Olga Ilushina
сентябрь 2015.
870

Почему человечество массово не переходит на альтернативные источники энергии?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
0
2 ответа
Поделиться
АВТОР ВОПРОСА ОДОБРИЛ ЭТОТ ОТВЕТ

Обычно под альтернативными источниками энергии подразумеваются "экологичные" агрегаты, использующие тем или иным образом энергию Солнца или энергию Земли (энергия ветра и воды берётся из той же солнечной энергии).

Проблема номер один в плотности потока энергии. Т.е. если солнце греет вертикальными солнечными лучами квадратный метр Земли на ~2КВт (мощность обычного чайника), то чтобы собирать эту энергию нужно строить огромные сооружения или же много маленьких, но дающих немного энергии. Лучший вариант тут - ГЭС, отбирающие энергию с площади бассейна реки в относительно небольшом сооружении (на самом деле, очень большом, но по сравнению с бассейном реки - не очень).

Проблема номер два в том, что для изготовления агрегата, извлекающего энергию альтернативным путём, приходится тратить много энергии, полученной обычным путём, не говоря уже об отходах производства. В итоге, тот же ветряк может лет за 5 и окупается конторе его поставившей, в основном, за счёт субсидий, конечно. Но никакой из альтернативных методов извлечения энергии Солнца и Земли не способен даже в теории дать человеку достаточно электричества, чтобы удовлетворить хоть часть нынешних нужд, не то что будущих. Учим английский язык вместе! Почему так мало людей после окончания школы хорошо знают английский язык?Как легко развить разговорную речь в английском, не общаясь с представителями языка?Есть ли в английском языке аналоги русских «вообщем», «ихних» и так далее?Задавайте вопросы экспертам

Поэтому я не могу в строгом смысле назвать ветряки и им подобные способы альтернативой с точки зрения обеспечения энергией всего человечества. Они не альтернатива, они - тупик. Единственный относительно чистый способ добычи энергии, практически неисчерпаемый на обозримом горизонте событий это расщепление атома. А единственной альтернативой энергии атома, является энергия синтеза, т.е. термоядерная энергетика.

Наша лаборатория уже около 10 лет занимается материалами для водородно-воздушных топливных элементов. Это такие источники энергии, в которых из водорода и воздуха получается электричество и вода. Больше всего мы занимались синтезом полимеров - полибензимидазолов для протонпроводящих мембран, потом стали заниматься еще и катализаторами. До кризиса 2008 года нас серьезно поддерживал Норильский Никель - у них был большой проект по топливным элементам, потом с финансированием стало похуже, но остались гранты РФФИ, которые наши исследования поддерживают.

В общем, тут можно сказать, что ситуация очень многофакторная. Несмотря на то, что идее топливных элементов уже 100 лет, все равно остаются проблемы с мембранами, катализаторами и всякими вспомогательными материалами, ограничения по эффективности и ресурсу работы, устойчивости к разным режимам. Дальше идут инженерные проблемы - как правильно собрать из топливных элементов батарею, обеспечить температурный режим, безопасное хранение водорода и так далее. Потом идет экономика и рынок: топливные элементы конкурируют с литий-ионными аккумуляторами и суперконденсаторами, и их развитие тоже завязано на свои рынки, где-то пересекающиеся, а где-то свои. Аккумуляторы технически довольно сильно развились за последнее время, за счет использования в телефонах, например. Где-то у топливных элементов появляются новые ниши, например беспилотники. Разные типы топливных элементов могут найти разное применение - какие-то для мобильных уструйств, какие-то для мелких станций на водороде, типа дизель-генераторов, какие-то (типа SOFC) на крупных станциях или кораблях. Ну и конечно надо думать над тем, откуда брать водород - либо электролизом из воды, то есть тратить на это электрическую энергию (и возникает вопрос - не проще ли эту энергию запасать в аккумуляторах), либо есть еще риформинговый водород, и водород, образующийся в каких-то еще процессах как побочный продукт. Ну и еще есть политические решения, вкладывать ли в альтернативную энергетику, или продолжать доить нефть и газ.

С солнечными элементами тоже идет куча исследований, разрабатываются новые материалы, некоторые из них доступнее, но служат слишком мало, или дают КПД 2%.

В общем, чтобы что-то заработало, причем неизвестно как, нужно настойчиво и долго инвестировать в фундаментальную науку, НИОКР, инфраструктурные проекты. А при этом есть более развитые, прибыльные и отработанные неальтернативные технологии получения энергии.

Ответить