32,6 % – nafta in naftni derivati. 30,0% – premog. 23,7% – plin. Prvi trije med viri energije, ki oskrbujejo človeštvo, izgledajo točno tako. Zvezdne ladje in »zeleni« planet so še vedno tako daleč kot »daleč, daleč stran« galaksija.
Vsekakor obstaja premik k alternativni energiji, vendar je tako počasen, da upamo na preboj – še ne. Bodimo iskreni: naslednjih 50 let bodo naše domove osvetljevala fosilna goriva.
Razvoj alternativne energije poteka počasi, kot primarni gospod ob nabrežju Temze. Danes je o netradicionalnih virih energije napisanega veliko več, kot je bilo narejenega za njihov razvoj in uveljavitev v vsakdanjem življenju. Toda v tej smeri so 3 priznani "mastodonti", ki za seboj vlečejo preostanek kočije.
Jedrska energija tukaj ni obravnavana, saj je mogoče zelo dolgo razpravljati o vprašanju njene naprednosti in smotrnosti razvoja.
Spodaj bodo indikatorji moči postaj, zato bomo za analizo vrednosti predstavili izhodišče: najmočnejša elektrarna na svetu je jedrska elektrarna Kashiwazaki-Kariwa (Japonska). Ki ima zmogljivost 8,2 GW.
Energija zraka: veter v službi človeka
Osnovni princip vetrne energije je pretvorba kinetične energije premikajočih se zračnih mas v toplotno, mehansko ali električno energijo.
Veter je posledica razlike v zračnem tlaku na površini. Tu se izvaja klasično načelo »spojenih plovil«, le v svetovnem merilu. Predstavljajte si 2 točki – Moskva in Sankt Peterburg. Če je temperatura v Moskvi višja, se zrak segreje in dvigne, pri čemer ostane nizek tlak in zmanjšana količina zraka v spodnjih plasteh. Hkrati je v Sankt Peterburgu visok pritisk in je dovolj zraka "od spodaj". Zato se množice začnejo odtekati proti Moskvi, saj narava vedno stremi k ravnovesju. Tako nastane tok zraka, ki ga imenujemo veter.
To gibanje nosi ogromno energije, ki jo inženirji poskušajo ujeti.
Danes 3 % svetovne proizvodnje energije prihaja iz vetrnih turbin, zmogljivost pa narašča. Leta 2016 je instalirana moč vetrnih elektrarn presegla zmogljivost jedrskih elektrarn. Vendar obstajata dve značilnosti, ki omejujejo razvoj smeri:
1. Instalirana moč je največja delovna moč. In če jedrske elektrarne skoraj ves čas delujejo na tej ravni, vetrne elektrarne redkokdaj dosegajo takšne kazalnike. Učinkovitost takšnih postaj je 30-40%. Veter je izjemno nestabilen, kar omejuje uporabo v industrijskem obsegu.
2. Postavitev vetrnih elektrarn je racionalna na mestih stalnih tokov vetra - tako je mogoče zagotoviti največjo učinkovitost naprave. Lokalizacija generatorjev je bistveno omejena.
Energijo vetra danes lahko obravnavamo le kot dodaten vir energije v kombinaciji s stalnimi, kot so jedrske elektrarne in postaje na gorljiva goriva.
Mlini na veter so se prvič pojavili na Danskem – sem so jih prinesli križarji. Danes v tej skandinavski državi 42 % energije proizvedejo vetrne elektrarne.
Projekt gradnje umetnega otoka 100 km od obale Velike Britanije je skoraj končan. Na Dogger Bank bo nastal popolnoma nov projekt – za 6 km2 postavljenih bo veliko vetrnih turbin, ki bodo prenašale elektriko na celino. To bo največja vetrna elektrarna na svetu. Danes je to Gansu (Kitajska) z zmogljivostjo 5,16 GW. To je kompleks vetrnih turbin, ki raste vsako leto. Načrtovani kazalnik je 20 GW.
In še malo o stroških.
Kazalniki povprečnih stroškov za proizvedeno 1 kWh energije so:
─ premog 9-30 centov;
─ veter 2,5-5 centov.
Če je mogoče rešiti problem odvisnosti od vetrne energije in s tem povečati učinkovitost vetrnih elektrarn, potem imajo velik potencial.
Sončna energija: motor narave – motor človeštva
Princip proizvodnje temelji na zbiranju in distribuciji toplote sončnih žarkov.
Zdaj je delež sončnih elektrarn (SPE) v svetovni proizvodnji energije 0,79 %.
Ta energija je v prvi vrsti povezana z alternativno energijo – tik pred vašimi očmi se rišejo fantastična polja, prekrita z velikimi ploščami s fotocelicami. V praksi je donosnost te smeri precej nizka. Med težavami lahko izpostavimo kršitev temperaturnega režima nad sončno elektrarno, kjer se segrevajo zračne mase.
Programi razvoja sončne energije obstajajo v več kot 80 državah. Toda v večini primerov govorimo o pomožnem viru energije, saj je raven proizvodnje nizka.
Pomembno je pravilno postaviti moč, za katero so sestavljeni podrobni zemljevidi sončnega sevanja.
Sončni kolektor se uporablja tako za segrevanje vode za ogrevanje kot tudi za proizvodnjo električne energije. Fotovoltaične celice ustvarjajo energijo tako, da pod vplivom sončne svetlobe "izbijajo" fotone.
Vodilna po proizvodnji energije v sončnih elektrarnah je Kitajska, po proizvodnji na prebivalca pa Nemčija.
Največja sončna elektrarna se nahaja na solarni farmi Topaz, ki se nahaja v Kaliforniji. Moč 1,1 GW.
Obstaja razvoj, da bi kolektorje postavili v orbito in zbirali sončno energijo, ne da bi jo izgubili v ozračju, vendar ima ta smer še vedno preveč tehničnih ovir.
Vodna energija: uporaba največjega motorja na planetu
Vodna energija je vodilna med alternativnimi viri energije. 20 % svetovne proizvodnje energije prihaja iz hidroelektrarn. Med obnovljivimi viri pa 88 %.
Na določenem delu reke se gradi ogromen jez, ki popolnoma blokira kanal. Gorvodno se ustvari rezervoar, višinska razlika ob straneh jezu pa lahko doseže več sto metrov. Voda hitro teče skozi jez na mestih, kjer so nameščene turbine. Tako energija premikajoče se vode vrti generatorje in vodi k ustvarjanju energije. Vse je preprosto.
Od minusov: veliko območje je poplavljeno, biološko življenje v reki je moteno.
Največja hidroelektrarna je Sanxia ("Tri soteske") na Kitajskem. Ima zmogljivost 22 GW in je največja elektrarna na svetu.
Hidroelektrarne so pogoste po vsem svetu, v Braziliji pa zagotavljajo 80 % energije. Ta smer je najbolj obetavna v alternativni energiji in se nenehno razvija.
Majhne reke niso sposobne proizvesti velike količine energije, zato so hidroelektrarne na njih zasnovane tako, da zadovoljujejo lokalne potrebe.
Uporaba vode kot vira energije se izvaja v več glavnih konceptih:
1. Uporaba plimovanja. Tehnologija je v marsičem podobna klasični hidroelektrarni, le da jez ne zapira kanala, temveč ustje zaliva. Voda morja dnevno niha pod vplivom privlačnosti lune, kar vodi do kroženja vode skozi turbine jezu. Ta tehnologija je bila uvedena le v nekaj državah.
2. Uporaba energije valov. Nenehna nihanja vode v odprtem morju so lahko tudi vir energije. To ni samo prehod valov skozi statično nameščene turbine, ampak tudi uporaba "plovcev": ampak površina morja postavlja verigo posebnih plovcev, znotraj katerih so majhne turbine. Valovi vrtijo generatorje in nastaja določena količina energije.
Na splošno danes alternativna energija ne more postati globalni vir energije. Toda večino predmetov je povsem mogoče zagotoviti z avtonomno energijo. Glede na značilnosti ozemlja lahko vedno izberete najboljšo možnost.
Za globalno energetsko neodvisnost bo potrebno nekaj bistveno novega, kot je »teorija etra« slavnega Srba.
Brez demagogije je nenavadno, da v 2000-ih človeštvo ne proizvaja energije veliko bolj progresivno kot lokomotiva, ki sta jo fotografirala brata Lumiere. Danes je vprašanje energetskih virov zašlo daleč v sfero politike in financ, ki določajo strukturo proizvodnje električne energije. Če olje prižiga luči, potem ga nekdo potrebuje ...