Всесвіт та зелена відновлювальна енергетика – пошуки гармонії

ГАРМОНІЯ ВСЕСВІТУ

  Фіг. 1 Глибокий Космос від телескопу «Hubble» - поєднання ультрафіолетого та звичайного випромінювання дозволили астрономам вирішити загадку еволюції масивних елептичних галактик, які зформувалися, коли Всесвіту було всього 3 млрд років

Земна атмосфера не пропускає ультрафіолетове випромінювання від найбільш гарячих та яскравих об’єктів Космосу. Тому тільки із запуском позаземного телескопу «Hubble» сучасні астрономи-дослідники та фізики-теоретики змогли накопичити величезний обсяг спостережень глибокого Космосу у цьому діапазоні випромінювання. Аналіз цієї інформації дозволив відкрити нові горизонти нашого знання про наш Всесвіт. Вчені зуміли «заглянути», наче в «машині часу» у минуле, коли цей Всесвіт ще був зовсім «молодим» та зрозуміти, як утворювалися тоді зірки у масивних елептичних галактиках. А зірки, у свою чергу, це справжні реактори, які виробляють всім нам добре відомі хімічні елементи із періодичної таблиці. [1] На основі реальних спостережень та теоретичних досягнень інша команда створила потужну комп’ютерну програму, яка моделює розвиток Всесвіту у динамиці від «Великого Вибуху» - початку всього. [2]

Фіг. 2. Комп’ютерна програма «Illustris» може детально моделювати розвиток Всесвіту за 13 млрд років у динамиці. Тут показана щільність «темної матерії» у полі швидкостей газу

Фіг. 3. Єдність Всесвіту на прикладі звичайного павука: ворсинками свого тіла він відчуває єдине поле Всесвіту, й відповідно, тче своє павутиння. [3] Легко побачити схожість «павутиння» раннього Всесвіту та звичайного павука, бо пра-ритми Прани - однакові

Зірки світять, тому що гравітаційна енергія стискує їх, підвищуючі температуру їхньої складової -першоелементу Водню (№1 у периодичній таблиці елементів) - до десятків і сотнів міллійонів градусів. І тим запалює термоядерні реакції синтезу інших хімічних елементів, в першу чергу таких, як вуглець, азот та кисень – головні елементи живих істот. Елемент залізо 26-ий у периодичній таблиці є останім у ряду елементів, які виробляють за реакціями термоядерного синтезу звичайні зірки (сонячного типу) Всесвіту. Синтез – це коли зіштовхуються атоми із величезною енергією та утворюють нові хімічні елементи. При цьому надлишок енергії у вигляді фотонів утворює те, що ми звемо «світлом зірок». Це світло у нашій системі «Сонце – Земля» надає життєву енергію. Земля у прямому сенсі акумулює ті первинні хімічні елементи, отримує енергію від Сонця, й вже тут із них утворені різні хімічні з’єдання: від простих мінералів до живих істот.

Матеріальна побудова живих істот така, що сполуки кисню та заліза – червоні тільця – головні складові у енергетичному розчині – Крові – яка циркулює у тілах живих істот доти, доки вони є матеріально Живими. А вуглець є унікальним, тому що тільки він утворює ланцюжкові сполуки із воднем, киснем та азотом, із яких складається усе живе у Всесвіті – білки, амінокислоти, ДНК тощо, від амеб до людей.

Елементи, що йдуть далі заліза, утворені при вибухах нових зірок. Ще більш важкі елементи (золото, платина, уран тощо) утворені тільки під час надпотужних вибухів супер-нових зірок, після чого зірки вже ніколи не сяють світлом, вмирають. Бо ці елементи поглинають енергію для власного утворення. Символічно, що надмірне накопичення «дорогоцінних металів» також веде до енергетичної=духовної смерті, а використання урану та трансуранових елементів в якості зброї - до смертельного руйнування всього живого.

«Пракріті» - це відічний термін для пра-матерії, а «Прана» - для пра-енергії. Сучасні фізики у пошуках теорії «єдиного поля» також відкрили, що найелементарніші частинки нашого Всесвіту поділяються на дві групи: ті, що створюють матерію, та ті, що передають взаємодію, енергію. Фундаментально є чотири типи взаємодії-енергії: сильне, слабке, електромагнітне та гравітаційне. Вже доведено, що перші три типи у перші миттєвості розвитку нашого Всесвіту були єдині, а потім почали розпадатися. «Теорія єдиного поля» повинна вирішити проблему гравітації – за якої миттєвості й чому виокремилася ця взаємодія від «єдиного первинного подиху Прани». Й саме цей розпад й мав наслідком утворення саме того Всесвіту, який ми знаємо на сьогодні. А всі види енергії, якими на Землі й у побуті користується людство, є проявом електромагнітної взаємодії.

Давнє знання «Від», що зберігла до нашого часу індійська філософія, й сучасний розвиток науки, різними словами стверджують походження Всесвіту із «зернини Духу» або із «точки сінгулярності». Або суть того: Всесвіт в основі є єдиним. Маючи безліч доказів перед очима: від структури павутиння до структури Всесвіту, ми розпорошені серед безлічі термінів та вірувань, й забуваємо про всесвітню взаємопоєднаність всіх наших дій. Віданта називає цей факт «забуття» та «загубленості» серед явного Світу форм – «Майя» - ілюзія, в тому сенсі, що люди втрачають відчуття Єдиного ритму й часто йдуть на манівці.

НАШІ ЕНЕРГЕТИЧНІ ПРОБЛЕМИ – НАША «МАЙЯ»

Розгляньте уважніше ілюстрацію на Фіг. 4. Ліворуч – праворуч, послідовно.

Фіг. 4. Наша Земля із космосу: із орбитальної станції, від «Касіні» - космічний зонд - фото Землі від орбити Сатурну, та нічні вогні – показово у світлі концентрації й витрат енергії.

Наша прекрасна Мати-Земля та вічний Супутник Місяць – добра планета має блакитний відтінок завдяки величним океанам. А правіше – та сама Земля – маленька цяточка, якщо дивитися на неї від орбити Сатурна. І ось на цій маленький цяточці – всі наші проблеми, війни та сварки, надії та сподівання, всі цивілізації та релігії, Крим та Донбас... А ще праворуч: розгорнута мапа нічних вогнів із Космосу показує, як нерівномірно розподілене споживання штучної енергії на нашій планеті. Можна робити висновки хто й де й на якому рівні: від найскравіших Східних Штатів Америки до Європи й далі зниження інтенсивності у широтному напрямку. Так, далі за Україною йде полоса темряви. Аж до блискучої нитки Японії та Східного узбережжя Китаю. Чітко й яскраво виділяється вся Індія– виправдовує своє призначення Світлу...

На сьогодні головним джерелом енергії для промислових країн є органічне викопне паливо: це природний газ, нафта та вугілля. Але у кінцевому підсумку вся енергія на Землі – це сонячна енергія. Органічне викопне паливо – фактично є законсервованою сонячною енергію за мілійони років. Життя на Землі має дві форми – рослинну та тваринну. Рослини – це ті живі організми, яки споживають сонячну енергію напряму та за допомогою її із вуглекислого газу (СО2) та води атмосфери утворюють органічні сполуки – полімерні ланцюгові молекули на основі вуглецю, так звану біомасу. Тварини – це ті, які напряму (травоядні) та опосередковано через травоядних (хижаки) споживають рослинну біомасу. Після смерті живого організму біомаса як рослин, так і тварин повертається у обіг знову або утворює поклади органічного палива. Все живе на Землі складається із елементів вуглець, водень, кисень, азот із домішками сірки. Головний елемент життя – вуглець. Він же і є го ловним носієм енергії у викопному паливі.

Тому, спалюючи сьогодні міліардами кубічних метрів природний газ та мілійонами тон нафтопродукти та вугілля, ми практично використовуємо енергію Сонця, накопичену рослинами за попередні мілійони років, коли клімат на Землі був іншим. Кінцевим продуктом згорання будь-якого палива є вуглекислий газ та вода. Отже, ми звільнюємо величезні об’єми вуглецю та у стислий термін збільшуємо вміст СО2в атмосфері, таки впливаючи на клімат Землі. Щоб отримати теплову енергію, ми окислюємо вуглець та водень палива до вуглекислого газу та води, зв’язуючи в них кисень повітря. Таким чином, ми розбалансовуємо екологічну систему Землі із наростаючою амплітудою, бо споживацькій підхід сучасної цивілізації породжує «позитивний зворотній зв’язок». На якомусь кроці, згідно правил систем керування, такий процес стане некерованим або «програма самознищення» буде включена на повну потужність.

На щастя, передова частина людства вже зрозуміла, що природні поклади органічного палива небезмежні. (Та сама маленька цяточка Землі-Матері у безмежному космосі - дуже доречно підкреслити ще раз).

Наприклад, Світові показники щодо природного газу у відношенні: Розвідані поклади/Видобуток = 60 років.

Стосовно нафти цей показник тільки 40 років

Для України такі показники власних покладів до витрат на комунальне господарство на рівні 40 років.

Тому екологічна ситуація та подальше здорове життя нас самих й наших дітей, вичерпність викопного органічного палива настійно вимагає передивитися політику енергоспоживання всього людства.

Здавалося би просте рішення на поверхні: обмеження безглуздого споживання ради споживання, енергозбереження та передові постіндустріальні технології, але й тут йде боротьба амбіцій, жадібності правлячих «еліт» тощо. Ми є свідками тої боротьби за ресурси на наших теренах прямо зараз – екстенсивний розвиток минулого зразка потребує все нових й нових територій та ресурсів.

Фіг 5. Світлина – приклад централізованої теплотраси, яка саме гріє повітря. Це далеко не найгірший приклад, хочу зауважити.

На жаль, Україна вперто пасе задніх та споживає в 2.4 рази більше енергії на душу населення, ніж такі північні країни як Фінляндія, Швеція та далеко не тропічна Німеччина [4-7]. Ми наполегливо гріємо повітря та сплачуємо шалені гроші за нашу технологічну відсталість. «Бідні – бо дурні або дурні, тому що бідні». Ілюстрація Фіг. 5.

Але виклики – це добре. Або ми знайдемо відповідь на виклики, й тим самим дамо самим собі новий ковток життєвої сили пра-енергії Прани, або – наш час у цьому Всесвіті, як певної спільноти, вичерпався. Інтенсивний розвиток – це використання людського ресурсу в сенсі розуму, волі до вирішення проблем. Людський потенціал-розум, що є відблиском Всісвітньої Свідомості, на відміну від природних матеріальних ресурсів, деградує, якщо ним не користуватися. Приклади масового «зомбування» та деградації ми також бачимо прямо сьогодні й зараз. Отже, як спільнота, ми повинні знайти відповідь через розум та волю на найкритичніші виклики сьогодення – енергетичні ресурси та споживання.

НАША ВІДПОВІДЬ - ЗЕЛЕНА ВІДНОВЛЮВАЛЬНА ЕНЕРГІЯ

Оскільки вся енергія на Землі – це, фактично, енергія Сонця, то спокусливо використовувати сонячне випромінювання напряму. Але воно розсіяне, тому треба його концентрувати. І це вже не така проста інженерна задача. Якщо зконцентрувати, то треба перевести у звичні нам форми теплової або електричної енергії, яку вже можна передавати, накопичувати та використовувати. Але і це не так вже й просто. Для сонячних електричних батарей потрібно виробляти спеціальні фотоелементи. Основою цих фотоелементів є високочистий кремній. Щоб виробити високочистий кремній, потрібно також витратити достатньо енергії. Вартість кремнію достатньо дорога. На сьогодні за різними джерелами вартість сонячної енергії через кремнієві фотоелементи приблизно 1 долар США на 1 Ват потужності. Тому при начебто прямій очевидності переваг використання сонячної енергії через перетворення її на електричну, цей шлях, на погляд автора, не є вирішальним. А тільки частковим для певних спеціальних та допоміжних цілей.

Вітрова енергія. Успішно використовують та вже збудовано досить потужні електровітрові станції. Це також не прості технології, наприклад, у сучасних вітрових станціях на 1 МВат вітрової енергії треба мати 0.5 кг такого цікавого металевого стопу як неодім-залізо-бор. Неодим – рідкоземельний елемент. Ціна 460 дол США за 1 кг. Головна проблема із вітровою енергією – її залежність від погоди: то перебільшення виробленої енергії над споживанням, то недостатня потужність вітру, щоб перекрити потреби. Для стабілізації потрібні спеціальні заходи – і вони знайдені. Наведемо один оригинальний приклад із Німеччини.

Професор Хенинг Зоз стверджує: поєднання вітрової електричної енергії для вироблення водню та матеріалу ZOLIBAT, який створює гидрид металу із воднем, отже зв’язує його у твердому вигляді, роблять революційний переворот у майбутньому транспортних засобів. «Більше нетреба бензину та нафти, більше не буде канцерогенних викидів», - запевняє Зоз. Мова йде про використання водню як моторного палива та переходу на електромобілі, яких до 2020 р планують випустити на дороги Німеччини вже до 1 млн штук. «Бомба» - так сказав міністр іноземних справ Росії, коли Зоз знайомив того із своїми досягненнями. «Це не бомба, це зелений Світ», – відповів Зоз. [8] (Саме тому, для німців російський природний газ є найдешевшим – бо він скоро їм і насправді не буде потрібний). Звідси висновок – вітрові станції повинні бути досить значної потужності та об’єднані у локальні мережі, щоб забезпечити гнучкість по лінії «споживання – виробітка електроенергії»

Але для побутового рівня використання вітрової енергії малої потужності породжує достатні проблеми, які не має сенсу детально обговорювати у цій статті.

Фіг. 6. Зелена відновлювальна енергія (Першоджерело [7] доопрацьоване автором)

В той же час – нагадаємо початок статті - наш Світ вже влаштований раціонально. Як хочете, згідно божому замислу або згідно мудрості природи, працює на повну потужність механізм фотосинтезу. Розглянемо Фіг 6. Рослини поглинають вуглекислий газ та вологу повітря та за участі сонячного світла утворюють рослинну біомасу. Це включає в себе все – і дерева, і трави, і рослинний планктон океанів. І це є чистий природний процес. Побічним продуктом фотосинтезу є кисень, який саме рослини повертають в атмосферу й надають нам можливість вільно дихати.

Тепер, якщо люди раціонально будут вести, наприклад, лісове господарство, та заготовлювати визрілу, стару, некондиційну для промисловості деревину на дрова, то вони отримують чисте зелене паливо. Якщо солому не покидати на полях, а концентрувати на локальних газогенераторних станціях, то можна забезпечити локальні громади власною дешевою енергією, також чистою та зеленою.

Чому чисте й зелене? Тому що при спалюванні таких сучасних відходів біомаси ми повертаємо в обіг ту саму кількість вуглецю через димовий газ СО2, яка й була використана через фотосинтез для утворення біомаси у наш час. Ми зв’яжемо певну кількість кисню, але зелені рослини повернуть його через фотосинтез знову у наше сьогодення. Підкреслюємо саме це – при зовнішній подібності процесів – спалювання викопного органічного палива та палива із сучасної біомаси різняться радикально. В першому ми незворотньо збільшуємо кількість СО2 в атмосфері та зв’язуємо незворотньо певну кількість кисню – тому що сучасний рослинний світ не має до того ніякого відношення і не встигне переробляти додаткові обсяги СО2. В другому випадку – ми здійснюємо природний колообіг вуглецю та кисню в природі. Ми тільки повинні бути раціональними – зрубав старе дерево – посади п’ять. Це і є природний колообіг та зелений світ у гармонії із всім Всесвітом.

І це стосується не тільки деревини та соломи, але практично всіх біоорганічих відходів, які утворені у вигляді відходів господарської діяльності людини. Таку біомасу треба в той чи інший спосіб переробляти на зручне для використання паливо. Потенціал України в цьому за грунтовними оцінками еквівалентний 30 млрд кубічних метрів природного газу. [9]

Біомаса АПК України – потенціал основних складових в млн. тон умовного палива (туп):

• Солома зернових = 3.17

• Солома р iпаку = 0.96

• Відходи кукурудзи на зерно = 8.59

• Відходи соняшника = 5.55

• Деревина = 1.87

• Біогаз із гною = 0.35

• Енергетичні культури (міскантус, тополя, верба) =10.30

• Всього на 2011 = 38.24 або це еквівалентно заміщенню до 30 млрд кубів природного газу.

Підкреслюємо: це відновлювальні джерела енергії, утворені у природний спосіб щорічно

(1 туп = 29 310 МДж або 815 куб метрів природного газу = 8.130 МВатт*годин)

Ось тут й прикладати зусилля, починаючи із себе: зміна споживацького підходу до життя, енергозбереження, розробка та розвиток зеленої енергетики на всіх рівнях власними зусиллями нашої української спільноти, бо якось знову на державу надій мало...

ДЖЕРЕЛА

1. www.hubble site.org .

2. http://phys.org/news/2014-05-astronomers-realistic-virtual-universe.html

3. C аннікова Л. П. «Од Коляди до Коляди»: календар – невід’ємна частка звичаєвої культури (узгодження життя людини на Землі) – Науково-Просвітницьке товариство «Просвіта-Світовид», Івано-Фарнківськю – Альманах № 1. – 2013 р – 66-72 стр.

4. Dooley JJ, Runci PJ & Luiten EEM: "Energy R&D in the Industrialized World: Retrenchment and Refocusing", Report PNNL-12061, 1998, Pacific Northwest National Laboratory/Battelle Memorial Institute, USA. Also, Dooley JJ: "Research and Development: Are We Spending Enough? No", Power Economics, September 2000. Dooley JJ & Runci PJ: "Adopting a Long View to Energy R&D and Global Climate Change", Report PNNL-12115, 1999, Pacific Northwest National Laboratory/Battelle Memorial Institute, USA. Margolis RM & Kammen DM: "Underinvestment: The Energy Technology and R&D Policy Challenge",Science, vol 285, 30 July 1999, pp 690-692.

5. Duke R. D. & Kammen DM: "The Economics of Energy Market Transformation Initiatives", The Energy Journal, vol 20 (4), pp 15-64. Also, Dooley JJ: "Unintended Consequences: Energy R&D in a Deregulated Energy Market", Energy Policy, vol 26, 1998, pp 547-555.

6. Jefferson M: "Trends in research and development funding", Annex to "Energy Policies for Sustainable Development" in "World Energy Assessment: Energy and the Challenge of Sustainability", UNDP, New York, 2000. Also, Sagar A: "Research and Development: Are We Spending Enough? Yes", Power Economics, September 2000.

7. www.biomassenergycentre.org.uk

8. http://nauka.in.ua/news/archive/article_detail/6061?sphrase_id=3647

9. Г.Г. Гелетуха, П. Кучерук, Ю. Матвеев . “Развитие биогазовых технологий в Украине и Германии» НТЦ «Биомасса»– FNR, GFA – Київ – Гюльцов, 2013. (www.uabio.org)

Д. М. Федоров, кандидат технічних наук (теплофізика та промислова теплоенергетика), Незалежний дослідник, науковий експерт ПП «ЛАДОТЕРМ»

Травень – червень 2014,

с. Легедзине, Черкаська область