Šešios ateities energetikos idėjos (11)

2009-07-05

Šiuolaikinės visuomenės sueikvojamos energijos kiekiai nuolat auga, todėl vienas iš aktualiausių šiandienos klausimų – naujų energetikos išteklių suradimas ir jų įsisavinimas. Kokiomis kryptimis judės energetikos sektorius per artimiausius dešimtmečius? Keletas JAV energetikos srities mokslininkų ir inžinierių parengė 6 jų manymu svarbiausias ateities energetikos plėtros sritis.

1.Anglies izoliavimas klintyje

Daugiau nei prieš dešimtmetį, kai geologas Peter‘is Kelemen‘as pirmasis užfiksavo baltėjančių akmenų formavimąsi, jis nebuvo patenkintas. Tuo metu jis bandė ištirti tamsios spalvos peridotitą. Kiekvieną kartą dėl detalesnių tyrimų nugramdžius uolienos paviršių, ji absorbuodavo anglies dioksidą ir suformuodavo karbonatą, panašų į klintį.

Todėl tokie pavyzdžiai tapdavo nebepanaudojami, kol 2004 metais jam besikalbant su kolegomis iš Kolumbijos universiteto apie būdus, kaip užrakinti CO2 po žeme ir pristabdyti globalinį atšilimą, kilo mintis, kad CO2 būtų galima palaidoti šiame akmenyje.

Dauguma izoliavimo būdų atsiremdavo į per didelę riziką sukurti CO2 „laiko bombą“ , nes požeme palaidotos šiltnamio dujos kada nors galės išsiveržti lauk. Kelemen‘as pagalvojo, kad peridotitas galėtų pasiūlyti ilgiau išliekantį sprendimo būdą. Jo idėja buvo prigręžti skylių į akmenį, tada pakaitinus pripumpuoti anglies dvideginio prisodrinto vandens. Tada uola pavirstų karbonatu, kuris įkalintų dujas kietoje būsenoje.

Kelemen‘as pabrėžia, kad jo planą vis dar reikia įrodyti praktiškai. Tačiau 300 kubinių metrų peridotito lauko stebėjimai Omane teikia vilčių. Sekantis jo žingsnis: ištirti galimybes technologiją pritaikyti JAV.

2. Branduolinių atliekų sunaikinimas panaudojant hibridinį reaktorių

Kontroliuojamos termobranduolinės energijos sukūrimas, yra vienas iš didžiausių ateities inžinerijos iššūkių, reikalauja daug kantrybės bei ryžto. Progresas jau padarytas, tačiau iki pirmųjų dirbančių reaktorių dar liko dešimtmečiai.

Kol mes laukiame pirmųjų reaktorių, tyrėjai iš Teksaso universiteto paviešino hibridinės atominės – termobranduolinės elektrinės projektą, kuriuo bus siekiama perdirbti atomines atliekas, tuo pačiu gaminant energiją. Daugumą atominių atliekų jau dabar galima perdirbti į kurą atominėms elektrinėms, tačiau ši technologija dar nenaudojama JAV. Hibridinis reaktorius leis žengti žingsnį pirmyn.

Pasitelkus termobranduolines reakcijas, labai pavojingos transuraninės atliekos bus prisodrintos neutronais, ir dar kartą sudegintos skilimo procese. Trečdaliu bus padidinta galutinė išeiga ir dar 700 megavatų bus paduoti į energijos sistemą. Projekte dalyvaujančio mokslininko Swadesh Mahajan‘u nuomone, 99 procentai visų branduolinių atliekų bus sunaikintos proceso pabaigoje.

„Mes norime pasakyti pasauliui, kad jis plėstų atominę energetiką, naudodami standartinius vandeniu aušinamus reaktorius,“ sako Manhajan‘as. „Tai yra vienintelis energijos šaltinis, galintis padėti greitai atsisakyti anglies. Nesijaudinkite dėl atliekų, nes mes per 20 ateinančių metų ketiname pateikti jų efektyvų sunaikinimo būdą.“

3. Namai, kuriems nereikalingas šildymas

Tradicinis amerikietiškas namas iššvaisto šilumą per duris, langų rėmus ir per neizoliuotas sienas. Kol žaliosios technologijos, tokios kaip vėjo turbinos ir saulės kolektoriai plinta po pasaulį, kiti būdai, kuriais būtų galima ne tik sutaupyti pinigų, bet ir padėti gamtai, lieka beveik nenaudojami.

Tai efektyvūs namai – tarsi aukščiausio lygio „kalėjimas“ šilumai, su storu izoliaciniu sluoksniu, kuris nepalieka nei vieno neapsaugoto plyšelio patekti šilumai lauk, trigubo profilio langais, ir bendru namo pritaikymu prie oro tankumo. Europoje per dešimtmetį buvo sertifikuota daugiau nei 6000 tokių namų, ir tūkstančius dar apžiūrinėja ekspertai ar jie atitinka griežtus reikalavimus.

Energijos taupymo konsultantas David‘as White‘as teigia, kad toks ypač efektyvus namas šiaurės rytų Amerikoje galėtų išspinduliuoti 90% mažiau energijos, nei paprastas namas. Vokietijoje ypač sandarūs langai, apšiltinimo medžiagos ir kitos efektyvaus namo medžiagos statybų kainą pakelia vos 5 procentais, lyginant su įprastais namais. JAV kaina gali išaugti 11 proc. ar daugiau.

Tačiau White‘as mato, kad dabar kainos krenta. Nuo to laiko kai jis metė darbą žaliųjų technologijų dizaino kompanijoje, jis dirba bandydamas pritraukti naujų klientų, ypač efektyvių namų statybai. Ir jo darbas duoda rezultatų – nors JAV būsto rinka smuko, tačiau efektyvūs namai dabar sparčiai populiarėja.

4. Toliau dirbti ties termobranduoline energija

Po praleistų dešimtmečių stebint trumpalaikius plazmos blyksnius Tokamako reaktoriuose, būtų lengva mesti termobranduolinės energijos svajonę. Tačiau maksimaliai švarios technologijos era rodos artėja.

ITER (lot. kelias) – yra didžiausias Tokamako reaktorius statomas Prancūzijoje ir kai bus baigtas 2018 metais, jis galbūt taps prototipu ateities didelio efektyvumo elektrinėms.

Kitais metais, Kalifornijos Laurens‘o Livermore‘o nacionalinėje laboratorijoje bus pradėta bandyti bemagnetinė branduolinės sintezės galimybė, naudojant lazerius. Projekto direktorius Ed‘as Moses‘as sako: „Jei tai veiks, per kelis sekančius dešimtmečius mes galėsim visiškai pakeisti geopolitinę pasaulio situaciją.“

5.Šiukšles paversti energija

Vadinamoji Žaliosios energijos mašina(toliau ŽEM), iš pirmo žvilgsnio nepanaši į alternatyvaus kuro „herojų“. Dabar šiukšlių mašinos konteinerio dydžio ŽEM gali pakakti šildyti 200 000 kvadratinių pėdų plotą, sunaudojant tik 3 tonas atliekų. Ji kainuoja 850 000 dolerių, tačiau Michael‘io Cushmano‘o, IST energy viceprezidento(kompanija gaminanti ŽEM), teigimu ji atsiperka per tris metus. Per metus ši technologija gali sumažinti CO2 emisijas 540 tonų per metus ir svarbiausia yra tai, kad ji jau visiškai parengta.

„Mes sveikinam revoliucines technologijas, bet mūsų technologija turi potencialo tapti reikšminga dabar“, - sako Cushman‘as. „ Mums jau dabar reikia parengtų technologijų - nebegalime laukti dar 10 metų.“

6. Kuro gamyba iš CO2

Nanovamzdelių rinkiniai gal padidinti katalizatoriaus paviršiaus plotą bei yra vieni iš „ateities svarbiausių dalykų“ energijos tyrimuose, ypatingai baterijose. Tačiau Craig‘as Grime‘as, elektros inžinierius sugalvojo kitą jų panaudojimo būdą.

Padedant saulės šviesai, jo nanovamzdelių membrana gali paversti vandenį ir anglies dioksidą į skystą kurą, tokį kaip butaną ir metaną. Jei technologija būtų integruota į elektrines, Grimes‘as sako, „Tai būtų labai artima uždaram ratui – sudeginus pradinį kurą, surenkate reakcijos liekanas, paverčiate jas vėl į kurą ir tada jį vėl panaudojate elektrinėje.“

Jis paskaičiavo, kad 25 kvadratinių centimetrų ploto membrana galėtų pagaminti daugiau nei 490 litrų degalų per dieną, surinkdamas CO2 prieš jam patenkant į atmosferą.

Aut. teisės: www.technologijos.lt

(9)
(1)
(8)

Komentarai (11)