Большие надежды возлагаются на управляемую термоядерную реакцию синтеза легких ядер, в частности изотопов водорода (D— дейтерия, Т — трития). Для реакции синтеза необходима огромная температура — порядка нескольких сотен миллионов градусов. В результате реакции термоядерного синтеза выделяется колоссальное количество энергии: в реакции D4-D— 3,3 млн. эВ, в реакции D4-T— 17,6 млн. эВ. Наиболее заманчиво осуществить синтез ядер только дейтерия, содержащегося в обычной воде в количестве 1/350 от массы водорода или 1/6300 от массы воды. Подсчитано, что 1 л воды по теплотворной способности эквивалентен 300 л бензина, а 1 г дейтерия выделяет в термоядерной реакции теплоту, эквивалентную сжиганию 10 т угля. Энергия, соответствующая сжиганию ежегодно добываемых в мире горючих ископаемых, содержится в кубе воды со стороной всего 160 м.
При овладении энергией ядерного синтеза человечество получило бы доступ к практически неисчерпаемому источнику энергии, безопасному с точки зрения радиоактивного загрязнения окружающей среды, поскольку конечный продукт реакции синтеза дейтерия — гелий безвреден.
Над решением проблемы термоядерного синтеза интенсивно работают физики ряда стран. В 1988 г. было решено объединить усилия по осуществлению проекта международного экспериментального реактора ИТЭР. Предполагается, что экспериментальная эксплуатация ИТЭР сможет начаться в 2003 г.
Энергия ветра.
Около 20% поступающего на Землю солнечного излучения превращается в энергию ветра, которую можно использовать практически во всех районах земного шара. Использование ветра для создания ветровых электрических станций (ВЭС) затрудняется его непостоянством. Сейчас выпускаются промышленные ветроустановки мощностью 4—6 кВт, предназначенные для сельскохозяйственных ферм. За рубежом выпускаются ВЭС мощностью 100 кВт.
В Великобритании принято решение о строительстве в ближайшие годы «ветровых парков» площадью 3-4 км2. В каждом из них будет действовать по 25 ветротурбин суммарной мощностью 8 МВт. В перспективе планируется создание гигантских «ветропарков» площадью 500 км2, состоящих из нескольких сотен энергоустановок.
В Швеции планируется строительство 4000 ВЭС (по 3 МВт каждая), которые обеспечат 20% потребности Швеции в электроэнергии. Большая часть их будет установлена в прибрежных водах на расстоянии 3-5 км от берега. В США к концу 1989 г. насчитывалось 14 тыс. ВЭС общей мощностью 1,4 млн. кВт, а в Дании действовало 2400 ВЭС с суммарной мощностью 253 МВт. Во всем мире интерес к ВЭС растет, несмотря на то что при больших масштабах производства энергии на мощных ветрогенераторахтребуются большие территории, возникают радиопомехи и сильный шум, поскольку концы лопастей рассекают воздух со сверхзвуковой скоростью.
Энергии приливов.
Приливы-отливы наблюдаются в океанах и морях дважды в сутки, причем характер прилива зависит от географической широты местности, глубины моря и крутизны береговой линии. Величина перепада высот при приливе часто превышает 10 м.
Первая приливная электростанция (ПЭС) мощностью 240 МВт была построена во Франции в 1967 г. в месте впадения реки Роны в Ла-Манш. Устье реки было перегорожено дамбой длиной 700 м, в теле дамбы установлены «обратимые» гидроагрегаты, вращающиеся в одну сторону при приливе и в обратную — при отливе.
Стоимость сооружения ПЭС на Роне в 2,5 раза превысила стоимость обычной речной ГЭС такой же мощности. Вблизи Мурманска в 1986 г. построена опытно-промышленная ПЭС мощностью 800 кВт.
В Великобритании обсуждается проект сооружения ПЭС в открытом море. Выявлены участки мелководного моря со стабильным приливом высотой 6 м, на котором планируется строительство невысоких дамб в 10 км от берега. В этих дамбах будут установлены шлюзы и обратимые гидроагрегаты, способные использовать до 45% энергии приливов и отливов. По расчетам, на восьми таких участках можно получать 25% электроэнергии, требуемой в настоящее время стране. При этом отпадает необходимость в сооружении громоздких судоходных шлюзов и затоплении приморских равнин. На вынесенных в море дамбах можно дополнительно построить и ветровые электростанции. Стоимость производимой на такой ПЭС энергии сравнима со стоимостью, получаемой на АЭС.
Геотермальная энергия.
Геотермальная энергия — это энергия, содержащаяся в подземной горячей воде и водяном паре. Запасы термальных вод на территории бывшего СССР оценивались примерно в 200 млн. т условного топлива в год. В настоящее время ежегодно добывается 60 млн. м3 термальной воды, что эквивалентно 500 тыс. т условного топлива.
На юге Камчатки в 1966 г. в долине р. Паужетки пущена первая в стране геотермальная тепловая электростанция (ГеоТЭС) мощностью 11 тыс. кВт. В отдаленных районах себестоимость электроэнергии на ГеоТЭС в несколько раз ниже, чем на дизельных электростанциях с привозным топливом. ГеоТЭС построены также в Италии, Новой Зеландии, США (долина Больших Гейзеров в Калифорнии), в Исландии.
В общей сложности сегодня ГеоТЭС вырабатывают около 0,1 % суммарной мощности электростанций мира. В будущем этот вклад может быть более высоким, поскольку запасы геотермальных ресурсов очень велики. Однако сравнительно недавно обнаружилось, что геотермальные электростанции, работающие на подземном паре и горячей воде, гораздо более радиоактивны, чем тепловые станции на угле, в основном за счет радиоактивного радона и продуктов его распада. Установлено, что из всех естественных источников радиации радон является наиболее опасным. Он ответствен за 3/4 годовой индивидуальной эффективной дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации, и примерно за 1/2 дозы всех естественных источников радиаци.