В следующие несколько десятилетий мир должен будет преодолеть зависимость от ископаемого топлива и существенно сократить выбросы парниковых газов, пишет деловой портал BFM.ru со ссылкой на публикацию в Wall Street Journal, где перечисляются пять технологий, которые в случае успешной разработки и внедрения смогут радикально изменить мировой энергетический ландшафт.
Космическая солнечная энергетика
Вот уже более трех десятилетий ученые думают о том, как можно улавливать солнечную энергию в космосе. Если вывести гигантские солнечные панели на околоземную орбиту и переправлять на Землю хотя бы частично пучок аккумулируемой ими энергии, можно было бы обеспечить беспрерывную подачу электричества в любом месте на планете.
Главная сложность - высокая стоимость отправки в космос солнечных аккумуляторов, поэтому необходимо разработать достаточно легкую систему, чтобы потребовалось всего несколько запусков. Ряд стран и компаний нацеливаются поставлять энергию из космоса уже через десять лет.
Усовершенствованные автомобильные аккумуляторы
Оснащение автомобилей электрическими двигателями позволит сократить потребление бензина, что способствовало бы очистке воздуха (если электроэнергетика перейдет на более экологичные источники, такие как ветровые и ядерные). Между тем для этого потребуются более совершенные аккумуляторы.
Для оснащения гибридных автомобилей следующего поколения выбраны литиево-ионные аккумуляторы, применяемые в лэптопах. Они более мощные, чем другие автомобильные аккумуляторы, однако они дорогие и довольно быстро разряжаются.
Одна из альтернатив — воздушно-литиевый аккумулятор, который может по своим показателям в десять раз превосходить литиево-ионные батареи и позволяет получать такое же количество энергии, как при использовании бензинового двигателя.
Энергетические хранилища
Ученые пытаются решать проблему хранения энергии с нескольких сторон. Один из вариантов предполагает использование энергии, генерируемой, когда есть ветер, для сжатия воздуха в подземных хранилищах, поток воздух подается на газовые турбины, чтобы они работали более эффективно. Одна из сложностей состоит в том, чтобы найти большие и функциональные подземные помещения.
Наиболее перспективной для хранения энергии в электросетях может быть литиево-ионная технология, ведь это направление использования не накладывает стольких ограничений, как в случае с автомобилями. С повышением их эффективности и по мере снижения издержек энергетические компании смогут устанавливать маленькие мощные литиево-ионные аккумуляторы по периферии электросети, то есть ближе к потребителям. Там можно будет хранить избыточную энергию из возобновляемых источников и сглаживать небольшие перепады напряжения, что в результате позволит повысить эффективность сети и сократить потребность в ископаемых видах топлива.
Улавливание и хранение продуктов сгорания
Дальнейшее применение угля в качестве источника энергии предполагает сокращение количества выбросов углекислого газа при его использовании. Это может означать, что необходимы новые, более эффективные электростанции. Но уже улавливание углекислого газа на существующих электростанциях — а это около 2 млрд тонн в год — очень сильно изменило бы ситуацию.
Углекислый газ можно улавливать и сжимать, а затем закачивать под землю и аккумулировать в пористой породе.
Технологии для улавливания углекислого газа в умеренных масштабах имеются, но их применение приведет к сокращению выработки электростанций на треть и при этом вдвое увеличит издержки. Поэтому ученые рассматривают экспериментальные технологии, которые позволят сократить выбросы на 90% и при этом ограничить рост издержек.
Улавливание и хранение продуктов сгорания
Один из способов уйти от нефти - найти новые возобновляемые источники энергии для транспорта. Это может означать необходимость создания биотоплива нового поколения из непродовольственных культур.
Ученые ищут способы, как можно использовать древесные и растительные отходы, мусор и непродовольственные культуры для получения дешевого топлива. Но самое перспективное биотопливо следующего поколения - топливо, получаемое из водорослей.