11.4. Получение водорода

Водород – топливо будущего. Он может применяться в качестве бытового топлива, автомобильного горючего. При его сжигании образуется вода. Водород в природе в свободном виде не встречается. Наиболее распространенный способ получения – электролиз воды. Если пропускать через нее электрический ток, молекулы воды диссоциируют на кислород и водород. Однако для диссоциации требуется больше энергии, чем выделяется при сгорании водорода. Следовательно, чтобы его получать, необходим неисчерпаемый и не загрязняющий среду источник энергии. Для этого подходит солнечная энергия, но нужны новые технологии.

11.5. Непрямое использование солнечной энергии

Использование биомассы. Биомассу можно сжигать, превращать в метан или спирт, которые использовать в качестве топлива. Сжигание древесины допустимо лишь тогда, когда ее можно получать без нарушения лесных экосистем.

Получение метана. Питание бактерий в анаэробных условиях сопровождается выделением биогаза, на 2/3 состоящего из метана. Для производства биогаза используют навоз.

Получение спирта. Когда дрожжи в анаэробных условиях питаются сахаром или крахмалом, выделяется спирт. Его конденсируют перегонкой. Первой страной, начавшей производство спирта из сахарного тростника была Бразилия. Там многие автомобили работают на смеси бензина со спиртом (бензоспирте). В США для получения спирта используют кукурузу (2 % урожая). Недостатки: использование пищевых продуктов, процесс производства вреден для окружающей среды из-за использования для перегонки мазута.

11.6. Гидроэнергия

Солнечное излучение является движущей силой круговорота воды в природе. Вода издавна использовалась для вращения лопаточных колес и турбин. Гидроэнергетика связана со значительными сложностями. Это затопление при строительстве плотин, гибелью растительного и животного мира, исчезновением лесов, сельскохозяйственных угодий, памятников архитектуры и геологические ресурсы. Альтернативой является строительство мелких ГЭС.

11.7.Энергия ветра

Ветер – движение воздуха из-за неравномерного нагрева атмосферы Солнцем – используется человеком с глубокой древности. Современные машины, используемые для получения электроэнергии за счет ветра, называются ветротурбинами.

Чем больше площадь лопастей ветротурбины, тем больше энергии она позволяет получить. Удлинив вдвое лопасть, можно в 4 раза увеличить выход электроэнергии. В США строятся установки с размахом крыльев около 100 м, установленных на башнях высотой 60 м. Мощность таких ветротурбин 2,5 МВт, что достаточно для энергоснабжения 2500 жилых домов.

Более эффективно использовать комплекса турбин с размахом лопастей примерно 17 м и мощностью порядка 100 кВт. От 50 до нескольких тысяч таких установок объединяются в ветростанцию (рис. 11.6). К настоящему времени ветротурбины работают более чем в 95 странах от тропиков до Арктики.

Тепло земных недр неисчерпаемо и вечно. Пар вырывается из земных недр в виде гейзеров, кроме того, его можно добывать, пробурив скважину до перегретых водоносных горизонтов и с его помощью вращать турбогенераторы.

Проблемы: горячая вода и пар, выносимые на поверхность содержат много соли и серы, вызывающих коррозию турбин. Сера и рассол могут стать значительными источниками загрязнения среды.

Рис. 11.6. Ветростанция