В 1890-1910 годах, когда лошадиная тяга была заменена автомобилями, а газовые фонари – электрическими, люди даже не задумывались над тем, что когда-то этот прогресс перерастет в головную боль для человечества. Но сегодня все больше и больше стран склоняется к тому, чтобы использовать энергию природы без нанесения ей ущерба.
Альтернатива нефти и газу
Сейчас человечество вновь приступило к поиску новых, а по сути старых источников энергии. Особенность нынешнего этапа – в его экологической направленности. Цель – предотвратить загрязнение окружающей среды, добиться минимального выброса в атмосферу углекислого и серного газов. А это возможно посредством использования чистых источников энергии – ветряной и солнечной энергетики. В противном случае грядущие экологические катастрофы могут уничтожить жизнь на нашей планете.
Энергетика является базовой отраслью экономики. Суверенность любой страны определяется степенью ее обеспечения собственными энергоресурсами. Экономические прогнозы свидетельствуют, что в середине XXI века потребление энергии будет в 15 раз больше, чем за весь XX век. А это потребует использования примерно 80% всех возможных жидких и твердых топливных ресурсов планеты.
Интенсивная эксплуатация теплоэлектростанций породила ряд нежелательных экологических проблем, которые связаны с резким увеличением объема выбрасываемого в атмосферу углекислого газа. За последние 100 лет концентрация углекислого газа в атмосфере возросла на 13%. А он, как известно, экранирует инфракрасное излучение, нарушая тем самым теплообмен между нашей планетой и окружающим его космическим пространством. Именно с этим связано повышение среднегодовой температуры, таяние ледников в Арктике и Антарктике. Если не принять мер по предотвращению этого процесса, то полное таяние льдов приведет к повышению уровня Мирового океана на 80-90 м, что станет катастрофой для всей планеты. Именно поэтому экономически развитые страны отдают предпочтение использованию чистых источников энергии – ветра и солнца.
Считающаяся одной из самых чистых ветряная энергетика имеет давнюю историю. Более 6 тыс. лет ветер находится на службе у человечества. Как известно, древние греки считали, что мифический Прометей наряду с обучением людей пользоваться огнем научил их также и оснащать корабли парусами. А вклад таких кораблей в великие географические открытия – неоспоримый факт.
До изобретения паровой машины основным источником энергии во многих странах мира был именно ветер. Столетиями он приводил в движение парусники, торговые и военные корабли, перемалывал зерно. Первые примитивные ветряные двигатели широко применялись в Египте и Китае еще во II-I вв. до н.э. В VII веке в Персии научились строить совершенные ветряные мельницы. В Европе же ветряные мельницы появились много позже – в VIII-IX вв. Начиная с XIII века, ветряные двигатели широко распространились в Западной Европе, особенно в Голландии, Дании и Англии. Их использовали для подъема воды, перемалывания зерна, приведения в действие различных станков.
В XVI веке в европейских городах стали возводить насосные станции и ветряные мельницы с применением гидродвигателей. В Голландии, испытывающей дефицит пригодных для сельского хозяйства земель, отгораживали участки моря дамбами, а потом осушали их при помощи многочисленных ветряных мельниц. В то время Голландия считалась самой мощной, в плане энергетического обеспечения, страной. Ветряные мельницы использовались также и для орошения полей на засушливых территориях Европы.
В России сила ветра использовалась, в основном, для помола зерна. В тот период в стране было 20 тысяч ветряных мельниц, на которых перемалывали более 2 млрд. пудов зерна.
С началом использования в качестве источника энергии паровой машины развитие ветряной энергетики остановилось. Стремительно развивавшийся в XX веке научно-технический прогресс основательно изменил технологическую панораму мира. Сталь, нефть, газ и другие новые материалы отбросили назад многовековые достижения человеческой цивилизации. Люди увеличили использование угольных, нефтяных и газовых месторождений. Тем самым стала превращаться в реальность угроза истощения полезных ископаемых. В силу этого во многих странах стали обращать больше внимания на развитие нетрадиционных (альтернативных) источников энергии. К тому же такие источники обладают и экологическими преимуществами. Таким образом, использование энергии ветра вновь вышло на передний план.
Сегодня ветряная энергетика в качестве отдельного сектора энергетики в целом существует более чем в 50 странах мира. Самыми передовыми странами по использованию энергии ветра считаются Германия, Испания, США, Индия и Дания. Среди других стран развитыми в этом отношении являются Великобритания, Голландия, Китай, Япония и Португалия.
До сих пор наиболее динамично ветряная энергетика развивалась в странах Европы. В Германии, Испании и Голландии существуют ветряные энергетические установки мощностью более 1 млн. кВт. Но ситуация начинает меняться. Наряду с США рекордные показатели в этой области были достигнуты Канадой, Японией и странами Южной Америки. Самыми перспективными местами получения ветряной энергии считаются прибрежные зоны. На расстоянии 10-12 км от берега, а иногда и больше, в море возводятся оффшорные фермы. Башни ветряных генераторов размещаются на основах, вбитых в дно до 30 м в глубину. Используются также и плавучие основания.
Одним из преимуществ ветряной энергии является ее неисчерпаемость. Нет проблем и с доставкой этой энергии. Ветер сам «добирается» до возведенных на его пути устройств. Особенно такие устройства рациональны в местностях, расположенных вдали от районов централизованной выработки энергии. Нельзя забывать и о том, что ветряная энергетика является экологически чистым источником энергии и сопутствующие ей устройства не наносят вреда территории, где они расположены.
Вместе с тем главной причиной, препятствующей использованию ветра в качестве источника энергии, является непостоянство его скорости. Вдобавок, к сожалению, вокруг станций ветряной энергетики возникает порождающее вибрацию опасное ультразвуковое поле частотой 6-7 герц. Кроме того, ветряные электростанции затрудняют трансляцию телепередач.
Этот ряд проблем, возникающих в результате работы ветряных электростанций, в западных странах был успешно решен. Посредством выбора скорости вращения лопастей и усовершенствования их профиля они добились значительного снижения шума и вибрации.
Подул абшеронский ветер
Первая ветряная электростанция в Азербайджане будет построена в Гобустане. Станция будет состоять из 10 блоков общей мощностью 20 мВт. Прогнозируется, что в год она будет вырабатывать более 700 млн. кВт/часов энергии. В будущем мощность станции будет доведена до 60 мВт.
Как заявил начальник департамента нефти и газа Министерства промышленности и энергетики Азербайджана Идрис Рзабеков, для развития альтернативной энергетики в стране планируется установить ветряные генераторы также на островах Пираллахы и Джилов для обеспечения их электроснабжения. «Данные проекты, - сказал И. Рзабеков, - будут включены в Программу развития альтернативных и возобновляемых источников энергии, готовящуюся специализированным государственным агентством».
Кроме того, как сообщает агентство АзерТАдж, в жилом массиве Ени Яшма близ Сумгайыта планируется смонтировать ветряные турбины мощностью 250 мВт.
По словам вице-спикера парламента Азербайджана, председателя постоянного парламентского комитета по энергетике, экологии и природным ресурсам Валеха Алескерова, альтернативная энергетика в ближайшие 50 лет не сможет полностью вытеснить традиционные ископаемые источники энергии – нефть, газ, уран и уголь. «Альтернативная энергетика может взять на себя лишь часть растущего спроса в энергоносителях; хотя и в этой области имеются свои проблемы с точки зрения безопасности. Тем не менее, в случае коммерческой целесообразности проекта создания единой европейской электросети, которую предполагает создать Европейский союз в странах Средиземноморья с применением исключительно чистой энергии, Азербайджан может примкнуть как к этой, так и к другим электросетям», - считает В.Алескеров.
Технический потенциал ветряной энергии на Абшеронском полуострове равен 3 тысячам мегаватт. В рамках мер по развитию альтернативной энергетики подготовлен ветряной кадастр страны.
Отметим также, что еще до появления электронасосов в окрестных селениях Баку ветряные мельницы на протяжении многих десятилетий использовались для орошения пахотных земель.
Пиво вместо бензина
Существуют и другие экологически чистые источники энергии. Одними из них являются морские мини-электростанции, которые способны вырабатывать электроэнергию за счет волн и ветра. 1000 этих устройств могут дать до 500 кВт электроэнергии. Серийное производство таких мини-электростанций в мире начнется в 2011 году.
Все более устойчивую позицию в мировой энергетике начинает занимать солнечная энергия, другими словами, гелиоэнергетика. Повышенный интерес к этому источнику обусловлен рядом причин. Так, солнечная энергетика доступна в любой точке нашей планеты, отвечает интересам всех стран в плане энергетической независимости, является экологически чистой и неиссякаемой, ее использование не наносит вреда окружающей среде, эту энергию можно превращать напрямую в электрическую, а посредством абсорбции - в тепловую.
Арабские шейхи вкладывают получаемые от экспорта нефти доходы не только в усовершенствование микроструктуры страны, но и в реализацию проектов по улучшению экологии. Сейчас в Объединенных Арабских Эмиратах разрабатывается проект беспилотного электрического такси. Скоро эта система будет реализована и подобные такси станут курсировать между терминалами Абу-Даби. Эти авто, называемые личным скоростным транспортом, будут двигаться по разветвленной направляющей системе. Ожидается, что эта система будет внедрена в экогороде Масдар, который возводится в пустыне.
Масдар – огромный экогород, источник инноваций. Название города на арабском означает «источник», «ключ». Это первый на планете город, где выброс загрязняющих атмосферу веществ будет близок к нулю. Облик Масдара будут определять оригинальная архитектура, интересные энергетические системы, футуристический транспорт (в городе нет автомобилей вообще).
Ученые продолжают также исследования в области изготовления экологически чистого топлива. В скором времени ожидается начало производства в штате Флорида целлулоидного этанола из древесных опилок. Этот способ производства будет обходиться дешевле, чем изготовление биодизельного топлива из зерновых. Построенный во Флориде завод биотоплива будет производить 135 млн. литров этанола в год.
Известно, что пиво пьют, а не заливают в баки автомобилей. Но одна из фирм, производящих этот напиток, не согласилась с этим и изготовила первые в мире установки для выработки этанола в домашних условиях. Для этого достаточно иметь под рукой сахар, воду и дрожжи.
Сейчас после приготовления сьерра-невадского пива оставшиеся примерно 6 млн. литров дрожжей используются в качестве пищевой добавки для крупного рогатого скота. Фирма-производитель планирует использовать часть этих дрожжей для производства этанола для нужд своего автомобильного парка. Хотя некоторым может и показаться смешным, но это довольно рациональный подход, т.к. каждый заинтересованный может сам получить топливо для своего автомобиля и тем самым сэкономить на бензине.
За последние годы биотопливо превратилось в неотъемлемую часть мировой энергетической системы, т.к. оно не наносит вреда окружающей среде, а, наоборот, оказывает на нее положительное воздействие.
В находящейся среди лидеров по чистоте окружающей среды Финляндии использование экологически чистых источников энергии возведено в ранг государственной политики. Не обладая собственными запасами нефти и газа, Финляндия, 70% территории которой покрыто лесами, придает большое значение использованию альтернативных источников энергии. Ныне 35% потребляемой в этой стране энергии вырабатывается из древесных отходов. Уже к 2015 году этот объем возрастет до 65%, а в последующем – до 80%.
По прогнозам ученых, если нынешние темпы развития биоэнергетики сохранятся, биотопливо, пусть даже не в ближайшем будущем, сможет составить конкуренцию нефти, газу и углю.
В бюджете Евросоюза на 2007-2013 гг. предусмотрены расходы на развитие биоэнергетики в объеме до 2 млрд. евро. Швеция, Дания и Австрия лидируют среди стран Европы по производству биотоплива. Последующие места занимают Германия, Норвегия, Финляндия и Англия.
Во Франции планируют получать экологически чистое топливо из свеклы и других сельскохозяйственных растений. В некоторых европейских странах биотопливо для дизельных двигателей получают из отходов после переработки рапса, кукурузы и подсолнечника. В Бельгии действуют пункты реализации топлива, полученного из сахарной свеклы, зерновых, в состав которого входит всего 15% бензина.
В Японии мусоровозы работают на масле, полученном из перевозимого ими же мусора.
Таким образом, превратившись за последние годы в составную часть энергосистемы мира, биотопливо служит защите окружающей среды посредством предотвращения ее загрязнения.
