Силы природы для человека: экоэнергетика

Запасов нефти и газа, по мнению экспертов, осталось лет на 50. Однако не так давно началась борьба за арктический потенциал недр. Если окажется, что на Севере разведают нефть или газ, эти сроки могут измениться, но вряд ли это благоприятно скажется на человечестве.

Большинство войн последних десятилетий начинались из-за обладания природными ресурсами, за власть и прибыли их обладателей. Цивилизация, основанная на потреблении энергии, обязана искать альтернативные источники, альтернативные традиционным, опустошающим недра Земли и отравляющим атмосферу. Развивая промышленность, Китай, а за ним США и другие развитые страны устрашающими темпами портят экологию. Если не остановиться и не перейти на что-то другое, то экологическая катастрофа окажется неизбежна.

В поисках прекрасного

По мнению доктор физико-математических наук А. Руднева "гармоничный мир, созданный природой, предусмотрительно "оборудован" всем необходимым для жизни. Вода, воздух, животный мир и растительность - решительно все есть для того, чтобы радоваться жизни. Энергия, добываемая людьми путем отравления этой красоты, противоестественна. Должна существовать и экологически безупречная энергия (экоэнергия), находящаяся в гармонии с природой"

Воплощения зданий, использующих для функционирования силы природы, начинают появляться в мегаполисах и таких проектов экостроительства становится всё больше. Применение отдельных элементов других источников тоже широко распространяется. Например, солнечные батареи уже не удивляют европейцев, покрывая крыши давно отстроенных зданий и новостроек. Германия и Испания остаются лидерами в использовании энергии солнца: они получают из этого источника соответственно 4 000 и 600 МВт энергии. Но самой перспективной немцы считают энергию ветра. В ближайшие десятилетия в стране планируется построить не менее тридцати офшорных ветровых электростанций. Их возведут в Балтийском и Северном морях, надеясь получать ежегодно 11 000 МВт электроэнергии.

Но значительно интереснее выглядят совершенно новые проекты с применением альтернатичных источников энергии.

Дом Солнца от итальянца

Итальянский архитектор Luca Donner продемонстрировал изумительную концепцию здания под названием "Дом солнца". Это самостоятельное здание, используя множество интегрированных солнечных батарей, производит достаточно энергии, чтобы покрыть все свои потребности. Кроме того у него есть сборник дождевой воды для последующего потребления. Сам дом выглядит странно, но эта угловатая форма необходима для сбора максимального количества солнечного света, а также для оптимального освещения и обогрева помещений. Дом солнца является ярким примером модульного строительства. Его различные части, собранные вокруг центрального стержня, стоят друг на друге.

"Энерджи плюс" для парижских клерков

Архитекторы американской компании Skidmore, Owings & Merrill проектируют в Париже офисный комплекс площадью 70000 кв.м. на 5000 человек. Он будет расположен в неблагополучном районе Жаневилье на окраине Парижа. Здание само способно производить всю электроэнергию, необходимую для его отопления, освещения и кондиционирования. Получение энергии основано на двух источниках: вода реки Сены будет циркулировать по зданию, охлаждая его как натуральный кондиционер, а крупнейшая в мире система солнечных панелей на крыше обеспечит электричество. Также выброс CO2 комплекса Energy Plus в окружающую среду будет равняться нолю.

Конечно, строительство самого экологичного офиса обойдется на 25-30% дороже, чем обычного. Однако арендаторам не придется платить за электроэнергию! И содержание здания обойдется намного дешевле. Эксперты утверждают, что, благодаря хорошей теплоизоляции, оно будет потреблять за год всего 16 киловатт на метр, тогда как другие современные здания тратят от 80 до 250 киловатт. Проект поддерживают французское правительство и американские политики.

Башня Carpe Diem

Новый небоскреб Carpe Diem (в переводе с латыни "наслаждайся моментом", "лови момент") для района Дефанс спроектирован Робертом А. Стерном. Предполагаемые инвестиции составляют около 340 миллионов евро и в конце 2011 года здание должно быть готово.

Тройное застекление его навесной стены будет включать в себя солнцезащитные экраны, реагирующие на степень освещенности фасада, и решетки, обеспечивающие частичную естественную вентиляцию помещений постройки. Также проект предполагает установку системы подогрева воды с помощью солнечной энергии, энергосберегающего освещения и использование для обогрева здания "вторичного тепла".

Башня высотой 35 этажей будет соединять ось Елисейских полей, проходящих через район Дефанс, с застройкой округа Курбевуа к северу с помощью пешеходной эспланады с деревьями и кафе. Первый этаж Carpe Diem займет атриум высотой 18 м, а на самых верхних ярусах расположатся конференц-центр и ресторан.

Не всё так просто

В качестве доступных и желаемых выступают возобновляемые источники энергии (природные ресурсы, запасы которых или восстанавливаются быстрее, чем используются, или не зависят от того, используются они или нет): энергия Солнца, его электромагнитное излучение - гелиоэнергетика, сила ветра - ветроэнергетика, сила приливов, волн и падения воды - альтернативная гидроэнергетика, тепло планеты - геотермальная энергия. Биотопливо многие специалисты рассматривают как экзотический и нецелесообразный ресурс, съедающий пищевой потенциал планеты. Но и с другими направлениями пока что не всё до конца ясно.

Проблема широкого внедрения разработок в солнечной энергетике заключается в том, что на различных широтах количество поступаемой солнечной энергии различно. В результате солнечные батареи экономически рентабельно внедрять только тех регионах, где много солнечных дней.

Еще один альтернативный источник энергии - ветер. Ветряная электростанция - установка, преобразующая кинетическую энергию ветра в электрическую энергию. С одной стороны, постройка и содержание таких ветряных установок довольно дешевы, с другой - эти электростанции маломощны, а в безветренные дни от них и вовсе мало толку. Огромные поля, "засеянные" крутящимися лопастями вентиляторов, возможно, способствуют энергосбережению (ведь электричество производится не от органических источников топлива), но назвать их энергоэффективными тоже пока нельзя.

Существуют геотермальные электростанции, работающие на преобразование внутреннего тепла Земли, перерабатывающие энергию горячих водных источников. Да, энергоэффективность этого источника уступает многим другим, но это нужно учитывать, что это восполняемый источник энергии. Для постройки подобной станции необходимы определенные геологические условия, так что геотермальные электростанции не могут быть повсеместными. Один из серьезных минусов при использовании геотермальных источников в целях получения энергии - возможная просадка грунта и даже землетрясения.

Далёкие перспективы

По расчетам Нобелевского лауреата Р.Фейнмана и Дж.Уилера, энергетический потенциал вакуума настолько огромен, что "в вакууме, заключенном в объеме обыкновенной электрической лампочки, энергии такое большое количество, что ее хватило бы, чтобы вскипятить все океаны на Земле".
Исследования Руднева показывают более скромные возможности пространства, но и они подтверждают наличие огромной неиспользуемой энергии. По его расчетам в одном кубическом метре околоземного пространства действует энергия порядка (2┘7) ГДж. Ничтожной доли этой энергии хватит людям всей Земли на все виды нужд на тысячу лет вперед.

Очевидно, что представить себе источники энергии далёкого будущего можно очень расплывчато. Несомненно одно - вариантов альтернативных энергетических ресурсов чрезвычайно много. Главное - использовать их на благо человечества, а не на саморазрушение.

Подготовила Алёна Ивченко

В подготовке использованы материалы следующих источников:
Международная выставка "Инновации и технологии"
Архитектурный портал Екатеринбурга, www.ec-a.ru