Екологичната криза се ускорява всеки ден. Замърсяването на планетата и експлоатацията на изкопаеми ресурси оставят безспорна следа от бедствия в атмосферата, водата и почвите. Тези практики не само изчерпват природните ресурси, но и оказват отрицателно въздействие върху биоразнообразието и глобалния климат. Ето защо е наложително да идентифицираме и приемем алтернативни енергии, които могат да задоволят нашите енергийни нужди, без да вредят на околната среда.
Възобновяеми и алтернативни енергии Те бързо се налагат като едно от най-жизнеспособните решения за намаляване на зависимостта ни от изкопаемите горива. Въпреки че възобновяемите енергии като слънчева, вятърна и геотермална вече играят решаваща роля в глобалната енергийна икономика, днес искаме да се съсредоточим върху други алтернативни енергии които са в процес на разработка или изследване и които в бъдеще също ще имат значително въздействие върху енергийната устойчивост.
Причини за търсене на алтернативни енергии
Изчерпването на изкопаемите горива не е нещо ново. Стигнахме до точка, в която потреблението на изкопаеми ресурси като петрол, въглища и газ е надхвърлило регенерационния капацитет на планетата, причинявайки сериозни промени в климата. Емисиите на парникови газове продължават да нарастват до тревожни нива, допринасяйки за промените в глобалните температурни модели, покачването на морското равнище и екстремните метеорологични явления.
Изменението на климата Това не е единствената причина да търсите алтернативи. Традиционното производство на електроенергия е засегнато от екологични и икономически недостатъци. Изкопаемите горива генерират замърсяващи отпадъци, докато алтернативните енергии като биомаса, слънчева и вятърна енергия представляват възможност за преминаване към по-чист и по-ефективен енергиен модел. В допълнение към конвенционалните възобновяеми енергии, като вятърна или слънчева, има и други източници на устойчива алтернативна енергия които обещават жизненоважна промяна в глобалния енергиен пейзаж. По-долу разглеждаме някои от най-обещаващите.
Солена вода
Едно от най-иновативните предложения е получаването на енергия от солена вода. Тази технология, известна още като енергия от морска осмоза, се възползва от природния феномен на разликата в концентрацията между прясна и солена вода, за да генерира електричество. Най-проучваният процес за постигане на това е обратна електродиализа, което позволява извличането на енергия при смесване на прясна и солена вода през специални мембрани.
Основното предизвикателство до момента е наличието на прясна вода и високите разходи за енергия, свързани с обезсоляването на морската вода. Въпреки това, напредъкът в мембранната технология увеличи ефективността на този процес, което го прави интересна опция, която да бъде разгледана в бъдеще. Норвегия откри първата осмотична електроцентрала в света през 2009 г.
Хелиокултура
Хелиокултурата е техника, която използва фотосинтезиращи организми за създаване на горива по устойчив начин. Чрез смесване на въглероден диоксид, солена вода (солена вода с ниска концентрация) и слънчева светлина е възможно да се генерира въглеводородно гориво без отрицателното въздействие на настоящите процеси, базирани на изкопаеми горива.
Това се постига чрез имитиране на естествения процес на фотосинтеза в растенията и анаеробните организми, които трансформират тези елементи в енергийни резерви. За разлика от традиционните горива, които изискват процеси на химическо рафиниране, хелиокултурата предлага чисто и директно решение за производство на енергия. Все още изисква повече изследвания за мащабиране на производството, но вече се разглежда като жизнеспособна алтернатива за бъдещето на тежкия транспорт и индустрията.
Пиезоелектричество
Пиезоелектричеството е друг новаторски вид алтернативна енергия. Той се възползва от свойствата на определени кристални материали, които, когато са подложени на натиск или механична промяна, генерират електрически заряд. Това явление може да се използва в градска среда с висока плътност за събиране на енергия от човешкото движение. Представете си, че генерирате енергия, докато просто вървите по претъпкан тротоар или шофирате по път, направен от пиезоелектрични материали.
Инсталирането на пиезоелектрични повърхности на стратегически места, като гари, летища или търговски центрове, това може да бъде нов начин за генериране на възобновяема енергия в малък мащаб. Освен това се разработват интелигентни плочки, които могат да бъдат инсталирани на улиците или дори в собствения ни дом.
Морска топлинна енергия
Тази алтернатива се основава на температурната разлика между повърхностните води и дълбоките води на океана за генериране на енергия. Инсталациите за преобразуване топлинна енергия на океана (OTEC) използват парни турбини, задвижвани от този термичен градиент, за да генерират чисто електричество. Въпреки че технологията OTEC се предлага повече от век, последните технологични постижения в морската инфраструктура повишиха нейната жизнеспособност.
Днес инсталациите на OTEC се изграждат и тестват в тропически региони, където температурните разлики са значителни. Основната пречка остава високата цена на инфраструктурата, но в дългосрочен план този вид енергия може да осигури жизнеспособно и чисто решение.
Горящи скали
Геотермалната енергия е една от най-ефективните и устойчиви форми на възобновяема енергия и нейното използване от горещи скали, присъстващи в земната кора, продължава да расте. Топлината от мантията на Земята загрява определени скали на голяма дълбочина и чрез изпомпване на студена вода върху тези скали се генерира пара, която след това задвижва турбини за генериране на електричество.
геотермални централи Те могат да бъдат контролирани и позволяват постоянно и предвидимо генериране на енергия, което ги прави атрактивен вариант за покриване на стабилно търсене на енергия. Освен това те нямат същите ограничения като другите периодични възобновяеми източници, като слънчева или вятърна енергия.
Енергия на изпаряване
Изследователите са разработили технологии, които се възползват от естествения процес на изпаряване на водата за генериране на електричество. Тази енергия на изпарение се основава на разработването на устройства, които улавят енергията, генерирана, когато водата се изпарява от повърхността. Тази енергийна система е особено обещаваща в райони, където има изобилие от водни басейни, като езера и реки. Въпреки че все още е в експериментална фаза, енергия на изпарение може да предложи безпрецедентно решение за производство на електроенергия в региони с високо водно съдържание, без необходимост от изграждане на голяма инфраструктура.
Вихрови вибрации
Тази технология се основава на улавяне на енергията, генерирана от океанските течения, които създават вихри, докато текат около структури. Редуващото се движение на тези вихри генерира вибрации, които могат да бъдат преобразувани в механична енергия, подходяща за задвижване на турбини, способни да произвеждат електричество. Въпреки че концепцията е сравнително нова, има няколко прототипа на вихрово генериране на енергия са показали, че това е обещаващ вариант за райони с постоянни океански течения. Основното му предимство е, че не изисква големи разлики в скоростта, което го прави жизнеспособен дори в крайбрежни среди с леки течения.
Извънземна слънчева енергия
Въпреки че може да изглежда като нещо излязло от научната фантастика, експертите вече проучват как да се възползват от слънце в космоса да генерира енергия. Идеята е слънчевите панели да бъдат поставени извън земната атмосфера, където не се влияят от нощта, облаците или сезоните. По този начин слънчевата енергия може да се събира ефективно 24 часа в денонощието. Напредъкът в развитието на слънчевите сателити, обикалящи около Земята, отваря възможността за предаване на тази енергия обратно към повърхността с помощта на микровълни. Тази технология, макар и все още във фаза на разработка, може да революционизира начина, по който се генерира и разпределя енергията, решавайки едно от големите предизвикателства на традиционната слънчева енергия: нейната периодичност.
Възможностите, предлагани от тези алтернативни енергии, ни представят бъдеще, в което можем да имаме разнообразни енергийни системи, които не зависят от изкопаемите горива и които зачитат околната среда, като същевременно гарантират енергийна сигурност.