Екологічні проблеми планетарного масштабу та шляхи їх вирішення

 Наслідком сумарної  дії чинників довкілля стане  підвищення смертності (крива 4) і  зменшення населення планети  (крива 5, мінімальне значення  якої у XXI ст. залишається темою  дискусій).

 Звернімо увагу на  те, що цей похмурий прогноз  зроблено понад 20 років тому. Минуло  вже досить часу, щоб оцінити  його точність.

 Все сталося точнісінько  так, як прокреслили у 1972 р.  “лінії майбутнього” (див. Рисунок 1)!

 Тому можна категорично  і переконливо стверджувати: якщо  люди залишаться зі старою  ментальністю і людство не  перетвориться

 на спільноту, свідому  небезпеки глобальних екологічних

 і соціальних проблем,  то попереду нас чекає життя  на смітнику

 і велике підвищення  смертності (голод і війни!).

 А чи є “приємніші” прогнози? Звичайно, один з таких показано на рисунку 2.

Можна лише мріяти про його здійснення, адже він передбачає безперервний експоненціальний розвиток технологій (у разі стабілізації кількості вчених та інженерів), винайдення щоразу нових  і нових ресурсів та джерел енергії, майже негайне припинення забруднення  довкілля через масове застосування ще не відкритих “чистих” технологій, винайдення суперефективного засобу регулювання народжуваності, відмова людей від егоїзму, націоналізму й об’єднання їх у всеземній спільноті...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                       Найнезвичніші джерела відновлюваної енергії

Основні технології відновлюваної  енергетики включають в себе використання                         

енергії сонця, вітру та води. Сьогодні ж ми пропонуємо вам короткий огляд деяких 

найбільш незвичайних  та цікавих альтернатив популярним джерелам

відновлюваної енергії.

                                           10 цікавих та подекуди дивних джерел відновлюваної енергії пропонує

розглянути журнал «Next Generation Power & Energy», створивши цікаву

інфографіку, яку ви можете переглянути в повному розмірі, клікнувши на зображенні вгорі. Нижче представлена текстова версія цієї інфографіки та деякі пояснення до кожного з наведених незвичних джерел відновлюваної енергії.

Рукотворне торнадо. До останнього часу механізм утворення та існування торнадо залишався невідомим. Але це природне явище представляє безперечний науковий і практичний інтерес. Тут прихована гігантська енергія, рівна за потужністю вибуху декількох атомних бомб. Залишилося тільки навчитися цю дармову енергію використовувати. Природа навчилась - вона перетворює теплову енергію повітря навколишнього середовища в аеродинамічне самопідтримуване обертання смерчів та їх роботу по руйнуванню - підйом в повітря і перенос на великі відстані водних мас, будинків і тварин. Штучно створюючи контрольовані торнадо, цю енергію можна використовувати на благо людей. Очікується, що ці високопотужні вітрогенератори зможуть виробляти стільки ж енергії, як і АЕС.

Великі повітряні змії. Повітряний змій сьогодні асоціюється переважно з забавою. Але цілком можливо, що незабаром це нехитрий пристрій будуть запускати в небо з більш серйозними цілями, адже повітряні змії, діючи за принципом вітрила корабля, здатні вловлювати енергію вітру. Вже сьогодні вчені ставлять перші досліди з отримання енергії за допомогою повітряного змія. Правда, такі «промислові змії» дещо відрізняються від своїх традиційних «побратимів»: їх площа значно більша і літати вони повинні на висоті близько 300 метрів: тут вітер дме сильніше. Саме цей фактор стане конкурентною перевагою повітряного змія по відношенню до звичайних вітряків, для яких така висота недоступна.

Токсичні відходи. Замість захоронення небезпечних відходів, з них можна видобувати енергію шляхом використання процесу газифікації та низькопотенціальної теплоти. Газифікація - перетворення відходів у горючі гази, з яких потім видобувають електроенергію. Використання ж низькопотенціальної теплоти є по суті електрифікацією відпрацьованого тепла, яка відбувається за рахунок того, що для виробництва енергії достатньо невисоких температур.

Цукор. Нещодавно був розроблений новий елемент живлення, який буде виробляти електричний струм шляхом розкладання глюкози. Від такої «цукрової» батарейки цілком може працювати плеєр і вентилятор. «Солодка» батарея має форму куба з довжиною ребра 39 міліметрів. Всередині нього розташована порожнина з двома електродами, в яку заливається глюкоза. При проведенні хімічної реакції глюкоза розщеплюється, в результаті чого вивільняються іони водню та електрони. Останні і утворюють електричний струм. При цьому іони водню з'єднуються з киснем, у результаті чого виходить вода, яка є побічним продуктом. Потужність одного такого елемента живлення сьогодні становить 50 мВт.

Людський жир. Як не дивно це звучить, але біопаливо можна виробляти... з людського жиру, отриманого при ліпосакції. Насправді, виробництво палива з жиру цілком реальне. Жир містить тригліцерид, який може бути перероблений в пальне процесом переетерифікації. Якщо жир стане поширеним паливом, то США стали б новою Саудівською Аравією. За статистикою близько 127 мільйонів американців мають надлишкову вагу, а 69 з них страждають від ожиріння. Звучить як вирішення двох проблем одночасно.

Блискавка. Як відомо, блискавка – це чиста енергія. І цю енергію цілком можна використовувати, якщо б зуміти затримати і перенаправити її в електромережу. Сьогодні цим питанням займається грозова енергетика, яка все ближче підходить до приборкання блискавки. Але блискавки є дуже ненадійним джерелом енергії, оскільки заздалегідь не можна передбачити, де і коли трапиться гроза. Ще одна проблема грозової енергетики полягає в тому, що розряд блискавки триває долі секунд і, як наслідок, його енергію потрібно запасати дуже швидко. А для цього потрібні потужні і дорогі конденсатори. Тому тут, як і у випадку з рукотворними торнадо, останнім часом ставку роблять на штучні блискавки. На сьогодні генератор грозових імпульсів може створювати блискавки метрової довжини, при чому остання може заживити лампочку на 20 хвилин.

Сміття. На смітниках можна збирати метан, та перетворювати його на природний газ. По суті, метан є основною частиною природного газу і його нескладно отримати в результаті хімічних реакцій. Але найцікавіше те, що метан утворюється під час життєдіяльності живих організмів - в якості побічного продукту. Також досить багато метану виділяється при різних процесах гниття і анаеробного розкладання органічних мас. Видобувати метан з органіки нескладно – достатньо лише переобладнати існуючі сміттєзбірні та каналізаційні системи, встановивши там спеціальні модулі з насосами для відкачування метану. Відстійники і сміттєві ями самі по собі є колосальним джерелом газу, яке до того ж регулярно поновлюється, так як людство постійно продукує органічне сміття.

Водорості. Водорості можуть генерувати більше біомаси та оливи, ніж будь-яка інша рослина. Сьогодні проводяться дослідження з вирощування високопродуктивних плантацій масляних водоростей. З масляних культур за допомогою етерифікації виділеного рослинного масла виробляється різне дизельне паливо (біодизель). В даний час розроблені фотобіореактори, які застосовуються для виробництва біодизельного палива та інших біопродуктів з масла, виробленого водоростями.

Курячий послід. Курячий гній виділяє метан і може використовуватися як біомаса. Шляхом бродіння посліду виробляється біогаз, який після цього проходить через систему доочистки. З нього виділяється вуглекислий газ, і біогаз збагачується до стану природного газу. Дотепер найбільш вигідним застосуванням курячого посліду вважалося його використання в якості добрив. Зауважимо, що утилізація посліду - одна з головних проблем птахівників. При цьому утримання птахів і тварин вимагає великих витрат електроенергії, особливо в зимовий сезон. Запуск подібних електростанцій зможе значно скоротити ці витрати.

Сеча. За допомогою електродів на основі нікелю, з сечі можна отримувати водень, який, в свою чергу, може бути використаний в водневих паливних елементах. Одна молекула сечовини, основного компоненту сечі, містить чотири атоми водню пов'язаних з двома атомами азоту. Таким чином, якщо занурити у басейн із сечею спеціальні електроди на основі нікелю та підвести до них електричний струм, із сечовини почне виділятись газоподібний водень. Перевага такого підходу випливає з того, що зберігання чистого водню вимагає високого тиску і низьких температур, до того ж потрібно багато уваги приділяти питанням безпеки. Зберігання ж сечі цілком безпечне, та й на її нестачу скаржитись не доводиться.