Energijos šaltinių ateities perspektyvos

Tai reiškia, kad bendras energijos suvartojimas išaugs nuo 505 kvadrilijonų britų terminių vienetų (1,20695*1014 kW) 2008 – aisiais iki 619 kvadrilijonų (1,47941*1014 kW) 2020 – aisiais bei 770 kvadrilijonų (1,8403*1014 kW) britų terminių vienetų 2035 – aisiais metais.

Pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką pasauliniam energijos paklausos augimui yra akivaizdūs: industrializacija, turto augimas besivystančiose rinkose (ypač Kinijoje ir Indijoje), globalizacija bei susirūpinimas dėl energetinio saugumo.

Tačiau sugebėjimas patenkinti milžinišką paklausą nėra toks akivaizdus. Nors statistikos duomenų portalas „IndexMundi“ skelbia, kad vienos lanksčiausių ir populiariausių energetikos formų – elektros – suvartojimas 2011-aisiais metais buvo 17780 milijardų kW, o gamyba 19120 milijardų kW (elektros rinkoje perteklius), nerimas dėl ateityje galimo energijos stygiaus išlieka.

Jungtinių Tautų Naujienų centras prognozuoja, kad 2050–aisiais metais Žemės gyventojų skaičius sieks 9,1 milijardo – tai reiškia, kad energijos vartojimas augs dar labiau. Tokios prognozės skatina atidžiau pažvelgti į egzistuojančius energijos šaltinius (tiek atsinaujinančius, tiek ne) bei arba naujas jų galimybes, arba visišką jų atsisakymą.

Neatsinaujinanti energija yra tokia energija, kuri išgaunama iš neatsinaujinančių gamtinių išteklių, t.y. ištekliai negali būti pagaminami, išauginami, sukurti ar naudojami tokiu mastu, kad tolimoje ateityje nebūtų išeikvoti. Paprastai tokios energijos išgavimas daro žalą aplinkai ir žmogaus sveikatai, tačiau yra palyginti pigus. Pagrindinės dvi neatsinaujinančių energijos šaltinių grupės: iškastinis kuras (gamtinės dujos, nafta, anglis) bei branduolinė energija.

Gamtinės dujos, viena svarbiausių iškastinio kuro rūšių. Dažnai vadinamos tiesiog dujomis jos naudojamas kaip kuras, svarbios elektros energijos gamyboje (20 proc. visos elektros energijos yra išgaunama iš gamtinių dujų).

Palyginus su nafta ir akmens anglimi, dujos yra ekologiškesnės. Jas deginant išsiskiria 30 proc. mažiau anglies dvideginio nei deginant naftą bei 45 proc. mažiau nei deginant akmens anglį – tai mažiausiai žalos gamtai darantis iškastinis kuras jo deginimo metu (JAV vidutiniškai per metus deginant išskiriama 1,190 mln. metrinių tonų anglies dioksido). Gamtinių dujų išgavimas pakankamai saugus, o kad žmonės galėtų nuotėkio metu pajusti pavojų, perdirbant dujas jos įgyja specifinį kvapą.

Tačiau gamtinių dujų transportavimo kaštai yra palyginti dideli, kai kurie regionai šio ištekliaus negali pasiekti dėl infrastruktūros problemų, vamzdynai daro žalą ekosistemai, o gamtinėmis dujomis kūrenamų elektrinių efektyvumas tesiekia 45 proc. Pasaulio gamtinių dujų atsargų 2008–aisiais metais buvo apie 163,4 mlrd. tonų.

Dėl nemažėjančio šio ištekliaus naudojimo, gali būti, kad gamtinės dujos baigsis jau 2072–aisiais metais – pasaulio energetikos ateitis su gamtinėmis dujomis nesiejama.

Kitas energetikoje svarbus iškastinis kuras yra nafta. Tai – Žemės plutoje susidaręs aliejaus konsistencijos degus skystis (aliejus ir gamtinės dujos kartu sudaro naftą), dažnai vadinamas „juoduoju auksu“ (dėl ribotumo ir didelės kainos). Nafta sudaro didelę dalį suvartojamos energijos: 32 proc. Europoje ir Azijoje, 53 proc. Artimuosiuose Rytuose, 44 proc. Pietų ir Centrinėje Amerikoje, 41 proc. Afrikoje ir 40 proc. Šiaurės Amerikoje.

Deja, naftos gavyba ir transportavimas daro neigiamą poveikį gamtai: perdirbant išmetamas didžiulis anglies dioksido kiekis (JAV vidutiniškai 2,462 mln. metrinių tonų per metus), dažnai fiksuojami naftos išsiliejimai. Apskaičiuota, kad kiekvienais metais apie 706 mln. galonų (apie 2,672 mlrd. litrų) naftos atliekų patenka į vandenyną. Jūroje gyvenantiems organizmams tai sukelia mirtiną (žinduoliams ir paukščiams) ar beveik mirtiną poveikį.

Pavyzdžiui, tanklaiviui "Exxon Valdez" 1989-aisiais metais patyrus avariją prie Aliaskos žuvo 900 erelių, 250000 jūrinių paukščių, 2800 jūros ūdrų bei 300 ruonių. Likusių Pasaulio naftos atsargų 2008–aisiais metais buvo maždaug 164,4 mlrd. tonų. Nemažėjant naftos paklausai, 2050–aisiais jos išteklių gali nebebūti. Pasaulio energetikos ateitį beprasmiška sieti su nafta.

Akmens anglis – kitas svarbus neatsinaujinančios energijos šaltinis, naudojamas šilumai gaminti. Kiekvienais metais sudeginama apie 5000 mln. tonų anglies. 75 proc. šio kiekio skiriama elektros gamybai, o pastarasis sudaro 40 proc. visos pasaulyje suvartojamos elektros energijos.

Akmens anglį palyginti nebrangu išgauti, taip pat ji veiksni norint pagaminti didžiulį kiekį energijos. Tačiau nevertėtų pamiršti, kad anglies deginimas daro žalą aplinkai (JAV per metus deginant vidutiniškai išskiriama 2,0795 mln. metrinių tonų anglies dioksido), daugelio akmens anglimi kūrenamų elektrinių efektyvumas tesiekia 35 proc., o ir pats anglies kasybos procesas pavojingas šachtose dirbantiems žmonėms.

Nors tvirtinama, kad pagrindinis akmens anglies privalumas yra didesni palyginti su nafta ar gamtinėmis dujomis ištekliai (kurių 17 proc. sutelkta Rusijoje, 12 proc. Kinijoje ir apie 10 proc. Indijoje), t.y. teigiama, jog šių išteklių užteks dar bent 300 – ams metų, reali situacija gali būti ne tokia palanki.

2008–aisiais metais pasaulio akmens anglies atsargos sudarė 470,6 mlrd. tonų, tačiau atsižvelgiant į vis augantį šio ištekliaus vartojimą (tariant, kad augimo tempai ir ateityje išliks tokie pat arba išaugs dar labiau), anglies atsargos gali baigtis ne 2308 m., o 2158 m. – jei netolimą pasaulio energetikos ateitį ir būtų galima sieti su akmens anglimi, tai ilgalaikėje perspektyvoje ir šis šaltinis, kaip ir prieš tai gamtinės dujos bei nafta, netenka savo galios.

Pastaraisiais šimtmečiais pasaulio energetikoje svarbų vaidmenį vaidina mineralinė iškasena uranas. 2,8 trilijonai kWh pasaulio elektros energijos yra pagaminama atominių elektrinių lengvojo vandens reaktoriuose, naudojant mažai prisodrintą urano kurą. 400 mln. kWh pagaminti reikia 10 metrinių tonų urano, taigi, šiandienos atominių elektrinių generatoriams reikia po 70 000 metrinių tonų gamtinio urano per metus.

Branduolinės energijos agentūros teigimu, urano atsargos siekia 5,5 mln. metrinių tonų. Dar bent 10,5 mln. metrinių tonų atsargų nėra rasta, todėl branduolinės energijos vartojimui išliekant tokiam pat, urano atsargos gali baigtis jau 2239–aisiais metais.

Šis laikotarpis galėtų būti pratęstas naudojant bent vieną iš dviejų uraną taupančių technologijų. Pirma, uranas galėtų būti išgaunamas iš jūrinio vandens, dėl to atsargos padidėtų dar 4,5 mlrd. metrinių tonų, o tai reikštų, kad urano užtektų dar bent 60000 metų.

Antra, nauji kurą greitai perdirbantys selekcininko reaktoriai, kurie pagamina daugiau kuro nei patiems jo reikia, sunaudotų bent 1 proc. mažiau urano nei dabartiniai lengvojo vandens reaktoriai. Nepasinaudojus nei viena technologija ateityje urano kainos gali pasiekti tokias aukštumas, kad pagrindinis branduolinės energijos privalumas – priimtini kaštai gamintojams ir kaina vartotojams – taps trūkumu.

Būtent branduolinės energijos gamyboje toks svarbus uranas. Branduolinė energija – tai tam tikra branduolinė technologija, kuri naudoja kontroliuojamą branduolių dalijimąsi išlaisvinti energijai, naudojamai varomajai jėgai, šildymui ir elektros generavimui. Branduolinė energija pasaulyje plėtojama jau daugiau kaip pusšimtį metų.

Jos pradžia laikytini 1942–ieji metai, kai italų fizikas E. Fermis (Enrique Fermi) Čikagoje (JAV) suvaldė grandininę branduolių dalijimosi reakciją.

Nuo tada prasidėjo branduolinių technologijų kūrimo era. Atominės elektrinės, kuriose gaminama branduolinė energija, tiekia 6 proc. visos Pasaulio energijos ir 13-14 proc. viso pasaulio elektros energijos. Dėl anksčiau minėtų išteklių (gamtinių dujų, akmens anglies ir naftos) stygiaus, pastaruoju metu pasaulio žvilgsnis krypsta į branduolinę energiją, tačiau toks požiūris nėra visiškai teisingas.

Branduolinės energijos išgavimo ciklą sudaro keturios pagrindinės fazės: iškasama urano rūda, uranas sodrinamas ir iš jo gaminamas branduolinis kuras; branduolinis kuras naudojamas atominėje jėgainėje – gaminama energija (du būdai: branduolinė sintezė, kai energija yra išlaisvinama, o atomai sujungiami ar sulydomi į didesnį atomą bei branduolinis skilimas, kai atomai yra skaidomi į mažesnius atomus taip energiją išlaisvinant); panaudotas kuras yra laidojamas (trečioji fazė) arba perdirbamas (ketvirtoji fazė). Iki 95 proc. perdirbto kuro vėl naudojama branduoliniame reaktoriuje.

Branduolinės energijos gamybos procesas atrodo nesudėtingas. Negana to, atominės elektrinės gali būti labai švarios ir efektyvios. Moksliniais tyrimais įrodyta, kad vienai kWh pagaminti į aplinką išmetama tik 3,3 gr. anglies dioksido. Taigi, branduolinė energetika atrodytų geras pasirinkimas: technologija naudojama jau šiandien, o viena atominė elektrinė gali išgauti didžiulį energijos kiekį.

Prancūzijoje apie 77 proc. visos elektros energijos yra pagaminama būtent šiuo būdu. Tiesa, branduolinės energijos perspektyvos skirtingose šalyse ir atrodo skirtingai. Vienur atsisakoma branduolinės energijos gamybos, o kitur ji sėkmingai naudojama. Iš tokių šalių be Prancūzijos dar galima paminėti Japoniją, JAV. Jeigu Vokietija, Belgija, Švedija žada uždaryti savo branduolines jėgaines daugiausia dėl visuomenės, toje pačioje Prancūzijoje situacija kardinaliai skiriasi: ten net tik yra valstybinė kompanija, kuri eksploatuoja 59 atominius reaktorius, bet ir COGEMA (Compagnie générale des matières nucléaires) firma, perdirbanti panaudotą branduolinį kurą ir gaminanti MOX (mišrų radioaktyvaus oksido) kurą, kurį naudojant galima sumažinti didelio radioaktyvumo atliekų kiekį ir taupyti branduolinį kurą.

Tačiau daugelis šalių ne be reikalo uždaro atomines elektrines. Be to, kad neretai branduolinė energija panaudojama pavojų keliančių ginklų gamybai, atominės elektrinės laipsniškai išskiria į orą dujų ar radioaktyvaus vandens pavidalu tritį (radioaktyvų vandenilį). Klinikiniais tyrimais įrodyta, kad tritis sukelia vėžį, genetines mutacijas, gimimo defektus laboratorijos gyvūnams. Bent kartą įkvėpus ar nurijus tričio, jo radiacija bombarduoja ląsteles. Dėl to ląstelės mutuoja.

Išskirtos į orą ar radioaktyvaus vandens pavidalu atliekos (tritis) poveikį daro net 10000 metų. Atliekos taip pat gali sukelti epideminę ar išankstinę demenciją, paskatinti susirgimus leukemija. Vokietijoje 2007–aisiais metais buvo atliktas tyrimas dėl radioaktyviųjų atliekų, kurio išvados buvo tokios: mažesni nei penkerių metų vaikai, gyvenantys arčiau nei penki kilometrai nuo atominės elektrinės, turėjo du kartus didesnę riziką susirgti leukemija nei jų bendraamžiai, gyvenę toliau.

Radioaktyviųjų atliekų išskyrimą labiausiai skatina nelaimingi atsitikimai atominėse elektrinėse. Kuo daugiau elektrinių, tuo didesnė nelaimingų atsitikimų tikimybė. Daugiausia žalos padaręs nelaimingas atsitikimas, įvertintas aukščiausiu 7 INES lygiu yra 1986 – aisiais metais įvykusi Černobylio avarija Ukrainoje (tuometėje SSRS): didžiausia Pasaulyje branduolinė avarija įvyko po Černobylio elektrinės sprogimo. Radiacija pasklido po visą Europą. Trisdešimt žmonių žuvo iškart po sprogimo. Šimtai tūkstančių buvo perkelti iš avarijos zonos ir panašus skaičius nukentėjo nuo radiacijos padarinių.

Jau 2000 – aisiais metais visas pasaulis pripažino, kad branduolinė energija yra nešvari, pavojinga ir nereikalinga technologija, Jungtinių Tautų Klimato kaitos konferencijoje Hagoje atsisakydamas suteikti jai šiltnamio efektą sukeliančių dujų kreditus. Į branduolinės energijos perspektyvas vertėtų žiūrėti itin atsargiai.

Atsinaujinanti energija yra energija, išgaunama iš nuolat atsinaujinančių šaltinių, kurie per trumpą periodą natūraliai prisipildo iš naujo. Tokių šaltinių atsiradimą ir atsinaujinimą nulemia gamtos vyksmai: saulės energija, vėjo energija, geoterminė energija, hidroenergija, biomasės energija.

Beveik visų atsinaujinančių išteklių (AEI) pradinis šaltinis yra Saulės energija. Didžiausi atsinaujinančios energijos naudotojai (pirmaujančios valstybės pagal instaliuotą AEI galią) yra JAV, Kinija bei Vokietija (dėl palankios tarifų programos Vokietijoje sukoncentruota beveik pusė Pasaulio Saulės elementų). Spartus augimas pastebimas Pietų Korėjoje, Australijoje ir net Prancūzijoje. Kadangi didelė dalis neatsinaujinančių energijos šaltinių riboti, o branduolinė energija pavojinga, neretai visos energetikos ateitis siejama su atsinaujinančia energija, tačiau pastaroji turi ne tik privalumų, bet ir trūkumų.

Saulės energija yra spinduliavimo energija (šviesos ar karščio), kurią skleidžia Saulė. Tik nedidelis kiekis visos Saulės energijos pasiekia Žemę - viena dalelė iš milijardo. Tačiau tai milžiniškas energijos srautas. Saulės energija yra gausiausias pasiekiamas energijos šaltinis.

Negana to, kiekvieną valandą Saulė išspinduliuoja tokį energijos kiekį, kurio pakaktų aprūpinti visą Pasaulį energija metams, t.y. per dieną gaunamas pakankamas energijos kiekis, kad jo užtektų pasaulio reikmėms bent 27 metams.

Šviečiant Saulei, vienai kvadratinė pėdai (0,09290304 kvadr. metro) tenka 100 vatų. Jei Saulė šviesų ištisai 12 val., kiekvienai kvadratinei pėdai tektų 438000 Wh per metus. t.y. 12,2 trilijonų Wh vienai kvadratinei myliai (258,8881 ha). Galima išsiaiškinti ir tai, kiek viso energijos pasiekia Žemę. 12,2 trilijonus Wh pavertus į 12211 gigaWh bei padauginus iš 8760 val. (per metus) bei 197 mln. kvadr. mylių (51000955700 ha), pasirodo, kad Žemę pasiekia 8,2 mln. kvadrilijonų britų terminių vienetų.

Palyginimui, visame pasaulyje suvartojama 400 kvadrilijonų energijos (visų formų). Vadinasi, energijos gaunama 20000 kartų daugiau nei jos reikia. Tačiau klausimas, kaip ją pasisavinti.

1954 –aisiais metais kompanija „Bell Telephone“ išrado fotovoltinį elementą, Saulės energiją konvertuojantį į elektros. Dėl to šiandien energijai išgauti yra naudojamas fotoelektros metodas, paverčiantis Saulės spindulius elektra, naudojant puslaidininkius. Saulės energija, išgaunama naudojant šį metodą, tesudaro 0,05 proc. visos pasaulyje suvartojamos energijos – yra kur tobulėti.

Nors teigiama, kad Saulės energija neteršia gamtos, jos gausu, o energetikos sistemos dalių naudojimo laikas 15 – 30 metų, neatmetama nuomonė, kad ši energija gali būti tik pinigų švaistymas. Priežasčių yra keletas.

Pirma, naktį Saulė nešviečia, taip pat jos mažiau debesuotomis dienomis ir vėlyvą popietę. Ir net jei šią problemą būtų galima išspręsti spec. energijos kaupimo sistemomis, jų, baterijų ir kitų reikalingų dalių kaina būtų per didelė, kad sistema taptų pritaikoma didelio masto naudojimui.

Antra, Saulės plokščių naudojimo laikas (15 – 30 metų) nebeatrodo ilgas atsižvelgiant į tai, jog jų negalima pataisyti, o perdirbimas kainuoja labai brangiai.

Trečia, reikia 0,3 proc. pasaulio sausumos teritorijos Saulės energijos sistemoms, kad energijos poreikis būtų patenkintas. Aišku, ginčytina, ar šis plotas labai didelis.

Būtent Saulės energija yra vienas perspektyviausių atsinaujinančių šaltinių, tačiau jos perspektyvas mažina didžiulių investicijų poreikis.

Kitas perspektyvus atsinaujinantis energijos šaltinis yra vėjas. Vėjo energija – vėjo kaip oro judėjimo energija. 1 – 3 proc. Žemę pasiekiančios Saulės energijos virsta vėjo energija. Tai 20 - 100 kartų daugiau už energijos kiekį, fotosintezės dėka pereinantį į biomasės energiją. Didžioji dalis energijos pasireiškia aukštuosiuose oro sluoksniuose, kur nuolat pučia apie 160 km/h greičio vėjai.

Vėjo energetikoje vėjo energija verčiama į elektros energiją naudojant vėjo turbinas. Pastarųjų ilgis gali siekti 20 aukštų pastatą, o 1-3 besisukantys nuo vėjo ašmenys – po 60 metrų. Konstrukcija atrodo kaip milžiniško lėktuvo propeleris ant pagaliuko. Vėjas suka ašmenis, kurie yra sujungti su generatoriumi, gaminančiu elektrą.

Didžiausios vėjo turbinos pagamina pakankamai energijos, kad ja būtų galima aprūpinti 6000 vidutinių JAV namų. Išgaunamos energijos kiekis iš vėjo iš tiesų gali būti milžiniškas.

Moksliniai tyrimai yra parodę, kad sausumos ir pakrantės vėjo energijos potencialas yra 72 TW. Ekvivalentas – 54000 MtoE (milijonai tonų naftos) per metus arba viso pasaulio energija padauginta penkis kartus. Be abejo, toks potencialas pasiekiamas tik vietovėse, kuriose metinis vėjo greitis siekia daugiau nei 6,9 m/s. Tyrimuose daroma prielaida, kad energiją generuotų šešios 1,5 megavato, 77 metrų skersmens turbinos viename kvadratiniame km. Tam prireiktų 13 proc. viso Žemės ploto.

Iš vėjo turbinų išgaunama energija sudaro labai mažą dalį visos išgaunamos Pasaulio energijos, tačiau prognozės šiam energijos šaltiniui yra palankios: atsižvelgiant į tai, kad nuo 2000–ųjų iki 2006–ųjų išgaunamos iš vėjo energijos buvo daugiau keturis kartus, o žymus augimo lėtėjimas nepastebimas, jau 2050–aisiais vienas trečdalis visos pasaulio elektros energijos, tikriausiai, bus išgaunama iš vėjo.

Labiausiai šiuo atžvilgiu pasižymėjusios šalys: Danija (23 proc. visos elektros energijos), Ispanija (8 proc.), Vokietija (4,3 proc.). Pastebimas spartus augimas Prancūzijoje ir Kinijoje.

Pagrindinis vėjo jėgainių privalumas yra palyginti didelė išeiga, tačiau privalumų nėra daug. Ekonomistas Maiklas Trebilkokas (Michael J. Trebilcock) studijavo vėjo energetiką ir padarė išvadą, kad ji yra "visiška nelaimė"‘. M. Trebilkokas atrado, kad Danija turi daugiau kaip 6000 vėjo turbinų, bet neuždarė nei vienos iškastinį kurą naudojančios jėgainės, nes papildoma energija yra reikalinga, kai vėjas nustoja pūsti.

Negana to, nuo 2006–ųjų anglies dioksido emisija Danijoje pakilo 36 proc., parodydama, kad vėjo jėgainės ,,neteršia aplinkos‘‘, beje, vėjo turbinos reikalauja didžiulio plieno kiekio, o plienas dažnai yra gaminamas deginant anglį. Neigiamas vėjo jėgainių poveikis aplinkai yra reikšmingas: jėgainės kelia triukšmą (20 Hz infragarsas gali sukelti galvos skausmus, nemigą), lėtai besisukantys ašmenys gali nužudyti paukščius ir šikšnosparnius.

Jėgainės reikalauja didžiulio Žemės ploto: tam, kad JAV visa elektros energija būtų pagaminama vėjo jėgainių, prireiktų neįmanomai vėjuoto oro ir visos vėjo jėgainių fermos, kuri užimtų didesnį plotą nei Teksasas ir Luiziana kartu sudėjus.

Pasaulio energetikos ateitį vien su vėjo energija baiminamasi sieti ne tik dėl poveikio aplinkai, bet ir dėl kaštų: brangus yra jėgainių pastatymas, prijungimas prie sisteminio elektros tinklo, nepigi ir vėjo elektrinių eksploatacinė priežiūra16. Prie atsinaujinančios energijos priskiriama ir bioenergija.

Bioenergija – energija, išgaunama iš biologinių šaltinių. Kitaip tariant, bioenergijos šaltinis yra biomasė – atsinaujinantis energijos šaltinis, kuris susideda iš gyvūnų ir augalų produktų. Biomasė degimo principu gali būti tiesiogiai transformuojama į energiją, naudojamą namų šildymui, šiluminėms elektrinėms. 2010 – aisiais metais iš biomasės išgaunama elektros energija siekė 35 GW, kurių 7GW – JAV, 45 mln. kW Anglijoje. 11 proc. Pasaulio energijos yra išgaunama iš biomasės.

Labiausiai paplitusios bioenergijos formos: biodujos ir biokuras, o pastarasis dar ir perspektyviausia forma.

Biokuras – kuras iš biomasės atliekų. Jam priskiriama: miškų ūkio pramonės paruošta mediena, specialiai auginami energiniai augalai, iš jų gaminami pjuvenų briketai ir t.t. Biokuras, įskaitant etanolį, yra švariai degantis bei biologiškai skaidus. Jis gali būti naudojamas ne tik kaip degalai transporto priemonėms, bet ir būti konvertuojamas į kitas energijos formas, kaip metano dujos ar ugnis. Etanolis yra viena iš benzino sudedamųjų dalių.

Pagrindiniai biokuro privalumai: neišsenkančios atsargos (augalus galima užauginti), deginant biomasę išskiriama palyginti mažai anglies dioksido, biomasė gali būti naudojama dyzeliniams varikliams, o automatinės mašinos gali būti lengvai pritaikomos biokurui (Vokietijos dyzelino rinkoje biodyzelinas užima 3 proc. – tai pirmaujantis atsinaujinantis mašinų kuras).

Prognozuojama, kad pasaulio biokuro gamyba 2013 – aisiais gali siekti 1,38 mlrd. galonų (apie 5,22 mlrd. litrų), tačiau nutylimi biokuro trūkumai.

Egzistuoja net penkios pagrindinės priežastys, kodėl biokuras negalėtų būti siejamas su pasaulio energetikos ateitimi.

Pirma, biokuras daugiausia gaminamas iš cukranendrių, kukurūzų, sojų ir rapsų – tuo pačiu metu 925 mln. žmonių pasaulyje neturi maisto. Antra, biokuras reikalauja didžiulių išlaidų: JAV biokuro rinka net neegzistuotų be valdžios subsidijų.

Trečia, poveikis aplinkai: energetinių augalų auginimas sukelia dirvos eroziją, o ir taip 30 proc. pasaulio žemės jau nederlinga.

Ketvirta, vandens nepakankamumas: kad būtų pagaminamas 1 galonas biodyzelino, reikia 9000 galonų vandens. Penkta, tai neefektyvu: etanolio sudėtyje 33 proc. mažiau energijos nei benzino. Biokuras tiesiog pernelyg neefektyvus, brangus eksportuoti, reikalauja per daug žemės (ir tos, kuri skirta maisto produktams – tai viena maisto kainų kilimo priežasčių), vandens ir trąšų (biokuras reikalauja didžiulio kiekio azoto trąšų, dėl ko jų kaina 2007–aisiais buvo padidėjusi šimtais proc. ir didėja toliau), tad tik atradus efektyvesnę jo išgavimo technologiją būtų galima patenkinti ateities pasaulio energijos paklausą.

Atsinaujinančiai energijai priskiriama ir hidroenergija. Tai energija, gaunama iš judančio vandens. Gerai visiems žinomi įrenginiai, padedantys tokiu būdu išgauti energiją: vandens ratai, turbinos ir malūnai. Hidroenergiją galima konvertuoti į elektros energiją. Hidroelektrinės pagamina apie 20 proc. viso Pasaulio elektros energijos. Hidroenergija labiausiai išvystyta Kinijoje, Kanadoje, Brazilijoje, JAV bei Rusijoje.

Didžiausia JAV hidroelektrinė yra Grand Coulee užtvanka (Grand Coulee Dam) Kolumbijos upėje šiaurinėje Vašingtono dalyje. Ten pagaminama 70 proc. Vašingtonui reikalingos elektros energijos.

Pagrindiniai hidroenergijos privalumai yra šie: elektros gamyboje nėra anglies dioksido emisijos, galima didžiulio energijos kiekio gamyba ir ją įmanoma reguliuoti, kad atitiktų paklausą. Tačiau energijos kiekis nedidelis, arba jo nėra sausrų metu, o lietingu laikotarpiu dėl užtvankų galimi potvyniai.

Hidroelektrinės reikalauja daug pradinių išlaidų bei daro neigiamą poveikį aplinkai: užtvenkus upes sutrikdomas laukinės gamtos gyvenimas.

Hidroenergija buvo naudojama šimtmečiais. Jau Senovės Graikijoje ūkininkai naudojo vandens ratus miltams malti, toks ilgas laikotarpis įrodo šios energijos rūšies patikimumą ir leidžia daryti prielaidą, kad jos naudojimas ateityje neturėtų mažėti, tačiau hidroenergijos trūkumai gali sutrukdyti spartesnei jos plėtrai.

10 proc. Pasaulio elektros energijos išgaunama iš atsinaujinančios geoterminės energijos. Pastaroji yra šiluminė gilesniųjų Žemės sluoksnių energija (1,609 km gylyje). Ji naudojama dviem būdais: tiesiogiai kaip šiluminė energija (namams apšildyti) bei kaip energijos šaltinis elektros energijai generuoti.

Geoterminė energija turi daug pranašumų. Geoterminiai laukai išskiria tik 1/6 anglies dioksido, skirtingai nei saulės ar vėjo energija ji pasiekiama 365 dienas per metus. Ji palyginti pigi: tiesiogiai vartojant gali būti sutaupoma 80 proc. daugiau nei iškastinio kuro. Tačiau geoterminė energija daro neigiamą poveikį aplinkai: ji išskiria vandens sulfidą – dujas, kvepiančias kaip supuvęs kiaušinis, geoterminiuose skysčiuose gali būti toksinių medžiagų, jėgainės daro įtaką seisminiam stabilumui, o kai kurios geoterminės vietos gali tiesiog atvėsti.

Nepaisant trūkumų, geoterminės energijos perspektyvos nėra niūrios. Tokia energija daugiausia naudojama Islandijoje, Naujojoje Zelandijoje, Japonijoje, Italijoje, Filipinuose ir JAV (daugiausia Kalifornijoje ir Nevadoje). Jos efektyvumas siekia visus 100 proc. Prognozuojama, kad iki 2025 – ųjų JAV geoterminių jėgainių išgaunamas elektros kiekis sudarys 3000 MW, o iki 2050 – ųjų 10 proc. JAV elektros energijos bus išgaunama šiuo būdu. Regis, geoterminės energijos plėtrą gali pristabdyti tik dideli pradiniai kaštai arba netikėtas daugelio specifinių geoterminių vietų atšalimas.

Svarbu įvertinti visus ankstesniuose skyriuose išvardytus tiek atsinaujinančius (saulės, vėjo, biomasės, geoterminė energija bei hidroenergija), tiek neatsinaujinančius (akmens anglis, gamtinės dujos, nafta, branduolinė energija) energijos šaltinius, kad būtų galima atkreipti dėmesį į pačius perspektyviausius.

Atsižvelgiant į išvardytus jų privalumus ir trūkumus sukuriamas ateities energetikos modelis, kuriame šaltiniai vertinami keturiais aspektais.

Tenka eliminuoti minėtą kai kurių šaltinių pridėtinę žalą, kuri iki šiol nėra įvertinta kiekybiškai: branduolinės energijos – radiacija; saulės energijos – pavojingos atliekos saulės baterijų gamybos metu; vėjo jėgainių sukeliamas infragarsas; derlingos žemės naudojimas biokurui, galintis sukelti badą; geoterminių jėgainių sukeliamas seisminio nepastovumo pavojus ar hidroelektrinių sukeliama potvynio galimybė.

Pateikiami ir detalizuojami keturi modelyje naudojami aspektai. Statistinių duomenų šaltinis - JAV Energetikos informacijos administracija.

1 aspektas: technologijos suvokimas ir perspektyvumo identifikavimas. Nustatomas pagal suvartojamos energijos, atsižvelgiant į šaltinį, pokytį per dešimt metų (nuo 2000 ųjų iki 2010 – ųjų metų). Vertinimas 9 balų sistemoje paskirstant vietas. Didžiausiam augimui 9 balai, mažiausiam – 1 balas.

Akmens anglies kiekis matuojamas mln. nepilnų tonų; gamtinių dujų mlrd. kubinių pėdų; naftos tūkst. barelių per dieną; branduolinės energijos kvadrilijonais britų terminių vienetų; saulės, vėjo, geoterminės energijos bei hidroenergijos kvadrilijonais britų terminių vienetų.

2 aspektas: žala gamtai. Nustatoma pagal išmetamo anglies dioksido kiekį mln. metrinių tonų. Vertinama 6 balų sistemoje vietų skirstymo principu, atsižvelgiant į tai, kad keturi energijos šaltiniai anglies dioksidą išskiria tik apykaitos, o ne energijos gamybos metu. Mažiausiai žalos darančiam šaltiniui skiriama 6 balai, o daugiausiai – 1 balas.

3 aspektas: išteklių ribotumas. Nustatoma pagal tai, kada baigsis šaltinio atsargos. Vertinama 5 balų sistemoje, atsižvelgiant į tai, kad penkis šaltinius galima naudoti neribotai (laikas iki išteklių sunykimo – begalybė). Greičiausiai pasibaigiančiam šaltiniui skiriamas 1 balas, neriboto naudojimo šaltiniui tenka 5 balai.

4 aspektas: išlaidos. Nustatoma pagal technologiškai atnaujinto energijos šaltinio kaštus vienai megavatvalandei. Kaštai išreiškiami grynąja kintamąja srove tinkle instaliuotai galiai. Vertinama 9 balų sistemoje skirstant vietas, kur brangiausiam šaltiniui tenka 1 balas, o pigiausiam 9 balai.