Образ будущего: Человечество перейдет на чистую возобновляемую энергию


1 000
Примерно
17 апреля 2060
прогноз сбудется
Солнечная, ветровая и космическая возобновляемая энергетика - светлое будущее человечества

Сводная информация по прогнозу Редактировать сводную информацию

"Сводная информация" - это вики-статья. Зарегистрируйтесь и напишите основные аргументы "За" и "Против".

Если вы не хотите, чтобы вашу статью переписали другие пользователи, напишите свое мнение в "Обоснованиях" ниже.

2 июня 2018
4teller(85)%
Ученые из университетов Бристоля и Кембриджа нашли метод создания полимерных полупроводящих наноструктур, которые поглощают свет и переносят энергию эффективнее, чем существующие аналоги. Это открытие может проложить путь новому поколению солнечных элементов и фотодетекторов. Легкие полупроводящие пластмассы широко используются сейчас в производстве дисплеев для смартфонов, телевизоров и мониторов. Однако их применение в фотоэлементах для конверсии солнечного света в электричество — намного более сложная задача, пишет Phys.org. Под воздействием солнечного излучения электроны должны совершить переход, чтобы их энергию можно было «собрать» и до того, как они растеряют ее впустую. В таком фотовозбужденном состоянии они проходят в полимерных полупроводниках около 10 нм, и конструкция солнечного элемента должна учитывать это расстояние. Однако химики кембриджской лаборатории изобрели новый способ создания высокоорганизованных кристаллических полупроводниковых структур при помощи полимеров. И расстояние, которое проходят фотовозбужденные состояния, достигла у них 200 нм, то есть увеличилась в 20 раз. Это важно потому, что толщина материала, необходимого для полного поглощения рассеянного света, делает эти полимеры более пригодным материалом для солнечных элементов и фотодетекторов. «Увеличение эффективности произойдет по двум причинам: во-первых, поскольку частицы высокой энергии движутся дальше, их проще „собирать“; и, во-вторых, мы можем теперь изготавливать слои в 100 нм толщиной, то есть минимального размера для поглощения всей энергии света — так называемой глубины оптического поглощения. Ранее, в слоях такой толщины, частицы не могли проходить достаточного глубоко, чтобы достигать поверхности», — говорит Джордж Уайтелл из Бристольской школы химии. Теперь исследователи планируют создать структуры еще большей толщины, превышающей глубину оптического поглощения, чтобы разработать на их основе прототип новых солнечных элементов, которые позволят человечеству полностью отказаться от ископаемого топлива.
10 сентября 2017
4teller(85)%
Прогнозы развития возобновляемых источников энергии становятся все менее надежным источником информации. Зачастую аналитики недооценивают реальные темпы развития и занижают показатели. Две независимых группы исследователей утверждают, что солнечная и ветровая энергия распространяется быстрее, чем предполагалось ранее, и при этом она стремительно дешевеет. Ученые из немецкого Научного-исследовательского института Меркатора сравнили прогнозы развития солнечной энергетики различных экологических и энергетических организаций с реальными масштабами внедрения фотоэлементов. Оказалось, что Международное энергетическое агентство (МЭА), «Гринпис» и Совет по глобальным изменениям Германии стабильно недооценивают темпы внедрения солнечных систем. Немецкие ученые нашли три объяснения этому феномену. При составлении большинства прогнозов не учитываются государственные инициативы, которые стимулируют развитие чистой энергетики. Выгодные тарифы, сниженные налоги и компенсация излишков энергии — в каждой стране действуют свои системы бонусов, которые увеличивают число солнечных установок. Второй фактор связан с быстрым развитием и освоением технологий. При каждом удвоении солнечных мощностей цена модулей в среднем падала на 22,5%. И, наконец, третий фактор — это неправильные прогнозы в отношении других источников энергии. Как поясняет Vox, аналитики продолжают делать ставку на атомную энергетику и системы улавливания и хранения углерода, хотя из года в год они показывают не лучшие результаты. Перед солнечной энергетикой стоит два главных вызова. Первый — это стоимость внедрения систем, особенно в развивающихся странах. Второй — это введение в эксплуатацию достаточного количества солнечных и ветровых установок. Если эти проблемы удастся решить, то солнечная энергетика сможет обеспечить от 30% до 50% потребностей всей электроэнергии в мире, предполагают ученые.
21 июля 2017
4teller(85)%
Капица о бесперспективности альтернативной энергетики 8 октября 1975 г. на научной сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР, академик Петр Леонидович Капица, удостоенный тремя годами позже Нобелевской премии по физике, сделал концептуальный доклад, в котором, исходя из базовых физических принципов, по существу, похоронил все виды «альтернативной энергии», за исключением управляемого термоядерного синтеза. Соображения академика Капицы, они сводятся к следующему: какой бы источник энергии ни рассматривать, его можно охарактеризовать двумя параметрами: плотностью энергии — то есть ее количеством в единице объема, — и скоростью ее передачи (распространения). Произведение этих величин есть максимальная мощность, которую можно получить с единицы поверхности, используя энергию данного вида. Вот, скажем, солнечная энергия. Ее плотность ничтожна. Зато она распространяется с огромной скоростью — скоростью света. В результате поток солнечной энергии, приходящий на Землю и дающий жизнь всему, оказывается совсем не мал — больше киловатта на квадратный метр. Увы, этот поток достаточен для жизни на планете, но как основной источник энергии для человечества крайне неэффективен. Как отмечал П. Капица, на уровне моря, с учетом потерь в атмосфере, реально человек может использовать поток в 100—200 ватт на квадратный метр. Даже сегодня КПД устройств, преобразующих солнечную энергию в электричество, составляет 15%. Чтобы покрыть только бытовые потребности одного современного домохозяйства, нужен преобразователь площадью не менее 40—50 квадратных метров. А для того, чтобы заменить солнечной энергией источники ископаемого топлива, нужно построить вдоль всей сухопутной части экватора сплошную полосу солнечных батарей шириной 50—60 километров. Совершенно очевидно, что подобный проект в обозримом будущем не может быть реализован ни по техническим, ни по финансовым, ни по политическим причинам. Сейчас также идет обсуждение вопроса использования геотермальной энергии. Как известно, в некоторых местах мира на земной поверхности, где имеется вулканическая деятельность, это успешно осуществляется, правда, в небольших масштабах. Преимущество этого метода для энергетики больших мощностей, несомненно, очень велико, энергетические запасы здесь неистощимы, и, в отличие от солнечной энергии, которая имеет колебания не только суточные, но и в зависимости от времен года и от погоды, геотермальная энергия может генерироваться непрерывно. Еще в начале этого века гениальным изобретателем современной паровой турбины Ч. Парсонсом разрабатывался конкретный проект использования этой энергии. Конечно, он не мог предвидеть тех масштабов, которых достигнет энергетика теперь, и его проект имеет только исторический интерес. Современный подход к этой проблеме основывается на том, что в любом месте земной коры на глубине в 10-15 км достигается температура в несколько сот градусов, достаточная для получения пара и генерирования энергии с хорошим КПД. При осуществлении этого проекта на практике мы опять наталкиваемся на ограничения, связанные с плотностью потока энергии. Как известно, теплопроводность горных пород очень мала. Поэтому при существующих внутри Земли градиентах температур для подвода необходимого тепла нужны очень большие площади, что весьма трудно выполнимо на глубине в 10-15 км. Вот почему возможность нагрева необходимого количества воды сомнительна. Кроме солнечной и геотермальной энергий, не истощающих запасы, есть еще гидроэнергия, получаемая при запруживании рек и при использовании морских приливов. Накопленную таким образом гравитационную энергию воды можно весьма эффективно превращать в механическую. Сейчас в энергетическом балансе использование гидроэнергии составляет не более 5%, и, к сожалению, дальнейшего увеличения не приходится ждать. Это связано с тем, что запруживание рек оказывается рентабельным только в горных местах, когда на единицу площади водохранилища имеется большая потенциальная энергия. Запруживание рек с подъемом воды на небольшую высоту обычно экономически не оправдывает себя, в особенности когда это связано с затоплением плодородной земли, так как приносимый ею урожай оказывается значительно более ценным, чем получаемая энергия. Опять тот же недостаток плотности потока энергии. Использование ветра, также из-за недостаточной плотности энергетического потока, оказывается экономически неоправданным. Конечно, использование солнечной энергии, малых водяных потоков, ветряков часто может быть полезным для бытовых нужд в небольших масштабах. Противоположный пример — топливные элементы, где происходит прямое превращение химической энергии окисления водорода в электроэнергию. Здесь плотность энергии велика, высока и эффективность такого преобразования, достигающая 70 и более процентов. Зато крайне мала скорость ее передачи, ограниченная очень низкой скоростью диффузии ионов в электролитах. В результате плотность потока энергии оказывается примерно такой же, как и для солнечной энергии. Петр Капица писал: «На практике плотность потока энергии очень мала, и с квадратного метра электрода можно снимать только 200 Вт. Для 100 мегаватт мощности рабочая площадь электродов достигает квадратного километра, и нет надежды, что капитальные затраты на построение такой электростанции оправдаются генерируемой ею энергией». Значит, топливные элементы можно использовать только там, где не нужны большие мощности. Но для макроэнергетики они бесполезны. Из приведенного анализа следует, что нужно искать новые источники энергии для энергетики больших мощностей взамен истощающихся в природе запасов химической энергии. Очевидно, можно и следует более бережно относиться к использованию энергетических ресурсов. Конечно, желательно, например, не тратить их на военные нужды. Однако все это только отсрочит истощение топливных ресурсов, но не предотвратит кризиса. Очень дорогая фантастика... А как же водородная энергетика и пресловутое биотопливо, которые сегодня пропагандируются наиболее активно? Почему Капица не обращал на них внимания вообще? Ведь биотопливо в виде дров человечество использует уже веками, а водородная энергетика сегодня кажется настолько перспективной, что едва ли не каждый день приходят сообщения о том, что крупнейшие автомобильные компании демонстрируют концепт-кары на водородном топливе! Неужели академик был настолько недальновиден? Увы... Никакой водородной и даже биоэнергетики в буквальном смысле слова не может существовать. Что касается водородной энергетики, то, поскольку природные месторождения водорода на Земле отсутствуют, ее адепты пытаются изобрести вечный двигатель планетарного масштаба, не более и не менее того. Есть два способа получить водород в промышленных масштабах: либо путем электролиза разложить воду на водород и кислород, но это требует энергии, заведомо превосходящей ту, что потом выделится при сжигании водорода и превращении его опять в воду, либо... из природного газа с помощью катализаторов и опять-таки затрат энергии — которую нужно получить... опять-таки сжигая природные горючие ископаемые! Правда, в последнем случае это все-таки не «вечный двигатель»: некоторая дополнительная энергия при сжигании водорода, полученного таким путем, все же образуется. Но она будет гораздо меньше той, что была бы получена при непосредственном сжигании природного газа, минуя его конверсию в водород. Значит, «электролитический водород» — это вообще не топливо, это просто «аккумулятор» энергии, полученной из другого источника... которого как раз и нет. Использование же водорода, полученного из природного газа, возможно, и сократит несколько выбросы углекислого газа в атмосферу, так как эти выбросы будут связаны только с генерацией энергии, необходимой для получения водорода. Но зато в результате процесса общее потребление невозобновляемых горючих ископаемых только вырастет! Ничуть не лучше обстоят дела и с «биоэнергетикой». В этом случае речь идет либо о реанимации старинной идеи использования растительных и животных жиров для питания двигателей внутреннего сгорания (первый «дизель» Дизеля работал на арахисовом масле), либо об использовании этилового спирта, полученного путем брожения натуральных — зерна, кукурузы, риса, тростника и т.д. — или подвергнутых гидролизу (то есть разложению клетчатки на сахара) — агропродуктов. Что касается производства масел, то это крайне низкоэффективное, по «критериям Капицы», производство. Так, например, урожайность арахиса составляет в лучшем случае 50 ц/га. Даже при трех урожаях в год выход орехов едва ли превысит 2 кг в год с квадратного метра. Из этого количества орехов получится в лучшем случае 1 кг масла: выход энергии получается чуть больше 1 ватта с квадратного метра — то есть на два порядка меньше, чем солнечная энергия, доступная с того же квадратного метра. При этом мы не учли того, что получение таких урожаев требует интенсивного применения энергоемких удобрений, затрат энергии на обработку почвы и полив. То есть, чтобы покрыть сегодняшние потребности человечества, пришлось бы полностью засеять арахисом пару-тройку земных шаров. Проведя аналогичный расчет для «спиртовой» энергетики, нетрудно убедиться, что ее эффективность еще ниже, чем у «дизельного» агро-цикла. ...Но очень выгодная для экономики «мыльного пузыря» Что же, американские ученые не знают этих цифр и перспектив? Разумеется, знают. Ричард Хейнберг в своей нашумевшей книге PowerDown: Options And Actions For A Post-Carbon World (наиболее точный по смыслу перевод — «Конец света: Возможности и действия в пост-углеродном мире») самым детальным образом повторяет анализ Капицы и показывает, что никакая биоэнергетика мир не спасет. Так что происходит? А вот что: только очень наивный человек полагает, что экономика сегодня, как и 150 лет назад, работает по марксистскому принципу: «деньги — товар — деньги». Новая формула «деньги — деньги» короче и эффективнее. Хлопотное звено в виде производства реальных товаров, обладающих для людей реальной полезностью в привычном смысле этого слова, стремительно вытесняется из «большой экономики». Связь между ценой и полезностью в материальном смысле — полезность вещи как пищи, одежды, жилья, средства передвижения или услуги как средства удовлетворения какой-то реальной потребности, — уходит в небытие точно так же, как некогда ушла в небытие связь между номиналом монеты и массой заключенного в ней драгоценного металла. Точно так же «вещи» нового века очищаются от всякой полезности. Единственная потребительная способность этих «вещей», единственная их «полезность», которая сохраняет смысл в экономике нового времени, — это их способность быть проданными, а главным «производством», приносящим прибыль, становится надувание «пузырей». Всеобщая вера в возможность продать воздух в виде акций, опционов, фьючерсов и многочисленных других «финансовых инструментов» становится главной движущей силой экономики и основным источником капитала для ксендзов этой веры. После того, как последовательно лопнули пузыри «доткомов» и недвижимости, а «нанотехнология», рисующая сказочные перспективы, по большей части так и продолжает их рисовать без заметной материализации, американские финансисты, похоже, всерьез обратили внимание на альтернативные источники энергии. Вкладывая деньги в «зеленые проекты» и оплачивая наукообразную рекламу, они вполне могут рассчитывать на то, что многочисленные буратины прекрасно удобрят своими золотыми финансовую ниву чудес. Источник: П.Л. Капица ЭНЕРГИЯ И ФИЗИКА Доклад на научной сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР, Москва, 8 октября 1975 г. См.: Вестник АН СССР. 1976. № 1. С. 34-43.
Существующие похожие прогнозы
Примерно
8 июня 2037
прогноз сбудется
Техника и наука
Рэй Курцвейл считает, что виртуальная реальность настолько продвинется, что физические рабочие места уйдут в прошлое. Наши коммутации будут проходить в виртуальных декорациях
Примерно
25 октября 2027
прогноз сбудется
Техника и наука
Наследник престола рассказал о планах построить город, который будет полностью обеспечен только солнечной и ветровой энергией, а число роботов в котором превысит число людей
Примерно
30 декабря 2018
прогноз сбудется
Техника и наука
Более 1000 инженеров Apple работают над технологией дополненной реальности, которая может дебютировать в следующем iPhone
(+1)
(+1)
Примерно
1 января 2025
прогноз сбудется
Техника и наука
Компания не будет продавать билеты, а подберет другой, более "удобный" способ монетизации, например, показы рекламы в пути.
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука
Недавно они сумели доказать подобную возможность и планируют создать средство, которое будет более практичным, нежели любой другой аналог носителей
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука
Недавно медики решили воспользоваться этой методикой для лечения больной пациентки. Результаты превзошли все ожидания
(+1)
(+1)
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука
Ведущие физики ЦЕРН поставили перед собой задачу обнаружить так называемый тёмный фотон, который является аналогом фотона темной материи
Не позднее
15 декабря 2020
прогноз сбудется
Техника и наука
Китайские специалисты уже построили опытный образец, чтобы провести испытания подсистем, отвечающих за посадку многоразовой ракеты-носителя. Уже завершен этап экспериментальной проверки
(+2)
(+2)
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука
Молодые специалисты из стартапа Lightyear обещают создать энергетически автономный электромобиль на солнечных батареях
Когда-нибудь
прогноз сбудется
Техника и наука
Благодаря совместной работе ученых из США и Франции, удалось создать структуру, очень похожую на человеческий синапс

Накопленные прогнозы складываются в тенденции:

Политика:    Трамп         США       Крым        Украина         Евросоюз         Миграция       Сирия      Оружие         Санкции         Выборы

Наука и Техника:    Электромобили     Беспилотные автомобили     Космос     Нейросети     Роботы      Покорение Марса        Ракеты

Виртуальная реальность       Смартфоны      Покорение Луны       Искусственный интеллект       Apple       Энергетика          Блокчейн

Астероиды          Видео          Боевые роботы         Нанотехнологии         Илон Маск         SpaceX        Биометрия        Космодром "Восточный"

Экономика:      Пенсии        Газпром         Доллар        Нефть       Экономический кризис      Сотовая связь      Недвижимость        Налоги

Общество:      Интернет       Туризм       Секс        Спорт          Компьютеры          Автомобили        Изменение климата        ГМО      

Facebook         ВКонтакте      Человек       Население      Демография      Миграция       VPN      Анонимайзер

Медицина:        Генетика       Медицина       Органы       Трансплантология        Лекарства        Лечение рака       Лекарство от старения

 

Прогнозы по любым другим темам можно найти с помощью поиска