddio paneli solar "gwyrdd" a gorsaf solar, er mwyn arbed adnoddau ar y ddaear, ond ar gyfer y prosiect hwn, bydd angen llawer iawn o yr un adnoddau, ac yn y "heb fod yn ecolegol" ynni. Er enghraifft, yn Ffrainc, mae wedi ei adeiladu gwaith pŵer solar yn ddiweddar gydag arwynebedd o tua dau gilomedr sgwâr. gost adeiladu oedd tua 110 miliwn ewro, heb gynnwys y gost o weithredu. Gyda dylai hyn i gyd fod yn cadw mewn cof bod y bywyd o fecanweithiau o'r fath yw tua 25 mlynedd.

gwynt

Ynni gwynt - yn cael eu defnyddio hefyd gan bobl ers yr hen amser, yr enghraifft fwyaf syml yw hwylio a melinau gwynt. Melinau gwynt yn defnyddio heddiw, maent yn arbennig o effeithiol mewn ardaloedd gyda gwyntoedd cyson, megis ar yr arfordir. Mae gwyddonwyr yn cael eu rhoi yn gyson cyflwyno syniadau ar sut i foderneiddio'r offer presennol ar gyfer trosi ynni gwynt, un ohonynt - ar ffurf fel y bo'r angen tyrbinau tyrbinau gwynt. Oherwydd y cylchdro cyson gallent "hongian" yn yr awyr o fewn ychydig gannoedd o fetrau o'r ddaear, lle mae'r gwynt yn gryf ac yn gyson. Byddai hyn yn helpu yn y trydaneiddio ardaloedd gwledig, lle mae'n amhosibl i ddefnyddio tyrbinau gwynt confensiynol. Yn ogystal, byddai hyn tyrbinau fel y bo'r angen yn cael ei offer gyda modiwlau y Rhyngrwyd yn cael ei wneud â hwy er mwyn sicrhau mynediad pobl at y We Fyd Eang.

Llanwau a thonnau

Mae ffyniant mewn ynni solar a gwynt yn raddol yn digwydd, ac mae wedi denu diddordeb o ymchwilwyr yn ynni naturiol arall. Yn fwy addawol yw defnyddio'r llanw. Eisoes, mae'r mater hwn wedi bod o gwmpas cant o gwmnïau ledled y byd, ac mae yna nifer o brosiectau sydd wedi dangos effeithiolrwydd y dull hwn o gynhyrchu trydan. Y fantais dros ynni solar yw bod y golled yn y cyfieithiad o un egni i un arall yn fach iawn: ton llanw anferth yn cylchdroi tyrbin, sy'n cynhyrchu trydan.

Mae'r "Oyster" - syniad a osodir ar y fflap colfach llawr môr, a fydd yn cyflenwi dŵr i'r lan, a thrwy hynny droi tyrbin trydan dŵr syml. Dim ond un gosodiad o'r fath a allai ddarparu trydan ar gyfer cymdogaeth bach.

Eisoes yn Awstralia wedi defnyddio'n llwyddiannus y don llanw: yn ninas Perth dihalwyno gosod yn gweithio ar y math hwn o ynni. Mae eu gwaith yn caniatáu i ddŵr ffres i tua hanner miliwn o bobl. Naturiol ynni a diwydiant tun hefyd fyddo cyfunol yn y sector ynni gynhyrchu.

Mae'r defnydd o ynni'r llanw rywfaint yn wahanol i'r dechnoleg a ddefnyddiwyd gennym i weld mewn planhigion ynni dŵr afon. HPP yn aml yn niweidiol i'r amgylchedd: yr ardal o gwmpas dan ddŵr, dinistrio yr ecosystem, ond mae planhigion sy'n defnyddio tonnau llanw, yn hyn o beth, llawer mwy diogel.

ynni dynol

Un o'r defnydd prosiectau ynni mwyaf gwych o bobl yn byw gallwch ffonio ar ein rhestr. Swnio'n trawiadol a hyd yn oed yn fwy brawychus, ond nid bob un sy'n frawychus. Mae gwyddonwyr yn Goleddu'r y syniad o sut i ddefnyddio'r egni mecanyddol o gynnig. Mae yn y prosiectau hyn ar microelectroneg a nanodechnoleg gyda defnydd o ynni isel. Er ei fod yn swnio fel iwtopia, nid oes unrhyw ddatblygiad go iawn, ond mae'r syniad yn ddiddorol iawn ac nid yw'n gadael y meddyliau o wyddonwyr. Cytuno, bydd y ddyfais yn gyfleus iawn, y bydd fel cloc gyda podzavodkoy awtomatig yn cael ei godi oddi wrth y ffaith bod y bys gwifrau synhwyrydd, neu ar y dabled neu'r ffôn yn unig yn hongian yn y bag wrth gerdded. Heb sôn am y dillad, sy'n cael ei lenwi gyda gwahanol microdevices, gallai troi i mewn i drydan egni symudiad dynol.

Yn Berkeley, yn y Labordy Lawrence, er enghraifft, mae gwyddonwyr wedi ceisio dod yn fyw y syniad i ddefnyddio firysau i bwysau trosi ynni yn drydan. mecanweithiau bach yn gweithio ar y cynnig, gan fod yna, fodd bynnag, ac eto nid yw llif y dechnoleg o'r fath wedi ei osod. Ie, yr argyfwng ynni byd-eang y modd hwn nid ymdopi: Faint o bobl fydd yn rhaid i "pedal" i wneud iddo weithio y planhigyn cyfan? Ond fel un o'r mesurau a ddefnyddir yn y cymhleth, y ddamcaniaeth yn eithaf hyfyw.

Yn enwedig fel y dechnoleg i fod yn effeithiol yn anodd eu cyrraedd ardaloedd, mewn gorsafoedd polar, yn y mynyddoedd a'r goedwig, ymhlith teithwyr ac ymwelwyr nad ydynt bob amser yn cael y gallu i godi tâl eich gadget, ond yn aros mewn cysylltiad yn bwysig, yn enwedig os yw'r grŵp mewn sefyllfa argyfyngus. Faint o bethau y gellid eu hatal os yw pobl bob amser wedi bod dyfais cyfathrebu dibynadwy sy'n annibynnol "oddi wrth y wal."

cell danwydd hydrogen

Efallai, pob perchennog y car, yn syllu ar y swm ngoleuni gasoline agosáu sero, mae syniad o ba mor fawr y byddai'n os bydd y car yn rhedeg ar ddŵr. Ond yn awr ei atomau yn disgyn i mewn i'r maes gweld o wyddonwyr fel cyfleusterau ynni go iawn. Mae'r ffaith bod gronynnau o hydrogen - y nwy mwyaf niferus yn y bydysawd - yn cynnwys llawer iawn o ynni. Ar ben hynny, mae'r injan yn llosgi nwy heb fawr ddim sgil-gynhyrchion, hynny yw, rydym yn cael tanwydd iawn gyfeillgar i'r amgylchedd.

Hydrogen yn gyfrifol am rhai unedau o'r ISS a'r gwennol, ond ar y Ddaear mae'n bodoli yn bennaf ar ffurf cyfansoddion megis dŵr. Yn yr wythdegau yn Rwsia wedi bod yn datblygu awyrennau sy'n defnyddio hydrogen fel tanwydd, y technolegau hyn yn cael eu defnyddio hyd yn oed yn ymarferol, a modelau arbrofol wedi profi yn effeithiol. Pan fydd hydrogen yn cael ei wahanu allan, mae'n cael ei symud i gell danwydd arbennig, gall trydan wedyn yn cael ei gynhyrchu yn uniongyrchol. Nid yw hyn yn ynni y dyfodol eisoes yn realiti. Mae'r ceir eisoes yn cael eu cynhyrchu a symiau eithaf mawr. Mae'r cwmni Honda, er mwyn pwysleisio cyffredinolrwydd y ffynhonnell ynni ac yn y car yn gyffredinol, cynnal arbrawf lle y peiriant wedi cael ei gysylltu i'r rhwydwaith trydanol cartref, ond nid er mwyn cael hadennill. Efallai y bydd y cerbyd yn darparu pŵer cartref preifat o fewn ychydig ddyddiau, neu drosglwyddo heb ail-lenwi bron i bum cant o gilomedrau.

Yr unig anfantais y ffynhonnell hon o ynni ar hyn o bryd - mae hyn yn gost gymharol uchel o fath ceir eco-gyfeillgar, ac wrth gwrs, mae nifer cymharol fach o orsafoedd hydrogen llenwi, ond mewn llawer o wledydd eisoes wedi cynllunio eu hadeiladu. Er enghraifft, yr Almaen eisoes yn gynllun i osod gant gorsafoedd petrol erbyn 2017.

daear gwres

Mae trosi ynni thermol yn drydan - yw hanfod ynni geothermol. Mewn rhai gwledydd lle mae'n anodd defnyddio mewn diwydiannau eraill, mae'n cael ei ddefnyddio yn eithaf eang. Er enghraifft, yn y Philippines 27% o'r holl drydan yn disgyn ar gorsafoedd ynni geothermol, ac yng Ngwlad yr Iâ mae'r ffigwr yn tua 30%. Hanfod y dull hwn o gynhyrchu ynni yn eithaf syml, y mecanwaith yn debyg i injan stêm syml. Cyn i'r honedig "llyn" magma yn angenrheidiol i ddrilio twll lle dŵr yn cael ei bwmpio. Ar gysylltiad â dŵr y magma glow drawsnewid yn syth i mewn i stêm. Mae'n codi ble ystumio ystyron tyrbin mecanyddol, a thrwy hynny gynhyrchu trydan.

dyfodol ynni geothermol yn dod o hyd i fawr "claddgell" o magma. Er enghraifft, yn y Gwlad yr Iâ uchod ei fod yn llwyddo: gwynias ffracsiwn magma o ail ddŵr llwytho i gyd yn troi i mewn i dymheredd stêm o tua 450 gradd Celsius, sy'n gofnod absoliwt. O'r fath yn stêm pwysedd uchel yn gallu gwella effeithlonrwydd yr orsaf geothermol sawl gwaith, gall fod yn ysgogiad ar gyfer datblygu ynni geothermol ledled y byd, yn enwedig mewn ardaloedd dirlawn â llosgfynyddoedd a ffynhonnau thermol.

Defnyddio gwastraff niwclear

Ynni niwclear, ar y pryd, yn creu furor. Nid tan ar yr amod nad yw pobl yn sylweddoli y perygl llawn y diwydiant ynni. Damweiniau yn bosibl, o achosion tebyg nad oes unrhyw un yn imiwn, ond maent yn brin iawn, ond mae'r gwastraff ymbelydrol yn ymddangos yn sefydlog ac, hyd yn ddiweddar, ni allai gwyddonwyr ddatrys y broblem hon. Mae'r ffaith bod y rhodenni wraniwm - gall y "tanwydd" ynni niwclear traddodiadol yn cael ei ddefnyddio dim ond 5%. Ar ôl datblygu'r rhan fach o'r craidd cyfan yn cael ei anfon at y "bin sbwriel".

Yn flaenorol cymhwyso technoleg y mae'r rhodenni yn cael eu trwytho mewn dŵr, sy'n arafu i lawr y niwtronau, tra'n cynnal adwaith sefydlog. Nawr yn lle dŵr dechreuodd ddefnyddio sodiwm hylif. Mae hyn yn caniatáu i chi amnewid, nid yn unig i ddefnyddio'r cyfaint cyfan o wraniwm, ond hefyd i brosesu degau o filoedd o dunelli o wastraff ymbelydrol.

Gael gwared ar y blaned gwastraff ynni niwclear yn bwysig, ond mae un "ond" yn y dechnoleg ei hunan. Wranws yn cyfeirio at yr adnoddau a'r arian wrth gefn yn y byd yn gyfyngedig. Os bydd y blaned gyfan cyfieithu yn gyfan gwbl ar yr ynni sy'n deillio o ynni niwclear (er enghraifft, yn yr Unol Daleithiau gorsafoedd ynni niwclear yn cynhyrchu dim ond 20% o gyfanswm y defnydd o drydan), bydd cronfeydd wraniwm yn cael ei dihysbyddu yn hytrach yn gyflym, a bydd hyn eto yn arwain ddynoliaeth at y trothwy yr argyfwng ynni, er mwyn i ynni niwclear , er moderneiddio, dim ond mesur dros dro.

olew llysiau

Hyd yn oed Henry Ford, gan greu "Model T", yn amcangyfrif y bydd yn rhaid iddi weithredu ar fiodanwydd. Fodd bynnag, er meysydd olew newydd eu darganfod, a'r angen am ffynonellau ynni amgen wedi diflannu am ychydig ddegawdau, ond mae bellach yn ôl eto.

Dros y pymtheg mlynedd diwethaf, mae'r defnydd o danwydd llysiau, megis ethanol a biodiesel, cynyddu nifer o weithiau. Maent yn cael eu defnyddio fel ffynonellau annibynnol o egni, ac fel ychwanegyn i gasoline. Beth amser yn ôl, gobeithion yn pinio ar ddiwylliant miled arbennig, a elwir yn "Canola". Mae'n gwbl anaddas fel bwyd ar gyfer naill ai bobl neu anifeiliaid, ond mae cynnwys olew uchel. Mae'r olew a dur sy'n cynhyrchu "biodiesel". Ond mae diwylliant hwn yn cymryd gormod o le, os ydych yn ceisio tyfu yn ddigon hir i ddarparu tanwydd ar gyfer o leiaf ran o'r blaned.

Nawr mae gwyddonwyr yn sôn am ddefnyddio algâu. Gall eu cynnwys olew o tua 50%, a fydd hefyd yn hawdd dynnu olew, a gwastraff yn cael ei drawsnewid yn wrtaith ar y sail y bydd ohonynt yn tyfu algae newydd. Ystyrir bod y syniad yn ddiddorol, ond nid yw ei hyfywedd wedi cael ei brofi eto nad yw cyhoeddi'r arbrofion llwyddiannus yn yr ardal hon wedi cael eu cyhoeddi eto.

ymasiad niwclear

pŵer y byd yn y dyfodol, yn ôl ysgolheigion modern, yn amhosibl heb dechnoleg ymdoddiad. Mae'n, ar hyn o bryd, y datblygiad mwyaf addawol, sydd eisoes wedi buddsoddi biliynau o ddoleri.

Mewn ynni niwclear planhigion yn defnyddio'r adran ynni. Mae'n beryglus oherwydd mae bygythiad o adwaith afreolus sy'n dinistrio yr adweithydd, a bydd yn arwain at ryddhau symiau enfawr o sylweddau ymbelydrol: efallai i gyd yn cofio y ddamwain yn y gwaith pŵer niwclear Chernobyl.

Mae adweithiau thermonuclear ymasiad, mae'r enw yn awgrymu, yn defnyddio'r egni ei ryddhau ar yr atomau cydlifiad. O ganlyniad, yn wahanol i ymholltiad niwclear, nid ei ffurfio unrhyw wastraff ymbelydrol.

Y brif broblem yw bod y ymasiad deillio o hyn yn sylwedd yn cael tymheredd mor uchel, sy'n gallu dinistrio'r adweithydd cyfan.

Mae'r ynni y dyfodol - yn realiti. A dychymyg yn allan o le ar hyn o bryd yn Ffrainc eisoes wedi dechrau gwaith o adweithydd adeiladu. fuddsoddi yn y prosiect peilot, sy'n cael ei ariannu gan nifer o wledydd, ymhlith sydd, yn ychwanegol at yr UE sawl biliwn o ddoleri, yn cynnwys Tsieina, Japan, UDA, Rwsia ac eraill. I ddechrau, mae'r arbrofion cyntaf a gynlluniwyd eisoes i ddechrau yn 2016, ond mae cyfrifiadau wedi dangos bod y gyllideb yn rhy fach (yn hytrach na 5 biliwn yn cymryd 19), a lansio ei symud am 9 mlynedd arall. Efallai y byddwn yn gweld mewn ychydig flynyddoedd, sy'n gallu ynni ymasiad.

Problemau y posibiliadau presennol a'r dyfodol

Nid yn unig y gwyddonwyr, ond hefyd awduron ffuglen wyddonol, yn rhoi llawer o syniadau ar gyfer gwireddu'r y dyfodol mewn ynni, ond i gyd yn cytuno ar y dechnoleg bod hyd yn hyn ni all unrhyw un o'r opsiynau cynhyrchu cefnogaeth lawn holl anghenion ein gwareiddiad. Er enghraifft, os bydd pob car yn yr Unol Daleithiau yn gyrru caeau canola biodanwydd wedi plannu ardal sy'n hafal i hanner y wlad gyfan, heb gymryd i ystyriaeth y ffaith nad oedd y tir yn addas ar gyfer trin y tir yn yr Unol Daleithiau cymaint o.
Ar ben hynny, hyd yn hyn holl ddulliau o gynhyrchu ynni amgen - ffyrdd. Efallai pob un o'r trigolion trefol cyffredin, yr wyf yn cytuno ei bod yn bwysig defnyddio adnoddau glân, adnewyddadwy, ond nid pan fyddant yn rhoi llais i gost pontio o'r fath ar hyn o bryd. Mae gwyddonwyr yn dal i gael llawer o waith yn y maes hwn. darganfyddiadau newydd, deunyddiau newydd, syniadau newydd - bydd hyn i gyd yn helpu i ddynoliaeth ymdopi'n llwyddiannus gyda'u argyfwng hir-adnoddau.

Datryswch yr problemau ynni o gall y blaned mesurau unig cynhwysfawr. Mewn rhai ardaloedd, mae'n fwy cyfleus i ddefnyddio cynhyrchu ynni o wynt, yn rhywle - paneli solar, ac yn y blaen. Ond efallai mai'r prif ffactor yw lleihau defnydd o ynni yn gyffredinol a'r technolegau arbed ynni-greu. Dylai pob person yn deall bod yn gyfrifol am y blaned, a dylai pawb yn gofyn y cwestiwn: "? Pa fath o egni ydw i'n dewis ar gyfer y dyfodol"
Cyn troi at adnoddau eraill, rhaid i bawb sylweddoli ei bod yn wirioneddol angenrheidiol. Dim ond dull cynhwysfawr i ddatrys y broblem o ynni a ddefnyddir.