Енергія морів і океанів

Світовий океан містить колосальні запаси енергії. Це, по-перше, енергія сонячного випромінювання, поглинута океанською водою, що виявляється в енергії морських течій, хвиль, прибою, різниці температури різних шарів води і, по-друге, енергія тяжіння Місяця й Сонця, що викликає морські припливи й відпливи. Використовується цей екологічно чистий потенціал ще дуже мало.

Сконструйовано морські хвильові електростанції, що використовують енергію коливання морської води. Метрової висоти хвиля забезпечує від 25 до ЗО кВт енергії, навіть хвиля висотою всього 35 см може обертати спеціальну турбіну й давати струм. Одна з перших хвильових електростанцій потужністю 350 кВт успішнодіє ось уже 25 років поблизу норвезького міста Бергена. Працюють також перші морські електростанції, що використовують енергію припливів і відпливів — на узбережжі Ла-Маншу у Франції потужністю 240 тис. кВт та в Кольській затоці (Росія) — 400 кВт. А на тихоокеанському острові Науру діє електростанція потужністю 100 кВт, що використовує різницю в температурі нагрітого тропічним сонцем поверхневого шару води й холодного придонного. 

Енергія внутрішнього тепла Землі

З заглибленням в Землю зростає температура (в середньому на ЗО °С на 1 км, а у вулканічних районах — значно швидше). За оцінками геологів, у земній корі до глибин 7—10 км загальна кількість тепла в п'ять тисяч разів перевищує теплоємність усіх видів мінерального палива, що є на Землі. Теоретично лише 1 % цього тепла достатньо для забезпечення всього людства енергією на найближчі чотири тисячі років. Та на практиці це джерело енергії використовується ще дуже мало. Найкращі результати досягнуто в районах активної вулканічної діяльності, таких, як Ісландія, Камчатка, Гавайські острови, де близько до поверхні залягають термальні води. Через свердловини гаряча водяна пара надходить у турбіни й виробляє електроенергію. Відпрацьована гаряча вода йде на обігрівання теплиць, приміщень тощо. В холодній Ісландії в оранжереях, що обігріваються теплом підземних вод, навіть вирощують банани, а столиця цієї країни Рейк'явік вже понад 40 років цілком обігрівається цим джерелом тепла.

В Україні досі немає установок такого типу, хоч перспективними зонами для використання геотермальної енергії є Карпати, Закарпаття й Крим.

При використанні геотермальної енергії виникає проблема відпрацьованих підземних вод. Часто вони бувають сильно мінералізованими, і їх не можна спускати у ріки. Тому відпрацьовані води знову закачують у підземні горизонти для повторного використання. З деяких таких розсолів добувають йод, бром, літій та деякі інші елементи.

Енергія Сонця

Сонце — найпотужніше джерело екологічно чистої енергії і в майбутньому людство повинне зосередити свої зусилля на розробці методів її утилізації. Головною перешкодою тут є розсіяність сонячної енергії — на широті України, наприклад, на кожний квадратний метр поверхні за рік надходить близько 1900 кВт сонячної енергії. Утилізація сонячної енергії стримується також високою вартістю установок, а звідси й високою собівартістю енергії, яка сьогодні значно перевищує собівартість 1 кВт у ТЕС.

Нині існують такі напрями використання сонячної енергії: одержання електроенергії; побутового тепла; високотемпературного тепла в промисловості; на транспорті. Найбільших успіхів досягнуто в таких країнах, як США, Туркменістан, Франція, причому головним чином у галузі так званої «малої енергетики».

Для отримання електроенергії використовується кілька методів, найбільш перспективним з яких вважається метод безпосереднього перетворення сонячного випромінювання на електричну енергію за допомогою напівпровідникових фотоелектричних генераторів (сонячних батарей). ККД найсучасніших їх типів становить близько 25-ЗО %. Сьогодні такі батареї через високу вартість використовуються ще мало на космічних супутниках і станціях, в ретрансляторах, навігаційних маяках, телефонних установках у пустельних місцевостях, для живлення невеликих радіостанцій, у мікрокалькуляторах, електронних іграшках тощо.

Електроенергію отримують також за допомогою паротурбінних генераторів. Одна з таких сонячних електростанцій (СЕС) споруджена в Криму поблизу Керчі потужністю 1200 кВт. Це станція баштового типу. В центрі кола діаметром 500 м встановлено 70-метрову башту з парогенератором на верхівці. Башту оточують 1600 рухомих дзеркал. Стежачи за допомогою ЕОМ за рухом Сонця, вони спрямовують його промені на парогенератор, нагріваючи в ньому воду до пари з температурою 300 °С. Пара рухає турбіну з генератором.

СЕС не забруднюють середовища. Щоправда, майбутні потужні СЕС на сонячних батареях будуть займати великі площі землі. Проте на Землі є близько 20 млн км² пустель, де землі непридатні для сільського господарства, потік сонячної енергії найвищий і кількість хмарних днів протягом року мінімальна. Для задоволення енергетичних потреб людства (за теперішнього ККД батарей) достатньо зайняти батареями від 1 до 3 млн км² пустель, тобто всього  5 — 15 % цих земель. 

Сонячна енергія використовується також для отримання побутового тепла (100—150 °С) — для опалювання приміщень, готування їжі, сушіння фруктів, опріснення води тощо. Розроблено досить зручні пристрої для таких потреб (наприклад, параболічне дзеркало-піч діаметром 1,5 м, у фокусі якого трилітровий чайник з водою закипає за 10 хв). Для промислових цілей (плавлення проб металів, вирощування кристалів з розплаву тощо) створено сонячні печі, в фокусі дзеркала яких температура сягає 3800 °С. Одна з таких установок діє у Франції.

Сонячна енергія може використовуватися й на транспорті — для енергоживлення автомобілів, невеликих суден і навіть літаків. З площі кількох квадратних метрів (дах мікроавтобуса) можна зібрати енергію для живлення акумуляторів, що рухають автомобіль. У 1982 р. такий автомобіль, не витративши й краплі бензину, перетнув Австралію, подолавши за два місяці відстань у 4000 км. На літаку, верхня площина крил якого вкрита сонячними батареями, було здійснено переліт через Ла-Манш