Нетрадиційні альтернативні джерела енергії та їх екологічна характеристика

Але не тільки для опалення черпають люди енергію з глибин землі. Уже давно працюють електростанції, що використовують гарячі підземні джерела.

З заглибленням в Землю зростає температура (в середньому на 30°С на 1 км, а у вулканічних районах – значно швидше). За оцінками геологів, у земній корі до глибин 7-10 км загальна кількість тепла в п'ять тисяч разів перевищує теплоємність усіх видів мінерального палива, що є на Землі. Теоретично лише 1% цього тепла достатньо для забезпечення всього людства енергією на найближчі чотири тисячі років. Та^на практиці це джерело енергії використовується ще дуже мало.

Найкращі результати досягнуто в районах активної вулканічної діяльності, таких як Камчатка, Гавайські острови, де близько до поверхні залягають термальні води. Через свердловини гаряча водяна пара надходить у турбіни й виробляє електроенергію. Відпрацьована гаряча вода йде на обігрівання теплиць, приміщень тощо.

В Україні досі немає установок такого типу, хоч перспективними зонами для використання геотермальної енергії є Карпати, Закарпаття й Крим.

При використанні геотермальної енергії виникає проблема відпрацьованих підземних вод. Часто вони бувають сильно мінералізованими, і їх не можна спускати у ріки. Тому відпрацьовані води знову закачують у підземні горизонти для повторного використання. З деяких таких розсолів добувають йод, бром, літій та деякі інші елементи.

 

 

Відкриття випромінювання урану стало ключем до енергетичних комор природи. Головним питанням, яке відразу ж зацікавило дослідників, було: звідки береться енергія променів, яківипускаються ураном, і чому уран завжди тепліший від навколишнього середовища? Під сумнів ставився або закон збереження енергії, або затверджений століттями принцип незмінності атомів.

Сьогодні атомна енергетика розвивається надшвидкими темпами. Деякі учені висловлюють думку, що на початку 21 століття більше половини всієї електроенергії у світі буде вироблятися на атомних електростанціях.

В принципі енергетичний ядерний реактор влаштований досить просто – у ньому, так само як і в звичайному котлі, вода перетворюється в пару. Для цього використовують енергію, що виділяється при ланцюговій реакції розпаду атомів урану або іншого ядерного палива. На атомній електростанції немає величезного парового котла, що складається з тисяч кілометрів сталевих трубок, по яких при величезному тиску циркулює вода, перетворюючи в пару. Цю машину замінив невеликий ядерний реактор. Найпоширеніший у даний час тип реактора – водографітний. Ще одна розповсюджена конструкція реакторів – так звані водно-водяні. У них вода не тільки відбирає тепло від твелів, але і служить сповільнювачем нейтронів замість графіту. Конструктори довели потужність таких реакторів до мільйона кіловат.

 

 

Життя та діяльність людей супроводжується великою кількістю органічних відходів (побутове сміття, каналізаційні стоки, відходи виробництва сільськогосподарської продукції, деревообробки гощо). Звалища навколо великих міст займають величезні площі (так, міське звалище поблизу Нью-Йорка за об'ємом уже досягло 25 пірамід Хеопса), забруднюють повітря й воду. А між тим розроблено технології, що дозволяють отримувати з цих відходів енергію – сконструйовано, наприклад, установки, де такі відходи спалюються, даючи тепло і електроенергію, а також різні корисні матеріали (скло, метали тощо).

Існує й інша перспективна технологія переробки відходів – за допомогою метанобактерій. Ці мікроорганізми активно розмножуються в будь-яких органічних рештках, продукуючи в результаті своєї життєдіяльності цінну енергетичну сировину-біогаз (суміш метану й чадного газу). Технологія отримання біогазу дуже проста. Бетонні ємкості або колодязі будь-якого об'єму заповнюють гноєм, сміттям, листям, тирсою тощо. Ємкість повинна бути щільно закрита, щоб не було доступу кисню. Газ, що утворюється в результаті бродіння, відводять у приймальний пристрій або безпосередньо в газову плиту. Після процесу бродіння залишається добриво – знезаражене, без запаху, більш цінне, ніж звичайний гній.

Найширшого визнання така технологія набула сьогодні в Китаї та Індії, де діють мільйони таких установок. А в Румунії проведено успішні досліди з використанням біогазу як палива для тракторів.

Останнім часом починають дедалі ширше розробляти технології одержання пального для двигунів внутрішнього згоряння з органічних речовин, які продукуються рослинами. Так, у Бразилії з відходів виробництва цукру з цукрової тростини отримують технічний спирт, який використовується як пальне для автомобілів (причому його вартість нижча, ніж у бензину, а забруднює повітря таке пальне менше, ніж бензин або солярка). В Австралії успішно виготовляють так звану «зелену нафту» – продукт переробки спеціальних мікроскопічних водоростей, які вирощуються в штучних басейнах.

Для України особливе значення має технологія одержання пального з ріпакової олії. Ріпак, досить невиблаглива рослина, може давати до 1 т олії з гектара, причому його можна вирощувати на землях, непридатних ні для чого іншого – наприклад, на полях зрошення, де нейтралізуються каналізаційні стоки, і навіть на землях 30-кілометрової зони навколо Чорнобильської АЕС (як встановлено вченими, радіонукліди не накопичуються в ріпаковій олії).

Ріпакову олію можна або безпосередньо заливати в баки дизельних двигунів (які, щоправда, з цією метою треба модернізувати), або ж з неї можна виготовляти спеціальне дизельне пальне – «блакитний ангел», що повністю здатне заміняти солярку, але при цьому воно екологічно чистіше і дешевше; нарешті, цю олію можна додавати в солярку (до 20%), що не змінює ні енергетичних, ні екологічних показників двигунів.

 

 

За час існування нашої цивілізації багато разів відбувалася зміна традиційних джерел енергії на нові, більш зроблені. І не тому, що старе джерело було вичерпано. Сонце світило й обігрівало людей завжди: і проте один раз люди приручили вогонь, почали палити деревину. Потім деревина поступилася місцем кам’яному вугіллю. Запаси деревини здавалися безмежними, але парові машини вимагали більш калорійного «корму».

Але і це був лише етап. Вугілля незабаром уступить своє лідерство на енергетичному ринку нафти. І от новий поворот: у наші дні ведучими видами палива поки залишаються нафта і газ. Але за кожним новим кубометром газу чи тонною нафти потрібно йти усе далі на північ чи схід, зариватися усе глибше в землю. Немудро, що нафта і газ будуть з кожним роком коштувати нам усе дорожче.

У погоні за надлишком енергії людина усе глибше занурювалася в стихійний світ природних явищ і до якоїсь пори не дуже задумувалася про наслідки своїх справ і вчинків. Але часи змінилися. Зараз, у кінці 20 століття, починається новий, значний етап земної енергетики. З’явилася енергетика «щадяща». Побудована так, щоб людина не рубала гілку, на якій вона сидить, а піклувалася про охорону вже сильно ушкодженої біосфери.

Безсумнівно, у майбутньому паралельно з лінією інтенсивного розвитку енергетики одержать широкі права громадянства і лінія екстенсивна: розосереджені джерела енергії не занадто великої потужності, але зате з високим ККД, екологічно чисті, зручні в звертанні.

Яскравий приклад тому – швидкий старт електрохімічної енергетики, яку пізніше доповнить енергетика сонячна. Енергетика дуже швидко акумулює, асимілює, вбирає в себе всі новітні ідеї, винаходи, досягнення науки. Це і зрозуміло: енергетика зв’язана буквально з усім, і усе тягнеться до енергетики, залежить від неї.

 

 

1. Бутко М., Саранік О. Промислові відходи: проблемі збору, утилізації та переробки//Рідна природа. – 1998. – № 1-3.

2. Володин В., Хазановский П. Енергія, століття двадцять перше. – К., 1990 р.

3. Голдін А. Океани енергії. – К., 1998 р.

4. Третинник В. Ю. и др. Утилизация промышленных отходов для получения органо-минеральных удобрений//Экотехнологии и ресурсосбережение. – 1999. – № 6.

5. Юдасин Л. С. Енергетика: проблеми і надії//Віче, № 1, 1999 р.