32,6% - dầu và các sản phẩm từ dầu. 30,0% - than đá. 23,7% - khí. Ba nguồn năng lượng hàng đầu trong số các nguồn năng lượng cung cấp cho nhân loại trông giống hệt như thế này. Các phi thuyền và hành tinh “xanh” vẫn ở rất xa như “thiên hà rất xa”.
Chắc chắn có một phong trào hướng tới năng lượng thay thế, nhưng nó quá chậm nên người ta hy vọng sẽ có một bước đột phá - vẫn chưa. Thành thật mà nói: trong 50 năm tới, nhiên liệu hóa thạch sẽ thắp sáng ngôi nhà của chúng ta.
Sự phát triển của năng lượng thay thế đang diễn ra chậm rãi, giống như một quý ông nguyên thủy dọc theo bờ kè Thames. Ngày nay, người ta đã viết nhiều hơn về các nguồn năng lượng phi truyền thống so với việc phát triển và triển khai chúng trong cuộc sống hàng ngày. Nhưng theo hướng này, có 3 con “voi răng mấu” được công nhận đang kéo phần còn lại của chiến xa phía sau chúng.
Năng lượng hạt nhân không được xem xét ở đây, bởi vì câu hỏi về tính tiến bộ và hiệu quả của sự phát triển có thể được thảo luận trong một thời gian rất dài.
Dưới đây sẽ là các chỉ số công suất của các trạm, do đó, để phân tích các giá trị, chúng tôi sẽ giới thiệu một điểm xuất phát: nhà máy điện mạnh nhất thế giới là nhà máy điện hạt nhân Kashiwazaki-Kariwa (Nhật Bản). Trong đó có công suất 8,2 GW.
Năng lượng không khí: gió phục vụ con người
Nguyên lý cơ bản của năng lượng gió là sự biến đổi động năng của các khối khí chuyển động thành nhiệt năng, cơ năng hoặc điện năng.
Gió là kết quả của sự chênh lệch áp suất không khí trên bề mặt. Ở đây, nguyên tắc cổ điển về “các tàu liên lạc” được thực hiện, chỉ trên phạm vi toàn cầu. Hãy tưởng tượng 2 điểm - Moscow và St.Petersburg. Nếu nhiệt độ ở Mátxcơva cao hơn, thì không khí nóng lên và tăng lên, để lại áp suất thấp và lượng không khí giảm ở các lớp thấp hơn. Đồng thời, ở St.Petersburg có áp suất cao và có đủ không khí “từ bên dưới”. Do đó, quần chúng bắt đầu đổ về phía Matxcova, bởi vì thiên nhiên luôn nỗ lực cho sự cân bằng. Đây là cách dòng không khí được hình thành, được gọi là gió.
Chuyển động này mang một năng lượng khổng lồ, mà các kỹ sư tìm cách nắm bắt.
Ngày nay, 3% sản lượng năng lượng của thế giới đến từ các tuabin gió, và công suất ngày càng tăng. Năm 2016, công suất lắp đặt của các trang trại điện gió đã vượt quá công suất của các nhà máy điện hạt nhân. Nhưng có 2 đặc điểm hạn chế sự phát triển của hướng:
1. Công suất được lắp đặt là công suất hoạt động tối đa. Và nếu các nhà máy điện hạt nhân hoạt động ở mức này hầu như mọi lúc, các trang trại điện gió hiếm khi đạt được các chỉ số như vậy. Hiệu suất của các trạm như vậy là 30 - 40%. Gió cực kỳ không ổn định, điều này hạn chế việc ứng dụng trên quy mô công nghiệp.
2. Vị trí đặt trang trại gió hợp lý ở những nơi có luồng gió liên tục - bằng cách này có thể đảm bảo hiệu quả tối đa của việc lắp đặt. Việc nội địa hóa máy phát điện bị hạn chế đáng kể.
Năng lượng gió ngày nay chỉ có thể được coi là một nguồn năng lượng bổ sung kết hợp với những nguồn năng lượng vĩnh cửu, chẳng hạn như các nhà máy điện hạt nhân và các trạm sử dụng nhiên liệu dễ cháy.
Những chiếc cối xay gió xuất hiện lần đầu tiên ở Đan Mạch - chúng được đưa đến đây bởi những người lính Thập tự chinh. Ngày nay, ở đất nước Scandinavia này, 42% năng lượng được tạo ra từ các trang trại gió.
Dự án xây dựng một hòn đảo nhân tạo cách bờ biển Vương quốc Anh 100 km gần như đã hoàn thành. Một dự án mới về cơ bản sẽ được tạo ra tại Dogger Bank - trong 6 km2 nhiều tuabin gió sẽ được lắp đặt để truyền tải điện vào đất liền. Nó sẽ là trang trại gió lớn nhất trên thế giới. Ngày nay, đây là Cam Túc (Trung Quốc) với công suất 5,16 GW. Đây là một khu phức hợp gồm các tuabin gió, mọc lên hàng năm. Chỉ số kế hoạch là 20 GW.
Và một chút về chi phí.
Các chỉ số chi phí trung bình cho 1 kWh năng lượng được tạo ra là:
─ than 9-30 xu;
─ gió 2,5-5 xu.
Nếu có thể giải quyết vấn đề phụ thuộc vào năng lượng gió và do đó tăng hiệu quả của các trang trại điện gió thì chúng có tiềm năng rất lớn.
Năng lượng mặt trời: động cơ của tự nhiên - động cơ của loài người
Nguyên tắc sản xuất dựa trên sự thu thập và phân phối nhiệt từ các tia nắng mặt trời.
Hiện nay, tỷ trọng của các nhà máy điện mặt trời (SPP) trong sản xuất năng lượng trên thế giới là 0,79%.
Năng lượng này, trước hết, được liên kết với năng lượng thay thế - các trường tuyệt vời được bao phủ bởi các tấm lớn với tế bào quang điện được vẽ ngay trước mắt bạn. Trên thực tế, khả năng sinh lời của hướng này khá thấp. Trong số các vấn đề, có thể chỉ ra sự vi phạm chế độ nhiệt độ phía trên nhà máy điện mặt trời, nơi các khối không khí được đốt nóng.
Có các chương trình phát triển năng lượng mặt trời tại hơn 80 quốc gia. Nhưng trong hầu hết các trường hợp, chúng ta đang nói về một nguồn năng lượng phụ trợ, bởi vì mức độ sản xuất thấp.
Điều quan trọng là phải đặt chính xác nguồn điện, nơi lập bản đồ chi tiết về bức xạ mặt trời.
Bộ thu năng lượng mặt trời được sử dụng cả để đun nước nóng và tạo ra điện. Tế bào quang điện tạo ra năng lượng bằng cách “đánh bật” các photon dưới tác động của ánh sáng mặt trời.
Đứng đầu về sản lượng năng lượng tại các nhà máy điện mặt trời là Trung Quốc và về sản lượng điện trên đầu người - Đức.
Nhà máy điện mặt trời lớn nhất nằm trong trang trại năng lượng mặt trời Topaz, đặt tại California. Công suất 1,1 GW.
Đang có những phát triển để đưa các bộ thu vào quỹ đạo và thu năng lượng mặt trời mà không làm thất thoát nó trong khí quyển, nhưng hướng đi này vẫn còn quá nhiều trở ngại về mặt kỹ thuật.
Năng lượng nước: sử dụng động cơ lớn nhất hành tinh
Thủy điện dẫn đầu trong số các nguồn năng lượng thay thế. 20% sản lượng năng lượng của thế giới đến từ thủy điện. Và trong số các nguồn tái tạo 88%.
Một con đập lớn đang được xây dựng trên một đoạn sông nhất định, làm tắc hoàn toàn kênh. Một hồ chứa được tạo ra ở thượng nguồn, và sự chênh lệch độ cao dọc theo hai bên của con đập có thể lên tới hàng trăm mét. Nước nhanh chóng đi qua đập ở những nơi lắp đặt các tuabin. Vì vậy, năng lượng của nước chuyển động làm quay các máy phát điện và dẫn đến việc tạo ra năng lượng. Mọi thứ đều đơn giản.
Trong số những điều tối thiểu: một khu vực rộng lớn bị ngập lụt, biolife trên sông bị xáo trộn.
Nhà máy thủy điện lớn nhất là Sanxia (“Tam Hiệp”) ở Trung Quốc. Nó có công suất 22 GW, là nhà máy lớn nhất trên thế giới.
Các nhà máy thủy điện phổ biến trên khắp thế giới, và ở Brazil, chúng cung cấp 80% năng lượng. Hướng này có triển vọng nhất trong năng lượng thay thế và đang không ngừng phát triển.
Các con sông nhỏ không có khả năng sản xuất điện năng lớn, vì vậy các nhà máy thủy điện trên chúng được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của địa phương.
Việc sử dụng nước như một nguồn năng lượng được thực hiện theo một số khái niệm chính:
1. Sử dụng thủy triều. Về nhiều mặt, công nghệ này tương tự như các nhà máy thủy điện cổ điển, với điểm khác biệt duy nhất là con đập không chặn kênh mà là cửa vịnh. Nước biển dao động hàng ngày dưới ảnh hưởng của lực hút của mặt trăng, dẫn đến sự lưu thông của nước qua các tuabin của đập. Công nghệ này mới chỉ được thực hiện ở một vài quốc gia.
2. Sử dụng năng lượng sóng. Sự dao động liên tục của nước ngoài biển khơi cũng có thể là một nguồn năng lượng. Đây không chỉ là sự di chuyển của sóng qua các tuabin được lắp đặt tĩnh, mà còn là việc sử dụng “phao nổi”: mặt biển đặt một chuỗi phao nổi đặc biệt, bên trong là các tuabin nhỏ. Sóng quay máy phát điện và một lượng năng lượng nhất định được tạo ra.
Nói chung, ngày nay năng lượng thay thế không thể trở thành nguồn năng lượng toàn cầu. Nhưng hoàn toàn có thể cung cấp cho hầu hết các đối tượng năng lượng tự trị. Tùy thuộc vào đặc điểm của lãnh thổ, bạn luôn có thể chọn phương án tốt nhất.
Để độc lập năng lượng toàn cầu, về cơ bản sẽ cần một cái gì đó mới, như “lý thuyết ête” của người Serb nổi tiếng.
Nếu không có phương pháp sư phạm, thật kỳ lạ là vào những năm 2000, nhân loại sản sinh ra năng lượng không tiến bộ hơn nhiều so với đầu máy xe lửa mà anh em nhà Lumiere đã chụp ảnh. Ngày nay, vấn đề tài nguyên năng lượng đã đi sâu vào lĩnh vực chính trị và tài chính, là yếu tố quyết định cơ cấu sản xuất điện. Nếu dầu thắp sáng những ngọn đèn, thì ai đó cần nó…