В опытной эксплуатации находится несколько десятков объектов (жилых домов разной этажности, оз­доровительных учреждений, пионерлагерей, гостиниц и т. п.), оборудованных системами солнечного горячего водоснабжения, отопления или охлаждения воздуха в летнее время.
В настоящее время часто говорят о необходимости широкого проведения работ по использованию тепла земных недр для нужд энергетики. Основная трудность здесь состоит в организации на большой глубине тепло­обмена в крупных масштабах. Безусловно, проблема эта тоже актуальна, но для ее осуществления необходима разработка принципиально новых решений.
Определенную роль в энергетике будущего будут иг­рать и такие источники энергии, как ветер, морские при­ливы, а также новые источники энергии, базирующиеся на методах прямого преобразования тепловой энергии в электрическую — МГД-генераторы, термоэмиссионные, термоэлектрические и электрохимические преобразовате­ли. Уже в настоящее время в ряде областей науки, техни­ки и народного хозяйства страны эти новые источники, и прежде всего термоэлектрические, нашли довольно значи­тельное применение (катодная защита газо- и нефтепро­водов в районах, лишенных классических источников электроэнергии, питание систем дистанционного управле­ния, автоматизированных радиорелейных станций, авто­матических метеостанций и т. д.).

В 1977 г. принято решение о строительстве на севере Италии первой в Европе солнечной энергетической стан­ции электрической мощностью МВт стоимостью 8,4 млн. долл. Во Франции планируется ввести в 1980 г.
Основу программ по использованию солнечного излу­чения для производства электроэнергии составляют раз­работки солнечных электростанций, использующих паро­турбинный цикл преобразования энергии. Предметом раз­работок главным образом является так называемая башенная схема, по которой парогенератор устанавлива­ется на башне и обогревается потоком солнечного излу­чения, отраженным от большого числа размещенных во­круг башни зеркал — гелиостатов и.
В СССР исследования по использованию солнечной энергии проводятся в научных учреждениях Москвы, Ташкента, Ашхабада, Еревана и др. Такими исследова­ниями охватываются вопросы разработок солнечных си­стем опреснения воды, отопления, кондиционирования и горячего водоснабжения, преобразования солнечной энергии в электрическую с помощью фотоэлектрических, термоэлектрических и термоэмиссионных преобразовате­лей, высокотемпературных технологических процессов е использованием солнечной энергии и т. п.

Необходимо отметить, что разразившийся энергетиче­ский кризис в странах Запада явился новым толчком к проведению более широких исследований в области ис­пользования солнечной энергии. По прогнозу, доля по­требления возобновляемых источников энергии в 2000 г. может составить около 10%, в том числе гидро- и гео­термальной — 7 %, солнечной — 2—3%. В этот период ожидается внедрение в мировую энергетику и новых принципов использования традиционных топлив, и широкое промышленное освоение альтернативных источников, в первую очередь солнечной энергии. Исследования в об­ласти использования солнечной энергии ведутся во мно­гих странах мира: Испании, Швейцарии, Австралии, Индии, странах Африки и Ближнего Востока, Латинской Америки. В США, Франции, Японии, ФРГ исследова­тельские работы по этим вопросам проводятся на уровне национальных программ, рассчитанных на длительный период. По прогнозным оценкам, в США к 2020 г. при условии успешной реализации программы развития солнечной энергетики за счет солнечных установок можно будет удовлетворить от 10 до 30% энергетических потреб­ностей страны, что даст экономию до 30% газообразного и 10% жидкого топлива, и обеспечить 20% потребностей страны в электроэнергии.

Большие надежды связываются с использованием солнечной энергии. Солнце ежесекундно посылает на Землю 4-1013 ккал. До поверхности Земли доходит по­ловина этой энергии, другая половина рассеивается и по­глощается в атмосфере. Облака, пыль и т. п. уменьшают часть доходящей энергии примерно до 40% 10- И все же общее количество солнечной энергии получается в десят­ки раз больше, чем то, которое может дать «предельно» допустимое использование управляемой термоядерной реакции. К тому же ее использование не приводит к за­грязнению окружающей среды и нарушению теплового баланса Земли.
Как видим, человечество имеет неистощимые ресурсы солнечной энергии, и задача состоит в том, чтобы нау­читься эффективно, с минимальными затратами их ис­пользовать.
Одним из препятствий широкому использованию сол­нечной энергии является низкая интенсивность солнечной радиации даже при самых лучших атмосферных услови­ях.

Большое значение имеет дальнейшее развитие гидро­энергетики. Полный гидроэнергетический потенциал рек земного шара оценивается примерно в 33 триллио­на кВт-ч годовой выработки электроэнергии, или ОКОЛО 3,8 млрд. кВт гидроэнергетической мощности; исходя из экономической целесообразности, можно использовать около одной четверти этого потенциала (менее 1 млрд. кВт для всего земного шара) 9. Основные достоинства гидроэлектростанций заключаются в неиссякаемости энергоресурсов рек, низкой себестоимости вырабатывае­мой ими электроэнергии, отсутствии вредного воздействия на окружающую среду. Недостатком является относи­тельно высокая стоимость их строительства.
Создание ГЭС с регулирующими водохранилищами очень важно для покрытия «пиковых» нагрузок. В связи с этим особенно целесообразно комплексное развитие гидро- и теплоэнергетики. Определенную перспективу имеют гидроаккумулирующие электростанции в качестве «пиковых» мощностей. Их преимущества заключаются в большом ресурсе работы оборудования, низких эксплуа­тационных расходах, малом времени пуска установки (секунды) и т. д. Основной их недостаток — относительно высокая стоимость строительства.
Ограниченность мировых запасов химического и ядер­ного топлива, жесткие требования, предъявляемые к топ­ливно-энергетическому комплексу с точки зрения защиты и сохранения биосферы, заставляют ученых многих стран вести интенсивный поиск новых, более «чистых», мощных и неограниченных топливными ресурсами источников энергии.

Недостаток атомных электростанций, особенно с бы­стрыми реакторами-размножителями, заключается в том, что постепенно практически все запасы урана и тория будут переведены в долгоживущие радиоактивные остат­ки деления, что может иметь вредные последствия. В этой связи особую важность приобретает проблема надежного захоронения продуктов радиоактивного распада ядерного горючего. Необходимы надежные гарантии того, что даже при захоронении глубоко под землей осколки деления в течение столетий не смогут попасть в подземные воды, Проводимые в этой области исследования дают положи­тельный результат. Не нужно сбрасывать со счетов и ту возможность, что со временем ученые могут найти спо­соб перевода долгоживущих радиоактивных осколков де­ления в короткоживущие: тогда проблема уничтожения радиоактивных отходов атомных электростанций будет решена окончательно.

Многие страны мира, особенно те, которые не имеют достаточных ресурсов химического топлива, приступили к развитию атомной энергетики. В последнее время рас­сматривается возможность строительства АЭС и в неко­торых странах, богатых ресурсами химического топлива.
В настоящее время атомная энергетика развивается на основе создания и широкого внедрения ядерных реак­торов с тепловыми нейтронами и создания и освоения реакторов на быстрых нейтронах. В СССР, США, Англии, Франции и некоторых других странах ведутся разработки оптимальных типов реакторов-размножителей, которые позволяют использовать очень большую долю от всего добываемого урана в качестве делящегося материала. Как отмечает академик Н. Н. Семенов, эффективность добываемой руды можно повысить почти в 100 раз. При этом становится экономически целесообразной разра­ботка даже очень бедных месторождений урана, а также добыча его из морской воды.

В 1973 г, мировое потребление всех энергетических ресурсов составило около 9 млрд. т условного топлива. I Если представить, что к концу XX в. оно поднимется до 25. млрд. и все потребности в энергоресурсах будут удов­летворяться только за счет химического топлива, то по уровню потребления 2000 г. человечеству хватит его ре­сурсов примерно на 150 лет 3.
Оценить природные ресурсы ядерного топлива еще сложнее. Тем не менее, по многим оценкам, извлекаемые природные ресурсы урана и тория (при использовании ядерных реакторов на быстрых нейтронах) по своему энергетическому эквиваленту существенно превосходят запасы химического топлива. Это дает возможность сде­лать оптимистический вывод о том, что человечество не столкнется с катастрофической нехваткой топлива.
Мощные тепловые электростанции, работающие по базисному графику нагрузки, должны использовать пре­имущественно . уголь. Для «пиковых» электростанций, расположенных в городах, для теплоэлектроцентралей и в ряде случаев для маневренных или «полупиковых» электростанций желательно (а часто и необходимо) газообразное и жидкое топливо. Поскольку потребление электроэнергии сильно зависит от сезона и времени су­ток, все большее применение находят «пиковые» энерго­установки, работающие относительно короткое время (один—два часа в сутки) в период максимального по­требления электроэнергии. В настоящее время удельный вес «пиковых» мощностей во всех странах мира увеличи­вается.

В понятие «энергетика» входит все многообразие ме­тодов получения и практического применения различных видов энергии для производственных и бытовых нужд. Но особое значение имеет электроэнергия в силу универ­сальности использования, возможности передачи ее на значительные расстояния, дробления и концентрации в любых, практически необходимых пределах. Применение электричества привело к появлению принципиально но­вых, прогрессивных технологических процессов, созданию высокоэффективных машин и механизмов, широкой меха­низации и автоматизации производства, увеличению энерговооруженности народного хозяйства. Производство электрической энергии на Земле неуклонно увеличивает­ся: в среднем оно удваивается каждое десятилетие. Очевидно, в предвидимом будущем не хватит природных энергоресурсов, используемых современными методами техники.
В настоящее время электроэнергия вырабатывается в основном за счет сжигания различных видов топлива на тепловых электростанциях. Главными направлениями развития электроэнергетики сейчас и до конца XX в. являются теплоэнергетика и атомная энергетика. Следо­вательно, для подавляющего большинства вновь создава­емых электростанций источниками энергии будут служить химическая энергия топлива и ядерная энергия. В этой связи рассмотрим вопрос об имеющихся на Земле ресур­сах химического и ядерного топлива.

Рассматривая перспективу будущего развития челове­чества с учетом прогнозируемого значительного роста на­селения на Земле, необходимо иметь в виду три основные проблемы, которые нужно решить науке: обеспечение на­селения пищей, энергией и сохранение природной среды, пригодной для жизни.
Доля топливно-энергетического комплекса в загряз­нении воздушного и водного бассейнов вредными выбро­сами и в «тепловом загрязнении» окружающей среды весьма существенна. Все это заставляет человечество за­благовременно вести поиск новых источников энергии, которые должны быть и мощными, и «чистыми».
В этом отношении с учетом современного состояния науки и техники весьма перспективными представляются два энергетических источника — управляемый термоядер­ный синтез и солнечная энергия. По некоторым оценкам уже к концу нынешнего столетия управляемый термоя­дерный синтез найдет широкое применение для производ­ства электроэнергии. Вместе с тем необходимо помнить об одном недостатке атомной, термоядерной и топливной энергетики, о котором говорил академик Н. Н. Семенов.