Грозит ли энергетический «голод» человечеству? В принципе – нет. Известные на Земле запасы энергии весьма велики и более чем достаточны для удовлетворения всех его предполагаемых нужд на вечные времена, если только удастся отыскать пути использования этих источников энергии. К примеру, одни лишь горючие сланцы штата Колорадо (США) содержат больше нефти, чем все запасы стран Ближнего Востока. А куб с ребром 5 км, вырезанный из горных пород, подстилающих плато Хемес (штат Нью-Мексико, США), заключает в себе столько же тепла, сколько его потребляется за целый год во всем мире.
Потенциальные источники энергии
Потенциальные источники энергии – горючие сланцы, смоляные (нефтеносные) пески, Солнце, геотермальные воды, волны, приливы, ветер и термоядерная реакция в принципе могут дать гораздо больше энергии, чем ее когда-либо потребуется миру. Но прежде, нежели удастся с успехом использовать какие-либо из этих энергетических источников, предстоит решить много трудных проблем. Наиболее существенный момент состоит в том, что большинство неиспользованных источников энергии рассредоточено по поверхности Земли, а не сконцентрировано в 1 виде компактных залежей, подобно ископаемому углю, нефти или природному газу. Солнечного света, падающего на любую страну мира – даже на север Англии, было бы более чем достаточно для полного удовлетворения всех ее энергетических потребностей, если бы этот свет не был в такой степени рассеян по всей территории. На сегодняшний день отсутствует иной способ увеличить используемую ныне ничтожную долю солнечной энергии, кроме как з анять громадные площади суши под солнечные коллекторы. Аналогичным образом обстоит дело и с использованием энергии волн или ветра.
Новые источники энергии
Поскольку большинство потенциальных источников энергии находится в рассеянном состоянии, создание конструкций, способных концентрировать их энергию с целью ее практического использования, обошлось бы чрезвычайно дорого. Вполне возможно, что энергия, которая потребовалась бы на сооружение таких конструкций, превысила бы то количество энергии, которое они способны были выработать за вероятный срок своего существования. Поэтому в каждом случае необходим тщательный анализ, чтобы определить рентабельность как финансовых, так и энергетических вложений. Так, анализ добычи и переработки горючих сланцев плато Колорадо показывает, что затраты энергии на механизацию горных работ, транспортировку сланцев, их экстракцию и очистку почти равны энергии от сжигания полученной таким путем нефти. Так что до тех пор, пока не будет найдена принципиально новая технология, горючие сланцы едва ли могут стать крупным источником получения нефти.
Еще одна особенность новых источников энергии состоит в том, чтб экономисты называют проблемой «темпов промышленного освоения». Если мы хотим, чтобы энергия в мире не иссякла, решающее значение приобретает не наличие ее потенциальных запасов, а скорейшее их освоение. Старые энергетические источники – уголь, нефть и газ – вовлекались в сферу практического использования последовательно, причем каждый из них быстрее предыдущего. Освоить же все существующие сегодня потенциальные источники энергии гораздо труднее; они требуют больших капиталовложений при более низкой окупаемости и меньшей отдаче. А это значит, что мир, богатый потенциальными энергетическими ресурсами, будет страдать от недостатка энергии просто в силу недостаточно быстрого ввода новых ее источников.
Источники гравитационной, солнечной и ядерной энергии
Основные, пока не используемые источники энергии можно разделить на три категории: источники гравитационного происхождения, источники солнечного происхождения и ядерные реакции.
Лишь один потенциальный энергетический источник, приливы, использует силу тяготения. Притяжение со стороны Луны и Солнца движет воду Мирового океана, создавая гидроэнергетический потенциал, который можно использовать для строительства приливных электростанций в местах с максимальной амплитудой приливов и отливов.
К источникам, в основе которых лежит солнечная энергия, относятся обычное дерево, уголь, нефть и природный газ; все они являются продуктами жизнедеятельности растений или животных, которые не могли бы существовать без солнца. К той же категории относится солнечная энергия как таковая и – что менее очевидно – энергия ветра, рек, волн и термического градиента океанов.
Существуют три источника энергии, связанных с ядерными процессами: уже используемое на практике деление атомного ядра, термоядерный синтез и геотермальная энергия. В термоядерном синтезе энергия выделяется при слиянии ядер изотопов водорода. Для этого необходима плазма с очень высокой температурой (~ 108 ºС), которая создается либо в различного рода магнитных ловушках, либо за счет взаимодействия с твердой мишенью лазерного излучения или пучков заряженных частиц.
Наконец, источники геотермальной энергии используют тепло, выделяемое ядерными процессами, происходящими в глубинах Земли. В ограниченных масштабах геотермальная энергия преобразуется в электрическую геотермальными электростанциями и служит целям теплофикации. Предполагается использование горячей подземной воды для превращения жидкости с низкой точкой кипения в пар, который будет пропускаться через турбину.