Mūsdienu pasaulē ir pietiekami daudz problēmu. Neskatoties uz zinātniskās fantastikas rakstnieku prognozēm, cilvēki nav spējuši pārvarēt badu, un infekcijas slimības līdz pat mūsdienām rada nāvējošus draudus uz Zemes dzīvojošo dzīvībai un veselībai. Taču galvenā problēma ir resursu izsīkšana, kas dod enerģiju mūsu civilizācijai. Jauns netradicionāls enerģijas avots var kļūt par izeju. Ko nozīmē šis jēdziens?
Kas tas ir?
Vienkārši sakot, netradicionāls enerģijas avots ir tā iegūšanas veids, kas netiek izmantots rūpnieciskā mērogā, ir eksperimentāls un tikai tiek gatavots plašākai izmantošanai visā pasaulē. Taču galvenā šādu enerģijas iegūšanas metožu atšķirīgā iezīme ir to pilnīga vides drošība un atjaunojamība.
Tie var ietvert vēja parkus, saules paneļus, plūdmaiņu spēkstacijas. Turklāt tajā pašā klasē var ietilptbiogāzes stacijas, kā arī perspektīvie kodolelektrostaciju projekti (lai gan nesteidzīgi).
Saules enerģija
Šo netradicionālo enerģijas avotu var saukt tikai nosacīti par "netradicionālu". Vienīgais iemesls ir tas, ka šobrīd Saules enerģijas izmantošanas tehnoloģija uz Zemes nav pārāk attīstīta: ietekmē atmosfēras piesārņojums, un saules baterijas joprojām ir ļoti dārgas. Kosmoss ir cita lieta. Saules paneļi ir pieejami visos kosmosa kuģos un regulāri nodrošina to aprīkojumu ar bezmaksas enerģiju.
Nevar pieņemt, ka šis "netradicionālais" enerģijas avots cilvēku uzmanību ir piesaistījis tikai mūsu laikos. Saule kopš seniem laikiem ir bijusi bezmaksas siltuma avots. Pat Šumeru civilizācija uz māju jumtiem izmantoja konteinerus, kuros karstās vasaras dienās uzsildīja ūdeni.
Principā kopš tā laika situācija nav īpaši mainījusies: šī enerģētikas joma ir efektīvi attīstīta tikai tajās valstīs, kur ir pamestas un karstas teritorijas. Piemēram, lielākā daļa Izraēlas un Kalifornijas ASV saņem saules paneļu radīto enerģiju. Šai metodei ir daudz priekšrocību: mūsdienu fotoelementiem ir raksturīga paaugstināta efektivitāte, lai ar katru gadu pasaule spēs saražot arvien vairāk pilnīgi tīras un drošas enerģijas.
Diemžēl tehnoloģiju cena (par ko jau runājām) joprojām ir augsta, un akumulatoru ražošanā tiek izmantoti tik toksiski elementi, ka var runāt par kaut kādu ekoloģijutas kļūst pilnīgi bezjēdzīgi. Japāņi rīkojas nedaudz savādāk, praksē plaši izmantojot netradicionālos un atjaunojamos enerģijas avotus.
Japānas pieredze
Protams, arī Japānā saules paneļus vairāk vai mazāk izmanto. Taču pēdējos gados viņi ir atgriezušies pie prakses ar tūkstošgadu vēsturi: uz māju jumtiem ierīko ūdenskrātuves un melnas caurules, kurās ūdeni silda saules stari. Ņemot vērā smago enerģētikas situāciju šajā salu valstī, izmaksu ietaupījums ir ievērojams.
Šobrīd analītiķi uzskata, ka līdz 2025. gadam saules enerģija ieņems sociāli nozīmīgas pozīcijas lielākajā daļā pasaules valstu. Īsāk sakot, netradicionālo enerģijas avotu izmantošanai nākamajos 50–70 gados vajadzētu kļūt masveida.
Biogāze
Visas lielās cilvēku apmetnes kopš neatminamiem laikiem saskārās ar vienu kopīgu problēmu - atkritumiem. Veselas notekūdeņu upes kļuva vēl lielākas, kad cilvēks pieradināja liellopus un cūkas un sāka tos masveidā audzēt.
Kad atkritumu nebija daudz, tos varēja izmantot, lai mēslotu laukus. Bet tajā brīdī, kad to pašu cūku skaits sāka skaitīties miljonos, vajadzēja kaut kā atrisināt šo jautājumu. Fakts ir tāds, ka šīs dzīvnieku sugas svaigi izkārnījumi ir vienkārši toksiski augiem. Lai tās būtu noderīgas, ir jāiztur virca, tā jāvēdina un daļēji jālieto zāles, lai stabilizētu pH līmeni. Tas ir ļoti dārgi.
Biogāze ir vecākātendence
Zinātnieki ātri pievērsa uzmanību senās Ķīnas un Indijas pieredzei, kur jau pirms mūsu ēras cilvēki sāka izmantot metānu, kas iegūts, trūdot sadzīves atkritumiem. Tad to visbiežāk izmantoja ēdiena gatavošanai.
Gāzes zudumi bija ļoti lieli, taču ar to pietika, lai vienkāršotu mājas darbus. Starp citu, šajās valstīs šādi risinājumi tiek aktīvi izmantoti līdz pat šai dienai. Tādējādi biogāzei kā nekonvencionālam enerģijas avotam ir lielas perspektīvas, ja pievēršamies jautājumam, izmantojot modernās tehnoloģijas.
Tika piedāvāta lopkopības uzņēmumu notekūdeņu pārstrādes tehnoloģija, kuras rezultātā izejā tika iegūts tīrs metāns. Tā attīstības problēma ir tāda, ka šādus uzņēmumus iespējams izveidot tikai reģionos ar attīstītu lopkopību. Turklāt izredzes palielināt biogāzes ražošanu ir mazākas, jo vairāk lauksaimniecības uzņēmumos tiek izmantotas antibiotikas un mazgāšanas līdzekļi: pat neliels to daudzums kavē fermentāciju, kā rezultātā visi kūtsmēsli pārklājas ar pelējumu.
Vēja ģeneratori
Atceries Donu Kihotu ar viņa "milžiem"? Ideja par vēja spēka izmantošanu jau sen ir satraukusi zinātnieku prātus, un tāpēc ļoti drīz viņi atrada izeju: vējdzirnavas sāka regulāri nodrošināt strauji augošos pilsētu iedzīvotājus ar pirmās klases miltiem.
Protams, kad parādījās pirmie elektriskās strāvas ģeneratori, zinātnieku prāti atkal pārņēma to pašu ideju. Kā var negribēt izmantot vēja neierobežoto spēkulai saņemtu bezmaksas strāvu?
Šī ideja ātri tika īstenota, un tāpēc Japānā, Dānijā, Īrijā un ASV šobrīd ir diezgan daudz apgabalu, kuru elektroenerģijas piegāde ir 80% vai vairāk, izmantojot vējdzirnavas. ASV un Izraēlā šodien jau ir vairāk nekā ducis uzņēmumu, kas izstrādā un uzstāda vēja ģeneratorus - tas ir ļoti daudzsološs netradicionāls enerģijas avots. "Netradicionālā" definīcija šeit nav īpaši piemērota, jo vēja enerģijai ir sena vēsture.
Arī viņu lietā ir pietiekami daudz problēmu. Protams, elektrība ir bezmaksas, bet, lai uzstādītu vējdzirnavas, atkal ir nepieciešams tuksneša apvidus, kur vējš pūš lielāko daļu gada. Turklāt jaudīga ģeneratora (ar masta augstumu vairākus desmitus metru) ražošanas un uzstādīšanas izmaksas ir desmitiem tūkstošu dolāru. Un tāpēc ne visas valstis var atļauties "bezmaksas" elektroenerģiju, kurā ir diezgan reāla iespēja ražot elektroenerģiju ar vēja enerģiju.
Kodolsintēzes enerģija
Tas ir daudzu mūsdienu fiziķu galvenais sapnis. Darbs pie termokodolreakcijas ierobežošanas sākās pagājušā gadsimta 50. gados, taču līdz šim nav iegūts darbojošs reaktors. Tomēr ziņas no šīm frontēm ir diezgan optimistiskas: zinātnieki norāda, ka nākamajos 20-30 gados viņi joprojām varēs izveidot funkcionējošu prototipu.
Starp citu, kāpēc šī zinātnes joma ir tik svarīga? Fakts ir tāds, ka tad, kad saplūst divi ūdeņraža vai hēlija atomi, tas veidojassimtiem tūkstošu reižu vairāk enerģijas nekā tad, ja būtu sadalījušies vairāki tūkstoši urāna kodolu! Transurāna elementu rezerves ir lielas, taču tās pakāpeniski izsīkst. Ja enerģijas ražošanai izmantos ūdeņradi, tā rezerves uz mūsu planētas vien pietiks simtiem tūkstošu gadu.
Iedomājieties kompaktu reaktoru, kas var darboties vairākus gadu desmitus bez degvielas uzpildes, pilnībā nodrošinot elektrību milzīgai citplanētiešu bāzei! Netradicionāls kodoltermiskās enerģijas avots ir praktiska iespēja visai cilvēcei, kas dod iespēju sākt plašu kosmosa izpēti.
Diemžēl tehnoloģijai ir daudz trūkumu. Pirmkārt, joprojām nav neviena vairāk vai mazāk strādājoša prototipa, un sasniegumi šajā virzienā bija ļoti, ļoti sen. Kopš tā laika maz ir dzirdēts par īstiem panākumiem.
Otrkārt, vieglo kodolu saplūšana rada milzīgu daudzumu gaismas neitronu. Pat aptuveni aprēķini liecina, ka reaktora elementi jau piecu gadu laikā kļūs tik radioaktīvi, ka to materiāli sāks sadalīties, pilnībā deģenerējoties. Vārdu sakot, šī tehnoloģija ir ārkārtīgi nepilnīga, un tās izredzes joprojām ir neskaidras. Tomēr, pat ja vismaz aptuvenie aprēķini ir pareizi, tad šis netradicionālais alternatīvais enerģijas avots noteikti var kļūt par īstu glābiņu visai mūsu civilizācijai.
Paisuma un bēguma stacijas
Pasaules tautu mītos un tradīcijās var atrast daudz atsauču uz tiemdievišķie spēki, kas pārvalda bēgumus un bēgumus. Cilvēks bija bijībā par milzīgo spēku, kas spēj iekustināt šādas ūdens masas.
Protams, attīstoties rūpniecībai, cilvēki atkal pievērsa acis uz paisuma un paisuma enerģiju, kas ļāva izveidot spēkstacijas, kas lielā mērā atkārto sen pārbaudītu un labi pārbaudītu hidroelektrostaciju idejas. Priekšrocības ir lēta enerģija, pilnīga bīstamo atkritumu neesamība un nepieciešamība appludināt zemi, kā tas ir hidroelektrostaciju gadījumā. Trūkums ir augstās būvniecības izmaksas.
Secinājumi
Rezultātā varam teikt, ka netradicionālie atjaunojamie enerģijas avoti var nodrošināt cilvēci ar lētu un tīru elektroenerģiju par aptuveni 70%, bet to masveida izmantošanai nepieciešams samazināt tehnoloģiju izmaksas.
