32,6 % – ropa a ropné produkty. 30,0 % – uhlie. 23,7 % – plyn. Prvé tri medzi energetickými zdrojmi, ktoré zásobujú ľudstvo, vyzerajú presne takto. Hviezdne lode a „zelená“ planéta sú stále tak ďaleko ako „ďaleká, ďaleko“ galaxia.
Určite existuje pohyb smerom k alternatívnej energii, ale je taký pomalý, že sa očakáva prelom – zatiaľ nie. Povedzme si úprimne: najbližších 50 rokov budú naše domovy osvetľovať fosílne palivá.
Rozvoj alternatívnej energie ide pomaly, ako primáš po nábreží Temže. Dnes sa o netradičných zdrojoch energie popísalo oveľa viac, ako sa urobilo pre ich rozvoj a implementáciu do bežného života. Ale v tomto smere sú 3 uznávaní „mastodonti“, ktorí ťahajú zvyšok voza za sebou.
S jadrovou energetikou sa tu nepočíta, pretože o jej progresívnosti a účelnosti rozvoja sa dá diskutovať veľmi dlho.
Nižšie budú uvedené výkonové ukazovatele staníc, preto na analýzu hodnôt uvedieme východiskový bod: najvýkonnejšou elektrárňou na svete je jadrová elektráreň Kashiwazaki-Kariwa (Japonsko). Ktorý má kapacitu 8,2 GW.
Vzduchová energia: vietor v službách človeka
Základným princípom veternej energie je premena kinetickej energie pohybujúcich sa vzdušných hmôt na tepelnú, mechanickú alebo elektrickú energiu.
Vietor je výsledkom rozdielu tlaku vzduchu na povrchu. Tu sa uplatňuje klasický princíp „komunikujúcich nádob“, len v globálnom meradle. Predstavte si 2 body – Moskva a Petrohrad. Ak je teplota v Moskve vyššia, vzduch sa ohrieva a stúpa, pričom v spodných vrstvách zostáva nízky tlak a znížené množstvo vzduchu. V Petrohrade je zároveň tlaková výš a vzduchu je dosť „zdola“. Preto masy začínajú prúdiť smerom k Moskve, pretože príroda sa vždy snaží o rovnováhu. Takto vzniká prúdenie vzduchu, ktoré sa nazýva vietor.
Tento pohyb nesie obrovskú energiu, ktorú sa inžinieri snažia zachytiť.
Dnes 3 % svetovej produkcie energie pochádzajú z veterných turbín a kapacita rastie. V roku 2016 inštalovaný výkon veterných elektrární prevýšil kapacitu jadrových elektrární. Existujú však 2 funkcie, ktoré obmedzujú vývoj smeru:
1. Inštalovaný výkon je maximálny prevádzkový výkon. A ak jadrové elektrárne fungujú na tejto úrovni takmer stále, veterné elektrárne len zriedka dosahujú takéto ukazovatele. Účinnosť takýchto staníc je 30-40%. Vietor je extrémne nestabilný, čo obmedzuje použitie v priemyselnom meradle.
2. Umiestnenie veterných elektrární je racionálne v miestach konštantného prúdenia vetra – takto je možné zabezpečiť maximálnu účinnosť inštalácie. Lokalizácia generátorov je výrazne obmedzená.
Veternú energiu dnes možno považovať len za doplnkový zdroj energie v kombinácii s trvalými, akými sú jadrové elektrárne a stanice využívajúce horľavé palivo.
Veterné mlyny sa prvýkrát objavili v Dánsku – priniesli ich sem križiaci. Dnes v tejto škandinávskej krajine 42 % energie vyrábajú veterné elektrárne.
Projekt výstavby umelého ostrova 100 km od pobrežia Veľkej Británie je takmer dokončený. V Dogger Bank vznikne zásadne nový projekt – na 6 km2 bude inštalovaných veľa veterných turbín, ktoré budú prenášať elektrinu na pevninu. Bude to najväčšia veterná elektráreň na svete. Dnes je to Gansu (Čína) s kapacitou 5,16 GW. Ide o komplex veterných turbín, ktorý sa každým rokom rozrastá. Plánovaný ukazovateľ je 20 GW.
A trochu o nákladoch.
Ukazovatele priemerných nákladov na vyrobenú 1 kWh energie sú:
─ uhlie 9-30 centov;
─ vietor 2,5-5 centov.
Ak sa podarí vyriešiť problém so závislosťou od veternej energie a tým zvýšiť efektivitu veterných elektrární, tak majú veľký potenciál.
Slnečná energia: motor prírody – motor ľudstva
Princíp výroby je založený na zbere a distribúcii tepla zo slnečných lúčov.
Teraz je podiel solárnych elektrární (SPP) na svetovej produkcii energie 0,79%.
Táto energia je v prvom rade spojená s alternatívnou energiou – priamo pred vašimi očami sa črtajú fantastické polia pokryté veľkými platňami s fotobunkami. V praxi je ziskovosť tohto smeru dosť nízka. Medzi problémy patrí porušenie teplotného režimu nad solárnou elektrárňou, kde sa ohrievajú vzduchové hmoty.
Vo viac ako 80 krajinách existujú programy rozvoja solárnej energie. Ale vo väčšine prípadov hovoríme o pomocnom zdroji energie, pretože úroveň výroby je nízka.
Dôležité je správne umiestnenie výkonu, pre ktorý sú zostavené podrobné mapy slnečného žiarenia.
Slnečný kolektor slúži ako na ohrev vody na vykurovanie, tak aj na výrobu elektriny. Fotovoltaické články generujú energiu „vyraďovaním“ fotónov pod vplyvom slnečného žiarenia.
Lídrom vo výrobe energie v solárnych elektrárňach je Čína a vo výrobe na obyvateľa Nemecko.
Najväčšia solárna elektráreň sa nachádza na solárnej farme Topaz, ktorá sa nachádza v Kalifornii. Výkon 1,1 GW.
Existuje vývoj, ktorý umožňuje umiestniť kolektory na obežnú dráhu a zbierať slnečnú energiu bez jej straty v atmosfére, ale tento smer má stále príliš veľa technických prekážok.
Vodná sila: pomocou najväčšieho motora na planéte
Vodná energia je lídrom medzi alternatívnymi zdrojmi energie. 20 % svetovej produkcie energie pochádza z vodnej energie. A medzi obnoviteľnými zdrojmi 88 %.
Na určitom úseku rieky sa buduje mohutná priehrada, ktorá kanál úplne blokuje. Proti prúdu je vytvorená nádrž a výškový rozdiel po stranách hrádze môže dosiahnuť stovky metrov. Voda rýchlo prechádza priehradou v miestach, kde sú inštalované turbíny. Takže energia pohybujúcej sa vody roztáča generátory a vedie k tvorbe energie. Všetko je jednoduché.
Z mínusov: veľké územie je zaplavené, bioživot v rieke je narušený.
Najväčšou vodnou elektrárňou je Sanxia („Tri rokliny“) v Číne. Má kapacitu 22 GW a je najväčšou elektrárňou na svete.
Vodné elektrárne sú bežné na celom svete a v Brazílii poskytujú 80 % energie. Tento smer je najsľubnejší v alternatívnej energetike a neustále sa rozvíja.
Malé rieky nie sú schopné produkovať veľkú energiu, takže vodné elektrárne na nich sú navrhnuté tak, aby vyhovovali miestnym potrebám.
Využitie vody ako zdroja energie sa realizuje v niekoľkých hlavných koncepciách:
1. Použitie prílivu a odlivu. Technológia je v mnohom podobná klasickej vodnej elektrárni, len s tým rozdielom, že hrádza neblokuje kanál, ale ústie zálivu. Voda v mori robí denné výkyvy pod vplyvom príťažlivosti mesiaca, čo vedie k cirkulácii vody cez turbíny priehrady. Táto technológia bola implementovaná len v niekoľkých krajinách.
2. Využitie energie vĺn. Zdrojom energie môže byť aj neustále kolísanie vody na otvorenom mori. Nejde len o prechod vĺn cez staticky inštalované turbíny, ale aj o použitie „plavákov“: na hladinu mora sa však umiestňuje reťaz špeciálnych plavákov, vo vnútri ktorých sú malé turbíny. Vlny roztočia generátory a generuje sa určité množstvo energie.
Vo všeobecnosti sa dnes alternatívna energia nemôže stať globálnym zdrojom energie. Ale je celkom možné poskytnúť väčšine objektov autonómnu energiu. V závislosti od charakteristík územia si vždy môžete vybrať najlepšiu možnosť.
Pre globálnu energetickú nezávislosť bude potrebné niečo zásadne nové, ako napríklad „éterová teória“ slávneho Srba.
Bez demagógie je zvláštne, že v roku 2000 ľudstvo vyrába energiu nie oveľa progresívnejšie ako lokomotíva, ktorú odfotili bratia Lumierovci. Problematika energetických zdrojov dnes zašla ďaleko do sféry politiky a financií, ktoré určujú štruktúru výroby elektriny. Ak olej zapáli lampy, niekto to potrebuje...