Тайный мир энергии

Количество солнечного света, попадающего на поверхность Земли, ежегодно может давать почти в 36000 раз больше энергии, чем в настоящее время дает потребляемая нефть во всем мире.
 

Каждую минуту поверхности Земли достигает количество солнечной энергии, которое достаточно для удовлетворения мировых энергетических потребностей на целый год. Наличие этого мощного источника энергии в сочетании с другими доступными источниками энергии, такими как ветер, движение воды и геотермальное тепло, делает невероятным тот факт, что люди в такой большой степени зависят от сжигания ископаемого топлива. Ископаемые виды топлива (уголь, нефть, природный газ) называют невозобновляемыми источниками энергии. Мы используем их в 100000 раз быстрее, чем они успевают формироваться. Учитывая это условие, возникает вопрос, как человечество могло принять их за главные источники энергии для развития своей цивилизации?

Влияние промышленной революции

Именно уголь способствовал промышленной революции, навсегда изменив жизнь людей и использование ими энергии. Это продвинуло прогресс человечества на невероятный уровень, но и нанесло огромный урон природе и, в конечном счете, здоровью всех живых существ. Только в середине ХХ века люди начали понимать, что нашу энергетическую политику необходимо изменить.

Уголь может обеспечить гораздо больше энергии в течение длительных периодов времени, чем дерево или любой другой продукт биомассы. К тому же уменьшилась площадь лесов во многих регионах, где потреблялось много топлива, особенно в Англии - где началась промышленная революция. Угля же были обильные запасы. Это способствовало быстрому осознанию промышленного и экономического смысла использования угля для удовлетворения потребностей растущей и развивающейся человеческой цивилизации.

Угля и других обнаруженных ископаемых видов топлива - нефти и природного газа, казалось, бесконечное множество, поэтому человеческий прогресс сконцентрировался вокруг использования этих ресурсов. В 1859 году Эдвин Л. Дрейк пробурил первую нефтяную скважину в мире (США, штат Пенсильвания). Это стало началом современной нефтяной промышленности. Это топливо с большим количеством производимой энергии заложило основу для расширения производства, а также привело к изобретению автомобиля.  

Предсказания, которые  потрясли мир

М. Кинг Хубберт (1903-1989), известный геофизик, в 1949 году поразил мир предсказанием о том, что эра ископаемого топлива будет очень короткой и ископаемое топливо не сможет удовлетворить энергетические потребности мира в относительно недалеком будущем. Поэтому человечеству вскоре придется полагаться на другие источники энергии.

К тому времени, когда мир начал прислушиваться к прогнозам Хубберта, использование ископаемого топлива было уже настолько вплетено в человеческий прогресс и экономику, что изменение этой энергетической системы должно было резко изменять сам способ нашей жизни. Безусловно, расходы на изменение наших энергетических систем в значительной степени сдерживают разработку и использование альтернативных источников энергии.

Могут ли альтернативные источники энергии удовлетворить спрос?
 

Несмотря на исключительный прогресс в области разработки и применения альтернативных источников энергии, рост потребления энергии усложняет процесс замены использования энергии ископаемого топлива альтернативными источниками энергии. Альтернативные источники энергии сегодня обеспечивают лишь около 12,78% производства электроэнергии в мире (Источник: IEA, 2007). Всемирная сеть по возобновляемым источникам энергии утверждает, что к 2070 году 70% производимой в мире энергии сможет поступать из возобновляемых источников через инновации и передовые усилия.

Глобальная перспектива

Возобновляемые источники энергии являются окончательной заменой для любого невозобновляемого источника. Несмотря на роль ядерной энергетики в качестве существенного источника энергии, очень маловероятно, что она переживет XXІ век. Хранение её высокорадиоактивных отходов является сложным и дорогостоящим мероприятием, не хватает руды, добываемой для поддержания дальнейшего производства ядерной энергии, большинство нынешних атомных станций достигнет конца своего жизненного цикла в течение ближайших 50 лет.
 

Ветер и вода - два недорогих возобновляемых источника энергии, которые использовались многими поколениями. На долю гидроэнергии приходится около 2,3% от общего мирового производства  энергии, но гораздо более значительным источником возобновляемой энергии стала технология использования энергии ветра. Это намного более эффективный возобновляемый источник энергии.

Хотя гидроэнергия, солнечная и ветровая  энергии в настоящее время являются одними из самых перспективных видов возобновляемых источников энергии, в будущем могут найтись источники от гидратов метана (ископаемое топливо, которое существует в океанах и которое очень трудно достать) и синтеза водорода из простых молекул воды до источников, которые нам еще предстоит открыть. Поразительные возможности синтеза водорода настолько велики, что правительство США выступило с инициативой изучить этот процесс в течение ближайших 35 лет, чтобы разработать и использовать то, что называется термоядерной энергией.

Солнце, без сомнения, имеет наибольший потенциал для удовлетворения мировых энергетических потребностей. Но его использование  потребует изменений в технологической, политической и экономической обстановке. Тем не менее, наиболее вероятный ответ на наши потребности в энергии заключается в сплоченности разумного и экологически устойчивого сочетания ресурсов, имеющихся в нашем распоряжении. Нобелевский лауреат Джордж Портер еще в конце 1960-х годов говорил:"У меня нет сомнений, что мы будем успешны в использовании энергии солнца.  Если бы солнечные лучи были боевым оружием, мы имели бы солнечную энергию века назад".

Знаете ли вы?

Солнечный свет состоит из мельчайших частиц энергии называемых фотонами. Сумма этой энергии, попадающей на поверхность Земли в течение одного года, эквивалентна энергии, вырабатываемой из 935 триллионов баррелей нефти. Нынешнее ежегодное мировое потребление нефти составляет около 26 миллиардов баррелей!

Резервуары горячей жидкости с температурой больше чем 350° F являются наиболее распространенным видом геотермальных источников энергии. (Источник: гавайский Electric Company)

Чтобы нейтрализовать восемь миллиардов тонн углерода, поступающего в атмосферу ежегодно, потребуется посадка леса в четыре раза больше, чем площадь США.