16-04-2018 23:54

Три новейшие разработки в "зеленой" энергетике

"Зеленая" энергетика уже давно перестала быть фантастической технологией и отхватила себе большую долю рынка. Например, еще в 2015 году в Международном энергетическом агентстве (IEA) рассказали, что доля возобновляемых источников энергии в мировом масштабе производства электроэнергии составляет 24%.

Тимур Чмерук рассказал о международных трендах развития индустрии в этом направлении

Водородный электролиз

В США совместный проект калифорнийской стартап-компании и исследователей из университета Айовы предполагает создание системы по воспроизводству чистой энергии на основе водорода.

Водородный электролиз

Отметим, что водород — экологически чистый энергоноситель, к тому же практически неисчерпаемый. Согласно расчетам, из 1 л воды можно получить 1234, 44 л водорода. Однако переход энергетики на водородное топливо тормозят большие затраты энергии, необходимые для получения водорода из воды.

Процесс электролиза идет при напряжении 1,6—2,0 В и силе тока в десятки и сотни ампер. Самые современные электролизеры расходуют на получение кубометра водорода больше энергии, чем можно получить при его сжигании (4 и 3,55 кВт.ч соответственно).

На данный момент этот химический элемент является наиболее безопасным, но все производства, связанные с его переработкой, не являются полностью чистыми, поскольку при их переработке выделяется углекислый газ.

Перспектива развития этой технологии заключается в том, что водород можно будет использовать в дальнейшем производстве благодаря электролизу, но на данный момент эта технология является достаточно дорогой. Проект этих исследователей и направлен на то, чтобы снизить стоимость этого процесса.

На данном этапе развития исследователи смогли разработать электрохимическое устройство, которое должно быть расположено в воде любого уровня загрязнения. Оно начнет работать после того, как на него попадут солнечные лучи.

Под действием фотонов из воды будет выделяться водород, который хранится в специальных аккумуляторах, которыми будет оборудовано устройство. Энергия будет получена после того, как водород превратится в кислород. Ученые видят в этой технологии будущее возобновляемой энергетики по причине ее безопасности и простоты в использовании.

Напомним, что в природе существует экономный процесс разложения молекул воды на водород и кислород. Протекает он при фотосинтезе. При этом атомы водорода участвуют в формировании органических молекул, а кислород уходит в атмосферу.

В Украине в «зеленую» энергетику за три года инвестировали 550 млн евро

Использование "умных" электросетей

Также довольно целесообразной технологией являются умные электросети, которые в будущем смогут поднять энергоэффективность и снизить выброс отходов в окружающую среду.

Такая система работает как электрическая сеть, с помощью ИКТ собирает данные от производителей и потребителей электроэнергии и оптимизирует процессы производства из таких непостоянных источников, как ветер и солнце.

Также этот метод позволит снизить выбросы парниковых газов в атмосферу, что улучшит экологическую ситуацию.

умные электросети

В ряде европейских стран процесс модернизации электроэнергетики в направлении создания «умных» сетей электроснабжения, получивших название Smart Grid, системно и последовательно идет уже длительное время. «Интеллектуальное» руководство электросетью обеспечивает автоматизацию, мониторинг и контроль двусторонней передачи энергии на всех этапах – от электростанции до бытовой розетки.

В США начали переход на такие технологии, но их продвижение является достаточно медленным. Пока только удалось сделать пилотные проекты в небольших городах. Власти считают, что таким образом можно будет стимулировать спрос

Космическая гелиоэнергетика

Перспективной технологией считается использование космической гелиоэнергетики, хотя эта разработка ждет своего часа по причине ограниченных возможностей человечества и высокой стоимости доставки солнечных панелей в космос.

Сейчас не существует способа, который позволил бы переправлять добытую энергию на Землю.

Многие ученые работают над поиском технологии, которая позволила бы направлять энергию на большое расстояние. У этого метода очень много плюсов.

Например, из всей энергии, которую производит Солнце, Земля получает лишь одну двухмиллиардную часть, но даже из того, что захватывает наша планета, не рассеивается в атмосфере только 1/3 500 000 000 часть всей энергии, которую излучает звезда.

Космическая гелиоэнергетика

Подсчитано, что за 1 год наша планета получает от Солнца 1018 кВт/ч, что в 10 раз превышает всю энергию, которую могут дать все известные человечеству виды ископаемого топлива. 30 % этой энергии отражается в космос, 20 % принимают участие в процессах круговорота воды в природе, конвекции, отражения, осадков, а 50 % преобразуется в тепло, которое рассеивается в качестве инфракрасного излучения в космос.

Еще 0,2 % уходит на образования атмосферных и океанских потоков и всего 0,02 % уходит в хлорофилл и таким образом поддерживает жизнь на Земле. Именно благодаря этой незначительной доли процента солнечной энергии на нашей планете образовался тот огромный запас ископаемого топлива, который мы сейчас имеем.

Таким образом можно сделать вывод о том, какие гигантские запасы энергии мы сможем получить, если будет более активно осваивать солнечную энергию. Космические солнечные электростанции могли бы работать непрерывно, что увеличило бы их производительность.

Доля "зеленой" энергии в энергобалансе Украины за 6 лет выросла вдвое

В целом в последнее время наука очень заинтересована в развитии различных "зеленых" технологий ради того, чтобы уменьшить как стоимость электроэнергии в мире, так и минимизировать загрязнение окружающей среды.

Конечно, даже вышеупомянутым технологиям довольно далеко до полноценной реализации, но к работе в этом направлении привлекают все больше исследователей и специалистов по всему миру, что дает надежду на дальнейшее распространение этих технологий и воплощение их в жизнь.