Альтернативные источники энергии постепенно выходят на первый план, а некоторые страны даже заявили, что в обозримом будущем планируют перевести свою инфраструктуру исключительно на них. Благо, помимо солнечных панелей, ветряков и гидроэлектростанций есть еще множество интересных вариантов , о которых мы и расскажем в этом обзоре.

Helius Energy построила первую в мире электростанцию, которая работает от побочных продуктов дистилляции шотландского виски. Ведь при этом процессе остается огромное количество углеводных и белковых масс, которые и можно, сжигая, преобразовывать в энергию. В качестве партнера в этом проекте выступил конгломерат производителей Rothes Whisky.

Компания Soccket Inc. создала футбольный мяч, который одновременно является и небольшой электростанцией, вырабатывающей энергию в те моменты, когда футболисты бьют по объекту ногой. Несколько часов игры, и работа светодиодной лампы на целый вечер обеспечена! Идеальный вариант для сельской глубинки в развивающихся странах Африки и Азии.

Уже несколько десятилетий существует технология, позволяющая вырабатывать энергию на основе разницы между температурой воды на поверхности океана и в его глубинах. А через несколько лет у южных берегов Китая появится самая большая в мире электростанция, работающая по этой технологии (OTEC). Создаст ее всемирно известная компания Lockheed Martin.

Ученые из университета в швейцарском городе Берн разработали миниатюрные турбины, которые, будучи помещенными в кровеносные сосуды человека, будут давать энергию для работы его электрического кардиостимулятора.

В рамках конкурса eVolo 2013 группой китайских архитекторов был представлен проект небоскреба VolcanElectric Mask, который должен расположиться на склоне вулкана. Да и энергию для функционирования это здание будет получать из раскаленной магмы, подступающей к поверхности Земли.

Британская компания Geneco разработала технологию, позволяющую получать метан из человеческих фекалий, и оснастила ею автомобиль VW Beetle, дав ему новое имя – VW Bio-Bug.

Японская компания East Japan Railway Company, один из лидеров пассажирских перевозок в Стране Восходящего Солнца, решила оснастить каждый свой турникет генератором электроэнергии. Так что пассажиры, проходящие через них, сами того не осознавая, будут вырабатывать электричество.

Специалисты из австралийской компании BioPower Systems, решили обратить внимание на множество подводных течений, опоясывающих Австралию. В результате этого они и создали проект электростанции BioWawe, которая будет использовать данные потоки воды для производства электроэнергии.

Giraffe Street Lamp – это качели, катаясь на которых, каждый человек сможет сделать мир немного ярче и светлее. Дело в том, что эти качели являются одновременно и генератором электричества для уличного фонаря, с которым они совмещены. Впрочем, у него есть и сторонний источник энергии, питающий лампы в то время, когда объект находится в состоянии покоя.

В Гамбурге несколько недель назад открылось первое в мире здание, которое получает энергию от микроскопических зеленых водорослей, которые находятся в стенах и окнах этого архитектурного сооружения. И каждое его окно представляет собой небольшой био-реактор, производящий электричество за счет фотосинтеза.

Buoyant Airborne Turbine (BAT), огромный аэростат с ветряной турбиной, может набирать высоту до 600 метров. На этом уровне скорость ветра значительно выше, чем у поверхности земли, что позволяет удвоить выработку энергии.

9. Волновая электростанция Oyster

Желтый поплавок — надводная часть насоса, который находится на 15-метровой глубине в полукилометре от берега. Используя энергию волн, Oyster («Устрица») перегоняет воду на вполне обычную гидроэлектростанцию, расположенную на суше . Система способна вырабатывать до 800 кВт электроэнергии, обеспечивая светом и теплом до 80 домов.

8. Биотопливо на основе водорослей

Водоросли содержат до 75% натуральных масел, растут очень быстро, не нуждаются в пахотных землях или воде для полива. С одного акра (4047 кв. м.) «морской травы» можно получить от 18 до 27 тысяч литров биотоплива в год. Для сравнения: сахарный тростник при тех же исходных дает лишь 3600 литров биоэтанола.

7. Солнечные батареи в оконных стеклах

Стандартные солнечные батареи преобразуют энергию Солнца в электричество с эффективностью 10−20%, а их эксплуатация довольно затратна. Но недавно ученые из университета Калифорнии разработали прозрачные панели на основе относительно недорогого пластика. Батареи черпают энергию из инфракрасного света и могут заменить обычные оконные стекла.

6. Вулканическое электричество

Принцип работы геотермальной электростанции такой же, как и у теплоэлектростанции, только вместо угля используется тепло земных недр. Для добычи этого вида энергии идеальны районы с высокой вукланической активностью, где магма подходит близко к поверхности.

5. Сферическая солнечная батарея

Даже в облачный день заполненный жидкостью стеклянный шар Betaray работает в четыре раза эффективнее, чем обычная солнечая батарея. И даже в ясную ночь сфера не дремлет, извлекая энергию из лунного света.

4. Вирус М13

Ученым Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (Калифорния) удалось модифицировать вирус-бактериофаг М13 так, что он создает электрический заряд при механической деформации материала. Чтобы получить электричество, достаточно нажать на кнопку или провести пальцем по дисплею. Впрочем, пока максимальный заряд, который удалось получить «инфекционным путем», равен возможностям четверти микропальчиковой батарейки.

3. Торий

Торий — радиоактивный металл, похожий на уран, но способный давать в 90 раз больше энергии при распаде. В природе он встречается в 3−4 раза чаще , чем уран, а всего один грамм вещества по количеству выделяемого тепла эквивалентен 7400 галлонам (33640 литрам) бензина. 8 грамм тория хватит, чтобы автомобиль мог ехать более 100 лет или 1,6 млн км без дозаправки. В общем, компания Laser Power Systems объявила о начале работ над ториевым двигателем. Посмотрим-с!

2. Микроволновый двигатель

Как известно, космический корабль получает импульс для взлета за счет выброса и сгорания ракетного топлива. Основы физики попытался перечеркнуть Роджер Шойер . Его двигатель EMDrive (мы о нем писали) не нуждается в горючем, создавая тягу с помощью микроволн, которые отражаются от внутренних стенок герметичного контейнера. Впереди еще долгий путь: силы тяги такого мотора не хватает даже для того, чтобы сбросить со стола монету.

1. Международный экспериментальный термоядерный реактор (ITER)

Предназначение ITER — воссоздать процессы, происходящие внутри звезд. В противовес расщеплению ядра речь идет о безопасном и безотходном синтезе двух элементов. Получив 50 мегаватт энергии, ITER вернет 500 мегаватт — достаточно, чтобы обеспечить электричеством 130 000 домов. Запуск реактора, базирующегося на юге Франции, произойдет в начале 2030-х, а подключить его к энергетической сети получится не раньше 2040 года.

События

Большинство людей согласятся с тем, что ископаемому топливу нужно положить конец. Оно является причиной загрязнения окружающей среды, войн и климатических изменений.

К счастью, в течение многих лет ученые ищут альтернативные решения , такие как энергия ветра и солнечная энергия. Но не везде и всюду можно будет использовать энергии ветра и солнца.

Поэтому ученые продолжают поиски дешевой и эффективной энергии , исследуя малоизвестные источники. Некоторые из них могут показаться немного необычными, даже смешными и нереальными, а в некоторых случаях и ужасными.

"Я думаю, что к решению предстоящих энергетических потребностей , нам следует подойти довольно серьезно", - рассуждает Бобби Самптер (Bobby Sumpter) , старший научный сотрудник в национальной лаборатории Oak Ridge. Это может быть чем-то природным и при этом доставаться нам бесплатно и быть эффективным.

"Мы не должны отклонять даже самые необычные идеи", - отмечает Диего дель Кастильо Негрете (Diego del Castillo Negrete) из той же лаборатории.

Итак, 10 наиболее необычных и странных источников энергии , которые практически вне известных и принятых норм. Но, кто знает, может быть, когда-нибудь мы будем использовать сахар для зарядки ноутбука, бактерии в качестве топлива для автомобиля или мертвые тела для обогрева зданий.

Сахар

Если положить сахар в бензобак автомобиля, то можно испортить его двигатель - это общеизвестный факт. Но однажды сахар может стать отличным топливом для машины.

Исследователи и химики из Технологического университета Вирджинии разрабатывают способ преобразования сахара в водород, который можно будет использовать в топливных элементах.

Ученые комбинируют сахар, воду и 13 мощных ферментов в реакторе, превращая смесь в водород и двуокись углерода. Водород прокачивается через топливный элемент для выработки энергии. Этот процесс обеспечивает в три раза больше водорода, чем при других традиционных методах, что выражается в экономии средств.

Но, к сожалению, пройдут еще десятки лет, прежде чем потребители действительно буду добавлять сахар в свои бензобаки. Скорее намного раньше мы будем заряжать ноутбуки, мобильники и другую электронику батареями на основе сахара: в краткосрочной перспективе планируется использовать эту же технологию для создания подобных батарей.

Солнечный ветер

В сто миллиардов раз больше энергии, чем нужно в настоящее время всему человечеству, доступно в космосе. Энергия эта называется солнечным ветром - потоком заряженных частиц, разливающимся от солнца.

Брукс Харроп (Brooks Harrop) и Дирк Шульце-Макуш (Dirk Schulze-Makuch) надеются захватить эти частицы при помощи спутника, который будет вращаться вокруг Солнца и Земли.

Спутник будет иметь длинный медный провод для захвата электронов. Через инфракрасный лазер эта энергия будет отправляться на Землю.

Но у спутника есть некоторые технические проблемы, которые исследователи пытаются устранить: у него нет защиты от космического мусора и часть энергии будет потеряна, к тому же соорудить лазерный луч, способный преодолевать многомиллионные мили, тоже задача не из простых.

Более реалистичным кажется использование этого спутника для обеспечения энергией близлежащих космических кораблей.

Экскременты

Многие думают, что экскременты должны быть немедленно утилизированы. Но фекалии содержат метан - бесцветный газ без запаха, который можно использовать также, как и природный.

Так, существуют два проекта, направленные на преобразование собачьих экскрементов - Park Spark в Кембридже и Norcal Waste в Сан-Франциско.

В обоих случаях для тех, кто выгуливает своих домашних питомцев предлагается использовать биоразлагаемые мешки, которые после их заполнения размещают в большой контейнер-реактор. Внутри него микроорганизмы обрабатывают экскременты, выделяя метан в качестве побочного продукта.

В Пенсильвании на одной из молочных ферм используют коровий навоз для получения энергии. Шестьсот коров, которые производят 18 тысяч галлонов навоза ежедневно, помогают ферме сэкономить 60 тысяч долларов в год.

Отходы используются для производства электроэнергии, в качестве удобрения и топлива для обогрева.

Не остаются в стороне и отходы жизнедеятельности человека. Инженеры из Wessex Water посчитали, что отходы из 70 домов могут сгенерировать газ, которого будет достаточно для того, чтобы автомобиль смог проехать 10 тысяч миль.

В Эдинбургской школе инженерных и физических наук ученые ищут способ создать первый в мире топливный элемент из... мочи. Мочевина является доступным, нетоксичным, органическим соединением, богатым азотом.

Люди: живые и мертвые

Когда посреди лета вы стоите в переполненном метро, помните, тепло человеческого тела может греть все здания, вкупе с офисами, квартирами и магазинами.

Именно таким способом компания Jernhuset собирается обогревать сооружения в Стокгольме, Швеции и Париже. Тепло, которое исходит от пассажиров, путешествующих через центральный вокзал Стокгольма, будет обогревать воду в трубах, которая затем будет прокачиваться через системы вентиляции здания.

В Париже будут внедрять проект, согласно которому тепло человеческого тела будет использовано для обогрева 17-ти квартир в здании, расположенном прямо над станцией метро.

В Великобритании в одном из крематориев газы, выделяющиеся после кремации также используют для обогрева здания.

Вибрации

Клуб Watt в Роттердаме (Нидерланды) использует вибрации от людей на танцполе для создания светового шоу. Колебания улавливают "пьезоэлектрические" материалы.

Использование пьезоэлектрических технологий для производства энергии рассматривают и в армии США. Они вставлены в сапоги солдат и энергия используется для зарядки радиоприемников и других портативных устройств.

Хотя это интересный возобновляемый источник энергии с большим потенциалом, он по сути своей недешевый.

Клуб потратил 257 тысяч долларов на 270 квадратов танцпола. Но в будущем планируется улучшить производство, так что танцевальные движения могут на самом деле быть электрическими.

Шлам

Только калифорнийский муниципалитет производит 700 тысяч тонн шлама - нерастворимых отложений из воды в паровых котлах в виде ила или твердых кусков. Этого материала достаточно для того, чтобы создать электроэнергии на 10 миллионов киловатт-часов в сутки.

В университете Невады этот осадок сушат, чтобы сделать из него горючее для процесса газификации, который превращает его в электричество. Машина превращает липкий ил в порошок-биотопливо при относительно низкой температуре в кипящем слое песка и соли.

Технология направлена на то, чтобы компании могли экономить на перевозке отходов и электричестве. И хотя исследования еще продолжаются, предварительные оценки показывают, что система потенциально может генерировать 25 тысяч киловатт-часов в день.

Медузы

Медузы, которые светятся в темноте, содержат сырье для нового вида топливных элементов. Их свечение создается за счет зеленого флуросцентного белка, называемого GFP.

Команда ученых из Технологического университета Чалмерса в Гетеборге (Швеция) поместила каплю GFP на алюминиевые электроды и выставила ее на ультрафиолетовый свет.

Белок выпустил электроны, которые можно использовать для производства электроэнергии.

Такие же белки были использованы для создания биотопливных элементов, которые создают электроэнергию без внешнего источника света. Вместо него в устройстве была использована смесь химических веществ, таких как магний и ферменты люциферазы, которая есть у светлячков.

Эти топливные элементы могут быть использованы в малых нано-устройствах, которые, к примеру, могут быть имплантированы для диагностики или лечения заболеваний.

Взрывающиеся озера

В мире известны три "взрывающихся озера", названные так из-за высокого содержания в своих недрах метана и углекислого газа, которые накапливаются вследствие различия в температуре и плотности воды.

Когда меняется температура, газы выходят на поверхность: эффект, как от потрясывания бутылки содовой. Газы убивают животных и людей, живущих неподалеку. Подобное произошло 15 августа 1984 года, когда камерунское озеро Ниос выбросило огромное облако концентрированного углекислого газа, мгновенно удушающего сотни людей и животных.

В Руанде таким место является озеро Киву. Но местное правительство взяло инициативу в свои руки и построило электростанцию, которая высасывает вредные газы озера, приводящие в действие три больших генератора.

Они производят 3,6 мегаватт электроэнергии. Есть надежда, что ближайшие пару лет, энергии будет достаточно для одной трети страны.

Бактерии

В дикой природе живут миллиарды бактерий. Как и у любого живого организма, когда ограничен запас пищи, у них есть своя стратегия выживания.

Бактерии кишечной палочки хранят топливо в виде жирных кислот, которые напоминают полиэстер. Жирные кислоты нужны для производства биодизельного топлива.

Так, ученые ищут способ для генетического модифицирования микрооганизмов кишечной палочки для перепроизводства кислот.

Они удалили ферменты из бактерий, чтобы повысить количество жирных кислот.

Затем обезвожили жирные кислоты, чтобы теперь уже избавиться от кислорода, превратив таким образом бактерии в дизельное топливо.

Получается, одни и те же бактерии делают нас больными и могут послужить топливом для транспорта.

Углеродные нанотрубы

Углеродные нанотрубы представляют собой полые трубы из атомов углерода.

Среда потенциального использования этих труб ширится от ткани для брониматериалов до лифта, который может курсировать между Землей и Луной.

Ученые из Массачусетского технологического института нашли способ использования нанотруб для сбора солнечной энергии.

Нанотрубы могут работать в качестве антенны для сбора солнечного света на солнечных батареях.

Самые неожиданные источники энергии

Рано или поздно нефтяные скважины и угольные разрезы покажут дно, и тогда людям придется срочно искать им замену. Растущее потребление энергии заставляет ученых искать вожделенную альтернативу конечным источникам порой в самых неожиданных местах.

Генномодифицированные растения

Многие растения содержат крахмал – основу для биологического топлива. Поэтому ученые без устали рассматривают подходящих кандидатов на роль энергетических спасителей человека.

Табак попал в поле зрения науки благодаря легкости, с которой он поддается искусственному отбору. Недавно исследователи смогли добиться изменения генов табака так, что крахмала в нем становилось в 7 раз выше нормы.

Растение ятрофа куркас также может стать источником экологически чистого топлива. Его семена богаты маслом, и он прекрасно чувствует себя на сухих каменистых почвах. Остается немногое: чуточку модифицировать гены, отвечающие за выносливость, так как у семян ятрофы низкая урожайность.

Еще одним спорным источником энергии из мира флоры является просо. С помощью генной инженерии с ним можно проделать ту же операцию, что и с табаком, то есть увеличить процент содержания крахмала. Правда, потом встанет еще одна проблема: просо является инвазивным растением, вытесняя всю прочую растительность из мест, где ему угораздило появиться. Так что придется ученым поломать головы еще и над ограничением безудержного размножения проса.

Помогут дрожжи

Превращению материалов растительного происхождения в источник энергии поспособствуют дрожжи, правда, снова генномодифицированные. Китайские ученые обнаружили, что определенным образом измененные дрожжи разлагают ксилозу (ядовитую жесткую часть растений) на соединения, которые могут послужить биотопливом. Значит, уже в недалеком будущем человек, вполне возможно, удовлетворит свою потребность в дешевой энергии за счет супердрожжей и любых отходов растительного происхождения.

Искусственный вариант фотосинтеза

Американские ученые исследуют возможность искусственно воссоздать процесс, который используют растения, превращая свет и воду в энергию. В результате получился прибор, похожий на солнечную батарею в пластиковом корпусе. Если пропускать через него воду, одновременно облучая светом, на выходе получатся жидкие углеводороды, которые можно хранить и использовать в инфраструктуре.

Сладкие батареи

Токсичные металлы, без которых сейчас невозможно создать обычные батарейки, сложно добывать и утилизировать, а действуют они, как правило, не долго. Но если заменить их обычным сахаром, подобных проблем можно избежать. Образец, который ученые назвали «ферментативным топливным элементом», повторяет действие представителей растительного мира, преобразуя сахар в энергию, и превзойдя по ее выходу обычные литиевые батарейки.

Вечные аккумуляторы

Окислительно-восстановительные реакции, протекающие в редокс-аккумуляторах, уже нашли себе применение в качестве альтернативы производным нефти в транспортной сфере. Благодаря раствору электролита, в котором и хранится энергия, аккумуляторами можно пользоваться сколько угодно, лишь изредка меняя сам раствор.

Спасение из туалета

Естественные отходы человеческой (и не только) жизнедеятельности легко можно использовать как бесплатный источник энергии. Самый простой способ – нагреть фекалии, выделяемый при этом газ и есть искомое биотопливо. Но южнокорейские ученые пошли дальше. Экспериментальным путем ими было выяснено, что если биоотходы как следует нагреть, добавив метанол и диоксид углерода, то в результате липиды фекалий преобразуются в подобие биологического дизельного топлива.

Один из вариантов альтернативной энергетики, тоже родом из сортира, – скармливать человеческую мочу микроорганизмам, которые и будут ее превращать в ходе своей жизнедеятельности в энергию.

«Туалетные» варианты почти полностью разработаны, для получения результата осталось лишь переоборудовать канализации.

Переработка мусора

Гидроуголь (смесь мусора с водой высокой температуры под большим давлением) – объект одного из уже действующих проектов четырех стран Евросоюза. Он был запущен с целью изучения свойств влажных мусорных отбросов и определения потенциала его использования в быту.

Солнечные электростанции на орбите Земли

Уже очень скоро тысячи спутников, оснащенные гелиобатареями, вылетят в космос и начнут доставлять алчущему человечеству тонны энергии… Нам остается немногое: всего лишь дожить до этого светлого дня.

Крокодилий жир

Химики американского штата Луизиана предлагают в качестве источника топлива жир аллигаторов. Он нигде больше не востребован, в нем масса липидов, запросто выдающих биодизель – еще одно идеальное решение вопроса энергии будущего!