Rozwój elektrociepłowni. Przyszłość elektrowni wodnych i perspektywy innych technologii elektroenergetyki Perspektywy rozwoju elektrociepłowni

16.03.2021

Pomimo szybkiego rozwoju nietradycyjnych sektorów energetycznych w ostatnich dziesięcioleciach, większość energii elektrycznej na świecie nadal wytwarzana jest przez elektrownie cieplne. Jednocześnie rosnące z roku na rok zapotrzebowanie na energię elektryczną wpływa stymulująco na rozwój energetyki cieplnej. Energetycy na całym świecie pracują nad ulepszaniem elektrowni cieplnych, zwiększaniem ich niezawodności, bezpieczeństwa środowiskowego i wydajności.

ZADANIA ENERGII CIEPLNEJ

Energetyka cieplna jest gałęzią energetyki, która koncentruje się na procesach przekształcania ciepła w inne rodzaje energii. Współcześni energetycy cieplni, w oparciu o teorię spalania i wymiany ciepła, zajmują się badaniem i ulepszaniem istniejących elektrowni, badaniem właściwości termofizycznych nośników ciepła oraz dążeniem do minimalizacji szkodliwego wpływu na środowisko pracy elektrowni cieplnych.

ELEKTROWNIE

Energetyka cieplna jest nie do pomyślenia bez elektrowni cieplnych. Elektrownie cieplne działają według następującego schematu. Najpierw do pieca podawane jest paliwo organiczne, gdzie jest spalane i podgrzewa wodę przepływającą przez rury. Podgrzana woda zamienia się w parę, która wprawia turbinę w ruch obrotowy. A dzięki obrotom turbiny uruchamiany jest generator elektryczny, dzięki któremu jest wytwarzany Elektryczność. Elektrownie cieplne wykorzystują jako paliwo olej, węgiel i inne nieodnawialne źródła energii.

Oprócz elektrociepłowni istnieją również instalacje, w których energia cieplna zamieniana jest na energię elektryczną bez pomocy generatora elektrycznego. Są to generatory termoelektryczne, magnetohydrodynamiczne i inne elektrownie.

PROBLEMY ŚRODOWISKOWE ENERGII CIEPLNEJ

szef negatywny czynnik w rozwoju energetyki cieplnej stała się szkoda, jaką elektrownie cieplne wyrządzają środowisku w trakcie swojej pracy. Gdy paliwo jest spalone, ogromna ilość szkodliwe emisje. Należą do nich lotne związki organiczne i cząstki stałe popiołu oraz gazowe tlenki siarki i azotu oraz lotne związki metali ciężkich. Dodatkowo elektrociepłownie mocno zanieczyszczają wodę i psują krajobraz ze względu na konieczność organizowania miejsc do składowania żużla, popiołu czy paliwa.

Również eksploatacja elektrociepłowni wiąże się z emisją gazów cieplarnianych. W końcu elektrownie cieplne emitują ogromne ilości CO 2 , których nagromadzenie w atmosferze zmienia bilans cieplny planety i powoduje efekt cieplarniany - jeden z najpilniejszych i najpoważniejszych problemów środowiskowych naszych czasów.

Dlatego najważniejsze miejsce we współczesnych osiągnięciach energetyki cieplnej należy przyznać wynalazkom i innowacjom, które mogą usprawnić elektrociepłownie w kierunku ich bezpieczeństwa ekologicznego. Mowa o nowych technologiach oczyszczania paliwa wykorzystywanego w elektrociepłowniach, tworzeniu, produkcji i montażu specjalnych filtrów czyszczących w elektrociepłowniach, budowie nowych elektrociepłowni, pierwotnie zaprojektowanych z uwzględnieniem współczesnych wymagań środowiskowych.

PERSPEKTYWY ROZWOJU

Urządzenia elektroenergetyczne są i przez bardzo długi czas będą głównym źródłem energii elektrycznej dla ludzkości. Dlatego przedsiębiorstwa energetyczne na całym świecie nadal intensywnie rozwijają ten obiecujący sektor energetyczny. Ich wysiłki skierowane są przede wszystkim na poprawę sprawności elektrociepłowni, na co zapotrzebowanie podyktowane jest zarówno czynnikami ekonomicznymi, jak i środowiskowymi.

Rygorystyczne wymagania społeczności światowej dotyczące bezpieczeństwa środowiskowego obiektów energetycznych zachęcają inżynierów do opracowywania technologii, które zmniejszają emisje z elektrowni cieplnych do maksymalnych dopuszczalnych stężeń.

Analitycy przekonują, że współczesne warunki są takie, że elektrownie cieplne pracujące na węglu lub gazie będą w przyszłości obiecujące, dlatego warto ten kierunek przedsiębiorstwa energetyczne na całym świecie dokładają wszelkich starań.

Dominująca rola energetyki cieplnej w zaspokajaniu światowego zapotrzebowania na energię elektryczną będzie się utrzymywać jeszcze przez długi czas. Przecież pomimo chęci krajów rozwiniętych do jak najszybszego przejścia na bardziej przyjazne dla środowiska i przystępne cenowo (co jest ważne w świetle zbliżającego się kryzysu wyczerpywania się paliw kopalnych) źródła energii, szybkie przejście na nowe sposoby wytwarzania energii jest niemożliwe . A to oznacza, że energetyka cieplna będzie się nadal aktywnie rozwijać, ale oczywiście z uwzględnieniem nowych wymagań dotyczących bezpieczeństwa środowiskowego stosowanych technologii.

Aby ocenić perspektywy elektrociepłowni, należy przede wszystkim zrozumieć ich zalety i wady w porównaniu z innymi źródłami energii elektrycznej.

Korzyści obejmują następujące elementy.

1. W przeciwieństwie do elektrowni wodnych, elektrownie cieplne mogą być rozmieszczone stosunkowo swobodnie, biorąc pod uwagę stosowane paliwo. Elektrociepłownie na gaz można budować wszędzie, ponieważ transport gazu i oleju opałowego jest stosunkowo tani (w porównaniu z węglem). Pożądane jest umieszczanie elektrociepłowni pyłowych w pobliżu źródeł wydobycia węgla. Do tej pory energetyka cieplna „węglowa” rozwinęła się i ma wyraźny charakter regionalny.
2. Jednostkowy koszt mocy zainstalowanej (koszt 1 kW mocy zainstalowanej) oraz okres budowy TPP są znacznie krótsze niż w przypadku elektrowni jądrowych i elektrociepłowni.
3. Produkcja energii elektrycznej w elektrowniach cieplnych, w przeciwieństwie do elektrowni wodnych, nie jest uzależniona od pory roku i jest determinowana jedynie dostawą paliwa.
4. Obszary alienacji gruntów gospodarczych pod elektrownie cieplne są znacznie mniejsze niż pod elektrownie jądrowe i oczywiście nie można ich porównywać z elektrowniami wodnymi, których wpływ na środowisko może być daleki od regionalnego. Przykładem są kaskady elektrowni wodnych na rzece. Wołga i Dniepr.
5. W TPP można spalać prawie każde paliwo, w tym węgiel najniższej jakości balastowany popiołem, wodą i skałami.
6. W przeciwieństwie do elektrowni jądrowych nie ma problemów z utylizacją elektrowni cieplnych po zakończeniu ich eksploatacji. Z reguły infrastruktura elektrociepłowni w znacznym stopniu „wytrzymuje” zainstalowane na niej główne urządzenia (kotły i turbiny) oraz budynki, turbinownię, instalacje wodociągowe i paliwowe itp., które stanowią większość fundusze służą przez długi czas. Większość TPP wybudowanych w ciągu 80 lat zgodnie z planem GOELRO nadal działa i będzie działać po zainstalowaniu nowych, bardziej zaawansowanych turbin i kotłów.

Oprócz tych zalet TPP ma szereg wad.

1. Elektrownie cieplne są najbardziej „brudnymi” dla środowiska źródłami energii elektrycznej, zwłaszcza te, które pracują na wysokopopiołowym kwaśnym paliwie. Prawdą jest, że elektrownie jądrowe, które nie mają stałych emisji do atmosfery, ale stwarzają stałe zagrożenie skażeniem promieniotwórczym i mają problemy z przechowywaniem i przetwarzaniem wypalonego paliwa jądrowego, a także z utylizacją Sama elektrownia po zakończeniu eksploatacji, czy też elektrownie wodne, zalewające ogromne obszary gruntów gospodarczych i zmieniający się regionalny klimat, są ekologicznie bardziej „czyste” jest możliwe tylko przy znacznym stopniu umowności.
2. Tradycyjne elektrownie cieplne mają stosunkowo niską sprawność (lepszą niż elektrownie jądrowe, ale znacznie gorszą niż CCGT).
3. W przeciwieństwie do HPP, TPP prawie nie uczestniczą w pokrywaniu zmiennej części dziennego harmonogramu obciążenia elektrycznego.
4. Elektrociepłownie są w znacznym stopniu uzależnione od dostaw paliwa, często importowanego.

Mimo tych wszystkich niedociągnięć, elektrociepłownie są głównymi producentami energii elektrycznej w większości krajów świata i tak pozostaną przez co najmniej następne 50 lat.

Perspektywy budowy potężnych elektrociepłowni kondensacyjnych są ściśle związane z rodzajem wykorzystywanego paliwa kopalnego. Pomimo ogromnych zalet paliwa płynnego (olej, olej opałowy) jako nośnika energii (wysoka kaloryczność, łatwość transportu), jego wykorzystanie w elektrociepłowniach będzie coraz bardziej ograniczane nie tylko ze względu na ograniczone zapasy, ale także ze względu na duże wartość jako surowiec dla przemysłu petrochemicznego. Dla Rosji duże znaczenie ma również wartość eksportu paliw płynnych (ropy). W związku z tym paliwo płynne (olej opałowy) w TPP będzie wykorzystywane albo jako paliwo rezerwowe w TPP olejowo-gazowych, albo jako paliwo pomocnicze w TPP pyłowo-węglowe, co zapewnia stabilne spalanie pyłu węglowego w kotle w określonych trybach.

Stosowanie gazu ziemnego w elektrociepłowniach kondensacyjnych z turbinami parowymi jest nieracjonalne: w tym celu należy stosować instalacje o cyklu kombinowanym typu utylizacyjnego oparte na wysokotemperaturowych turbinach gazowych.

Tak więc odległa perspektywa wykorzystania klasycznych elektrowni cieplnych z turbinami parowymi zarówno w Rosji, jak i za granicą związana jest przede wszystkim z wykorzystaniem węgla, zwłaszcza niskogatunkowego. Nie oznacza to oczywiście zaprzestania eksploatacji elektrociepłowni gazowo-olejowych, które będą stopniowo zastępowane przez PTU.

Na początku XXI wieku kwestia modernizacji i rozwoju rosyjskiego sektora energetycznego stała się niezwykle zaostrzona, biorąc pod uwagę następujące czynniki:

Amortyzacja urządzeń elektrowni, sieci elektrociepłowni do końca pierwszej dekady mogła przekroczyć 50%, co oznaczało, że do 2020 roku amortyzacja może osiągnąć 90%;

Charakterystyki techniczne i ekonomiczne produkcji i transportu energii obfitują w liczne kieszenie nieproduktywnych kosztów pierwotnych zasobów energetycznych;

Poziom wyposażenia obiektów energetycznych w automatykę, ochronę i informatykę jest na poziomie znacznie niższym niż w obiektach energetycznych w krajach Zachodnia Europa i USA;

Surowiec energii pierwotnej w TPP w Rosji jest wykorzystywany z wydajnością nieprzekraczającą 32 - 33%, w przeciwieństwie do krajów, które stosują zaawansowane technologie cyklu parowego o wydajności do 50% i wyższej;

Już w pierwszych pięciu latach XXI wieku, gdy rosyjska gospodarka ustabilizowała się, stało się oczywiste, że sektor energetyczny może zmienić się z „lokomotywy” gospodarki w „tor przeszkód”. Do 2005 roku system energetyczny regionu moskiewskiego stał się rzadki;

Znalezienie środków na modernizację i rozwój bazy energetycznej Rosji w warunkach gospodarka rynkowa oraz zreformowanie sektora energetycznego w oparciu o zasady rynkowe.

W tych warunkach powstało kilka programów, ale ich dodawanie i „rozwój” trwają.

Oto jeden z programów stworzonych pod koniec ubiegłego wieku (tabela 6).

Tabela 6. Uruchomienie mocy elektrowni, mln kW.

Tabela 7. Potrzeby inwestycyjne elektroenergetyki, miliard dolarów

Dotkliwość stanu zaopatrzenia w energię rosyjskiej gospodarki i sfery społecznej, zdaniem ekspertów RAO „JES Rosji”, ilustruje pojawienie się regionów niedoborowych energetycznie (w okresie jesienno-zimowym obciążenia konsumpcyjne).

Tak powstał program energetyczny GOELRO-2. Należy zauważyć, że różne źródła podają znacząco różne liczby od siebie. Dlatego w poprzednich tabelach (Tabela 6, Tabela 7) prezentujemy maksimum z opublikowanych wskaźników. Oczywiście ten „pułapowy” poziom prognoz może służyć jako wskazówka.

Kluczowe obszary powinny obejmować:

1. Orientacja na tworzenie elektrociepłowni na paliwo stałe. Ponieważ ceny gazu ziemnego są doprowadzone do światowych poziomów, elektrownie cieplne na paliwa stałe będą ekonomicznie uzasadnione. Nowoczesne metody spalanie węgla (w cyrkulacyjnym złożu fluidalnym), a następnie opalane węglem technologie cyklu kombinowanego ze wstępnym zgazowaniem węgla lub jego spalaniem w ciśnieniowych kotłach fluidalnych sprawiają, że elektrociepłownie na paliwo stałe są konkurencyjne na „rynku” elektrociepłowni przyszłości.

2. Wykorzystanie „drogiego” gazu ziemnego w nowo budowanych TPP będzie uzasadnione tylko przy wykorzystaniu elektrociepłowni, a także przy tworzeniu mini-TPP opartych na turbinach gazowych itp.

3. Priorytetem pozostanie techniczne doposażenie istniejących elektrociepłowni ze względu na rosnącą amortyzację fizyczną i moralną. Należy zauważyć, że przy wymianie podzespołów i zespołów możliwe staje się wprowadzenie doskonałych rozwiązań technicznych, także w zakresie automatyki i informatyki.

4. Rozwój energia nuklearna W krótkim okresie wiąże się to z zakończeniem budowy bloków wysokiej dyspozycyjności, a także pracami nad przedłużeniem żywotności elektrowni jądrowej na ekonomicznie uzasadniony okres czasu. W dłuższej perspektywie uruchomienie mocy w elektrowniach jądrowych powinno odbywać się poprzez zastępowanie zdemontowanych bloków nowymi blokami wytwórczych, spełniającymi nowoczesne wymagania bezpieczeństwo.

Przyszły rozwój energetyki jądrowej wynika z rozwiązania szeregu problemów, z których głównymi są osiągnięcie pełnego bezpieczeństwa istniejących i nowych elektrowni jądrowych, zamknięcie wyeksploatowanych elektrowni jądrowych oraz konkurencyjność ekonomiczna energetyki jądrowej w porównaniu z alternatywnymi technologiami energetycznymi.

5. Ważny kierunek w elektroenergetyce dla nowoczesne warunki to rozwój sieci mocy wytwórczych rozproszonych poprzez budowę małych elektrowni, przede wszystkim elektrociepłowni małej mocy z CCGT i GTU

Negatywne konsekwencje środowiskowe i społeczne budowy dużych elektrowni wodnych każą uważnie przyjrzeć się ich możliwemu miejscu w elektroenergetyce przyszłości.

Przyszłość energetyki wodnej

Duże elektrownie wodne pełnią w systemie elektroenergetycznym następujące funkcje:

wytwarzanie energii;
szybka koordynacja mocy wytwórczych z poborem mocy, stabilizacja częstotliwości w systemie elektroenergetycznym;
akumulacja i magazynowanie energii w postaci energia potencjalna woda w polu grawitacyjnym Ziemi z konwersją na energię elektryczną w dowolnym momencie.

Wytwarzanie mocy i manewrowanie mocą są możliwe w HPP dowolnej wielkości. A akumulacja energii przez okres od kilku miesięcy do kilku lat (na zimę i lata suche) wymaga tworzenia dużych zbiorników.

Dla porównania: akumulator samochodowy o wadze 12 kg o napięciu 12 V i pojemności 85 amperogodzin może pomieścić 1,02 kilowatogodziny (3,67 MJ). Aby zmagazynować taką ilość energii i zamienić ją na energię elektryczną w agregacie hydraulicznym o sprawności 0,92, trzeba podnieść 4 tony (4 metry sześcienne) wody na wysokość 100 m lub 40 ton wody na wysokość 10m.

Aby elektrownia wodna o mocy zaledwie 1 MW mogła pracować na zmagazynowanej wodzie przez 5 miesięcy w roku przez 6 godzin dziennie na zmagazynowanej wodzie, konieczne jest jej zgromadzenie na wysokości 100 m, a następnie przejście przez turbinę 3,6 milion ton wody. Przy zbiorniku o powierzchni 1 km2 spadek poziomu wyniesie 3,6 m. Taka sama wielkość produkcji w elektrowni diesla o sprawności 40% będzie wymagała 324 ton oleju napędowego. Tak więc w zimnym klimacie magazynowanie energii wody na zimę wymaga wysokich tam i dużych zbiorników.

Ponadto na b o Na większości terytorium Rosji w strefie wiecznej zmarzliny małe i średnie rzeki zamarzają zimą na dno. W tych okolicach małe elektrownie wodne są zimą bezużyteczne.

Duże elektrownie wodne nieuchronnie znajdują się w znacznej odległości od wielu odbiorców, dlatego należy wziąć pod uwagę koszty budowy linii przesyłowych oraz straty energii i przewodów grzejnych. Tak więc dla Transsyberyjskiej (Shilkinskaya) HPP koszt budowy linii energetycznej-220 do Kolei Transsyberyjskiej o długości zaledwie 195 km (bardzo mało jak na taką konstrukcję) przekracza 10% wszystkich kosztów. Koszty budowy sieci przesyłowych energii są tak duże, że w Chinach moc wiatraków, które wciąż nie są podłączone do sieci, przewyższa moce całego rosyjskiego sektora energetycznego na wschód od Bajkału.

Tak więc perspektywy hydroenergetyki zależą od postępu w technologii i produkcji, a także łącznego magazynowania i przesyłu energii.

Energetyka to bardzo kapitałochłonny, a zatem konserwatywny przemysł. Niektóre elektrownie nadal działają, zwłaszcza elektrownie wodne zbudowane na początku XX wieku. Dlatego, aby ocenić perspektywy na pół wieku, ważniejsze jest przyjrzenie się tempu postępu w każdej technologii, a nie wolumetrycznym wskaźnikom konkretnego rodzaju energii. Odpowiednimi wskaźnikami postępu technologicznego w wytwarzaniu są sprawność (lub procent strat), jednostkowa moc jednostek, koszt 1 kilowata mocy wytwórczej, koszt przesyłu 1 kilowata na 1 km, koszt magazynowania 1 kilowatogodziny na dobę.

Magazynowanie energii

Przechowywanie Energia elektryczna to nowa branża w energetyce. Przez długi czas ludzie przechowywali paliwo (drewno, węgiel, potem ropa i produkty naftowe w zbiornikach, gaz w zbiornikach ciśnieniowych i magazynach podziemnych). Potem pojawiły się mechaniczne urządzenia magazynujące energię (woda podniesiona, sprężone powietrze, superkoła zamachowe itp.), wśród których liderem pozostają elektrownie szczytowo-pompowe.

Poza strefami wiecznej zmarzliny ciepło zmagazynowane przez słoneczne podgrzewacze wody może być już pompowane pod ziemię, aby ogrzać domy zimą. Po rozpadzie ZSRR zaprzestano eksperymentów nad wykorzystaniem słonecznej energii cieplnej do przemian chemicznych.

Znane akumulatory chemiczne mają ograniczoną liczbę cykli ładowania i rozładowania. Superkondensatory mają znacznie więcej o dłuższą trwałość, ale ich pojemność jest nadal niewystarczająca. Akumulatory energii pola magnetycznego w cewkach nadprzewodzących są bardzo szybko ulepszane.

Przełom w dystrybucji magazynowania energii elektrycznej nastąpi, gdy cena spadnie do 1 dolara za kilowatogodzinę. Umożliwi to szerokie zastosowanie rodzajów wytwarzania energii, które nie są w stanie działać w sposób ciągły (energia słoneczna, wiatrowa, pływowa).

energia alternatywna

Z technologii Pokolenie Energia słoneczna przechodzi obecnie najszybsze zmiany. Panele słoneczne pozwalają wytwarzać energię w dowolnej wymaganej ilości - od ładowania telefonu do zasilania megamiast. Energia Słońca na Ziemi jest sto razy większa niż innych rodzajów energii razem wziętych.

Farmy wiatrowe przeszły okres spadków cen i są w trakcie budowy wież i generatorów. W 2012 roku moc wszystkich wiatraków na świecie przekroczyła moc wszystkich elektrowni w ZSRR. Jednak w latach 20. XXI wieku możliwości ulepszania wiatraków wyczerpią się, a energia słoneczna pozostanie motorem wzrostu.

Technologia dużych elektrowni wodnych przeżyła swoją „najlepszą godzinę”, a z każdą dekadą dużych elektrowni wodnych buduje się coraz mniej. Uwaga wynalazców i inżynierów skupia się na elektrowniach pływowych i falowych. Jednak pływy i duże fale nie są wszędzie, więc ich rola będzie niewielka. W XXI wieku nadal będą budowane małe elektrownie wodne, zwłaszcza w Azji.

Pozyskiwanie energii elektrycznej z ciepła pochodzącego z wnętrzności Ziemi (energia geotermalna) jest obiecujące, ale tylko w niektórych obszarach. Technologie spalania paliw kopalnych będą przez kilkadziesiąt lat konkurować z energią słoneczną i wiatrową, zwłaszcza tam, gdzie wiatru i słońca jest mało.

Najszybciej ulegają poprawie technologie pozyskiwania gazu palnego poprzez fermentację odpadów, pirolizę lub rozkład w plazmie. Jednak stałe odpady komunalne zawsze będą wymagały sortowania (a najlepiej selektywnej zbiórki) przed zgazowaniem.

Technologie TPP

Sprawność elektrociepłowni przekroczyła 60%. Ponowne wyposażenie wszystkich elektrociepłowni opalanych gazem do cyklu łączonego (a dokładniej gazowo-parowego) zwiększy wytwarzanie energii elektrycznej o ponad 50% bez zwiększania spalania gazu.

Elektrociepłownie opalane węglem i ropą są znacznie gorsze od gazowych pod względem sprawności, ceny sprzętu i ilości szkodliwych emisji. Ponadto wydobycie węgla pochłania najwięcej ludzkich istnień na megawatogodzinę energii elektrycznej. Zgazowanie węgla przedłuży istnienie przemysłu węglowego o kilkadziesiąt lat, ale jest mało prawdopodobne, aby zawód górnika przetrwał do XXII wieku. Jest bardzo prawdopodobne, że para i Turbiny gazowe zostaną zastąpione przez szybko udoskonalające się ogniwa paliwowe, w których energia chemiczna zamieniana jest na energię elektryczną z pominięciem etapów pozyskiwania energii cieplnej i mechanicznej. Jak dotąd ogniwa paliwowe są bardzo drogie.

Energia atomowa

Wydajność elektrowni jądrowych rosła najwolniej w ciągu ostatnich 30 lat. Reaktory jądrowe, z których każdy kosztuje kilka miliardów dolarów, powoli się poprawiają, a wymogi bezpieczeństwa podnoszą koszty budowy. „Renesans nuklearny” nie miał miejsca. Od 2006 roku na świecie uruchamianie elektrowni jądrowych to nie tylko uruchomienie elektrowni wiatrowych, ale i słonecznych. Jest jednak prawdopodobne, że niektóre elektrownie jądrowe przetrwają do XXII wieku, choć ze względu na problem odpadów promieniotwórczych ich koniec jest nieunikniony. Niewykluczone, że reaktory termojądrowe będą działać także w XXI wieku, ale ich niewielka liczba oczywiście „nie zrobi różnicy”.

Do tej pory możliwość realizacji „zimnej fuzji” pozostaje niejasna. W zasadzie możliwość reakcji termojądrowej bez ultrawysokich temperatur i bez powstawania odpadów radioaktywnych nie jest sprzeczna z prawami fizyki. Jednak perspektywy pozyskania w ten sposób taniej energii są bardzo wątpliwe.

Nowe technologie

I trochę fantazji na rysunkach. W Rosji testowane są obecnie trzy nowe zasady izotermicznej konwersji ciepła na energię elektryczną. Te eksperymenty mają wielu sceptyków: w końcu naruszana jest druga zasada termodynamiki. Do tej pory otrzymano jedną dziesiątą mikrowata. Jeśli się powiedzie, baterie do zegarków i urządzeń pojawią się jako pierwsze. Potem żarówki bez przewodów. Każda żarówka stanie się źródłem chłodu. Klimatyzatory będą wytwarzać energię elektryczną zamiast ją zużywać. Przewody w domu nie będą potrzebne. Jest za wcześnie, by oceniać, kiedy fantazja się spełni.

W międzyczasie potrzebujemy przewodów. Ponad połowa ceny kilowatogodziny w Rosji przypada na koszty budowy i utrzymania linii i podstacji energetycznych. Ponad 10% wytworzonej energii elektrycznej zużywane jest na przewody grzejne. „Inteligentne sieci”, które automatycznie zarządzają wieloma konsumentami i producentami energii, mogą obniżyć koszty i straty. W wielu przypadkach, aby zmniejszyć straty, lepiej jest przesyłać prąd stały niż prąd przemienny. Ogólnie rzecz biorąc, można uniknąć nagrzewania przewodów, czyniąc je nadprzewodnikami. Jednak nadprzewodniki działające przy temperatura pokojowa, nie zostały odnalezione i nie wiadomo, czy zostaną odnalezione.

W przypadku słabo zaludnionych obszarów o wysokich kosztach transportu ważna jest również powszechność i dostępność źródeł energii.

Energia Słońca jest najczęstsza, ale Słońce nie zawsze jest widoczne (zwłaszcza poza kołem podbiegunowym). Ale zimą i nocą często wieje wiatr, ale nie zawsze i nie wszędzie. Mimo to elektrownie wiatrowe i słoneczne już teraz pozwalają na znaczne zmniejszenie zużycia oleju napędowego w odległych wsiach.

Niektórzy geolodzy twierdzą, że ropa i gaz powstają dziś prawie wszędzie z dwutlenku węgla, który dostaje się pod ziemię wraz z wodą. To prawda, że stosowanie szczelinowania hydraulicznego („szczelinowania”) niszczy naturalne miejsca, w których może gromadzić się ropa i gaz. Jeśli to prawda, to niewielka ilość ropy i gazu (dziesiątki razy mniej niż obecnie) może być produkowana niemal wszędzie bez uszczerbku dla geochemicznego obiegu węgla, ale eksport węglowodorów oznacza pozbawianie się przyszłości.

Różnorodność światowych zasobów naturalnych oznacza, że zrównoważone wytwarzanie energii wymaga połączenia różnych technologii w celu dostosowania do lokalnych warunków. W każdym razie nieograniczona ilość energii na Ziemi nie może być pozyskiwana zarówno z powodów środowiskowych, jak i surowcowych. Dlatego wzrost produkcji elektryczności, stali, niklu i innych rzeczy materialnych na Ziemi w następnym stuleciu nieuchronnie zostanie zastąpiony wzrostem produkcji intelektualnej i duchowej.

Igor Eduardowicz Szkradiuk