Перспективы развития современных технологий

Электромобили и растения, очищающие почву от загрязнений, опреснение морской воды и ядерные электростанции – все это и многое другое является продуктом современной технологии.
Солнечная энергия для вашего дома

 

Представьте себе, что вы не будете платить за электроэнергию. Использование энергии солнце делает это возможным. Солнечные энергетические системы используют фотогальванические элементы, которые преобразовывают свет в электричество, а полученная электроэнергия будет доступна только вам. В комплекте к этой системе, неплохо было бы обзавестись еще и солнечной водонагревательной системой, чтобы сделать ваш дом полностью автономным. Единственная проблема – это цена: за солнечную систему придется заплатить от 25000 до 30000 тысяч долларов и дополнительно 10000 тысяч за солнечную водонагревательную систему.

Солнечные фермы

 

Пока существует 2 способа получения энергии на солнечных фермах: первый – когда большое количество громадных зеркал, установленных под определенным углом и меняющих этот угол в зависимости от времени суток, концентрируют свет на резервуаре с водой. Нагреваясь, вода превращается в пар, который приводит в движение турбины, вырабатывающие электричество. Второй способ – когда резервуар отсутствует, а вместо зеркал используются солнечные батареи. Пожалуй, самым большим минусом первого способа, является то, что такие электростанции, по понятным причинам, не могут работать ночью и в те дни, когда небо затянуто облаками. Но с этой проблемой можно разобраться: на некоторых электростанциях подобного типа, солнечные лучи концентрируются на резервуаре, в котором находиться не вода, а соль. Соль довольно хорошо аккумулирует тепло, благодаря высокой температуре соли нагревается вода и так далее. Единственный минус, который, пожалуй, человечество не в силах преодолеть – это стоимость. Постройка одной электростанции, как первого, так и второго типа может стоить несколько сотен миллионов долларов.

Электромобили

 

Автомобили, работающие на электричестве в 4 раза эффективнее обычных автомобилей, работающих на жидком топливе, и в 2 раза эффективнее гибридных машин. Стоят они довольно дешево, не загрязняют атмосферу выхлопными газами, имеют высокий уровень безопасности. Самой большей проблемой на пути их популяризации, является быстрая разрядка аккумуляторов, кроме того вызывает беспокойство работа в холодное время года, а также возможность возгорания от перегрева. Но в ближайшем будущем будут разработаны аккумуляторы нового типа, имеющие довольно большую емкость, при относительно низкой стоимости и гарантированной безопасности при эксплуатации.

Транспортные средства на водороде

 

Водородные топливные элементы вырабатывает электричество при реакции водорода и кислорода. Автомобили, использующие водород, в 2 раза эффективней, чем бензиновые, а единственным побочным продуктом от работы двигателя является вода. Современные методы крупномасштабного водородного производства позволяют извлекать водород из природного газа – метана, производя существенное количество углекислого газа в процессе производства. Существенный минус – крайне незначительное количество станций по заправке водородом.

Нефть из отходов

 

Любые углеродные отходы, от кишок индейки до использованных шин, под воздействием высокой температуры и давления могут быть превращены в нефть посредством особого процесса, который называется термо-деполимеризацией. Это происходит примерно так же как и естественное образование нефти, но благодаря технологии, процесс получения того же самого сырья ускорен на миллионы лет. Сторонники этой технологии утверждают, что тонна отходов индейки может дать приблизительно 600 фунтов нефти.

Ядерная энергия

 

В крошечном атоме содержится колоссальное количество энергии. Как нам всем известно, не так давно человечество научилось эту энергию использовать. Ядерная энергия не требует огромных капиталовложений, к тому же из небольшого количества топлива получается большое количество энергии. Только в США атомные электростанции поставляют 1/5 электричества для всей страны, и в мире этот показатель начинает неумолимо расти. Постепенно ядерная энергия вытесняет традиционные источники, при этом не загрязняет атмосферу и имеет довольно высокий КПД. Но, с другой стороны, самый большой минус атомной энергетики – это радиоактивные отходы, которые мы еще не научились утилизировать.

Опреснение

 

По данным Организации Объединенных Наций нехватка пресной воды затронет миллиарды людей уже к середине этого столетия. Искусственное получение пресной воды, в основном за счет удаление солей и минералов из морской воды, является одним из способов обеспечения питьевой водой в некоторых районах планеты, где ощущается ее нехватка. Проблема этой технологии состоит в ее дороговизне и больших энергозатратах. Ученые работают над удешевлением технологии. Основная идея состоит в том, что недорогие виды топлива могут использоваться для нагревания и испарения воды, перед тем как она будет пропущена через мембраны с микроскопическими порами, чтобы увеличить эффективность процесса.

Озеленение крыш домов

 

Удивительно, что эта концепция, напоминающая нам об одном из Семи Чудес Света — Висячих садах Семирамиды – до сих пор не завоевывала популярность в современном мире. Легенда гласит, что крыши, балконы и террасы королевского дворца Вавилона были превращены в сады в соответствии с указом царя, чтобы утешить одну из его жен. Озеленение крыш помогает поглощать высокую температуру, уменьшает воздействие углекислого газа, поглощая CО2 и выделяя кислород, поглощает дождевую воду и уменьшает потребность в использовании кондиционеров летом. В конечном счете, этот метод мог бы уменьшить эффект «острова тепла», который характерен для урбанизированных территорий. Бабочки и певчие птицы могли бы также найти приют на озелененных городских крышах ,и поднимали бы настроение жителям дома, как в свое время жене царя – Семирамиде.

Энергия течений и волн

 

Гидрокинетические устройства похожи на ветряные мельницы, только строятся они под водой. Движение воды в реках, океанические течения, приливы и отливы, все это может служить движущей силой роторов турбин, которые вырабатывают электричество. Этот вид энергии возобновим, подобные электростанции не загрязняют окружающую среду. Минус – по сравнению с остальными электростанциями, станции подобного типа вырабатывают небольшое количество энергии.

Преобразование тепловой энергии Мирового океана

 

Данная концепция основана на том, что солнце нагревает поверхность океана. Нагретая таким образом морская вода используется для нагрева аммиака или любой другой жидкости, кипящей при низкой температуре. Пар, выделяемый при этом, двигает турбины, которые вырабатывают электричество. Отработанный пар охлаждается холодной водой, взятой с глубин океана, и процесс повторяется. Здесь нужно сказать, что если бы нам удалось использовать хотя бы одну десятую процента солнечной энергии поступающей в океан, то ежедневно можно было бы вырабатывать электроэнергии в 20 раз больше, чем тратит за тот же период США. Но, к сожалению, это требует огромного количества инвестиций, масштабных исследований и большого количества человеческих ресурсов.

Пусть растения и микробы убирают за нами

 

 

Биов��сстановление (биоремедиация) использует микробы и растения для очистки загрязнений. При помощи микроорганизмов производят очистку в загрязненной воды от нитратов, растения способны поглощать мышьяк из загрязненной почвы (фиторемедиация). Американское Агентство по охране окружающей среды уже имеет опыт использования этого процесса для очистки территорий. Чаще всего для очистки местности выгодно использовать местные виды растений, потому что в большинстве случаев они не требуют применения пестицидов или полива. В других случаях ученые пытаются генетически модифицировать растения, чтобы они извлекали загрязняющие вещества из почвы при помощи корневой системы и транспортировали их в листья, что существенно упрощает процесс очистки.

Ветровые фермы

 

В настоящее время самое большое количество электростанций такого типа находится в США. 18000 мВт, производимых в этой стране ветровыми фермами, достаточно для того, чтобы обеспечить электроэнергией 5.4 млн. домов. Использование энергии ветра постепенно набирает популярность во всем мире. К примеру, в Дании, 20% всего электричества п��оизводиться именно на таких электростанциях. Ветер – чистый, неисчерпаемый источник энергии. Единственное беспокойство, которое вызывают подобные электростанции – это то, что турбины негативно влияют на экосистемы, в которых они установлены.

 

 

Энергия ветра для индивидуальных домов. Принцип тот же, что и у ветровых ферм, только масштабы поменьше. Домашние электростанции такого типа не могут служить единственным источником энергии, во-первых из-за стоимости, а во-вторых из-за того, что при увеличении размеров или количества роторных турбин, появляется довольно сильное шумовое сопровождение.

Геотермальная энергия

 

 

В недрах нашей планеты спрятано колоссальное количество энергии, большую часть которой нам еще предстоит открыть. В настоящее время человечество научилось использовать энергию, выделяемую при вулканических процессах, а именно – энергию геотермальных источников. Воды геотермальных источников имеют очень высокую температуру, а электростанции, использующие эти воды, не производят никаких отходов и работают круглые сутки. Примерно 8 000 мегаватт геотермического электричества в настоящее время производятся во всем мире, включая приблизительно 2 800 мегаватт в Соединенных Штатах Америки. Негативной стороной является то, что они требуют очень больших капиталовложений, прежде чем начнут вырабатывать электричество.

Захоронение отходов

 

Углекислый газ является одним наиболее известных парниковых газов, способствующих глобальному потеплению. По данным Управления по энергетической информации (EIA — Energy Information Administration) к 2030 году в атмосфере будет накоплено примерно 8000 миллионов тонн CO2. Некоторые эксперты говорят, что невозможно сократить выбросы CO2 в атмосферу и необходимо просто найти способы избавиться от газа. Один из предлагаемых методов заключается в том, чтобы переместить его под землю, прежде чем он получит шанс выйти в атмосферу. После того как CO2 отделен от других газов, он может быть захоронен в заброшенных нефтяных скважинах, засолонённых коллекторах и других подобных местах. Хотя это и звучит замечательно, ученые не уверены в том, что захороненный газ будет оставаться под землей и что можно рассчитывать на долгосрочный эффект. Кроме того, расходы на сепарацию газа и захоронение слишком высоки, чтобы рассматривать эту технологию в качестве практического решения проблемы.

Отказ от бумаги

 

Представьте себе, что вы уютно устроились на диване с утренней газетой, а затем, используя тот же лист бумаги, читаете последний роман вашего любимого писателя. Это одна из возможностей электронной бумаги – гибкого дисплея, который очень похож на настоящую бумагу, но может использоваться снова и снова. Дисплей содержит множество крошечных микрокапсул, заполненных частицами, которые несут электрические заряды и располагаются на стальной фольге. Каждая микрокапсула состоит из белой и черной частиц, которые несут соответственно положительный или отрицательный заряды. В зависимости от того, какой заряд подается, черные или белые частицы формируют различные изображения. Чтобы представить себе перспективность этой технологии, достаточно сказать, что в одних только Соединенных Штатах каждый рабочий день продается более 55 миллионов газет.