هناك مشاكل كافية في العالم الحديث. على الرغم من تنبؤات كتاب الخيال العلمي ، لم يتمكن الناس من التغلب على الجوع ، وتشكل الأمراض المعدية حتى يومنا هذا تهديدًا مميتًا لحياة وصحة أولئك الذين يعيشون على الأرض. لكن المشكلة الرئيسية هي نضوب الموارد التي تعطي الطاقة لحضارتنا. يمكن أن يصبح مصدر الطاقة الجديد غير التقليدي مخرجًا. ما المقصود بهذا المفهوم؟
ما هذا؟
ببساطة ، مصدر الطاقة غير التقليدي هو وسيلة للحصول عليها ، والتي لا تستخدم على نطاق صناعي ، وهي تجريبية ويتم إعدادها فقط للاستخدام على نطاق أوسع في جميع أنحاء العالم. لكن السمة المميزة الرئيسية لمثل هذه الأساليب للحصول على الطاقة هي سلامتها البيئية الكاملة وقابليتها للتجديد.
قد تشمل مزارع الرياح والألواح الشمسية ومحطات طاقة المد والجزر. بالإضافة إلى ذلك ، قد تشمل نفس الفئةمصانع الغاز الحيوي ، وكذلك المشاريع الواعدة للمصانع الحرارية النووية (وإن كانت ممتدة).
الطاقة الشمسية
لا يمكن تسمية مصدر الطاقة غير التقليدي هذا إلا بشكل نسبي بأنه "غير تقليدي". السبب الوحيد هو أن تقنية استخدام الطاقة الشمسية على الأرض في الوقت الحالي ليست متطورة للغاية: يؤثر تلوث الغلاف الجوي ، ولا تزال الخلايا الشمسية باهظة الثمن. الفضاء مسألة مختلفة. تتوفر الألواح الشمسية على جميع المركبات الفضائية وتقوم بانتظام بتزويد معداتها بالطاقة المجانية.
لا ينبغي الافتراض أن مصدر الطاقة "غير التقليدي" هذا قد جذب انتباه الناس فقط في عصرنا. كانت الشمس مصدرًا حرًا للحرارة منذ العصور القديمة. حتى حضارة سومر كانت تستخدم أوعية على أسطح المنازل تسخن فيها المياه في أيام الصيف الحارة.
من حيث المبدأ ، منذ ذلك الحين لم يتغير الوضع كثيرًا: تم تطوير هذا المجال من الطاقة بشكل فعال فقط في تلك البلدان التي توجد بها مناطق مهجورة وساخنة. على سبيل المثال ، يتلقى معظم إسرائيل وكاليفورنيا في الولايات المتحدة الطاقة المولدة من الألواح الشمسية. تتميز هذه الطريقة بالعديد من المزايا: تتميز الخلايا الكهروضوئية الحديثة بالكفاءة المتزايدة ، بحيث يتمكن العالم كل عام من إنتاج المزيد والمزيد من الطاقة النظيفة والآمنة تمامًا.
لسوء الحظ ، لا يزال سعر التكنولوجيا (كما تحدثنا بالفعل) مرتفعًا ، وإنتاج البطاريات يستخدم عناصر سامة بحيث يمكننا التحدث عن نوع من البيئةيصبح من غير المجدي تماما. يتصرف اليابانيون بشكل مختلف نوعًا ما ، حيث يستخدمون مصادر الطاقة غير التقليدية والمتجددة في الممارسة العملية.
تجربة يابانية
بالطبع ، تُستخدم الألواح الشمسية بشكل أو بآخر بكثافة في اليابان أيضًا. لكنهم عادوا في السنوات الأخيرة إلى ممارسة تعود إلى ألف عام: يتم تركيب الخزانات والأنابيب السوداء على أسطح المنازل ، حيث يتم تسخين المياه بأشعة الشمس. نظرًا لحالة الطاقة الأليمة في هذه الدولة الجزيرة ، فإن التوفير في التكاليف كبير.
في الوقت الحالي ، يعتقد المحللون أنه بحلول عام 2025 ، ستتخذ الطاقة الشمسية مناصب ذات أهمية اجتماعية في معظم دول العالم. باختصار ، يجب أن يصبح استخدام مصادر الطاقة غير التقليدية في الخمسين إلى السبعين عامًا القادمة هائلاً.
الغاز الحيوي
واجهت جميع المستوطنات البشرية الكبيرة منذ الأزل مشكلة شائعة واحدة - النفايات. أصبحت أنهار الصرف الصحي بأكملها أكبر حتى عندما قام الإنسان بترويض الماشية والخنازير وبدأ في تربيتها على نطاق واسع.
عندما لا يكون هناك الكثير من النفايات ، يمكن استخدامها لتسميد الحقول. لكن في تلك اللحظة ، عندما بدأ عدد الخنازير نفسها بالملايين ، كان من الضروري حل المشكلة بطريقة ما. الحقيقة هي أن البراز الطازج لهذا النوع من الحيوانات هو ببساطة سام للنباتات. لجعلها مفيدة ، تحتاج إلى تحمل الملاط وتهويته واستخدام الأدوية جزئيًا لتثبيت مستوى الأس الهيدروجيني. غالي جدا
الغاز الحيوي هو الأقدمالاتجاه
لفت العلماء الانتباه بسرعة إلى تجربة الصين والهند القديمة ، حيث بدأ الناس حتى قبل عصرنا في استخدام الميثان الناتج عن النفايات المنزلية المتعفنة. ثم تم استخدامه في أغلب الأحيان للطبخ.
كانت خسائر الغاز كبيرة جدًا ، لكنها كانت كافية لتبسيط الواجبات المنزلية. بالمناسبة ، في هذه البلدان يتم استخدام هذه الحلول بنشاط حتى يومنا هذا. وبالتالي ، فإن الغاز الحيوي كمصدر غير تقليدي للطاقة له آفاق كبيرة ، إذا تعاملنا مع المشكلة باستخدام التقنيات الحديثة.
تم اقتراح تقنية لمعالجة مياه الصرف الصحي من مؤسسات الثروة الحيوانية ، ونتيجة لذلك تم الحصول على الميثان النقي عند الإنتاج. تكمن مشكلة تطورها في أنه من الممكن إنشاء مثل هذه المؤسسات فقط في المناطق ذات تربية الحيوانات المتقدمة. بالإضافة إلى ذلك ، تقل احتمالات زيادة إنتاج الغاز الحيوي كلما زاد استخدام المضادات الحيوية والمنظفات في المؤسسات الزراعية: حتى كمية صغيرة منها تمنع التخمير ، ونتيجة لذلك يتم تغطية كل السماد بالعفن.
مولدات الرياح
هل تتذكر دون كيشوت مع "عمالقة"؟ لطالما أثارت فكرة استخدام طاقة الرياح أذهان العلماء ، وبالتالي سرعان ما وجدوا مخرجًا: بدأت طواحين الهواء في تزويد سكان المدن المتزايدين بسرعة بدقيق من الدرجة الأولى.
بالطبع ، عندما ظهرت مولدات التيار الكهربائي الأولى ، استحوذت عقول العلماء مرة أخرى على نفس الفكرة. كيف لا تريد استخدام طاقة الرياح اللامحدودةللحصول على تيار مجاني؟
تم تطبيق هذه الفكرة بسرعة ، وبالتالي في اليابان والدنمارك وأيرلندا والولايات المتحدة الأمريكية ، يوجد الآن عدد غير قليل من المناطق ، يتم توفير 80 في المائة منها أو أكثر بالكهرباء من خلال استخدام طواحين الهواء. يوجد في الولايات المتحدة وإسرائيل اليوم بالفعل أكثر من اثنتي عشرة شركة تقوم بتطوير وتركيب مولدات الرياح - وهذا مصدر غير تقليدي واعد للطاقة. تعريف "غير التقليدية" ليس مناسبًا جدًا هنا ، لأن طاقة الرياح لها تاريخ طويل.
هناك أيضًا مشاكل كافية في حالتهم. بالطبع الكهرباء مجانية ، لكن لتركيب طاحونة هوائية ، مرة أخرى ، تحتاج إلى منطقة صحراوية حيث تهب الرياح معظم أيام السنة. بالإضافة إلى ذلك ، تبلغ تكلفة تصنيع وتركيب مولد قوي (بارتفاع الصاري عدة عشرات من الأمتار) عشرات الآلاف من الدولارات. وبالتالي ، لا تستطيع جميع البلدان تحمل تكلفة الكهرباء "المجانية" ، حيث تكون إمكانية توليد الكهرباء بواسطة طاقة الرياح حقيقية تمامًا.
الانصهار للطاقة
هذا هو الحلم النهائي للعديد من الفيزيائيين المعاصرين. بدأ العمل على كبح التفاعل النووي الحراري في الخمسينيات من القرن الماضي ، ولكن حتى الآن لم يتم الحصول على مفاعل عامل. ومع ذلك ، فإن الأخبار الواردة من هذه الجبهات متفائلة تمامًا: يقترح العلماء أنهم سيظلون قادرين على إنشاء نموذج أولي عملي خلال العشرين إلى الثلاثين عامًا القادمة.
بالمناسبة ، لماذا هذا المجال العلمي مهم جدًا؟ الحقيقة هي أنه عندما تندمج ذرتان من الهيدروجين أو الهليوم ، فإنها تتشكل فيمئات الآلاف من الطاقة أكثر مما لو كانت عدة آلاف من نوى اليورانيوم قد تلاشت! احتياطيات عناصر عبر اليورانيوم كبيرة ، لكنها تنضب تدريجياً. إذا تم استخدام الهيدروجين لتوليد الطاقة ، فإن احتياطياته على كوكبنا وحده ستستمر لمئات الآلاف من السنين.
تخيل مفاعلًا مضغوطًا يمكنه العمل لعدة عقود دون التزود بالوقود ، مما يوفر الكهرباء بالكامل لقاعدة فضائية ضخمة! مصدر الطاقة الحرارية النووية غير التقليدية هو فرصة عملية للبشرية جمعاء ، مما يتيح الفرصة لبدء استكشاف الفضاء على نطاق واسع.
لسوء الحظ ، التكنولوجيا بها الكثير من أوجه القصور. أولاً ، لا يوجد حتى الآن نموذج أولي واحد يعمل بشكل أو بآخر ، وكانت الاختراقات في هذا الاتجاه منذ زمن بعيد جدًا. منذ ذلك الحين ، لم يُسمع سوى القليل عن أي نجاح حقيقي.
ثانيًا ، ينتج عن اندماج النوى الخفيفة كمية هائلة من النيوترونات الخفيفة. حتى الحسابات التقريبية تُظهر أن عناصر المفاعل في غضون خمس سنوات فقط ستصبح مشعة جدًا لدرجة أن موادها ستبدأ في الانهيار ، وتتحلل تمامًا. باختصار ، هذه التكنولوجيا غير كاملة للغاية ، وآفاقها لا تزال غامضة. ومع ذلك ، حتى لو كانت الحسابات التقريبية صحيحة على الأقل ، فإن مصدر الطاقة البديلة غير التقليدي هذا يمكن أن يصبح بالتأكيد خلاصًا حقيقيًا لحضارتنا بأكملها.
محطات المد والجزر
في أساطير وتقاليد شعوب العالم ، يمكنك أن تجد الكثير من الإشارات إليهاالقوى الإلهية التي تحكم المد والجزر. كان الإنسان في حالة من الرهبة من القوة الهائلة التي يمكن أن تجعل مثل هذه الكتل من الماء تتحرك.
بالطبع ، مع تطور الصناعة ، حول الناس أعينهم مرة أخرى إلى طاقة المد والجزر ، مما جعل من الممكن إنشاء محطات طاقة تكرر إلى حد كبير أفكار محطات الطاقة الكهرومائية التي تم اختبارها منذ فترة طويلة والتي أثبتت جدارتها. المزايا هي الطاقة الرخيصة ، والغياب التام للنفايات الخطرة والحاجة إلى غمر الأرض ، كما هو الحال مع محطات الطاقة الكهرومائية. العيب هو ارتفاع تكلفة البناء
الاستنتاجات
نتيجة لذلك ، يمكننا القول أن مصادر الطاقة المتجددة غير التقليدية يمكن أن توفر للبشرية كهرباء غير مكلفة ونظيفة بحوالي 70٪ ، ولكن لاستخدامها الشامل من الضروري تقليل تكلفة التكنولوجيا.
