К преимуществам в использовании  ветроэнергетической техники можно отнести сравнительно небольшие затраты на сооружение установок, непродолжительные сроки ввода в эксплуатацию, широкий диапазон использования энергии. Такие станции не требуют дорогостоящего топлива и практически не оказывают вредного воздействия на окружающую среду.

      В Дании в 1997 г. вращались лопасти 4000 электростанций, использующих энергию ветра. Они обеспечивают 3,7% общего объема потребления электроэнергии. Однако к 2030 г. производство электроэнергии на основе энергии ветра, солнца и биогаза должно увеличиться до 50 % общего производства. В итоге планируется вдвое уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу. Разработаны ветроустановки мощностью 500 — 600 кВт. Стоимость производства ветроэнергии сейчас составляет 20 центов за 1 кВт • ч, ее планируется уменьшить до 4,3 — 4,4 цента/кВт • ч, что меньше стоимости производства электроэнергии на АЭС и ТЭС (7 центов за 1 кВт • ч).

      Дания является ведущей страной по применению энергии ветра. Национальные программы освоения энергии ветра развернуты также в Нидерландах, Канаде, ФРГ, Франции, Швеции, КНР и других странах. В США планировалось получить с помощью энергии ветра в 2000 г. 2% всей производимой электроэнергии, в Дании и Нидерландах — 10%. Страны Европейского сообщества планируют довести к 2030 г. долю ветроустановок в производстве электроэнергии до 10%. Опытные работы, проведенные в ФРГ, показали, что современные оптимальные по энергетике ветроэлектростанции (ВЭС) будут иметь гигантские размеры: на 90-метровых башнях должны вращаться пропеллеры с размахом лопастей 80—100 м, которые приводят в движение роторы генераторов электрической энергии ВЭС. Башни должны отстоять друг от друга на расстоянии трех высот башен, поэтому ВЭС занимают сейчас большие площади. В качестве главного экологического недостатка ВЭС отмечают генерацию ими инфразвукового шума, вызывающего постоянное угнетенное состояние, чувство дискомфорта и беспокойства. Как показывает опыт эксплуатации подобных установок в США, этот шум не выдерживают ни животные, ни птицы. Территории, где размещаются ВЭС большой мощности, оказываются практически непригодными для проживания.

      В России построено 1500 ветроустановок разной мощности. В нашей стране к зонам ветровой активности относятся острова Северного Ледовитого океана от Кольского полуострова до Камчатки, районы Нижней и Средней Волги и Каспийского моря, побережье Охотского, Баренцева, Балтийского, Черного и Азовского морей. Такие зоны также есть в Карелии, на Алтае, в Туве, на Байкале. Осенью и зимой там наблюдается наиболее сильный ветер, именно в этот период существует наибольшая потребность в тепле и электричестве. В нашей стране целесообразно использовать ВЭС в Калининградской области, на побережье Каспийского и Черного морей, на Байкале, Камчатке и Сахалине, побережье Северного Ледовитого океана.

      Эти районы не входят в число районов  относящихся к центральному энергоснабжению, там будет целесообразно использовать ветровые электростанции для обеспечения их теплом и светом. В наше время уже успешно работают Маркинская ВЭС (АО «Ростовэнерго»), ВЭС на о. Беринга (АО «Камчатэнерго») и Куликовская ВЭС (АО «Янтарьэнерго»).

      Недостаток  финансирования приводит к тому, что  станции приходится строить на импортном  оборудовании, а это затрудняет их ремонт и обслуживание. В других странах на развитие ветровой энергетики выделяют немалые средства, дают субсидии и кредиты, снижают налоги, доплачивают за каждый кВт полученный таким способом.

      В России существует много планов по строительству новых ВЭС в  различных районах. Но отсутствие законодательной защиты и поддержки государства может привести к тому, что планы останутся только планами.

3. Геотермальная энергетика

      В поисках альтернативных источников энергии люди пришли к возможности использования геотермальных запасов земли. Ученые давно выяснили, что с продвижением в глубь планеты температура увеличивается. Так появилась идея использовать тепло земли в качестве источника энергии.

       Геотермальная энергетика на базе термальных (горячих подземных) вод развивается достаточно интенсивно в США, на Филиппинах, в Мексике, Италии, Японии, где построены геотермальные тепловые электростанции. В России большие ресурсы геотермальной энергии имеются на Камчатке, Сахалине и Курильских островах, меньшие — на Кавказе. Геотермальная энергия может применяться в сельском (обогрев теплиц) и коммунальном (горячее водоснабжение) хозяйствах. К геотермальному водоснабжению подключены некоторые населенные пункты Дагестана, Ингушетии, Краснодарского и Ставропольского краев, Камчатки.

      Увеличение  температуры происходит за счет радиоактивного распада химических элементов, содержащихся в недрах земли. Разогретые до высоких температур породы нагревают воду, имеющуюся в земной коре.

      Вода, нагретая выше 20°C, называется геотермальной. Температура геотермальных вод, поступающих на поверхность земли, может достигать 300°C, а температура пара доходить до 600°C.

      Геотермальные воды с наиболее высокой температурой и пар используют для получения электроэнергии. Энергия, полученная таким способом, дешевле, чем энергия тепловых, атомных и гидроэлектростанций. Наличие больших запасов геотермальной энергии в земной коре дает надежду на то, что у этой отрасли энергетики большое будущее.

      На  Камчатке уже работают две геотермальные  электростанции. А также такие электростанции построены в районе Махачкалы и Южно-Курильска.

      Недостатком всех имеющихся геотермальных электростанций является то, что располагать их возможно только там, где есть горячие  источники. Но ученые всерьез задумались о технологиях, которые позволят использовать тепло земных недр повсеместно.

      Ученые  выдвинули идею бурения скважин  на глубину в 4-6 километров, для того чтобы в одну скважину закачивать холодную воду, а из другой получать разогретый пар. Температура в глубине скважин будет достигать 150-200°C. Полученный пар можно использовать для получения электроэнергии или отопления. Данный способ назвали технологией «горячих сухих горных пород». Сейчас его испытывают в рамках экспериментального проекта, реализуемого совместно немецкими, французскими и британскими учеными в Эльзасе. В ходе испытаний уже удалось получить геотермальный пар, и в скором будущем ученые надеются получить с помощью него электрический ток.

      Благодаря изобретению советского инженера Александра Калины, наряду с традиционными геотермальными электростанциями появились электростанции использующие «цикл Калины». Их особенностью является то, что горячая вода из земных недр передает свою энергию другой жидкости. Такая схема называется бинарной или двухконтурной. В качестве второй жидкости используют двухкомпонентную водно-аммиачную смесь. Свойства этой смеси позволяют оптимизировать перенос тепла при ее испарении и конденсации. Поэтому «цикл Калины» оказался эффективней других бинарных схем. КПД таких электростанций гораздо выше по сравнению с традиционными геотермальными электростанциями и это несомненно большой прогресс.

      Дальнейшее  развитие этой отрасли энергетики обеспечит  экономический рост страны, даст возможность отказаться от использования не возобновляемых источников энергии и улучшить экологическую обстановку.

4. Энергия океанических  течений, морских  волн и приливов

      Океаны  содержат огромный потенциал  в виде тепловой энергии  температурного градиента по глубине толщи воды (радиации, температур верхнего и нижнего слоев воды), а также энергию океанических течений, морских волн и приливов. В мире наиболее развиты работы по приливным электростанциям (ПЭС). В 1966 г. во Франции построена ПЭС «Ране», вырабатывающая 500 млн кВт • ч электроэнергии в год, в 1968 г. в России — Кислогубская ПЭС на Кольском полуострове, в 1984 г. — ПЭС в Канаде мощностью 20 МВт.

     Резкое  увеличение цен на топливо, трудности  с его получением, сообщения об истощении топливных ресурсов — все эти видимые признаки энергетического кризиса вызвали в последние годы во многих странах значительный интерес к новым источникам энергии, в том числе к энергии Мирового океана.

     Естественно, этот интерес особенно велик в  странах, не обладающих достаточными собственными топливными ресурсами, т. е. запасами нефти, газа, угля и пр. Например, в Японии осуществляется национальная программа «Солнечный свет», которая предусматривает к 2000 г. покрытие более 70 % всего энергетического потребления страны за счет новых источников энергии, в том числе — за счет энергии океана. В Англии на исследования в этой области  было выделено 13 млн. фунтов стерлингов. Предполагается, что наилучший принцип преобразования энергии волн ляжет в основу будущих мощных волновых электростанций, способных обеспечить значительную часть (до 30 %) потребности этой страны в электроэнергии. В Норвегии реализуется программа по использованию энергии морских волн; па исследования в этой области израсходовано 10 млн. крон. Ведется строительство двух опытных волновых электростанций, каждая из них будет ежегодно производить около 1,5 млн. кВт•ч электроэнергии предположительной стоимостью не более 0,6 крон за 1 кВт•ч.

     В разных видах аккумулирует энергию  Мировой океан. Вопрос состоит в  том, чтобы найти оптимальные  способы  ее использования.

     По  оценкам разных авторов, доступная  часть энергии Мирового океана, т. е. та часть, которая может быть практически  использована при современном уровне техники преобразования, во много раз превышает уровень современного потребления энергии в мире, который определяется цифрой около 3-10²⁰ Дж в год (44,8 % от этой цифры покрываются нефтью; 32,4 — углем; 20 — газом; 2,8 % — энергией,   вырабатываемой   гидро-  и  атомными станциями). Больше всего в океане тепловой энергии, поскольку океан — гигантский тепловой аккумулятор энергии Солнца.

     Последнее десятилетие характеризуется определенными успехами в использовании тепловой энергии океана. Так, созданы установки мини-ОТЕС и ОТЕС-1 (OTEG — начальные буквы английских слов Ocean Thermal Energy Conversion, т. е. преобразование тепловой энергии океана — речь идет о преобразовании в электрическую энергию). Установка мини-ОТЕС смогла отдать в электрическую сеть 12—15 кВт, а на собственные нужды потребила около 35 кВт. Опыт, полученный при разработке и опытной эксплуатации установок мини-ОТЕС и ОТЕС-1, позволил приступить к проектированию тепловых океанских станций на сотни мегаватт.

Запасы  энергии градиента солености, или  осмоса (греч. «толчок», «давление»), по некоторым оценкам, не уступают тепловой энергии океана. Осмотическая энергия — наиболее «таинственный», т. е. наименее очевидный вид энергии океана, поскольку наши органы чувств эту энергию ие воспринимают.

     Энергия течений Мирового океана по величине близка к энергии, получаемой от сжигания всех видов топлива на Земле в течение года (примерно 10²⁰ Дж). Начаты работы по использованию энергии Гольфстрима, самого мощного течения в Мировом океане. Предполагается использовать около 1 % его энергии. Авторы проекта считают, что эта цифра не должна заметно отразиться на общем  балансе   энергии  течения.

     По  оценке Комиссии по экономии энергии  и энергоресурсов Мировой энергетической конференции (МИРЭК), сегодня важным энергетическим ресурсом является биомасса, так как дает 10 % мирового потребления первичной энергии. Ожидается, что она будет играть такую же важную роль в будущем обеспечении энергией при выработке технологического тепла и производства синтетических топлив. Синтетическое топливо из биомассы можно сжигать на электростанциях, использовать на транспорте или в промышленности. Часть биомассы доставляет Мировой океан, предполагается, что доля океана в поставке биомассы будет возрастать. Рассматривается создание энергетических плантаций, для которых в океане имеются очень широкие возможности. По оптимистическим оценкам, углеводородное топливо из водорослей может производиться по цене, меньшей мировой рыночной цены на нефть.

     Более трети поверхности Мирового океана (130 млн. км'") имеет дно, грунт которою  пригоден для выращивания быстрорастущих водорослей, из которых можно легко  получить горючие газы метан и  этан, широко используемые для самых разных целей. В настоящее время обращено внимание на выращивание бурой водоросли — весьма урожайной культуры (от 600 до 1000 т с гектара в сыром весе). Бурая водоросль не имеет корней, поэтому для нее не очень важен состав грунта. Растет она в толще морской воды, но вода должна быть достаточно богата питательными солями и должно быть много солнца.

     Имеются в Мировом океане и другие источники  энергии. Например, обсуждался вопрос об использовании сероводорода — горючего газа с неплохой калорийностью. Сероводородом очень богато Черное море, и к тому же его количество там непрерывно возрастает. Есть сероводород и в других районах Мирового океана — общие запасы его очень велики (недостаток этого вида топлива — неприятный запах, но, возможно, будет найден способ его устранения).