32,6% – pétrole et produits pétroliers. 30,0% – charbon. 23,7% – gaz. Les trois principales sources d'énergie qui alimentent l'humanité ressemblent exactement à ceci. Les vaisseaux spatiaux et la planète "verte" sont toujours aussi éloignés que la "galaxie lointaine, très lointaine".
Il y a certes un mouvement vers les énergies alternatives, mais il est si lent qu'on espère une percée – pas encore. Soyons honnêtes : pendant les 50 prochaines années, les combustibles fossiles éclaireront nos maisons.
Le développement des énergies alternatives va lentement, comme un gentleman guindé le long de la digue de la Tamise. Aujourd'hui, on a beaucoup plus écrit sur les sources d'énergie non traditionnelles que sur leur développement et leur mise en œuvre dans la vie quotidienne. Mais dans cette direction il y a 3 « mastodontes » reconnus qui tirent le reste du char derrière eux.
L'énergie nucléaire n'est pas considérée ici, car la question de sa progressivité et de l'opportunité de son développement peut être discutée pendant très longtemps.
Ci-dessous, il y aura des indicateurs de puissance des centrales, donc, pour analyser les valeurs, nous allons introduire un point de départ : la centrale électrique la plus puissante du monde est la centrale nucléaire de Kashiwazaki-Kariwa (Japon). Qui a une capacité de 8,2 GW.
L'énergie de l'air : le vent au service de l'homme
Le principe de base de l'énergie éolienne est la conversion de l'énergie cinétique des masses d'air en mouvement en énergie thermique, mécanique ou électrique.
Le vent est le résultat de la différence de pression atmosphérique à la surface. Ici, le principe classique des « vases communicants » est mis en œuvre, uniquement à l'échelle mondiale. Imaginez 2 points – Moscou et Saint-Pétersbourg. Si la température à Moscou est plus élevée, l'air se réchauffe et monte, laissant une basse pression et une quantité réduite d'air dans les couches inférieures. En même temps, il y a une haute pression à Saint-Pétersbourg et il y a suffisamment d'air «d'en bas». Par conséquent, les masses commencent à affluer vers Moscou, car la nature recherche toujours l'équilibre. C'est ainsi que se forme le flux d'air, qu'on appelle le vent.
Ce mouvement est porteur d'une énorme énergie, que les ingénieurs cherchent à capter.
Aujourd'hui, 3 % de la production mondiale d'énergie provient des éoliennes, et la capacité augmente. En 2016, la capacité installée des parcs éoliens a dépassé la capacité des centrales nucléaires. Mais il y a 2 fonctionnalités qui limitent le développement de la direction :
1. La puissance installée est la puissance maximale de fonctionnement. Et si les centrales nucléaires fonctionnent presque tout le temps à ce niveau, les parcs éoliens atteignent rarement de tels indicateurs. L'efficacité de ces stations est de 30 à 40%. Le vent est extrêmement instable, ce qui limite l'application à l'échelle industrielle.
2. Le placement des parcs éoliens est rationnel dans les endroits où les flux de vent sont constants - de cette façon, il est possible d'assurer une efficacité maximale de l'installation. La localisation des générateurs est considérablement limitée.
L'énergie éolienne ne peut être considérée aujourd'hui que comme une source d'énergie supplémentaire en combinaison avec des sources d'énergie permanentes, telles que les centrales nucléaires et les centrales utilisant du combustible.
Les moulins à vent sont apparus pour la première fois au Danemark - ils ont été amenés ici par les croisés. Aujourd'hui, dans ce pays scandinave, 42% de l'énergie est produite par des parcs éoliens.
Le projet de construction d'une île artificielle à 100 km au large de la Grande-Bretagne est presque terminé. Un projet fondamentalement nouveau sera créé à Dogger Bank – sur 6 km2 de nombreuses éoliennes seront installées qui achemineront l'électricité vers le continent. Ce sera le plus grand parc éolien au monde. Aujourd'hui, c'est le Gansu (Chine) avec une capacité de 5,16 GW. Il s'agit d'un complexe d'éoliennes qui grandit chaque année. L'indicateur prévu est de 20 GW.
Et un peu sur le coût.
Les indicateurs de coût moyen pour le 1 kWh d'énergie généré sont :
─ charbon 9-30 centimes ;
─ vent 2,5-5 centimes.
S'il est possible de résoudre le problème de la dépendance à l'énergie éolienne et d'augmenter ainsi l'efficacité des parcs éoliens, alors ils ont un grand potentiel.
L'énergie solaire : le moteur de la nature - le moteur de l'humanité
Le principe de production est basé sur la collecte et la distribution de la chaleur des rayons solaires.
Désormais, la part des centrales solaires (SPP) dans la production mondiale d'énergie est de 0,79%.
Cette énergie, tout d'abord, est associée à l'énergie alternative - des champs fantastiques recouverts de grandes plaques avec des photocellules sont dessinés immédiatement sous vos yeux. En pratique, la rentabilité de cette direction est assez faible. Parmi les problèmes, on peut distinguer une violation du régime de température au-dessus de la centrale solaire, où les masses d'air sont chauffées.
Il existe des programmes de développement de l'énergie solaire dans plus de 80 pays. Mais dans la plupart des cas, nous parlons d'une source d'énergie auxiliaire, car le niveau de production est faible.
Il est important de placer correctement la puissance, pour laquelle des cartes détaillées du rayonnement solaire sont compilées.
Le capteur solaire sert à la fois à chauffer l'eau pour le chauffage et à produire de l'électricité. Les cellules photovoltaïques génèrent de l'énergie en « assommant » des photons sous l'influence de la lumière solaire.
Le leader en termes de production d'énergie dans les centrales solaires est la Chine, et en termes de production par habitant, l'Allemagne.
La plus grande centrale solaire est située sur la ferme solaire Topaz, située en Californie. Puissance 1,1 GW.
Il existe des développements pour mettre en orbite des capteurs et capter l'énergie solaire sans la perdre dans l'atmosphère, mais cette direction comporte encore trop d'obstacles techniques.
L'énergie hydraulique : utiliser le plus gros moteur de la planète
L'hydroélectricité est un chef de file parmi les sources d'énergie alternatives. 20% de la production mondiale d'énergie provient de l'hydroélectricité. Et parmi les sources renouvelables 88 %.
Un barrage massif est en cours de construction sur une certaine section de la rivière, qui bloque complètement le canal. Un réservoir est créé en amont et la différence de hauteur le long des côtés du barrage peut atteindre des centaines de mètres. L'eau traverse rapidement le barrage aux endroits où les turbines sont installées. Ainsi, l'énergie de l'eau en mouvement fait tourner les générateurs et conduit à la génération d'énergie. Tout est simple.
Parmi les inconvénients: une grande surface est inondée, la biovie de la rivière est perturbée.
La plus grande centrale hydroélectrique est Sanxia (« Trois Gorges ») en Chine. Elle a une capacité de 22 GW, étant la plus grande centrale au monde.
Les centrales hydroélectriques sont courantes dans le monde entier et au Brésil, elles fournissent 80% de l'énergie. Cette direction est la plus prometteuse dans les énergies alternatives et se développe constamment.
Les petites rivières ne sont pas capables de produire une grande puissance, c'est pourquoi les centrales hydroélectriques qui s'y trouvent sont conçues pour répondre aux besoins locaux.
L'utilisation de l'eau comme source d'énergie se décline en plusieurs grands concepts :
1. Utilisation des marées. La technologie est à bien des égards similaire à la centrale hydroélectrique classique, à la seule différence que le barrage ne bloque pas le chenal, mais l'embouchure de la baie. L'eau de la mer fait des fluctuations quotidiennes sous l'influence de l'attraction de la lune, ce qui entraîne la circulation de l'eau à travers les turbines du barrage. Cette technologie n'a été mise en œuvre que dans quelques pays.
2. Utilisation de l'énergie des vagues. Les fluctuations constantes de l'eau en haute mer peuvent aussi être une source d'énergie. Ce n'est pas seulement le passage des vagues à travers des turbines installées statiquement, mais aussi l'utilisation de «flotteurs»: mais la surface de la mer place une chaîne de flotteurs spéciaux, à l'intérieur desquels se trouvent de petites turbines. Générateurs de spin vagues et une certaine quantité d'énergie est générée.
En général, aujourd'hui, l'énergie alternative est incapable de devenir une source d'énergie mondiale. Mais il est tout à fait possible de fournir à la plupart des objets une énergie autonome. Selon les caractéristiques du territoire, vous pouvez toujours choisir la meilleure option.
Pour l'indépendance énergétique mondiale, il faudra quelque chose de fondamentalement nouveau, comme la « théorie de l'éther » du célèbre Serbe.
Sans démagogie, il est étrange que dans les années 2000, l'humanité produise de l'énergie pas beaucoup plus progressivement que la locomotive que les frères Lumière ont photographiée. Aujourd'hui, la question des ressources énergétiques a largement pénétré la sphère politique et financière, qui détermine la structure de la production d'électricité. Si l'huile allume les lampes, alors quelqu'un en a besoin...