21 ივლისი 2019 - 13:54

ენერგიის რა ალტერნატიული წყაროები არსებობს უკვე მსოფლიოში?

ისლანდია

ისლანდია, გეოთერმული ენერგიის გამომმუშავებელი სადგური

ფოტო: Shutterstock.com

ევროპასა და ამერიკაში უკვე დიდი ხანია აქტიურად მუშაობენ ენერგიის ახალი წყაროების გამოგონებაზე. გთავაზობთ ინფორმაციას იმის შესახებ, თუ რას მიაღწიეს ამ მიმართულებით მსოფლიოში. 

ბიოსაწვავი ნავთობის ნაცვლად

შვედეთში ოცნეობობენ იმაზე, რომ ოდესმე ნავთობი და ბენზინი საჭირო აღარ იქნება: 2015 წლის ოქტომბერში ლულეოს ტექნიკური უნივერსიტეტის ბაზაზე შექმნეს ახალი საწვავის პირველი პარტია ხის ნაფოტებისგან. პროცესი ორ ეტაპად გაგრძელდა: პირველი - ნაფოტების თერმული დაშლა (პიროლიზი) და მიღებული პროდუქტის მკვეთრი გაყინვა. შედეგად ყალიბდება ბიოსაწვავი, რომელიც გაზიფიკაციის და სპეციალური შავი მკვრივი მასის (ცელულოზურ-ქაღალდის წარმოების გვერდითი პროდუქტი) დამატების შემთხვევაში შესაძლებელია სრულყოფილ სატრანსპორტო საწვავად გარდაქმნა. 

გამომგონებლები ამტკიცებენ, რომ ბიოსაწვავით დატენილი ერთი ბენზინმზიდის საწვავი ავტომობილს დედამიწის გარშემო 10-ჯერ შემოატარებს.

მარილიანი წყლის ენერგია

2009 წლის ნოემბერში ნორვეგიულ კომუნა ჰურუმში ამუშავდა მსოფლიოში პირველი ოსმოტიკური ელექტროსადგური - მოწყობილობა, რომელიც ენერგიას მტკნარი და მარილიანი წყლის ნაზავისგან იღებს. კერძოდ, რეზერვუარს, რომელიც ნახევრადგამტარი მემბრანით ორ ნაკვეთურადაა გაყოფილი, ზღვის და მტკნარი წყალი მიეწოდება; მტკნარი წყლის მოლეკულები რეზერვუარში მემბრანის გავლით აღწევს, რომ მარილის კონცენტრაცია გაათანაბროს, და ზღვის წყლის ნაკვეთურში იქმნება ზედმეტი წნევა; ამ წნევას იყენებენ ჰიდროტურბინის ბრუნვისათვის, რის შედეგადაც ელექტროენერგია მუშავდება. 

თუმცა, სადგურის ეფექტიანობა დაგეგმილზე ნაკლები აღმოჩნდა. ცოტა ენერგია იწარმოებოდა და კომპანია Statkraft-მა ვერაფრით ამოიღო მშნებლობაზე დახარჯული 20 მილიონი ევრო. 4 წლის შემდეგ პროექტი გააჩერეს. მოგვიანებით Statkraft-ი შეეცადა იმის გარკვევას, თუ როგორ შეიძლებოდა ოსმოტიკური ელექტროსადგურების მწარმოებლუორობის გაზრდა.

2015 წლის სექტემბერში პასუხი შემთხვევით ავსტრალიის გრიფიტის უნივერსიტეტში იპოვეს. იქ ჩატარებული კვლევის თანახმად, ოსმოტიკური ელექტროსადგურები გამამტკნარებელი მოწყობილობების ბაზაზე უნდა აეშენებინათ, რათა წნევა ჩვეულებრივი ზღვის წყლის და გამტკნარების შემდეგ მიღებული ხსნარის შეზავებისას წარმოქმნილიყო. ავსტრალიელი მეცნიერები ვარაუდობდნენ, რომ ასეთ შემთხვევაში ენერგია მეტი იქნებოდა, ხოლო ოსმოტიკური სადგურების დამოკიდებულება ენერგიის არგანახლებად წყაროებზე შემცირდებოდა.

მძლავრი მზის ბატარეები

რამდენიმე წლის წინ ილინოისის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა ჩვეულებრივი მზის ბატარეების სიმძლავრის გაზრდის მეთოდი გამოიგონეს. ეს მეთოდი მზის სინათლის არა უმალ შთანთქვას, არამედ შუა ზონის შექმნას გულისხმობდა, რაც სინათლის ტალღების ინტესივობას გაზრდიდა. ამისთვის ბატარეის წინ დაამონტაჟეს სპეციალური თეფში სინათლის მძლავრი გამომსხივებლებით (უმინოფორებით), რომლებიც მზის სინათლის დაჭერისას, გამეორებით უშვებენ მას უფრო გრძელ ტალღებად. მკვლევრები ამბობენ, რომ ეს 30-ჯერ ზრდის დაჭერილი ფოტონების რაოდენობას, შესაბამისად, მზის ბატარეების ეფექტიანობაც არსებითად გაიზრდება.

თერმობირთვული სინთეზი

ყველა ამ გამოგონების მიუხედავად, უახლოეს წლებში ენერგეტიკის მთავარი იმედი თერმობირთვულ სინთეზს უკავშირდება. ამ სფეროში კვლევების ცენტრად გერმანულ ქალაქ გრეიფსვალდში რეაქტორი Wendelstein 7-X იქცა. პროექტის ღირებულება დაახლოებით 400 მილიონი ევროა.

2015 წლის დეკემბრის დასაწყისში პირველმა ცდებმა წარმატებით ჩაიარა. ფიზიკოსებმა შეძლეს აირისმგავსი ჰელიუმის მილიონ გრადუსუამდე ცელსიუსით გაცხელება და მიღებული პლაზმის 0,1 წამის განმავლობაში წონასწორობაში შენარჩუნება. მეცნიერების საბოლოო მიზანი ბევრად ამბიციურია: რეაქტორში წყალბადის პლაზმის 30 წუთის განმავლობაში შენარჩუნება.

საბოლოო ჯამში, სტელარატორები ჩვეულებრივ ელექტროსადგურებად გადაიქცევა, რომლებიც ქალაქების სრულყოფილ ცხოვრებას უზრუნველყოფს.

ქარის ენერგია

2016 წელს შოტლანდიის სანაპიროებზე მსოფლიოში უმსხვილესი მცურავი ქარის ელექტროსადგურის მშენებლობა დაწყეს. ეს არის ქსელი, რომელიც ხუთი ტურბინისგან შედგება მთლიანი მოცულობით 30 მეგავატი, რაც 20 000 სახლის მომარაგებაზეა გათვლილი. დღეს ამ ელექტროსადგურით ქალაქ პიტერჰედს ამარაგებენ.

მისი ენერგია გამომუშავდება ძლიერი ქარებისგან, რომელთა სიჩქარე შოტლანდიის სანაპიროდან 25 კილომეტრის მანძილზე ჩვეულებრივ 1 წამში 10 მეტრს შეადგენს. იმავდროულად, აუცილებლობის შემთხვევაში ტურბინების გადაწევა უფრო შორსაც შეიძლება, რადგან მათი ძირი ზღვის ფსკერზე მაგრდება, და სპეციალურ პლატფორმებზეა განთავსებული. შოტლანდიის მთავრებას მიჩნდა, რომ ასეთი სისტემა ელექტროენერგიის წარმოებაზე ხარჯებს შეამცირებდა.

2017 წლის ოქტომბერში მცურავი ელექტროსადგური ამოქმედდა. სამთვიანი შტორმების დროს, 2018 წლის ნოემბრიდან 2019 წლის იანვრამდე, Hywind Scotland-ის ტურბინებმა გაუძლო ექსტრემალურ 8-მეტრიან ტალღებს ჩრდილოეთ ატლანტიკაში ქარიშხლის დროს.

2019 წლის ივნისში დანიურმა კომპანიამ Danske Commodities განაცხადა, რომ მზადაა Hywind-ის მთელი სიმძლავრე 20 წლის განმავლობაში შეისყიდოს, რაც ამ ტიპის პირველი შეთანხმებაა.

გეოთერმული ენერგეტიკა

ისლანდია - იდეალური მაგალითია ქვეყნისა, რომელმაც უარი თქვა ნავთობსა და ენერგიის სხვა არააღდგენად წყაროებზე: ჰიდროელექტროსადგურები საჭიროებების დაახლოებით 70%-ს ფარავს, კიდევ 25%-ს - გეოთერმული მოწყობილობები. დარგი იმდენად განვითარებულია, რომ ისლანდია მზადაა თავისი გამოგონებები უცხოეთში გაყიდოს. მაგალითად, დიდი ბრიტანეთი ისლანდიასთან მოლაპარაკებებს მართავს გეოთერმული ენერგიის შეძენაზე, რომელიც ცხელი წყლის და ორთქლის დახმარებით მუშავდება. 

ისლანდიაში 100-ზე მეტი ვულკანია, რომლის წყალობითაც შედარებით მცირე სიღმეზეც წყლის ტემპერატურა ენერგიის გამომუშავებისთვის საკმარისია. მაგალითად, ისლანდიაში სახლების დაახლოებით 90% თბება ცხელი წყლის საშუალებით, რომელიც ჭაბურღილებიდან მილებს მიეწოდება და საცხოვრებელ ნაგებობებს ათბობს. 

ელექტროენერგია, როგორც წესი, უფრო რთული გზებით მიიღება. ყველაზე გავრცელებული სამი გზაა: პირდაპირი - როდესაც ჭაბურღილიდან ამომავალი ორთქლი ტურბინაში გადის, რომელიც ენერგიას გამოიმუშავებს; არაპირდაპირი - როდესაც ცხელი წყალი მაღალი წნევით მიწიდან ამაორთქლებელს მიეწოდება, ხოლო მიღებული ორთქლი ტურბინას ატრიალებს; ბინარული - როდესაც ცხელი თერმული წყალი ურთიერთქმედებს თბოშემცვლელში სხვა სითხესთან (დუღილის უფრო დაბალი ტემპერატურით) და მისგან ორთქლს ქმნის, შედეგად ეს ორთქლი ტურბინას ატრიალებს.

მზის ენერგია კოსმოსიდან

შესაძლოა, ენერგიის მოპოვების ყველაზე უჩვეულო მეთოდი - მისთვის კოსმოსში გამგზავრებაა. ამით დაკავდა კალიფორნიული კომპანია Solaren-ი, რომელმაც 2009 წელს დაიწყო მზადება რამდენიმე მზისპანელიანი თანამგზავრის გასაშვებად. პროექტი 2016 წელს უნდა დაწყებულიყო, მაგრამ დაფინანსების პრობლემების გამო ათწლეულის ბოლოსკენ გადაიდო.

საინტერესოა, რომ კოსმოსიდან ენერგიის მიღებაზე Solaren-ის გამოჩენამდე ბევრად ადრეც ფიქრობდნენ: აიზეკ აზიმოვის 1941 წელს დაწერილ მოთხრობაში Reason, პირველადაა ნახსენები კოსმოსური სადგური, რომელიც დედამიწას ენერგიით ამარაგებს და რომელსაც რობოტები მართავნ.

სინამდვილეში ყველაფერი ასე უნდა გამოიყურებოდეს: სინათლის რეფლექტორებიდან მუდმივი დენი დედამიწას ელექტრომაგნიტური ტალღების საშუალებით გადაეცემა, დედამიწაზე კი მათ სპეციალური ანტენა იღებს, რის შემდეგაც ენერგია ასობით საცხოვრებელ სახლში გადაიცემა.

მჟავა, რომელსაც ბენზინის ჩანაცვლება შეუძლია

რამდენიმე წლის წინ ლონდონის „არსენალის“ ფეხბურთელმა მატიე ფლამინიმ აღიარა, რომ თითქმის მთელ თავის გამომუშავებულ ფულს აბანდებს კომპანიაში, რომელიც ბიოსაწვავს ლევულინის მჟავის საფუძველზე ამუშავებს. ნახევარმცველის თქმით, მომავალში ეს ნივთიერება ბენზინს შეცვლის და 20 მილიარდი ფუნტის მოცულობის ბაზარს გახსნის.

ამ დროისთვის ფლამინის მეგობარ პასკუალე გრანატესთან ერთად შვიდი წლის მუშაობის გამოცდილება ჰქონდა. ისინი კომპანია GF Biochemicals-ის და იტალიურ ქალაქ კაზერტეში ქარხანას მფლობდნენ. ამ ქარხანაში დაახლოებით 80 ადამიანი მუშაობდა (მთლიანობაში კომპანიაში - 400 თანამშრომელია).

„როდესაც ჩვენ ვიპოვეთ მჟავის ინდუსტრიულ მასშტაბებში წარმოების მეთოდი, ჩვენ ის დავაპატენტეთ. ამას მოჰყვა თანმიმდევრული განვითარება. ჩვენ გვყავს მკვლევრები, ქიმიკოსები და სხვა მეცნიერები საფრანგეთიდან, იტალიიდან, ჰოლანდიიდან, გერმანიიდან, რუსეთიდან და ეგვიპტიდან“, - თქვა ფლამინიმ.

სხვა თემები