Эрчим хүчний хэрэглээ, хүрэлцээний асуудал дэлхий дахинд нийтлэг “толгойн өвчин” болоод удсан. Өндөр хөгжилтэй улсууд цахилгааны хэрэглээгээ тасалдуулж, гал алдчихгүй байгаа хэдий ч энэ салбар нь “улайсаж, хагарах” эрсдэлтэй явж ирснийг Засгийн газруудынхаа түвшинд ярьдаг. Цахилгаан хангамж, эрчим хүчний нийлүүлэлтийн асуудал ингэж дэлхийн түвшинд улс төрийн хүрээнд халуун сэдвүүдийн нэг болсон өнөө үед нар, салхитай “найзлах” нь бие даасан, тогтвортой хөгжилд хөтлөх зэвсэг гэж тодорхойлж байна.

Тиймээс дэлхий нийтээрээ уламжлалт аргаас гадна өөр эх үүсвэрүүдийн эрэлд гараад багагүй хугацааг үдсэн. Эл эрэл хайгуул нь эргээд байгаль дэлхийд ээлтэй технологид суурилж буй. Сансрын эр чим, байгалийн нөөц болсон нар, салхины хүчийг ашиглах нь хамгийн зөв шийдэл гэдэгтэй бүгд санал нийлж, энэ чиглэлийн олон талт төслүүдийг хэрэгжүүлж иржээ. Сүүлийн үед нарны эрчим хүчний эх үүсвэрийг олон улсад түгээмэл нэвтрүүлэх болов. Манай Засгийн газар ч энэ тал дээр чамлахааргүй шийдвэрүүдийг гаргалаа. Өгөөж нь алсдаа бус, ойрын ирээдүйд харагдах учиртай, нар, салхины технологийн өртөг дэлхийн хэмжээнд зогсолтгүй буурч байгаа нь үүнд нөлөөлөх буй за.

Нарны цацраг (гэрэл, дулаан)-ийг ашиглан гаргаж авдаг сэргээгдэх эрчим хүчний технологи нь нүүрсний хэрэглээг бууруулж, хорт хийн ялгарлыг багасгах том дэвшил. Хамгийн чухал нь дуусашгүй нөөц юм. Ажиллах зарчмын хувьд энгийн шигээ технологийн хөгжлийг дагаад өртөг, зардал улам багасах төлөвтэй, алслагдсан бүс, хязгаар нутгуудад ч хүртээмжтэй хэрэглээ. “Дэлхийн цахилгаан эрчим хүчний тойм 2025”-д дурдсанаар нарны эрчим хүчний нөлөөгөөр сэргээгдэх эрчим хүчний өсөлт 40 хувиас давсан” гэжээ. Гэсэн хэдий ч чулуужсан түлш олборлолтыг бууруулах нь дэлхий нийтийн нэгдсэн зорилго. Хятад улс нартай “түншлэх” салбарт олон талаар дэлхийн гол тоглогч болсон.

Нарны эрчим хүчний түүхэн дэх чухал нээлтийг 1839 онд Францын эрдэмтэн Эдме Беккерел хийжээ. Тэрбээр фотоэлектрик нөлөөлөл (цахилгаан соронзон цацрагийн нөлөөгөөр электроныг гаргах. Нарны зай, аюулгүй байдлын системд ашигладаг)-ийг нээсний дараа 1883 онд Америкийн зохион бүтээгч Чарльз Фриц үүнийг нь ашиглан анхны нарны зай бүтээсэн бол 1954 онд “Bell Labs” (Өмнө нь дан Америкийн компани эзэмшдэг байсан. Өдгөө Финландтай хамтарсан, харилцаа холбоо, электроник, компьютерийн системийн судалгааны төв) анх нарны хавтан үйлдвэрлэжээ. 1970-аад онд илүү үр ашигтай, хямд үнэтэй нарны хавтан бий болгохын тулд эрчимтэй ажилласнаар нарны эрчим хүчний өртгийг эрс бууруулсан. Мэргэжилтнүүдийн тодотгосноор ойрын таван жилд фотоэлектрик системүүд дэлхийн сэргээгдэх эрчим хүчний бүх хүчин чадлын 80 орчим хувийг эзлэх төлөвтэй.

Өнөөгийн түвшинд дэлхийн эрдэмтэд хиймэл нар бүтээх хэмжээнд технологийг хөгжүүлж байна. Жишээ нь, Хятадын мэргэжилтнүүд хиймэл нар буюу EAST реактор бүтээх нүсэр ажлаа ирэх 2027 он гэхэд бүрэн дуусгахаар төлөвлөсөн. Хэдийгээр энэ нь нарны хавтан биш ч нарны цөмд өрнөдөг үйл явцын зарчмаар ажилладаг байгууламж. Плазмыг 150 сая градус хүртэл халаах хүчин чадалтай буюу хязгааргүй энергийн эх үүсвэр гэсэн үг. Урт хугацаанд цацраг идэвхт хаягдалгүй, цэвэр эрчим хүчний эх үүсвэр бий болгох зорилгоор 1990-ээд оноос хөгжүүлж буй эл төслийг 2050 он гэхэд эцэслэж, хиймэл нарыг “хөөргөхөөр” төлөвлөсөн талаар “Bloomberg” мэдээлжээ. Хөнгөн атомын цөмийг хүнд цөм болгон хувиргах буюу цөмийн хуваагдалд тулгуурладаг энэ технологийг 2021 онд туршихад хүлээлтээс давсан үзүүлэлттэй байж, халуун плазмыг барих хугацаанд дээд амжилт тогтоосныг дэлхийн хэвлэлүүдэд шуугиантай мэдээлсэн. Гэхдээ энэ бол тусдаа сэдэв учраас орхиод, нарны хавтантай эргээд “уулзъя”.

Хавтангуудын хувьд эхэндээ нарны цацрагийг цахилгаан болгон хувиргах чадвар нь маш бага байв. Ердөө дөрөв хүртэл хувийн үр ашигтай байсан бол өдгөө хэрэглээнд өргөн нэвтрүүлсэн нарны зайн модулиуд нарны гэрлийг 20, 30-аас дээш хувьтай хувиргах хүчин чадалтай. Энэ үзүүлэлт жил ирэх тусам нэмэгдэж буйг мэргэжилтнүүд тодотгожээ. Гэхдээ ийм үр дүнд хүртлээ багагүй хугацаа туулсан. Учир нь энэ чиглэлийн технологийн өртөг, үнэ харьцангуй өндөр байсантай холбоотой. Тиймээс үүнийг нэвтрүүлсэн тохиолдолд урамшуулал олгохоос эхлээд хууль журмын хэмжээнд зохицуулалт хийж ирсэн байна, олон улсад. Сүүлийн 10-аад жилд нарны хавтан суурилуулах зардал бараг 90 хувиар буурсан бөгөөд цаашид ч ийм төлөвтэйг салбарынхан таамаглаж байна.

Эрчим хүчний уламжлалт эх үүсвэр болсон газрын тос, хий, нүүрс бий болоход хэдэн зуу, мянган жил шаардлагатай. Энэ утгаар бол хязгаарлагдмал нөөц. Түүнчлэн байгаль орчны онгон, тэнцвэрт байдал алдагдаж, амьтан, ургамлын олон төрөл зүйлд эрсдэлтэй учраас хязгааргүй нөөц бүхий эх үүсвэрийг түлхүү ашиглахаар олон улс санал нэгдсэн. Тиймдээ ч дэлхий даяар нарны эрчим хүчний хэрэглээ хурдацтай тэлснээр энэ салбарт өрсөлдөөн бий болжээ. Ялангуяа эрчим хүч хадгалах систем болон цахилгаан тээврийн хэрэгсэл нь нарны эрчим хүчтэй зэрэгцэн хөгжиж, нэгнийхээ давуу талыг нэмэгдүүлж буй хос “морь” болсон нь олзуурхууштай.

Нарны эрчим хүчийг янз бүрийн аргаар хуримтлуулан, цуглуулдаг. Хамгийн түгээмэл нь хавтангаар дамжуулах арга. Барилгын салбарт энэ технологийг өргөн ашигладаг. Нарны хавтангуудыг ихэвчлэн дээвэр дээр, эсвэл задгай талбайд суурилуулдаг нь том давуу тал буюу тусгайлсан байгууламж шаардахгүй. Хавтангаар дамжуулан үйлдвэрлэсэн эрчим хүчийг хадгалах нь улам бүр чухал асуудал болжээ. Тиймээс нарны эрчим хүчний хадгалалтын шийдлүүдийг цахилгаан үйлдвэрлэгч хавтангийн суурилуулалттай цогцоор шийдэх нь чухал учраас олон улсын мэргэжилтнүүд ухаан уралдуулж буй. Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хувьд байгаль орчинд үзүүлэх сөрөг нөлөө багатай тул ойрын болон хэтийн ирээдүйд энэ салбарын гол бүрэлдэхүүн байх болно. Үүний хэрэглээ нэмэгдэхийн хэрээр нарны эрчим хүчнийх ч өсөхийг салбарын шинжээчид онцолж байна.

Уг эх үүсвэрээр хуримтлуулсан эрчим хүчийг хадгалах системтэй дэлхийн хамгийн том нарны цахилгаан станцыг Хятадын Ганьсу мужид байгуулснаа өнгөрсөн онд ашиглалтад оуулсан. Энэ нь нарыг автоматаар дагаж хөдөлдөг, асар том толин систем бөгөөд шөнийн цагаар ч цахилгаан үйлдвэрлэх боломжтой, жилд 1.8 тэрбум кВт/ц “гэрэл” гаргах хүчин чадалтай. Үүнээс өмнө эл технологийг хэд хэдэн улс ашиглаж ирсний нэг нь Австрали. Ирээдүйд нарны дулааны цахилгаан станцууд нь эрчим хүч хадгалах сүлжээг тогтворжуулах, суурь ачааллыг дэмжихэд илүү чухал үүрэгтэй.

Дэлхийн агаар мандал, хуурай газрын гадаргуу, далай, тэнгист шингэсэн нарны энергийн нийт хэмжээ жилд ойролцоогоор 3 850 000 экзажоул (EJ бол улс орнуудын жилийн эрчим хүчний хэрэглээ, дэлхийн цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэл, нөөц зэргийг хэмжихэд ашигладаг энергийн нэгж, ойролцоогоор 277.8 тэрбум киловатт/цагтай тэнцэнэ). Ийм хэмжээний энерги дээр “сууж” байгаа хүн төрөлхтөн эрчим хүч ний дутагдалд орох талаар ярих нь утгагүй гэдгийг судлаачид онцолдог. Гэхдээ хүмүүсийн ашиглаж болох нарны эрчим хүчний хэмжээ дэлхийн гадаргуу орчмынхоос өөр. Учир нь өдөр, шөнийн мөчлөг, үүлэн бүрхүүл, газрын гадаргуун хүртээмжит байдал зэрэг хүчин зүйл нь ашиглах боломжтой эрчим хүчний хэмжээг бууруулдаг. Гэсэн хэдий ч төсөөллөөс давсан их нөөц. НҮБын Хөгжлийн хөтөлбөр, Эдийн засаг, нийгмийн асуудал эрхэлсэн газар, Дэлхийн эрчим хүчний зөвлөл хамтран хүн төрөлхтөн нарны эрчим хүчийг ашиглах боломжит байдлын үнэлгээг 2000 онд танилцуулжээ. Дулаалга, үүлний бүрхүүл, газрын гадаргуу зэрэг хүчин зүйлийг тооцон гаргасан үнэлгээгээр дэлхийн нарны эрчим хүчний боломж жилд 1575-49 837 EJ байгааг тогтоосон байна. Эрдэмтдийн тооцоолсноор дэлхийд хүрч буй нарны гэрлийн ердөө 0.02 хувь нь хүн төрөлхтний бүх эрчим хүчний хэрэгцээг хангахад хангалттай.

Шингээх, боловсруулах, түгээх аргаас нь хамаарч нарны эрчим хүчийг идэвхтэй, идэвхгүй гэж ангилдаг. Идэвхтэй технологи нь нарны цацрагийг ашигтай эрчим хүч болгон хувиргахын тулд фотоэлектрик, төвлөрсөн нарны эрчим хүч, коллектор, шахуурга, сэнс ашигладаг. Энэ нь эрчим хүчний хангамжийг нэмэгдүүлдэг бол идэвхгүй технологиуд нь нэмэлт эрчим хүчний эх үүсвэрийн хэрэгцээг бууруулдаг.

үүх сөхвөл, нарны эрчим хүчний анхдагч хэмээдэг Америкийн зохион бүтээгч Фрэнк Шуман 1897 онд эфирээр дүүргэсэн саван дээр нарны гэрэл тусгаж, буцалгах туршилт хийжээ. Тэрбээр Оросын эрдэмтэн А.С.Э.Акерман, Британийн физикч Чарльз Вернон Бойс нартай хамтран нарны цахилгаан станц барих зорилгоор 1908 онд “Sun рower” компани байгуулав. Эфирийн оронд ус ашиглаж, толины тусламжтайгаар нарны гэрлээр ажилладаг бүрэн хэмжээний уурын хөдөлгүүр бүтээснээр 1912 онд нарны хөдөлгүүрийн системийг бүхэлд нь патентлах боломжтой болжээ. Үүний дараа тэрбээр 1913 он гэхэд Египетийн Каир хотын Маади дүүрэгт нарны дулааны цахилгаан станц барьсан нь дэлхийд анхных юм. Дэлхийн I дайны үе болон 1930-аад онд хэд хэдэн газарт газрын тосны нээлт хийсэн нь нарны эрчим хүчний хөгжилд багагүй саад учруулсан. Шуманы үндсэн загварын талаар 1970аад онд дахин хүчтэй ярих болжээ. Олон улсын хэвлэлүүд энэ талаар эрчимтэй дуугарч “Нарны эрчим хүчийг ашиглах нь арилжааны хувьд хэрэгтэй. Газрын тос, нүүрсний нөөц шавхагдсаны дараа хүн төрөлхтний ирээдүйн эрчим хүчний шавхагдашгүй эх үүсвэр болохыг нотолсон. Энэ бол эх дэлхийд хөнөөлгүй арга” зэргээр бичиж байв. Үүнээс 100 гаруй жилийн дараа өнөө үед тус салбарт Хятад олон талаар дэлхийд тэргүүлсээр. АНУ-д арилжаа болон орон сууцын барилгад ашигладаг эрчим хүчний 30-50 хувьд нарны халаалт, хөргөлт, агааржуулалтын систем ашиглаж байна. Жишээ нь, 1939 онд ашиглалтад оруулсан Массачусетсийн технологийн институтийн нэг корпусыг дулааны энерги хадгалах аргаар жилийн турш тасралтгүй халаах боломжтой аж.

Тэгвэл нарны эрчим хүчээр давстай усыг шүүж, ундны хэрэгцээнд нийлүүлдэг туршлагаар Араб, Индонез арвин түүхтэй аж. Ийм хувиргалтыг бүр XVI зуунд араб алхимичид бүтээсэн талаар сударт өгүүлсэн бол нарны эрчим хүчээр давсгүйжүүлэх томоохон төслийг анх 1872 онд Чилийн Лас Салинас уурхайн олборлолтод хэрэгжүүлжээ. Нарны энергийг ашиглан савтай усыг ариутгадаг тун энгийн арга бий. Усыг хэдэн цагийн турш нарны гэрэлд байлгадаг бөгөөд ДЭМБ үүнийг айл өрхийн хэрэглээнд хамгийн аюулгүй, боломжит арга гэж зөвлөсний дагуу хөгжиж буй орнуудад өргөн ашигладаг. Үүнд ямар нэгэн технологи бус, олон улс үндэстний уламжлалт ухаан нөлөөлсөн. Гэхдээ л нарны технологи гэж үздэг байна. Тэнгэрийн шар “авхайн” хүч чадлыг цөөрөм замагжуулахад мөн ашигладаг. Ямар ч бодис, эрчим хүч зарцуулахгүйгээр бохир усыг цэвэрлэхийн тулд ийм арга хэрэглэдэг байна. Энэ мэтээр салбар бүрд нарны энерги, түүнээс гаргасан эрчим хүчийг ашиглаж иржээ. 2050 он гэхэд дэлхийн цахилгаан эрчим хүчний хамгийн том эх үүсвэр нь нарны эрчим хүч болох төлвийг олон улсын шинжээчид мэдээлсэн. Нарны цахилгаан станцуудын төлөв ийм байна.

1980-аад онд Калифорнид анхны туршилтын нарны цахилгаан станцуудыг байгуулжээ. Өнөөдрийн байдлаар Мохаве цөл (Калифорни. 2014 онд ашиглалтад оруулсан)-д байрлах Иванпах нарны цахилгаан үүсгүүрийн систем дэлхийд эрэмбээрээ тэргүүлдэг. Суурилуулсан хүчин чадал нь ойролцоогоор 392 МВт. Америкийн Агуа Калиенте (250 МВт), Энэтхэгийн Чаранка (221 МВт) ч том гэсэн ангилалд багтдаг.

Харин тав хүртэл кВт хүчин чадалтай нарны төхөөрөмжүүдийг дээвэр дээр байрлуулдаг. Өнөөгийн байдлаар Герман улс нарны жижиг цахилгаан станцын тоогоороо тэргүүлж байна. Тодруулбал, Хятад улс нарны хавтангийн нийт үйлдвэрлэлээр тэргүүлдэг бол Герман жижиг, хувийн суурилуулалтын чиглэлээр эхэнд эрэмбэлэгддэг. 2025 оны эхний хагасын тооцооллоор жижиг станцын тоо таван сая гаруй, тагтны хавтангийн хувьд ойролцоогоор 800 000 гэсэн баримт байна. Тус улс 2030 он гэхэд хүлэмжийн хийн ялгарлыг мэдэгдэхүйц бууруулж, 2045 он гэхэд нүүрстөрөгчийн саармагжилтад хүрэх зорилтынхоо хүрээнд эрчимтэй “ногоорч” байна. Ихэвчлэн үүлэрхэг байдаг Дани, Британи ч нарны хавтан ашиглалтаараа тэргүүлэгчийн эгнээнд явна. Нарны хавтан суурилуулсан байшин илүү үнэ цэнтэй, өргөн боломжтой байдаг нь цахилгааны төлбөр бага, илүүдэл эрчим хүчийг борлуулах боломжтой гэдэгт холбоотой. Барууны орнууд энэ чиглэлийн дэмжлэгийг иргэддээ олгодог олон хөтөлбөр хэрэгжүүлдэг учраас жил ирэх тусам нарны хавтангийн хэрэглээ өсөж буй.

Хятад улс дэлхийн зах зээлд борлуулдаг хавтангийн 70 хувийг дангаар нийлүүлдэг. Нэг багц нарны хавтангийн ашиглалтын хугацаанд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн ялгарлыг 100 тонноор бууруулдаг гэсэн тооцоолол бий. Энэ нь 20 автомашины жилийн турш ялгаруулах хорт хийтэй тэнцэх үзүүлэлт. Нарны болон бусад сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг хөгжүүлэх нь Парисын хэлэлцээрт заасны дагуу дэлхийн температурын өсөлтийг хоёр градусаас доош байлгах зэрэг олон улсын хамтын нийгэмлэгийн уур амьсгалын зорилтуудад чухал үүрэгтэй.

Нарны гэрлийн хүртээмж архитектурын хөгжил дэвшилд хамгийн их нөлөөлснийг судлаачид онцолдог. Энэ нь ахуйгаар илэрдэг буюу монголчууд эртнээс гэрийн хаалгаа урагш харуулдаг шиг грек, хятадууд ч ингэдэг нь гэрэл, дулаантай холбоотой. Тэгвэл орчин цагт архитектурын шийдлээр бүх орон сууц, барилга байгууламжид нарны гэрлийг “хүртээдэг” хот цөөнгүй бий. Ийм ухаалаг шийдлийг Испанийн Валенсиагаас харж болно. Мөн Шведийн Стокгольм, Хельсимборг зэрэг Скандинавын орны хотуудын эко шийдлүүд жишиг юм.

Нарны гэрлээр ажилладаг технологийг хөдөө аж ахуй, цэцэрлэгжүүлэлтэд хамгийн өгөөжтэй ашигладаг жишээгээр Нидерландын Вестланд хотын хүлэмжүүдийг нэрлэдэг. Хүлэмж нь нарны гэрлийг дулаан болгон хувиргаж, жилийн турш тариалах боломж олгодог уламжлалт сонгодог арга юм. Ромын эзэн гүрний үед хүлэмжид жилийн турш өргөст хэмх тариалдаг байжээ. Өнөөдөр энэ аргаар дэлхийн зах зээл дэх нарийн ногоо, жимс жимсгэний багагүй хувийг нийлүүлж байна.

Нарны энергийг ашигладаг технологийг ус болон сансрын хөлгийн халаалт, хөргөлт зэрэгт өргөн ашигладаг. Өнөөгийн сансар судлалд наран авхайн энерги хамгийн чухал. Олон улсын сансрын станцыг, Бархасбадь гаргийг судалж буй “Жуно” зэрэг гараг хоорондын судалгааны аппаратуудыг ч нарны эрчим хүчээр ажилладаг төхөөрөмжөөр хөдөлгөдөг. Хэдийгээр ийм өргөн хүрээнд ашиглаж, ирээдүйн эх үүсвэр хэмээдэг ч нарны төхөөрөмжүүд байгаль орчинд, тухайлбал, амьтан, ургамалд нөлөөлж болзошгүй хэмээн болгоомжилдог судлаачид бий.

Э.Хана

https://www.unuudur.mn/a/280332