Реферат

Энергетика грядущего. Другие методики грядущего

План

• К солнечной эпохе энергетики

Ядерный синтез

• Высотный ветер
• Галлактическое зеркало
• Нанотехнологические солнечные элементы
• Глобальная суперсеть
• Волны и приливы
• Микробиологическая энергетика
• К солнечной эпохе энергетики

Создание атомной техники по праву признано революцией в энергетике, и ее творцы не без оснований говорят, что сердцевиной энергетики грядущего должна стать и станет атомная энергия. Так можно ли в этих критериях вести речь о каком-то «солнечном веке» энергетики? Да, еще совершенно не так давно такие дискуссии могли быть необоснованны. Но сейчас при резвом сокращении вседоступных припасов нефти и газа и неизменном ужесточении требований к хим, радиационной и термический чистоте энергопроизводства уже разумеется, что скоро развитие земной энергетики будет сдерживаться не техническими, а экологическими барьерами, и массивные термоядерные электростанции вероятнее всего придется располагать вне Земли. В то же время течет резвое улучшение процессов улавливания и преобразования полностью незапятанной во всем солнечной энергии.

Еще больше примечательные перспективы открываются перед солнечной энергетикой в космосе. Не случаем о развитии этого направления очень хлопотал, будучи управляющим русской галлактической программки, академик М. В. Келдыш. «На совещаниях у него, — вспоминает академик В. С. Авдуевский, — не раз рассматривались разные варианты конструкций орбитальных солнечных электрических станций, методы выведения и сборки в космосе, вопросы сотворения пленок для солнечных батарей, трудности преобразования энергии и передачи ее на Землю с учетом охраны среды и экономического эффекта».

В наши деньки неувязка овладения солнечной энергией космоса становится одним из главных стимулов развития инопланетного производства, подобно тому как в конце прошедшего века она послужила основой самого рождения научной астронавтики. Тогда К. Э. Циолковский поразился общеизвестному факту, что практически вся энергия Солнца теряется никчемно для людей, и целеустремленно стал находить метод овладения всей этой энергией. В итоге им была сотворена теория реактивного движения и придумана ракета на водянистом горючем как реальное средство воплощения галлактических полетов. Мечта о полете к звездам перевоплотился в науку — теоретическую астронавтику. Размещенную в 1912 году вторую часть собственной основополагающей работы «Исследование глобальных пространств реактивными приборами» Циолковский окончил словами: «Реактивные приборы завоюют людям безграничные места и дадут солнечную энергию, в два млрд раз огромную, чем та, которую население земли имеет на Земле.

Наилучшая часть населения земли, по всей вероятности, никогда не погибнет, но будет переселяться от солнца к солнцу по мере их погасания»…

Исторический оптимизм ученья Циолковского вдохновил многих на самоотверженный труд по осуществлению его мыслях. А в СССР после победы Октября эти идеи получили общенародное признание, по всей стране стали появляться кружки, общества, группы по исследованию межпланетных сообщений и реактивного движения. Дилемме стали уделять внимание дипломированные инженеры и ученые. Какой-то из них, академик Д. А. Граве, в 1925 году посчитал нужным ободрить энтузиастов астронавтики своим знатным приветствием, в каком писал: «Кружки исследования и завоевания мирового места встречают несколько скептическое к для себя отношение в почти всех публичных кругах. Людям кажется, что дело идет о умопомрачительных безосновательных проектах путешествий по межпланетному месту в духе Жюля Верна, Уэллса либо Фламмариона и вообщем других романистов.

Проф ученый, скажем, к примеру, академик, естественно, не может стоять на этой точке зрения.

Мое сострадание к вашему кружку лежит на суровых соображениях. Уже 5 лет тому вспять я указывал на страничках газеты «Коммунист» на необходимость использовать электрическую энергию Солнца. При всем этом я управлялся не какими-нибудь умопомрачительными соображениями, а неумолимой логикой совокупы фактов…

Единственный метод практического подхода к использованию электрической энергии Солнца намечен русским ученым К.Э. Циолковским с помощью реактивных устройств либо межпланетных аппаратов, которые полностью уже разработаны для этих целей и являются реальной реальностью будущего дня. Так что организация данных кружков своевременна и целесообразна».

Сам Циолковский и его последователи, не считая начальной цели овладения энергией Солнца, выявили для астронавтики огромное количество других, сравнимо более просто достижимых и поэтому более животрепещущих целей и задач по исследованию и освоению галлактического места в интересах науки и народного хозяйства, ставших главным стимулом для бурного развития ракетно-космической техники. Но основатель астронавтики повсевременно уделял свое внимание и на трудности, связанные с решением начальной цели. Вот куски его работ.

1920 год. Электронный ток можно получать в эфире теми же различными методами, как и на Земле. Конкретно при помощи солнечной теплоты, при посредстве термоэлектрических батарей. Последнее будет неэкономично, хотя с течением времени, может быть, отыщут такие вещества для термоэлектрических батарей, которые практически всю теплоту Солнца будут превращать в электричество.

Надежнее для добывания электричества солнечные движки, которые могут утилизировать очень высочайший процент (до 50 и поболее) солнечной энергии. Суть их устройства такая же, как обычных паровых движков с холодильником… Как и на Земле, большой многосильный движок практически полностью превращает свою энергию при помощи динамо-машины в электричество.

1926 год. Мы можем добиться завоевания галлактики очень доступной стратегией. Решим поначалу легчайшую задачку: устроить эфирное поселение вблизи Земли, в качестве ее спутника… Поселившись здесь стабильно и общественно, освоившись отлично с жизнью в эфире, мы уже более легким методом будем изменять свою скорость, удаляться от Земли и Солнца, вообщем разгуливать, где нам понравится. Энергии же кругом величавое обилие в виде никогда не погасающего, непрерывного и девственного лучеиспускания Солнца. Этой энергии сколько угодно, и улавливать ее несложно в неограниченном количестве протянутыми от ракеты проводниками либо другими неведомыми средствами…

1927 год. Солнечная энергия — главное; только мы не умеем ею воспользоваться, и мешает тому еще атмосфера, ничтожное население (Циолковский считал, что население Земли в дальнейшем должно возрасти во много раз. — Примеч. ред.), неведение и прочее. Эта энергия подобна электронной, и поэтому отыщут средства ее практически полностью переводить в механическую, хим и остальные виды энергии. Только наше невежество принуждает нас воспользоваться ископаемым топливом. Ну и навечно ли хватит минерального горючего?

1929 год. Какие выгоды может извлечь население земли из доступности небесных пространств? Многие представляют для себя небесные корабли с людьми, путешествующими с планетки на планетку, постепенное заселение планет и извлечение отсюда выгод, какие дают земные простые колонии. Дело пойдет далековато не так. Основная цель и 1-ые заслуги относятся к распространению человека в эфире, использованию солнечной энергии и всюду рассеянных масс. Из их создается сфера, которую может занять человек! На двойном расстоянии от Солнца она в 2,2 млрд раз больше всей поверхности Земли. Во столько же раз эта сфера получает больше и солнечной энергии сравнимо с Землей.

И вот началась предсказанная Циолковским галлактическая эпоха населения земли. Хотя полеты первых спутников преследовали чисто научные цели, они вдохнули новейшую жизнь и в солнечную энергетику. Уже в 1958 году 3-ий русский и 1-ый южноамериканский спутники были обустроены солнечными батареями. С ними в реальных многомесячных критериях галлактического полета не мог соперничать никакой другой источник энергии. С развитием практической астронавтики шло резвое улучшение и солнечных генераторов. Опыт работы орбитальной станции «Салют-6» показал, что неувязка снабжения электроэнергией очень энергоемкого оборудования современных галлактических аппаратов за счет солнечной энергии на сто процентов разрешена. Успехи астронавтики открыли перспективы сотворения в дальнейшем превосходных галлактических солнечных электрических станций (КЭС) для снабжения энергией не только лишь аппаратов и сооружений, работающих на орбитах, да и Земли.

Мы уже мало писали о проектах КЭС (см. «ТМ», № 3 за 1973 год), представляя их как вероятную к 2050 году, но маловероятную из-за низкой экономической эффективности область развития галлактической техники. Но представления изменяются. На сей день сформировалось мировоззрение, что энерго потребности населения земли в состоянии сделать выгодными КЭС уже в самом начале XXI века. В итоге данная тема перевоплотился в одну из более обсуждаемых на интернациональных и государственных конгрессах и симпозиумах по астронавтике. К примеру, на Циолковских чтениях 1980 года было 5 научных докладов по КЭС.

XXVI съезд КПСС поставил задачку, с одной стороны, сосредоточить усилия на предстоящем исследовании и освоении галлактического места в интересах развития науки, техники и народного хозяйства, а с другой — прирастить масштабы использования в народном хозяйстве возобновляемых источников энергии. Выполнение его решений, непременно, приблизит время «солнечной эры» энергетики.

Сначала февраля 2006 г. под председательством РФ в «Большой восьмерке» и в рамках Интернационального партнерства по водородной экономике (IPHE) состоялся глобальный форум «Водородные технологии для производства энергии», генеральным спонсором которого стали Государственная инноваторская компания «Новые энерго проекты» и ГМК «Норильский никель».

Национальные программки по развитию данной отрасли приняты сейчас в странах Евросоюза, в Рф, США, Стране восходящего солнца, Индии и др. Стратегия разработана до 2050 г., но масштабные сдвиги в энергетике требуют большой предварительной работы, частью которой и стала данная конференция. Она собрала ученых, промышленников, бизнесменов, которые не только лишь обсудили планы развития отрасли, да и затронули ее экологические и социально-экономические нюансы, также представили научные разработки, готовые проекты и эталоны оборудования. Собравшиеся отмечали, что российская программка по водородной энергетике отражает имеющийся в стране научный и энергетический потенциал, но просит кропотливо обмысленного финансирования.

Развернутая в залах Столичной мэрии выставка водородных и других технологий производства энергии наглядно показала, что конкурентоспособные продукты будут содействовать оздоровлению экологической обстановки в больших городках, сумеют понизить потребление обычных источников энергии, воплотить ряд технологических решений, таких как внедрение водородно-метанных движков в публичном транспорте и т.д.

В процессе выставки свершилась презентация государственной инноваторской компании «Новые энерго проекты» (НИК НЭП), работающей в области водородных технологий. НИК НЭП (генеральный директор член-корреспондент РАН Борис Кузык) — вкладывательная и управляющая компания по реализации всеохватывающей программки «Водородная энергетика и топливные элементы», инициированной ОАО «ГМК

«Норильский никель» и Русской академией осенью 2003г. Результаты первого шага сотрудничества науки u1080 и бизнеса проявили, как можно отлично управлять разными видами деятельности по созданию, коммерциализации и реализации на внутреннем и наружном рынках современных товаров водородных технологий.

На первом шаге собственной деятельности НИК НЭП организует разработку, изготовка и проведение в 2006 г. демо испытаний низко- и высокотемпературных энергоустановок с топливными элементами (ТЭ) разных типов, также ряда более принципиальных компонент водородной техники — топливных микропроцессоров газообразных и водянистых углеводородных топлив. Для решения этой задачки НИК НЭП ведет разработки вместе с более чем 50 научно — исследовательскими институтами РАН, высшими учебными заведениями, конструкторскими и промышленно-производственными объединениями.

На выставке уже была представлена производимая компанией продукция промышленного и бытового предназначения — это другие источники электроэнергии, аппараты для получения водорода, системы его хранения и отпуска потребителям.

Чтоб и далее услаждаться образом жизни, к которому все мы так привыкли, населению земли придется начать технологический марафон, финальная черта которого чуть различима через дымку будущих десятилетий. Южноамериканские ученые накидали стратегический план первых 50 лет борьбы за сокращение выбросов углекислого газа, настолько нужной после многих десятилетий необузданного загрязнения атмосферы.

Это так именуемый план «А».

Но фуррор загаданного находится в зависимости от того, сумеет ли общество использовать весь диапазон технологий сокращения выбросов CO2, чтоб убрать священные 7 секторов, любой из которых соответствует захоронению 25 миллиардов. т углекислого газа в подземных хранилищах. Неважно какая отсрочка старта — и мы можем сойти с дистанции. Даже если план «А» сработает, и сегоднящая молодежь к выходу на пенсию окончит 1-ый шаг марафона, состязание будет выиграно только наполовину. В 2056 г. эстафета будет передана новенькому поколению, которому предстоит пройти последующую, более тяжелую часть забега и уменьшить объем выбросов углекислого газа в 2 раза по сопоставлению с 2016 г.

В какой-то момент мир понимает необходимость плана «Б», заключающегося в разработке новых технологий, которые позволили бы получать 10-30 ТВт электроэнергии, не выбрасывая ни одной тонны углекислого газа. На данный момент пришло время заняться им серьезно. Если мы не начнем создавать инфраструктуру для революционного конфигурации энергетической системы, то безвыходно опоздаем. Но что конкретно мы должны создавать? Давайте разглядим несколько более многообещающих проектов, также пару заманчивых, но, к огорчению, умопомрачительных мыслях.

Ядерный синтез

Физики грезят о получении неограниченной энергии с наименьшим количеством вредных отходов. Но политики белеют, когда слышат, во что обойдутся 1-ые киловатт-часы таковой энергии.

Высотный ветер

Ветра, дающие наибольшее количество энергии, дуют еще выше того уровня, на котором находятся турбины современных ветровых электрических станций. Новые проекты метят в заоблачные выси, может быть, даже в высотные ветровые потоки.

Галлактическое зеркало

Если расположить огромную солнечную батарею на околоземной орбите, где солнце светит более ярко и безпрерывно, то наземная солнечная энергетика станет ненадобной. Но не все так просто.

Нанотехнологические солнечные элементы

Используя материалы со специально спроектированной молекулярной структурой, можно повысить очень умеренную производительность солнечных батарей.

Глобальная суперсеть

Революция энергосистемы невообразима без сотворения всепланетной сверхпроводниковой электросети.

Волны и приливы

Бушующий океан — очень мощнейший, но фактически невостребованный источник энергии. Потому некие компании работают над тем, чтоб взнуздать энергию волн.

Микробиологическая энергетика

Генные инженеры веруют в возможность сотворения синтетической формы жизни, которая позволила бы нам растить энергию, как на данный момент мы выращиваем продукты питания.