Розділ 11: Екологічно чисті джерела енергії
Дехто стверджуватиме, що обмежені ресурси заважають нам створити суспільство достатку. Це просто не так. У нас і досі є більш ніж достатньо ресурсів, щоб забезпечити високий рівень життя для кожного. Але настав час залишити позаду наші провальні програми та розчарування й перейти до інноваційних рішень, які можна було б легко застосувати, якби ми зосередили свою увагу на подоланні дефіциту. Ми маємо здатність розумно застосовувати науку та нові технології в гуманних цілях, щоб задовольнити більшість людських потреб, а також відтворити й відновити природне середовище.
Викопні види палива, такі як нафта та вугілля, дозволили нашій цивілізації досягти сучасного рівня розвитку. Однак ці джерела енергії також є обмеженими та невідновлюваними ресурсами, а також становлять одну з багатьох екологічних загроз.
У процесі творення нової цивілізації ми мусимо освоїти енергію — головне джерело матеріального добробуту для всіх народів. Це двосічний меч. Потрапивши в руки приватних інтересів та жадібності, енергія може бути використана для руйнування. Нинішні запаси ядерної зброї здатні знищити світ багато разів. Але енергія термоядерного синтезу та інші види чистих джерел енергії, якщо їх розумно застосовувати з урахуванням інтересів людей та охорони навколишнього середовища, могли б забезпечити всі народи світу чистими, необмеженими джерелами енергії та рівнем життя, недосяжним сьогодні.
У нерозвинених регіонах нашої планети ще багато чого належить зробити. Величезні й невикористані джерела енергії залишаються здебільшого недослідженими та недоторканими; серед них — енергія вітру, хвиль і припливів, океанічних течій, перепадів тиску та температури в глибинах океану, енергія падіння, гідроенергія, геотермальна та електростатична енергія, водень і природний газ, водорості, бактерії, фазові перетворення та термоелектрика, або перетворення тепла на електрику шляхом випаровування електронів з гарячої металевої поверхні та їх конденсації на холоднішій поверхні. Крім того, існує невикористаний потенціал лінз Френеля, надувні купольні версії яких зараз розробляються для використання як оптичні концентратори в сонячних енергетичних системах.
Енергія термоядерного синтезу з’єднує легкі атоми, такі як водень і літій. Енергія термоядерного синтезу — це та сама енергія, що рухає космос і зірки. Коли ми навчимося її використовувати, енергетичні проблеми світу можна буде вирішити назавжди, без будь-яких шкідливих наслідків або небезпечних токсичних відходів, які потрібно утилізувати. Єдиним залишком буде чистий гелієвий попіл.
Океанографи стверджують, що світові океани, які займають 70,8 % поверхні Землі, містять невичерпний запас енергії, що називається дейтерієм — атом важкого водню, ув’язнений у морській воді. За даними Джона Д. Айзекса та Вальтера Р. Шмітта, кількість розщеплюваного урану та торію в океанах може забезпечувати наш нинішній рівень виробництва електроенергії протягом мільйонів років. Дуже ймовірно, що в наступному столітті нашим основним джерелом енергії стане термоядерний синтез або геотермальна енергія. Обидва ці джерела, як видається, відносно позбавлені багатьох небезпек, притаманних енергії, що виробляється шляхом ядерного розщеплення.
Передача електричної енергії, ймовірно, буде полегшена завдяки вдосконаленим методам надпровідності, що використовують кріогенні технології як частину міжнародної енергетичної мережі. Ця мережа могла б слугувати насамперед доповненням або резервом для автономних енергогенеруючих об’єктів у містах. Ключовим елементом проектування міст у майбутньому стане вбудовування всіх необхідних засобів виробництва енергії в саму структуру міста.
Ми також могли б використовувати сонячні концентратори як альтернативу викопним паливам для вироблення тепла. На момент написання цієї статті Аргонська національна лабораторія та ARDI розробляють технологію виробництва сонячних елементів, ефективність яких становитиме майже 70 %, а вартість — одну десяту від вартості елементів на основі кремнію. Існує багато інших можливостей для розробки фотоелектричних систем, які генерують електроенергію, водночас використовуючи наразі невикористану енергію теплового випромінювання.
Найпотужніший у світі окремий гідроелектропроект зараз будується на вигині річки Цангбо у Східному Тибеті, де річка Цангбо живиться великими льодовиками та водоспадами, що спадають з висоти понад сім тисяч футів. За оцінками, коли китайці почнуть використовувати енергію цієї греблі, турбіни цього енергетичного проекту зможуть виробляти значно більше ніж сорок мільйонів кінських сил. Це дорівнює сумарному світовому виробництву гідроелектроенергії на сьогодні.
Ще одним величезним, невикористаним джерелом енергії є розробка п’єзоелектричних матеріалів. Це джерело можна було б використовувати за допомогою багатошарових систем усередині циліндрів, що активуються під час припливів і відпливів. Одним із нещодавно розроблених матеріалів є полівініліденфторид. П’ять квадратних кілометрів такої системи можуть забезпечити електроенергією двісті п’ятдесят тисяч людей за ціною від одного до трьох центів за кіловат-годину, що є значною економією порівняно з викопним паливом.
Якби ми освоїли й використовували лише 1 % геотермальної енергії, що міститься в земній корі, усі наші енергетичні проблеми були б вирішені. Геотермальна енергія може забезпечити нас енергією, яка в понад 500 разів перевищує енергію, що міститься у всіх світових запасах викопного палива, нафти та газу. Геотермальні електростанції виділяють дуже мало сірки порівняно з викопним паливом і не викидають оксидів азоту чи вуглекислого газу. Для самої електростанції потрібна відносно невелика площа землі. Геотермальна енергія є найекономічнішим та найефективнішим способом опалення та охолодження будівель. Природне тепло, що зберігається під землею, у поєднанні з зонами вічної мерзлоти може генерувати теплову електроенергію, яку можна використовувати для охолодження будівель у теплу погоду за допомогою геотермальних теплових насосів.
Геотермальну енергію також можна використовувати для вирощування рослин цілий рік у закритих приміщеннях, як це вже реалізовано в Ісландії та інших регіонах. Таким чином можна було б вирощувати величезну кількість свіжих овочів у будь-яку пору року. Подібний процес можна застосовувати для рибництва та в усіх інших сферах, де потрібні опалення та охолодження. Якби ми спрямували хоча б десяту частину коштів, витрачених на військову техніку, на розробку геотермальних генераторів, ми б уже давно вирішили проблему енергетичного дефіциту.
У нашій економіці, заснованій на ресурсах, перед початком будівництва будь-якого проекту ретельно проводився б комплексний аналіз його впливу на довкілля, людей та суспільство. У всіх починаннях головним пріоритетом було б збереження та відновлення довкілля на благо всіх живих істот у спільноті життя. Звичайно, метою будівництва та розвитку цих енергетичних проектів є також звільнення людей від непотрібних витрат енергії та від важких фізичних завдань. Дотепер соціальний розвиток у нашому грошово-орієнтованому суспільстві відбувався хаотично, під впливом багатьох взаємопов’язаних змінних. Цей процес лише гальмував реалізацію переваг, притаманних глобальному кооперативному проекту з розвитку відновлюваних джерел енергії замість вичерпання обмежених ресурсів.
Наразі ми маємо засоби, щоб на глобальному рівні визначити найкращі енергетичні ресурси, доступні для кожної географічної локації на нашій планеті. Те, що вкрай необхідно в цьому світі високих технологій і стрімких змін, — це стратегія розвитку енергетики в глобальному масштабі. Розробка глобальної, стійкої стратегії вимагатиме спільних зусиль у сфері міжнародного планування на рівні, якого раніше ніколи не досягали
Зрештою, міжнародні «життєві артерії» могли б обслуговувати всі нації економічно та ефективно. Лише завдяки використанню найкращого планетарного планування можна значно скоротити марнотратне споживання. І лише скоротивши марнотратне споживання, ми зможемо досягти нашої кінцевої мети — найвищого можливого рівня життя для всіх народів світу.
ВИКОРИСТАННЯ ГОЛФСТРИМУ
Ці підводні споруди перетворюють частину потоку Гольфстріму за допомогою турбін для вироблення чистої електроенергії. Турбіни будуть оснащені відцентровим сепаратором та дефлекторами, щоб запобігти шкоді морським організмам.
ДАМБА ЧЕРЕЗ БЕРИНГОВУ ПРОТОКУ
Важливим кроком у майбутньому може стати будівництво наземного мосту або тунелю через Берингову протоку. Основною функцією цієї споруди буде виробництво електроенергії та розміщення об’єктів для збору й переробки морських продуктів. Під і над поверхнею океану будуть прокладені тунелі для перевезення пасажирів і вантажів. Також можуть бути прокладені трубопроводи для транспортування прісної води з танучих айсбергів до інших частин світу. Ця споруда не тільки забезпечила б фізичне сполучення між Азією та Північною Америкою, а й могла б слугувати майданчиком для соціального та культурного обміну.
ОПРІСНЮВАЛЬНА СТАНЦІЯ
Ця мегамашина транспортує прозору оболонку, що використовується для випаровувальної конденсації. Її розміщуватимуть над каналами, деякі з яких містять солону воду, і вона зможе слугувати опріснювальною станцією для постачання чистої води для пиття, зрошення та інших потреб. Це досягається завдяки використанню енергії Сонця і дозволить усунути дефіцит води в усьому світі.
ГЕОТЕРМАЛЬНІ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ
У майбутньому, у міру вдосконалення технологій перетворення енергії, що підвищить їхню практичну реалізацію, геотермальна енергія відіграватиме все більш важливу роль у зменшенні загрози глобального потепління. Будучи легкодоступним у багатьох регіонах світу, лише це джерело могло б забезпечити достатню кількість чистої енергії на наступні тисячу років.