1.2. Сучасні тенденції розвитку світової енергетики.

Для другої половини XX та початку XXI століття характерні швидке зростання споживання різних видів енергії, широкий розвиток засобів зв'язку і транспорту. Завдяки успіхам геологічних наук і створенню більш досконалих засобів пошуку корисних копалин відкриваються нові родовища нафти і природного газу. Досягнення фізичної науки дозволяють широко використовувати для потреб людства принципово новий енергетичний ресурс – внутрішньоатомну енергію (ядерне пальне), ведуться роботи з використання енергії керованих термоядерних реакцій. Внаслідок швидкого зростання споживання енергетичних ресурсів, особливо електроенергії, в енергетичному господарстві промислово розвинених країн складається якісно нова ситуація. Для неї характерні:

• підвищення складності одержання нафти і природного газу та зростання цін на ці види палива;

• поява широких можливостей використання ядерного пального;

• наростання економічних труднощів у розвитку енергетики.

Усе це призводить до того, що період переважного забезпечення приросту енергетичного балансу рідким паливом і природним газом змінюється швидким зростанням атомної енергетики, новим піднесенням вугільної промисловості, розгортанням активної енергозберігаючої політики, а також поступовим зростанням використання нетрадиційних поновлюваних джерел енергії (НПДЕ).

Вважають, що енергія з НПДЕ є більш екологічно чистою порівняно з традиційною енергетикою, що виправдує її високу собівартість (на 5-300% вище собівартості енергії за традиційними технологіями). Однак якщо негативні екологічні наслідки традиційної енергетики достатньо вивчені, прогнозовані і можуть бути деякою мірою нейтралізовані за допомогою існуючих природоохоронних технологій, то наслідки впливу НПДЕ на навколишнє середовище потребують ретельних досліджень.

Наприклад, енергія вітру є зовсім не ідеальною для використання, оскільки передбачає використання великих територій. При сучасних технологіях, щоб досягти потужності вітроелектростанції в 1 тис. МВт, потрібно вкрити вітрогенераторами декілька десятків квадратних кілометрів. Для порівняння: один енергоблок на Запорізькій або Південноукраїнській АЕС такої ж потужності займає площу в кілька сотень квадратних метрів. Однак основним недоліком вітроенергетики є те, що на території, зайнятій вітрогенераторами, будь-яка господарська діяльність стає неможливою. Вітрові турбіни мають максимальний ККД при частоті обертання ротора 10-20 разів за секунду. Це частота інфразвукових коливань, які вкрай негативно впливають на все живе, особливо на людський мозок. А традиційний трилопатевий пропелер вітротурбіни є ідеальним генератором інфразвуку. Крім того, генеровані пропелером коливання поширюються так, начебто вони вийшли з гігантського рупора, а отже, загасають не пропорційно квадрату відстані, а значно повільніше.

Механізм впливу інфразвукових коливань на живі організми ще недостатньо вивчений, проте відомо, що ці коливання є резонансними для клітинних мембран. Таким чином, при впливі інфразвуку на клітину її розвиток пригнічується, а через певний час вона гине. У людини найбільш чутливими до інфразвуку є нейрони головного мозку. Таким чином, вітроенергетика насправді не є екологічно чистою. її масове використання можливе тільки на територіях, де протягом життя декількох поколінь не планується ведення господарської діяльності.

Проблеми одержання сонячної енергії обумовлені її низькою концентрацією, внаслідок чого масове використання сонячної енергії є економічно недоцільним. Традиційний спосіб одержання електроенергії з сонячної полягає у нагріванні сонцем води і перетворенні її в пару, яка обертає ротор турбіни. Однак для нагрівання в такий спосіб 1 л води за 1 секунду необхідно сконцентрувати сонячний промінь у середньому на площі в 2 км². Вартість необхідної кількості високоякісних дзеркал значно перевищить кошторисну вартість ядерного реактора. Крім того, найкращі дзеркала, які використовуються в сучасній техніці, відбивають 94% світла, тобто 6% таки поглинається, внаслідок чого відбувається нагрівання. Оскільки дзеркала вкриваються срібно-ртутною амальгамою, то при їх нагріванні різко зростає концентрація ртутної пари в навколишньому повітрі. Ще один недолік такого способу концентрації сонячної енергії – необхідність комплектування дзеркал автоматичною системою спостереження за сонцем, що в кілька разів підвищує вартість сонячної електростанції. В іншому разі сонячні відблиски, відбиваючись від дзеркал, випалюватимуть усе навколо на досить значні відстані. Технологія одержання електроенергії з енергії сонця за допомогою фотоелементів також має ряд недоліків: низький ККД фотоелементів (до 30%), необхідність залучення великих територій, висока концентрація пар миш'яку і селену (складові фотоелементів) на цих територіях.

У деяких країнах здійснюються спроби використання тепла земної кори для одержання електроенергії. Цей спосіб є досить привабливим, але може бути застосований в основному в районах підвищеної вулканічної активності. На більшій частині території України для одержання електроенергії за такою , технологією необхідно бурити свердловини глибиною до 15-20 км, що перевищує можливості сучасної техніки.

Застосування геотермальної енергії передбачає дві можливості. Перша – використання енергії гарячих джерел і гейзерів. Однак цей метод може бути застосований лише там, де є гейзери. Крім того, як правило, вода в гарячих джерелах має невисоку температуру, тому без додаткового нагрівання одержати електроенергію з її допомогою важко. Друга можливість полягає в закачуванні води в надра землі, де вона перетворюється на пару, яка обертає енерготурбіни. Але в зонах вулканічної активності, де передбачається використовувати таку технологію, із земних надр просочуються на поверхню досить активні гази, такі, як сірководень, оксиди сірки, аміак, оксиди азоту тощо. Реагуючи з водою при підвищених температурах, вони перетворюються в сильні кислоти, які інтенсивно роз'їдають металеве устаткування. Відповідно доводиться вживати спеціальних заходів для очищення від них водяної пари, що значно збільшує собівартість такої енергії, не усуваючи цілком небезпеки аварій.

Таким чином, жоден з розглянутих методів видобутку електроенергії з НПДЕ не є екологічно чистим, крім того, за останніми підрахунками, поновлювані джерела можуть забезпечити потреби лише 1,5 мільярда людей на планеті. Отже, у найближчі кілька десятків років основним джерелом одержання досить дешевої енергії залишиться традиційна енергетика. За прогнозами експертів, у XXI столітті в забезпеченні енергією не очікується революційних змін, подібних до швидкого незапланованого і різкого самообмеження в забезпеченні енергією або раптового відкриття нового екологічно чистого та легкодоступного джерела енергії.