Пять самых фантастичных способов совершить энергопереход

Когда энергопереход начал набирать обороты, главными кандидатами на новые чистые источники были солнечная энергия, ветровая, и в меньшей степени – геотермальная и ядерная. Однако для того, чтобы предотвратить изменения климата, остается все меньше времени.

Это привело к размышлениям о других технологиях. Многие из них, которые ранее считались малоперспективными, сейчас становятся чуть ли не мейнстримом. Например, волновые электростанции или водород. Но существуют совершенно фантастические способы совершить энергопереход. Вот пять самых безумных.

1. Электростанция, работающая на конопле. Конопля, вид растения каннабис, который выглядит идентично марихуане, уже широко используется для производства различных коммерческих и промышленных товаров, включая текстиль, одежду, веревку, бумагу и биопластики. Однако вскоре сорняки могут сыграть жизненно важную роль и в развитии альтернативной энергетики.

Французский стартап по производству топливных элементов Qairos Energies планирует инвестировать около 23 млн долларов в установку для газификации, которая будет преобразовывать биомассу конопли в водород и метан. Два компонента природного газа будут проданы региональным транзитным агентствам для производства электроэнергии. Объект Qairos будет работать по технологии газификации, при которой тепло и кислород будут подаваться на биомассу конопли, что приводит к образованию газообразных веществ. У Qairos есть цель производить две тонны водорода и 200 кубометров метана в день.

2. Солнечная энергия с Луны. Ученые и ранее обсуждали идею перенаправить солнечную энергию, собираемую на Луне, на нашу планету. И хотя звучит идея фантастично, ученые установили, что это не только осуществимо, но и экономически целесообразно.

Массивы Lunar Solar Power (LSP) на Луне будут непрерывно получать энергию высокой плотности и передавать ее с помощью микроволн в любую часть земного шара, обращенную к Луне. Десятки тысяч приемников на нашей планете будут улавливать эту энергию и использовать ректенны для преобразования ее в электричество.

Причем микроволны не имеют проблем с прохождением атмосферы, а ректенны могут очень эффективно преобразовывать микроволны в электрическую энергию. Технология может обеспечить 18 ТВт энергии сегодня и, возможно, 24 ТВт к 2050 году. Это вполне достаточно для удовлетворения мировых потребностей в электроэнергии.

Однако основная проблема здесь заключается в том, как создать пилотируемую лунную станцию для целей наблюдения и обслуживания. Не говоря уже о том, что идея постоянного облучения микроволнами мало кому понравится, несмотря на революционный энергопереход.

3. Искусственное дыхало. В эту новую эпоху возобновляемых источников энергии приливные и волновые электростанции пока не оправдывают своего огромного потенциала, несмотря на то, что они является более надежным источником энергии, чем солнце и ветер. Но, к счастью, темпы инноваций ускоряются.

Австралийская компания Wave Swell Energy (WSE) изучает технологию, которая будет генерировать электричество за счет сбора энергии волн, проталкиваемых через колеблющийся столб воды (OWC), также известный как “искусственное дыхало”. В таком устройстве движение воздуха, создаваемое во время нормальных волновых колебаний, вращает турбину, вырабатывающую электричество.

OWC действительно представляет собой род искусственного дыхательного отверстия. Австралийская же разработка уникальна тем, что работает в одном направлении, а не в двух, как все предыдущие OWC, за счет включения простых откидных клапанов. Установка WSE в настоящее время способна генерировать до 200 кВт электроэнергии, но есть разработки более крупных моделей мощностью до 1000 кВт.

4. Ядерный синтез. К сожалению, из-за множества технических проблем эта технология до сих пор не стала реальностью. Хотя существует французский термоядерный экспериментальный реактор ITER стоимостью 22 млрд долларов. Он является результатом совместных усилий 35 стран, и ожидается, что его испытания начнутся через пять лет.

Но существует и другой “кандидат” обеспечить энергопереход. Bloomberg сообщил, что американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) недавно привлекла 84 млн долларов от сингапурской Temasek Holding, норвежской Equinor и других инвесторов. Всего CFS, основанная исследователями Массачусетского технологического института в 2018 году, собрала более 200 млн долларов на разработку термоядерного реактора.

5. Биотопливо из водорослей. Эта идея не совсем нова, но имеет наибольший потенциал, чтобы быстро стать мейнстримом. Еще в 2009 году ExxonMobil удачно вступила в гонку по производству биотоплива из водорослей, объединившись с биотехнологическим стартапом Synthetic Genomics Inc. Корпорация инвестировала более 250 млн долларов в данный проект. И вот в 2018 году Exxon заявила, что к 2025 году планирует производить 10 тыс баррелей биотоплива из водорослей в день.

У водорослей есть очевидные преимущества перед другими кандидатами на биотопливо. Главным образом потому, что эти фотосинтетические микроорганизмы очень эффективны при преобразовании солнечного света в биомассу. Они имеют высокое содержание липидов (до 80%) и более универсальны, чем, скажем, кукуруза, обычная культура для биотоплива. Действительно, именно липиды древних водорослей ответственны за возникновение нефти.

К сожалению, сделать экономику биотоплива из водорослей конкурентоспособной с экономикой нефти оказалось сложной задачей. На самом деле, чтобы такое биотопливо имело экономический смысл, сырая нефть должна стоить около 500 долларов за баррель.