Сонце посилає на нашу планету безмір тепла й світла: тільки та їх частина, яка припадає на неугіддя, доступні для людини (тобто потенційні місця для геліоустановок), у тисячі разів перевищує світове споживання енергії. Існуючі ж методи утилізації такої енергії (крім сушіння білизни на мотузку) групуються переважно навколо двох: застосування термосистем і одержання теплової енергії, а також завдяки фотохімічним (фотосинтетичним) процесам. Досить звичними на сьогоднішній день є сонячні пристрої для обігрівання житла в Ізраїлі їх має кожна п'ята сім'я, збільшується використання в США, Японії, Австралії, Франції. Причому для будинків, які розміщені в таких умовах, які є в Україні, досить сонячних колекторів загальною площею 50 м кв. У промисловості сонячним теплом можна "мити" посуд, пастеризувати пиво, прати білизну, забезпечувати загалом до 70 % потреб харчового виробництва в електроенергії. У спеціальних сонячних печах видобувають чисті метали, в сонячних водоймах — природні мінерали. Ці та інші сфери використання сонячної енергії свідчать про її великі потенційні можливості, причому суттєвими є ті обставини, що сонячна енергія екологічно чиста, легкодоступна. Втім, для сонячних проектів характерна своєрідна мініатюризація, що робить доступними геліоустановки для потреб фермера, автомобіліста, пастуха, радіостанції тощо. У світі на стадії промислового впровадження знаходяться вже й досить крупні геліостанції. У Таргассоні (Франція) споруджено установку, яка складається з поля геліостатів (200 шт) загальною площею понад 10 тис. м кв. Всі геліостати відбивають сонячне проміння і фокусують його в одному місці — на приймачі, розміщеному на вершині 80-метрової вежі. Нагріта таким чином рідина потрапляє на турбіну, далі — генератор, струм. Чималі можливості для розвитку геліоенергетики існують в Україні, особливо в Таврії та Криму, однак вони практично зовсім не використовуються.
Принципова схема одержання енергії за рахунок термоядерного синтезу добре відома і, у випадку з водневою бомбою, втілена в життя (точніше, проти життя). Важкі ізотопи водню — дейтерій і тритій — з'єднуються між собою, внаслідок чого одержуємо інертний газ гелій і велику кількість енергії. Такі технології мають достатню ресурсну базу, адже дейтерій повсюдно зустрічається в морській воді, а тритій легко можна одержати шляхом опромінення літію безпосередньо в реакторі. Небагато проблем, вважають фізики, буде і з рештками синтезу, оскільки гелій і вода, які утворюються, будуть екологічно чисті. Проблема полягає в іншому — досягненні умов стабілізації протікання реакції, утриманні одержаної енергії. У випадку з водневою бомбою справа вирішується просто: потрібну температуру (100 млн °С) одержують за рахунок вибуху звичайної атомної бомби, в пломені якої і відбувається реакція водневого синтезу. Якщо ж брати керований термоядерний синтез, то пропонуються найрізноманітніші варіанти здійснення реакції: найоптимальніші, очевидно, на сьогодні є варіанти "магнітної пляшки". Втім, досягнень і на цьому шляху поки що небагато (якщо брати практичний вихід енергії), очевидно, містифікацією може виявитися і сенсація з "холодним" термоядерним синтезом. У всякому разі, термоядерний синтез досі залишається сферою панування теоретичного, а не практичного розуму. Не випадково академік П. Л. Капіца писав з цього приводу: "Основне завдання, яке стоїть перед фізикою, — це більш глибоко експериментально дослідити гідродинаміку гарячої плазми, як це потрібно для здійснення термоядерної реакції за високого тиску і в сильних магнітних полях. Це велике, важке й цікаве завдання сучасної фізики. Його розв'язання тісно пов'язане з розв'язанням енергетичної проблеми, яка стає вирішальною для нашої епохи. Звичайно, це проблема фізики № 1".
Останнім часом дедалі частіше обговорюють енергетичні перспективи чистого водню і природного газу. Водень — джерело високоякісної енергії і, щоб його одержати, треба докласти певну енергію, оскільки слід попередньо розкласти воду на водень і кисень. Тобто роль води і водню неперевершена як своєрідного консерванта енергії, за допомогою якого можна було б передавати електроенергію на значні відстані. Очевидно, перспективи такого використання водню могли б бути пов'язані і з проектами експлуатації АЕС, які, проте, мають бути розміщені або на безлюдних островах в океані (ідея П. Л. Капіци), або ж під землею в скельних породах в незалюднених районах (ідея А. Д. Сахарова). Роль природного газу у світовій енергетиці, безперечно, буде зростати: за прогнозами, до 2030 р. його частка з 25% збільшиться до 60%. Зміни можуть навіть бути ще кардинальніші, оскільки останнім часом висунута гіпотеза про існування надглибокого газу неорганічного походження. У такому разі поклади природного газу взагалі мало піддаються обчисленню, а тому й використання його може бути без огляду на ресурси. Тому цілком можливо, що XXI ст. буде зовсім не атомною чи термоядерною ерою, а добою "глибокого газу". Не можна обійти і ще одну важливу проблему енергетики, а саме: нерівномірність споживання енергії населенням різних регіонів, що автоматично означає і різницю в добробуті, стартових можливостях розвитку, а скористаємося для ілюстрації цієї проблеми висновками Міжнародної комісії з довкілля та розвитку (так звана "комісія Брундтланд"):
Таблиця 17. Глобальне споживання первинної енергії на душу населення *
Група країн (за класифікацією Світового банку) ВНП на душу населення, дол. Споживання енергії, кВт на душу населення Загальне споживання енергії, ТВт Низькі прибутки 260 0,41 0,99 країни на південь від Сахари 210 0,08 0,02 Середні прибутки 1250 1,07 1,27 нижчі за середні 740 0,57 0,39 вищі за середні 1950 1,76 0,87 країни на південь від Сахари 680 0,25 0,04 Високі прибутки країни-експортери нафти 11250 5,17 0,10 індустріальні країни з ринковою економікою 11430 7,01 5,14 Східноєвропейські країни - 6,27 2,44 В усьому світі - 2,11 9,94
Отже, наявні величезні розбіжності у рівні життя різних груп країн, причому простежується безпосередня залежність валового національного продукту від енергоспоживання. Зрозуміло тому, що стабільне майбутнє людства немислиме без копіткої роботи щодо встановлення справедливого міжнародного енергетичного порядку. Звичайно, мова повинна йти не про силовий перерозподіл енергоресурсів, а про обмін технологіями, встановлення демократичного устрою, взаємодопомогу тощо. Однак, фахівці прогнозують збереження диспропорцій між регіонами в майбутньому. Так, Північна Америка (за мінімального варіанта) матиме практично стабільний рівень споживання і в 2000, і в 2030 р. Росія може наростити енергоспоживання у 2—2,5 рази, такі ж високі темпи нарощення енергоспоживання характеризуватимуть економіку Японії та Західної Європи. Що ж стосується України, то для неї розв'язання енергетичних проблем лежить передовсім у сфері політичній: при досягненні справжньої незалежності Україні з надлишком вистачить і власних джерел електроенергії (переважно кам'яного та бурого вугілля). А до тих часів розв'язання їх є справою вельми сумнівною. У цьому зайвий раз переконуємося, коли звертаємо увагу на ще один аспект функціонування та використання енергосистем. Йдеться про звичайні лінії електропередач — надзвичайно потужне джерело екологічної небезпеки, але практично не афішоване. Форсування розвитку енергетики в Україні, крім всіх відомих бід, призвело до того, що сумарна протяжність ЛЕП напругою 750 кВт збільшилася за останнє десятиріччя в 13 разів, а ліній 220, 330 та 500 кВт — вп'ятеро. Оскількиж функціонування ЛЕП пов'язане з загрозою для здоров'я людини, то необхідно відводити певну зону відчуження там, де такі лінії проходять. Проте виявляється, що близько 20 % населення республіки (а це понад 10 млн чоловік) проживає в зоні підвищеної — санітарно неприпустимої — електромагнітної небезпеки (О. В. Блохіна, 1989). Інша грань цієї екологічної проблеми — втрата земель за рахунок відчуження: площа земель, відчужена внаслідок побудови на них ЛЕП, становила близько 1,5 млн га.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Сонячна енергія» з дисципліни «Екологічна культура»
