Альтернативные источники энергии: что надо знать
«Зеленую» энергию выбирают страны, города, компании и граждане. Рассказываем, как возобновляемые источники переходят из категории альтернативных в основные, как они развиваются в России и мире и какое будущее их ждет
Что такое альтернативные источники энергии
Возобновляемую энергию получают из устойчивых источников, таких как гидроэнергия, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, биомасса и энергия приливов и отливов. В отличие от ископаемых видов топлива — например, нефти, природного газа, угля и урановой руды, эти источники энергии не истощаются, поэтому их называют возобновляемыми. Только за 2019 год по всему миру установлено объектов возобновляемых источников энергии (ВИЭ) общей мощностью 200 ГВт.
Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 32)
Виды альтернативных источников энергии
1. Солнечная энергия
Солнце — главный источник энергии на Земле, ведь около 173 ПВт (или 173 млн ГВт) солнечной энергии попадает на нашу планету ежегодно, а это более чем в 10 тыс. раз превышает общемировые потребности в энергии. Фотоэлектрические модули на крыше или на открытых территориях преобразуют солнечный свет в электрическую энергию с помощью полупроводников — в основном, кремния. Солнечные коллекторы вырабатывают тепло для отопления и производства горячей воды, а также для кондиционирования воздуха.
Солнечные панели могут вырабатывать энергию и в пасмурную погоду, и даже в снегопад. Для наибольшей эффективности их стоит устанавливать под определенным углом — чем дальше от экватора, тем больше угол установки панелей.
2. Энергия ветра
Использование ветра в качестве движущей силы — давняя традиция. Ветряные мельницы использовались для помола муки, лесопильных работ) и в качестве насосной или водоподъемной станции. Современные ветрогенераторы вырабатывают электроэнергию за счет энергии ветра. Сначала они превращают кинетическую энергию ветра в механическую энергию ротора, а затем в электрическую энергию.
Ветроэнергетика является одной из самых быстроразвивающихся технологий возобновляемой энергетики. По последним данным IRENA, за последние два десятилетия мировые мощности по производству энергии ветра на суше и на море выросли почти в 75 раз — с 7,5 ГВт в 1997 году до примерно 564 ГВт к 2018 году.
3. Энергия воды
Еще в древнем Египте и Римской империи энергия воды использовалась для привода рабочих машин, в том числе мельниц. В средние века водяные мельницы применялись в Европе на лесопильных и целлюлозно-бумажных предприятиях. С конца XIX века энергию воды активно используют для получения электроэнергии.
4. Геотермальная энергия
Геотермальная энергия использует тепло Земли для производства электричества. Температура недр позволяет нагревать верхние слои Земли и подземные водоемы. Извлекают геотермальную энергию грунта с помощью мелких скважин — это не требует больших капиталовложений. Особенно эффективна в регионах, где горячие источники расположены недалеко к поверхности земной коры.
5. Биоэнергетика
Биоэнергетика универсальна. Тепло, электричество и топливо могут производиться из твердой, жидкой и газообразной биомассы. При этом в качестве возобновляемого сырья используются отходы растительного и животного происхождения.
6. Энергия приливов и отливов
Приливы и волны — еще один способ получения энергии. Они заставляют вращаться генератор, который и отвечает за выработку электричества. Таким образом для получения электроэнергии волновые электростанции используют гидродинамическую энергию, то есть энергию, перепад давления и разницу температур у морских волн. Исследования в этой области еще ведутся, но специалисты уже подсчитали — только побережье Европы может ежегодно генерировать энергии в объеме более 280 ТВт·ч, что составляет половину энергопотребления Германии.
Как разные страны мира выполняют планы по энергопереходу
Страны по всему миру поставили себе амбициозные задачи по переходу на возобновляемую энергию. Цели стали частью и Парижского соглашения — к 2030 году решения с нулевым выбросом углерода могут быть конкурентоспособными в секторах, на которые приходится более 70% глобальных выбросов. Сделать это планируется за счет энергетического перехода — процесса замены угольной экономики возобновляемой энергетикой. В 2020 году, несмотря на пандемию и экономическую рецессию, многие города, страны и компании продолжали объявлять или осуществлять планы по декарбонизации.
Ожидается, что в 2021 году Индия внесет самый большой вклад в развитие возобновляемой энергетики. Здесь планируют запустить ряд ветряных и солнечных проектов.
В Евросоюзе также прогнозируется скачок в приросте мощностей в 2021 году. Здесь даже в условиях пандемии не забывают о Green Deal — крупнейшей в истории ЕС коррекции экономического курса. Цель проекта — сформировать в ЕС углеродно-нейтральное пространство к 2030 году. Для этого планируется сократить на 40% объем выбросов парниковых газов от уровня 1990 года и увеличить долю энергии из возобновляемых источников до 32% в общей структуре энергопотребления. Как посчитала Еврокомиссия, достичь этих задач можно будет с помощью ежегодных инвестиций в размере €260 млрд. Доля ВИЭ в энергосистеме ЕС также постоянно растет. Так, около 40% электроэнергии в первом полугодии 2020 года в ЕС было произведено из возобновляемых источников.
Пока же в лидерах инвестиций в развитие возобновляемой энергетики — Китай, США, Япония и Великобритания. С тех пор, как BloombergNEF начал отслеживать эти данные, глобальные инвестиции в ветровую и солнечную энергетику, биотопливо, биомассу и отходы, малую гидроэлектроэнергетику увеличились почти на порядок. В годовом выражении вложения в чистую энергию выросли с $33 млрд до более чем $300 млрд за 20 лет.
Серьезных шагов в сторону энергоперехода ожидают и от президента США Джо Байдена. Он не только вернул страну в Парижское соглашение, но и заявил о том, что намерен добиться чистых выбросов парниковых газов и перехода на 100% экологичной энергии к 2050 году.
Также к 2050 году планируют использовать только ВИЭ Япония, Южная Корея, Новая Зеландия и Великобритания. Прошедший 2020 год уже стал самым экологичным для энергосистемы Великобритании со времен промышленной революции. Страна целых 67 дней смогла обходиться без угля. От традиционных источников энергии Британия планирует отказаться уже к 2025 году.
Активно развиваются ВИЭ в Испании — по прогнозам, сектор только солнечной энергетики в стране будет расти примерно вдвое быстрее, чем в Германии.
В 2020 году Шотландия получила 97% электроэнергии из возобновляемых источников. С помощью произведенной «зеленой» энергии получилось обеспечить электронужды более чем 7 млн домохозяйств. Шотландия планирует стать углеродной нейтральной уже к 2030 году.
Этот же год выбран временем полного отказа от традиционной энергетики для Австрии, а Саудовская Аравия запланировала к 2030 году получать 50% электроэнергии от ВИЭ.
Национальные цели по доле ВИЭ среди источников энергии (Фото: REN21)
Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 57)
Геотермальная энергия в Рейкьявике и солнечные батареи для Берлина
Отдельные города по всему миру также стремятся стать климатически нейтральными. По данным CDP, из более чем 570 городов мира, по которым ведется статистика, более 100 получают по крайней мере 70% электроэнергии из возобновляемых источников — энергии воды, геотермальной, солнечной и ветровой энергии.
В списке присутствуют такие города, как Окленд, Найроби, Осло, Сиэтл, Ванкувер, Рейкьявик, Порту, Базель, Богота и другие.
Например, Берлингтон (штат Вермонт, США) уже получает 100% электроэнергии от ветра, солнца, воды и биомассы. Вся электроэнергия Рейкьявика производится за счет гидроэлектростанций и геотермальных источников. К 2040 году весь общественный и личный транспорт столицы должен стать свободным от ископаемого топлива.
100% энергии из возобновляемых источников для швейцарского Базеля обеспечивает собственная энергоснабжающая компания. Большая часть электроэнергии поступает от гидроэнергетики и 10% — от ветра. В мае 2017 года Швейцария проголосовала за постепенный отказ от атомной энергетики в пользу ВИЭ.
Мировые столицы также не остаются в стороне. Например, Сенат Берлина утвердил план мероприятий по развитию солнечной энергетики в столице Германии «Masterplan Solarcity». В соответствии с общей стратегией развития города Берлин должен стать климатически нейтральным к 2050 году. В конце 2018 года в Берлине работали солнечных электростанций, которые покрывали 0,7% потребления электроэнергии, к 2050 году 25% энергопотребления города будут обеспечиваться за счет солнечной энергетики.
«Мы продвигаем расширение возобновляемых источников энергии в Берлине. Сейчас на рассмотрении Сената столицы находятся два законопроекта. Закон о солнечной энергии обязывает владельцев частных домов устанавливать солнечные системы на крышах. Законопроект Администрации по окружающей среде и климату сделает использование солнечной энергии в общественных зданиях обязательным уже в 2023 году. Это радикально сократит выбросы CO2 в Берлине», — рассказала руководитель фракции «Зеленые» в берлинском Сенате Зильке Гебель.
Как бизнес формирует положительный имидж, инвестируя в ВИЭ
Компании по всему миру также создают стратегии и определяют «зеленые» цели, которых они хотят достичь в течение определенного периода времени. Появилось осознание: нужно действовать ответственно и подавать экологичный пример потребителям. Конечно, использование ВИЭ может не только помочь в формировании положительного имиджа для компаний, но и снизить затраты на электроэнергию.
Полная версия отчета Renewables 2019 в формате PDF (см. стр. 47)
Так, новые серверы Facebook, а также компания General Motors будут получать энергию от солнечной электростанции. Ее строят в штате Кентукки в рамках масштабной программы Green Invest.
IKEA запланировала производить больше электроэнергии на основе возобновляемых источников, чем она потребляет, к 2030 году. В 14 странах на магазинах размещены 920 тыс. солнечных панелей, а также более 530 ветряных турбин. Ingka, материнская компания IKEA, инвестировала около $2,8 млрд в различные проекты ВИЭ и стала владельцем 1,7 ГВт мощностей. Она также продолжит вкладывать средства в строительство ветропарков и солнечных электростанций.
Химический концерн BASF будет постепенно переходить на возобновляемые источники энергии, а также планирует инвестировать в ветропарки.
Компания Intel получает энергию от ветра, солнца, воды и биомассы. С 2012 года Intel инвестировал $185 млн в 2 000 проектов по энергосбережению, а 100% электроэнергии, потребляемой корпорацией в США и ЕС, поступает из ВИЭ.
Apple также ставит перед собой цель стать углеродно нейтральной. Она приобрела несколько солнечных ферм, обеспечивая устойчивую энергию для своих центров обработки данных. С 2018 года все розничные магазины, офисы и центры обработки данных Apple работают на 100% возобновляемой энергии.
Microsoft ежегодно использует более 1,3 млрд. кВт·ч «зеленой» энергии при разработке ПО, работы центров обработки данных и производства. Компания обязалась сократить выбросы углекислого газа на 75% к 2030 году.
Альтернативные источники энергии
В условиях постоянного ухудшения экологической обстановки на планете человечество вынуждено искать альтернативные источники энергии. Все больше стран делают выбор в их пользу. Конечно, перестраивать энергетическую инфраструктуру — затратное дело, но стоит рассматривать этот процесс как вклад в будущее всей планеты.
Что такое альтернативная энергия?
Энергию можно разделить на два больших класса: невозобновляемая и возобновляемая. К первой категории относится использование таких энергоносителей, как нефть и каменный уголь. Рано или поздно из запасы на планете будут исчерпаны. К тому же, их применение связано с выбросами в атмосферу углекислого газа и глобальным потеплением. Возобновляемые, или альтернативные источники энергии — неисчерпаемые ресурсы, например, ветер или солнечный свет. Их применение имеет меньше «побочных эффектов», а риск истощения запасов отсутствует полностью. В наши дни большая часть энергии вырабатывается за счет сжигания нефти и газа, а также благодаря работе атомных электростанций. Все эти источники потенциально опасны для окружающей среды. Поэтому востребованной становится альтернативная энергетика, позволяющая получать энергию более экологичным способом, наносящим минимальный вред окружающей среде.
Энергия ветра
Ветровая энергетика — преобразование энергии движущихся воздушных масс в электричество, которое может быть использовано потребителем. Подсчитано, что запасов ветровой энергии в 100 раз больше, чем энергетических запасов всех рек нашей планеты. Основа установки для получения энергии — ветровые генераторы и ветровые мельницы. Особенно развит этот способ в Германии, Дании и Ирландии.
Основные плюсы ветровой энергетики — экологичность и низкая стоимость получаемой энергии. Но есть и существенный минус. Предсказать силу ветра невозможно, она непостоянна и зависит от множества факторов. Поэтому приходится использовать дополнительные источники получения энергии. Есть у ветрогенераторов еще одно неприятное свойство: они могут вызывать радиопомехи. Наконец, ветровая энергетика может потенциально оказывать влияние на климат планеты, так как ветрогенераторы забирают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс. Однако ученые все еще не могут определить, насколько выраженным может быть это влияние и приведет оно к позитивным или негативным последствиям.
Сила воды
Основа гидроэнергетики — преобразование энергии водных масс в электричество. В качестве примера можно привести гидроэлектростанции, которые устанавливаются на крупных реках. Движущаяся вода воздействует на лопасти турбины, вращая их. Возникающая во время вращения энергия и преобразуется в электричество. Строительство ГЭС обходится государству очень дорого. Однако затраты быстро окупаются, так как цена полученной энергии получается сравнительно низкой (например, по сравнению с атомными электростанциями).
Строить гидроэлектростанции можно только на реках, которые никогда не пересыхают и имеют быстрое течение. Для возведения ГЭС необходимо обустроить плотину, позволяющую добиться определенного напора воды.
В России доля электрической энергии, вырабатываемой гидроэлектростанциями, составляет около 20% от всей энергетической генерации, а суммарная мощность всех ГЭС составляет 48085 МВт. В последние годы появилась идея использовать энергию приливов. Строятся приливные станции, преобразующие кинетическую энергию движущейся морской воды. В России самая крупная приливная электростанция функционирует в Мурманской области. Ее установленная мощность достигает 1,7 МВт. Наконец, есть способы генерации энергии из волн.
Эффективными оказались только три из них: поплавки, искусственные атоллы и подводные камеры. Такие электростанции передают кинетическую энергию по кабелю на станцию, где происходит выработка электричества. Есть у волновой энергетики два недостатка. Себестоимость полученное энергии довольно высока, а позволить себе обустройство станции могут только страны, имеющие продолжительную береговую линию. По этой причине этот вид используется редко.
Геотермальная энергетика
Наша планета вырабатывает большое количество тепла. Для получения энергии, в частности, используются геотермальные источники, располагающиеся в сейсмически опасных территориях и вулканических районах. Горячая вода может быть использована для непосредственного отопления зданий. Также ее перерабатывают в электроэнергию при вращении горячим паром турбины, идущей к генератору. Больше всего таких станций во Франции, Мексике и Америке.
Энергия осмотической диффузии
Этот вид альтернативной энергии стал разрабатываться сравнительно недавно. Осмотические электростанции устанавливаются в устьях рек и извлекают энергию из энтропии жидкостей в процессе взаимодействия соленой и пресной воды. Когда концентрация солей выравнивается, возникает избыточное давление, благодаря которому вращаются лопасти турбины. Пока в мире существует только одна осмотическая электростанция, функционирующая в Норвегии.
Биотопливо
Биотопливо производится из органических продуктов, в процессе переработки которых получается электрическая энергия. Выделяют твердое и жидкое биотопливо. К первой группе относятся дрова, топливные брикеты. Жидкое биотопливо — это биодизель, биобутанол, диметиловый эфир и т. д. Топливо можно получать непосредственно из биомассы (остатков растительного и животного происхождения), которые во время брожения выделяют горючий газ. Такие биогенераторы устанавливаются в сельских местностях. В России в последние годы построено множество заводов, которые перерабатывают древесные отходы в топливные брикеты и пеллеты, применяемые как топливо для различных видов котлов.
Гравитационная энергетика
Гравитационная энергетика — преобразование потенциальной энергии гравитационного поля планеты в электроэнергию. На данный момент уже разработан проект гравитационной электростанции, которая представляет собой подъемный кран со стрелами. Двигатели приходят в действие, когда опускаются блоки. Подъем блоков осуществляется, когда в сеть поступает избыток энергии.
Солнечная энергия, солнечные электростанции
Солнечную энергию преобразуют в электрическую посредством солнечный батарей. Удивительно, но всей планете на год хватило бы энергии, которую Солнце отправляет на Землю в течение одного дня. При этом выработка электроэнергии солнечными батареями не превышает 2% от общего количества. Однако солнечная энергия — одна из самых экологичных, безопасных и недорогих по себестоимости.
Пожалуй, единственным недостатком солнечной энергии является зависимость ее получения от времени суток и погодных условий. В северных странах строительство солнечных электростанция экономически невыгодно. По крайней мере, на данном этапе: ученые не исключают, что удастся создать солнечные батареи, которые будут улавливать фотоны даже в пасмурные дни.
Есть еще одна проблема: фотоэлементы необходимо вовремя утилизировать, так как в них содержатся мышьяк, галлий и свинец. Далеко не все страны могут позволить себе создание производств по переработке отработанных солнечных батарей. Наиболее широкое распространение солнечное электричество получает там, где оно обходится дешевле всех других видов. Например, солнечные электростанции устанавливаются на отдаленных фермерских участках, на комических станциях. Используется оно и в странах, где высока себестоимость других видов энергии. В качестве примера можно привести Израиль, где примерно 90% воды нагревается за счет энергии Солнца.
Солнечные батареи в последние годы активно используются для создания экологически безопасных автомобилей, самолетов и даже поездов. Солнечными батареями нередко оснащаются так называемые «умные дома», которые самостоятельно могут регулировать мощность установки в зависимости от потребностей обитателей жилья. В нашей стране солнечная энергетика получает все большее распространение в качестве резервного источника электрической энергии.
В России суммарная мощность электростанций, работающих на энергии Солнца, составляет 400,0 МВт. Проектируются новые станции, мощность которых будет составлять 850,0 МВт. Широко обсуждается проект создания космических солнечных электростанций. В открытом космосе преграды для солнечной радиации в виде атмосферного слоя отсутствуют. Поэтому возможен запуск на орбиту установок, оснащенных солнечными батареями, улавливающими энергию Солнца и пересылающих их на землю. КПД таких станций потенциально обещает быть приближенным к 100%, однако на данный момент их создание и запуск обойдется настолько дорого, что себестоимость энергии для потребителей получится слишком высокой.
Плюсы и минусы использования
Главными плюсами использования альтернативных источников энергии являются:
• возобновляемость ресурсов. Если поставить получение альтернативной энергии на поток, человечество никогда не столкнется с тем, что природные запасы исчерпают себя;
• экологическая безопасность. Альтернативная энергетика предполагает отсутствие опасных выбросов в окружающую среду;
• доступность по цене. На данный момент разработано множество способов получения альтернативной энергии. Поэтому любое государство может подобрать те варианты, которым наилучшим образом соответствуют его климатическим условиям.
Есть у альтернативной энергетики и минусы, затрудняющие ее широкое распространение:
• высокая стоимость необходимого оборудования. Не все государства могут позволить себе строительство и монтаж солнечных и ветровых электростанций;
• зависимость от внешних условий и климата. Солнечная энергия, которая признается наиболее перспективной, недоступна в странах с невысокой продолжительностью светового дня, сейсмическая и геотермальная энергия может быть получена лишь в вулканических, сейсмически нестабильных регионах и т.д.;
• небольшая мощность установок. Единственным исключением из этого правила являются гидроэлектростанции, мощность которых можно сравнить с аналогичным показателем АЭС;
• воздействие на климат. Даже альтернативные источники энергии оказывают воздействие на климатические условия. Например, высокий спрос на биотопливо может стать причиной уменьшения площади посевных площадей, а строительство плотин для гидроэлектростанций оказывает влияние на речные биотопы.
Перспективы в России
Россия может получать из ветра около 10% всей энергии и примерно 15% – за счет солнечного света. Однако широкого распространения альтернативные источники энергии в нашей стране не получают. Связано это с доступностью невозобновляемых ресурсов (нефти и газа). Отсутствует и экономическая стимуляция строительства альтернативных электростанций. Во многих странах Европы имеется стимулирующий тариф, по которому государство приобретает полученную альтернативными способами энергию. В России подобный тариф не введен. Тем не менее, в России успешно реализуется ряд проектов, связанных с альтернативной энергетикой. Например, в 2017 году в Химках был запущен проект по созданию Центра альтернативной энергетики. Задачей центра будет обеспечение энергией промышленных предприятий. В 2019 году в Мурманске начал строиться ветропарк, который начнет функционировать в 2021 году. Планируется, что мощность парка составит 201 МВт. Ученые уверены в том, что в ближайшие годы человечество вынуждено будет стремиться к полному переходу на альтернативные источники энергии. Это даст возможность сохранить планету для будущих поколений и избежать кризиса, связанного с исчерпанием невозобновляемых ресурсов. Согласно прогнозам, будущее энергетики связано с энергией Солнца и ветра. Остается надеяться на то, что людям удастся успеть научиться полностью обходиться возобновляемыми источниками энергии до момента, когда запасы нефти и газа на планете подойдут к концу.
© Компания “Реалсолар”. Все права защищены. Перепечатка документа запрещена. Статья занесена в поисковые системы как уникальный текст.
Альтернативные источники энергии: почему они нужны всем
МОСКВА, 19 дек — ПРАЙМ. Использовать возобновляемые источники энергии (ВИЭ) человечество стало раньше, чем научилось добывать уголь, нефть и газ. Однако со временем потребление энергии росло — человеку индустриального общества требовалось уже в 100 раз больше энергии, чем в первобытную эпоху. И тогда обеспечить стабильную поставку таких мощностей стало возможным благодаря сжиганию ископаемого топлива.
Сейчас человечество снова задумалось об использовании альтернативных источников энергии, так как запасы нефти и газа исчерпаемы, а их использование наносит большой вред окружающей среде, но уже на совершенно другом уровне. Ведь перемолоть муку на ветряной мельнице или обеспечить электроэнергией целый город с помощью ветрогенераторов — задачи разного масштаба.
К основным видам ВИЭ сегодня относят гидроэнергетику, ветроэнергетику, гелиоэнергетику. В некоторых местах можно развивать волновую и геотермальную энергетику.
САМЫЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ВИЭ
Гидроэнергетика — самый распространенный способ добычи энергии из неисчерпаемого источника, теоретический потенциал которого оценивается в 30-40 ТВт·ч в год. Для ее работы необходимо построить плотину, разместить турбины, которые будет крутить вода. Явным преимуществом является стабильность выработки энергии и возможность ее контролировать, изменяя скорость потока воды. Среди недостатков — резкое изменение уровня воды в искусственных водохранилищах, нарушение нерестового цикла рыб и снижение количества кислорода в воде, что вредит флоре и фауне водоема.
Хитрости бизнеса. Как офшоры помогают компаниям экономить на налогах
Еще один перспективный источник — ветроэнергетика. Для добычи энергии таким способом необходимо установить специальные турбины, которые будет вращать ветер, за счет чего будет вырабатываться электричество. Ветряные турбины легко и дешево обслуживать, они не занимают много места, вращаются на высоте от 100 м, то есть, под ними можно, например, вести сельскохозяйственную деятельность.
Иногда ветроэлектростанции (ВЭС) строят прямо в море. Такой проект в 2017 году разработали Дания, Нидерланды и Германия. Они собираются к 2050 году соорудить в море остров площадью 6 кв. км и разместить на нем турбины. Планируется, что такая станция сможет вырабатывать до 30 ГВт·ч в год энергии, а в перспективе — до 100 ГВт·ч в год.
Однако у этого источника дешевой и чистой энергии есть несколько существенных недостатков — нестабильность и зависимость от места размещения. Ветер дует не везде и не всегда. А в местах, где ветер дует часто и с большой силой, как правило, не располагаются населенные пункты. Это повышает расходы на строительство линий электропередач и транспортировку энергии. Поэтому ветроэнергетика хороша именно как дополнительный источник энергии.
Альтернатива ВЭС — солнечные электростанции (СЭС), которые могут работать по нескольким принципам. В одном случае с помощью сфокусированных солнечных лучей нагревают резервуар с водой (температура пара в нем может доходить до 7000С), в другом — используются фотобатареи. Второй тип гораздо проще соорудить, устанавливать фотоэлементы можно практически везде, а стоимость их продолжает снижаться с развитием технологии производства.
Что такое валютные войны и зачем их ведут
Главными недостатками СЭС является большая зависимость от места расположения, времени суток и сезона. Например, станция не будет вырабатывать энергию ночью, значительно меньше — в зимнее время года. Полностью обеспечить себя электричеством с помощью СЭС могут даже не все африканские страны. Поэтому солнечная энергетика на данном этапе тоже может служить только в качестве вспомогательного источника.
КАК ИСПОЛЬЗУЮТ ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
В волновой энергетике используются специальные модули, которые качаются на волнах и таким образом приводят в действие специальные поршни. Потенциал этого вида ВИЭ оценивают более чем в 2 ТВт·ч в год. Волновые электростанции защищают берега и набережные от разрушения, уменьшают воздействие на опоры и мосты. При правильной установке они не вредят окружающей среде, к тому же практически незаметны в море.
Среди недостатков — нестабильность (то есть станция вырабатывает меньше энергии во время штиля), шум, незаметность для водного транспорта, из-за чего необходимо дополнительно устанавливать сигнальные элементы.
В некоторых местах устанавливают геотермальные станции (ГеоТЭС). Общий потенциал геотермальной энергии оценивается в 47 ТВт·ч в год, что соответствует выработке примерно 50 тысяч АЭС, но сейчас технологии позволяют получить доступ только к 2% от него — 840 ГВт·ч в год. Чтобы это сделать, роют две скважины, по одной из них подается вода, которая, нагреваясь от тепла земли, превращается в пар. Затем пар по трубе направляется в турбины. На разных этапах происходит его очистка от примесей.
Главное преимущество геотермальной энергетики — стабильность, которую не могут обеспечить многие ВИЭ, и компактность, что удобно для районов со сложным рельефом. С другой стороны, вода, которая проходит через скважины, несет большое количество тяжелых металлов и других вредных веществ. При неправильной эксплуатации станции или при возникновении чрезвычайной ситуации, попадание в атмосферу и в почву этих веществ, может привести к экологической катастрофе локального масштаба.
Кроме того, стоимость энергии ГеоТЭС выше, чем у ВЭС и СЭС, а мощность довольно невысокая.
Основная проблема практически всех перечисленных выше источников заключается в их нестабильности. Современные аккумуляторы не позволяют накапливать такое количество энергии, чтобы без потерь мощности использовать ее в ночное время или во время штиля. Один из вариантов — во время пиковых нагрузок поднимать воду в верхнюю часть водохранилища и потом во время затишья использовать ее для выработки энергии на ГЭС.
Зарабатываем и делимся: популярно о дивидендах
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ В РОССИИ И В МИРЕ
На данный момент использование ВИЭ активно развивается в Европе, где страны вынуждены закупать топливо для работы традиционных электростанций. Но, по мнению некоторых экспертов, в развитии альтернативной энергетики заинтересованы и государства, чья экономика зависит от экспорта нефти и газа. Ведь если в некоторых регионах использовать ВИЭ вместо газа, это топливное сырье можно будет отправить на экспорт.
Тем не менее, в России этот сектор энергетики развивается очень медленно. По данным аналитической компании Enerdata, в Норвегии около 97% электроэнергии добывается из альтернативных источников с учетом гидроэнергетики, около 80% — в Новой Зеландии и Бразилии. В Европе 30-40% энергии ВИЭ вырабатывается в Германии, Италии, Испании и Великобритании. В России этот показатель составляет всего 17,2%, из них доля СЭС и ВЭС — менее 1%.
Альтернативные источники энергии
В современном мире, с растущими показателями потребления и как следствие – ограниченными энергоресурсами, стремительные обороты набирает развитие технологий добычи энергии из альтернативных, возобновляемых источников. К таким источникам относятся, в первую очередь, солнечная и ветровая энергии, геотеримальное тепло, энергия морских волн и приливов.
Сегодня альтернативные источники энергии уже широко используются для решения проблем энергоснабжения не только в промышленных масштабах, но и в частном секторе. Доступность технологий получения энергии из неисчерпаемых источников позволяет строить энергонезависимые дома с экологически чистой инфраструктурой в удаленных районах и решать проблемы энергоснабжения уже существующих объектов.
Виды альтернативных источников энергии
Такие альтернативные источники энергии, как энергия солнечного света и ветра используются для энергоснабжения и нагрева воды, геотермальное тепло земли – для отопления и кондиционирования зданий. Преобразование солнечной энергии в электрическую происходит при помощи фотоэлектрических пластин из кремния – самого распространенного элемента на планете. Солнечные батареи, на основе кремниевых пластин имеют продолжительный ресурс жизни – более 25 лет и, в зависимости от технологии производства, сохраняют до 80% своей эффективности в течении всего ресурса. Количество энергии, получаемой от солнечных батарей, различается и напрямую зависит от месторасположения и солнечной активности в различные сезоны года. Эффективность преобразования энергии у солнечных батарей достигает 20% и зависит от технологии их производства и чистоты кремния. Технология стремительно развивается и показатель эффективности постоянно растет.Эксплуатация ветро-установок (ветрогенераторов) для получения электричества, целесообразна в районах с высоким значением средней скорости ветра или в периоды низкой солнечной активности. Эффективность преобразования энергии ветра не уступает эффективности гелиоустановок, но зависит от точки расположения объекта и корректно рассчитанного потенциала местности.
Широко используется для отопления зданий и геотермальное тепло земли. Тепловые насосы позволяют получать тепло окружающей среды: земли, воды или воздуха. В зимний период геотермальное тепло используется для отопления зданий, а в летние месяцы позволяет эффективно отводить тепло, производя кондиционирование.
Альтернативные источники энергии и выгоды их использования
Эффективность использования тех или иных альтернативных источников энергии напрямую зависит от региона, в котором необходима установка. Качественный мониторинг энергопотенциала позволяет определять наиболее подходящую технологию и рассчитывать ее окупаемость на годы вперед, а так же исключает ошибки связанные с региональными особенностями.
Конечно, первоначальную цену энергонезависимого дома, с экологически чистыми, возобновляемыми источниками энергоснабжения, сегодня нельзя назвать низкой, но по истечении двух – пяти лет эксплуатации альтернативные источники энергии полностью окупают свою стоимость и приносят ощутимую финансовую выгоду в течении многих лет. Не стоит забывать о экологичности альтернативных технологий добычи энергии. Солнечные, ветровые и гелиоустановки не производят вредных выбросов в атмосферу, не загрязняют воду и безопасны для человека.
Производство солнечных батарей набирает обороты
Нехватка ресурсов в удаленных регионах, в совокупности с быстрыми темпами развития технологии привело к ситуации, когда производство солнечных батарей быстро набирает обороты, а стоимость конечных изделий с каждым годом становится все более доступной для потребителей со средним уровнем доходов. И если вчера технология гелиоустановок была доступна лишь для космических программ, то уже сегодня мини-солнечные электростанции, как грибы после дождя, растут на крышах домов и садовых участках.
Набор по изучению альтернативных источников энергии «Renewable Energy Education Set 2.0»
Набор Renewable Energy Education Set 2.0 является компактной версией комплекта Horizon Energy Box и предназначен для ознакомления с основными технологическими решениями в области альтернативной энергетики.
В данном наборе представлены различные варианты источников и потребителей электроэнергии.
Функционал набора позволяет как изучить основы водородной, ветряной и солнечной энергетики, так и выполнять собственные проекты по перечисленным темам.
Примеры лабораторных и практических работ:
- Определение зависимости энергоэффективности ветрогенератора от количества используемых лопастей
- Определение зависимости энергоэффективности ветрогенератора от угла, под которым расположены лопасти
- Использование ветрогенератора для снабжения различных потребителей электроэнергии
- Определение зависимости напряжения и мощности выдаваемой солнечной панелью от освещенности ее поверхности
- Определение зависимости напряжения и мощности выдаваемой солнечной панелью от спектральных характеристик падающего света
- Определение зависимости напряжения и мощности выдаваемой солнечной панелью от угла падения света
- Использование солнечной панели для снабжения различных потребителей электроэнергии
- Определение зависимости напряжения и мощности, выдаваемой водородным ТЭ
- Параллельное и последовательное соединение ТЭ, работающих на водороде
Спецификация:
- Габаритные размеры (ДхШхВ): 440х330х110 мм
- Масса: 1,3 кг
- Модуль вентилятора
- Ротор ветрогенератора, держатель для лопастей
- Лопасть А (3 шт. ), лопасть В (3 шт.), лопасть С (3 шт.)
- Лопасть вентилятора
- Основание ветрогенератора
- Мачта ветрогенератора
- Электролизёр с протонно-обменной мембраной
- Малый водородный топливный элемент
- Резервуар для воды и накопления кислорода
- Солнечная панель
- Водородный топливный элемент обратимого действия
- Блок батарей AA с соединительными выводами
- Силиконовый водородопровод
- Провода
- Шприц
Альтернативные источники энергии: альтернативы нет – Энергетика и промышленность России – № 7 (11) июль 2001 года – WWW.EPRUSSIA.RU
Газета “Энергетика и промышленность России” | № 7 (11) июль 2001 года
Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с всё нарастающей остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным, альтернативным источникам энергии. Они экологичны, возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли.Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ:
* Глобально-экологический: сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных и термоядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI века.
* Политический: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы;
* Экономический: переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную – постоянно растут;
* Социальный: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, – всё это увеличивает социальную напряженность.
* Эволюционно-исторический: в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.
Источники энергии
Сегодня суммарное потребление тепловой энергии в мире составляет >200 млрд. кВт/ч в год, (эквивалентно 36 млрд. т усл. топлива). В России сегодня общее потребление топлива составляет около 5 % мирового энергобаланса.
Геологические запасы органического топлива в мире более 80 % приходится на долю угля, который становится все менее популярным. А известные запасы топливных ресурсов к 2100 г. будут исчерпаны. По данным экспертов, в начале XXI в. добыча нефти и природного газа начнет сокращаться: их доля в топливно-энергетическом балансе снизится к 2020 г. с 66,6 % до 20 %. На долю гидроэнергетики приходится всего 1,5 % общего производства энергии в мире, и она может играть только вспомогательную роль. Таким образом, ни органическое топливо, ни гидроэнергия не могут решить проблемы энергетики в перспективе.
Что касается ядерной энергии, все известные запасы урана, пригодного для реакторов, действующих на тепловых нейтронах, будут исчерпаны в первом десятилетии XXI в. Создание и эксплуатация АЭС на реакторах-размножителях значительно дороже и не менее безопасны, чем на тепловых нейтронах. От населения до сих пор скрывают не только реальную опасность атомной энергетики, но и ее реальную стоимость. Учитывая все затраты на добычу топлива, нейтрализацию, утилизацию и захоронение отходов, консервацию отработавших реакторов (а их ресурс не более 30 лет), расходы на социальные, природоохранные нужды, то стоимость энергии АЭС многократно превысит любой экономически допустимый уровень. По оценкам специалистов, только затраты на вывоз, захоронение и нейтрализацию накопившихся на российских предприятиях отходов ядерной энергетики составят около 400 млрд. долл. Затраты на обеспечение необходимого уровня технологической безопасности составят 25 млрд. долл. С увеличением числа реакторов повышается вероятность аварий: по прогнозам МАГАТЭ, из-за увеличения количества реакторов в 2000 г. вероятность крупной аварии повысится до одной в 10 лет. В районах расположения АЭС, уранодобывающих и производящих предприятий постоянно растет уровень заболеваемости, особенно детской. АЭС служит одним из основных «нагревателей» атмосферы: в процессе деления 1 кг урана выделяется 18,8 млрд. ккал. Таким образом, тезис о безопасности и дешевизне атомной энергии – пустой и опасный миф, а атомная энергетика по причине огромной потенциальной опасности и низкой рентабельности не имеет долгосрочной перспективы.
Что касается электростанций на основе термоядерного синтеза, то, по оценкам специалистов, в ближайшие 50 лет они вряд ли будут технологически освоены, а пагубное тепловое влияние на климат планеты будет не меньшим, чем от ТЭС и АЭС.
К так называемым нетрадиционным источникам энергии относятся: тепло Земли (геотермальная энергия), Солнца (в том числе энергия ветра, морских волн, тепла морей и океанов), а также «малая» гидроэнергетика: морские приливы и отливы, биогазовые, теплонасосные установки и другие преобразователи энергии.
Но только возобновляемые источники энергии, могут представлять реальную альтернативу традиционным технологиям сегодня и в перспективе.
Солнечная энергия
Общее количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли в, 6,7 раза больше мирового потенциала ресурсов органического топлива. Использование только 0,5 % этого запаса могло бы полностью покрыть мировую потребность в энергии на тысячелетия. На Севере технический потенциал солнечной энергии в России (2,3 млрд. т усл. топлива в год) приблизительно в 2 раза выше сегодняшнего потребления топлива.
Ветровая энергия
В России валовой потенциал ветровой энергии – 80 трлн. кВт/ч в год, а на Северном Кавказе – 200 млрд. кВт/ч (62 млн. т усл. топлива). Эти величины существенно больше соответствующих величин технического потенциала органического топлива.
Таким образом, потенциала солнечной радиации и ветровой энергии в принципе достаточно для нужд энергопотребления как страны, так и регионов. К недостаткам этих видов энергии можно отнести нестабильность, цикличность и неравномерность распределения по территории; поэтому использование солнечной и ветровой энергии требует, как правило, аккумулирования тепловой, электрической или химической. Однако возможно создание комплекса электростанций, которые отдавали бы энергию непосредственно в единую энергетическую систему, что дало бы огромные резервы для непрерывного энергопотребления.
Наиболее стабильным источником может служить геотермальная энергия. Валовой мировой потенциал геотермальной энергии в земной коре на глубине до 10 км оценивается в 18 000 трлн. т усл. топлива, что в 1700 раз больше мировых геологических запасов органического топлива. В России ресурсы геотермальной энергии только в верхнем слое коры глубиной 3 км составляют 180 трлн. т усл. топлива. Использование только около 0,2 % этого потенциала могло бы покрыть потребности страны в энергии. Вопрос только в рациональном, рентабельном и экологически безопасном использовании этих ресурсов. Именно из-за того, что эти условия до сих пор не соблюдались при попытках создания в стране опытных установок по использованию геотермальной энергии, мы сегодня не можем индустриально освоить такие несметные запасы энергии.
Таким образом, альтернативные возобновляемые источники энергии позволяют долгосрочно обеспечить всю страну.
Состояние АПЭ в мире
По прогнозу Мирового энергетического конгресса. в 2020 году на долю альтернативных преобразователей энергии (АПЭ) придется 5,8 % общего энергопотребления. При этом в развитых странах (США, Великобритании и др.) планируется довести долю АПЭ до 20 % (20 % энергобаланса США – это примерно все сегодняшнее энергопотребление в России). В странах Европы планируется к 2020 г. обеспечить экологически чистое теплоснабжение 70 % жилищного фонда. Сегодня в мире действует 233 геотермальные электростанции (ГеоТЭС) суммарной мощностью 5136 мВт, строятся 117 ГеоТЭС мощностью 2017 мВт. Ведущее место в мире по ГеоТЭС занимают США (более 40 % действующих мощностей в мире). Там работает 8 крупных солнечных ЭС модульного типа общей мощностью около 450 мВт, энергия поступает в общую энергосистему страны. Выпуск солнечных фотоэлектрических преобразователей (СФАП) достиг в мире 300 мВт в год, из них 40 % приходится на долю США. В настоящее время в мире работает более 2 млн. гелиоустановок горячего водоснабжения. Площадь солнечных (тепловых) коллекторов в США составляет 10, а в Японии – 8 млн. м2. В США и в Японии работает более 5 млн. тепловых насосов. За последние 15 лет в мире построено свыше 100 тыс.2, 3000 тепловых насосов (от 10 кВт до 8 мВт).
Итак, по всем видам АПЭ Россия находится на одном из последних мест в мире. В нашей стране отсутствует правовая база для внедрения АПЭ, нет никаких стимулов для развития этого направления. В стране отсутствует отрасль, объединяющая все разрозненные разработки в единый стратегический замысел. В концепции Минтопэнерго АПЭ отводится третьестепенная, вспомогательная роль. В концепциях РАН РФ, ведущих институтов, отраженных в программе «Экологически чистая энергетика» (1993 г.), практически отсутствует стратегия полномасштабного перехода к альтернативной энергетике и по-прежнему делается ставка на малую, автономную энергетику, причем в весьма отдаленном будущем. Что, конечно, скажется на экономическом отставании страны, а также на экологической обстановке как в стране, так и в мире в целом.
Курс «Альтернативные источники энергии»
Актуальность | Приостановлено |
---|---|
Стоимость | 19000 руб |
Продолжительность | 72 часа |
Группа | от 8 до 10 человек |
Начало занятий | По мере формирования группы |
Программа направлена на преподавателей вузов технического и физического профиля, а также на специалистов с высшим техническим образованием, специализирующихся в области альтернативных источников энергии.
Происходящие в новом столетии кардинальные изменения в энергообеспечении человечества, связанные с переходом к альтернативной энергетике с использованием возобновляемых источников энергии, делают актуальным разработку образовательных программ, ориентированных на кадровое обеспечение этого направления энергетики. Изучение различных методов и технологий преобразования энергии солнца и ветра в электрический ток становится все более в востребованным как в прикладном, так и научном плане.
В рамках предлагаемой программы слушатели изучают основные альтернативные источники энергии, отличающиеся высокой степенью экологичности, в частности фотоэлектрические и термоэлектрические преобразователи солнечной энергии, а также излагаются основные принципы ветроэнергетики. Значительное место уделяется вопросам физики и технологии тонкопленочных солнечных модулей, как одного из наиболее распространенных и экономически эффективных методов преобразования солнечной энергии. Также в программе рассмотрены базовые принципы построения и мониторинга энергообъектов на основе возобновляемых источников энергии.
Категория слушателей – преподаватели высших учебных заведений технического и физического профиля, специалисты с высшим техническим образованием, работающие в области возобновляемых источников энергии
Форма обучения– с отрывом от производства
Учебный план
№ п/п | Наименование разделов | Всего часов | В том числе | |||
---|---|---|---|---|---|---|
Лекции | Практические и лабораторные занятия | Самостоятельное изучение | Проверка знаний | |||
1 |
Раздел 1. Возобновляемые источники энергии |
16,5 |
16 |
|
0,5 |
|
1.1. |
Основные виды возобновляемых источники энергии |
4 |
4 |
|
|
|
1.2. |
Фотоэлектрические тонкопленочные преобразователи солнечной энергии |
4 |
4 |
|
|
|
1.3. |
Термоэлектрические преобразователи энергии |
4 |
4 |
|
|
|
1.4 |
История, состояние и перспективы ветроэнергетики |
4 |
4 |
|
|
|
2 |
Раздел 2. Физика и технология тонкопленочных солнечных модулей |
25 |
16 |
8 |
1 |
|
2.1. |
Физика аморфного и микрокристаллического кремния |
4 |
4 |
|
|
|
2.2. |
Технологические основы формирования тонкопленочных солнечных модулей на основе полиморфного кремния. |
4 |
4 |
|
|
|
2.3. |
Оптико-физические методы исследования материалов и структур солнечной энергетики |
8 |
4 |
4 |
|
|
2.4. |
Метрология тонкопленочных солнечных модулей и энергоустановок |
8 |
4 |
4 |
|
|
3 | Раздел 3. Базовые принципы построения и мониторинга энергообъектов |
16,5 |
12 |
4 |
0,5 |
|
3.1. |
Оборудование солнечных электростанций. |
8 |
4 |
4 |
|
|
3.2. |
Средства автоматизации солнечных электростанций |
4 |
4 |
|
|
|
3.3. |
Мониторинг работы солнечных электростанций. |
4 |
4 |
|
|
|
4 |
Итоговая аттестация |
14 |
|
|
12 |
2 |
|
Итого: |
72 |
44 |
12 |
12 |
4 |
Контактная информация
Запись на курс
Объяснение возобновляемой энергии – Управление энергетической информации США (EIA)
Что такое возобновляемая энергия?
Возобновляемая энергия – это энергия из источников, которые восполняются естественным образом, но с ограниченным потоком; возобновляемые ресурсы практически неисчерпаемы по продолжительности, но ограничены по количеству энергии, доступной в единицу времени.
Скачать изображение Потребление первичной энергии в США по источникам энергии, всего в 2020 г. = 92.94 квадриллиона британских тепловых единиц (британских тепловых единиц) всего = 11,59 квадриллионов британских тепловых единиц 2% – геотермальная энергия 11% – солнечная26% – ветровая Информационное агентство, Ежемесячный обзор энергопотребления, таблицы 1.3 и 10.1, апрель 2021 г., предварительные данные Примечание: сумма компонентов может не равняться 100% из-за независимого округления.Какую роль играют возобновляемые источники энергии в Соединенных Штатах?
До середины 1800-х годов древесина была источником почти всех потребностей страны в энергии для отопления, приготовления пищи и освещения.С конца 1800-х годов до сегодняшнего дня ископаемое топливо – уголь, нефть и природный газ – были основными источниками энергии. Гидроэнергетика и древесина были наиболее используемыми возобновляемыми источниками энергии до 1990-х годов. С тех пор объем потребления энергии в США от биотоплива, геотермальной энергии, солнечной энергии и энергии ветра увеличился. Общий объем производства и потребления возобновляемой энергии в США достиг рекордных значений в 2020 году.
В 2020 году возобновляемая энергия произвела около 11,59 квадриллиона британских тепловых единиц (БТЕ) (1 квадриллион – это цифра 1, за которой следуют 15 нулей), что составляет 12% от общего количества U.S. потребление энергии. На электроэнергетический сектор приходилось около 60% от общего потребления возобновляемой энергии в США в 2020 году, и около 20% от общего объема производства электроэнергии в США приходилось на возобновляемые источники энергии.
Возобновляемые источники энергии могут сыграть важную роль в обеспечении энергетической безопасности США и в сокращении выбросов парниковых газов. Использование возобновляемых источников энергии может помочь сократить импорт энергии и сократить использование ископаемого топлива, которое является крупнейшим источником выбросов углекислого газа в США. В справочном примере Annual Energy Outlook 2021 EIA прогнозирует, что U.S. потребление возобновляемой энергии будет продолжать расти до 2050 года. Базовый пример обычно предполагает, что действующие законы и постановления, влияющие на энергетический сектор, включая законы, у которых есть даты окончания, останутся неизменными на протяжении всего прогнозного периода. Потенциальные последствия предлагаемого законодательства, нормативных актов или стандартов не включены в AEO2021.
Последнее обновление: 20 мая 2021 г.
Возобновляемые источники энергии | Типы, формы и источники
В настоящее время наиболее популярными возобновляемыми источниками энергии являются:
- Солнечная энергия
- Ветровая энергия
- Гидроэнергия
- Приливная энергия
- Геотермальная энергия
- Энергия биомассы
Как эти типы возобновляемых источников энергии Энергетическая работа
1) Солнечная энергия
Солнечный свет – один из самых богатых и свободно доступных энергетических ресурсов нашей планеты.Количество солнечной энергии, которая достигает поверхности Земли за один час, превышает общие потребности планеты в энергии за год. Хотя это звучит как идеальный возобновляемый источник энергии, количество солнечной энергии, которое мы можем использовать, варьируется в зависимости от времени суток и сезона года, а также географического положения. В Великобритании солнечная энергия становится все более популярным способом дополнить потребление энергии. Узнайте, подходит ли это вам, прочитав наше руководство по солнечной энергии.
2) Ветровая энергия
Ветер – изобильный источник чистой энергии.Ветряные фермы становятся все более привычным явлением в Великобритании, поскольку ветроэнергетика вносит постоянно растущий вклад в национальную энергосистему. Чтобы использовать электричество из энергии ветра, турбины используются для приведения в действие генераторов, которые затем подают электроэнергию в национальную энергосистему. Несмотря на то, что существуют бытовые или «внесетевые» системы выработки электроэнергии, не все объекты подходят для установки отечественной ветряной турбины. Узнайте больше о ветроэнергетике на нашей странице о ветроэнергетике.
3) Гидроэнергетика
Как возобновляемый источник энергии, гидроэнергетика является одним из наиболее коммерчески развитых.Построив плотину или барьер, можно использовать большой резервуар для создания контролируемого потока воды, который будет приводить в движение турбину, вырабатывающую электричество. Этот источник энергии часто может быть более надежным, чем солнечная или ветровая энергия (особенно если это приливно, а не река), а также позволяет хранить электроэнергию для использования, когда спрос достигает пика. Как и энергия ветра, в определенных ситуациях гидроэнергетика может быть более жизнеспособной в качестве коммерческого источника энергии (в зависимости от типа и по сравнению с другими источниками энергии), но в очень большой степени в зависимости от типа собственности ее можно использовать для бытовых, автономных ‘ поколение.Узнайте больше, посетив нашу страницу о гидроэнергетике.
4) Приливная энергия
Это еще одна форма гидроэнергетики, которая использует приливные течения два раза в день для привода турбогенераторов. Хотя приливный поток, в отличие от некоторых других источников гидроэнергии, не является постоянным, он очень предсказуем и поэтому может компенсировать периоды, когда приливное течение невелико. Узнайте больше, посетив нашу страницу морской энергетики.
5) Геотермальная энергия
За счет использования естественного тепла под поверхностью земли, геотермальная энергия может использоваться для непосредственного обогрева домов или для выработки электроэнергии.Хотя геотермальная энергия использует энергию прямо у нас под ногами, она имеет незначительное значение в Великобритании по сравнению с такими странами, как Исландия, где геотермальное тепло гораздо более свободно доступно.
6) Энергия биомассы
Это преобразование твердого топлива из растительных материалов в электричество. Хотя по сути, биомасса включает сжигание органических материалов для производства электроэнергии, и в настоящее время это гораздо более чистый и энергоэффективный процесс.Преобразуя сельскохозяйственные, промышленные и бытовые отходы в твердое, жидкое и газовое топливо, биомасса вырабатывает электроэнергию с гораздо меньшими экономическими и экологическими затратами.
Что не является возобновляемым источником энергии?
Ископаемое топливо не является возобновляемым источником энергии, потому что оно не безгранично. Кроме того, они выделяют в нашу атмосферу углекислый газ, который способствует изменению климата и глобальному потеплению.
Сжигать дрова вместо угля немного лучше, но это сложно.С одной стороны, древесина является возобновляемым ресурсом – при условии, что она поступает из устойчиво управляемых лесов. Древесные пеллеты и прессованные брикеты производятся из побочных продуктов деревообрабатывающей промышленности, поэтому, возможно, это отходы вторичной переработки.
Топливо из сжатой биомассы также производит больше энергии, чем бревна. С другой стороны, при сжигании древесины (будь то необработанная древесина или переработанные отходы) частицы попадают в нашу атмосферу.
Будущее возобновляемых источников энергии
По мере роста населения мира растет и спрос на энергию для обеспечения наших домов, предприятий и сообществ.Инновации и расширение возобновляемых источников энергии являются ключом к поддержанию устойчивого уровня энергии и защите нашей планеты от изменения климата.
На сегодня возобновляемые источники энергии составляют 26% мировой электроэнергии, но, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), к 2024 году ожидается, что их доля достигнет 30%. «Это поворотный момент для возобновляемых источников энергии», – говорится в заявлении МЭА. исполнительный директор, Фатих Бирол.
В 2020 году Великобритания совершит новую удивительную веху в области возобновляемых источников энергии.В среду, 10 июня, страна впервые отметила два месяца работы исключительно на возобновляемых источниках энергии. Это большой шаг в правильном направлении для возобновляемых источников энергии. (1)
Ожидается, что в будущем количество возобновляемых источников энергии будет продолжать расти, поскольку мы видим рост спроса на электроэнергию. Это снизит цены на возобновляемые источники энергии – отлично для нашей планеты и для наших кошельков.
11 Альтернативные источники энергии (с примерами)
Потенциальные проблемы, связанные с использованием ископаемого топлива, особенно с точки зрения изменения климата, были рассмотрены раньше, чем вы думаете.Шведский ученый Сванте Аррениус еще в 1896 году первым заявил, что использование ископаемого топлива может способствовать глобальному потеплению. . Сегодня наблюдается общий сдвиг в сторону экологической осведомленности, и источники нашей энергии становятся предметом более пристального изучения.
Это привело к увеличению количества альтернативных источников энергии. Хотя жизнеспособность каждого из них можно оспорить, все они вносят положительный вклад по сравнению с ископаемым топливом.
Снижение выбросов, более низкие цены на топливо и уменьшение загрязнения – все это преимущества, которые часто может обеспечить использование альтернативных видов топлива.
Здесь мы исследуем одиннадцать наиболее известных альтернативных источников топлива и смотрим на преимущества, которые они предлагают, и потенциал для увеличения потребления в ближайшие годы.
Вот несколько примеров альтернативных источников энергии и их значение.
1. Водородный газ
В отличие от других форм природного газа, водород является полностью экологически чистым топливом.После производства водородные газовые ячейки при использовании выделяют только водяной пар и теплый воздух.
Основная проблема, связанная с этой формой альтернативной энергии, заключается в том, что она в основном происходит за счет использования природного газа и ископаемого топлива. Таким образом, можно утверждать, что выбросы, создаваемые для его извлечения, противодействуют выгодам от его использования.
Процесс электролиза, который необходим для расщепления воды на водород и кислород, делает эту проблему менее важной. Однако электролиз по-прежнему уступает ранее упомянутым методам получения водорода, хотя исследования продолжают делать его более эффективным и экономичным.
2. Приливная энергия
Хотя приливная энергия использует энергию воды для выработки энергии, как и в случае с гидроэлектрическими методами, ее применение во многих случаях имеет больше общего с ветряными турбинами.
Хотя это довольно новая технология, ее потенциал огромен. Согласно отчету, подготовленному в Соединенном Королевстве, приливная энергия может удовлетворить до 20% текущих потребностей Великобритании в электроэнергии.
Наиболее распространенной формой генерации приливной энергии является использование генераторов приливных потоков.Они используют кинетическую энергию океана для питания турбин, не производя отходов ископаемого топлива и не будучи столь же восприимчивыми к элементам, как другие формы альтернативной энергии.
3. Энергия биомассы
Энергия биомассы бывает разных форм. Сжигание древесины использовалось в течение тысяч лет для создания тепла, но в результате недавних достижений также были обнаружены отходы, например, на свалках, и спиртовые продукты, используемые для аналогичных целей.
Если говорить о сжигании дров, то выделяемое тепло может быть эквивалентно теплу системы центрального отопления.Кроме того, связанные с этим затраты, как правило, ниже, и количество углерода, выделяемого этим видом топлива, оказывается ниже количества, выделяемого ископаемым топливом.
Однако есть ряд проблем, которые необходимо учитывать при использовании этих систем, особенно если они установлены дома. Важным фактором может быть техническое обслуживание, к тому же вам может потребоваться разрешение местных властей на его установку.
4. Энергия ветра
Этот вид производства энергии становится все более популярным в последние годы.Он предлагает те же преимущества, что и многие другие альтернативные источники топлива, поскольку в нем используется возобновляемый источник и не образуются отходы.
Текущие ветроэнергетические установки приводят в действие примерно двадцать миллионов домов в США в год, и это число растет. В большинстве штатов страны в настоящее время в той или иной форме созданы ветроэнергетические установки, и инвестиции в эту технологию продолжают расти.
К сожалению, эта форма производства энергии также сопряжена с проблемами. Ветровые турбины ограничивают обзор и могут быть опасны для некоторых видов диких животных.
5. Геотермальная энергия
По сути, геотермальная энергия – это извлечение энергии из земли вокруг нас. Он становится все более популярным, и в 2015 году в этом секторе в целом наблюдался пятипроцентный рост.
В настоящее время по оценкам Всемирного банка, около сорока стран могут удовлетворить большую часть своих потребностей в электроэнергии с помощью геотермальной энергии.
Этот источник энергии обладает огромным потенциалом, но мало что делает, чтобы разрушить землю. Однако высокие первоначальные затраты на создание геотермальных электростанций привели к более медленному внедрению, чем можно было ожидать от столь многообещающего источника топлива.
6. Природный газ
Источники природного газа использовались в течение нескольких десятилетий, но благодаря развитию технологий сжатия он становится более жизнеспособным альтернативным источником энергии. В частности, он используется в автомобилях для снижения выбросов углерода.
Спрос на этот источник энергии растет. В 2016 году 48 нижних штатов США достигли рекордных уровней спроса и потребления.
Несмотря на это, с природным газом все же есть проблемы.Потенциал загрязнения выше, чем при использовании других альтернативных источников топлива, и природный газ по-прежнему выделяет парниковые газы, даже если их количество ниже, чем при использовании ископаемого топлива.
7. Биотопливо
В отличие от источников энергии биомассы, биотопливо использует животный и растительный мир для производства энергии. По сути, это топливо, которое можно получить из органического вещества в той или иной форме.
Их можно возобновлять в тех случаях, когда используются растения, так как их можно отращивать ежегодно.Однако им действительно требуется специальное оборудование для добычи, которое может способствовать увеличению выбросов, даже если самого биотоплива нет.
Биотопливо находит все большее распространение, особенно в США. На их долю приходилось примерно семь процентов потребления топлива на транспорте по состоянию на 2012 год.
8. Волновая энергия
Вода снова доказывает, что вносит ценный вклад в альтернативные источники энергии с преобразователями энергии волн. Они имеют преимущество перед источниками энергии приливов, поскольку их можно размещать в океане в различных ситуациях и местах.
Как и в случае с приливной энергией, преимущества заключаются в отсутствии отходов. Кроме того, он более надежен, чем многие другие виды альтернативной энергии, и при правильном использовании обладает огромным потенциалом.
Опять же, стоимость таких систем является основным фактором, способствующим замедлению их внедрения. У нас также пока недостаточно данных, чтобы выяснить, как преобразователи волновой энергии влияют на природные экосистемы.
9. Гидроэнергетика
Гидроэлектрические методы фактически являются одними из самых первых способов получения энергии, хотя их использование начало сокращаться с ростом использования ископаемых видов топлива.Несмотря на это, они по-прежнему составляют примерно семь процентов энергии, производимой в Соединенных Штатах.
Гидроэнергетика имеет ряд преимуществ. Это не только чистый источник энергии, что означает, что он не создает загрязнений и множества проблем, которые из-за этого возникают, но и является возобновляемым источником энергии.
Еще лучше, он также предлагает ряд вторичных преимуществ, которые не сразу очевидны. Плотины, используемые для производства гидроэлектроэнергии, также способствуют борьбе с наводнениями и ирригационным технологиям.
10. Ядерная энергия
Атомная энергия – одна из самых распространенных форм альтернативной энергии. Это создает ряд прямых преимуществ с точки зрения выбросов и эффективности, а также способствует росту экономики за счет создания рабочих мест при создании и эксплуатации заводов.
Тринадцать стран полагались на ядерную энергию для производства не менее четверти своей электроэнергии по состоянию на 2015 год, и в настоящее время в мире насчитывается 450 действующих станций.
Недостаток в том, что когда что-то идет не так с атомной электростанцией, существует вероятность катастрофы.Ситуация в Чернобыле и Фукусиме – тому пример.
11. Солнечная энергия
Когда большинство людей думают об альтернативных источниках энергии, они обычно используют солнечную энергию в качестве примера. С годами эта технология претерпела огромные изменения и теперь используется для крупномасштабного производства энергии и выработки электроэнергии для отдельных домов.
Ряд стран выступили с инициативами по развитию солнечной энергетики. Один из примеров – «Льготный тариф» Соединенного Королевства, а также «Налоговый кредит на инвестиции в солнечную энергию» в Соединенных Штатах.
Этот источник энергии является полностью возобновляемым, и затраты на установку перевешиваются деньгами, сэкономленными на счетах за электроэнергию от традиционных поставщиков. Тем не менее солнечные элементы склонны к износу в течение длительного периода времени и не так эффективны в неидеальных погодных условиях.
Заключение
По мере того, как проблемы, возникающие в результате использования традиционных ископаемых видов топлива, становятся все более заметными, альтернативные источники топлива, подобные упомянутым здесь, вероятно, будут приобретать еще большее значение.
Их преимущества устраняют многие проблемы, вызванные использованием ископаемого топлива, особенно когда речь идет о выбросах. Однако развитие некоторых из этих технологий замедлилось из-за количества инвестиций, необходимых для их жизнеспособности.
Объединив их все, мы сможем положительно повлиять на такие проблемы, как изменение климата, загрязнение и многие другие.
Пожалуйста, внесите свой вклад в обсуждение ниже и поделитесь с нами своими мыслями об альтернативных источниках энергии в разделе комментариев или поделившись этой статьей в социальных сетях.
Ресурсы
Почему будущее за альтернативными источниками энергии?
В США ископаемое топливо производит до 80% всей потребляемой нами энергии. Наш нынешний уровень зависимости от ископаемого топлива заставляет нас стремиться к быстрому истощению этих конечных материалов. Это означает, что если мы не будем осторожны, у нас закончатся наши драгоценные невозобновляемые ресурсы. Это означает, что больше не будет нефти, природного газа и даже угля.
Сжигание ископаемого топлива на электростанциях также наносит вред окружающей среде.Мы говорим обо всем: от загрязнения океана и воздуха до разрушения целых экосистем.
Хорошая новость в том, что теперь мы можем уменьшить нашу зависимость от ископаемых видов топлива, таких как нефть, уголь и природный газ, благодаря росту альтернативных источников энергии. В этой статье мы обсудим, что такое альтернативная энергия и почему так важно перейти от нашей зависимости от ископаемого топлива к альтернативным источникам энергии. Мы также рассмотрим разницу между альтернативными и возобновляемыми источниками энергии, а также то, какие источники энергии мы используем сегодня для удовлетворения наших энергетических потребностей.
Что такое альтернативная энергия?Ископаемое топливо (нефть, уголь и природный газ) – наш самый традиционный источник для производства электроэнергии. Таким образом, энергия, производимая из любого источника, кроме ископаемого топлива, является альтернативной энергией. Другими словами, альтернативная энергия – это любое количество энергии, полученное из источников неископаемого топлива. Вообще говоря, использование альтернативной энергии оказывает незначительное воздействие на окружающую среду.
В чем разница между возобновляемыми и альтернативными источниками энергии?Теперь мы знаем, что альтернативных источников энергии – это любой источник, который мы используем для дополнения или даже замены традиционных источников энергии, используемых для производства электроэнергии. То же самое можно сказать и о возобновляемых источниках энергии. Но между ними есть одно тонкое различие. Все возобновляемые источники энергии подпадают под категорию альтернативных источников энергии, но обратного не происходит.
Это потому, что возобновляемые источники энергии получены из естественных источников или процессов Земли, таких как солнце, ветер и вода. Мы называем эти ресурсы возобновляемыми или устойчивыми (как в устойчивой энергетике), поскольку, в отличие от ископаемого топлива, это естественное непрерывное возобновление делает их неисчерпаемыми.Тем не менее, альтернативные источники энергии могут быть исчерпаемыми и, следовательно, невозобновляемыми. Вот в чем разница. Итак, какой альтернативный источник энергии является исчерпаемым? Вам придется продолжить чтение, чтобы узнать.
Какие типы альтернативных источников энергии являются лучшими?Оборудование, необходимое для получения энергии из альтернативных источников, раньше было настолько дорогим, что было непрактично для использования потребителями. Однако благодаря возросшему спросу, более опытным разработчикам энергии, конкурентоспособным цепочкам поставок, усовершенствованным технологиям использования возобновляемых источников энергии и расширенным возможностям повышения энергоэффективности этого больше нет.
Фактически, Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) еще в 2020 году выпустило отчет, показывающий, как возобновляемые источники энергии в настоящее время становятся все более дешевыми, чем ископаемые виды топлива для производства электроэнергии. Давайте посмотрим на несколько лучших альтернативных источников энергии, которые мы используем сегодня.
Каковы наиболее доступные варианты производства энергии?источник
Береговая ветровая энергия и солнечная фотоэлектрическая энергия, соответственно, в настоящее время являются наиболее доступными вариантами, когда речь идет о производстве энергии.Использование этих двух природных ресурсов вместо угля может сэкономить до 23 миллиардов долларов на ежегодных расходах энергосистемы. Это также может снизить годовые выбросы углекислого газа на 1,8 гигатонн. Биоэнергетика, геотермальная энергия, гидроэлектроэнергия и ядерная энергия также занимают центральное место в финансово-конкурентном центре, в значительной степени в зависимости от местоположения.
Какой альтернативный источник энергии самый эффективный?источник
Когда дело доходит до энергоэффективности, лидером пакета возобновляемых источников энергии является энергия ветра.За ветром идут геотермальная энергия, гидроэнергетика, ядерная энергия, а затем солнечная энергия.
Какие источники энергии самые надежные?источник
Из всех известных источников энергии ядерная энергия имеет самый высокий коэффициент использования мощности. Атомные электростанции могут вырабатывать максимальную мощность более 93% времени в год. Далее идет геотермальная энергия, затем идет природный газ.
Природный газ считается самым экологически чистым и надежным ископаемым топливом, но он по-прежнему не является чистым энергетическим ресурсом.Однако есть альтернатива, называемая возобновляемым природным газом (ГСЧ). ГСЧ также известен под названием биометан и производится из отходов животноводства, свалок и других органических материалов путем анаэробного сбраживания. Хотя это не ископаемое топливо, ГСЧ полностью идентичен обычному природному газу по химическому составу, что позволяет им использовать ту же систему распределения.
Какой альтернативный источник энергии наносит наименьший ущерб окружающей среде?источник
Как оказалось, энергия ветра, использующая турбины для получения энергии от ветра, является одной из самых чистых и устойчивых форм производства электроэнергии.Он может производить энергию без каких-либо выбросов загрязняющих веществ или выбросов глобального потепления. Кроме того, воздействие ветряных турбин на землю и животных минимально.
Какие 9 наиболее часто используемых альтернативных источников энергии?Вот краткий список некоторых из наиболее распространенных устойчивых источников энергии, которые мы используем сегодня.
1. Энергия ветраЭнергия ветра в Соединенных Штатах утроилась за последние 10 лет, в результате чего энергия ветра стала крупнейшим возобновляемым источником энергии в стране.Энергия ветра – один из альтернативных источников энергии, который обслуживает как отдельных людей, так и целые сообщества. Он универсален и может производиться от небольших ветряных мельниц или ветряных турбин в жилых домах до крупных морских ветряных электростанций в океане.
2. Солнечная энергияСолнечная энергия чаще всего относится к использованию фотоэлектрических элементов (или солнечных элементов) для создания энергии. В небольшом масштабе вы можете увидеть несколько солнечных панелей на крыше дома, которые используются для производства энергии только для этого дома.В более крупном масштабе вы можете увидеть солнечную ферму, используемую в качестве электростанции для производства электроэнергии для своих потребителей.
3. ГидроэнергетикаГидроэлектроэнергия (также известная как гидроэнергетика), вырабатываемая за счет энергии движущейся воды, вырабатывается, когда вода за плотиной заставляет лопасти турбины двигаться, когда она течет через водозабор. Затем лопасти турбины вращают генератор, вырабатывая электроэнергию, которая отправляется в дома и на предприятия.
4. Геотермальная энергияМы генерируем геотермальную энергию, используя подземные резервуары горячей воды и пара.Геотермальная электроэнергия может напрямую обогревать и охлаждать здания.
5. БиоэнергетикаМы производим биоэнергию из органических материалов, известных как биомасса или биотопливо. Некоторыми примерами могут быть недавно живые побочные продукты животных или растений и древесина. Например, метан можно улавливать со свалок для производства биоэнергии, которую мы затем использовали для производства электроэнергии и тепла. Этанол – один из примеров биотоплива, с которым знакомы многие люди.
6. Ядерная энергияЯдерная энергия создается в виде тепла в процессе деления атомов.Первоначальный процесс деления создает энергию и запускает цепную реакцию, которая повторяет процесс и генерирует больше энергии. На атомных электростанциях тепло, выделяемое при делении, создает пар. Затем пар вращает турбину, что приводит к выработке электроэнергии.
7. Водородная энергияВодород используется в качестве экологически чистого топлива, что приводит к уменьшению количества загрязняющих веществ и более чистой окружающей среде. Мы также используем его для топливных элементов. Они похожи на батареи и используются для питания электродвигателей.
8. Приливная энергияПри движении приливов мы получаем приливную энергию, когда кинетическая энергия движения воды преобразуется в электрическую. Конечно, это один из конкретных источников энергии, но он очень эффективен. Приливная энергия является возобновляемой и производит большое количество энергии даже во время небольших приливов.
9. Волновая энергияЭнергия волн – это альтернативный источник энергии, получаемый из волн, движущихся по воде. Энергия волн использует электрические генераторы, размещенные на поверхности океана. Высота волны, длина волны, скорость волны и плотность воды определяют выход энергии. Энергия волн экологически безопасна, возобновляема и безвредна для атмосферы.
Какие альтернативные источники энергии являются невозобновляемыми?источник
Хотя ядерная энергия сама по себе является возобновляемым источником энергии, мы не относим ее к категории возобновляемых источников. Материал, используемый на атомных электростанциях для создания ядерного деления, обычно представляет собой редкий тип урана, который не является возобновляемым.
Еще один альтернативный источник энергии, который иногда считается невозобновляемым, – это энергия биомассы, основанная на сырье биомассы (установки, которые перерабатываются и сжигаются для производства электроэнергии). Сырье для биомассы включает такие культуры, как кукуруза и соя. Если вы не пересаживаете достаточно быстро, энергия биомассы превращается в невозобновляемый источник энергии.
Каковы преимущества использования альтернативных источников энергии?Другие названия возобновляемых источников энергии, которые вы можете услышать, – это чистая энергия или зеленая энергия.Когда мы используем возобновляемые ресурсы для производства энергии, это намного бережнее для окружающей среды, чем сжигание ископаемого топлива.
Правительства и отдельные потребители в равной степени имеют возможность существенно сократить свой углеродный след, напрямую влияющий на глобальное потепление и изменение климата, за счет поиска альтернативных источников энергии. Давайте посмотрим на экологические преимущества чистой энергии, а также на экономические преимущества, которые она может предложить:
- Сохранение ископаемого топлива: Мы производим возобновляемую энергию, используя практически неисчерпаемые ресурсы.Когда мы используем эти природные ресурсы, нам разрешается экономить и продлевать время за счет невозобновляемых ископаемых видов топлива, которые находятся в опасной близости к истощению.
- Медленное и обратное изменение климата: Основной причиной выбросов углекислого газа в Соединенных Штатах является выработка электроэнергии на электростанциях, работающих на ископаемом топливе. Углекислый газ и дополнительные выбросы парниковых газов являются основными причинами изменения климата и глобального потепления. Альтернативные источники энергии имеют гораздо меньший углеродный след, чем природный газ, уголь и другие ископаемые виды топлива.Переход на возобновляемые источники энергии для производства электроэнергии поможет планете замедлить и обратить вспять изменение климата.
- Спасите жизни: Переход только на гидроэнергетику, энергию ветра и солнечную энергию потенциально может спасти до 7 миллионов жизней каждый год за счет уменьшения количества загрязнителей воздуха.
- Уменьшение суровой погоды: Замедляя последствия изменения климата и, в конечном итоге, обращая их вспять, мы можем ожидать уменьшения экстремальных погодных явлений, таких как засухи, наводнения и штормы, вызванные глобальным потеплением.
- Свести к минимуму зависимость от топлива: Мы можем диверсифицировать наше энергоснабжение, широко применяя крупномасштабные технологии возобновляемых источников энергии и минимизируя нашу зависимость от импорта топлива.
- Экономика и развитие рабочих мест: Производство еще большего количества энергетических систем для коммунальных предприятий может создать экономический рост, а также рабочие места в монтажной и производственной отраслях, не говоря уже об устойчивой энергетической отрасли.
источник
По мере того, как технологии альтернативной энергетики продолжают совершенствоваться, стоимость одновременно падает.Солнечная и ветровая энергия раскрыли потенциал для создания достаточного запаса энергии для удовлетворения мировых потребностей. Когда вы посмотрите на то, насколько доступны, эффективны и экономичны эти электростанции, вы начнете понимать, как мы можем вытеснить ископаемое топливо в течение следующих 30 лет.
Большинство потребителей согласны с тем, что преимущества использования альтернативных источников энергии намного перевешивают любые недостатки. Не говоря уже о том, что постоянно появляются улучшенные технологии, направленные на устранение недостатков различных возобновляемых ресурсов.
Теперь вы понимаете важность перехода на альтернативные источники энергии и почему это так важно для здорового будущего, но как вы можете осуществить это необходимое изменение? Когда будете готовы, обратитесь к поставщику энергии. Сообщите им, что вы хотите выбрать новый тарифный план на электричество или природный газ в рамках своих усилий по энергосбережению. Узнайте о продуктах, связанных с экологически чистой энергией, и спланируйте варианты, чтобы начать свой новый устойчивый образ жизни.
Привезено вам justenergy.ком
Все изображения лицензированы Adobe Stock.
Рекомендуемое изображение:
Возобновляемые источники энергии | Центр климатических и энергетических решений
БиомассаИсточники энергии из биомассы используются для выработки электроэнергии и прямого нагрева, а также могут быть преобразованы в биотопливо в качестве прямого заменителя ископаемого топлива, используемого на транспорте. В отличие от непостоянной энергии ветра и солнца, биомассу можно использовать постоянно или по расписанию.Биомассу получают из древесины, отходов, свалочного газа, сельскохозяйственных культур и спиртового топлива. Традиционная биомасса, включая древесные отходы, древесный уголь и навоз, была источником энергии для приготовления пищи и обогрева в домашних условиях на протяжении всей истории человечества. В сельских районах развивающегося мира он остается основным источником топлива. В глобальном масштабе в 2017 году на традиционную биомассу приходилось около 7,5% от общего потребления энергии. Растущее использование биомассы привело к увеличению международной торговли топливом из биомассы в последние годы; древесные гранулы, биодизель и этанол являются основными видами топлива, продаваемыми на международном уровне.
В 2018 году мировая электрическая мощность на биомассе составила 130 ГВт. В 2018 году в Соединенных Штатах было 16 ГВт установленной мощности по выработке электроэнергии, работающей на биомассе. В Соединенных Штатах большая часть электроэнергии из древесной биомассы вырабатывается на лесопильных и бумажных комбинатах с использованием их собственных древесных отходов; Кроме того, древесные отходы используются для выработки тепла для сушки деревянных изделий и других производственных процессов. Отходы биомассы – это в основном твердые бытовые отходы, то есть мусор, который сжигается в качестве топлива для работы электростанций.В среднем из тонны мусора производится от 550 до 750 кВтч электроэнергии. Свалочный газ содержит метан, который можно улавливать, обрабатывать и использовать в качестве топлива для электростанций, производственных предприятий, транспортных средств и домов. В США в настоящее время установлено более 2 ГВт генерирующих мощностей, работающих на свалочном газе, в более чем 600 проектах.
Помимо свалочного газа, биотопливо можно синтезировать из специальных сельскохозяйственных культур, деревьев и трав, сельскохозяйственных отходов и сырья для выращивания водорослей; к ним относятся возобновляемые формы дизельного топлива, этанола, бутанола, метана и других углеводородов.Кукурузный этанол – наиболее широко используемое биотопливо в Соединенных Штатах. Примерно 38 процентов урожая кукурузы в США было направлено на производство этанола для бензина в 2018 году по сравнению с 20 процентами в 2006 году. Бензин с содержанием этанола до 10 процентов (E10) может использоваться в большинстве транспортных средств без дополнительных модификаций, в то время как специальные гибкие возможности В качестве топлива для транспортных средств можно использовать смесь бензина с этанолом, содержащую до 85 процентов этанола (E85).
Биомасса с замкнутым контуром, где энергия вырабатывается с использованием сырья, выращенного специально для производства энергии, обычно считается нейтральным по отношению к диоксиду углерода, поскольку диоксид углерода, выделяемый при сгорании топлива, ранее улавливался во время роста сырья.Хотя биомасса позволяет избежать использования ископаемого топлива, чистое воздействие биоэнергии и биотоплива на выбросы парниковых газов будет зависеть от выбросов в течение всего жизненного цикла источника биомассы, способа его использования и косвенных эффектов землепользования. Однако в целом энергия биомассы может оказывать различное воздействие на окружающую среду. Древесная биомасса, например, содержит серу и азот, которые выделяют диоксид серы и оксиды азота, загрязняющие воздух, хотя и в гораздо меньших количествах, чем при сжигании угля.
Геотермальная В 2018 году компанияGeothermal произвела во всем мире примерно 175 ТВтч, половину в виде электроэнергии (примерно 13.3 ГВт мощности), а оставшаяся половина – в виде тепла. (Общая выработка электроэнергии в мире в 2018 году составила 26700 ТВтч).
В Соединенных Штатах Америки в 2018 году было произведено 16 миллиардов кВтч геотермальной электроэнергии, что составляет около 4 процентов производства негидроэлектрической возобновляемой электроэнергии, но лишь 0,4 процента от общего производства электроэнергии. Семь штатов производили электричество из геотермальной энергии: Калифорния, Гавайи, Айдахо, Невада, Нью-Мексико, Орегон и Юта. Из них на Калифорнию приходилось 80 процентов этого поколения.
Традиционная геотермальная энергия использует естественные высокие температуры, расположенные относительно близко к поверхности Земли в некоторых областях, для выработки электроэнергии и для непосредственного использования, такого как отопление и приготовление пищи. Геотермальные зоны обычно расположены вблизи границ тектонических плит, где происходят землетрясения и извержения вулканов. В некоторых местах горячие источники и гейзеры веками использовались для купания, приготовления пищи и обогрева.
Выработка геотермальной электроэнергии обычно включает бурение скважины глубиной, возможно, милю или две, в поисках температур горных пород в диапазоне от 300 до 700 ° F.В этот колодец откачивают воду, где ее подогревают горячими камнями. Он проходит через естественные трещины и поднимается во вторую скважину в виде пара, который можно использовать для вращения турбины и выработки электроэнергии или использовать для отопления или других целей. Возможно, придется пробурить несколько скважин, прежде чем будет установлена подходящая, и размер ресурса не может быть подтвержден до завершения бурения. Кроме того, в этом процессе часть воды теряется на испарение, поэтому добавляется новая вода для поддержания непрерывного потока пара.Подобно биоэнергетике и в отличие от периодической энергии ветра и солнца, геотермальная электроэнергия может использоваться непрерывно. Во время этого процесса высвобождается очень небольшое количество углекислого газа, захваченного под поверхностью Земли.
В усовершенствованных геотермальных системах используются передовые, часто экспериментальные, методы бурения и закачки жидкости для увеличения и расширения геотермальных ресурсов.
14 альтернативных источников энергии, которые могут иметь значение
Растут альтернативные источники энергии
В энергетическом секторе ископаемых источников топлива были основным источником энергии из-за их относительно низкой цены.Тем не менее, наша потребность в энергии , согласно прогнозам, вырастет на в будущем, и мы больше не можем полагаться на конечных и , загрязняющих источников энергии. За последнее десятилетие мы увидели положительных сдвигов в сторону расширения наших мощностей по возобновляемым источникам энергии как на местном, так и на глобальном уровне.
Панели солнечных батарей, ветряных турбин, установленных на суше и на море, и гидроэлектростанций – вот некоторые из альтернативных энергетических технологий , которые будут удовлетворять наши будущие потребности в энергии .Наша зависимость от природного газа и нефти является самой большой причиной экологического ущерба, и в энергетическом секторе только ответственен за 1,7% увеличение углекислого газа в нашей атмосфере. Таким образом, альтернативные источники энергии станут основным направлением предотвращения дальнейшего воздействия изменения климата на нашу планету.
Согласно ежегодной статистике IRENA по возобновляемым мощностям за 2019 год, мировые возобновляемых генерирующих мощностей достигли 2351 ГВт .Из трех альтернативных источников энергии с наибольшим процентом:
- На гидроэнергетику приходится 1,172 ГВт , что составляет примерно половину от общей суммы.
- Береговая и морская энергия Ветровая энергия занимает второе место с мощностью 564 ГВт.
- Мощность солнечной энергии немного меньше – 480 ГВт, разделенных между солнечной фотоэлектрической и солнечной тепловой энергией.
Альтернативная энергия источников прогнозируется до расширение в каждом секторе к 2023 .Электроэнергетический сектор имеет наибольшую долю 30% , и на пути декарбонизации электрификация станет основным энергоносителем , большая часть которого будет вырабатываться за счет возобновляемых источников энергии.
Отопление занимает второе место с 12%, а транспортный сектор занимает последнее место с лишь 3,8% альтернативных источников энергии, требующих улучшения.
В приведенной ниже инфографике GreenMatch выделяет текущий и будущий объем альтернативных источников энергии, а также дает обзор инвестиций и будущих прогнозов на нашем пути к устойчивому будущему.
Если вы хотите использовать эту инфографику на своем веб-сайте, используйте код для встраивания ниже:
Получить код для встраиванияИнвестиции в 2019 году замедляются?
В соответствии с планом реализации, установленным Парижским соглашением , совокупные инвестиции в зеленую энергию должны составить долларов США 110 трлн ., или около 2% (среднего) годового валового внутреннего продукта в течение этого периода.
Увеличение тяги к альтернативным источникам энергии снизило затраты, особенно на солнечную энергию.Согласно отчету REN21 о статусе возобновляемых источников энергии за 2019 год, глобальные инвестиции в новые мощности достигли 288,9 млрд долларов США. , без учета гидроэнергетики свыше 50 МВт.
Китайское правительство прекратило свои схемы субсидирования , потому что солнечная энергия теперь считается доступной по цене и ведет к отсутствию развертывания солнечной энергии в Китае. В результате цифры показывают на 11% меньше инвестиций по сравнению с 2017 годом.
Аналогичным образом, в апреле 2019 года схема льготных тарифов в Великобритании завершила действие для новых заявителей, желающих использовать альтернативную энергию.
Инвестиции Прогноз предусматривает стабилизацию и рост инвестиций для следующего обзора. До сих пор Китай является крупнейшим инвестором по странам. Их сокращение расходов на солнечную энергию из-за субсидий существенно повлияло на общее количество, демонстрируя явное доминирование на рынке возобновляемых источников энергии.
Объем будущих альтернативных источников энергии
Более широкое внедрение альтернативных источников энергии зависит еще больше от эффективных возобновляемых технологий и реструктуризации электроэнергетической отрасли.С использованием возобновляемых источников энергии, производство чистой энергии возможно на бытовом уровне с такими технологиями, как солнечные панели , тепловые насосы и котлы на биомассе.
Чтобы в полной мере использовать энергию, которая в основном является weather или зависящей от времени , нам еще предстоит придумать лучшие решения для хранения энергии .
Землепользование и рост населения
При росте населения заявленных 9,7 млрд.к 2050 году , более широкое использование крупных солнечных ферм может быть не идеальным решением, поскольку они занимают много земли. Минимизация площади, занимаемой землей, имеет решающее значение, или разрабатывает более эффективных технологий, таких как преобразователи энергии ветра .
Энергия ветра в настоящее время является одним из наиболее важных альтернативных источников энергии в Великобритании , и примерно обеспечивает около 4 млн. дома. Морской ветер все еще недостаточно развит из-за дорогостоящего обслуживания и расположения в глубоких водах, но в будущем мы сможем более эффективно вырабатывать энергию из океанов и глубоких вод .
Недостатки в конструкции современных ветряных турбин ограничивают потенциал использования энергии ветра, неспособного преодолевать ветры на больших высотах. Будущие воздушные технологии могут проложить путь с гораздо более многообещающим радиусом действия от до 500 м , где ветры сильнее .
Один из наиболее дорогостоящих проектов на ранней стадии включает получение солнечной энергии из помещения . Прототип состоит из оптических отражателей, фотоэлементов, преобразующих солнечный свет в энергию, и схемы, преобразующей электричество в радиочастоты.Затем интегрированная антенна будет передавать энергию обратно на Землю.
В будущем этот инновационный альтернативный источник энергии сможет удовлетворить потребности в энергии нашего растущего населения без ограничений, используя постоянный солнечный свет из космоса.
Хранение зеленой энергии
Эффективный аккумулятор жизненно важен для более широкого внедрения альтернативных источников энергии. Солнечная фотоэлектрическая энергия зависит от прямого солнечного воздействия, а это означает, что значительного количества энергии идет неиспользованным или тратится впустую из-за отсутствия встроенных солнечных аккумуляторных батарей.
В будущем водород станет движущим источником энергии. В настоящее время большая часть производится из ископаемого топлива. Однако излишков альтернативной энергии также используется для производства газообразного водорода. Применения универсальны – газообразный водород можно подавать в сеть природного газа или с помощью топливных элементов для обратного преобразования в электричество. Водород можно было бы широко использовать в транспортном секторе, когда мы сможем предложить менее дорогих решений для более широкого внедрения таких альтернативных источников энергии.
Водород имеет наибольшую плотность из всех видов топлива, что делает его более удобным для распределения и хранения. Его стабильный химический состав также означает, что он может удерживать энергию лучше, чем любая другая среда.
В будущем создание инфраструктуры снабжения и хранения позволит более эффективно использовать водорода. В планы на будущее для водорода входит строительство подземной системы хранения , где излишки энергии ветра, например, могут быть преобразованы в водород посредством электролиза .
Альтернативная энергетика и инфраструктура
Наша текущая глобальная инфраструктура адаптирована только для ископаемого топлива. Строительство нового займет годы и огромных ресурсов. В последние годы автономных технологий , основанных на альтернативных источниках энергии, смогли обеспечить питание удаленных населенных пунктов в виде мини- или локальных сетей.
Полная децентрализация сети предоставит клиентам возможность продавать электроэнергию обратно в сеть, а получит контроль над необходимой и потребляемой энергией .Однако Великобритания далека от полной децентрализации из-за масштабов необходимых преобразований.
Ряд из предприятий , однако, можно считать пионерами реструктуризации вне сети в Великобритании, например, UPS и некоторые из гигантов розничной торговли и супермаркетов .
Расширение масштабов альтернативной энергетики откроет на больше рабочих мест в секторе устойчивой энергетики. Рост и внедрение во всех секторах потребуют лет планирования и значительных инвестиций .
Чтобы гарантировать будущее без дальнейших выбросов парниковых газов, мы можем начать с введения дополнительных запретов на будущих проектов по ископаемому топливу и более строгих целей по выбросам .
Типы возобновляемых источников энергии
Все, что вам нужно знать, чтобы начать сокращение выбросов углекислого газа.
Давайте поговорим о возобновляемых источниках энергии.
Проще говоря, возобновляемый источник энергии – это то, что может генерировать электричество, не истощаясь.Мы говорим о природных ресурсах, таких как ветер, солнце, вода, биологические вещества и геотермальное тепло. По сравнению с так называемыми «традиционными» источниками энергии, такими как ископаемое топливо (нефть, уголь и природный газ) и нефтепродукты на основе сырой нефти, возобновляемые источники энергии представляют собой устойчивый источник энергии с значительно уменьшенными выбросами углекислого газа (CO 2 ).
Что все это значит? Короче говоря, возобновляемые источники энергии – это основа чистой, экологически чистой электроэнергии, которая может помочь уменьшить или смягчить последствия изменения климата.
Примерно 11% от общего потребления энергии в США приходится на возобновляемые источники энергии. 1
Только в 2019 году клиенты Green Mountain Energy помогли США избежать выбросов углерода более чем на 9,3 миллиарда фунтов, просто обеспечив свои дома 100% чистой электроэнергией. Это все равно, что за месяц убрать с дороги 11,8 миллиона автомобилей! 2 Тем не менее, несмотря на преимущества чистой энергии, она по-прежнему составляет лишь небольшую часть от общего количества энергии, потребляемой сегодня в Соединенных Штатах.Но по мере того, как все больше и больше людей начинают видеть (солнечный) свет, это число может расти. С вашей помощью мы сможем изменить способ производства электричества и направить всех на путь более экологичного образа жизни.
Возьмите на себя обязательство использовать чистую возобновляемую энергию в своей жизни, следуя плану Green Mountain Energy.
Посмотреть планыSolar Energy
Вы знаете тот большой, яркий, красивый шар, который освещает небо? Знаете ли вы, что он может самостоятельно удовлетворить потребности всего мира в энергии?
Солнечная энергия бесплатно берет весь потрясающий свет, который излучает солнце, и преобразует его в чистую электроэнергию для домов и предприятий.Знаете ли вы, что если бы вы могли собрать весь солнечный свет, падающий на Землю за один час, вы могли бы произвести достаточно электричества, чтобы снабжать весь мир в течение года?
Если это звучит дико, подождите, пока вы не услышите, чего мы уже достигли с помощью солнечной энергии:
- Каждый мегаватт-час (МВтч) солнечной энергии в США позволяет избежать примерно 1500 фунтов выбросов углерода в год. 3
- Клиенты Green Mountain Energy помогают стимулировать спрос на солнечную энергию, что приводит к увеличению производства солнечной электроэнергии прямо здесь, в США.S.
- Через Green Mountain Energy Sun Club® мы финансируем проекты в области солнечной энергии, которые помогли сообществам жить более устойчиво.
Солнечная энергия уже много лет является одним из самых быстрорастущих источников новой энергии в мире. По состоянию на 2018 год общая установленная мощность солнечных батарей в Соединенных Штатах составляет 55 гигаватт (ГВт). Этого достаточно, чтобы привести в действие около 11 миллионов домов! А благодаря усовершенствованным технологиям, более доступным материалам и возросшему потребительскому спросу солнечная энергия продолжает становиться все более доступной.Для многих домовладельцев это означает, что солнечная энергия на крыше теперь имеет экономический смысл и может обеспечить долгосрочную экономию.
Узнайте больше о солнечной энергии, ее производстве и пользе для планеты. >Энергия ветра
На протяжении сотен лет люди использовали ветер для всего, от путешествий до производства продуктов питания, но в настоящее время мы улавливаем ветер по другой причине: для обеспечения устойчивого энергоснабжения наших домов и предприятий.
Если вы когда-нибудь проезжали по сельскохозяйственным угодьям, то наверняка видели, как на горизонте вращаются ветряные турбины.Эти гигантские трехлопастные башни далеки от ветряных мельниц старой школы, которые Дон Кихот использовал для наклона, но они также делают гораздо больше. По состоянию на 2018 год каждый МВт-ч ветровой энергии, произведенной в Соединенных Штатах, позволяет избежать выбросов углекислого газа более чем на 1400 фунтов в год. 3 Когда вы понимаете, что только США могут производить более 105 500 мегаватт (МВт) энергии ветра, 5 преимущества энергии ветра говорят сами за себя.
- Green Mountain Energy поддерживает более 100 ветряных электростанций прямо здесь, в США.S.
- Наши клиенты способствуют росту спроса на 100% ветряную энергию.
- Энергия ветра – самый быстрорастущий рынок труда в США 4
Всего одна ветряная турбина может произвести достаточно электричества для питания нескольких домов, но вам не нужно вкладывать средства в одну, чтобы ваш задний двор мог пожинать плоды. преимущества 100% энергии ветра. Гигантские ветряные электростанции, разбросанные по всей стране, способны снабжать электричеством миллионы домов. Подключаясь к сети и продавая свою электроэнергию таким компаниям, как Green Mountain Energy, ветряные фермы дают таким людям, как вы, возможность выбирать чистую электроэнергию с использованием 100% возобновляемой энергии ветра.Как тебе глоток свежего воздуха?
Узнайте, как энергия ветра помогает снизить выбросы углекислого газа. >Яркое солнышко или легкий ветерок? Приобретите наши планы защиты от загрязнения сегодня, чтобы начать активизировать экологичный образ жизни со 100% чистой электроэнергией.
Посмотреть планыGeothermal Energy
Если вы никогда раньше не слышали о геотермальной энергии, будьте готовы удивиться. Верно, вы можете получить чистую энергию, используя тепло из центра Земли.
Ядро Земли горячее.Действительно горячо. Мы говорим жарче, чем поверхность солнца. Если вы просверлите отверстие достаточно глубоко, вы сможете уловить часть этого тепла в виде пара. Направьте этот пар через турбину, которая вращает генератор, и следующее, что вы узнаете, вы отправите в дома и на предприятия электроэнергию, не загрязняющую окружающую среду.
- Геотермальная энергия помогает США избежать выбросов CO, превышающих 1500 фунтов 2 на каждый мегаватт-час, производимый ежегодно. 3
- Сегодня геотермальная энергия вырабатывается более чем в 20 странах, из которых Калифорния и Невада лидируют в США.С. Геотермальная энергетика.
- Ожидается, что к 2023 году мировая мощность геотермальной энергии превысит 17 ГВт. 6 Этого электричества хватит, чтобы за год запитать более 1500 домов! 1
Звучит круто, не правда ли?
Узнайте, как энергия ядра Земли используется для производства чистой энергии. >Гидроэлектроэнергия
В то время как солнечная и ветровая энергия вызвали в последние годы столь необходимую шумиху из-за всего, что они делают, чтобы помочь планете, есть один возобновляемый источник энергии, который производит чистую электроэнергию в течение долгого-долгого времени: хорошо старый верный H 2 O.Гидроэлектроэнергия – она же гидроэлектроэнергия, или гидроэнергетика, если вы клевый ребенок, – вырабатывается за счет силы движения воды в реках и океанах. Это настолько популярный источник чистой энергии, что каждый штат США в той или иной степени использует его. Фактически, на долю гидроэлектроэнергии приходится 70% всей электроэнергии, потребляемой в штате Вашингтон.
- Доказательства наличия гидроэнергетики были обнаружены еще в 350 году до нашей эры, что сделало ее одним из старейших источников энергии в истории человечества.
- Для производства электроэнергии можно использовать многие формы воды, в том числе речные течения, речные плотины, океанские волны и океанские приливы.
- Гидроэлектроэнергия позволяет ежегодно сокращать выбросы углерода более чем на 1500 фунтов на МВтч в США. 3
Чтобы создать гидроэлектростанцию, вы строите плотину, которая направляет текущую воду по трубе к турбине, прежде чем выплевывать ее обратно на другую сторону. Сила воды, проходящей через трубу, раскручивает турбины, которые вращают генератор, вырабатывающий электричество.
Гидроэнергетика – один из наименее дорогих возобновляемых источников энергии в стране, эффективность которого составляет около 90%.Напротив, электростанции, работающие на ископаемом топливе, обычно работают с КПД около 60% и при этом загрязняют планету. Кроме того, гидроэлектростанции могут очень быстро отправлять электроэнергию в сеть, обеспечивая необходимую резервную выработку электроэнергии во время крупных чрезвычайных ситуаций с электричеством.
Узнайте, как гидроэлектроэнергия помогает сократить выбросы углерода. >Биомасса
Когда-нибудь жареный зефир на костре? Поздравляю, вы ощутили преимущества энергии биомассы. Биомасса – это необычный термин для обозначения любого органического вещества, которое выделяет энергию при сгорании или разложении.Наиболее распространенной биомассой, используемой в возобновляемых источниках энергии, являются растения, пищевые отходы и отходы животноводства.
Работает так. Биомасса растительного происхождения, такая как древесные отходы, опилки и излишки сельскохозяйственных культур, сжигается для образования пара. Биомасса животного происхождения, такая как отходы сельскохозяйственных животных, собирается в большом резервуаре с бактериями для производства метана, который затем сжигается для нагрева воды и образования пара. В обоих случаях пар вращает турбину для питания генератора, а электричество отправляется в сеть.
- Клиенты Green Mountain Energy поддерживают производство электроэнергии из биомассы прямо здесь, в США.S.
- Энергия биомассы, используемая клиентами Green Mountain Energy, отводит излишки сельскохозяйственных культур, осадок сточных вод и органический мусор из потока отходов.
Биомасса как возобновляемый источник энергии – один из способов рационального использования отходов производства в бизнесе чистой энергии. Они говорят правду: мусор для одного человека – это источник возобновляемой чистой энергии для другого.