Нетрадиционные энергоресурсы планеты

Помимо ископаемого топливно-энергетического сырья существуют на земном шаре иные источники производства энергии - солнечная, ветровая, приливная, геотермальная, биологическая, энергия температурного градиента океанских вод. В настоящее время они используются мало из-за технологических трудностей освоения и высокой стоимости производимой энергии, но на эти виды приходится значительная часть общего энергетического потенциала планеты. Солнечная энергия - самый крупный энергетический источник на Земле. Выше уже отмечалось, что количество тепла, поступающего на 1 кв. м поверхности Земли в год, оценивается в 3,16х109 КДж. Общее количество солнечной энергии в 20 тыс. раз превышает современное потребление энергии мировым хозяйством. Но плотность солнечного излучения на поверхности суши столь мала (даже в тропических пустынях днем она равна 5-6 кВт ч/ кв.м. в день, а в умеренном поясе - всего 3-4 кВт ч/кв.м.), что ее трудно технически освоить. Сейчас используют солнечные печи для получения низкотемпературного топлива, однако производство энергии на гелиотермальных ЭС в широких масштабах - дело будущего. Предполагают, что к 2020 г. за счет солнечной энергии мировые потребности в электроэнергии будут удовлетворяться на 15-20%.

Ветровая энергия используется с незапамятных времен в Англии, Голландии, Франции и других странах, но в очень небольших масштабах. Общие ресурсы ветровой энергии Земли огромны, хотя и строго локализованы. Для получения 1 единицы электрической мощности за счет ветровой энергии требуется в среднем в 4-5 раз больше площади, чем для гелиоустановок. Технические трудности очень велики, но общий потенциал ветровой энергии Земли примерно равен 300 млрд. кВт/час в год.

Приливная энергия морских волн оценивается величиной от 8,7 до 10,8 млрд. Дж. В настоящее время можно использовать менее 2% этого потенциала (Энергетика мира, 1979). Трудность заключается в преобразовании ударной силы волны в гравитационную, тепловую и электрическую формы энергии. По оценкам в мире имеется свыше 25 участков морских побережий с высокими приливами (не менее 7 м высотой) и соответствующей топографией, пригодных для строительства ПЭС. Пока в мире действуют две ПЭС - в России (Кислогубская) и во Франции, в устье Гаронны.

Биоконверсионная энергия - энергия, аккумулированная в биомассе. Количество энергии, заключенной в фитомассе лесов мира, оценивается величиной 180 тыс. Дж. Древесина служила источником топлива еще с первобытных времен, и до сих пор она (вместе с навозом и прочими отходами сельскохозяйственного производства) дает около 3,6 тыс. Дж энергии, потребляемой главным образом населением развивающихся стран. Существуют опытные разработки по получению биогаза из отходов сельского хозяйства, но в промышленных масштабах этот процесс еще не разработан.

Геотермальная энергия - внутренняя энергия Земли. Нормальный температурный градиент Земли - 3° на 100 м глубины, в отдельных местах этот показатель может повышаться до 5° на 100 м и даже до 1 на 5 м глубины. Если ограничить глубину 5 км, то по данным академика Кириллина условный запас геотермальной энергии составляет величину, имеющую примерно тот порядок, и что и ресурсы всех видов минерального топлива на Земле - 880 млрд. т. у.т. Геотермальные ЭС действуют в Италии, США, Японии, Исландии и др.; всего в мире их насчитывается 188 общей мощностью в 4760 МВт. Предполагают, что в будущем их основное назначение будет заключаться в производстве тепла, а не электричества, так как температуры источников все же низкие.