Зелена енергетика. Суміжні сфери (загальне)

           Після багатьох фальстартів людство нарешті відчуло готовність взяти на себе ще одне з цивілізаційних напружень: добувати енергію, не спалюючи давніх підземних запасів. Ну, або ж до когось дійшло, що гроші їсти не можна. А байдужі до монетарних цінностей Зевс з Еолом збавити свій гнів не обіцяють і персональні гарантії недоторканості не продають. Як би там не було, але відкрито нову чорну діру сектор фінансування, куди тече повноводна ріка з трильйонів добавленої вартості, накопиченої за всю історію людства.

       
            Ця ринкова ніша з'явилася саме вчасно, щоб допомогти грошовим мішкам вирішувати принаймні дві їхні проблеми. По-перше, налякані висновками кліматологів, вони, так би мовити, інвестують у власне виживання. По-друге, якось розгрібають гори грошей, що надходять і надходять від їхніх принципово не підвладних банкрутству бізнесів. А зелена енергетика як раз і є такою сферою, що спочатку і значні вкладення акумулює, і прибуток обов'язково забезпечить. Років через 10...50, залежно від виду енергетики, регіону і таке інше. Плавний і спокійний прибуток у вигляді океану енергії, що майже не потребує поточних витрат. Це просто у короткостроковій перспективі розвиток зеленої енергетики виглядає як ніби така благочинна діяльність, чи фанатичний ентузіазм, чи дурне грошозакопування. Видимість одна, дійсність трохи інша.
            Та от біда, поки не знайдено відновлюваного джерела, що давало б енергію а) безперервно з достатньою інтенсивністю і б) повсюдно в ареалі гомо сапієнса. Річки з необхідними параметрами, що дозволяють тривало виробляти достатньо енергії ГЕСами, має далеко не кожна країна. Місця найсприятливішого вироблення майже дармової енергії від місць найбільшого попиту цієї енергії часто відділяють тисячі кілометрів як суходолом, так і водними обширами. На періодику "день-ніч" та "зима-літо", накладається ще й примхливість погоди в цілому, чим і обумовлена суттєва нестабільність зеленої енергетики, характерна для помірних широт. Уявіть, як дикторка на голубому екрані майбутнього розповідає таку інформацію від синоптиків: "У найближчі три доби погода буде радувати нас безхмарним небом. Тож металурги провінції Хенань можуть розраховувати на виплавку п'яти тисяч тон алюмінію" або "Зміна напряму мусонних вітрів завтра в другій половині дня супроводжуватиметься кількагодинним повним штилем. Для уникнення незручностей радимо не користуватися в цей час ліфтами та метрополітеном".
           Тому ідеальну у своїй безпосередності схему "виробив - х - спожив" людству доводиться в'язати до купи таким от жирним іксом, котрий означає необхідність з добутою енергією щось іще робити.
           Виходячи з наявних проблем, людство повним ходом вчиться накопичувати енергію, здобуту з нерегулярних і розсіяних відновлюваних джерел, і переміщати її а) в часі і б) у просторі. І це не можливо здійснювати інакше, як тільки шляхом різноманітних перетворень енергії. Нижче викладається їх загальний огляд. Деякі з них практично освоєні і використовуються у промислових масштабах, деякі відпрацьовуються в польових умовах, лабораторіях чи навіть теоретично, на папері.
            Енергія первинних носіїв - сонячного променю та струменів повітря чи води - сучасними засобами з більшим чи меншим успіхом  перетворюється у електрику. Недолік електрики в тому, що вона практично не придатна для зберігання. Але добре перетворюється і передається. Тому ідеальним є:

1. Перетворити цю дармову "зелену" електрику у форму змінної високої напруги і передати у місця безпосереднього споживання.

Перетворюють енергію сонця на електрику двома способами: через фото-електричний ефект або концентруванням у носіях теплової енергії, фінальний з яких, стара знайома перегріта водяна пара під тиском, крутить теплову турбіну з електрогенератором на одному валу (як це відбувається на геліотермальних електростанціях).

Інші варіанти використання електрики вимальовуються такі:

2. Робота гідроакумулюючих електростанцій. Помпами качати воду з нижнього водосховища у верхнє (прямий процес), щоб у слушний час випустити її під дією сили тяжіння на лопатки гідротурбіни (зворотний процес).

Спосіб успішно використовується, але в тих краях, де є відповідні рельєф та природні умови. Також є намір перетворювати виведені з експлуатації вугільні шахти значної глибини на гідроакумулюючі сховища енергії відновлюваних джерел. Піонерський проект цього напряму розробляється в Німеччині.

3. Робота установок глибокого охолодження повітря

4. Накопичувати енергію у стаціонарних сховищах на основі гальванічних акумуляторів. Спосіб, надійний і випробуваний у забезпеченні енергією портативних та пересувних засобів, останнім часом застосовується для вирішення енергетичних проблем невеликих міст, місцевостей і навіть островів з країнами (маю на увазі недавнє відкриття Теслою стаціонарних сховищ потужності на одному з Гавайських островів, а також обіцяння Маска у своєму твіттері за 100 днів вирішити аналогічні проблеми зеленої енергетики південної Австралії).
Разом з тим, з акумуляторними ємностями навряд чи зарадиш у потребах мегаполісів чи металургійних комбінатів.

5. Робота установок штучного синтезу рідких вуглеводнів.

6. Робота установок електролізу води для добування водню та зберігання його у зрідженій чи твердій формі.