พลังงานแห่งอนาคต: ความจริงและแฟนตาซี. แหล่งพลังงานทางเลือก

สารบัญ:

พลังงานแห่งอนาคต: ความจริงและแฟนตาซี. แหล่งพลังงานทางเลือก
พลังงานแห่งอนาคต: ความจริงและแฟนตาซี. แหล่งพลังงานทางเลือก
Anonim

ไม่เป็นความลับที่ทรัพยากรที่มนุษย์ใช้ในปัจจุบันมีจำกัด ยิ่งไปกว่านั้น การสกัดและใช้งานเพิ่มเติมไม่เพียงแต่นำไปสู่พลังงานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงภัยพิบัติด้านสิ่งแวดล้อมด้วย ทรัพยากรที่มนุษย์ใช้ตามประเพณี - ถ่านหิน ก๊าซและน้ำมัน - จะหมดลงในเวลาไม่กี่ทศวรรษ และต้องมีมาตรการในเวลานี้ แน่นอน เราสามารถหวังได้ว่าเราจะพบแหล่งที่อุดมสมบูรณ์อีกครั้ง เช่นเดียวกับในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ผ่านมา แต่นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่าแหล่งสะสมขนาดใหญ่ดังกล่าวจะไม่มีอยู่อีกต่อไป แต่อย่างไรก็ตาม การค้นพบแหล่งแร่ใหม่จะทำให้สิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้นั้นล่าช้าออกไปเท่านั้น จึงจำเป็นต้องหาวิธีการผลิตพลังงานทดแทนและเปลี่ยนไปใช้ทรัพยากรหมุนเวียน เช่น ลม แสงอาทิตย์ พลังงานความร้อนใต้พิภพ พลังงานน้ำไหล และอื่นๆ และควบคู่ไปกับ สิ่งนี้จำเป็นต้องพัฒนาเทคโนโลยีประหยัดพลังงานต่อไป

ในบทความนี้ เราจะพิจารณาแนวคิดที่มีแนวโน้มมากที่สุดในความเห็นของนักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ แนวคิดที่จะสร้างพลังงานแห่งอนาคต

พลังงานแห่งอนาคต
พลังงานแห่งอนาคต

สถานีพลังงานแสงอาทิตย์

คนสงสัยมานานว่าใช้พลังงานได้หรือเปล่าดวงอาทิตย์บนโลก น้ำร้อนถูกทำให้ร้อนภายใต้แสงแดด เสื้อผ้าและเครื่องปั้นดินเผาแห้งก่อนที่จะถูกส่งไปยังเตาอบ แต่วิธีการเหล่านี้ไม่สามารถเรียกได้ว่ามีประสิทธิภาพ วิธีการทางเทคนิคแรกที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์ปรากฏขึ้นในศตวรรษที่ 18 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส เจ. บุฟฟ่อน ได้แสดงการทดลองที่เขาสามารถจุดไฟให้ต้นไม้แห้งได้โดยใช้กระจกเว้าขนาดใหญ่ในสภาพอากาศแจ่มใสจากระยะประมาณ 70 เมตร นักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง A. Lavoisier เพื่อนร่วมชาติของเขา ใช้เลนส์เพื่อรวมพลังของดวงอาทิตย์ และในอังกฤษ พวกเขาสร้างกระจกนูนสองด้าน ซึ่งการโฟกัสรังสีของดวงอาทิตย์ หลอมเหล็กหล่อในเวลาเพียงไม่กี่นาที

นักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติได้ทำการทดลองมากมายที่พิสูจน์ว่าการใช้พลังงานแสงอาทิตย์บนโลกนั้นเป็นไปได้ อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่จะแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานกล เพิ่งปรากฏขึ้นในปี 1953 มันถูกสร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์จากสำนักงานการบินและอวกาศแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา ในปี 1959 มีการใช้แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อติดตั้งดาวเทียมอวกาศเป็นครั้งแรก

บางทีถึงอย่างนั้น เมื่อตระหนักว่าแบตเตอรี่ดังกล่าวมีประสิทธิภาพในอวกาศมากกว่ามาก นักวิทยาศาสตร์จึงเกิดแนวคิดในการสร้างสถานีพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ เพราะในหนึ่งชั่วโมงดวงอาทิตย์จะสร้างพลังงานได้มากพอๆ กับที่มนุษย์ทุกคน ไม่บริโภคในหนึ่งปีดังนั้นทำไมไม่ใช้สิ่งนี้? พลังงานแสงอาทิตย์ในอนาคตจะเป็นอย่างไร?

ด้านหนึ่ง ดูเหมือนว่าการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นตัวเลือกในอุดมคติ อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายของสถานีสุริยะอวกาศขนาดใหญ่นั้นสูงมาก และนอกจากนั้น ค่าดำเนินการจะแพงด้วย ดังนั้นเวลาที่มีการแนะนำเทคโนโลยีใหม่สำหรับการส่งมอบสินค้าสู่อวกาศเช่นเดียวกับวัสดุใหม่การดำเนินโครงการดังกล่าวจะเป็นไปได้ แต่สำหรับตอนนี้เราสามารถใช้แบตเตอรี่ที่ค่อนข้างเล็กบนพื้นผิวโลกเท่านั้น หลายคนจะบอกว่านี่เป็นสิ่งที่ดีเช่นกัน ใช่ มันเป็นไปได้ในสภาพของบ้านส่วนตัว แต่สำหรับการจัดหาพลังงานของเมืองใหญ่ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีแผงโซลาร์เซลล์จำนวนมากหรือเทคโนโลยีที่จะทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์

ด้านเศรษฐกิจของปัญหาก็มีอยู่ที่นี่เช่นกัน: งบประมาณใด ๆ จะได้รับผลกระทบอย่างมากหากได้รับมอบหมายให้ทำหน้าที่แปลงทั้งเมือง (หรือทั้งประเทศ) เป็นแผงโซลาร์เซลล์ ดูเหมือนว่าเป็นไปได้ที่จะบังคับให้ชาวเมืองจ่ายเงินจำนวนหนึ่งสำหรับอุปกรณ์ใหม่ แต่ในกรณีนี้พวกเขาจะไม่พอใจเพราะถ้าผู้คนพร้อมที่จะใช้จ่ายเช่นนี้พวกเขาจะทำเองมานานแล้ว: ทุกคนมีโอกาสซื้อแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

มีความขัดแย้งอีกประการหนึ่งเกี่ยวกับพลังงานแสงอาทิตย์: ต้นทุนการผลิต การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าโดยตรงไม่ใช่สิ่งที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด จนถึงตอนนี้ยังไม่มีวิธีใดที่จะดีไปกว่าการใช้แสงอาทิตย์เพื่อทำให้น้ำร้อน ซึ่งกลายเป็นไอน้ำและหมุนไดนาโม ในกรณีนี้การสูญเสียพลังงานจะน้อยที่สุด มนุษยชาติต้องการใช้แผงโซลาร์เซลล์ "สีเขียว" และสถานีพลังงานแสงอาทิตย์เพื่ออนุรักษ์ทรัพยากรบนโลก แต่โครงการดังกล่าวจะต้องการทรัพยากรจำนวนมหาศาลเท่ากัน และพลังงานที่ "ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม"ตัวอย่างเช่น ในฝรั่งเศส โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เพิ่งสร้างเสร็จ ครอบคลุมพื้นที่ประมาณสองตารางกิโลเมตร ค่าก่อสร้างประมาณ 110 ล้านยูโร ไม่รวมค่าดำเนินการ ด้วยเหตุนี้ จึงควรคำนึงว่าอายุการใช้งานของกลไกดังกล่าวจะอยู่ที่ประมาณ 25 ปี

วิธีการผลิตพลังงานทดแทน
วิธีการผลิตพลังงานทดแทน

ลม

พลังงานลมยังถูกใช้โดยผู้คนตั้งแต่สมัยโบราณ ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดคือการแล่นเรือและกังหันลม กังหันลมยังคงใช้งานอยู่ในปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่มีลมแรงคงที่ เช่น บริเวณชายฝั่ง นักวิทยาศาสตร์มักนำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับวิธีการปรับปรุงอุปกรณ์ที่มีอยู่เดิมเพื่อแปลงพลังงานลมให้ทันสมัยอยู่เสมอ โดยหนึ่งในนั้นคือกังหันลมในรูปแบบของกังหันลมที่ทะยาน เนื่องจากการหมุนตลอดเวลา พวกมันจึงสามารถ "แขวน" ในอากาศได้ในระยะหลายร้อยเมตรจากพื้นดิน ซึ่งลมแรงและคงที่ สิ่งนี้จะช่วยในการผลิตกระแสไฟฟ้าในพื้นที่ชนบทซึ่งไม่สามารถใช้กังหันลมมาตรฐานได้ นอกจากนี้ กังหันที่ทะยานดังกล่าวอาจติดตั้งโมดูลอินเทอร์เน็ต ซึ่งจะทำให้ผู้คนสามารถเข้าถึงเวิลด์ไวด์เว็บได้

กระแสน้ำและคลื่น

ความเจริญของพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมค่อยๆ จางหายไป และพลังงานธรรมชาติอื่นๆ ได้ดึงดูดความสนใจของนักวิจัย มีแนวโน้มมากขึ้นคือการใช้การลดลงและกระแส มีบริษัทหลายร้อยแห่งทั่วโลกกำลังจัดการกับปัญหานี้ และมีหลายโครงการที่พิสูจน์ประสิทธิภาพของวิธีการขุดนี้ไฟฟ้า. ข้อได้เปรียบเหนือพลังงานแสงอาทิตย์คือการสูญเสียระหว่างการถ่ายโอนพลังงานหนึ่งไปยังอีกพลังงานหนึ่งมีน้อย: คลื่นยักษ์หมุนกังหันขนาดใหญ่ซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้า

โครงการ Oyster เป็นแนวคิดในการติดตั้งวาล์วแบบบานพับที่ก้นมหาสมุทรซึ่งจะนำน้ำขึ้นสู่ฝั่ง ซึ่งจะทำให้กังหันน้ำกลายเป็นกังหันน้ำธรรมดาๆ การติดตั้งเพียงครั้งเดียวก็สามารถจ่ายไฟฟ้าให้กับไมโครดิสทริคเล็กๆ ได้

คลื่นยักษ์ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในออสเตรเลีย: ในเมืองเพิร์ท มีการติดตั้งโรงงานแยกเกลือออกจากพลังงานที่ทำงานด้วยพลังงานประเภทนี้ งานของพวกเขาช่วยให้มีน้ำจืดประมาณครึ่งล้านคน พลังงานธรรมชาติและอุตสาหกรรมสามารถรวมกันได้ในอุตสาหกรรมการผลิตพลังงานนี้

การใช้พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงค่อนข้างแตกต่างจากเทคโนโลยีที่เราเคยเห็นในโรงไฟฟ้าพลังน้ำในแม่น้ำ บ่อยครั้งที่โรงไฟฟ้าพลังน้ำทำลายสิ่งแวดล้อม: พื้นที่ใกล้เคียงถูกน้ำท่วม ระบบนิเวศถูกทำลาย แต่สถานีที่ทำงานบนคลื่นยักษ์จะปลอดภัยกว่ามากในเรื่องนี้

สิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงาน
สิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงาน

พลังงานมนุษย์

โครงการที่ยอดเยี่ยมที่สุดชิ้นหนึ่งในรายการของเราเรียกได้ว่าเป็นการใช้พลังงานของผู้คนที่มีชีวิต ฟังดูน่าทึ่งและค่อนข้างน่ากลัว แต่ก็ไม่ใช่ทุกอย่างที่น่ากลัวนัก นักวิทยาศาสตร์ชื่นชมแนวคิดในการใช้พลังงานกลของการเคลื่อนไหว โครงการเหล่านี้เกี่ยวกับไมโครอิเล็กทรอนิกส์และนาโนเทคโนโลยีที่ใช้พลังงานต่ำ แม้ว่าจะดูเหมือนยูโทเปีย แต่ก็ไม่มีการพัฒนาที่แท้จริง แต่แนวคิดนั้นดีมากที่น่าสนใจและไม่ทิ้งความคิดของนักวิทยาศาสตร์ เห็นด้วยสะดวกมากจะเป็นอุปกรณ์ที่เหมือนกับนาฬิกาที่มีการไขลานอัตโนมัติจะถูกเรียกเก็บเงินจากการที่เซ็นเซอร์ถูกปัดด้วยนิ้วหรือจากความจริงที่ว่าแท็บเล็ตหรือโทรศัพท์เพียงแค่ห้อยอยู่ในกระเป๋าเมื่อเดิน ไม่ต้องพูดถึงเสื้อผ้าที่บรรจุไมโครดีไวซ์ต่างๆ ที่สามารถแปลงพลังงานจากการเคลื่อนไหวของมนุษย์ให้เป็นไฟฟ้าได้

ตัวอย่างเช่น ที่ Berkeley ในห้องปฏิบัติการของ Lawrence นักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะตระหนักถึงแนวคิดของการใช้ไวรัสเพื่อแปลงพลังงานแรงดันเป็นไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีกลไกเล็กๆ ที่ขับเคลื่อนโดยการเคลื่อนไหว แต่จนถึงขณะนี้เทคโนโลยีดังกล่าวยังไม่ได้รับการเผยแพร่ ใช่ วิกฤตพลังงานโลกไม่สามารถจัดการด้วยวิธีนี้ได้ จะมีกี่คนที่ต้อง "เร่ขาย" เพื่อให้ทั้งโรงงานทำงาน? แต่เนื่องจากเป็นมาตรการหนึ่งที่ใช้ร่วมกัน ทฤษฎีนี้จึงค่อนข้างใช้ได้

โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยีดังกล่าวจะมีประสิทธิภาพในสถานที่ที่ยากต่อการเข้าถึง ที่สถานีขั้วโลก ในภูเขา และไทกา ในหมู่นักเดินทางและนักท่องเที่ยวที่ไม่เคยมีโอกาสชาร์จอุปกรณ์ของตน แต่การติดต่อสื่อสารคือ สำคัญ โดยเฉพาะหากกลุ่มตกอยู่ในสถานการณ์วิกฤติ จะป้องกันได้มากเพียงใดหากผู้คนมักมีอุปกรณ์สื่อสารที่ไว้ใจได้โดยไม่พึ่ง "ปลั๊ก"

พลังงานและอุตสาหกรรม
พลังงานและอุตสาหกรรม

เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน

บางทีเจ้าของรถทุกคนก็ดูดัชนีน้ำมันใกล้ศูนย์ได้นะคิดว่าจะดีแค่ไหนถ้ารถวิ่งบนน้ำ แต่ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ให้ความสนใจอะตอมของมันในฐานะที่เป็นวัตถุแห่งพลังงานจริงๆ ความจริงก็คืออนุภาคของไฮโดรเจน ซึ่งเป็นก๊าซที่พบมากที่สุดในจักรวาล มีพลังงานอยู่เป็นจำนวนมาก นอกจากนี้ เครื่องยนต์เผาไหม้ก๊าซนี้โดยแทบไม่มีผลิตภัณฑ์พลอยได้ ซึ่งหมายความว่าเราได้รับเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมาก

ไฮโดรเจนถูกเติมเชื้อเพลิงโดยโมดูล ISS และกระสวยอวกาศบางตัว แต่บนโลกส่วนใหญ่มีอยู่ในรูปของสารประกอบ เช่น น้ำ ในทศวรรษที่แปดสิบในรัสเซียมีการพัฒนาเครื่องบินที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงเทคโนโลยีเหล่านี้ถูกนำไปใช้จริงและแบบจำลองการทดลองได้รับการพิสูจน์ประสิทธิภาพ เมื่อไฮโดรเจนถูกแยกออกจากกัน มันจะเคลื่อนที่ไปยังเซลล์เชื้อเพลิงพิเศษ หลังจากนั้นจะสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้โดยตรง นี่ไม่ใช่พลังงานแห่งอนาคต นี่คือความจริงแล้ว รถยนต์ที่คล้ายคลึงกันนั้นกำลังมีการผลิตอยู่แล้วและมีจำนวนค่อนข้างมาก ฮอนด้าเพื่อเน้นความเก่งกาจของแหล่งพลังงานและรถยนต์โดยรวมได้ทำการทดลองซึ่งเป็นผลมาจากการที่รถเชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้าภายในบ้าน แต่ไม่ใช่เพื่อชาร์จ รถยนต์สามารถขับเคลื่อนบ้านส่วนตัวได้เป็นเวลาหลายวัน หรือขับไปเกือบห้าร้อยกิโลเมตรโดยไม่ต้องเติมน้ำมัน

ข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวของแหล่งพลังงานดังกล่าวในขณะนี้คือราคาที่ค่อนข้างสูงของรถยนต์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และแน่นอนว่ามีสถานีไฮโดรเจนจำนวนค่อนข้างน้อย แต่หลายประเทศกำลังวางแผนที่จะสร้างมันขึ้นมาแล้ว ตัวอย่างเช่น ในเยอรมนีมีแผนจะติดตั้งสถานีบริการน้ำมัน 100 แห่งภายในปี 2560

ความร้อนของดิน

การเปลี่ยนพลังงานความร้อนให้เป็นไฟฟ้าคือแก่นแท้ของพลังงานความร้อนใต้พิภพ ในบางประเทศที่ยากต่อการใช้งานอุตสาหกรรมอื่น ๆ ก็มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย ตัวอย่างเช่น ในฟิลิปปินส์ 27% ของกระแสไฟฟ้าทั้งหมดมาจากโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ ในขณะที่ในไอซ์แลนด์ ตัวเลขนี้อยู่ที่ประมาณ 30% สาระสำคัญของวิธีการผลิตพลังงานนี้ค่อนข้างง่าย กลไกนี้คล้ายกับเครื่องจักรไอน้ำธรรมดา ก่อนที่ "ทะเลสาบ" ที่ถูกกล่าวหาว่าเป็นหินหนืดจำเป็นต้องเจาะบ่อน้ำเพื่อจ่ายน้ำ เมื่อสัมผัสกับหินหนืดร้อน น้ำจะเปลี่ยนเป็นไอน้ำทันที มันสูงขึ้นตรงที่หมุนกังหันกล ดังนั้นจึงผลิตกระแสไฟฟ้า

อนาคตของพลังงานความร้อนใต้พิภพคือการหา "ร้านค้า" ขนาดใหญ่ของแมกมา ตัวอย่างเช่น ในไอซ์แลนด์ที่กล่าวข้างต้น พวกเขาทำได้สำเร็จ: ในเสี้ยววินาที หินหนืดร้อนเปลี่ยนน้ำที่สูบแล้วทั้งหมดให้เป็นไอน้ำที่อุณหภูมิประมาณ 450 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นสถิติที่แน่นอน ไอน้ำแรงดันสูงดังกล่าวสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพได้หลายเท่า อาจเป็นแรงผลักดันให้เกิดการพัฒนาพลังงานความร้อนใต้พิภพทั่วโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่มีภูเขาไฟและน้ำพุร้อนอิ่มตัว

อนาคตของพลังงานความร้อนใต้พิภพ
อนาคตของพลังงานความร้อนใต้พิภพ

การใช้กากนิวเคลียร์

พลังงานนิวเคลียร์ทำน้ำกระเซ็นครั้งเดียว จนคนตระหนักถึงอันตรายของอุตสาหกรรมนี้พลังงาน. อุบัติเหตุเป็นไปได้ ไม่มีใครรอดพ้นจากกรณีดังกล่าว แต่มีน้อยมาก แต่ของเสียกัมมันตภาพรังสีปรากฏขึ้นอย่างต่อเนื่อง และจนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถแก้ปัญหานี้ได้ ความจริงก็คือแท่งยูเรเนียมซึ่งเป็น "เชื้อเพลิง" แบบดั้งเดิมของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์สามารถใช้ได้เพียง 5% เท่านั้น หลังจากทำงานส่วนเล็กๆ นี้แล้ว แท่งทั้งหมดจะถูกส่งไปยัง "หลุมฝังกลบ"

ก่อนหน้านี้ มีการใช้เทคโนโลยีโดยนำแท่งไม้จุ่มลงในน้ำ ซึ่งทำให้นิวตรอนช้าลง โดยรักษาปฏิกิริยาให้คงที่ ตอนนี้ใช้โซเดียมเหลวแทนน้ำแล้ว การแทนที่นี้ไม่เพียงแต่จะทำให้ใช้ปริมาณยูเรเนียมทั้งหมดได้เท่านั้น แต่ยังดำเนินการกับกากกัมมันตภาพรังสีหลายหมื่นตันด้วย

การกำจัดขยะนิวเคลียร์ในโลกเป็นสิ่งสำคัญ แต่มี "แต่" อยู่ในตัวเทคโนโลยีเอง ยูเรเนียมเป็นทรัพยากร และปริมาณสำรองบนโลกมีจำกัด หากโลกทั้งใบเปลี่ยนเป็นพลังงานที่ได้รับจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์โดยเฉพาะ (เช่น ในสหรัฐอเมริกา โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ผลิตไฟฟ้าได้เพียง 20% ของการใช้ไฟฟ้าทั้งหมด) ปริมาณสำรองยูเรเนียมจะลดลงอย่างรวดเร็ว และสิ่งนี้จะนำไปสู่มนุษยชาติอีกครั้ง ถึงธรณีประตูของวิกฤตพลังงาน ดังนั้น พลังงานนิวเคลียร์ แม้ว่าจะทันสมัยขึ้น เป็นเพียงมาตรการชั่วคราว

อนาคตฉันจะเลือกพลังงานแบบไหน
อนาคตฉันจะเลือกพลังงานแบบไหน

น้ำมันพืช

แม้แต่เฮนรี่ ฟอร์ดที่สร้าง "โมเดลที" ของตัวเองก็คาดว่าจะใช้เชื้อเพลิงชีวภาพได้แล้ว อย่างไรก็ตาม ในขณะนั้น มีการค้นพบแหล่งน้ำมันใหม่ และความต้องการแหล่งพลังงานทางเลือกหายไปหลายทศวรรษ แต่ตอนนี้กลับมาอีกครั้ง

ในช่วงสิบห้าปีที่ผ่านมา การใช้เชื้อเพลิงจากพืช เช่น เอทานอลและไบโอดีเซลเพิ่มขึ้นหลายเท่า ใช้เป็นแหล่งพลังงานอิสระและเป็นสารเติมแต่งในน้ำมันเบนซิน ไม่นานมานี้ ความหวังติดอยู่กับวัฒนธรรมข้าวฟ่างพิเศษที่เรียกว่า "คาโนลา" ไม่เหมาะสำหรับคนหรืออาหารสัตว์ แต่มีปริมาณน้ำมันสูง จากน้ำมันนี้พวกเขาเริ่มผลิต "ไบโอดีเซล" แต่การปลูกพืชนี้จะใช้พื้นที่มากเกินไปหากคุณพยายามที่จะเติบโตพอที่จะเป็นเชื้อเพลิงอย่างน้อยส่วนหนึ่งของโลก

ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังพูดถึงการใช้สาหร่าย ปริมาณน้ำมันของพวกมันอยู่ที่ประมาณ 50% ซึ่งจะทำให้ง่ายต่อการแยกน้ำมัน และของเสียสามารถเปลี่ยนเป็นปุ๋ยได้ โดยจะอิงจากสาหร่ายใหม่ที่จะเติบโต แนวคิดนี้ถือว่าน่าสนใจ แต่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ว่าสามารถนำไปใช้ได้จริง: ยังไม่มีการเผยแพร่การทดลองที่ประสบความสำเร็จในพื้นที่นี้

ฟิวชั่น

นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่กล่าวว่าพลังงานในอนาคตของโลกเป็นไปไม่ได้หากไม่มีเทคโนโลยีเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชัน นี่คือการพัฒนาที่มีแนวโน้มมากที่สุดในปัจจุบันซึ่งมีการลงทุนหลายพันล้านดอลลาร์แล้ว

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้พลังงานฟิชชัน เป็นอันตรายเพราะมีภัยคุกคามจากปฏิกิริยาที่ไม่สามารถควบคุมได้ซึ่งจะทำลายเครื่องปฏิกรณ์และนำไปสู่การปล่อยสารกัมมันตภาพรังสีจำนวนมาก: บางทีทุกคนอาจจำอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนปิลได้

ในปฏิกิริยาฟิวชั่นที่ตามชื่อที่บ่งบอก พลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการหลอมรวมของอะตอมจะถูกใช้ เป็นผลให้ไม่เกิดกากกัมมันตภาพรังสีไม่เหมือนกับการแตกตัวของอะตอม

ปัญหาหลักคือผลจากการหลอมรวม สารก่อตัวขึ้นซึ่งมีอุณหภูมิสูงจนสามารถทำลายเครื่องปฏิกรณ์ทั้งหมดได้

พลังงานแห่งอนาคตนี้คือความจริง และจินตนาการไม่เหมาะสมที่นี่ ในขณะที่การก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์ได้เริ่มขึ้นแล้วในฝรั่งเศส มีการลงทุนหลายพันล้านดอลลาร์ในโครงการนำร่องที่ได้รับทุนสนับสนุนจากหลายประเทศ ซึ่งนอกเหนือจากสหภาพยุโรปแล้ว ยังรวมถึงจีนและญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา รัสเซีย และอื่นๆ ในขั้นต้น การทดลองครั้งแรกมีการวางแผนที่จะเปิดตัวในช่วงต้นปี 2016 แต่จากการคำนวณพบว่างบประมาณมีน้อยเกินไป (แทนที่จะใช้ 5 พันล้านครั้ง ใช้เวลา 19 ปี) และการเปิดตัวถูกเลื่อนออกไปอีก 9 ปี บางทีในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าเราจะเห็นว่าพลังฟิวชั่นมีความสามารถอะไร

การใช้พลังงานแสงอาทิตย์บนโลก
การใช้พลังงานแสงอาทิตย์บนโลก

ความท้าทายในปัจจุบันและโอกาสในอนาคต

ไม่เพียงแต่นักวิทยาศาสตร์ แต่นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ยังให้แนวคิดมากมายสำหรับการใช้เทคโนโลยีพลังงานในอนาคต แต่ทุกคนเห็นพ้องต้องกันว่าจนถึงขณะนี้ยังไม่มีตัวเลือกใดที่เสนอให้สามารถตอบสนองความต้องการทั้งหมดของอารยธรรมของเราได้อย่างเต็มที่ ตัวอย่างเช่น หากรถยนต์ทุกคันในสหรัฐอเมริกาใช้เชื้อเพลิงชีวภาพ ทุ่งคาโนลาจะต้องครอบคลุมพื้นที่เท่ากับครึ่งหนึ่งของทั้งประเทศ โดยไม่คำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าในอเมริกามีที่ดินไม่มากพอสำหรับการเกษตร ยิ่งกว่านั้นวิธีการผลิตทั้งหมดจนถึงตอนนี้พลังงานทดแทน - ถนน. บางทีชาวเมืองทั่วไปทุกคนอาจเห็นพ้องต้องกันว่าการใช้ทรัพยากรที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและนำกลับมาใช้ใหม่ได้เป็นสิ่งสำคัญ แต่ไม่ใช่เมื่อได้รับแจ้งถึงต้นทุนของการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวในขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังมีงานอีกมากที่ต้องทำในพื้นที่นี้ การค้นพบใหม่ วัสดุใหม่ แนวคิดใหม่ ทั้งหมดนี้จะช่วยให้มนุษยชาติสามารถรับมือกับวิกฤตทรัพยากรที่กำลังจะเกิดขึ้นได้สำเร็จ ปัญหาพลังงานของโลกสามารถแก้ไขได้ด้วยมาตรการที่ครอบคลุมเท่านั้น ในบางพื้นที่ การผลิตพลังงานลมจะสะดวกกว่า บางแห่ง เช่น แผงโซลาร์เซลล์ และอื่นๆ แต่บางทีปัจจัยหลักคือการลดการใช้พลังงานโดยรวมและการสร้างเทคโนโลยีประหยัดพลังงาน แต่ละคนต้องเข้าใจว่าเขามีความรับผิดชอบต่อโลก และแต่ละคนต้องถามตัวเองว่า "ฉันจะเลือกพลังงานชนิดใดสำหรับอนาคต" ก่อนที่จะไปยังแหล่งข้อมูลอื่น ทุกคนควรตระหนักว่าสิ่งนี้จำเป็นจริงๆ ด้วยวิธีการแบบบูรณาการเท่านั้นจึงจะแก้ปัญหาการใช้พลังงานได้