В ближайшие несколько десятилетий миру придется покончить с зависимостью от ископаемого топлива и резко снизить выбросы парниковых газов. Пять технологий в случае успеха смогут радикальным образом изменить энергетическую картину мира.
Больше трех десятилетий назад ученые предложили производить солнечную энергию там, где солнце светит всегда – в космосе, пишет The Wall Street Journal. Если поместить гигантские солнечные коллекторы на орбиту вокруг Земли, они могут безостановочное поставлять электричество в любую точку планеты. Суть идеи в том, что солнечный свет отражается от гигантских орбитальных зеркал, собираясь в множестве фотогальванических ячеек; свет преобразовывается в электричество, а затем - в микроволновые лучи, которые направляются к земле. Наземные антенны захватывают микроволновую энергию и преобразовывают ее обратно в электричество.
Технология похожа на научную фантастику, но на самом деле очень проста. Солнечные коллекторы на орбите приблизительно в 22 000 милях от Земли излучают энергию в форме безопасных микроволновых лучей. А принимающая микроволновое излучение наземная станция несколько милей в диаметре могла бы поставить приблизительно 1 000 мегаватт энергии, чего достаточно для энергообеспечения примерно миллиона домов.
Стоимость отправки солнечных коллекторов в космос является самым большим препятствием, поскольку необходимо спроектировать систему очень легкого веса, чтобы потребовалось только нескольких запусков.
Перевод транспортных средств на электричество мог бы сократить потребление нефти и сделать воздух чище, но лишь в том случае, если используемая электромобилями энергия будет получена из атома, ветра и других чистых источников. Второй вопрос – емкость батарей.
В литиево-кислородной батарее кислород течет через пористый углеродистый катод и, объединяясь с литиевыми ионами от литиево-металлического анода в присутствии электролита, производит электрический заряд. Реакции помогает катализатор, такой как окись марганца.
Литиево-ионные батареи, используемые обычно в ноутбуках, уже используются в гибридах следующего поколения и электромобилях. Они являются более мощными, чем другие батареи для авто, но весьма дороги.
Альтернативой могут стать литий-кислородные батареи, производительность которых в десять раз превышает производительность литий-ионных батарей и сопоставима с производительностью двигателей, работающих на бензине.
Ветер и солнце является неисчерпаемыми энергоресурсами, но вырабатываемую ими энергию пока приходится тратить сразу, на месте. К тому же эти источники энергии непостоянны, вопрос в том, как накапливать и хранить произведенную ими энергию.
Аккумуляторные батареи могут сохранить электричество от ветряка или солнечных панелей и поставлять ее, когда солнце не светит, или ветер не дует. Многообещающей представляется идея использования литий-ионных технологий для хранения энергии. В настоящее время исследователи изучают новые материалы, чтобы улучшить работу и емкость батарей и снизить их цену.
Ученые также рассматривают экспериментальные технологии, которые смогут ограничить выбросы углекислого газа на угольных электростанциях на 90% при ограничении роста затрат. Угольные электростанции выбрасывают в атмосферу огромное количество углекислого газа. Технология CCS (Carbon Capture & Storage - "улавливание и хранение углерода") призвана уменьшить выбросы СО2 в атмосферу. Технология предусматривает сбор углекислого газа, выделяющегося в процессе сжигания углеродного топлива, и его последующее захоронение в соответствующих геологических формациях в недрах Земли.
И, наконец, еще один способ избавиться от нефтезависимости - различные виды биотоплива, причем сделанного не из продовольственных зерновых культур, а древесины, мусора, несъедобных растений. Самым многообещающим видом биотоплива могут стать морские водоросли. Они быстро растут, потребляют углекислый газ и могут вырабатывать свыше пяти тысяч галлонов биотоплива на акр в год, по сравнению с 350 галлонами в год для этанола, вырабатываемого на основе кукурузы.
Перевод Татьяны Алексеевой, EnergyLand.info
