Реферат: Нетрадиционные источники энергии
<img src="/cache/referats/5338/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1026">
План1. Что такое энергия?
2. Энергия солнца
3. Ветровая энергия
4. Энергия рек.
5. Энергия Земли
6. Энергия океана
7. Атомная энергия
8. Заключение
9. Список литературы
<img src="/cache/referats/5338/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1027">ЧТО ТАКОЕ ЭНЕРГИЯ?В нашем индустриальном обществе от энергиизависит все. С ее помощью движутся автомобили, улетают в космос ракеты. С еепомощью можно поджарить хлеб, обогреть жилище и привести в действиекондиционеры, осветить улицы, вывести в море корабли.Могутсказать, что энергией являются нефть и природный газ. Однако это не так. Чтобыосвободить заключенную в них энергию, их необходимо жечь, так же как бензин,уголь или дрова.
Ученыемогут сказать, что энергия — способность к совершению работы, а работасовершается, когда на объект действует физическая сила (такая, как давление илигравитация). Согласно формуле A=F*S, работа равна произведению силы нарасстояние, на которое переместился объект. Попросту говоря, работа — этоэнергия в действии.
Вы нераз видели, как подпрыгивает крышка закипающего кофейника, как несутся санки посклону горы, как набегающая волна приподнимает плот. Все это примеры работы,энергии в действии, действующей на предметы.
Подпрыгиваниекрышки кофейника было вызвано давлением пара, возникшем при нагреваниижидкости. Санки ехали потому, что существуют гравитационные силы. Энергия волндвигала плот.
В нашем работающем миреосновой всего является энергия, без нее и не будет совершаться работа. Когдаэнергия имеется в наличии и может быть использована, любой объект будет совершатьработу — иногда созидательную, иногда разрушительную. Даже музыкальныйинструмент — рояль — способен совершать работу.
Представьте себе, чтовдоль внешней стены многоквартирного дома поднимают рояль. Пока люди тянутза веревки, они прилагают силу,заставляющую рояль двигаться. В этом случае работу совершают люди, а не рояль.Он лишь накапливает потенциальную энергию по мере того, как все выше и вышеподнимается над землей. Когда, наконец, рояль достигает пятого этажа, он сможетвисеть на этом уровне до тех пор, пока люди внизу поддерживают его с помощьюверевок и блоков. Однако представьте, что веревки обрываются. Немедленнопроявится сила гравитации, и потенциальная энергия, накопленная роялем, начнетвысвобождаться. Рояль рухнет вниз. Он расплющит все, что попадается на егопути, удариться о тротуар и разобьется вдребезги. Вся ситуация, разумеется,случайна, и, тем не менее, служит примером того, что и рояль может совершатьработу. В данном случае — разрушительную, но все же работу.
Мир наполнен энергией,которая может быть использована для совершения работы разного характера.Энергия может находиться в людях и животных, в камнях и растениях, в ископаемомтопливе, деревьях и воздухе, в реках и озерах. Однако самыми большимирезервуарами накопленной энергии являются океаны — огромные пространства беспрерывно перемещающихся водных потоков,покрывающих около 71 % всей земной поверхности.
<img src="/cache/referats/5338/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1028">
ЭНЕРГИЯ СОЛНЦА.Впоследнее время интерес к проблеме использования солнечной энергии резковозрос, и хотя этот источник также относится к возобновляемым, внимание,уделяемое ему во всем мире, заставляет нас рассмотреть его возможностиотдельно.
Потенциальные возможностиэнергетики, основанной на использовании непосредственно солнечного излучения,чрезвычайно велики.
Заметим, чтоиспользование всего лишь 0.0125 % этого количества энергии Солнца могло быобеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0.5% — полностью покрыть потребности на перспективу.
К сожалению, вряд ли когда-нибудь эти огромные потенциальные ресурсыудастся реализовать в больших масштабах. Одним из наиболее серьезныхпрепятствий такой реализации является низкая интенсивность солнечногоизлучения. Даже при наилучших атмосферных условиях (южные широты, чистое небо)плотность потока солнечного излучения составляет не более 250 Вт/м<img src="/cache/referats/5338/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1025"><img src="/cache/referats/5338/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">Необходимость использовать коллекторы огромныхразмеров, кроме того, влечет за собой значительные материальные затраты.Простейший коллектор солнечного излучения представляет собой зачерненныйметаллический (как правило, алюминиевый) лист, внутри которого располагаютсятрубы с циркулирующей в ней жидкостью. Нагретая за счет солнечной энергии,поглощенной коллектором, жидкость поступает для непосредственногоиспользования. Согласно расчетам изготовление коллекторов солнечного излученияплощадью 1 км<img src="/cache/referats/5338/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1027"><img src="/cache/referats/5338/image007.gif" v:shapes="_x0000_i1028"> тонн алюминия.Доказанные на сегодня мировые запасы этого металла оцениваются в 1.17<img src="/cache/referats/5338/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1029"><img src="/cache/referats/5338/image011.gif" v:shapes="_x0000_i1030"> тонн.
Из написанного ясно, что существуют разные факторы,ограничивающие мощность солнечной энергетики. Предположим, что в будущем дляизготовления коллекторов станет возможным применять не только алюминий, но идругие материалы. Изменится ли ситуация в этом случае? Будем исходить из того,что на отдельной фазе развития энергетики (после 2100 года) все мировыепотребности в энергии будут удовлетворяться за счет солнечной энергии. В рамкахэтой модели можно оценить, что в этом случае потребуется «собирать»солнечную энергию на площади от 1<img src="/cache/referats/5338/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1031"><img src="/cache/referats/5338/image013.gif" v:shapes="_x0000_i1032"> до 3<img src="/cache/referats/5338/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1033"><img src="/cache/referats/5338/image013.gif" v:shapes="_x0000_i1034"> км<img src="/cache/referats/5338/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1035"><img src="/cache/referats/5338/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1036"><img src="/cache/referats/5338/image013.gif" v:shapes="_x0000_i1037"> км<img src="/cache/referats/5338/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1038">
<img src="/cache/referats/5338/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1029"><img src="/cache/referats/5338/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1039"><img src="/cache/referats/5338/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1040"> от 10 000 до 40 000человеко-часов. В традиционной энергетике на органическом топливе этотпоказатель составляет 200-500 человеко-часов.
Пока еще электрическая энергия, рожденнаясолнечными лучами, обходится намного дороже, чем получаемая традиционнымиспособами. Ученые надеются, что эксперименты, которые они проведут на опытныхустановках и станциях, помогут решить не только технические, но и экономическиепроблемы.
ВЕТРОВАЯ ЭНЕРГИЯ.
Огромна энергия движущихся воздушных масс. Запасыэнергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рекпланеты. Постоянно и повсюду на земле дуют ветры — от легкого ветерка, несущегожеланную прохладу в летний зной, до могучих ураганов, приносящих неисчислимыйурон и разрушения. Всегда неспокоен воздушный океан, на дне которого мы живем.Ветры, дующие на просторах нашей страны, могли бы легко удовлетворить все еепотребности в электроэнергии! Климатические условия позволяют развиватьветроэнергетику на огромной территории – от наших западных границ до береговЕнисея. Богаты энергией ветра северные районы страны вдоль побережья СеверногоЛедовитого океана, где она особенно необходима мужественным людям, обживающимэти богатейшие края. Почему же столь обильный, доступный, да и экологическичистый источник энергии так слабо используется? В наши дни двигатели,использующие ветер, покрывают всего одну тысячную мировых потребностей вэнергии.
<img src="/cache/referats/5338/image020.gif" v:shapes="_x0000_s1030"> установки,способные получать энергию от самого слабого ветерка. Появилось множествопроектов ветроагрегатов, несравненно более совершенных, чем старые ветряныемельницы. В новых проектах используются достижения многих отраслей знания.
В наши дни к созданию конструкций ветроколеса — сердца любой ветроэнергетической установки — привлекаютсяспециалисты-самолетостроители, умеющие выбрать наиболее целесообразный профильлопасти, исследовать его в аэродинамической трубе. Усилиями ученых и инженеровсозданы самые разнообразные конструкции современных ветровых установок.
ЭНЕРГИЯ РЕК
Многие тысячелетия, верно, служит человеку энергия,заключенная в текущей воде. Запасы ее на Земле колоссальны. Недаром некоторыеученые считают, что нашу планету правильнее было бы называть не Земля, а Вода — ведь около трех четвертей поверхности планеты покрыты водой. Огромнымаккумулятором энергии служит Мировой океан, поглощающий большую ее часть,поступающую от Солнца. Здесь плещут волны, происходят приливы и отливы,возникают могучие океанские течения. Рождаются могучие реки, несущие огромныемассы воды в моря и океаны. Понятно, что человечество в поисках энергии немогло пройти мимо столь гигантских ее запасов. Раньше всего люди научилисьиспользовать энергию рек.
Но когда наступил золотой век электричества,произошло возрождение водяного колеса, правда, уже в другом обличье – в видеводяной турбины. Электрические генераторы, производящие энергию, необходимобыло вращать, а это вполне успешно могла делать вода, тем более чтомноговековой опыт у нее уже имелся. Можно считать, что современнаягидроэнергетика родилась в 1891 году.
<img src="/cache/referats/5338/image020.gif" v:shapes="_x0000_s1031">XX века было построено всего несколько гидроэлектростанций. ВблизиПятигорска, на Северном Кавказе на горной реке Подкумок успешно действоваладовольно крупная электростанция с многозначительным названием «Белыйуголь». Это было лишь началом.
Уже в историческом плане ГОЭЛРО предусматривалосьстроительство крупных гидроэлектростанций. В 1926 году в строй вошла ВолховскаяГЭС, в следующем — началось строительство знаменитой Днепровской. Дальновиднаяэнергетическая политика, проводящаяся в нашей стране, привела к тому, что унас, как ни в одной стране мира, развита система мощных гидроэлектрическихстанций. Ни одно государство не может похвастаться такими энергетическимигигантами, как Волжские, Красноярская и Братская, Саяно-Шушенская ГЭС. Этистанции, дающие буквально океаны энергии, стали центрами, вокруг которыхразвились мощные промышленные комплексы.
Но пока людям служит лишь небольшая частьгидроэнергетического потенциала земли. Ежегодно огромные потоки воды,образовавшиеся от дождей и таяния снегов, стекают в моря неиспользованными.Если бы удалось задержать их с помощью плотин, человечество получило быдополнительно колоссальное кол-во энергии.ЭНЕРГИЯ ЗЕМЛИ.
Издавна люди знают о стихийных проявленияхгигантской энергии, таящейся в недрах земного шара. Память человечества хранитпредания о катастрофических извержениях вулканов, унесших миллионы человеческихжизней, неузнаваемо изменивших облик многих мест на Земле. Мощность извержениядаже сравнительно небольшого вулкана колоссальна, она многократно превышаетмощность самых крупных энергетических установок, созданных руками человека.Правда, о непосредственном использовании энергии вулканических изверженийговорить не приходится — нет пока у людей возможностей обуздать эту непокорную стихию, да и, к счастью, изверженияэти достаточно редкие события. Но это проявления энергии, таящейся в земныхнедрах, когда лишь крохотная доля этой неисчерпаемой энергии находит выходчерез огнедышащие жерла вулканов.
<img src="/cache/referats/5338/image020.gif" v:shapes="_x0000_s1032">
Но не только для отопления черпают люди энергию изглубин земли. Уже давно работают электростанции, использующие горячие подземныеисточники. Первая такая электростанция, совсем еще маломощная, была построена в1904 году в небольшом итальянском городке Лардерелло, названном так в честьфранцузского инженера Лардерелли, который еще в 1827 году составил проектиспользования многочисленных в этом районе горячих источников. Постепенномощность электростанции росла, в строй вступали все новые агрегаты,использовались новые источники горячей воды, и в наши дни мощность станциидостигла уже внушительной величины-360 тысяч киловатт. В Новой Зеландии существуеттакая электростанция в районе Вайракеи, ее мощность 160 тысяч киловатт. В 120километрах от Сан-Франциско в США производит электроэнергию геотермальнаястанция мощностью 500 тысяч киловатт.
ЭНЕРГИЯ МИРОВОГО ОКЕАНА.
Известно, что запасы энергиив Мировом океане колоссальны. Так, тепловая (внутренняя) энергия,соответствующая перегреву поверхностных вод океана по сравнению с донными,скажем, на 20 градусов, имеет величину порядка 10<img src="/cache/referats/5338/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1041"> Дж. Кинетическаяэнергия океанских течений оценивается величиной порядка 10<img src="/cache/referats/5338/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1042"> Дж. Однако пока чтолюди умеют утилизовать лишь ничтожные доли этой энергии, да и то ценой большихи медленно окупающихся капиталовложений, так что такая энергетика до сих порказалась малоперспективной.
<img src="/cache/referats/5338/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1033"> последствиями повышение уровня атмосфернойуглекислоты), резкая ограниченность запасов урана (энергетическое использованиекоторых к тому же порождает опасные радиоактивные отходы) и неопределенностькак сроков, так и экологических последствий промышленного использованиятермоядерной энергии заставляет ученых и инженеров уделять все большее вниманиепоискам возможностей рентабельнойутилизации обширных и безвредных источников энергии и не только перепадовуровня воды в реках, но и солнечного тепла, ветра и энергии в Мировом океане.Широкая общественность, да и многие специалисты еще не знают, что поисковые работы по извлечению энергиииз морей и океанов приобрели в последние годы в ряде стран уже довольнобольшие масштабы и что их перспективы становятся все более обещающими.
Наиболее очевидным способомиспользования океанской энергии представляется постройка приливныхэлектростанций (ПЭС). С 1967 г. в устье реки Ранс во Франции на приливахвысотой до 13 метров работает ПЭСмощностью 240 тыс. кВт с годовой отдачей540 тыс. кВт<img src="/cache/referats/5338/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1043"> блоков ПЭС, буксируемых на плаву в нужные места, и рассчитал рентабельную процедурувключения ПЭС в энергосети в часы их максимальной нагрузки потребителями. Егоидеи проверены на ПЭС, построенной в1968 году в Кислой Губе около Мурманска; своей очереди ждет ПЭС на 6 млн. кВт в Мезенском заливе на Баренцевом море.
Неожиданной возможностью океанской энергетики оказалось выращивание с плотов в океане быстрорастущихгигантских водорослей, легкоперерабатываемых в метан для энергетической замены природного газа. По имеющимся оценкам, для полного обеспечения энергией каждого человека — потребителя достаточноодного гектара плантаций водорослей.
Большое внимание приобрела «океанотермическая энергоконверсия» (ОТЭК), т.е.получение электроэнергии за счет разности температур между поверхностными и засасываемыми насосом глубинными океанскимиводами, например при использовании взамкнутом цикле турбины таких легкоиспаряющихся жидкостей как пропан, фреон илиаммоний. В какой-то мереаналогичными, но как пока кажется,вероятно, более далекими представляются перспективы получения электроэнергии засчет различия между соленой и пресной, например морской и речной водой.
Уже немало инженерного искусства вложено в макетыгенераторов электроэнергии, работающих за счет морского волнения, причем обсуждаются перспективыэлектростанций с мощностями на многиетысячи киловатт. Еще больше сулят гигантские турбины на таких интенсивных истабильных океанских течениях, как Гольфстрим.
<img src="/cache/referats/5338/image020.gif" v:shapes="_x0000_s1034"> и стать рентабельными уже внастоящее время. Вместе с тем следует ожидать, что творческий энтузиазм, искусство и изобретательность научно-инженерных работников улучшитьсуществующие и создадут новыеперспективы для промышленного использования энергетических ресурсов Мировогоокеана. Думается, что при современных темпах научно-технического прогресса существенные сдвиги в океанской энергетике должны произойти в ближайшие десятилетия.Океан наполнен внеземной энергией, которая поступает в него из космоса. Она доступна и безопасна,и не загрязняет окружающую среду, неиссякаема и свободна.
Из космоса поступает энергия Солнца. Она нагреваетвоздух и образует ветры, вызывающие волны. Она нагревает океан, которыйнакапливает тепловую энергию. Онаприводит в движение течения, которые вто же время меняют свое направление под воздействием вращения Земли.
Из космоса же поступает энергия солнечного илунного притяжения. Она является движущей силой системы Земля — Луна и вызывает приливы и отливы.
Океан — это не плоское, безжизненное водное пространство,а огромная кладовая беспокойнойэнергии. Здесь плещут волны, рождаютсяприливы и отливы, пересекаются течения, и все это наполнено энергией.
Бакены и маяки, использующие энергию волн, уже усеяли прибрежные воды Японии. Втечение многих лет бакены – свистки береговой охраны США действуют благодаряволновым колебаниям. Сегодня вряд ли существует прибрежный район, гдене было бы своего собственного изобретателя, работающего над созданием устройства, использующего энергиюволн.
Начиная с 1966 года два французских городаполностью удовлетворяют свои потребности в электроэнергии за счет энергии приливов и отливов. Энергоустановка на реке Ранс (Бретань), состоящая из двадцати четырех реверсивных турбогенераторов, использует этуэнергию. Выходная мощность установки240 мегаватт — одна из наиболее мощныхгидроэлектростанций во Франции.
В 70-х годах ситуация в энергетикеизменилась. Каждый раз, когда поставщикина Ближнем Востоке, в Африке и ЮжнойАмерике поднимали цены на нефть, энергия приливов становилась всеболее привлекательной, так как онауспешно конкурировала в цене с ископаемыми видами топлива. Вскоре за этим в Советском Союзе, Южной Корее и Англии возрос интерес к очертаниям береговых линий и возможностям созданияна них энергоустановок. В этих странах стали всерьез подумывать об использовании энергии приливов волн и выделять средства на научныеисследования в этой области, планироватьих.
<img src="/cache/referats/5338/image020.gif" v:shapes="_x0000_s1035"> давно группа ученых океанологовобратила внимание на тот факт, что Гольфстрим несет свои воды вблизи берегов Флориды соскоростью 5 миль в час. Идея использовать этот поток теплой воды была весьмазаманчивой.
Возможно ли это? Смогут ли гигантские турбины и подводные пропеллеры, напоминающие ветряные мельницы, генерировать электричество, извлекая энергиюиз течений и воли? «Смогут» - таково в 1974 году было заключение Комитета Мак-Артура, находящегося под эгидой Национальногоуправления по исследованию океана и атмосферы в Майами (Флорида). Общее мнение заключалось в том,что имеют место определенные проблемы, но все они могут быть решены в случае выделения ассигнований,так как «в этом проекте нет ничего такого, что превышало бы возможностисовременной инженерной и технологической мысли».
Один из ученых, наиболее склонный к прогнозам на будущее, предсказал, что электричество, полученное при использованииэнергии Гольфстрима, может стать конкурентоспособным уже в80-е годы.
В океане существует замечательная средадля поддержания жизни, в состав которой входят питательные вещества, соли идругие минералы. В этой среде растворенный в воде кислород питает всех морскихживотных от самых маленьких до самых больших, от амебы до акулы. Растворенный углекислый газ точно так же поддерживаетжизнь всех морских растений от одноклеточных диатомовых водорослей до достигающих высоты 200-300 футов (60-90 метров) бурых водорослей.
Морскому биологу нужно сделать лишь шаг вперед,чтобы перейти от восприятия океана как природной системы поддержания жизни к попыткеначать на научной основе извлекать из этой системыэнергию.
При поддержке военно-морского флота США всередине 70-х годов группа специалистов в области исследования океана, морскихинженеров и водолазов создала первую в мире океанскуюэнергетическую ферму на глубине 40 футов (12 метров) под залитой солнцем гладью Тихого океана вблизи городаСан-Клемент. Ферма была небольшая. Посути своей, все это было лишь экспериментом. На ферме выращивались бурые гигантские калифорнийские водоросли.
По мнению директора проекта доктора Говарда А. Уилкокса, сотрудника Центра исследованияморских и океанских систем в Сан-Диего (Калифорния), «до 50 % энергии этих водорослей можетбыть превращено в топливо — в природный газ метан. Океанские фермы будущего,выращивающие бурые водоросли на площадипримерно 100 000 акров (40 000 га), смогут давать энергию, которой хватит, чтобы полностью удовлетворитьпотребности американского города с населением в 50 000 человек».
Океан всегда был богат энергией волн, приливов итечений. В древние времена, наблюдаядвижение водных потоков, рыбаки ничего не знали о «приливнойэнергии» или о «выращивании бурых водорослей», однако онизнали, что выходить в море легче во время отлива, а возвращатьсяобратно — во время прилива. Им, конечно,было известно и о том, что иногда волны тяжело и страшно бьют о берег, выбрасывая камни на его скалы, и о «морскихреках», которые всегда выносили их к нужным островам, и о том, что они всегда смогут прокормитьсямоллюсками, ракообразными, рыбой и съедобными водорослями, растущими в океане...
<img src="/cache/referats/5338/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1036"> когда возросла необходимостьв новых видах топлива, океанографы, химики, физики, инженеры и технологиобращают все большее внимание на океан как на потенциальный источник энергии.
В океане растворено огромное количество солей. Может ли соленость быть использована, как источник энергии?
Может. Большая концентрация соли в океане навеларяд исследователей Скриппского океанографического института в Ла-Колла (Калифорния)и других центров на мысль о создании таких установок. Они считают, что для получения большого количества энергии вполне возможно сконструировать батареи, в которых происходили бы реакции между соленой и несоленой водой.
Температура воды океана в разных местах различна. Между тропиком Рака и тропиком Козерога поверхность воды нагревается до82 градусов по Фаренгейту (27 C). Наглубине в 2000 футов (600 метров)температура падает до 35,36,37 или 38 градусов по Фаренгейту (2-3.5 С). Возникает вопрос: есть ли возможность использовать разницу температур для получения энергии? Моглабы тепловая энергоустановка, плывущаяпод водой, производить электричество?
Да, и это возможно.
В далекие 20-е годы нашего столетия Жорж Клод,одаренный, решительный и весьма настойчивый французский физик, решилисследовать такую возможность. Выбрав участок океана вблизи берегов Кубы, онсумел-таки после серии неудачных попыток получить установку мощностью 22киловатта. Это явилось большим научнымдостижением и приветствовалось многими учеными.
Используя теплую воду на поверхности и холодную наглубине и создав соответствующую технологию, мы располагаем всем необходимым для производстваэлектроэнергии, уверяли сторонники использования тепловой энергии океана. «Согласно нашим оценкам, в этих поверхностных водах имеютсязапасы энергии, которые в 10 000 раз превышают общемировую потребность вней».
«Увы, — возражали скептики, — Жорж Клодполучил в заливе Матансас всего 22 киловатта электроэнергии. Дало ли это прибыль?» Не дало, так как, чтобы получить эти 22киловатта, Клоду пришлось затратить 80 киловатт на работу своих насосов.
Сегодня профессорСкриппского института океанографии Джон Исаакс делает вычисления болееаккуратно. По его оценкам, современная технология позволит создавать энергоустановки, использующие для производства электричестваразницу температур в океане, которые производили бы его в два раза больше, чем общемировое потребление на сегодняшнийдень. Это будет электроэнергия, производимая электростанцией, преобразующейтермальную энергию океана (ОТЕС).
<img src="/cache/referats/5338/image020.gif" v:shapes="_x0000_s1037"> энергетическихпроблем. Разумеется, доступ к запасам электроэнергии ОТЕС предоставляетвеликолепные возможности, но (по крайней мере пока) электричество неподнимает в небо самолеты, не будет двигать легковые и грузовыеавтомобили и автобусы, не поведеткорабли через моря.
Однако самолеты и легковые автомобили, автобусы и грузовики могут приводиться вдвижение газом, который можно извлекатьиз воды, а уж воды-то в моряхдостаточно. Этот газ — водород, и он может использоваться в качестве горючего.Водород — один из наиболее распространенных элементов во Вселенной. В океане он содержится в каждой капле воды. Помните формулу воды? Формула HOH значит, чтомолекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.Извлеченный из воды водород можно сжигать как топливо и использовать не только для того, чтобы приводить в движение различные транспортные средства, нои для получения электроэнергии.
Все большее число химиков и инженеров с энтузиазмомотносится к «водородной энергетике» будущего, так как полученный водород достаточно удобно хранить: в виде сжатого газа в танкерах или всжиженном виде в криогенных контейнерах при температуре 423 градуса по Фаренгейту (-203 С). Его можно хранить и в твердом виде послесоединения с железо-титановым сплавом или с магнием для образованияметаллических гидридов. После этого ихможно легко транспортировать и использовать по мере необходимости.
Еще в 1847 году французский писатель Жюль Верн,опередивший свое время, предвиделвозникновение такой водородной экономики. В своей книге «Таинственныйостров» он предсказывал, что в будущем люди научатся использовать воду в качестве источника для получениятоплива. «Вода, — писал он, — представит неиссякаемые запасы тепла исвета».
Со времен Жюля Верна были открыты методы извлеченияводорода из воды. Один из наиболее перспективных из них — электролиз воды. (Через воду пропускается электрическийток, в результате чего происходит химический распад. Освобождаются водород и кислород, а жидкостьисчезает.)
В 60-е годы специалистам из НАСА удалось столь успешно осуществитьпроцесс электролиза воды и столь эффективно собирать высвобождающийся водород, что получаемый таким образом водородиспользовался во время полетов по программе «Аполлон».
Таким образом, в океане, который составляет 71процент поверхности планеты, потенциально имеются различные виды энергии - энергия волн и приливов; энергия химических связей газов, питательныхвеществ, солей и других минералов; скрытая энергия водорода, находящегося в молекулах воды; энергиятечений, спокойно и нескончаемо движущихся в различных частях океана;удивительная по запасам энергия, которуюможно получать, используя разницу температур воды океана на поверхности и в глубине, и их можнопреобразовать в стандартные виды топлива.
<img src="/cache/referats/5338/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1038"> в будущем человечество не будет испытывать в ней недостатка. В то же времяне возникает необходимости зависеть от одного — двух основных источниковэнергии, какими, например, являются давно использующиесяископаемые виды топлива и ядерногогорючего, методы получения которого былиразработаны недавно.
Более того, в миллионах прибрежных деревень иселений, не имеющих сейчас доступа к энергосистемам, будет тогда возможно улучшить жизненныеусловия людей.
Жители тех мест, где на море бывает сильное волнение, смогут конструировать ииспользовать установки для преобразования энергии волн.
Живущие вблизи узких прибрежных заливов, куда во время приливов с ревом врываетсявода, смогут использовать эту энергию.
Для всех остальных людей энергия океана в открытом водном пространствебудет преобразовываться в метан, водород или электричество, а затем передаваться насушу по кабелю или на кораблях.И вся эта энергия таится в океане испоконвеков. Не используя ее, мы тем самым попросту еерасточаем.
Разумеется, трудно даже представить себе переход отстоль привычных, традиционных видов топлива — угля, нефти и природного газа — к незнакомым, альтернативным методам получения энергии.
Разница температур?Водород, металлические гидриды, энергетические фермы в океане? Для многих это звучит как научная фантастика.
И, тем не менее, несмотря на то, что извлечениеэнергии океана находятся на стадии экспериментов и процесс ограничен и дорогостоящ, факт остаетсяфактом, что по мере развитиянаучно-технического прогресса энергия в будущем может в значительной степенидобываться из моря. Когда — зависит оттого, как скоро эти процессы станутдостаточно дешевыми. В конечном итоге дело упирается не в возможность извлечения из океана энергии в различныхформах, а в стоимость такого извлечения, которая определит, насколько быстробудет развиваться тот или иной способ добычи.
Когда бы это время ни наступило, переход к использованию энергии океана принесет двойную пользу: сэкономитобщественные средства и сделает более жизнеспособной третью планету Солнечнойсистемы — нашу Землю.Впервые удар по общественномукарману был нанесен в 1973 году подъемом цен на ископаемые виды топлива.Особенно возросли цены на нефть — основной вид топлива в XX веке, используемый в промышленности, сельскомхозяйстве, для отопления. Вслед за этим произошло повышение уровня инфляции, апоскольку научные исследования и эксперименты тоже требуют ассигнований, поискиновых видов топлива подняли цены еще выше.<img src="/cache/referats/5338/image020.gif" v:shapes="_x0000_s1039"> мы вынуждены ихэкономить и увеличивать энергообеспечение за счет строительства ядерных реакторов, которые требуют значительных финансовых затрат ивызывают опасения у людей, живущихвблизи. Конечно, энергопотреблениеснизится, если быть более экономными. В США, население которых составляет 5,3 % от общемирового и где используется 35 % всехвидов ископаемого топлива и гидроэлектроэнергии мира, потребление энергии может быть легко снижено до 30 — 32 % , а то и до 25 %. Существует даже мнение, чтопо справедливости Соединенные Штаты должны снизить потребление энергии до 5,3 %.
Экономика, однако, лишь одна сторона дела. Другаясторона относится к странам развивающимся, которые стараются достичь уровняжизни промышленно развитых стран, определяющегося использованием большогоколичества энергии. Сегодня народы Азии, Африки и Латинской Америки стремятся перейти от общества, в котором используется в основном физический труд, к обществу с развитой индустрией.
Для того чтобы удовлетворить потребность в равноправном распределении дешевой энергии между всеми странами,потребуется такое ее количество, которое, возможно, в тысячи раз превыситсегодняшний уровень потребления, и биосфера уже не справится сзагрязнением, вызываемым использованиемобычных видов топлива. Тем не менеепрезидент Института исследований в области электроэнергии в Пало Альто (Калифорния) Чонси Старр полагает: «Необходимо признать, что мировое потребление энергии будет развиватьсяименно в этом направлении и так быстро, как только позволят политические, экономические и техническиефакторы».
Так как соревнование за обладание истощающимися видами топливаобостряется, расход общественных средствбудет расти. Рост этот продолжится, так как необходимо бороться с загрязнениемвоздуха и воды, теплотой, выделяющейся при сгорании ископаемых видов топлива.
Но стоит ли волноваться в поисках новыхисточников ископаемого топлива? Зачем дискутировать по вопросу остроительстве ядерных реакторов? Океаннапол