El och miljö

Livet för en modern person, särskilt en stadsbor, är tänkbart utan elektrisk energi. Det är nödvändigt att tillfälligt stoppa tillförseln av el, och tillförseln av gas, vatten till lägenheterna stannar, värmen fungerar inte. I mörkret, kallt och utan vatten blir en modern invånare helt hjälplös.

Elektrisk energiförbrukning växer ständigt och produktionen ökar. Konsekvensen är en stor belastning på miljön, dess miljöförorening. Därför är den rationella förbrukningen av elektrisk energi den viktigaste tekniska och organisatoriska uppgiften.

Elektricitet är den mest förgängliga produkten i världen - om den inte konsumeras av laster, så kommer många ton kol, eldningsolja, tusentals kubikmeter gas att försvinna utan spår och värdelöst efter ett ögonblick. Samordningen av mängden genererad och förbrukad energi löses på flera sätt. Den första av dem har implementerats under lång tid: utökade kraftsystem skapas, som täcker flera tidszoner och inkluderar kraftverk av olika slag: kärnkraft, termiska och vattenkraftverk.

En sådan kombination gör att du kan jämna ut energiförbrukningen under dagen och mer effektivt använda bränsle på generatorstationerna. Men du måste betala för ett sådant beslut av behovet av att överföra elektrisk energi över avstånd på tusentals kilometer. Samtidigt ökar energiförlusterna under transporten kraftigt.

Försök att öka spänningsnivåerna under överföring av energi över långa avstånd möter fysiska begränsningar förknippade med koronafördelning av luft. Kostnaden för kraftledningar med en spänning på mer än en miljon volt ökar kraftigt.

Förhoppningar för användning realiserades inte superledande linjer för att överföra el. Bristen på värme i superledare möjliggör teoretiskt överföring av enorm kraft till ett obegränsat avstånd. Men även här har fysiken lagt en hinder för införandet av superledare inom teknik. Metaller och legeringar går i ett tillstånd med nollmotstånd vid temperaturer nära absolut noll. Legeringen av niob och tenn har en superledande övergångstemperatur på drygt 20 grader Kelvin.

Trots komplexiteten hos kraftledningar som arbetar vid kryogena temperaturer kan man gå för att skapa dem. Under de senaste decennierna har dessutom superledande material upptäckts som arbetar vid högre temperaturer upp till rumstemperatur. Men när strömmen flyter uppstår ett magnetfält som, när det når ett visst kritiskt värde, förstör superledningsförmågan. Därför gick inte saken längre än laboratorieforskning och skapandet av elektrofysiska installationer.

Mycket stora förhoppningar sattes på skapandet av kraftverk med fusionsreaktorer. I början av sextiotalet av förra seklet tycktes det att flera tekniska problem återstod att övervinnas och mänskligheten skulle få tillgång till ett obegränsat hav av energi. Forskningen fortsätter till denna dag, pilotindustrireaktorer byggs, men det är fortfarande en lång väg att få elektrisk energi genom fusion.

Och bränsle som inte förnyas är outtydligt uttömt. Olje- och gasreserver kommer att räcka i ungefär ett halvt sekel, kol - under 300-400 år. Förbränningen av kolvätebränslen har redan stört den globala värmebalansen på vår planet. Vid tidpunkten för uttömning av icke-förnybara resurser kommer miljöpåverkan att nå sådana proportioner att själva människans existens blir tveksam.

Därför måste de viktigaste ansträngningarna (ekonomiska, intellektuella) för närvarande riktas mot användningen av förnybara resurser (alternativa energikällor): vindkraft, tidvattenvågor, användning av jordens värme. Medan den elektriska energin som genereras med dessa resurser upptar en obetydlig del av den totala volymen och är märkbart dyrare än vanligt. Men vi har inga andra alternativ: antingen kommer vi att behärska förnybara energikällor eller förgås.