Возобновляемые источники энергии: Вопросы и ответы

Содержание

Возобновляемые источники энергии. Альтернативная энергетика. Возобновляемые энергоресурсы

Возобновляемые источники энергии: Вопросы и ответы

Вопросы экологии все сильнее воздействуют на нашу жизнь. Как понятно самочувствие человека на 20% зависит от экологии, это более, чем от уровня развития медицины.

Современные более применяемые источники электроэнергии этогидро-, тепло- и атомные электростанции. Но они не экологичны.

Альтернативная энергетика, построенная на применении возобновляемых источников энергии, может стать той путеводной звездой, которая выведет Россию из длительного социально-экономического кризиса на путьустойчивого развития.

Возобновляемые энергоресурсы энергии распределенысравнительно умеренно, потому лидерство в их использовании скорее толькозавоюют страны с квалифицированной рабочей силой, восприимчивостью кнововведениям, действенными финансовыми структурами и стратегическимпредвидением.

Уменьшение зависимости энергопотребителей от централизованных энергосетей иэнергетических монополистов будет важной индивидуальностью энергетики xxiвека. Районы децентрализованного энергоснабжения занимают возле 60%местности России и находятся основным образом на севере страны.

По понятиюпрофессионалов, постановить трудности энергетики северных регионов лишь за счетбольшого энергостроительства нереально ни в наиблежайшей, ни в отдаленнойперспективе.

В энергетическом балансе Северных районов России выше 70% мощностейприходится на экологически “грязные”, органические виды горючего — уголь,мазут и дрова, завоз которых очень дорог.

Поэтому все острее делается неувязка экологизации северной энергетики, которая обязана начинать наиболеедейственной в экстремальных критериях Севера. Она обязана зиждиться навосстанавливаемых энергоресурсах( ГЭС, геотермальные ТЭС, ветроэлектростанциии т. д.).

Огромные места редконаселенного Севера в первую очередностьнуждаются в децентрализованной самостоятельной системе энергообеспечения,независящей от дорогостоящих поставок органического горючего.

Возможности новейших технологий чрезвычайно широки — довольно изучить путь,обойденный за два десятилетия компьютерной отраслью( от изготовленияслишком больших электронно-вычислительных и допотопных счетно-решающих машин домалогабаритных карманных ноутбуков).

Если xx век разрешено именовать “нефтяным”, то xxi век действительно может начинать эпохой водородной энергетики

Ученые считают, что изобретение дешевенького и действенногометода электролиза воды могло бы перевоплотить водород в главенствующий энергоноситель в недальнем будущем. Так, огромные виды раскрываются утопливных частей.

Топливные составляющие сейчас используются в легковых карах, автобусах, клиниках, на боевых базах, предприятиях попереработке индустриальных стоков, разрабатываются они и для сотовыхтелефонов, ноутбуков.

Использование компактных топливных частей иостальных других восстанавливаемых самостоятельных источников энергии дозволитдецентрализировать энергосистему, уменьшить отдаление меж родником энергии и ее покупателем.

Ветроустановки, как и солнечные электростанции, в особенности эффективны вмаленьких поселениях, для самостоятельных энергопотребителей, отдаленных отцентрализованных систем энергоснабжения.

Для них энергия ветра и Солнцаявляется самым экономичным родником электро энергии.

Характерен в это мотношении образчик Дании, разбросанной на бессчетных островах, какиетяжело соединить централизованной энергосистемой.

Сегодня тут насчитывается выше 4 тыщ ветроустановок, на какие приходится возле 5%всей вырабатываемой в стране электроэнергии. Заметим, что энергии не лишьсамой экологически незапятанной, но и дешевенькой. Если в истоке 1990-х гг.

1 кВт чее стоил одну шведскую крону, то сейчас — в 4 раза подешевле. Это существенноне в такой мере подобного показателя для АЭС и угольных ТЭС, и дажеконкурентоспособной дешевенькой шведской гидроэнергии.

Датские ветроустановкииспользуют огромным спросом — выше пятидесяти процентов мирового спроса на нихдовольствуется датскими фирмами и их лицензиатами.

Это появилось итогомстратегического предвидения страны, восприимчивого к нововведениям и кстратегическому партнерству с индустрией, что дозволяло Дании взять в долгвыгодные позиции в преддверии новейшей постиндустриальной эры.Российская Федерация владеет колоссальным суммарным потенциалом энергии ветра. Вдольберегов Северного Ледовитого океана на протяжении 12 тыс.

км главенствуютветры со среднегодовой скоростью выше 5-7 м/ с.( Считается, чтоветроустановки эффективны при среднегодовых скоростях ветра больше 4-5 м/ с.)Суммарная емкость ветра на Севере добивается 45 миллиардов. кВт, Успешно работаютветроэлектростанции на Новой Земле, в Амдерме, на мысе Уэлен, на островахВрангеля, Шмидта, Командорах( полуостров Беринга).

Ветроустановки удачноподменяют на Севере небольшие дизельные электростанции, для работы которыхнужно доставлять дорогостоящее( время от времени импортное) горючее. Толькоподача горючего к дизельным электростанциям, размещенным на СевереКанады, обходится вдвое подороже его самого.Все просторнее употребляется на Севере и энергия приливов.

В России на северномпобережье Кольского полуострова построена Кислогубская приливнаяэлектростанция( ПЭС).

Опыт эксплуатации данной станции дозволил создатьновое проектное заключение для строительства ПЭС на Кольском полуостровемощностью до 40 тыс. кВт.В Тургурском и Пенжинском заливах Охотского моря, в районе Шантарскихостровов( тут приливы добиваются 13 м), перспективно стройкуприливных электростанций мощностью от 7 до 25 млн. кВт.

В Канаде, Швеции, Норвегии, Финляндии, на Аляске все наиболее обширноеиспользование, кроме небольших гидроэлектростанций, обретают солнечныеэлектростанции. В 2000 г. порция солнечной энергии в энергоснабженииКанадского Севера достигла 5%.

Повышение эффективности солнечных частейи свойства материалов позволило за два крайних десятилетия понизить на 80%издержки на их здание. Сейчас солнечные составляющие встраивают в кровельнуючерепицу, глиняние плитки и оконные стекла, что дозволяет обретатьлепиздричество и в отдельных зданиях.

Суммарная емкость солнечных батарейвозросла в мире со 150 МВт в 1985 г. до 900 МВт к 1999 г.

Опыт работы солнечных электростанций показал, что в критериях долгогополярного дня огромную выгоду приносит не лишь пассивное внедрениесолнечной энергии( зеркальные веранды, усиленная термоизоляция), но ипассивные системы теплоснабжения( солнечные коллекторы с водой или с инымаккумом тепла). Не утратили собственного смысла и функциональные системыфотоэлементов, функционирующих еще и при пасмурной погоде.

За прошедшее столетье люди выучились применять перегретый парвулканических областей для получения дешевенькой геотермальной электроэнергии

Еще в 1970-е годы белорусский академик Герасим Богомолов предлагалприменять тепло подземных вод. Но тогда эту идею » списали «,поэтому что цену нефтепродуктов была чрезвычайно низкой. Стакан бензина стоилподешевле стакана газировки.

ныне отечественные эксперты рекомендуют направитьинтерес на энергию подземных вод.Интерес к этому виду энергии грубо увеличился в крайнее время, когдавозникла опасность т. н. » энергетического голода «.

Хотя в крайниегоды наметилась желание к сокращению применения геотермальной энергии.

Мощности ГеоТЭС в мире к концу 1990-х гг. сократились наиболее чем вдвое —только до 3. 6 млн. кВт. Причина понижения энтузиазма к геотермальным источникамэнергии — трудности в эксплуатации станций, их плохое действие нанаходящуюся вокруг среду и растущая цену 1 кВт поставленной мощности.

Ктому же геотермальная энергетика не мобильна, она территориально привязанак источникам, окружающим иногда в труднодоступных, малоосвоенных,в большей степени горных районах( за исключением, пожалуй, Исландии). Ещеодна сложность применения геотермальных вод – их высочайшая минерализация.В отдельных местах она добивается 400 граммов на литр.

Из-за этого можетнастать закупоривание скважин.Зарубежный эксперимент указывает, что издержки на стройку геотермальныъ ЭСпоначалу получаются более. Однако так как эта энергия» дармовая «, предлагаемая нам самой природой и к тому жевосстанавливаемая, нагревание позже делается подешевле в два раза.

Дляснабжения природной чистоты в технологической схеме ГеоЭСпредусмотрены система закачки конденсата и сепарата назад в земныепласты, а еще системы снеготаяния и предотвращения выбросов сероводородав атмосферу.

По понятию русских экспертов, большущий прогресс по удешевлению иубавлению эксплуатационных издержек станет достигнут использованием вгеотермальных турбинах верхнего выхлопа отвода дваТем не наименее геотермальные ресурсы перспективны в внедрение в северныхрайонах России. Геотермальные станции употребляют энергию жаркого два иливоды, получаемых из недр Земли.

Этот вид восстанавливаемой энергии обширноупотребляется в мире. Артезианские водоемы термальных вод выявлены в Саяно-Байкальской горной системе, в Бурятии( тут насчитывается возле 400термальных источников), в Якутии, на севере Западной Сибири, Чукотке( тутпопулярны 13 высокотермальных источников с суммарным дебитом 166 л/ с).

Самый“горячий” район — Курило-Камчатский эруптивный пояс.

На Камчаткевыявлено 70 групп термальных источников, 40 из них имеют температуру возле100°С. Только более большие источники предоставляют столько тепла, насколько разрешенозаполучить от сжигания 200 тыс. т у. т. Себестоимость получения 4.

2 ГДж теплав системах геотермального теплоснабжения Камчатки в 10 раз ниже, чем вкотельных Петропавловска-Камчатского.18 августа 1966 года тут была построена Паужетская геотермальная станциямощностью 11 тыс. кВт с 3-мя агрегатами, которая употребляет энергию паро-гидротермального месторождения.

Энергоустановка формировалась на Подольскомтурбинном заводе Работает чрезвычайно солидно. И это не глядя на то, что онарасполагаться в районе, где нередко проистекают землетрясения. Недавно введена встрой Верхне-Мутновская геотермальная станция обеспечивая наиболее четвертипотребности области в электроэнергии..

Работой геотермальной станции будутправить операторы из Москвы средством спутника. Для этого немецкаякомпания siemens разработала комплекс. Такая система станет первой по счету вРоссии и третьей – в мире.

Мощность Мутновского месторождения оценивается в300 мегаватт, а совместный геотермальный потенциал Камчатки еще значительней.

Нопокуда в конкретных планах рассматривается лишь продолжение раньше введенныхгеотермальных станций( Паужетская, Верхне-Мутновская).

Так, планируетсярасположение на них новейших энергоустановок на базе бинарного цикла – когдажгучая термальная влага употребляется вторично для выработки доборнойэлектроэнергии, что, кстати, на Мутновке дозволит прирастить емкостьстанции на 20 мегаватт.

Хотя в наши дни габариты Паужетской геотермальной станции на Камчатке покудаеще невелики, способности таковых станций раскрывают большие виды. Загоды собственного существования Паужетская геотермальная станция была доходнойпостоянно, самостоятельно от величины тарифов.

Сегодня этот энергетический узелотпускает энергию по самым невысоким в области тарифам. И при этом станцияостаётся самоокупаемой и самодостаточной. Средний цена на электроэнергиюсочиняет 1 рубль 40 копеек. Электроотопление для народонаселения стоит 75копеек за 1 кВт/ час.

В наиблежайшие годы планируется сотворить каскад станций,мощностью до 300 МВт.

Интересный факт – в быстром будущем на Паужетскойгеотермальной станции станет установлена турбинка, снятая с утилизированнойподводной лодки

Её наработка на подводной лодке составила не в такой мере года.Хоть лодочка была в строю некоторое количество лет, но по ходовым часам ресурс турбиныприменен чрезвычайно не достаточно.

Была проведена нешуточная предварительная служба:исследование оснащения с привлечением проектировщика с завода-изготовителя, выполнен проект реконструкции данной турбины для геотермальногоэнергоносителя. Центр по утилизации вооружения выполнил подгонку под остальныехарактеристики.

А навечно ли хватит естественного родника энергии дляфункционирования Паужетки? При работе в сегодняшнем режиме, по прогнозампрофессионалов, запасов Паужетского месторождения хватит как минимум лет на30.

Если изыскать средства и вести доп разведку, приблизительно в2-ух километрах к югу, то емкость паро-гидротерм составит 30 мегаватт.Возможно, целый этот объём покуда и не будет нужно, но полностью разрешено увеличиватьмощности станции.Сегодня геотермальную энергию употребляют в 40 странах решетка.

В Швейцарии 10тыщ теплоносителей забирают тепло из-под грунта. Сотни тыщ киловаттпредоставляют станции районов Лардерелло в Италии, Вайракей в Новой Зеландии. Третьэлектроэнергии для Сан-Франциско еще предоставляют геотермальные станции. Сегодняемкость канадских ГеоТЭС достигла 0. 7 млн. кВт.

Поляки начали учитьсягеотермальной энергией 10 обратно. В Польше имеется уже 4 геотермальныестанции. Одна из них, в курортном Закопане. В Литве вся Клайпедагарантируется горячей водой с поддержкой геотермальной станции.В Японии с поддержкой геотермальной энергетики растапливают снег на дороге.

Геотермальная энергетика в Японии занимает существенное пространство – ее порция составляет 21 %. Основным удерживающим причиной для развития стали экологические движения. Это связанно с тем, что станции размещены вестественных парках и предстоящее их формирование затруднено угрозой нанестивред оберегаемым и заповедным территориям.

Ядерные станции предоставляют 35% всеобщего энергопроизводства, работающие на естественном газе – 24%.

У нас максимумупотребления электроэнергии приходятся на зимние, наиболее прохладные месяцы, а вЯпонии – на лето, когда в следствии жары главное потребление электроэнергиисоединено с работой оснащения, вырабатывающего прохладный воздух.

Но далее всех в применении геотермальных ресурсов продвинуласьИсландия. Например, столица Исландии Рейкьявик с 1943 года употребляетгеотермальные воды для подогрева домов, учреждений, магазинов и фабрик.Установленная емкость всех исландских геотермальных станций еще в 1988 г.сочиняла 39 МВт.

За крайние 200 лет сосредоточение ртутных паров в атмосфере увеличиласьнаиболее чем в три раза. Произошло это в итоге сжигания городских отходови неких видов углей, в которых держится ртуть.

Мы заинтересованы вразвитии нестандартных источников энергетики для убавления выбросов вредоносных веществ в атмосферу.

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) — определение и её источники

Возобновляемые источники энергии: Вопросы и ответы

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) или возобновляемая энергия (ещё называется регенеративная или “зелёная”) добывается из существующих потоков энергии, которые связаны с природными процессами, такими как солнечный свет, ветер, текущая вода, биологические процессы и геотермальные тепловые потоки.

Наиболее распространённым определением является то, что возобновляемая энергия происходит от источника энергии, который быстро заменяется процессом, который происходит естественно, таким как энергия, генерируемая солнцем или ветром.

Источники возобновляемой энергии

Возобновляемой энергией считается та, которую извлекают из постоянно происходящих в окружающей среде процессов от неисчерпаемых источников. Её получают из природных ресурсов, источники могут быть разными, такими как:

Энергия ветра

Представляет собой кинетическую энергию воздуха в движении. Ветер наделён энергией и образуется из-за существования неравномерного солнечного нагревания атмосферы (т. е. движение воздуха, появляющееся из-за разницы в атмосферном давлении), вращения земного шара и неровностей поверхности земли.

Скорость ветра выражает сколько кинетической энергии, которую можно трансформировать в электроэнергию или механическую энергию.

Энергия волн

Является энергией, переносимой по поверхности воды от волн. Её используют для добывания электричества, преобразовывается она на специальных волновых электростанциях, установленных в воду.

Энергия приливов и отливов

Эта энергия вырабатывается за счёт силы притяжения Луны и Солнца, т. е. гравитационного градиента или разницы в притяжении Луны и Солнца, которая действует на Землю (её поверхность и центр).

Чтобы преобразовать кинетическую энергию движения воды в электрическую энергию используются приливные электростанции.

Энергия температурного градиента морской воды

Эта энергия вырабатывается за счёт разности температур, которая возникает и на поверхности воды, и на глубине. Её можно применить для электрогенерации.

Преобразование этой энергии осуществляется используя гидротермальные станции, устанавливаемые в особенной океанической акватории.

Гидроэнергия

Это энергия потоков водных масс или генерируемая в результате падения воды. Для этого использовались водяные колёса для преобразования механической энергии, а позднее с развитием технологий, начали применять гидротурбины. Сейчас гидротурбины создают в основном электроэнергию.

Энергия солнечного света

Этот тип энергии достаточно широк в использовании. Ещё идут исследования возможностей применения гелиоустановок (устройство, преобразующее энергию солнца и позволяющее использовать её для другого типа энергии, например тепловую).

На данный момент уже существуют разные способы потребления энергии солнечного света: “солнечные” крыши на частных домах (для тепло- и энергоснабжения), установки на автомобилях (которые заряжают аккумуляторы), большие “солнечные фермы” и другие.

Геотермальная энергия

Это энергия естественного тепла Земли. Широко используется многими странами для теплоснабжения (для обогрева воды, отопления, в промышленности и т. д.) и производства электроэнергии. Её запасы огромны.

Главные типы геотермальной энергии:

  • поверхностное тепло Земли (выработано на глубине до нескольких сотен метров);
  • магма (полученная от расплавления горных пород);
  • гидротермальные системы (резервуары горячей/тёплой воды);
  • петрогеотермальные зоны (тепло полученное от сухих горных пород);
  • парогидротермальные системы (полученные из месторождения пара и пароводяной смеси).

Биоэнергетика

Энергия из материалов, полученных из биологических источников растительного и животного происхождения, лесного хозяйства и все биологически разлагаемые отходы.

Выработанная энергия может быть использована для тепла, электричества или топлива для двигателей внутреннего сгорания.

Биоэнергетическое топливо это — этанол, метанол, биодизель и другие.

Разница между возобновляемыми и альтернативными источниками энергии

Возобновляемые источники энергии не совсем то же, что и альтернативные источники энергии.

Альтернативная энергия — это более широкая категория, охватывающая все источники энергии и процессы неископаемого вида топлива, из которых возобновляемые источники энергии являются лишь частью.

Формы альтернативной энергии, не считающиеся возобновляемыми, включают водород и энергию, основанную на расщеплении.

Невозобновляемые источники энергии

После употребления возместить резервы природных ископаемых нельзя. Но мы ещё не знаем, как жить без их использования. Основная проблема невозобновляемых источников энергии состоит именно в том, что со временем они непременно закончатся.

Примеры невозобновляемых источников энергии:

  • нефть;
  • уголь;
  • торф;
  • природный газ;
  • урановые руды.

Возобновляемые источники энергии в России

В России значительные запасы нефти и газа, однако они небезграничны. Наступит время и придётся задуматься о других источниках энергии.

Россия обладает значительным потенциалом использования возобновляемых источников энергии, такими как:

  • солнечная энергетика: используется на Кавказских регионах;
  • ветровая энергетика: используется рядом с Санкт-Петербургом, на Кавказских регионах, на севере европейской части страны и азиатской;
  • малая гидроэнергетика: в Московской области, в Карелии, на Кавказе, рядом с Уфой и Оренбургом;
  • геотермальная: на Кавказе, Курильских островах и на Сахалине;
  • энергия волн: эксплуатируется на Баренцеве море;
  • энергия биомассы.

Россия нуждается в развитии возобновляемых источников. Но при этом нужно принимать к сведению множество факторов: экономические возможности, реальные потребности, а также ситуацию в мире.

Возобновляемые источники энергии в мире

В последние годы глобальное потребление первичных энергоресурсов сильно выросло, в основном за счёт природного газа и возобновляемых источников энергии, при этом доля угля в структуре энергопотребления продолжает сокращаться.

Потребление первичных энергоресурсов с 1992 до 2017 года.

Страны-лидеры в области возобновляемых источников энергии

Некоторые учёные считают, что полный переход на возобновляемую энергию неизбежен и что это произойдёт скорее раньше, чем позже.

Недавнее исследование, проведённое исследователями Стэнфордского университета, предсказывает, что уже к 2037–2057 годам мир сможет полностью действовать от возобновляемых источников.

Здесь мы рассмотрим 10 стран, которые лидируют в переходе на возобновляемые источники энергии.

Исландия

Самая большая геотермальная электростанция в Исландии “ГеоТЭС Несьяведлир”.

Исландия производит наиболее чистое электричество на земле: почти 100% её энергии поступает из возобновляемых источников. Сейчас она получает всю свою энергию для электричества и отопления домов из геотермальных и гидроэлектростанций.

Коста-Рика

Из-за своего небольшого размера (всего 4,9 миллиона человек) и уникальной географии (67 вулканов) Коста-Рика способна удовлетворить большую часть своих потребностей в энергии за счёт гидроэнергетических, геотермальных, солнечных и ветровых источников.

Страна стремится иметь абсолютно нулевой баланс выбросов углерода и уже достигла некоторых впечатляющих результатов: работая на 100% на возобновляемых источниках энергии более двух месяцев дважды за последние два года.

Никарагуа

Никарагуа — ещё одна страна Центральной Америки, где возобновляемые источники энергии приобретают всё большее значение. Как и в Коста-Рике, у них есть несколько вулканов, делающих производство геотермальной энергии жизнеспособным.

Соединённое Королевство

Ветряная электростанция в городе Ардроссан, округ Норт-Эршир, Шотландия.

Соединённое Королевство — ветреное место и значение энергии ветра возрастает. Используя комбинацию ветроэлектростанций, связанных энергосистем ветряных электростанций и автономных турбин, Соединённое Королевство теперь производит больше электроэнергии из ветровых электростанций, чем из угля.

В некоторые дни года Шотландия может производить достаточно энергии ветра, чтобы обеспечить все 100% шотландских домов.

Соседняя Ирландия также устанавливает новые рекорды, имея достаточно энергии, чтобы обеспечить более 1,26 миллиона домов тем, что было произведено всего за один ветреный день.

Германия

Их производство возобновляемой энергии, включая солнечную, увеличилось более чем в восемь раз с 1990 года. В 2015 году они установили рекорд, удовлетворив до 78% потребности страны в электроэнергии, пользуясь возобновляемыми источниками.

Уругвай

Благодаря благоприятной нормативно-правовой среде и прочным партнёрским отношениям между государственным и частным секторами страна инвестировала значительные средства в ветряную и солнечную энергию без использования субсидий или увеличения потребительских расходов.

И как результат, теперь они могут похвастаться национальным энергоснабжением на 95% с использованием возобновляемых источников энергии, которое они достигли менее чем за 10 лет.

Дания

Дания стремится к 2050 году полностью отказаться от ископаемого топлива и планирует использовать энергию ветра для достижения этой цели. Они уже установили мировой рекорд в 2014 году, производя почти 40% своих общих потребностей в электроэнергии за счёт энергии ветра.

Китай

Они могут быть крупнейшим в мире источником загрязнения, но Китай также является и крупнейшим в мире инвестором в возобновляемую энергетику с огромным уровнем инвестиций как дома, так и за рубежом.

В настоящее время Китаю принадлежат: пять из шести крупнейших в мире фирм по производству солнечных модулей, крупнейший производитель ветротурбин, крупнейший в мире производитель ионов лития и крупнейшая в мире электроэнергетическая компания.

Китай абсолютно привержен сокращению потребления ископаемого топлива и с его сильнейшим загрязнением городов у страны есть все стимулы для этого.

Соединённые Штаты Америки

Одна из крупнейших фотоэлектрических солнечных электростанций в США, расположена на базе ВВС Неллис.

В Соединённых Штатах Америки есть одна из крупнейших в мире солнечных фотоэлектрических установок и вырабатывание ветровой энергии по мощности уступает только Китаю.

Но США также является одним из крупнейших в мире потребителей энергии, что сводит на нет большую часть их возобновляемой производительности.

Тем не менее, если бы больше внимания уделялось возобновляемым источникам энергии, а не ископаемому топливу, то США смогли бы сократить свои выбросы почти на 80% всего за 15 лет.

Кения

В прошлом Кения была вынуждена импортировать электроэнергию из соседних стран, но государство прилагает все усилия, чтобы изменить эту ситуацию, инвестируя значительные средства в производство геотермальной энергии, на долю которой в 2015 году пришлось более половины их энергетического баланса.

У них также есть крупнейшая ветровая электростанция в Африке, обеспечивающая ещё 20% их установленной электрической мощности.

Альтернативные источники энергии для частного дома

“Зелёная энергетика” давно привлекала человека своими огромными перспективами. Мы можем получать совершенно бесплатно неиссякаемую энергию из окружающей среды для обслуживания независимых частных коммуникаций. При этом её запас постоянно восполняется без нашего участия.

Альтернативные источники энергии уже являются реальностью в России, особенно для бытового потребления. Некоторые из них:

1. Выработка электрической энергии, с марта по сентябрь, период наивысшей солнечной активности: солнечные батареи — понятие “солнечная батарея” включает в себя и фотомодуль (для образования электричества), и коллектор (для выработки тепловой энергии).

2. Выработка электрической энергии через электромеханические источники, в период с сентября по март: ветрогенераторы.

3. Отопление и подогрев воды — на основе тепловых насосов (термодинамические источники).

4. Получение тепловой энергии — биоэнергетические источники, переработка отбросов (источник с очень сложными технологическими и техническими требованиями).

Узнайте также, что такое Экосистема.

Возобновляемые источники энергии: что это такое, их виды и способы использования

Возобновляемые источники энергии: Вопросы и ответы

Возобновляемая энергия – та, что добывается из пополняемых или неисчерпаемых источников.

За счет циклического характера процессов, протекающих в природе, некоторые источники пополняются при прохождении полного цикла, что позволяет использовать их регулярно в энергетической отрасли.

Другие вовсе неисчерпаемы, что положительно влияет на их доступность в глобальном масштабе.

Какие бывают источники энергии

Источники делятся на два основных вида:

  • невозобновляемые;
  • возобновляемые.

Первые включают ископаемые виды топлива, которые при добыче и израсходовании не восполняются природой. На данный момент они составляют ¾ от общего объема выработки и потребления энергии. Среди них нефть, газ, уголь.

Для возобновляемых обычно используется аббревиатура ВИЭ.

Для них характерно воспроизведение за счет естественных природных процессов, образуемых за счет действия следующих явлений: свечение солнца, круговорот воды, сила гравитации, ветер.

Отличие от альтернативных источников

Альтернативные источники включают возобновляемые и другие неископаемые виды энергии: водород, энергия расщепления.

Назначение альтернативных источников – поиск новых способов получения энергии, способных заменить традиционные виды.

Разработка новых методов выработки ведется с целью получения более выгодных при эксплуатации и менее вредных для экологии. Возобновляемые отвечают обоим требованиям.

Подробная классификация и виды ВИЭ

Нетрадиционные источники энергии группируются по двум признакам:

Первая классификация используется редко из-за низкой практической применимости, содержит три источника:

  • механические;
  • химические;
  • тепловые.

Вторая классификация разделяет возобновляемые источники по явлениям:

  • солнце;
  • ветер;
  • вода;
  • тепло земли;
  • биотопливо.

Использование энергии воды

Для воды характерно то, что сразу несколько ее свойств используются для получения энергии. Напор используется для работы гидроэлектростанций – самый распространенный способ. Менее распространенные методы связаны с приливами, отливами, волнами, течениями, разницей температур на поверхности и глубине.

Вода – возобновляемый источник, составляющий ¾ от объема. Среди всех источников гидроэнергетика дает примерно 15%. За счет круговорота воды в природе обеспечивается энергетическая стабильность.

ГЭС в России

Энергия водного потока

Основной источник в гидроэнергетике – напор. Для этого строятся гидроэлектростанции (ГЭС), перекрывающие русла рек. Образовывающиеся водохранилища и разница уровней воды создают напор, вращающий турбины, от которых генераторы вырабатывают электричество.

ГЭС представляют собой плотины и влекут локальные изменения экосистемы: перекрытие доступа к нерестилищам, затопление территории, образование новых мест обитания водоплавающих. На ГЭС предусмотрена возможность регулирования уровня подачи воды и выработки энергии.

Гидроэнергетика обеспечивает 16% мирового производства энергии, что составляет 25 тысяч ТВт/ч. Например, Парагваю она дает 100% вырабатываемой энергии. Годовая выработка китайской ГЭС «Три ущелья» составляет 98 ТВт/ч – это самая мощная ГЭС в мире.

Потенциальная энергия волн

По аналогичной схеме извлекается энергия из волновых движений. Конструкция волновых электростанций, состоящая из поршней, размещенных в специальных отсеках, называется «Морской змей». Внутри них – генераторы и гидравлические двигатели. При прохождении волн кинетическая энергия трансформируется в электрическую за счет волновых колебаний. Недостаток системы – неустойчивость к штормам.

Часть проекта волновой электростанции (Сочи)

Энергия температурного градиента в океане

Вода имеет разную температуру на поверхности и на глубине, что позволяет генерировать энергию. Для этого разрабатываются геотермальные станции, для которых выбирается подходящее место в акватории океана. Для работы активно задействуется солнечное излучение, которое формирует температуру поверхности воды.

Геотермальная энергия недр Земли

Геотермальная станция в Исландии

Земные недра содержат огромное количество энергии, которая сама в некоторых местах вырывается наружу в виде гейзеров и вулканов.

Пар и выбросы воды в гейзерах используются для работы геотермальных теплоэлектростанций (ГеоТЭС).

Для доступа к источникам бурятся скважины к недрам земли глубиной до полутора километров. Вода подается для отопления или используется для выработки энергии.

Данный вид получения энергии отличается стабильностью и, например, в Исландии дает четверть всего электричества. Основное распространение ГеоТЭС получили в местах действия вулканов и горячих источников. Кроме Исландии, велика доля (более 10%) в следующих странах: Филиппины, Сальвадор, Коста-Рика, Кения, Новая Зеландия, Никарагуа.

Биоэнергетика и биотопливо

Два понятия, тесно связанные друг с другом, – биоэнергетика и биотопливо. Биотопливо в данном случае – источник энергии. К топливу относится сырье, получаемое при переработке биологических отходов живого или растительного происхождения: этанол, метанол, биодизель.

Биотопливо принадлежит к одному из трех поколений:

ПоколениеСостояние топливаИсточники
ПервоеТвердое, жидкое, газообразноеДревесные продукты (брикеты, дрова, опилки), торф, этанол, метанол, биодизель, биогаз, биоводород, метан, другие
ВтороеЖидкость, образуемая пиролизом биомассыВодоросли, древесина хвойных пород
ТретьеЖидкоеВодоросли с высоким содержанием масла

Ведущее место в производстве и потреблении биотоплива занимает Бразилия, на долю которой приходится до 45% мирового объема.

Плюсы и минусы использования ВИЭ

ВИЭ снижают негативное влияние на окружающую среду, заключающегося в парниковом эффекте, за счет восстанавливаемых естественным образом ресурсов. Как и для других отраслей экономики, энергетике необходима диверсификация, позволяющая избежать зависимости от одного вида сырья.

Из негативных факторов на первый план выходит стоимость внедрения объектов инфраструктуры, которая значительно влияет на итоговую стоимость энергии. Многие виды ВИЭ имеют нестабильный характер и не могут на регулярном уровне обеспечивать потребности в требуемом объеме.

Применение в современной России

Солнечная электростанция на Урале

Ведущую роль в энергосистеме России играют нефть и газ, обеспечивающие 75% потребления страны. Еще 15% дает уголь, только 10% – ВИЭ и атомная энергетика. Высокая степень обеспеченности энергоресурсами делает отрасль маловосприимчивой к изменению текущего баланса. России располагает значительными запасами как возобновляемых, так и невозобновляемых ресурсов.

Из возобновляемых источников две трети – гидроэнергетика. Остальные виды в незначительных масштабах представлены в разных регионах страны:

ВидРегион выработки
СолнечнаяКраснодарский край, Кавказ
ВетрянаяУльяновская область, Камчатка, Чукотка, Краснодарский край, Башкортостан
ГеотермальнаяСахалин, Курильские острова, Камчатка, Кавказ
ВолноваяБаренцево море

Мировые тенденции использования возобновляемых источников

Начиная с XXI века в мире произошел стремительный рост выработки энергии из возобновляемых источников:

  • в 22 раза за 13 лет выросла ветряная энергетика;
  • в 430 раз за 10 лет выросла солнечная энергетика.

В некоторых регионах приняты государственные программы, призванные увеличить долю энергии, получаемой из возобновляемых источников до 75-100%. Также инициатива исходит от крупнейших корпораций, стремящихся получать 100% из ВИЭ: IKEA, Apple, Google.

Необходимость внедрения ВИЭ

Нетрадиционные виды энергетики призваны заменить действующие, ресурсы которых ограничены. Своевременное внедрение ВИЭ позволит избежать энергетического кризиса, экологических проблем на планете. Некоторые страны способны полностью покрыть свои потребности за счет ВИЭ: Шотландия, Ирландия, Дания. Из-за нестабильного характера источников это не происходит на регулярной основе.

Статистические данные и прогнозы

Прогнозы разных специалистов относительно использования возобновляемых источников регулярно корректируются. Коррекция связана как с развитием нетрадиционных способов, так и традиционных.

Одновременно с открытием новых способов выработки энергии, совершенствованием методов, осуществляется разработка и ввод новых месторождений нефти и газа.

По одному из прогнозов к 2040 году на ВИЭ придется до половины мирового объема энергетики.

Страны-лидеры по использованию ВИЭ

Дом с солнечной панелью в США

Среди лидеров по применению ВИЭ выделяются как мировые державы, так и малые страны. Среди мировых держав лидеры – США и Китай. Их лидерство выражается в количественном, а не долевом соотношении.

Среди малых стран есть те, которые полностью или большей частью обеспечивают себя за счет возобновляемых источников энергии: Исландия, Дания, Уругвай, Коста-Рика, Никарагуа.

Высока доля в развитых странах: Великобритании и Германии.

Возобновляемые источники будущего

Яркий пример среди известных возобновляемых источников будущего – водород. Элемент уже активно применяется в ракетном топливе. Ведутся разработки для его широкого применения в транспорте. Непосредственно водород не имеет вредных выбросов в атмосферу, но в чистом виде активно не применяется из-за воспламеняемости при контакте с воздухом, износа элементов двигателя при взаимодействии.

Перспективы ВИЭ

Примеры России и Германии в значении себестоимости производства энергии показывают причину, по которой возобновляемые источники составляют меньшую долю относительно невозобновляемых:

ИсточникСебестоимость 1 КВт/ч в России (руб.)Себестоимость 1 КВт/ч в Германии (евро)
Уголь, нефть, газ0,22-0,350,03-0,05
Атомная0,20-0,500,03
Вода0,15-0,200,04
Ветер0,30-0,900,09
Солнце0,35-1,500,54

Следующая задача после обеспечения энергией – переход на возобновляемые источники.

Технически перейти на возобновляемые источники возможно, но экономически они проигрывают традиционным, поэтому полный переход в ближайшие десятилетия маловероятен.

Он произойдет только в отдельных регионах с развитым высокотехнологичным сектором и с отсутствующими невозобновляемыми ресурсами – страны Северной Европы.

Государственная поддержка влияет на внедрение ВИЭ, правительства разных регионов имеют специальные программы для компаний, использующих энергию, полученную из возобновляемых источников. Такие программы включают гранты, льготное налогообложение для ответственных компаний.

Про возобновляемые и невозобновляемые источники энергии

Возобновляемые источники энергии: Вопросы и ответы

Энергетические ресурсы можно разделить на две категории: возобновляемые и невозобновляемые источники энергии.

Невозобновляемые ресурсы

К невозобновляемым источникам энергии относятся ископаемые виды топлива, которые включают уголь, нефть и природный газ, потому что потребовались миллионы лет для их формирования. После того, как ископаемые виды топлива используют они безвозвратно будут потеряны.

Многие электростанции используют ископаемое топливо. Ископаемое топливо сгорает с выделением тепла, которое используется для производства пара. Пар затем используется, чтобы провернуть лопасти турбины соединенные с генератором, вырабатывающем электроэнергию.

Некоторые электростанции работают на атомной энергии которая представляет невозобновляемые источники энергии.

Атомные электростанции полагаются на уран: тип металла, который добывают из земли и специально обработанный. Тепло, выделяющееся от расщепления атомов урана используется для преобразования воды в пар, который также вращает турбины.

Возобновляемые энергетические ресурсы

Возобновляемые источники энергии включают использование древесины, ветра, солнца, геотермальную мощность, биомассу и воду, хранящуюся на плотинах, озерах и водохранилищах. Электрический ток может быть получен с использованием нескольких видов энергетических ресурсов.

К возобновляемым источникам относится то, что можно использовать снова, потому что может быть создана заново довольно быстро.

Ресурсы ветра могут производить электричество в тех регионах, где дуют устойчивые ветры. Гигантские ветряные турбины захватывают энергию ветра и используют её для генераторов.

Биомасса является материалом, который сформирован из живых организмов, таких как древесина или сельскохозяйственные отходы. Биомасса может быть сожжена для производства электроэнергии или быть преобразована в газ используемый в качестве топлива.

Геотермальная энергия привлекает горячую воду или пар из глубины или под поверхностью земли для производства электроэнергии.

Гидроэлектростанции применяют энергию падающей воды, чтобы вращать генератор турбины.

Солнечная энергия может также использоваться для производства электроэнергии. Солнечные батареи преобразуют лучистую энергию солнца в электрическую.

Некоторые калькуляторы и портативные радиоприемники питаются от солнечных батарей. Панели солнечных батарей или модули, расположенные на крыше могут поставлять электроэнергию в здание.

Большая часть электроэнергии производится на разного типа электростанциях.

Использование возобновляемых и неисчерпаемых источников энергии

Ископаемые и ядерные виды топлива не возобновляемые, потому что эти виды топлива были созданы миллионы лет назад. Между тем, древесина, этанол, биодизель, сельскохозяйственные отходы и метан от коров считаются возобновляемыми, несмотря на то, что использование этих видов топлива генерирует большое количество двуокиси углерода.

Некоторые из них, как древесина, производят опасные в воздухе макрочастицы. Разница заключается, что возобновляемые источники энергии топлива вырабатываются из растений, которые росли сравнительно недавно. Сторонники утверждают, что новые растения для следующего цикла топлива используют двуокись углерода от первого цикла выбросов.

На практике этот аргумент не всегда справедлив по разным причинам. В некоторых регионах поглощение углерода происходит в тропических лесах удаленно от места производства биотоплива где увеличивается двуокись углерода, которая не будет скомпенсирована.

Кроме того биотопливо обрабатывается и транспортируется с помощью формы энергии, которая по-прежнему во многом использует ископаемые виды. Кроме того использование пищевых растений для топлива увеличивает цены на продовольствие.

Некоторые возобновляемые виды топлива имеют замкнутый цикл производства. Некоторые отрасли как сельское хозяйство поддерживают производство метана из биологических источников.

Конечно возобновляемые источники топлива, как энергетические ресурсы ветра, солнца, геотермальная и океана не полагаются на сельское хозяйство.

Природные топливно энергетические ресурсы

Энергетические природные  ресурсы, которые не производят значительного парникового эффекта во время генерации включают геотермальную, ветроэнергетику, силу океана, ядерную, гидроэлектроэнергию и солнечную.

Ресурсы океана, ветра и солнечная фотоэлектрическая являются источниками с «нулевой эмиссией», но требуют нефтяное топливо в связи с энергоемкостью при изготовлении, а ядерная энергетика производит ядерные отходы.

Если сокращение выбросов парниковых газов является одной из национальных целей, важно получить всю картину включая побочные продукты. Все возобновляемые источники энергии в части выбросов вредных веществ не являются равными.

Все ресурсы имеют влияние на растения и животный мир. Хотя они не выделяют углерод или токсичные выбросы, приливная энергия и ГЭС может помешать движению рыбы и других водных обитателей. Тепловые электростанции океана могут нарушить распределение температуры в воде, что может иметь пагубные последствия для водной жизни.

Солнечная и ветровая энергия требует больших площадей земли, которые могут нарушить дикую природу. Ветряные мельницы убивают птиц и летучих мышей. Солнечная тепловая станция использует воду для турбин, и это может быть проблемой, если солнечная электростанция находится в пустыне. Солнечные фотоэлектрические станции используют неприятные химикаты для производства солнечных батарей.

Тем не менее ископаемые виды топлива, вероятно, по любым меркам, гораздо более экологически вредные. Все они добавляют больше двуокиси углерода в атмосферу, способствуют выбросам парниковых газов:

  • Уголь является наиболее известный источник. Он добавляет твердые частицы, оксиды серы, оксиды азота, ртути, загрязняют воду и способствуют кислотным дождям. Угольные шахты разрушительны для человека, источников воды и природной среды.
  • Сжигание природного газа значительно чище, чем уголь, и если сжигается в электростанциях комбинированного цикла природный газ, то производит меньше двуокиси углерода, чем уголь. Однако новая технология получения сланцевого газа считается основной причиной загрязнения подземных вод.
  • Нефть также выделяет углекислый газа, когда используется, и он приходит с частицами. Каждый год происходят бесчисленные нефтяные пожары, разливы нефти и буровые аварии.

Но  если источник энергии возобновляемый, это не значит, что производится мало выбросов парниковых газов. Этот тип может быть токсичным, опасным или экологически катастрофическим.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.