Có đủ vấn đề trong thế giới hiện đại. Bất chấp những tiên đoán của các tác giả khoa học viễn tưởng, con người vẫn chưa thể vượt qua nạn đói, và những căn bệnh truyền nhiễm cho đến ngày nay vẫn là mối đe dọa chết người đối với cuộc sống và sức khỏe của những người sống trên Trái đất. Nhưng vấn đề chính là sự cạn kiệt các nguồn tài nguyên cung cấp năng lượng cho nền văn minh của chúng ta. Một nguồn năng lượng phi truyền thống mới có thể trở thành một lối thoát. Ý nghĩa của khái niệm này là gì?
Đây là gì?
Nói một cách đơn giản, một nguồn năng lượng độc đáo là một cách thu nhận nó, không được sử dụng ở quy mô công nghiệp, đang thử nghiệm và chỉ đang được chuẩn bị để sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Nhưng đặc điểm nổi bật chính của các phương pháp thu năng lượng như vậy là tính an toàn với môi trường và khả năng tái tạo hoàn toàn của chúng.
Chúng có thể bao gồm trang trại gió, tấm pin mặt trời, nhà máy điện thủy triều. Ngoài ra, cùng một lớp có thể bao gồmcác nhà máy khí sinh học, cũng như các dự án đầy hứa hẹn về nhà máy nhiệt điện (mặc dù ở một thời gian dài).
Năng lượng mặt trời
Nguồn năng lượng độc đáo này chỉ có thể tương đối được gọi là "độc đáo". Lý do duy nhất là hiện nay công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời trên Trái đất chưa quá phát triển: bầu khí quyển bị ô nhiễm, pin mặt trời còn rất đắt. Không gian là một vấn đề khác. Các tấm pin mặt trời có sẵn trên tất cả các tàu vũ trụ và thường xuyên cung cấp năng lượng miễn phí cho thiết bị của họ.
Không thể cho rằng nguồn năng lượng "phi truyền thống" này chỉ thu hút sự chú ý của mọi người trong thời đại chúng ta. Mặt trời đã là một nguồn nhiệt miễn phí từ thời cổ đại. Ngay cả nền văn minh Sumer cũng sử dụng các thùng chứa trên nóc các ngôi nhà để nước được làm nóng vào những ngày hè nóng nực.
Về nguyên tắc, kể từ đó đến nay tình hình không có nhiều thay đổi: lĩnh vực năng lượng này chỉ được phát triển hiệu quả ở những quốc gia có những khu vực hoang vắng và nóng bức. Ví dụ, hầu hết Israel và California ở Hoa Kỳ nhận được năng lượng do các tấm pin mặt trời tạo ra. Phương pháp này có nhiều ưu điểm: các tế bào quang điện hiện đại có đặc điểm là tăng hiệu suất, để mỗi năm thế giới sẽ có thể sản xuất ngày càng nhiều năng lượng hoàn toàn sạch và an toàn.
Thật không may, giá của công nghệ (như chúng ta đã nói ở trên) vẫn còn cao và việc sản xuất pin sử dụng các nguyên tố độc hại đến mức chúng ta có thể nói về một số loại sinh tháinó trở nên hoàn toàn vô nghĩa. Người Nhật hành động hơi khác, sử dụng rộng rãi các nguồn năng lượng tái tạo và phi truyền thống trong thực tế.
trải nghiệm Nhật Bản
Tất nhiên, các tấm pin mặt trời ít nhiều cũng được sử dụng nhiều ở Nhật Bản. Nhưng những năm gần đây, họ đã quay trở lại với một thông lệ có lịch sử hàng nghìn năm: các bể chứa và đường ống đen được lắp đặt trên nóc các ngôi nhà, nước được làm nóng bằng tia nắng mặt trời. Với tình hình năng lượng nghiêm trọng ở quốc đảo này, chi phí tiết kiệm được là rất đáng kể.
Hiện tại, các nhà phân tích tin rằng đến năm 2025, năng lượng mặt trời sẽ chiếm vị trí quan trọng trong xã hội ở hầu hết các quốc gia trên thế giới. Tóm lại, việc sử dụng các nguồn năng lượng phi truyền thống trong 50-70 năm tới sẽ trở nên ồ ạt.
Sinh khí
Tất cả các khu định cư lớn của con người từ thời xa xưa đều phải đối mặt với một vấn đề chung - rác thải. Toàn bộ dòng sông nước thải thậm chí còn lớn hơn khi con người thuần hóa gia súc và lợn và bắt đầu nuôi chúng với quy mô lớn.
Khi không có nhiều rác thải, nó có thể được sử dụng để bón ruộng. Nhưng vào thời điểm đó, khi số lượng lợn giống bắt đầu lên đến hàng triệu con, cần phải giải quyết bằng cách nào đó. Thực tế là phân tươi của loài động vật này chỉ đơn giản là độc hại đối với thực vật. Để làm cho chúng hữu ích, bạn cần phải chịu được bùn, sục khí và sử dụng một phần thuốc để ổn định mức độ pH. Nó rất đắt.
Biogas là lâu đời nhấtxu hướng
Các nhà khoa học nhanh chóng thu hút sự chú ý đến kinh nghiệm của Trung Quốc và Ấn Độ cổ đại, nơi thậm chí trước thời đại của chúng ta, con người đã bắt đầu sử dụng khí mê-tan thu được từ rác thải sinh hoạt thối rữa. Sau đó, nó được sử dụng thường xuyên nhất để nấu ăn.
Tổn thất xăng rất lớn, nhưng nó đủ để đơn giản hóa bài tập về nhà. Nhân tiện, ở những nước này, các giải pháp như vậy được sử dụng tích cực cho đến ngày nay. Do đó, khí sinh học như một nguồn năng lượng độc đáo có triển vọng lớn, nếu chúng ta tiếp cận vấn đề bằng công nghệ hiện đại.
Một công nghệ xử lý nước thải từ các doanh nghiệp chăn nuôi đã được đề xuất, kết quả là thu được khí mêtan tinh khiết ở đầu ra. Vấn đề của sự phát triển của nó là chỉ có thể tạo ra những doanh nghiệp như vậy ở những vùng có nền chăn nuôi phát triển. Ngoài ra, triển vọng tăng sản lượng khí sinh học càng thấp khi càng sử dụng nhiều thuốc kháng sinh và chất tẩy rửa trong các doanh nghiệp nông nghiệp: ngay cả một lượng nhỏ trong số đó cũng ức chế quá trình lên men, do đó toàn bộ phân bị bao phủ bởi nấm mốc.
Máy tạo gió
Nhớ Don Quixote với những "người khổng lồ" của anh ấy chứ? Ý tưởng sử dụng sức mạnh của gió từ lâu đã làm phấn khích tâm trí của các nhà khoa học, và do đó rất nhanh chóng họ đã tìm ra lối thoát: những chiếc cối xay gió bắt đầu cung cấp thường xuyên bột mì hạng nhất cho dân số đô thị đang tăng nhanh.
Tất nhiên, khi những chiếc máy phát điện đầu tiên xuất hiện, tâm trí của các nhà khoa học lại sở hữu ý tưởng tương tự. Làm thế nào bạn có thể không muốn sử dụng sức mạnh vô hạn của gióđể nhận miễn phí hiện tại?
Ý tưởng này nhanh chóng được đưa vào thực tế, và do đó ở Nhật Bản, Đan Mạch, Ireland và Mỹ hiện có khá nhiều khu vực, trong đó 80% trở lên được cung cấp điện thông qua việc sử dụng các cối xay gió. Ở Hoa Kỳ và Israel hiện nay đã có hơn một chục công ty phát triển và lắp đặt máy phát điện gió - đây là một nguồn năng lượng phi truyền thống rất hứa hẹn. Định nghĩa về "độc đáo" không phù hợp lắm ở đây, vì năng lượng gió đã có lịch sử lâu đời.
Cũng có đủ vấn đề trong trường hợp của họ. Tất nhiên, điện là miễn phí, nhưng để lắp đặt một cối xay gió, một lần nữa, bạn cần một khu vực sa mạc, nơi gió thổi nhiều nhất trong năm. Ngoài ra, chi phí chế tạo và lắp đặt một máy phát điện mạnh (có cột buồm cao vài chục mét) lên tới hàng chục nghìn USD. Và do đó, xa tất cả các quốc gia đều có thể mua được điện "miễn phí", trong đó khả năng sản xuất điện bằng năng lượng gió là hoàn toàn có thật.
Năng lượng nhiệt hạch
Đây là ước mơ cuối cùng của nhiều nhà vật lý hiện đại. Công việc kiềm chế phản ứng nhiệt hạch bắt đầu từ những năm 50 của thế kỷ trước, nhưng cho đến nay vẫn chưa thu được một lò phản ứng nào đang hoạt động. Tuy nhiên, tin tức từ những mặt trận này khá lạc quan: các nhà khoa học cho rằng trong vòng 20-30 năm tới, họ vẫn có thể tạo ra một nguyên mẫu hoạt động được.
Nhân tiện, tại sao lĩnh vực khoa học này lại quan trọng đến vậy? Thực tế là khi hai nguyên tử hydro hoặc heli hợp nhất, nó hình thànhNăng lượng gấp hàng trăm nghìn lần so với khi vài nghìn hạt nhân uranium bị phân hủy! Trữ lượng các nguyên tố transuranium rất lớn, nhưng chúng đang dần cạn kiệt. Nếu hydro được sử dụng để tạo ra năng lượng, chỉ riêng dự trữ của nó trên hành tinh của chúng ta sẽ tồn tại hàng trăm nghìn năm.
Hãy tưởng tượng một lò phản ứng nhỏ gọn có thể hoạt động trong vài thập kỷ mà không cần tiếp nhiên liệu, cung cấp đầy đủ điện cho một căn cứ khổng lồ của người ngoài hành tinh! Nguồn năng lượng phi truyền thống nhiệt hạch là cơ hội thiết thực cho tất cả nhân loại, tạo cơ hội để bắt đầu khám phá không gian rộng lớn.
Thật không may, công nghệ có rất nhiều thiếu sót. Thứ nhất, vẫn chưa có một nguyên mẫu nào hoạt động ít nhiều và những đột phá theo hướng này đã có từ rất lâu trước đây. Kể từ đó, người ta ít nghe nói về bất kỳ thành công thực sự nào.
Thứ hai, sự hợp nhất của các hạt nhân ánh sáng tạo ra một lượng lớn neutron nhẹ. Ngay cả những tính toán sơ bộ cũng cho thấy rằng các phần tử của lò phản ứng chỉ trong 5 năm nữa sẽ trở nên phóng xạ đến mức vật liệu của chúng sẽ bắt đầu phân hủy, thoái hóa hoàn toàn. Nói một cách dễ hiểu, công nghệ này cực kỳ không hoàn hảo và triển vọng của nó vẫn còn rất mơ hồ. Tuy nhiên, ngay cả khi ít nhất những tính toán sơ bộ là chính xác, thì nguồn năng lượng thay thế độc đáo này chắc chắn có thể trở thành sự cứu rỗi thực sự cho toàn bộ nền văn minh của chúng ta.
Trạm thủy triều
Trong thần thoại và truyền thống của các dân tộc trên thế giới, bạn có thể tìm thấy rất nhiều tài liệu tham khảo về nhữngcác lực lượng thần thánh chi phối sự lên xuống và dòng chảy. Con người kinh ngạc về sức mạnh khổng lồ có thể khiến khối nước chuyển động như vậy.
Tất nhiên, với sự phát triển của công nghiệp, con người lại hướng mắt đến năng lượng thủy triều, điều này có thể tạo ra các nhà máy điện lặp lại phần lớn ý tưởng của các nhà máy thủy điện đã được thử nghiệm và chứng minh từ lâu. Lợi thế của nó là năng lượng rẻ, hoàn toàn không có chất thải nguy hại và không cần đất ngập lụt, như trường hợp của các nhà máy thủy điện. Điểm bất lợi là chi phí xây dựng cao.
Kết luận
Do đó, chúng ta có thể nói rằng các nguồn năng lượng tái tạo phi truyền thống có thể cung cấp cho nhân loại lượng điện sạch và rẻ khoảng 70%, nhưng để sử dụng đại trà thì cần phải giảm chi phí công nghệ.
