Përdorimi i energjisë nga burimet natyrore. Burimet e energjisë

Përdorimi efikas i energjisë

Edhe pse bota nuk po përjeton ende mungesa të energjisë, vështirësi serioze janë të mundshme në dy deri në tre dekadat e ardhshme nëse burimet alternative të energjisë nuk bëhen të disponueshme ose rritja e konsumit të energjisë nuk frenohet. Nevoja për përdorim më racional të energjisë është e dukshme. Ka një sërë propozimesh për të rritur efikasitetin e akumulimit dhe transportit të energjisë, si dhe për ta përdorur atë në mënyrë më efikase në industri të ndryshme, në transport dhe në jetën e përditshme.

Ruajtja e energjisë. Ngarkesa e termocentraleve ndryshon gjatë gjithë ditës; Ka edhe ndryshime sezonale. Efikasiteti i termocentraleve mund të rritet nëse, gjatë periudhave të orarit të ngarkesës së ulët të energjisë, energjia e tepërt harxhohet duke pompuar ujin në një rezervuar të madh. Më pas, uji mund të çlirohet gjatë periudhave të kërkesës së pikut, duke bërë që impianti i depozitimit të pompuar të prodhojë energji shtesë.

Një aplikim më i gjerë mund të jetë përdorimi i fuqisë së modalitetit bazë të një termocentrali për të pompuar ajrin e kompresuar në zgavrat nëntokësore. Turbinat që funksionojnë me ajër të kompresuar do të kursenin burimet primare të energjisë gjatë periudhave të ngarkesës në rritje.

Transmetimi i energjisë elektrike. Humbjet e mëdha të energjisë shoqërohen me transmetimin e energjisë elektrike. Për t'i reduktuar ato, po zgjerohet përdorimi i linjave të transmetimit dhe rrjeteve të shpërndarjes me nivele të rritura tensioni. Një drejtim alternativ janë linjat e energjisë superpërcjellëse. Rezistenca elektrike e disa metaleve bie në zero kur ftohen në temperatura afër zeros absolute. Kabllot superpërçues mund të transmetojnë fuqi deri në 10,000 MW. Është vërtetuar se disa materiale qeramike bëhen superpërçuese në temperatura jo shumë të ulëta, të arritshme duke përdorur teknologjinë konvencionale të ftohjes. Ky zbulim mahnitës mund të çojë në risi të rëndësishme jo vetëm në fushën e transmetimit të energjisë, por edhe në fushën e transportit tokësor, teknologjisë kompjuterike dhe teknologjisë së reaktorëve bërthamorë.

Hidrogjeni si ftohës.

Hidrogjeni njihet nga shkencëtarët si karburanti i së ardhmes. Kjo për faktin se është në modë përdorimi i hidrogjenit: në jetën e përditshme në vend të gazit natyror, duke ndryshuar pak rrjetet e shpërndarjes dhe djegësit; në transport si karburant automobilistik kur modifikohet karburatori.

E vetmja pengesë është se hidrogjeni praktikisht nuk gjendet kurrë në formë të lirë në Tokë, i gjithi oksidohet në ujë. Për ta marrë atë, mund të përdorni energjinë diellore. Instalimi për këtë realizon shpërbërjen e ujit në hidrogjen dhe oksigjen si rezultat i elektrolizës së ujit (duke kaluar një rrymë elektrike nëpër ujë). Efikasiteti i një instalimi të tillë nuk kalon 15-20%. Hidrogjeni mund të transportohej përmes tubacioneve të gazit natyror pa shumë vështirësi. Mund të ruhet gjithashtu në formë të lëngshme në rezervuarë kriogjenikë. Hidrogjeni shpërndahet lehtësisht në disa metale, si titani. Mund të grumbullohet në metale të tilla dhe më pas të çlirohet duke ngrohur metalin.

Magnetohidrodinamika (MHD). Kjo është një metodë që lejon përdorimin më efikas të burimeve të energjisë fosile. Ideja është të zëvendësohen mbështjelljet e rrymës së bakrit të një gjeneratori elektrik të makinës konvencionale me një rrymë gazi jonizues (përçues). Gjeneratorët MHD ndoshta mund të prodhojnë efektin më të madh ekonomik kur digjen qymyr. Për shkak se nuk kanë pjesë mekanike lëvizëse, ato mund të funksionojnë në temperatura shumë të larta, duke rezultuar në efikasitet të lartë. Teorikisht, efikasiteti i gjeneratorëve të tillë mund të arrijë 50-60%, që do të nënkuptonte deri në 20% kursime në krahasim me termocentralet moderne që përdorin lëndë djegëse fosile. Përveç kësaj, gjeneratorët MHD prodhojnë më pak nxehtësi të mbeturinave. Avantazhi i tyre shtesë është se ata do të ndotin atmosferën në një masë më të vogël me emetimet e oksideve të gazta të azotit dhe komponimeve të squfurit. Prandaj, termocentralet MHD mund të funksionojnë me qymyr me përmbajtje të lartë squfuri pa ndotur mjedisin.

Kufijtë e konsumit të energjisë. Rritja e vazhdueshme e konsumit të energjisë jo vetëm që çon në varfërimin e burimeve të energjisë dhe ndotjen e habitateve, por në fund mund të shkaktojë ndryshime të rëndësishme në temperaturën dhe klimën e Tokës.

Energjia nga burimet kimike, bërthamore dhe madje edhe gjeotermale shndërrohet përfundimisht në nxehtësi. Ai transmetohet në atmosferën e tokës dhe e zhvendos ekuilibrin drejt temperaturave më të larta. Me ritmet aktuale të rritjes së popullsisë dhe konsumit të energjisë për frymë, deri në vitin 2060 rritja e temperaturës mund të jetë 1? C. Kjo do të ketë një efekt të dukshëm në klimë.

Edhe më herët, klima mund të ndryshojë për shkak të rritjes së nivelit të dioksidit të karbonit në atmosferë të prodhuar nga djegia e lëndëve djegëse fosile

Problemi mjedisor e ka përballur njerëzimin me një zgjedhje të një rruge të mëtejshme zhvillimi: a duhet të vazhdojë të fokusohet në rritjen e pakufishme të prodhimit apo kjo rritje duhet të jetë në përputhje me aftësitë reale të mjedisit natyror dhe të trupit të njeriut dhe në përpjesëtim jo vetëm me atë të menjëhershme. por edhe me synimet afatgjata të zhvillimit shoqëror.

Progresi teknologjik luan një rol vendimtar në shfaqjen e krizës së sotme mjedisore. Me zhvillimin e qytetërimit teknogjen, ka një rritje të rrezikut të krizave mjedisore dhe pasojave të tyre. Burimi i një marrëdhënieje të tillë është vetë njeriu, i cili është njëkohësisht qenie natyrore dhe bartës i zhvillimit teknologjik.

Krijimi i teknologjive të reja me pak mbetje. Dhe më pas, prodhimi pa mbeturina në një cikël të mbyllur do të sigurojë një standard mjaft të lartë jetese pa prishur ekuilibrin e brishtë ekologjik.

Dhe një kalim gradual në energji alternative do të ruajë ajrin e pastër, do të ndalojë djegien katastrofike të oksigjenit atmosferik, do të eliminojë ndotjen termike të atmosferës, duke ruajtur kështu jetën e pasardhësve të ardhshëm.

Gjeneruesit kryesorë të energjisë janë termocentralet: termocentralet (TPP), hidraulike (HEC), bërthamore (NPP), si dhe njësitë e transportit (makina, lokomotivat me naftë, anijet, traktorët, etj.). naftë, naftë, gaz natyror, qymyr, benzinë, naftë, uranium, plutonium dhe burime ujore. Përdorimi i burimeve të rinovueshme të energjisë (BRE) po zgjerohet: era, diellore dhe baticore. Megjithatë, lëndët djegëse fosile mbeten burimi kryesor i energjisë. Në vende të ndryshme, energjia e prodhuar në termocentralet bërthamore është 10...20%, në hidrocentrale 4...20%. Vetëm 1...2% e energjisë së prodhuar merret nga burimet e rinovueshme të energjisë. Është shumë e rëndësishme që mjetet e transportit të përbëjnë më shumë se 60% të sasisë totale të energjisë së prodhuar.

Gjatë vlerësimit të zhvillimit të energjisë dhe formimit të një programi energjetik, duhet të vazhdohet jo vetëm nga detyra e gjenerimit të sasisë së kërkuar të energjisë, por është gjithashtu e nevojshme të merren parasysh burimet në dispozicion, faktorët ekonomikë, mjedisorë dhe socialë.

Për të marrë një pamje tërësore të perspektivave dhe problemeve të zhvillimit të energjisë në të ardhmen e afërt, këshillohet të vlerësohen mundësitë e secilit prej drejtimeve të zhvillimit të tij, të përcaktuara nga lloji i burimit parësor.

Vaj. Është vërtetuar se ka rreth 2000 miliardë ton naftë në thellësi të planetit, nga të cilat rreth 410 miliardë tonë janë eksploruar në mënyrë të besueshme %. Kur planifikohet zhvillimi energjetik për të ardhmen, është e nevojshme të merren parasysh, nga njëra anë, rezervat e kufizuara natyrore të naftës dhe nga ana tjetër, fakti që prodhimi i naftës bëhet më i vështirë me kalimin e kohës. Tashmë, afërsisht një e treta e të gjithë naftës së prodhuar nxirret nga puset e shpuara në fund të deteve dhe oqeaneve. Thellësia e puseve nënujore po rritet dhe tashmë arrin 2 km. Thellësia e puseve në tokë po rritet gjithashtu. Kufiri i duhur i thellësisë për puset për kërkimin e naftës është 4...8 km.

Një fushë e rëndësishme lidhet me zhvillimin e termocentraleve ekonomike dhe, para së gjithash, të motorëve me naftë, të cilët aktualisht përbëjnë deri në 30% të kapacitetit total të instaluar të termocentraleve të transportit. Fatkeqësisht, përdorimi i motorëve me naftë çon në ndotjen e mjedisit. Vetëm motorët me naftë detare, lokomotiva dhe industriale lëshojnë të paktën 3 milion ton ajër në vit të ndotur nga azoti, squfuri dhe oksidet e karbonit, hidrokarburet dhe bloza.

Qymyri. Rezervat e provuara të qymyrit në botë janë të konsiderueshme, por cilësisht të ndryshme. Vlera e ulët kalorifike e qymyrit nga një numër depozitimesh shkakton vështirësi serioze në përdorimin e tyre. Transporti i këtyre qymyrit në distanca të gjata është i padobishëm, pasi një pjesë e konsiderueshme e tij përbëhet nga mbetje inorganike. Është e mundur të përpunohen këto qymyr në energji elektrike në vendin e minierës. Sidoqoftë, kjo zgjidhje e problemit do të kërkojë ndërtimin e linjave të transmetimit të energjisë në distanca ultra të gjata (PTL), në linjat kryesore të të cilave humbet deri në 10% e energjisë dhe në rrjetet e shpërndarjes - rreth 40%.

Megjithatë, në të ardhmen e afërt, sasia e qymyrit që përdoret si lëndë djegëse në sektorin e energjisë, edhe pse ngadalë, do të rritet dhe do të kalojë 9 miliardë tonë.

Një pjesë e qymyrit të minuar do të bëhet lëndë e parë për prodhimin në vend të karburantit të lëngshëm sintetik, teknologjia e prodhimit të së cilës po përmirësohet në mënyrë aktive.

Përveç gazit natyror të zakonshëm, ka rezerva të mëdha të tij të lidhura me ujin në zonat e permafrostit dhe oqeanit. Ekziston edhe gaz i tretur në hidrosferën nëntokësore. Rezervat e këtij gazi janë të konsiderueshme dhe ndodhen në të gjitha rajonet e planetit. Po zhvillohen teknologji për ngritjen e ujërave nëntokësore në sipërfaqe dhe më pas kthimin e tyre përsëri nën tokë pas ndarjes së gazit që përmban.

Praktika ka treguar bindshëm se përdorimi i gazit (kryesisht metanit) si lëndë djegëse energjetike është efektiv. Mund të parashikohet që në të ardhmen e afërt prioritet do të ketë gazi natyror. Dhe kjo pavarësisht se prodhimi i gazit po bëhet më i ndërlikuar për shkak të nevojës për puse gjithnjë e më të thella dhe vështirësive të transportit.

Energjia bërthamore . Aktualisht, energjia bërthamore përbën rreth 6% të bilancit të karburantit dhe energjisë në botë dhe 17% të energjisë elektrike të prodhuar.

Pjesa më e madhe e termocentraleve bërthamore në prodhimin e energjisë elektrike është në Francë (75%), Lituani (73%), Belgjikë (~57%), Bullgari, Republikën Sllovake, Suedi, Ukrainë, Republikën e Koresë (nga 43 në 47). %).

Reaktorët termikë që përdorin uranium - 235 përdorin uranium natyror në mënyrë joefikase (më pak se 1%). Prandaj, ato mund të jenë baza e energjisë bërthamore vetëm për një kohë të kufizuar. Kështu, gjatë jetës së tij (50 vjet), një reaktor termik me kapacitet 1 GW konsumon rreth 10 mijë ton uranium natyror, me një burim potencial global prej ~ 10 milion ton. Prandaj është e qartë se përdorimi i produkteve të ndarjes, dhe kryesisht plutoniumit, në ciklin e karburantit bërthamor bëhet i pashmangshëm.

Një reaktor i shpejtë, që siguron aftësinë për të riprodhuar më shumë se një bërthamë të karburantit të ri bërthamor për çdo bërthamë të zbërthyer, lejon një rritje të mprehtë të përdorimit të uraniumit natyror (~ 200 herë). Energjia bërthamore me një kapacitet prej 4000 GW, që funksionon për 2500 vjet, po bëhet realiste.

Megjithatë, aksidentet e mëdha, problemet e mospërhapjes së armëve bërthamore, trajtimi i karburantit bërthamor të rrezatuar dhe mbetjeve radioaktive çuan në mosrealizimin e planeve origjinale.

Shumë punë po bëhet për të përmirësuar sigurinë operacionale. Reaktorët e gjeneratës së tretë dhe të katërt që po zhvillohen karakterizohen nga një vlerësim rreziku për njerëzit me fuqi më të vogël se 10 deri në minus 7, që është dukshëm më i lartë se në termocentralet.

Energjia bërthamore, e cila plotëson kërkesat moderne të sigurisë dhe kosto-efektivitetit, është në gjendje të sigurojë, në periudhën pas vitit 2020, një pjesë të konsiderueshme të rritjes së nevojave globale për prodhimin e energjisë, e cila është objektivisht e nevojshme për shkak të rritjes së popullsisë së planetit. Energjia bërthamore do të stabilizojë konsumin e karburanteve konvencionale dhe emetimet e djegies kimike.

hidrocentrali . Hidrocentralet ofrojnë sasi relativisht të vogla të energjisë elektrike. Inercia e konsiderueshme e termocentraleve dhe termocentraleve bërthamore kur ndryshoni modalitetet dhe efikasiteti më i lartë kur funksionon në një mënyrë të caktuar të gjendjes së qëndrueshme çon në nevojën e përdorimit të hidrocentraleve si rregullatorë të Sistemit të Unifikuar të Energjisë.

Praktika e krijimit të hidrocentraleve të mëdha me rezervuarë të mëdhenj shoqërohet në mënyrë të pashmangshme me humbjen e sipërfaqeve të mëdha të tokës së punueshme, livadheve dhe pyjeve për bujqësi, dhe rezervuarët e mëdhenj artificialë përfundimisht çojnë në pasoja të pafavorshme mjedisore.

Në të njëjtën kohë, nuk ka dyshim për mundësinë e përdorimit më të gjerë të hidrocentraleve nga prurjet e vogla ujore duke përdorur të ashtuquajturat termocentrale portative me zorrë, të përbërë nga gjeneratorë të vegjël dhe turbina hidraulike. Megjithëse fuqia e instalimeve të tilla është e vogël - 1...5 kW, kostoja për kilovat-orë është më e ulët se ajo e termocentraleve të bazuara në motorë me djegie të brendshme me fuqi të ngjashme.

VIA. Burimet e rinovueshme të energjisë zakonisht përfshijnë energjinë diellore në të gjitha manifestimet e saj: nxehtësinë e rrezatimit diellor të marrë nga Toka, energjinë e erës, baticat, energjinë e valëve, si dhe rritjen e biomasës në Tokë, biogazit nga mbetjet e kafshëve, etj. Sipas optimist vlerësimet, pa dëmtime për mjedisin, për shkak të burimeve të rinovueshme të energjisë, në parim, është e mundur të merret disa herë më shumë energji sesa prodhohet aktualisht në botë.

Dihet se termocentralet që punojnë me lëndë djegëse që përmbajnë karbon lëshojnë dioksid karboni në mjedis, i cili ende nuk është i mundur të kapet. Si rezultat, përqendrimi i tij rritet, duke prishur ekuilibrin termik të planetit, gjë që çon në ngrohjen e tij (efektin serë).

Kjo perspektivë e pafavorshme mund të shmanget duke rritur përdorimin e burimeve të rinovueshme të energjisë. Sipas ekspertëve, kontributi i burimeve të rinovueshme të energjisë në energjinë globale deri në vitin 2020 do të jetë 9-10%.

Energjia diellore është e natyrshme për Tokën; Zhvillimi i metodave dhe mjeteve të përdorimit të energjisë diellore në prodhim dhe në jetën e përditshme tashmë po kthehet në një detyrë globale për mbarë njerëzimin.

Impiantet e energjisë gjeotermale përdorin temperaturën e Tokës. Këto mund të jenë rezerva natyrore nëntokësore të ujit të nxehtë ose avullit, si dhe pompimi i ujit thellë në tokë. Natyrisht, përdorimi i instalimeve të tilla është i këshillueshëm në zona të caktuara, për shembull në Kamchatka dhe Islandë.

Vëmendja e shkencëtarëve të energjisë është tërhequr nga perspektivat e përdorimit

biomasa e rinovueshme, rritja vjetore e së cilës vlerësohet në 107 miliardë tonë. Energjia që zotëron kjo sasi biomasa është e barabartë me 40 miliardë tonë naftë.

Si rezultat i përpunimit, karburanti me oktan të lartë përftohet nga masa e gjelbër në formën e etereve dhe alkooleve.

Kursim energjie. Detyra e sigurimit të energjisë duke rritur potencialin energjetik është përtej aftësive edhe të vendeve më të zhvilluara. Në mënyrë që shkalla e rritjes së disponueshmërisë së energjisë të jetë realiste, është e nevojshme të ndiqet një politikë aktive e kursimit të energjisë në dy drejtime: të rritet efiçenca e vetë instalimeve të energjisë dhe në këtë mënyrë të merret më shumë energji, dhe të zvogëlohen humbjet e energjisë dhe burimet e energjisë kudo.

Raporti i efikasitetit të burimeve të energjisë në Ukrainë është afërsisht 40%. Prandaj, 60% janë humbje, nga të cilat afërsisht 20% mund të klasifikohen si të parandalueshme. Për të reduktuar konsumin e energjisë, kërkohet zbatimi aktiv i politikave të duhura të qeverisë me futjen e teknologjive dhe pajisjeve të avancuara. Kursime të konsiderueshme të energjisë mund të arrihen gjithashtu në sferën sociale dhe shtëpiake nëse, për shembull, rritet kapaciteti termoizolues i ndërtesave në ndërtim. Aktualisht, ka materiale ndërtimi që lejojnë kursimin deri në 50% të nxehtësisë së shpenzuar për ngrohjen e ndërtesave. Muret e ndërtesave, të mbuluara me panele të veçanta transparente, lejojnë që nxehtësia e rrezeve të diellit të kalojë dhe nuk lëshojnë nxehtësi nga jashtë. Kursime të konsiderueshme vijnë nga kalimi në llambat fluoreshente për ndriçim, të cilat konsumojnë afërsisht 8 herë më pak energji sesa llambat inkandeshente. Futja e teknologjive të kursimit të energjisë dhe burimeve është një ndërmarrje e gjatë, e vështirë dhe e shtrenjtë, por e pashmangshme dhe përfundimisht shpërblehet.

Ekologjia dhe mbrojtja e mjedisit. Zhvillimi i energjisë është i lidhur pazgjidhshmërisht me problemet mjedisore dhe mbrojtjen e mjedisit. Termocentralet që përdorin qymyr çdo vit lëshojnë rreth 300...350 milion ton hi, mbi 100...120 milion ton oksid squfuri dhe azoti. Hiri nga termocentralet e qymyrit përmban izotope radioaktive të kaliumit, radiumit dhe toriumit, sasia e të cilave është pothuajse 10 herë më e madhe (për sa i përket dozës së rrezatimit) sesa në emetimet nga termocentralet bërthamore që funksionojnë normalisht. Krahasuar me stacionet më të mira në botë, stacionet tona lëshojnë një rend të madhësisë më shumë grimca, 3 herë më shumë squfur dhe 2 herë më shumë okside të azotit. Gazrat e squfurit në mjedis janë veçanërisht të dëmshëm për popullsinë, kafshët e egra, tokën dhe trupat ujorë. Pajisjet moderne të trajtimit kërkojnë shuma të mëdha parash. Është mjaft e vërtetë që pastërËshtë e pamundur të marrësh energji falas. Vendet e zhvilluara industriale shpenzojnë deri në 5% të prodhimit kombëtar bruto.

Probleme të rënda mjedisore lindin me zhvillimin e energjisë bërthamore dhe, në veçanti, të lidhura me nevojën për asgjësimin afatgjatë të mbetjeve të saj.

Zhvillimi i energjisë bërthamore është i ndërlikuar nga reagimi i florës dhe faunës ndaj nuklideve radioaktive që grumbullohen në tokë. Nëse bota ka evoluar për t'u përshtatur me nuklidet natyrore, atëherë ato reagojnë ndryshe ndaj nuklideve artificiale, të cilat absorbohen mirë nga bimët dhe kafshët. Ato mund të grumbullohen në një përqendrim 70...100 herë më të lartë se në tokën përreth, gjë që është shumë e rrezikshme.

Disa vështirësi lindin në Tokë në lidhje me detyrën e ruajtjes së rezervave të ujit të freskët për njerëzit, i cili përdoret gjerësisht si ftohës në sistemet energjetike. Dihet se aktualisht rezervat e ujit të ëmbël zënë vetëm 2.8% të masës së Tokës dhe vetëm 0.3% është në dispozicion për përdorim njerëzor. Kështu, detyra e kursimit të ujit të freskët ose e zëvendësimit të tij me ujë deti të shkripëzuar është tashmë e rëndësishme sot.

Të gjitha sa më sipër tregojnë se qasja e problemeve të zhvillimit të energjisë vetëm nga pikëpamja ekonomike është e papranueshme. Është e nevojshme të ndërlidhen aspektet ekonomike me ato sociale dhe mjedisore.

Pse është tani, më e mprehtë se kurrë, që lind pyetja: çfarë e pret njerëzimin - uria e energjisë apo bollëku i energjisë? Artikujt për krizën energjetike nuk largohen nga faqet e gazetave dhe revistave. Për shkak të naftës, lindin luftëra, shtetet përparojnë dhe bëhen më të varfër, dhe qeveritë ndryshojnë. Ndjesitë e gazetave filluan të përfshijnë raporte për nisjen e instalimeve të reja apo shpikjeve të reja në fushën e energjisë. Janë duke u zhvilluar programe gjigante energjetike, zbatimi i të cilave do të kërkojë përpjekje të mëdha dhe kosto të mëdha materiale.

Nëse në fund të shekullit të kaluar energjia më e zakonshme tani - energjia - luajti, në përgjithësi, një rol ndihmës dhe të parëndësishëm në ekuilibrin global, atëherë tashmë në 1930 rreth 300 miliardë kilovat-orë energji elektrike u prodhuan në botë. Parashikimi është mjaft realist, sipas të cilit në vitin 2000 do të prodhohen 30 mijë miliardë kilovat-orë! Shifra gjigante, ritme të paprecedentë rritjeje! Dhe ende do të ketë pak energji, dhe nevoja për të po rritet edhe më shpejt.

Niveli i kulturës materiale dhe në fund shpirtërore të njerëzve varet drejtpërdrejt nga sasia e energjisë në dispozicion të tyre. Për të nxjerrë xeheror, për të shkrirë metal prej tij, për të ndërtuar një shtëpi, për të bërë ndonjë gjë, duhet të shpenzoni energji. Por nevojat njerëzore po rriten gjatë gjithë kohës dhe ka gjithnjë e më shumë njerëz.

Pra, pse të ndalet? Shkencëtarët dhe shpikësit kanë zhvilluar prej kohësh mënyra të shumta për të prodhuar energji, kryesisht energji elektrike. Atëherë le të ndërtojmë gjithnjë e më shumë termocentrale dhe do të ketë aq energji sa të nevojitet! Kjo zgjidhje në dukje e qartë për një problem kompleks rezulton të jetë e mbushur me shumë gracka.

Ligjet e paepur të natyrës thonë se është e mundur të merret energji e përshtatshme për përdorim vetëm përmes transformimit të saj nga format e tjera. Makinat me lëvizje të përhershme, të cilat supozohet se prodhojnë energji dhe nuk e marrin atë nga askund, janë, për fat të keq, të pamundura. Dhe struktura e ekonomisë botërore të energjisë sot është zhvilluar në atë mënyrë që katër nga çdo pesë kilovat të prodhuara fitohen në parim në të njëjtën mënyrë që njeriu primitiv e mbante ngrohtësinë, domethënë duke djegur karburantin ose duke përdorur energjia kimike e ruajtur në të, duke e kthyer atë në elektrike në termocentralet.

Sigurisht, metodat e djegies së karburantit janë bërë shumë më komplekse dhe të avancuara.

Faktorët e rinj - rritja e çmimeve të naftës, zhvillimi i shpejtë i energjisë bërthamore, rritja e kërkesave për mbrojtjen e mjedisit - kërkonin një qasje të re ndaj energjisë.

Në hartimin e Programit të Energjisë morën pjesë shkencëtarët më të shquar të vendit tonë, specialistë nga ministri dhe departamente të ndryshme. Duke përdorur modelet më të fundit matematikore, kompjuterët elektronikë kanë llogaritur disa qindra opsione për strukturën e bilancit të ardhshëm energjetik të vendit. U gjetën zgjidhje themelore që përcaktuan strategjinë e zhvillimit të energjisë të vendit për dekadat e ardhshme.

Edhe pse sektori i energjisë në të ardhmen e afërt do të bazohet ende në prodhimin e energjisë termike bazuar në burime jo të rinovueshme, struktura e tij do të ndryshojë. Përdorimi i vajit duhet të reduktohet. Prodhimi i energjisë elektrike në termocentralet bërthamore do të rritet ndjeshëm. Përdorimi i rezervave gjigante ende të paprekura të qymyrit të lirë do të fillojë, për shembull, në pellgjet Kuznetsk, Kansk-Achinsk dhe Ekibastuz. Gazi natyror, rezervat e të cilit në vend i tejkalojnë ato në vendet e tjera, do të përdoret gjerësisht.

Programi energjetik i vendit është baza e teknologjisë dhe ekonomisë sonë në prag të shekullit të 21-të.

Por shkencëtarët po shohin gjithashtu përpara, përtej afateve të përcaktuara nga Programi i Energjisë. Në prag të shekullit të 21-të, dhe ata janë të vetëdijshëm për realitetet e mijëvjeçarit të tretë. Fatkeqësisht, rezervat e naftës, gazit dhe qymyrit nuk janë aspak të pafundme. Natyrës iu deshën miliona vjet për të krijuar këto rezerva, ato do të përdoren për qindra vjet. Sot, bota ka filluar të mendojë seriozisht se si të parandalojë grabitjen grabitqare të pasurisë tokësore. Në fund të fundit, vetëm në këtë gjendje rezervat e karburantit mund të zgjasin me shekuj. Fatkeqësisht, shumë vende prodhuese të naftës jetojnë sot. Ata konsumojnë pa mëshirë rezervat e naftës që u ka dhënë natyra. Tani shumë nga këto vende, veçanërisht në rajonin e Gjirit Persik, po notojnë fjalë për fjalë në ar, duke mos menduar se në disa dekada këto rezerva do të thahen. Çfarë do të ndodhë atëherë - dhe kjo do të ndodhë herët a vonë - kur fushat e naftës dhe gazit të jenë shterur? Rritja e çmimit të naftës, e cila është e nevojshme jo vetëm për energjinë, por edhe për transportin dhe kiminë, na ka detyruar të mendojmë për lloje të tjera karburantesh të përshtatshme për zëvendësimin e naftës dhe gazit. Ato vende që nuk kishin rezervat e tyre të naftës dhe gazit dhe duhej t'i blinin ato, u bënë veçanërisht të menduara atëherë.

Ndërkohë, gjithnjë e më shumë inxhinierë shkencorë në mbarë botën po kërkojnë burime të reja, jokonvencionale që mund të marrin përsipër të paktën një pjesë të shqetësimeve të furnizimit të njerëzimit me energji. Studiuesit po kërkojnë një zgjidhje për këtë problem në mënyra të ndryshme. Më joshëse, natyrisht, është përdorimi i burimeve të përjetshme, të rinovueshme të energjisë - energjia e ujit dhe erës rrjedhëse, baticat e oqeanit, nxehtësia e brendësisë së tokës, dielli. Shumë vëmendje i kushtohet zhvillimit të energjisë bërthamore, shkencëtarët po kërkojnë mënyra për të riprodhuar në Tokë proceset që ndodhin në yje dhe për t'i furnizuar ata me rezerva kolosale të energjisë.

Energjia - ku filloi gjithçka

Sot mund të na duket se zhvillimi dhe përmirësimi i njeriut ishte i ngadalshëm në mënyrë të paimagjinueshme. Ai fjalë për fjalë duhej të priste favore nga natyra. Ai ishte praktikisht i pambrojtur ndaj të ftohtit, ai vazhdimisht kërcënohej nga kafshët e egra, jeta e tij varej vazhdimisht në balancë. Por gradualisht, njeriu u zhvillua aq shumë, sa mundi të gjente një armë, e cila, e kombinuar me aftësinë për të menduar dhe krijuar, më në fund e ngriti atë mbi çdo mjedis të gjallë. Në fillim, zjarri u krijua rastësisht - për shembull, nga djegia e pemëve që u goditën nga rrufeja, pastaj filluan të prodhoheshin qëllimisht: duke fërkuar dy copa druri të përshtatshme me njëra-tjetrën, njeriu fillimisht ndezi një zjarr 80-150 mijë vjet. më parë. Siguri dhe krenari jetëdhënëse, misterioze, frymëzuese.

Pas kësaj, njerëzit nuk refuzuan më mundësinë për të përdorur zjarrin në luftën kundër të ftohtit të rëndë dhe kafshëve grabitqare, për të gatuar ushqime të fituara me vështirësi. Sa shkathtësi, këmbëngulje, përvojë dhe thjesht fat kërkonte! Le të imagjinojmë një person të rrethuar nga natyra e paprekur - pa ndërtesa që do ta mbronin atë, pa njohuri edhe për ligjet elementare fizike, me një fjalor që nuk i kalon disa dhjetëra. (Meqë ra fjala, sa prej nesh, edhe ata me përgatitje solide shkencore, mund të ndezin një zjarr pa përdorur asnjë mjet teknik - të paktën shkrepse?) Njeriu eci drejt këtij zbulimi për një kohë shumë të gjatë dhe ai u përhap ngadalë. por shënoi një nga kthesat më të rëndësishme në historinë e qytetërimit.

Koha kaloi. Njerëzit mësuan të merrnin nxehtësi, por të moshuarit nuk kishin fuqi tjetër përveç muskujve të tyre që do t'i ndihmonin të nënshtronin natyrën. E megjithatë, gradualisht, pak nga pak, ata filluan të përdorin fuqinë e kafshëve të zbutura, erës dhe ujit. Sipas historianëve, kafshët e para të tërheqjes u mblodhën në parmendë rreth 5000 vjet më parë. Përmendja e përdorimit të parë të energjisë së ujit - nisja e mullirit të parë me një rrotë të drejtuar nga një rrjedhë uji - daton që në fillimet e kronologjisë sonë. Megjithatë, u deshën një mijë vjet të tjera para se kjo shpikje të bëhej e përhapur. Dhe mullinjtë më të vjetër me erë të njohur sot në Evropë u ndërtuan në shekullin e 11-të.

Për shekuj, përdorimi i burimeve të reja të energjisë—kafshët shtëpiake, era dhe uji—ka mbetur shumë i ulët. Burimi kryesor i energjisë me të cilin një person ndërtoi banesa, kultivonte fusha, "udhëtoi", mbrohej dhe sulmonte, ishte forca e krahëve dhe këmbëve të tij. Dhe kjo vazhdoi deri rreth mesit të mijëvjeçarit tonë. Vërtetë, tashmë në 1470 u lëshua anija e parë e madhe me katër shtylla; Rreth vitit 1500, i shkëlqyeri Leonardo da Vinci propozoi jo vetëm një model shumë të zgjuar të tezgjahut, por edhe një projekt për ndërtimin e një makine fluturuese. Ai zotëronte edhe shumë ide dhe plane të tjera, thjesht fantastike për atë kohë, zbatimi i të cilave duhej të kontribuonte në zgjerimin e njohurive dhe forcave prodhuese. Por pika e vërtetë e kthesës në mendimin teknik të njerëzimit erdhi relativisht kohët e fundit, pak më shumë se tre shekuj më parë.

Një nga gjigantët e parë në rrugën e përparimit shkencor të njerëzimit ishte padyshim Isak Njutoni. Ky natyralist i shquar anglez ia kushtoi gjithë jetën e tij të gjatë dhe talentin e jashtëzakonshëm shkencës: fizikës, astronomisë dhe matematikës. Ai formuloi ligjet bazë të mekanikës klasike, zhvilloi teorinë e gravitetit, hodhi themelet e hidrodinamikës dhe akustikës, kontribuoi ndjeshëm në zhvillimin e optikës dhe së bashku me Leibitz krijoi parimet teoritë llogaritja e infinitezimaleve dhe teoria e funksioneve simetrike. Fizika e shekujve 18 dhe 19 quhet me të drejtë Njutoniane. Punimet e Isaac Newton ndihmuan shumë në rritjen e forcës së muskujve të njeriut dhe aftësive krijuese të trurit të njeriut.

Përparësitë e hidrocentraleve janë të dukshme - një furnizim me energji i rinovuar vazhdimisht nga vetë natyra, lehtësia e funksionimit dhe mungesa e ndotjes së mjedisit. Dhe përvoja e ndërtimit dhe funksionimit të rrotave të ujit mund të ofrojë ndihmë të konsiderueshme për inxhinierët e hidrocentraleve. Megjithatë, ndërtimi i një dige për një hidrocentral të madh doli të ishte një detyrë shumë më e vështirë sesa ndërtimi i një dige të vogël për të rrotulluar një rrotë mulliri. Për të drejtuar turbina të fuqishme hidraulike, duhet të grumbullohet një furnizim i madh me ujë pas digës. Për të ndërtuar një digë, është e nevojshme të vendosni aq shumë materiale sa që vëllimi i piramidave gjigante egjiptiane të duket i parëndësishëm në krahasim.

Prandaj, në fillim të shekullit të 20-të, u ndërtuan vetëm disa hidrocentrale. Pranë Pyatigorsk, në Kaukazin e Veriut, në lumin malor Podkumok, funksionoi me sukses një termocentral mjaft i madh me emrin domethënës "Qymyri i Bardhë". Ky ishte vetëm fillimi.

Tashmë në planin historik GOELRO parashikonte ndërtimin e hidrocentraleve të mëdhenj. Në vitin 1926, hidrocentrali Volkhov hyri në punë, dhe vitin e ardhshëm filloi ndërtimi i hidrocentralit të famshëm Dnieper. Politika largpamëse energjetike e ndjekur në vendin tonë ka bërë që ne, si asnjë vend tjetër në botë, të kemi zhvilluar një sistem hidrocentralesh të fuqishëm. Asnjë shtet nuk mund të mburret me gjigantë të tillë energjetik si hidrocentralet Volga, Krasnoyarsk dhe Bratsk, Sayano-Shushenskaya. Këto stacione, duke ofruar fjalë për fjalë oqeane energjie, u bënë qendra rreth të cilave u zhvilluan komplekse të fuqishme industriale.

Por deri më tani vetëm një pjesë e vogël e potencialit hidroelektrik të tokës u shërben njerëzve. Çdo vit, rrjedha të mëdha uji të krijuara nga shiu dhe shkrirja e borës derdhen në dete të papërdorura. Nëse do të ishte e mundur që ato të vonoheshin me ndihmën e digave, njerëzimi do të merrte një sasi shtesë kolosale energjie.

Energjia gjeotermale

Toka, ky planet i vogël i gjelbër, është shtëpia jonë e përbashkët, nga e cila ende nuk mundemi dhe nuk duam të largohemi. Krahasuar me mijëra planetë të tjerë, Toka është vërtet e vogël: pjesa më e madhe e saj është e mbuluar me gjelbërim komod dhe jetëdhënës. Por ky planet i bukur dhe i qetë ndonjëherë tërbohet dhe më pas nuk është për t'u anashkaluar - ai është i aftë të shkatërrojë gjithçka që na ka dhënë me dashamirësi që nga kohra të lashta. Tornadot dhe tajfunet e tmerrshme marrin mijëra jetë, ujërat e paepur të lumenjve dhe deteve shkatërrojnë gjithçka në rrugën e tyre, zjarret e pyjeve shkatërrojnë territore të gjera, së bashku me ndërtesat dhe të korrat, brenda pak orësh.

Por të gjitha këto janë gjëra të vogla në krahasim me shpërthimin e një vullkani të zgjuar. Vështirë se do të gjeni shembuj të tjerë në Tokë të lëshimit spontan të energjisë natyrore që mund të konkurrojë në fuqi me disa vullkane.

Njerëzit kanë ditur prej kohësh për manifestimet spontane të energjisë gjigante të fshehura në thellësitë e globit. Kujtesa e njerëzimit përmban legjenda rreth shpërthimeve katastrofike vullkanike që morën miliona jetë njerëzore dhe ndryshuan pamjen e shumë vendeve në Tokë përtej njohjes. Fuqia e shpërthimit të një vullkani relativisht të vogël është shumë herë më e madhe se fuqia e termocentraleve më të mëdha të krijuara nga dora e njeriut. Vërtetë, nuk ka nevojë të flasim për përdorimin e drejtpërdrejtë të energjisë së shpërthimeve vullkanike - njerëzit nuk kanë ende aftësinë për të frenuar këtë element rebel, dhe, për fat të mirë, këto shpërthime janë ngjarje mjaft të rralla. Por këto janë manifestime të energjisë të fshehura në zorrët e tokës, kur vetëm një pjesë e vogël e kësaj energjie të pashtershme gjen çlirim përmes shfrynave të vullkaneve që marrin frymë nga zjarri.

Energjia e Tokës – energjia gjeotermale bazohet në përdorimin e nxehtësisë natyrore të Tokës. Pjesa e sipërme e kores së tokës ka një gradient termik prej 20-30 °C për 1 km thellësi dhe, sipas White (1965), sasia e nxehtësisë që përmbahet në koren e tokës në një thellësi prej 10 km (duke injoruar sipërfaqen temperatura) është afërsisht 12,6-10^26 J. Këto burime janë ekuivalente me përmbajtjen e nxehtësisë së 4,6 10 16 tonë qymyr (duke marrë nxehtësinë mesatare të djegies së qymyrit të barabartë me 27,6-10 9 J/t), që është më shumë se Përmbajtja e nxehtësisë 70 mijë herë më e lartë e të gjitha burimeve globale të qymyrit të rikuperueshëm teknikisht dhe ekonomikisht. Megjithatë, nxehtësia gjeotermale në pjesën e sipërme të kores së tokës (deri në një thellësi prej 10 km) është shumë e përhapur për t'u përdorur për të zgjidhur problemet e energjisë në botë. Burimet e përshtatshme për përdorim industrial janë depozitat individuale të energjisë gjeotermale, të përqendruara në një thellësi të arritshme për zhvillim, që kanë vëllime dhe temperatura të caktuara të mjaftueshme për t'i përdorur ato për prodhimin e energjisë elektrike ose nxehtësisë.

Nga pikëpamja gjeologjike, burimet e energjisë gjeotermale mund të ndahen në sisteme konvektive hidrotermale, sisteme vullkanike të nxehta të thata dhe sisteme me rrjedhje të lartë të nxehtësisë.

Sistemet hidrotermale

Kategoria e sistemeve konvektive hidrotermale përfshin pellgje nëntokësore me avull ose ujë të nxehtë që dalin në sipërfaqen e tokës, duke formuar gejzerë, liqene balte sulfurore dhe fumarole. Formimi i sistemeve të tilla shoqërohet me praninë e një burimi nxehtësie, shkëmbi të nxehtë ose të shkrirë, të vendosur relativisht afër sipërfaqes së tokës. Mbi këtë zonë të shkëmbinjve me temperaturë të lartë është një formacion i shkëmbinjve të depërtueshëm që përmban ujë që ngrihet lart si rezultat i shkëmbit të nxehtë të poshtëm. Shkëmbi i depërtueshëm, nga ana tjetër, është i mbuluar me shkëmb të papërshkueshëm nga sipër, duke formuar një "kurth" për ujin e mbinxehur. Sidoqoftë, prania e çarjeve ose poreve në këtë shkëmb lejon që uji i nxehtë ose një përzierje uji me avull të ngrihet në sipërfaqen e tokës. Sistemet konvektive hidrotermale zakonisht ndodhen përgjatë kufijve të pllakave tektonike të kores së tokës, të cilat karakterizohen nga aktiviteti vullkanik.

Në parim, një metodë e përdorur për të gjeneruar energji elektrike në fushat e ujit të nxehtë bazohet në përdorimin e avullit të krijuar nga avullimi i lëngut të nxehtë në sipërfaqe. Kjo metodë përdor fenomenin që kur uji i nxehtë (nën presion të lartë) u afrohet puseve nga pishina në sipërfaqe, presioni bie dhe rreth 20% e lëngut vlon dhe kthehet në avull. Ky avull ndahet nga uji duke përdorur një ndarës dhe dërgohet në turbinë. Uji që del nga ndarësi mund të trajtohet më tej në varësi të përbërjes së tij minerale. Ky ujë mund të pompohet përsëri në shkëmb menjëherë ose, nëse është e mundur ekonomikisht, me mineralet e nxjerra fillimisht prej tij. Shembuj të fushave gjeotermale me ujë të nxehtë janë Wairakei dhe Broadlands në Zelandën e Re, Cerro Prieto në Meksikë, Salton Sea në Kaliforni, Otake në Japoni.

Një metodë tjetër e prodhimit të energjisë elektrike nga uji gjeotermal me temperaturë të lartë ose mesatare është përdorimi i procesit të ciklit të dyfishtë (binar). Në këtë proces, uji i marrë nga pishina përdoret për të ngrohur ftohësin dytësor (freon ose izobutan), i cili ka një pikë vlimi të ulët. Avulli i krijuar nga zierja e këtij lëngu përdoret për të drejtuar një turbinë. Avulli i shkarkimit kondensohet dhe kalon përsëri përmes shkëmbyesit të nxehtësisë, duke krijuar kështu një cikël të mbyllur. Instalimet që përdorin freonin si ftohës dytësor janë aktualisht të përgatitura për zhvillim industrial në intervalin e temperaturës 75-150 °C dhe me një fuqi elektrike njësi në intervalin 10-100 kW. Instalime të tilla mund të përdoren për të prodhuar energji elektrike në vende të përshtatshme, veçanërisht në zonat e largëta rurale.

Sisteme të nxehta me origjinë vullkanike

Lloji i dytë i burimeve gjeotermale (sistemet e nxehta me origjinë vullkanike) përfshin magmën dhe shkëmbinj të thatë të nxehtë të padepërtueshëm (zonat e shkëmbinjve të ngurtësuar rreth magmës dhe shkëmbinjtë mbi të). Prodhimi i energjisë gjeotermale direkt nga magma nuk është ende teknikisht i realizueshëm. Teknologjia e nevojshme për të shfrytëzuar energjinë e shkëmbinjve të nxehtë të thatë sapo ka filluar të zhvillohet. Zhvillimet paraprake teknike të metodave për përdorimin e këtyre burimeve të energjisë përfshijnë ndërtimin e një qarku të mbyllur me një lëng që qarkullon nëpër të, duke kaluar nëpër shkëmb të nxehtë ( oriz. 5). Së pari, shpohet një pus për të arritur në zonën ku ndodh shkëmbi i nxehtë; pastaj uji i ftohtë derdhet përmes tij në shkëmb nën presion të lartë, gjë që çon në formimin e çarjeve në të. Pas kësaj, një pus i dytë shpohet përmes zonës së shkëmbit të thyer të formuar në këtë mënyrë. Në fund, uji i ftohtë nga sipërfaqja derdhet në pusin e parë. Ndërsa kalon nëpër shkëmbin e nxehtë, ai nxehet dhe nxirret përmes një pusi të dytë në formën e avullit ose ujit të nxehtë, i cili më pas mund të përdoret për të prodhuar energji elektrike duke përdorur një nga metodat e diskutuara më parë.

Sistemet e fluksit të lartë të nxehtësisë

Sistemet gjeotermale të tipit të tretë ekzistojnë në ato zona ku një pellg i thellë sedimentar ndodhet në një zonë me vlera të larta të rrjedhës së nxehtësisë. Në zona të tilla si basenet e Parisit ose hungarez, temperatura e ujit që vjen nga puset mund të arrijë 100 °C.

Një kategori e veçantë depozitimesh të këtij lloji gjenden në zonat ku rrjedha normale e nxehtësisë nëpër tokë është e bllokuar në shtresa izoluese, të papërshkueshme argjile të formuara në zonat gjeosinklinale që zvogëlohen me shpejtësi ose në zonat e rrëshqitjes së kores. Temperatura e ujit që vjen nga depozitat gjeotermale në zonat gjeopresioni mund të arrijë 150-180 °C, dhe presioni në grykën e pusit është 28-56 MPa. Produktiviteti ditor për pus mund të jetë disa milionë metra kub lëng. Pishinat gjeotermale në zona me gjeopresioni të lartë janë gjetur në shumë zona gjatë kërkimit të naftës dhe gazit, për shembull, në Amerikën Veriore dhe Jugore, Lindjen e Largët dhe të Mesme, Afrikë dhe Evropë. Mundësia e përdorimit të depozitave të tilla për qëllime energjetike ende nuk është demonstruar.

Energjia nga oqeanet e botës

Një rritje e mprehtë e çmimeve të karburantit, vështirësi në marrjen e tij, raporte për varfërim të burimeve të karburantit - të gjitha këto shenja të dukshme të një krize energjetike kanë ngjallur vitet e fundit në shumë vende interes të konsiderueshëm për burimet e reja të energjisë, duke përfshirë energjinë e oqeanit.

Energjia termike e oqeanit

Dihet që rezervat e energjisë në Oqeanin Botëror janë kolosale, sepse dy të tretat e sipërfaqes së tokës (361 milion km 2) janë të zëna nga detet dhe oqeanet - Oqeani Paqësor është 180 milion km 2. . Atlantiku - 93 milion km 2, Indian - 75 milion km 2. Kështu, energjia termike (e brendshme) që korrespondon me mbinxehjen e ujërave sipërfaqësore të oqeanit në krahasim me ujërat e poshtme, të themi, me 20 gradë, ka një vlerë prej rend prej 10 26 J. Energjia kinetike e rrymave oqeanike vlerësohet të jetë e rendit 10 18 J. Megjithatë, deri më tani njerëzit kanë qenë në gjendje të përdorin vetëm fraksione të vogla të kësaj energjie, dhe madje edhe atëherë me kosto të mëdha dhe ngadalë duke i shlyer investimet, kështu që një energji e tillë deri më tani dukej jo premtuese.

Dekada e fundit është karakterizuar nga disa suksese në përdorimin e energjisë termike të oqeanit. Kështu, u krijuan instalimet mini-OTEC dhe OTEC-1 (OTEC - shkronjat fillestare të fjalëve angleze Ocean Thermal Energy Conversion, d.m.th. shndërrimi i energjisë termike të oqeanit - po flasim për shndërrimin në energji elektrike). Në gusht 1979, një termocentral mini-OTEC filloi të funksionojë pranë Ishujve Havai. Funksionimi provë i instalimit për tre muaj e gjysmë tregoi besueshmërinë e tij të mjaftueshme. Gjatë funksionimit të vazhdueshëm gjatë gjithë orarit nuk ka pasur defekte, nëse numërojmë probleme të vogla teknike që lindin zakonisht gjatë testimit të ndonjë instalimi të ri. Fuqia totale e saj ishte mesatarisht 48.7 kW, maksimumi -53 kW; Instalimi dërgoi 12 kW (maksimumi 15) në rrjetin e jashtëm për ngarkesë, ose më saktë, për karikimin e baterive. Pjesa tjetër e energjisë së prodhuar u shpenzua për nevojat e vetë instalimit. Këto përfshijnë kostot e energjisë për funksionimin e tre pompave, humbjet në dy shkëmbyes nxehtësie, një turbinë dhe një gjenerator të energjisë elektrike.

Kërkoheshin tre pompa bazuar në llogaritjen e mëposhtme: njëra për furnizimin me ujë të ngrohtë nga oqeani, e dyta për pompimin e ujit të ftohtë nga një thellësi prej rreth 700 m, e treta për pompimin e lëngut dytësor të punës brenda vetë sistemit, d.m.th. nga kondensatori në avulluesin. Amoniaku përdoret si një lëng pune dytësor.

Njësia mini-OTEC është montuar në një maune. Nën fundin e saj ka një tubacion të gjatë për mbledhjen e ujit të ftohtë. Tubacioni është një tub polietileni 700 m i gjatë me një diametër të brendshëm prej 50 cm. Tubi i polietilenit përdoret gjithashtu për ankorimin e sistemit tub-enë. Origjinaliteti i një zgjidhjeje të tillë është pa dyshim, pasi cilësimet e ankorimit për sistemet më të fuqishme OTEC që po zhvillohen aktualisht janë një problem shumë serioz.

Për herë të parë në historinë e teknologjisë, një instalim mini-OTEC ishte në gjendje të furnizonte energji të dobishme për një ngarkesë të jashtme, duke mbuluar njëkohësisht nevojat e veta. Përvoja e fituar nga funksionimi i mini-OTEC-ve bëri të mundur ndërtimin e shpejtë të një termocentrali më të fuqishëm OTEC-1 dhe fillimin e projektimit të sistemeve edhe më të fuqishme të këtij lloji.

Stacione të reja OTEC me një kapacitet prej dhjetëra e qindra megavat projekti po kryhet pa anije. Ky është një tub i madh, në pjesën e sipërme të të cilit ndodhet një dhomë makinerie e rrumbullakët, ku ndodhen të gjitha pajisjet e nevojshme për konvertimin e energjisë ( oriz. 6). Fundi i sipërm i tubacionit të ujit do të jetë i vendosur në oqean në një thellësi prej 25-0 m. Dhoma e turbinës është projektuar rreth një tubi në një thellësi prej rreth 100 m. Pesha totale e strukturës tejkalon 300 mijë tonë Tubi është një përbindësh, që shkon pothuajse një kilometër në thellësitë e ftohta të oqeanit, dhe në pjesën e sipërme të tij ka diçka si një ishull i vogël. Dhe asnjë anije, përveç, natyrisht, anijet e zakonshme të nevojshme për të ruajtur sistemin dhe për të komunikuar me bregun.

Energjia e zbaticave dhe rrjedhave.

Për shekuj me radhë, njerëzit kanë spekuluar për shkakun e baticave të detit. Sot e dimë me siguri se një fenomen i fuqishëm natyror - lëvizja ritmike e ujërave të detit shkaktohet nga forcat gravitacionale të Hënës dhe Diellit. Meqenëse Dielli është 400 herë më larg nga Toka, masa shumë më e vogël e Hënës vepron në sipërfaqen e Tokës dy herë më fort se masa e Diellit. Prandaj, batica e shkaktuar nga Hëna (batica hënore) luan një rol vendimtar. Në det të hapur, baticat e larta alternojnë me baticat e ulëta teorikisht çdo 6 orë 12 minuta 30 sekonda. Nëse Hëna, Dielli dhe Toka janë në të njëjtën linjë (e ashtuquajtura syzygy), Dielli, me tërheqjen e tij, rrit ndikimin e Hënës dhe më pas ndodh një valë e fortë (batica syzigjie, ose uji i lartë). Kur Dielli është në kënd të drejtë me segmentin Tokë-Hënë (kuadratura), ndodh një baticë e dobët (kuadratura ose uji i ulët). Baticat e forta dhe të dobëta alternojnë çdo shtatë ditë.

Megjithatë, rrjedha e vërtetë e zbaticës dhe rrjedhës së baticës është shumë komplekse. Ndikohet nga veçoritë e lëvizjes së trupave qiellorë, natyra e vijës bregdetare, thellësia e ujit, rrymat detare dhe era.

Valët e baticës më të larta dhe më të forta ndodhin në gjire të vogla dhe të ngushta ose grykëderdhje lumenjsh që derdhen në dete dhe oqeane. Vala e baticës së Oqeanit Indian rrotullohet kundër rrymës së Ganges në një distancë prej 250 km nga gryka e tij. Një valë e baticës nga Oqeani Atlantik shtrihet 900 km deri në Amazon. Në detet e mbyllura, si ai i Zi apo Mesdheu, shfaqen valë të vogla baticore me lartësi 50-70 cm.

Fuqia maksimale e mundshme në një cikël të valës së lartë, d.m.th. nga një valë e lartë në tjetrën, shprehet me ekuacionin

Ku R – dendësia e ujit, g- nxitimi i gravitetit, S- zona e pellgut të baticës, R– ndryshimi i nivelit në baticë.

Siç shihet nga formula, vendet më të përshtatshme për përdorimin e energjisë së baticës mund të konsiderohen ato vende në bregun e detit ku baticat kanë një amplitudë të madhe, dhe kontura dhe topografia e bregut lejojnë ndërtimin e objekteve të mëdha të mbyllura. pishina”.

Kapaciteti i termocentraleve në disa vende mund të jetë 2-20 MW.

Meqenëse energjia e rrezatimit diellor shpërndahet në një sipërfaqe të madhe (me fjalë të tjera, ka një densitet të ulët), çdo instalim për përdorim të drejtpërdrejtë të energjisë diellore duhet të ketë një pajisje grumbulluese (kolektor) me sipërfaqe të mjaftueshme.

Pajisja më e thjeshtë e këtij lloji është një llambë me tension të ulët; në parim, kjo është një pllakë e zezë, e izoluar mirë nga poshtë Ajo është e mbuluar me xham ose plastikë, e cila transmeton dritë, por nuk zbulon rrezatim termik infra të kuqe. Në hapësirën ndërmjet fletës dhe xhamit më së shpeshti vendosen tuba të zinj, nëpër të cilët rrjedh uji, vaji, mërkuri, ajri, anhidridi sulfuror etj. P. Rrezatimi diellor, pronkaya përmes qelqi ose plastika në kolektor, thithen nga tubat dhe pllaka e zezë dhe ngrohin punën saj në tuba. Rrezatimi termik nuk mund të largohet nga kolektori, kështu që temperatura në të është dukshëm më e lartë (200–500°C) se temperatura e ajrit të ambientit. Këtu shfaqet i ashtuquajturi efekt serë. Serat e zakonshme të kopshtit, në fakt, janë mbledhës të thjeshtë të rrezatimit diellor. Por sa më larg nga tropikët, aq më pak eff Ky është një kolektor horizontal dhe kthimi i tij pas Diellit është shumë i vështirë dhe i shtrenjtë. Prandaj, kolektorë të tillë, si rregull, instalohen në një kënd të caktuar optimal në jug.

Një kolektor më kompleks dhe më i shtrenjtë është një pasqyrë konkave, e cila përqendron rrezatimin e rënë në një vëllim të vogël rreth një pike të caktuar gjeometrike - fokusit. Sipërfaqja reflektuese e pasqyrës është prej plastike të metalizuar ose e përbërë nga shumë pasqyra të vogla të sheshta të bashkangjitura në një bazë të madhe parabolike. Falë mekanizmave të veçantë, kolektorët e këtij lloji kthehen vazhdimisht drejt Diellit, gjë që u lejon atyre të mbledhin sasinë më të madhe të mundshme të rrezatimit diellor. Temperatura në hapësirën e punës së kolektorëve të pasqyrave arrin 3000°C e lart.

Energjia diellore është një nga llojet më intensive të prodhimit të energjisë. Përdorimi në shkallë të gjerë i energjisë diellore sjell një rritje gjigante të nevojës për materiale dhe, rrjedhimisht, në burimet e punës për nxjerrjen e lëndëve të para, pasurimin e tyre, marrjen e materialeve, prodhimin e heliostatëve, kolektorëve, pajisjeve të tjera dhe transportimin e tyre. Llogaritjet tregojnë se për të prodhuar 1 MW* vit energji elektrike duke përdorur energjinë diellore, do të duhen nga 10,000 deri në 40,000 orë pune. Në prodhimin tradicional të energjisë duke përdorur lëndë djegëse fosile, kjo shifër është 200-500 orë pune.

Deri më tani, energjia elektrike e gjeneruar nga rrezet e diellit është shumë më e shtrenjtë se ajo e marrë me metoda tradicionale. Shkencëtarët shpresojnë se eksperimentet që do të kryejnë në instalimet dhe stacionet pilot do të ndihmojnë në zgjidhjen e problemeve jo vetëm teknike, por edhe ekonomike. Por, megjithatë, stacionet e konvertuesit të energjisë diellore po ndërtohen dhe ato funksionojnë.

Që nga viti 1988, termocentrali diellor i Krimesë ka funksionuar në Gadishullin Kerç. Duket se vetë sensi i shëndoshë e ka përcaktuar vendin e tij. Nëse stacione të tilla do të ndërtohen diku, ai do të jetë kryesisht në rajonin e resorteve, sanatoriumeve, shtëpive të pushimit dhe rrugëve turistike; në një rajon ku nevojitet shumë energji, por është akoma më e rëndësishme të mbahet pastër mjedisi, vetë mirëqenia e të cilit dhe mbi të gjitha pastërtia e ajrit është shëruese për njerëzit.

SPP i Krimesë është i vogël - kapaciteti është vetëm 5 MW. Në një farë kuptimi, ajo është një provë e forcës. Edhe pse, duket se çfarë tjetër duhet provuar, kur dihet përvoja e ndërtimit të stacioneve diellore në vende të tjera.

Në ishullin e Siçilisë, në fillim të viteve 80, një termocentral diellor me një kapacitet prej 1 MW prodhoi energji elektrike. Parimi i funksionimit të tij është gjithashtu një kullë. Pasqyrat fokusojnë rrezet e diellit në një marrës të vendosur në një lartësi prej 50 metrash. Atje, gjenerohet avulli me një temperaturë prej më shumë se 600 ° C, i cili drejton një turbinë tradicionale me një gjenerator rrymë të lidhur me të. Është vërtetuar në mënyrë të padiskutueshme se termocentralet me kapacitet 10–20 MW mund të funksionojnë mbi këtë parim, si dhe shumë më tepër nëse modulet e ngjashme grupohen dhe lidhen me njëri-tjetrin.

Një lloj paksa i ndryshëm termocentrali është në Alquería në Spanjën jugore. Dallimi i tij është se nxehtësia diellore e fokusuar në majë të kullës vë në lëvizje ciklin e natriumit, i cili tashmë ngroh ujin për të formuar avull. Ky opsion ka një sërë përparësish. Akumulatori i nxehtësisë së natriumit siguron jo vetëm funksionimin e vazhdueshëm të termocentralit, por gjithashtu bën të mundur akumulimin pjesërisht të energjisë së tepërt për funksionimin në mot me re dhe gjatë natës. Kapaciteti i stacionit spanjoll është vetëm 0,5 MW. Por bazuar në parimin e tij, mund të krijohen shumë më të mëdha - deri në 300 MW. Në instalimet e këtij lloji, përqendrimi i energjisë diellore është aq i lartë sa efikasiteti i procesit të turbinës me avull këtu nuk është më i keq sesa në termocentralet tradicionale.

Sipas ekspertëve, ideja më tërheqëse për konvertimin e energjisë diellore është përdorimi i efektit fotoelektrik në gjysmëpërçuesit.

Por, për shembull, një termocentral diellor afër ekuatorit me një prodhim ditor prej 500 MWh (rreth të njëjtën sasi energjie të prodhuar nga një hidrocentral mjaft i madh) me efikasitet 10% do të kërkonte një sipërfaqe efektive prej rreth 500,000 m2. Është e qartë se një numër kaq i madh i qelizave gjysmëpërçuese diellore mund. do të shpërblehet vetëm kur prodhimi i tyre është vërtet i lirë. Efikasiteti i termocentraleve diellore në zona të tjera të Tokës do të ishte i ulët për shkak të kushteve të paqëndrueshme atmosferike, intensitetit relativisht të dobët të rrezatimit diellor, i cili absorbohet më fort nga atmosfera edhe në ditët me diell, si dhe luhatjeve për shkak të alternimit. të ditës dhe të natës.

Megjithatë, fotocelat diellore tashmë po gjejnë aplikimet e tyre specifike sot. Ato rezultuan të ishin burime praktikisht të pazëvendësueshme të rrymës elektrike në raketa, satelitë dhe stacione automatike ndërplanetare, dhe në Tokë - kryesisht për fuqizimin e rrjeteve telefonike në zona jo të elektrizuara ose për konsumatorët e vegjël aktualë (pajisje radio, rroje elektrike dhe çakmakë, etj. ) . Qelizat diellore gjysmëpërçuese u instaluan për herë të parë në satelitin e tretë artificial sovjetik të Tokës (u lëshua në orbitë më 15 maj 1958).

Po punohet, po bëhen vlerësime. Deri më tani, duhet pranuar se ato nuk janë në favor të termocentraleve diellore: sot këto struktura janë ende ndër metodat teknike më komplekse dhe më të shtrenjta të përdorimit të energjisë diellore. Ne kemi nevojë për opsione të reja, ide të reja. Nuk ka mungesë të tyre. Zbatimi është më i keq.

Energjia Atomike.

Gjatë studimit të zbërthimit të bërthamave atomike, doli se çdo bërthamë peshon më pak se shuma e masave të protoneve dhe neutroneve të saj. Kjo shpjegohet me faktin se kur protonet dhe neutronet bashkohen në një bërthamë, lirohet shumë energji. Humbja e masës së bërthamës për 1 g është e barabartë me sasinë e energjisë termike që do të fitohej nga djegia e 300 vagonë ​​qymyri. Prandaj, nuk është për t'u habitur që studiuesit kanë bërë çdo përpjekje për të gjetur çelësin që do t'i lejonte ata të "hapinin" bërthamën atomike dhe të çlironin energjinë e madhe të fshehur brenda saj.

Në fillim, kjo detyrë dukej e pakapërcyeshme. Nuk ishte rastësisht që shkencëtarët zgjodhën neutronin si instrumentin e tyre. Kjo grimcë është elektrikisht neutrale dhe nuk ndikohet nga forcat elektrike repulsive. Prandaj, një neutron mund të depërtojë lehtësisht në bërthamën atomike. Neutronet bombarduan bërthamat e atomeve të elementeve individuale. Kur bëhej fjalë për uraniumin, u zbulua se ky element i rëndë sillej ndryshe nga të tjerët. Nga rruga, duhet të kujtojmë se uraniumi natyror përmban tre izotope: uranium-238 (238 U), uranium-235 (235 U) dhe uranium-234 (234 U), me numrin që tregon numrin e masës.

Bërthama atomike e uraniumit-235 doli të ishte dukshëm më pak e qëndrueshme se bërthamat e elementeve dhe izotopeve të tjerë. Nën ndikimin e një neutroni, ndodh ndarja (ndarja) e uraniumit, bërthama e tij shpërbëhet në dy fragmente afërsisht identike, për shembull, në bërthamat e kriptonit dhe bariumit. Këto fragmente fluturojnë me shpejtësi të madhe në drejtime të ndryshme.

Por gjëja kryesore në këtë proces është se gjatë kalbjes së një bërthame të uraniumit, shfaqen dy ose tre neutrone të reja të lira. Arsyeja është se bërthama e rëndë e uraniumit përmban më shumë neutrone sesa nevojiten për të formuar dy bërthama atomike më të vogla. Ka shumë "material ndërtimi" dhe bërthama atomike duhet ta heqë qafe atë.

Secili prej neutroneve të rinj mund të bëjë të njëjtën gjë që bëri i pari kur ndau një bërthamë. Në të vërtetë, është një llogaritje fitimprurëse: në vend të një neutroni, marrim dy ose tre me të njëjtën aftësi për të ndarë dy ose tre bërthamat e ardhshme të uraniumit-235. Dhe kështu vazhdon: ndodh një reaksion zinxhir, dhe nëse nuk kontrollohet, fiton një karakter orteku dhe përfundon me një shpërthim të fuqishëm - shpërthimin e një bombe atomike. Pasi mësuan të rregullonin këtë proces, njerëzit ishin në gjendje të merrnin pothuajse vazhdimisht energji nga bërthamat atomike të uraniumit. Ky proces kontrollohet në reaktorët bërthamorë.

Një reaktor bërthamor është një pajisje në të cilën ndodh një reaksion zinxhir i kontrolluar. Në këtë rast, prishja e bërthamave atomike shërben si një burim i kontrolluar i nxehtësisë dhe neutroneve.

Projekti i parë i reaktorit bërthamor u zhvillua në vitin 1939 nga shkencëtari francez Frederic Joliot-Curie. Por së shpejti Franca u pushtua nga nazistët dhe projekti nuk u zbatua.

Reaksioni zinxhir i ndarjes së uraniumit u krye për herë të parë në vitin 1942 në SHBA, në një reaktor që një grup studiuesish të udhëhequr nga shkencëtari italian Enrico Fermi ndërtuan në stadiumin e Universitetit të Çikagos. Ky reaktor kishte përmasa 6x6x6,7 m dhe fuqi 20 kW; funksiononte pa ftohje të jashtme.

Reaktori i parë bërthamor në BRSS (dhe në Evropë) u ndërtua nën udhëheqjen e akademikut. I. V. Kurchatov dhe u lançua në 1946.

Energjia bërthamore po zhvillohet me një ritëm të paparë sot. Gjatë tridhjetë viteve, kapaciteti i përgjithshëm i njësive të energjisë bërthamore është rritur nga 5 mijë në 23 milion kilovat! Disa shkencëtarë sugjerojnë se deri në shekullin e 21-të, rreth gjysma e energjisë elektrike në botë do të prodhohet nga termocentralet bërthamore.

Në parim, një reaktor i energjisë bërthamore është projektuar mjaft thjesht - në të, ashtu si në një kazan konvencional, uji shndërrohet në avull. Për ta bërë këtë, ata përdorin energjinë e çliruar gjatë reaksionit zinxhir të kalbjes së uraniumit ose atomeve të tjera të karburantit bërthamor. Në një termocentral bërthamor nuk ka një kazan të madh me avull të përbërë nga mijëra kilometra tuba çeliku nëpër të cilët uji qarkullon nën presion të madh, duke u shndërruar në avull. Ky kolos u zëvendësua nga një reaktor bërthamor relativisht i vogël.

Reaktorët bërthamorë që përdorin neutrone termike ndryshojnë nga njëri-tjetri kryesisht në dy mënyra: cilat substanca përdoren si moderator neutronesh dhe cilat substanca përdoren si ftohës për të hequr nxehtësinë nga bërthama e reaktorit. Më të përhapurit për momentin janë reaktorët me ftohje me ujë, në të cilët uji i zakonshëm shërben si një moderator neutron dhe një ftohës, reaktorët uranium-grafit (moderator - grafit, ftohës - ujë i zakonshëm), reaktorët e gazit-grafit (moderator - grafit, ftohës - gaz, shpesh dioksid karboni), reaktorë të ujit të rëndë (moderator - ujë i rëndë, ftohës - ujë i rëndë ose i zakonshëm).

As oriz. 9Është paraqitur një diagram skematik i reaktorit të ujit nën presion. Bërthama e reaktorit është një enë me mure të trasha që përmban ujë dhe grupe elementësh karburanti (shkopinj karburanti) të zhytur në të. Nxehtësia e gjeneruar nga shufrat e karburantit largohet nga uji, temperatura e të cilit rritet ndjeshëm.

Projektuesit e rritën fuqinë e reaktorëve të tillë në një milion kilovat. Njësi të fuqishme energjetike janë instaluar në Zaporozhye, Balakovo dhe termocentrale të tjera bërthamore. Së shpejti, reaktorët e këtij dizajni me sa duket do të arrijnë në fuqi me mbajtësin e rekordeve - një milion e gjysmë njerëz nga NPP Ignalina.

Por megjithatë, e ardhmja e energjisë bërthamore, me sa duket, do të mbetet me llojin e tretë të reaktorit, parimi i funksionimit dhe dizajni i të cilit janë propozuar nga shkencëtarët - reaktorët e shpejtë të neutronit. Ata quhen gjithashtu reaktorë mbarështues. Reaktorët konvencionalë përdorin neutrone të vonuara, të cilat shkaktojnë një reaksion zinxhir në një izotop mjaft të rrallë - uranium-235, nga i cili ka vetëm rreth një përqind të uraniumit natyror. Kjo është arsyeja pse është e nevojshme të ndërtohen fabrika të mëdha në të cilat atomet e uraniumit shoshiten fjalë për fjalë, duke zgjedhur prej tyre atomet e vetëm një lloji të uraniumit-235. Pjesa tjetër e uraniumit nuk mund të përdoret në reaktorët konvencionalë. Shtrohet pyetja: a do të mjaftojë ky izotop i rrallë i uraniumit për një kohë të gjatë, apo njerëzimi do të përballet sërish me problemin e mungesës së burimeve energjetike?

Më shumë se tridhjetë vjet më parë, ky problem iu shtrua stafit laboratorik të Institutit të Fizikës dhe Energjisë. U vendos. Kreu i laboratorit, Alexander Ilyich Leypunsky, propozoi projektimin e një reaktori të shpejtë neutron. Instalimi i parë i tillë u ndërtua në 1955. Përparësitë e reaktorëve të shpejtë neutron janë të dukshme. Në to, të gjitha rezervat e uraniumit natyror dhe toriumit mund të përdoren për të gjeneruar energji, dhe ato janë të mëdha - më shumë se katër miliardë tonë uranium treten vetëm në Oqeanin Botëror.

Nuk ka dyshim se energjia bërthamore ka zënë një vend të fortë në bilancin energjetik të njerëzimit. Sigurisht që do të vazhdojë të zhvillohet, pa dështuar duke furnizuar njerëzit me energjinë e nevojshme. Sidoqoftë, do të nevojiten masa shtesë për të siguruar besueshmërinë e termocentraleve bërthamore dhe funksionimin e tyre pa probleme, dhe shkencëtarët dhe inxhinierët do të jenë në gjendje të gjejnë zgjidhjet e nevojshme.

Energjia e hidrogjenit

Shumë ekspertë kanë shprehur shqetësimin për prirjen gjithnjë në rritje drejt elektrifikimit të plotë të ekonomisë dhe ekonomisë: termocentralet po djegin gjithnjë e më shumë lëndë djegëse kimike, dhe qindra termocentrale të reja bërthamore, si dhe impiante të sapolindura diellore, të erës dhe gjeotermale. do të jetë në një shkallë gjithnjë e më të madhe (dhe në fund të fundit ekskluzivisht) puna për prodhimin e energjisë elektrike. Prandaj, shkencëtarët janë të zënë me kërkimin e sistemeve thelbësisht të reja të energjisë.

Efikasiteti termocentralet janë relativisht të ulëta, megjithëse projektuesit po bëjnë çdo përpjekje për ta rritur atë. Në termocentralet moderne që përdorin lëndë djegëse fosile është rreth 40%, dhe në termocentralet bërthamore - 33%. Në këtë rast, një pjesë e madhe e energjisë humbet nga nxehtësia e mbeturinave (për shembull, së bashku me ujin e ngrohtë që shkarkohet nga sistemet e ftohjes), gjë që çon në të ashtuquajturën ndotje termike të mjedisit. Nga kjo rrjedh se termocentralet duhet të ndërtohen në vende ku ka ujë të mjaftueshëm ftohës, ose në zona me erë ku ftohja e ajrit nuk do të ketë efekt negativ në mikroklimë. Kësaj i shtohen çështjet e sigurisë dhe higjienës. Kjo është arsyeja pse termocentralet e mëdha bërthamore të ardhshme duhet të vendosen sa më larg që të jetë e mundur nga zonat me popullsi të dendur. Por në këtë mënyrë, burimet e energjisë elektrike largohen nga konsumatorët e tyre, gjë që e komplikon ndjeshëm problemin e transmetimit të energjisë.

Transmetimi i energjisë elektrike me tela është shumë i shtrenjtë: ai përbën rreth një të tretën e kostos së energjisë për konsumatorin. Për të ulur kostot, linjat e energjisë po ndërtohen me tensione gjithnjë e më të larta - së shpejti do të arrijë në 1500 kV. Por linjat ajrore të tensionit të lartë kërkojnë tjetërsimin e një sipërfaqeje të madhe toke dhe ato janë gjithashtu të prekshme ndaj erërave shumë të forta dhe faktorëve të tjerë meteorologjikë. Por linjat e kabllove nëntokësore janë 10 deri në 20 herë më të shtrenjta, dhe ato vendosen vetëm në raste të jashtëzakonshme (për shembull, kur kjo është për shkak të konsideratave arkitekturore ose besueshmërisë).

Problemi më serioz është akumulimi dhe ruajtja e energjisë elektrike, pasi termocentralet funksionojnë më ekonomikisht me fuqi konstante dhe ngarkesë të plotë. Ndërkohë kërkesa për energji elektrike ndryshon gjatë ditës, javës dhe vitit, ndaj duhet përshtatur fuqia e termocentraleve. E vetmja mënyrë për të ruajtur sasi të mëdha të energjisë elektrike për përdorim në të ardhmen ofrohet aktualisht nga termocentralet e depozitimit me pompa, por ato, nga ana tjetër, shoqërohen me shumë probleme.

Të gjitha këto probleme me të cilat përballet energjia moderne, sipas shumë ekspertëve, mund të zgjidhen me përdorimin e hidrogjenit si lëndë djegëse dhe krijimin e të ashtuquajturës ekonomi të energjisë së hidrogjenit.

Hidrogjeni, më i thjeshti dhe më i lehtë nga të gjithë elementët kimikë, mund të konsiderohet një lëndë djegëse ideale. Është i disponueshëm kudo ku ka ujë. Kur hidrogjeni digjet, prodhohet ujë, i cili mund të dekompozohet përsëri në hidrogjen dhe oksigjen dhe ky proces nuk shkakton asnjë ndotje mjedisore. Një flakë hidrogjeni nuk lëshon produkte në atmosferë që shoqërojnë në mënyrë të pashmangshme djegien e çdo lloji tjetër karburanti: dioksid karboni, monoksid karboni, dioksid squfuri, hidrokarbure, hiri, perokside organike, etj. Hidrogjeni ka një vlerë shumë të lartë kalorifike: kur digjet. 1 g hidrogjen, prodhon 120 J energji termike, dhe kur digjet 1 g benzinë ​​- vetëm 47 J.

Hidrogjeni mund të transportohet dhe shpërndahet përmes tubacioneve si gazi natyror. Transporti i karburantit në tubacion është mënyra më e lirë për transferimin e energjisë në distanca të gjata. Përveç kësaj, tubacionet janë hedhur nën tokë, gjë që nuk shqetëson peizazhin. Tubacionet e gazit zënë më pak sipërfaqe tokësore sesa linjat ajrore elektrike. Transmetimi i energjisë në formën e gazit hidrogjen përmes një tubacioni me diametër 750 mm në një distancë prej mbi 80 km do të kushtojë më pak se transmetimi i së njëjtës sasi energjie në formën e rrymës alternative përmes një kablloje nëntokësore. Në distanca më të mëdha se 450 km, transporti i hidrogjenit me tubacion është më i lirë se përdorimi i një linje elektrike ajrore DC me një tension prej 40 kV, dhe në një distancë prej mbi 900 km, është më i lirë se përdorimi i një linje rryme AC ajrore me një tension prej 500 kV.

Hidrogjeni është një lëndë djegëse sintetike. Mund të merret nga qymyri, nafta, gazi natyror ose nga dekompozimi i ujit. Sipas vlerësimeve, sot në botë prodhohen dhe konsumohen rreth 20 milionë tonë hidrogjen në vit. Gjysma e kësaj sasie shpenzohet për prodhimin e amoniakut dhe plehrave, kurse pjesa tjetër përdoret për heqjen e squfurit nga lëndët djegëse të gazta, në metalurgji, për hidrogjenizimin e qymyrit dhe lëndëve djegëse të tjera. Në ekonominë moderne, hidrogjeni mbetet një lëndë kimike dhe jo një lëndë e parë energjetike.

Metodat moderne dhe premtuese të prodhimit të hidrogjenit

Aktualisht, hidrogjeni prodhohet kryesisht (rreth 80%) nga nafta. Por ky është një proces joekonomik për energjinë, sepse energjia e përftuar nga një hidrogjen i tillë kushton 3.5 herë më shumë se energjia nga djegia e benzinës. Përveç kësaj, kostoja e një hidrogjeni të tillë po rritet vazhdimisht me rritjen e çmimeve të naftës.

Një sasi e vogël hidrogjeni prodhohet nga elektroliza. Prodhimi i hidrogjenit me elektrolizë të ujit është më i shtrenjtë se prodhimi i tij nga nafta, por ai do të zgjerohet dhe do të bëhet më i lirë me zhvillimin e energjisë bërthamore. Pranë termocentraleve bërthamore është e mundur vendosja e stacioneve të elektrolizës së ujit, ku e gjithë energjia e gjeneruar nga termocentrali do të përdoret për dekompozimin e ujit për të formuar hidrogjen. Vërtet, çmimi i hidrogjenit elektrolitik do të mbetet më i lartë se çmimi i rrymës elektrike, por kostot e transportit dhe shpërndarjes së hidrogjenit janë aq të ulëta sa që çmimi përfundimtar për konsumatorin do të jetë mjaft i pranueshëm në krahasim me çmimin e energjisë elektrike.

Sot, studiuesit po punojnë intensivisht për të ulur koston e proceseve teknologjike për prodhimin e hidrogjenit në shkallë të gjerë përmes dekompozimit më efikas të ujit, duke përdorur elektrolizë në temperaturë të lartë të avullit të ujit, duke përdorur katalizatorë, membrana gjysmë të përshkueshme, etj.

Shumë vëmendje i kushtohet metodës termolitike, e cila (në të ardhmen) konsiston në zbërthimin e ujit në hidrogjen dhe oksigjen në një temperaturë prej 2500 °C. Por inxhinierët nuk e kanë zotëruar ende një kufi të tillë të temperaturës në njësi të mëdha teknologjike, duke përfshirë ato që operojnë me energjinë bërthamore (në reaktorët me temperaturë të lartë, ata ende llogarisin vetëm në temperatura rreth 1000°C). Prandaj, studiuesit po kërkojnë të zhvillojnë procese që ndodhin në disa faza, të cilat do të lejonin prodhimin e hidrogjenit në intervalet e temperaturës nën 1000°C.

Në vitin 1969, dega italiane e Euratom vuri në punë një fabrikë për prodhimin termolitik të hidrogjenit, duke funksionuar me efikasitet. 55% në 730°C. U përdorën bromur kalciumi, ujë dhe merkur. Uji në instalim zbërthehet në hidrogjen dhe oksigjen, dhe reagentët e mbetur qarkullojnë në cikle të përsëritura. Instalime të tjera të projektuara funksionojnë në temperatura 700–800°C. Besohet se reaktorët me temperaturë të lartë do të përmirësojnë efikasitetin. deri në 85% të proceseve të tilla. Sot nuk jemi në gjendje të parashikojmë me saktësi sa do të kushtojë hidrogjeni. Por nëse marrim parasysh se çmimet e të gjitha llojeve moderne të energjisë janë në prirje rritëse, mund të supozojmë se në terma afatgjatë, energjia në formën e hidrogjenit do të jetë më e lirë se sa në formën e gazit natyror, dhe ndoshta në formën e energjisë elektrike. aktuale.

Përdorimi i hidrogjenit

Kur hidrogjeni të bëhet një lëndë djegëse aq e aksesueshme sa gazi natyror sot, ai do të jetë në gjendje ta zëvendësojë atë kudo. Hidrogjeni mund të digjet në soba, ngrohës uji dhe furra të pajisura me ndezës që do të jenë pak ose aspak të ndryshëm nga djegësit modernë që përdoren për djegien e gazit natyror.

Siç kemi thënë tashmë, kur hidrogjeni digjet, nuk mbeten produkte të dëmshme të djegies. Prandaj, nuk ka nevojë për sisteme për heqjen e këtyre produkteve për pajisjet e ngrohjes që funksionojnë me hidrogjen Për më tepër, avulli i ujit i krijuar gjatë djegies mund të konsiderohet një produkt i dobishëm - ai lagështon ajrin (siç dihet, në apartamentet moderne me ngrohje qendrore. ajri është shumë i thatë). Dhe mungesa e oxhaqeve jo vetëm që ndihmon në kursimin e kostove të ndërtimit, por gjithashtu rrit efikasitetin e ngrohjes me 30%.

Hidrogjeni gjithashtu mund të shërbejë si lëndë e parë kimike në shumë industri, për shembull, në prodhimin e plehrave dhe produkteve ushqimore, në metalurgji dhe petrokimike. Mund të përdoret gjithashtu për të prodhuar energji elektrike në termocentralet lokale.

konkluzioni.

Roli i energjisë në ruajtjen dhe zhvillimin e mëtejshëm të qytetërimit është i pamohueshëm. Në shoqërinë moderne është e vështirë të gjesh të paktën një fushë të veprimtarisë njerëzore që nuk do të kërkonte - drejtpërdrejt ose tërthorazi - më shumë energji sesa mund të ofrojnë muskujt e njeriut.

Konsumi i energjisë është një tregues i rëndësishëm i standardit të jetesës. Në ato ditë, kur një person merrte ushqim duke mbledhur fruta pylli dhe duke gjuajtur kafshë, ai kishte nevojë për rreth 8 MJ energji në ditë. Pas zotërimit të zjarrit, kjo vlerë u rrit në 16 MJ: në një shoqëri bujqësore primitive ishte 50 MJ, dhe në një më të zhvilluar - 100 MJ.

Gjatë ekzistencës së qytetërimit tonë, burimet tradicionale të energjisë janë zëvendësuar shumë herë me të reja, më të avancuara. Dhe jo sepse burimi i vjetër është ezauruar.

Dielli gjithmonë shkëlqente dhe ngrohte njeriun: e megjithatë një ditë njerëzit zbutën zjarrin dhe filluan të djegin dru. Më pas druri ia la vendin qymyrit. Furnizimet e drurit dukeshin të pakufishme, por motorët me avull kërkonin më shumë "ushqim" me kalori të lartë.

Por kjo ishte vetëm një fazë. Qymyri së shpejti po humbet lidershipin e tij në tregun e energjisë për shkak të naftës.

Dhe këtu është një raund i ri: nafta dhe gazi mbeten ende llojet kryesore të karburantit këto ditë. Por për çdo metër kub të ri gazi ose ton nafte, duhet të shkoni më në veri ose në lindje, të varroseni më thellë në tokë. Nuk është çudi që nafta dhe gazi do të na kushtojnë gjithnjë e më shumë çdo vit.

Zëvendësim? Ne kemi nevojë për një udhëheqës të ri të energjisë. Ato padyshim që do të jenë burime bërthamore.

Rezervat e uraniumit, nëse, le të themi, i krahasojmë me rezervat e qymyrit, nuk duken aq të mëdha. Por për njësi të peshës përmban miliona herë më shumë energji se qymyri.

Dhe rezultati është ky: kur prodhohet energji elektrike në një termocentral bërthamor, besohet se është e nevojshme të shpenzohen njëqind mijë herë më pak para dhe punë sesa kur nxirret energji nga qymyri. Dhe karburanti bërthamor po zëvendëson naftën dhe qymyrin... Gjithmonë ka qenë kështu: burimi tjetër i energjisë ishte gjithashtu më i fuqishëm. Ishte, si të thuash, një linjë energjie "militante".

Në ndjekje të energjisë së tepërt, njeriu u zhyt gjithnjë e më thellë në botën spontane të fenomeneve natyrore dhe deri në ca kohë nuk mendoi vërtet për pasojat e veprave dhe veprimeve të tij.

Por kohët kanë ndryshuar. Tani, në fund të shekullit të 20-të, fillon një fazë e re, domethënëse në energjinë tokësore. U shfaq një energji "e butë". E ndërtuar në mënyrë që një person të mos presë degën në të cilën ulet. Ai u kujdes për mbrojtjen e biosferës tashmë të dëmtuar rëndë.

Padyshim, në të ardhmen, paralelisht me linjën e zhvillimit intensiv të energjisë, linja ekstensive do të marrë edhe të drejta të gjera qytetarie: burime energjie të shpërndara jo shumë të fuqishme, por me efikasitet të lartë, miqësore me mjedisin dhe të lehta për t'u përdorur.

Një shembull i mrekullueshëm i kësaj është fillimi i shpejtë i energjisë elektrokimike, e cila më vonë, me sa duket, do të plotësohet nga energjia diellore. Energjia grumbullohet shumë shpejt, asimilohet dhe thith të gjitha idetë, shpikjet dhe arritjet shkencore më të fundit. Kjo është e kuptueshme: energjia është fjalë për fjalë e lidhur me gjithçka, dhe gjithçka tërhiqet nga energjia dhe varet nga ajo.

Prandaj, kimia e energjisë, energjia e hidrogjenit, termocentralet hapësinore, energjia e mbyllur në antimateries, kuarkët, "vrimat e zeza", vakum - këto janë vetëm momentet më të ndritura, goditjet, linjat individuale të skenarit që po shkruhet para syve tanë dhe që mund të quhet Energjia e Nesërme.

Labirintet e energjisë. Kalime misterioze, shtigje të ngushta e gjarpëruese. Plot mistere, pengesa, njohuri të papritura, klithma trishtimi dhe humbjeje, britma gëzimi dhe fitoresh. Rruga energjetike e njerëzimit është me gjemba, e vështirë dhe indirekte. Por ne besojmë se jemi në rrugën e Epokës së Bollëkut të Energjisë dhe se të gjitha pengesat, pengesat dhe vështirësitë do të kapërcehen.

Historia për energjinë mund të jetë e pafundme, me forma të panumërta alternative të përdorimit të saj, me kusht që të zhvillojmë metoda efektive dhe ekonomike për këtë. Nuk është aq e rëndësishme se cili është mendimi juaj për nevojat e energjisë, për burimet e energjisë, cilësinë dhe koston e saj. Për ne, me sa duket. Duhet vetëm të pajtohet me atë që tha i urti i ditur, emri i të cilit mbetet i panjohur: "Nuk ka zgjidhje të thjeshta, ka vetëm zgjedhje të arsyeshme".

Bibliografi

1. 1. Augusta Goldin. Oqeanet e energjisë. – Per. nga anglishtja – M.: Dituria, 1983. – 144 f.

2. 2. Balanchevadze V.I., Baranovsky A.I., etj.; Ed. A. F. Dyakova. Energji sot dhe nesër. – M.: Energoatomizdat, 1990. – 344 f.

3. 3. Më se e mjaftueshme. Një pamje optimiste e së ardhmes së energjisë botërore / Ed. R. Clark: Trans. nga anglishtja – M.: Energoatomizdat, 1984. – 215 f.

4. 4. Burdakov V.P. Elektrike nga hapësira. – M.: Energoatomizdat, 1991. – 152 f.

5. 5. Vershinsky N.V. Energjia e oqeanit. – M.: Nauka, 1986. – 152 f.

6. 6. Gurevich Yu. //Kantike. – 1990 - Nr.6. - Art. 9-15.

7. 7. Burimet e energjisë. Fakte, probleme, zgjidhje. – M.: Shkenca dhe Teknologjia, 1997. – 110 f.

8. 8. Kirillin V. A. Energjia. Problemet kryesore: Në pyetje dhe përgjigje. – M.: Dituria, 1990. – 128 f.

9. 9. Kononov Yu D. Energjia dhe ekonomia. Problemet e tranzicionit drejt burimeve të reja të energjisë. – M.: Nauka, 1981. – 190 f.

10.10 Merkulov O. P. Në kërkim të energjisë së së ardhmes. – K.: Naukova Dumka, 1991. – 123 f.

11.11.Energjia botërore: parashikimi i zhvillimit deri në vitin 2020/Trans. nga anglishtja ed. Yu. N. Starshikova. – M.: Energjia, 1980. – 256 f.

12.12 Burimet jo tradicionale të energjisë. – M.: Dituria, 1982. – 120 f.

13.13 Podgorny A. N. Energjia e hidrogjenit. – M.: Nauka, 1988. – 96 f.

14.14 Sosnov A. Ya. – L.: Lenizdat, 1986. – 104 f.

15.15 Sheidlin A. E. Energji e re. – M.: Nauka, 1987. – 463 f.

16.16 Shulga V. G., Korobko B. P., Zhovmir M. M. Rezultatet kryesore të zhvillimit të burimeve jo tradicionale dhe moderne të energjisë në Ukrainë. – 1995 - Nr.2. - Art. 39-42.

17.17.Energjia e botës: Përkthime raportesh të Kongresit XI të MIREK-ut / Ed. P.S. Neporozhny. – M.: Energoatomizdat, 1982. – 216 f.

18.18 Burimet energjetike të botës / Ed. P.S. Neporozhniy, V.I. Popkova. – M.: Energoatomizdat, 1995. – 232 f.

19.19.Ju. Töldeši, J. Lesny. Bota po kërkon energji. – M.: Mir, 1981. – 440 f.

20.20 Yudasin L.S. Energjia: problemet dhe shpresat. – M.: Arsimi, 1990. – 207 f.

Përshkrim i shkurtër

Nëse në fund të shekullit të kaluar energjia më e zakonshme tani - elektrike - luajti, në përgjithësi, një rol ndihmës dhe të parëndësishëm në ekuilibrin botëror, atëherë tashmë në vitin 1930 rreth 300 miliardë kilovat-orë energji elektrike u prodhuan në botë. Parashikimi është mjaft realist, sipas të cilit në vitin 2000 do të prodhohen 30 mijë miliardë kilovat-orë! Shifra gjigante, ritme të paprecedentë rritjeje! Dhe ende do të ketë pak energji, nevoja për të po rritet edhe më shpejt.

Hyrje………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
1. Llojet e energjisë……………………………………………………………………4
1. Energjia diellore…………………………………………………………4
2. Energjia e erës………………………………………………………….5
3. Energjia e lumenjve………………………………………………………………..6
4. Energjia e Tokës………………………………………………………..6
5. Energjia e oqeanit……………………………………………………………….7
6. Energjia bërthamore…………………………………………………………….14

përfundimi………………………………………………………………………………………………………………………

Referencat…………………………………………………….17

Përmbajtja e punës - 2 skedarë

Por njerëzit marrin energji nga thellësitë e tokës jo vetëm për ngrohje. Termocentralet që përdorin burime të nxehta nëntokësore kanë funksionuar për një kohë të gjatë. Termocentrali i parë i tillë, ende me fuqi shumë të ulët, u ndërtua në vitin 1904 në qytetin e vogël italian të Larderello, i quajtur pas inxhinierit francez Larderelli, i cili në vitin 1827 hartoi një projekt për përdorimin e burimeve të shumta të nxehta në zonë. Gradualisht, fuqia e termocentralit u rrit, gjithnjë e më shumë njësi të reja u vunë në punë, u përdorën burime të reja të ujit të nxehtë dhe sot fuqia e stacionit tashmë ka arritur një vlerë mbresëlënëse - 360 mijë kilovat. Në Zelandën e Re, ekziston një termocentral i tillë në zonën Wairakei, kapaciteti i tij është 160 mijë kilovat. 120 kilometra nga San Francisko në SHBA, një stacion gjeotermik me kapacitet 500 mijë kilovat prodhon energji elektrike.

vat.

1. Energjia e oqeaneve të botës

Dihet se rezervat e energjisë në Oqeanin Botëror janë kolosale. Kështu, energjia termike (e brendshme) që korrespondon me mbinxehjen e ujërave sipërfaqësore të oqeanit në krahasim me ujërat e poshtme, të themi, me 20 gradë, ka një vlerë të rendit 10^26 J. Energjia kinetike e rrymave oqeanike është vlerësohet të jetë e rendit 10^18 J. Megjithatë, deri më tani njerëzit kanë qenë në gjendje të përdorin vetëm fraksione të vogla të kësaj energjie, dhe madje edhe atëherë me koston e investimeve kapitale të mëdha dhe ngadalë duke paguar, kështu që një energji e tillë deri më tani dukej jo premtuese.

Megjithatë, ka një shterim shumë të shpejtë të rezervave të karburanteve fosile (kryesisht të naftës dhe gazit), përdorimi i të cilave shoqërohet gjithashtu me ndotje të konsiderueshme mjedisore (përfshirë "ndotjen" termike dhe një rritje të nivelit të dioksidit të karbonit atmosferik që kërcënon klimën pasojat), një kufizim i mprehtë i rezervave të uraniumit (përdorimi i energjisë i të cilit gjeneron gjithashtu mbetje të rrezikshme radioaktive) dhe pasiguria e kohës dhe pasojave mjedisore të përdorimit industrial të energjisë termonukleare i detyron shkencëtarët dhe inxhinierët t'i kushtojnë vëmendje më të madhe kërkimit të mundësi për shfrytëzimin me kosto efektive të burimeve të gjera dhe të padëmshme të energjisë dhe jo vetëm ndryshimet në nivelet e ujit në lumenj, por edhe nxehtësinë diellore, erën dhe energjinë në oqeane.

Mënyra më e dukshme për të përdorur energjinë e oqeanit është ndërtimi i termocentraleve të baticës (TPP). Që nga viti 1967, në grykëderdhjen e lumit Rance në Francë, një termocentral baticor me një kapacitet prej 240 mijë kW me një prodhim vjetor prej 540 mijë kWh ka funksionuar në baticat deri në 13 metra të larta. Inxhinieri sovjetik Bernstein zhvilloi një metodë të përshtatshme për ndërtimin e blloqeve PES të tërhequr në det në vendet e kërkuara dhe llogariti një procedurë me kosto efektive për përfshirjen e PES në rrjetin e energjisë gjatë orëve të ngarkesës maksimale nga konsumatorët. Idetë e tij u testuan në një termocentral të ndërtuar në vitin 1968 në Kislaya Guba afër Murmansk; Një termocentral 6 milionë kW në gjirin e Mezenit në detin Barents po pret radhën.

Një mundësi e papritur për energjinë e oqeanit ishte rritja e algave gjigante të leshterikëve me rritje të shpejtë nga gomonet në oqean, të cilat lehtë mund të shndërrohen në metan për të zëvendësuar gazin natyror si një burim energjie. Sipas vlerësimeve të disponueshme, një hektar plantacione leshterikësh mjafton për të siguruar plotësisht energji për çdo konsumator.

"Shndërrimi i energjisë oqeanotermike" (OTEC), d.m.th., ka fituar shumë vëmendje. gjenerimi i energjisë elektrike për shkak të ndryshimit të temperaturës midis ujërave sipërfaqësore dhe të thella të oqeanit të thithur nga një pompë, për shembull, kur përdoren lëngje lehtësisht avulluese si propani, freoni ose amoniumi në një cikël turbine të mbyllur. Në një farë mase, të ngjashme, por siç duket, ndoshta më të largëta, janë perspektivat për të marrë energji elektrike përmes ndryshimit midis kripës dhe të freskët, për shembull, uji i detit dhe i lumit.

Tashmë është investuar shumë inxhinieri në modelet e gjeneratorëve të energjisë elektrike të fuqizuar nga valët e detit dhe po diskutohen perspektivat për termocentrale me kapacitete prej mijëra kilovatësh. Turbinat gjigante në rryma oqeanike kaq intensive dhe të qëndrueshme si Rryma e Gjirit premtojnë edhe më shumë premtime.

Duket se disa nga termocentralet e propozuara oqeanike mund të zbatohen dhe të bëhen fitimprurëse sot. Në të njëjtën kohë, duhet të pritet që entuziazmi krijues, arti dhe zgjuarsia e punëtorëve shkencorë dhe inxhinierikë do të përmirësojnë ato ekzistuese dhe do të krijojnë perspektiva të reja për përdorimin industrial të burimeve energjetike të Oqeanit Botëror. Duket se me ritmin aktual të përparimit shkencor dhe teknologjik, ndryshime të rëndësishme në energjinë e oqeanit duhet të ndodhin në dekadat e ardhshme.

Oqeani është i mbushur me energji jashtëtokësore që vjen në të nga hapësira. Është i disponueshëm dhe i sigurt, nuk ndot mjedisin, është i pashtershëm dhe i lirë.

Energjia e diellit vjen nga hapësira. Ngroh ajrin dhe krijon erëra që shkaktojnë valë. Ai ngroh oqeanin, i cili grumbullon energji termike. Ai vë në lëvizje rrymat, të cilat në të njëjtën kohë ndryshojnë drejtimin e tyre nën ndikimin e rrotullimit të Tokës.

Energjia e tërheqjes diellore dhe hënore vjen nga hapësira. Është forca lëvizëse e sistemit Tokë-Hënë dhe shkakton baticën dhe rrjedhjen e baticave. Oqeani nuk është një hapësirë ​​e sheshtë dhe e pajetë uji, por një depo e madhe energjie e shqetësuar. Këtu valët spërkasin, lindin zbaticat dhe rrjedhat, kryqëzohen rrymat dhe e gjithë kjo mbushet me energji. Buojat dhe farët që përdorin energjinë e valëve tashmë janë të mbushura me ujërat bregdetare të Japonisë. Për shumë vite, bilbilat e rojes bregdetare të SHBA-së janë mundësuar nga dridhjet e valëve.

Sot nuk ka pothuajse një zonë bregdetare që të mos ketë shpikësin e vet që punon në një pajisje që shfrytëzon energjinë e valëve.

Që nga viti 1966, dy qytete franceze janë mbështetur tërësisht në fuqinë e baticës për të plotësuar nevojat e tyre për energji elektrike. Një termocentral në lumin Rance (Brittany), i përbërë nga njëzet e katër turbogjeneratorë të kthyeshëm, përdor këtë energji. Fuqia e prodhimit të termocentralit prej 240 megavat është një nga hidrocentralet më të fuqishme në Francë.

Në vitet '70, situata në sektorin e energjisë ndryshoi. Sa herë që furnizuesit në Lindjen e Mesme, Afrikë dhe Amerikën e Jugut rrisnin çmimet e naftës, energjia e baticës bëhej më tërheqëse pasi konkurronte në çmim me lëndët djegëse fosile.

Menjëherë pas kësaj, interesi për skicat e vijave bregdetare dhe mundësitë e krijimit të termocentraleve mbi to u rrit në Bashkimin Sovjetik, Korenë e Jugut dhe Angli. Në këto vende ata filluan të mendojnë seriozisht për përdorimin e energjisë së valëve të baticës dhe të ndajnë fonde për kërkime shkencore në këtë fushë dhe t'i planifikojnë ato.

Jo shumë kohë më parë, një grup shkencëtarësh të oqeanit tërhoqi vëmendjen për faktin se Rryma e Gjirit i çon ujërat e tij në brigjet e Floridës me një shpejtësi prej 5 miljesh në orë. Ideja për të përdorur këtë rrymë uji të ngrohtë ishte shumë joshëse. A është e mundur? A do të jenë në gjendje turbinat gjigante dhe helikat nënujore që të kujtojnë mullinjtë e erës të prodhojnë energji elektrike duke tërhequr energji nga rrymat dhe vullneti? "Ata munden" ishte përfundimi i vitit 1974 i Komitetit MacArthur, nën kujdesin e Administratës Kombëtare të Oqeanit dhe Atmosferës në Miami, Florida. Konsensusi i përgjithshëm ishte se kishte probleme të caktuara, por të gjitha ato mund të zgjidheshin në rast të ndarjes e përvetësimeve, pasi “nuk ka asgjë në këtë projekt që do të tejkalonte aftësitë e mendimit modern inxhinierik dhe teknologjik”.

Një nga shkencëtarët më të prirur për të bërë parashikime për të ardhmen parashikoi se energjia elektrike e marrë nga përdorimi i energjisë së Rrjedhës së Gjirit mund të bëhet konkurruese që në vitet '80.

Oqeani ofron një mjedis të mrekullueshëm për të mbështetur jetën, që përmban lëndë ushqyese, kripëra dhe minerale të tjera. Në këtë mjedis, oksigjeni i tretur në ujë ushqen të gjitha kafshët detare nga më të voglat tek më të mëdhatë, nga amebat deri te peshkaqenët. Dioksidi i karbonit i tretur në mënyrë të ngjashme mbështet jetën e të gjitha bimëve detare, nga diatomet njëqelizore deri te algat kafe 200-300 këmbë (60-90 metra). Biologut detar duhet të bëjë vetëm një hap më tej nga shikimi i oqeanit si një sistem natyror që mban jetën në përpjekje për të nxjerrë shkencërisht energji nga ai sistem.

Me mbështetjen e Marinës së SHBA, në mesin e viteve 1970, një ekip shkencëtarësh të oqeanit, inxhinierë detarë dhe zhytës krijuan fermën e parë të energjisë oqeanike në botë, 40 këmbë (12 metra) nën Oqeanin Paqësor të ndriçuar nga dielli pranë San Clemente. Ferma ishte e vogël. Në thelb, e gjithë kjo ishte vetëm një eksperiment. Ferma u rrit leshterik gjigant Kalifornian.

Sipas drejtorit të projektit Dr. Howard A. Wilcox i Qendrës për Kërkimin e Sistemeve Detare dhe Oqeanike në San Diego, Kaliforni, "deri në 50% e energjisë nga këto alga mund të shndërrohet në lëndë djegëse - gazi natyror metan. Fermat oqeanike të algat kafe në rritje në të ardhmen "në një sipërfaqe prej përafërsisht 100,000 hektarësh (40,000 hektarë), do të jenë në gjendje të ofrojnë energji të mjaftueshme për të përmbushur plotësisht nevojat e një qyteti amerikan me një popullsi prej 50,000 banorësh.

Oqeani ka qenë gjithmonë i pasur me energjinë e valëve, baticave dhe rrymave. Në kohët e lashta, duke vëzhguar lëvizjen e rrymave ujore, peshkatarët nuk dinin asgjë për "energjinë e baticës" ose "kultivimin e leshterikëve", por ata e dinin se ishte më e lehtë të dilje në det në baticë dhe të kthehesh në baticë. Ata, natyrisht, e dinin se nganjëherë valët godasin bregun rëndë dhe tmerrësisht, duke hedhur gurë mbi shkëmbinjtë e tij dhe për "lumenjtë e detit" që i çonin gjithmonë në ishujt e nevojshëm dhe se ata gjithmonë do të ishin në gjendje të ushqeheshin. vetë butakët, krustacet, peshqit dhe algat e ngrënshme që rriten në oqean Në ditët e sotme, ndërsa nevoja për lloje të reja të karburantit është rritur, oqeanografët, kimistët, fizikanët, inxhinierët dhe teknologët po i kushtojnë vëmendje gjithnjë e më të madhe oqeanit si një burim potencial energjie.

Ekziston një sasi e madhe kripe e tretur në oqean. A mund të përdoret kripësia si burim energjie?

Ndoshta. Përqendrimi i madh i kripës në oqean bëri që një numër studiuesish në Institutin Scripps të Oqeanografisë në La Colla (Kaliforni) dhe qendra të tjera të mendonin për krijimin e instalimeve të tilla. Ata besojnë se për të marrë sasi të mëdha energjie, është mjaft e mundur të projektohen bateri në të cilat do të ndodhin reaksione midis ujit të kripur dhe atij jo të kripur.

Temperatura e ujit të oqeanit ndryshon nga vendi në vend. Midis Tropikut të Kancerit dhe Tropikut të Bricjapit, sipërfaqja e ujit nxehet deri në 82 gradë Fahrenheit (27 C). Në një thellësi prej 2000 këmbësh (600 metra) temperatura bie në 35, 36, 37 ose 38 gradë Fahrenheit (2-3,5 C). Shtrohet pyetja: a është e mundur të përdoret diferenca e temperaturës për të gjeneruar energji? A mundet një termocentral që lundron nën ujë të prodhojë energji elektrike?

Po, dhe është e mundur.

Në vitet e largëta të 20-ta të shekullit tonë, Georges Claude, një fizikan francez i talentuar, i vendosur dhe shumë këmbëngulës, vendosi të eksplorojë këtë mundësi. Pasi zgjodhi një pjesë të oqeanit pranë bregut të Kubës, ai arriti, pas një sërë përpjekjesh të pasuksesshme, të merrte një instalim me një kapacitet prej 22 kilovatësh. Kjo ishte një arritje e madhe shkencore dhe u mirëprit nga shumë shkencëtarë.

Duke përdorur ujë të ngrohtë në sipërfaqe dhe ujë të ftohtë në thellësi dhe duke krijuar teknologjinë e duhur, ne kemi gjithçka të nevojshme për të prodhuar energji elektrike, të sigurt përkrahësit e përdorimit të energjisë termike të oqeanit. "Ne vlerësojmë se këto ujëra sipërfaqësore përmbajnë rezerva energjie që janë 10,000 herë më të mëdha se kërkesa globale për energji."

“Mjerisht,” kundërshtuan skeptikët, “Georges Claude mori vetëm 22 kilovat energji elektrike në Gjirin e Matanzas?” Nuk funksionoi, sepse për të marrë këto 22 kilovat, Klodi duhej të shpenzonte 80 kilovat për funksionimin e pompave të tij.

Sot, profesori i Institutit Scripps të Oqeanografisë, John Isaac, do t'i bëjë llogaritjet më të sakta. Sipas vlerësimeve të tij, teknologjia moderne do të bëjë të mundur krijimin e termocentraleve që përdorin ndryshimet e temperaturës në oqean për të prodhuar energji elektrike, e cila do ta prodhonte atë dy herë më shumë se konsumi global sot. Kjo do të jetë energjia elektrike e prodhuar nga një impiant i konvertimit të energjisë termike të oqeanit (OTEC).

Sigurisht, ky është një parashikim inkurajues, por edhe nëse realizohet, rezultatet nuk do të ndihmojnë në zgjidhjen e problemeve të energjisë në botë. Natyrisht, qasja në furnizimet me energji elektrike OTEC ofron mundësi të mëdha, por (të paktën tani për tani) energjia elektrike nuk i ngre aeroplanët në qiell, nuk i shtyn makinat, kamionët ose autobusët, ose nuk lundron anijet nëpër dete.

Megjithatë, aeroplanët dhe makinat, autobusët dhe kamionët mund të lëvizin me gaz, i cili mund të nxirret nga uji dhe ka shumë ujë në dete. Ky gaz është hidrogjen dhe mund të përdoret si lëndë djegëse. Hidrogjeni është një nga elementët më të zakonshëm në Univers. Në oqean gjendet në çdo pikë uji. E mbani mend formulën e ujit? Formula HOH do të thotë që një molekulë uji përbëhet nga dy atome hidrogjeni dhe një atom oksigjeni. Hidrogjeni i nxjerrë nga uji mund të digjet si lëndë djegëse dhe të përdoret jo vetëm për të lëvizur automjete të ndryshme, por edhe për të prodhuar energji elektrike.

Kthimi