در دنیای مدرن به اندازه کافی مشکلات وجود دارد. علیرغم پیش‌بینی‌های نویسندگان داستان‌های علمی، مردم نتوانسته‌اند بر گرسنگی غلبه کنند و بیماری‌های عفونی تا به امروز تهدیدی مهلک برای زندگی و سلامت کسانی است که روی زمین زندگی می‌کنند. اما مشکل اصلی تمام شدن منابعی است که به تمدن ما انرژی می دهد. یک منبع جدید انرژی غیر سنتی می تواند راهی برای خروج باشد. منظور از این مفهوم چیست؟
این چیست؟
به بیان ساده، یک منبع انرژی غیر متعارف راهی برای به دست آوردن آن است که در مقیاس صنعتی استفاده نمی شود، آزمایشی است و فقط برای استفاده گسترده تر در سراسر جهان آماده می شود. اما وجه تمایز اصلی چنین روش هایی برای به دست آوردن انرژی، ایمنی کامل محیطی و تجدیدپذیری آنهاست.
اینها ممکن است شامل مزارع بادی، پنل های خورشیدی، نیروگاه های جزر و مدی باشند. علاوه بر این، همان کلاس ممکن است شامل شودنیروگاه‌های بیوگاز، و همچنین پروژه‌های امیدوارکننده نیروگاه‌های هسته‌ای (البته در یک مرحله).
انرژی خورشیدی
این منبع انرژی غیر متعارف را فقط می توان به طور نسبی "غیر متعارف" نامید. تنها دلیل این است که در حال حاضر فناوری استفاده از انرژی خورشیدی روی زمین خیلی توسعه نیافته است: آلودگی جو تأثیر می گذارد و سلول های خورشیدی هنوز بسیار گران هستند. فضا موضوع متفاوتی است. پنل های خورشیدی در همه فضاپیماها موجود است و به طور مرتب انرژی رایگان را برای تجهیزات خود فراهم می کند.
نباید تصور کرد که این منبع انرژی "غیر سنتی" فقط در زمان ما توجه مردم را به خود جلب کرده است. خورشید از زمان های قدیم منبع گرمای رایگان بوده است. حتی تمدن سومر از ظروف روی پشت بام خانه‌ها استفاده می‌کرد که در روزهای گرم تابستان در آنها آب گرم می‌شد.
در اصل، از آن زمان تاکنون وضعیت تغییر چندانی نکرده است: این حوزه انرژی به طور مؤثر فقط در کشورهایی توسعه یافته است که مناطق بیابانی و گرم وجود دارد. به عنوان مثال، اکثر اسرائیل و کالیفرنیا در ایالات متحده انرژی تولید شده توسط صفحات خورشیدی را دریافت می کنند. این روش مزایای بسیاری دارد: سلول‌های فتوولتائیک مدرن با افزایش بازده مشخص می‌شوند، به طوری که هر ساله جهان قادر به تولید انرژی پاک‌تر و کاملاً ایمن‌تر خواهد بود.
متاسفانه قیمت این فناوری (همانطور که قبلاً در مورد آن صحبت کردیم) هنوز بالاست و در تولید باتری ها از عناصر سمی استفاده می شود که می توان در مورد نوعی اکولوژی صحبت کرد.کاملا بی معنی می شود ژاپنی‌ها تا حدودی متفاوت عمل می‌کنند و در عمل از منابع انرژی غیرسنتی و تجدیدپذیر استفاده می‌کنند.
تجربه ژاپنی
البته پنل های خورشیدی در ژاپن نیز کم و بیش به شدت مورد استفاده قرار می گیرند. اما در سال‌های اخیر به رویه‌ای با سابقه‌ای هزار ساله بازگشته‌اند: مخازن و لوله‌های سیاه روی پشت بام خانه‌ها نصب می‌شوند، آبی که در آن توسط اشعه‌های خورشید گرم می‌شود. با توجه به وضعیت وخیم انرژی در این کشور جزیره ای، صرفه جویی در هزینه ها قابل توجه است.
در حال حاضر، تحلیلگران بر این باورند که تا سال 2025 انرژی خورشیدی در اکثر کشورهای جهان از نظر اجتماعی جایگاه مهمی خواهد داشت. به طور خلاصه، استفاده از منابع انرژی غیر سنتی در 50-70 سال آینده باید گسترده شود.
بیوگاز
همه سکونتگاه های بزرگ انسانی از زمان های بسیار قدیم با یک مشکل رایج روبرو بودند - زباله. وقتی انسان گاوها و خوک ها را رام کرد و شروع به پرورش آنها در مقیاس وسیع کرد، کل رودخانه های فاضلاب حتی بزرگتر شدند.
وقتی زباله زیادی وجود نداشت، می توان از آن برای کوددهی مزارع استفاده کرد. اما در آن لحظه که تعداد همان خوک ها به میلیون ها نفر می رسید، لازم بود به نحوی موضوع حل شود. واقعیت این است که مدفوع تازه این گونه از حیوانات به سادگی برای گیاهان سمی است. برای مفید کردن آنها، باید دوغاب را تحمل کنید، آن را هوا دهید و تا حدی از داروها برای تثبیت سطح pH استفاده کنید. خیلی گران است.
بیوگاز قدیمی ترین استروند
دانشمندان به سرعت توجه را به تجربه چین و هند باستان جلب کردند، جایی که حتی قبل از دوران ما، مردم شروع به استفاده از متان به دست آمده از پوسیدگی زباله های خانگی کردند. سپس اغلب برای پخت و پز استفاده می شد.
تلفات گاز بسیار زیاد بود، اما برای ساده کردن تکالیف کافی بود. به هر حال، در این کشورها چنین راه حل هایی تا به امروز به طور فعال استفاده می شود. بنابراین، بیوگاز به عنوان یک منبع انرژی غیر متعارف، اگر با استفاده از فناوری‌های مدرن به این موضوع بپردازیم، چشم‌انداز بسیار خوبی دارد.
فناوری برای پردازش فاضلاب از شرکت های دامداری پیشنهاد شد که در نتیجه آن متان خالص در خروجی به دست آمد. مشکل توسعه آن این است که تنها در مناطقی با دامپروری توسعه یافته امکان ایجاد چنین شرکت هایی وجود دارد. علاوه بر این، چشم انداز افزایش تولید بیوگاز با استفاده بیشتر از آنتی بیوتیک ها و مواد شوینده در شرکت های کشاورزی کمتر می شود: حتی مقدار کمی از آنها از تخمیر جلوگیری می کند و در نتیجه همه کودها با کپک پوشیده می شوند.
ژنراتورهای بادی
دن کیشوت را با "غول" هایش به خاطر می آورید؟ ایده استفاده از نیروی باد مدتهاست که ذهن دانشمندان را برانگیخته است و به همین دلیل خیلی زود آنها راهی برای خروج پیدا کردند: آسیاب های بادی شروع به تهیه منظم جمعیت شهری در حال رشد با آرد درجه یک کردند.
البته، زمانی که اولین مولدهای جریان الکتریکی ظاهر شدند، ذهن دانشمندان دوباره همان ایده را در اختیار گرفت. چگونه می توانید از نیروی نامحدود باد استفاده نکنیدبرای دریافت جریان رایگان؟
این ایده به سرعت عملی شد، و بنابراین در ژاپن، دانمارک، ایرلند و ایالات متحده آمریکا اکنون مناطق بسیار کمی وجود دارد که تامین برق آنها 80 درصد یا بیشتر از طریق استفاده از آسیاب‌های بادی است. امروزه در ایالات متحده آمریکا و اسرائیل بیش از دوازده شرکت وجود دارد که ژنراتورهای بادی را توسعه و نصب می کنند - این یک منبع انرژی غیر سنتی بسیار امیدوار کننده است. تعریف "غیر متعارف" در اینجا چندان مناسب نیست، زیرا انرژی بادی سابقه طولانی دارد.
در مورد آنها نیز مشکلات کافی وجود دارد. البته برق رایگان است، اما برای نصب آسیاب بادی، باز هم به یک منطقه کویری نیاز دارید که بیشتر سال در آن باد می وزد. به علاوه هزینه ساخت و نصب یک ژنراتور قدرتمند (با ارتفاع دکل چند ده متری) بالغ بر ده ها هزار دلار است. و بنابراین، همه کشورها نمی توانند برق "رایگان" بخرند، که در آن امکان تولید برق توسط نیروی باد کاملاً واقعی است.
انرژی همجوشی
این آرزوی نهایی بسیاری از فیزیکدانان مدرن است. کار بر روی مهار واکنش گرما هسته ای در دهه 50 قرن گذشته آغاز شد، اما تاکنون یک راکتور فعال به دست نیامده است. با این حال، اخبار از این جبهه ها کاملاً خوش بینانه است: دانشمندان پیشنهاد می کنند که در 20 تا 30 سال آینده آنها هنوز هم قادر خواهند بود یک نمونه اولیه تولید کنند.
به هر حال، چرا این حوزه از علم اینقدر مهم است؟ واقعیت این است که وقتی دو اتم هیدروژن یا هلیوم با هم ترکیب می شوند، تشکیل می شودصدها هزار برابر انرژی بیشتر از زمانی که چندین هزار هسته اورانیوم تجزیه شده بود! ذخایر عناصر ترانس اورانیوم زیاد است، اما به تدریج کاهش می یابد. اگر از هیدروژن برای تولید انرژی استفاده شود، ذخایر آن به تنهایی در سیاره ما صدها هزار سال باقی خواهد ماند.
راکتوری فشرده را تصور کنید که می تواند چندین دهه بدون سوخت گیری کار کند و به طور کامل برق یک پایگاه عظیم بیگانگان را تامین کند! یک منبع انرژی گرما هسته‌ای غیر سنتی یک فرصت عملی برای همه بشر است و فرصتی برای شروع یک اکتشاف فضایی گسترده می‌دهد.
متاسفانه این فناوری کاستی های زیادی دارد. اولاً ، هنوز یک نمونه اولیه کم و بیش کار وجود ندارد و پیشرفت ها در این جهت بسیار بسیار طولانی پیش بود. از آن زمان تاکنون، کمتر چیزی در مورد موفقیت واقعی شنیده شده است.
ثانیاً، از همجوشی هسته های سبک، مقدار زیادی نوترون سبک تولید می شود. حتی محاسبات نادرست نشان می دهد که عناصر راکتور تنها در پنج سال آینده به قدری رادیواکتیو می شوند که مواد آنها شروع به شکستن می کنند و کاملاً تحلیل می روند. در یک کلام، این فناوری به شدت ناقص است و چشم اندازهای آن هنوز مبهم است. با این حال، حتی اگر حداقل محاسبات تقریبی درست باشد، این منبع انرژی جایگزین غیر متعارف قطعا می تواند به نجاتی واقعی برای کل تمدن ما تبدیل شود.
ایستگاه های جزر و مد
در اسطوره ها و سنت های مردم جهان، می توان اشارات زیادی به آن ها یافت.نیروهای الهی که بر جزر و مد حاکم هستند. انسان از قدرت غول‌پیکری که می‌توانست چنین انبوهی از آب را به حرکت درآورد، وحشت داشت.
البته با توسعه صنعت، مردم دوباره چشمان خود را به سمت انرژی جزر و مدی معطوف کردند، که امکان ایجاد نیروگاه هایی را فراهم کرد که تا حد زیادی ایده های نیروگاه های برق آبی آزمایش شده و به خوبی اثبات شده را تکرار می کنند. از مزایای آن می توان به انرژی ارزان، عدم وجود زباله های خطرناک و نیاز به سیل در زمین ها اشاره کرد، همانطور که در مورد نیروگاه های برق آبی وجود دارد. عیب آن هزینه بالای ساخت و ساز است.
نتیجه گیری
در نتیجه می توان گفت که منابع انرژی تجدیدپذیر غیرسنتی می توانند برق ارزان و پاکیزه را تا حدود ۷۰ درصد در اختیار بشریت قرار دهند، اما برای استفاده انبوه از آنها کاهش هزینه فناوری ضروری است.
