Альтернативная энергетика: солнце, воздух и вода
Постоянно повышающаяся потребность в энергии, новые, крайне прожорливые потребители электричества – гигантские дата-центры и электромобили для массового рынка – вынуждают человечество искать альтернативные источники энергии. Важно, чтобы они были не только высоко эффективными, но и экологически чистыми.
Отрасли нетрадиционной энергетики
К традиционным источникам электроэнергия относятся тепловые (уголь, газ, мазут), гидро- и атомные электростанции. Причем относительно «зелеными» считается лишь третий тип электростанций, тогда как два первых наносят ощутимый вред атмосфере и гидросфере соответственно.
Экологически чистые (опять-таки, относительно) солнечные, ветровые и геотермальные электростанции в ряде стран мира вырабатывают до половины электричества, но их до сих пор называют альтернативными. Кроме того, существует альтернативная гидроэнергетика, подразумевающая волновые, приливные и водопадные электростанции.
Самой же неоднозначной отраслью альтернативной энергетики является, пожалуй, биотопливо. На фоне вероятного глобального продовольственного кризиса засевать плодородные земли культурами, перерабатывающимися в биотопливо – преступление перед человечеством.
Но давайте же поговорим о каждой отрасли альтернативной энергетики по порядку.
Гелиоэнергетика
Солнечные электростанции (СЭС) – одни из самых распространенных на планете, так как используют неисчерпаемый источник энергии (солнечный свет). В процессе выработки электричества, а при необходимости еще и тепла для обогрева жилых помещений и подачи горячей воды, они не наносят никакого вреда окружающей среде. Но существует обратная сторона медали: утилизация отработавших свое солнечные батарей процесс затратный и уж точно не экологически чистый.
Солнечные панели зачастую встраивают прямо в крыши жилых домовСильно зависима гелиоэнергетика от погоды и времени суток: в дождливый день и, уж тем более, ночью электричество особо-то не покачаешь. Приходится запасаться аккумуляторными батареями, что удваивает стоимость установки солнечных панелей, например, на даче.
Лидерами в популяризации гелиоэнергетики являются Германия, Испания и Япония. Понятное дело, что преимущество тут имеют южные страны, где солнце жарко светит почти круглый год. Германия же традиционно занимает лидирующие позиции в альтернативной энергетике, поэтому даже на СЭС в этой в целом-то холодной стране делается большая ставка.
Солнечная ферма Охотниково: живописный Крым заблестел словно огромное зеркалоПриятно, что в вопросах гелиоэнергетики Украина не пасет задних. В Крыму находится сразу несколько крупных СЭС: Перово (мощность 100 МВт, 11 место в мировом рейтинге), Охотниково (80 МВт, 22 место) и Приозерная (55 МВт, 42 место). Безоговорочными же лидерами являются американские Агуа-Калиенте и Калифорнийская Долина, мощностью по 250 МВт каждая.
Мощнейшая в мире солнечная электростанция Агуа-Калиенте (штат Аризона)Ветроэнергетика
Обуздало силу ветра человечество довольно-таки давно: ветряные мельницы много столетий верой-правдой служили для перемолки зерна в муку. Сейчас же пришло время найти «мельницам» новое применение – гигантские лопасти, гонимые силой ветра, способны вращать мощные генераторы и таким путем эффективно вырабатывать столь нужное электричество.
Ветрогенератор самостоятельно подстраивается под меняющееся направление ветра, свободно вращаясь на мачтеТройку лидеров в мировой выработке электричества с помощью ветра составляют Китай, США и Германия. Если же сравнивать долю ветроэлекстростанций (ВЭС) в каждой конкретной стране, то лидируют Дания, Португалия и Испания. Тут опять-таки многое зависит от климатических условий: в одних странах ветер не утихает ни на секунду, в других наоборот большую часть времени стоит штиль. Украине в этом плане повезло не очень: погода у нас мягкая и маловетреная. Хотя еще в 30-х годах в Крыму была построена первая в мире промышленная ветроэлектростанция, а в 1934 г. под руководством Юрия Кондратюка (того самого, что рассчитал траекторию полета на Луну) разрабатывался проект постройки огромной 12-мегаваттной ветростанции на горе Ай-Петри с башней высотой 165 метров и двумя 80-метровыми турбинами, размещенными на двух уровнях.
Крупнейшая в мире ветровая электростанция London Array построена в море возле берегов Великобритании (630 МВт)Есть у ветроэнергетики как веские преимущества, так и столь же веские недостатки. В сравнении с солнечными панелями «ветряки» стоят недорого и не зависят от времени суток, а потому частенько встречаются на дачных участках. Существенный минус у ветрогенераторов только один – они изрядно шумят. Установку такого оборудования придется согласовывать не только с родными, но и жителями близлежащих домов.
Геотермальная энергетика
В районах с вулканической активностью, где подземные воды нагреваются выше температуры кипения, рационально строить геотермальные теплоэлектростанции (ГеоТЭС). Пожалуй, самой известной страной, где широко применяются ГеоТЭС, является Исландия. Оно и не странно: кипяток и пар циркулирует по трубам круглый год без остановок, что позволяет в процессе выработки электричества обходиться без дорогостоящих и трудно утилизируемых аккумуляторов.
Несьявеллир (Исландия) – крупнейшая в Европе ГеоТЭС (120 МВт)Делают ставку на геотермальную энергетику и в других странах, где удалось обуздать вулканическую активность Земли: США, Новая Зеландия, Индонезия и Филиппины. Богата термальными водами и Россия: вот только новые ГеоТЭС в Сибири давненько не строили. Последние подвижки в этом направлении датируются еще временами СССР.
Мощность ГеоТЭС «Гейзерс» (штат Калифорния, США) изначально составляла 2 тыс. МВт, но постепенно падаетАльтернативная гидроэнергетика
Нетрадиционное использования водных ресурсов планеты для выработки энергии подразумевает три типа электростанций: волновые, приливные и водопадные. Причем самыми перспективными из них считаются первые: средняя мощность волнения мирового океана оценивают в 15 кВт на погонный метр, а при высоте волн выше двух метров пиковая мощность может достигать аж 80 кВт/м.
Главная проблема волновых электростанций – сложность преобразования движения волн (вверх-вниз) во вращение лопастей колеса генератора. Впрочем, последние разработки британский (проект Oyster) и российских ученых (проект Ocean RusEnergy) должны решить данную проблему.
Oyster – высокоэффективный волновой электрогенератор, разработанный в ВеликобританииПриливные электростанции имеют значительно меньшую мощность, чем волновые, зато их куда легче и удобнее строить в прибрежной зоне морей. Гравитационные силы Луны и Солнца дважды в день меняют уровень воды в море (разница может достигать двух десятков метров), что позволяет использовать энергию приливов и отливов для выработки электричества.
Во Франции почти полвека эксплуатируется приливная электростанция «Ля Ранс» (мощность 240 МВт), которая построена в устье реки Ранс рядом с городком Сен-Мало. Долгое время она удерживала мировое лидерство по мощности, но в 2011 году ее обошла южнокорейская Сихвинская ПЭС (254 МВт).
«Ля Ранс» – одна из старейших и в то же время мощнейшая в Европе ПЭСВодопадные электростанции являются, пожалуй, самыми малоперспективными в отрасли гидроэнергетики. Дело в том, что по-настоящему мощных водопадов на планете не так уж и много. Вспомнить стоит разве что электростанции «Сэр Адам Бек 1» и «Сэр Адам Бек 2», построенные на Ниагарском водопаде, а точнее на его канадской стороне.
Комплекс электростанций «Сэр Адам Бек» (США) мощностью 2 тыс. МВт построен на границе США и КанадыБиотопливо
Жидкое, твердое и газообразное биотопливо может стать заменой не только традиционным источникам электричества, но и бензину. В отличие от нефти и природного газа, восстановить запасы которых не представляется возможным, биотопливо можно вырабатывать в искусственных условиях.
Простейшим биотопливом является древесина, а точнее отходы деревообрабатывающей промышленности – щепки и стружка. Спрессованные в брикеты они прекрасно горят, а нагретая с их помощью вода позволяет вырабатывать электричество и тепло, пусть и в небольших масштабах.
Кукуруза – продукт питания и в то же время сырье для биотопливаНо будущее за жидким и газообразным биотопливом: биодизелем, биоэтанолом, биогазом и синтез-газом. Все они производятся на основе богатых сахаром или жирами растений: сахарного тростника, кукурузы и даже морского фитопланктона. Последний вариант так и вовсе имеет безграничные перспективы: выращивать водоросли в искусственных условиях дело не хитрое.
Фитопланктон (крохотные морские водоросли и бактерии) – идеальное сырье для производства жидкого и газообразного биотопливаБудущее альтернативной энергетики
Концепт орбитальной солнечной электростанции NASA SuntowerУчитывая подорожание энергоносителей и подорванное доверие к атомным электростанциям, развитие альтернативной энергетики постепенно ускоряется. Ну а если смотреть на совсем уж отдаленную перспективу, то стоит упомянуть космическую энергетику.
Концепт орбитальной солнечной электростанции NASA SERTДанная отрасль подразумевает размещение солнечных батарей на земной орбите и на поверхности Луны. Это позволит добывать примерно на треть больше электроэнергии, чем это возможно в условиях земной атмосферы. На Землю же передаваться выработанное электричество будет с помощью радиоволн.
Альтернативная энергетика и будущее «умных» городов
«Умные» города — уже не просто модное словосочетание. Сегодня это явление активно обсуждается, и сами такие города прямо сейчас создаются по всему миру — от Сингапура до Сан-Франциско.
В широком понимании этого термина, «умный» город — это комплекс информационных технологий и технологий интернета вещей, которые обеспечивают взаимосвязь между элементами городской инфраструктуры (транспорт, коммунальное хозяйство, управление ресурсами т. п.). В 2013 году городов, в которых были реализованы элементы «умной» инфраструктуры, на планете уже было 21, но, по данным отчёта IHS Technology, к 2025 году их станет минимум 88, причём больше 50-ти будут созданы в странах Азии. Да и сейчас самым «умным» в мире считается Сингапур.
В России эта концепция только начинает реализовываться — в 2018 году создание «умных» городов официально стало частью программы «Цифровая экономика» (в рамках направления «Информационная инфраструктура»), а одним из первых российских «умных» мегаполисов должен стать Санкт-Петербург.
Особенности и перспективы
Стабильность энергоснабжения и возможность удовлетворения растущего спроса на электроэнергию — важнейший и ключевой фактор самого существования «умных» городов. Поэтому перед правительствами многих стран сейчас стоит нелегкая задача: они ищут способы обеспечить эффективное энергоснабжение городской инфраструктуры и при этом не навредить экологии, в силу чего «зелёная» энергетика также набирает популярность. Учитывая рост эффективности возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и то, что с развитием технологий их стоимость постоянно уменьшается, солнце и ветер кажутся наиболее удачным решением.
По данным недавних исследований ООН, в 2017 году инвестиции в возобновляемые источники энергии уже превысили вложения в традиционную энергетику, так что отказ от ископаемых видов топлива в будущем не кажется чем-то недостижимым. К примеру, в Саудовской Аравии в программу солнечной энергетики планируется инвестировать около 200 млрд долларов США, а в Китае правительство недавно одобрило постройку гигантской ветряной фермы, которая сможет в перспективе вырабатывать сперва 6 тысяч, а потом и до 10 тысяч мегаватт энергии. Реализация этого проекта выведет Китай на одно из первых мест в мире уже не только по количеству городского населения, но и по использованию альтернативных источников энергии.
И хотя в России доля ВИЭ сейчас составляет всего около 1%, в будущем эту отрасль планируется активно развивать. Особенно это касается регионов на Севере и Дальнем Востоке, где использование возобновляемых источников энергии может сильно сократить расходы на энергоснабжение, ведь вырабатываться эта электроэнергия будет прямо на местах.
Что нас ждёт в будущем?
Да, альтернативная энергетика поможет решить проблему со снабжением «умных» городов будущего электричеством, но с её применением тоже связан целый ряд важных вопросов. Например, справится ли эта отрасль с постоянным ростом количества «умных» городов и увеличением их потребности в энергоснабжении в будущем? А если брать в расчёт ещё и нагрузку на городские сети из-за роста популярности электроавтомобилей? И смогут ли ветряная и солнечная энергетика на равных конкурировать с традиционной, учитывая ее зависимость от погоды?
Положительно ответить на большую часть этих вопросов помог бы комплексный подход, при реализации которого ключевой для «умных» городов в будущем стала бы не только и не столько выработка энергии, сколько надежные, безопасные и эффективные системы хранения и распределения энергии и управления ею. Такие решения позволили бы перераспределять запасенную энергию по мере надобности и компенсировать падение выработки, естественно возникающие в электросети при использовании ВИЭ.
Управление энергией и его преимущества для бизнеса
Как могут быть реализованы такие схемы электроснабжения, можно увидеть уже сейчас на примере существующих систем хранения электроэнергии на предприятиях. И уже сейчас они могут стать для руководства предприятия уникальным инструментом, который позволит одновременно вкладывать средства в популярное направление ВИЭ и получать выгоду от использования излишков вырабатываемой электроэнергии. Эти излишки, полученные от солнечных электростанций или ветряных ферм в период пиковой выработки, можно сохранять и затем применять в периоды, когда эффективность таких источников снижается, например, ночью или в безветренную погоду. Либо их можно продать внешнему потребителю и так вернуть часть средств, инвестированных в новые энергосистемы.
Помимо этого, такие инвестиции позволят компаниям обеспечить стабильность и непрерывность электропитания во время аварийных отключений и в моменты пиковой нагрузки на сеть. Это особенно интересно для финансовых инвесторов, поскольку многие их них рассматривают системы хранения энергии как ещё один способ выйти на рынок услуг энергоснабжения.
Директор по продажам подразделения «Сегменты» компании Eaton Михаил Саликов отмечает, что новыми игроками такого рода на этом рынке могут стать, к примеру, ЦОДы, внедрившие у себя решение UPSaaR (или UPS-as-a-Reserve — «ИБП как резерв»). Такие решения позволяют использовать источники бесперебойного питания в качестве виртуальной электростанции: по мере надобности она может отдавать излишки запасённой в аккумуляторах энергии наружу, в сеть. И реализация такой стратегии позволит, помимо прочего, компенсировать затраты на ИБП.
Для ЦОДов UPSaaR-решения уже предлагает как раз компания Eaton. Таким образом, их внедрение — не дело отдалённого будущего, они уже готовы к реализации.
Выводы
«Умные» города — это наше будущее, а для некоторых стран они уже стали частью настоящего. Но требования, которые реализация этой идеи накладывает на качество энергоснабжения, пока оказываются просто неподъёмными для современных электросетей в том виде, к которому мы привыкли. ВИЭ могут помочь решить эту проблему, и многие государства, включая Россию, уже двигаются в правильном направлении, но до момента, когда каждый город на планете станет «умным», ещё очень далеко. И его приближение напрямую зависит от наличия стабильного энергоснабжения, которое не будет вредить экологии, а первым шагом к нему станет внедрение эффективных систем управления и хранения энергии.
Документы по альтернативная электроэнергия
«Башнефть-полюс» откажется от электроэнергии «Лукойла»«Башнефть-полюс», совместное предприятие «Башнефти» и «Лукойла», планирует выйти из соглашения с «Лукойлом» о поставках электроэнергии и организовать автономное энергоснабжение. «Башнефть-полюс», которая занимается разработкой крупных нефтяных месторождений имени Требса и Титова в Ненецком автономном округе, может отказаться от электроэнергии «Лукойл-Коми», дочернего предприятия «Лукойла». Информацию подтвердил представитель компании «Роснефть», которая в октябре получила контроль над «Башнефтью»…
Выступая с сегодня с докладом на панельной дискуссии «Новая модель рынка тепла», в рамках Международного инвестиционного форума «Сочи-2016», Министр энергетики РФ Александр Новак в частности заявил, что предполагается постепенный переход в течение 10 лет к цене «альтернативной котельной» по решению региональных властей, чтобы обеспечить плавность приближения к целевому уровню цены тепла. Он отдельно отметил роль местных и региональных властей в новой модели, так как за местными и региональными органами…
Президент японского фонда Sasakawa Peace Foundation, бывший исполнительный директор Международного энергетического агентства (МЭА) Нобуо Танака заявил в интервью ТАСС, что реализация проекта Азиатского энергетического кольца, подразумевающего объединение энергосистем России, Китая, Монголии, Южной Кореи и Японии, внесёт весомый вклад в обеспечение энергетической безопасности региона и позволит расширить использование альтернативной энергетики. «Это очень интересная идея — соединить энергосети…
Президент НАЭК «Энергоатом» Юрий Недашковский заявил на встрече Евразийского центра Атлантического совета, что Украина планирует акционировать госконцерн, эксплуатирующий АЭС страны. Кроме того, не исключается участие американских партнёров в управлении компанией. «Предполагается создание публичного акционерного общества, 100 процентов акций которого будут принадлежать государству. Мы заинтересованы в том, чтобы законодательство, которое будет регулировать процесс корпоратизации…
По информации французского телеканала БФМ-ТВ власти Швеции совместно с компанией Scania запускают первый в мире участок дороги, по которому грузовики и фуры смогут двигаться при помощи пантографов, обеспечивающих токосъём. Инициаторы этого проекта надеются, что использование подобного альтернативного вида транспорта поможет улучшить экологическую ситуацию. Технологию, напоминающую работу городского троллейбуса, разработали при участии немецкого концерна Siemens. Электроэнергия с проводов, протянутых…
«Интер РАО» не ожидает пока большого спроса со стороны генерирующих компаний на отбор мощности в целях консервации, сообщила заместитель генерального директора по маркетингу и сбыту ООО «ИНТЕР РАО — Управление электрогенерацией» Александра Панина. «Системный оператор» подготовил проект постановления правительства, который предусматривает проведение конкурентных отборов на консервацию генерирующего оборудования. Согласно документу, заявиться на отбор в целях консервации может оборудование…
2 марта 2016 в 10:11 Проект закона по «альтернативной котельной» будет подготовлен в ближайшее времяПроект закона по «альтернативной котельной» будет разработан в ближайшее время, эту схему планируется реализовать в пилотных регионах, перечень которых подготовлен Минэнерго РФ. Об этом на пресс-конференции в Москве сообщил директор Ассоциации «Совет производителей электроэнергии» Игорь Миронов. «В ближайшее время будет разработан проект закона по альтернативной котельной . Будут пилоты. Ряд компаний по отдельным точкам заявился на пилоты», – сказал он. Как сообщалось…
16 февраля 2016 в 16:00 Китай стал крупнейшим в мире производителем солнечной электроэнергииВ 2015 г. объем преобразованной солнечной энергии в Китае увеличился на 40%, составив 43 ГВт. Таким образом, Китай вышел первое место в мире по производству солнечной электроэнергии. Глава Ассоциации фотоэлектрической промышленности Китая Ван Баохуа заявил, что к 2020 г. Китай, используя солнечную энергию, сможет производить до 150 ГВт электричества. Ван Баохуа отметил, что правительство КНР прикладывает все усилия для развития солнечной энергетики в Китае. Использование альтернативных источников…
22 января 2016 в 16:47 7 декабря в Крым придёт теплоОтопительный сезон в Крыму в полном объеме начнётся с 7 декабря. Об этом сообщил на совещании у премьер-министра вице-премьер Дмитрий Козак. «Важный вопрос – теплоснабжение. В настоящее время завершаются все процедуры, и с 7 декабря все объекты, которые являются централизованным поставщиком тепла, будут подключены и начнется в полном объеме отопительный сезон», — сказал Козак. Он добавил, что также с 7 декабря в регионе начнут работать все школы. По его словам, энергоснабжение Крыма…
30 ноября 2015 в 18:40 ZDNet: в ожидании роста спроса на электроэнергию GE разработала цифровую электростанциюВ расчёте на долгосрочную перспективу General Electric разработала технологию, которая сочетает в себе принципы работы с большими данными (big data), специальное программное обеспечение и делает ставку на альтернативные источники энергии. На своей недавней конференции «Люди и машины» (Minds and Machines) машиностроительная корпорация представила комплекс аппаратных средств и программного обеспечения «Цифровая электростанция» (Digital Power Plant), позволяющий собирать данные с каждого агрегата…
8 октября 2015 в 15:57 Предложения Минэнерго РФ по изменению механизма КОМ наиболее разумны — Завальный«Если в условиях избытка мощностей устраивать прямую жесткую конкуренцию, мы получим нулевую стоимость мощности на рынке КОМ. А если еще оплачивать вынужденную генерацию там, где комбинированная выработка электроэнергии и тепла, это вообще перекосит весь рынок. Поэтому есть разумное предложение министерства энергетики, направленное на более эффективный отбор мощности на КОМ», — сказал председатель комитета Государственной Думы РФ по энергетике Павел Завальный. По его словам, неэффективную генерацию…
2 июля 2015 в 19:45 «Э.ОН России» ожидает принятия решения по КОМ в течении 2-3 недель«Э.ОН России» ожидает принятия решения по новым правилам механизма конкурентного отбора мощности (КОМ) в течение 2-3 недель. Об этом ТАСС сообщил гендиректор энергокомпании Максим Широков. «В течении 2-3 недель ситуация с КОМ каким-то образом должна разрешиться», – сказал Широков. Конкурентный отбор мощности предполагает торговлю электроэнергией по свободным (нерегулируемым) ценам, определяемым по результатам конкурентного отбора ценовых заявок на продажу мощности…
27 мая 2015 в 11:18 Тарифная вилка в 7,5-11% для электросетевых компаний необходима для обеспечения безубыточности отрасли – МЭРТарифная вилка в 7,5-11% для сетевых электроэнергетических компаний необходима для обеспечения безубыточности отрасли. Об этом сообщил журналистам замминистра экономического развития Николай Подгузов. «Вилка – это как страховка для государства иметь возможность повысить тарифы», – сказал он. При этом замминистра добавил, что базовой цифрой для индексации тарифов на 2016 год остается 7,5%. Тем не менее, Подгузов указал, что возможность большей индексации связана с необходимостью…
26 мая 2015 в 14:47 Главными источниками энергии в Чехии будут АЭС и возобновляемые ресурсыГлавными источниками производства электроэнергии в Чехии в ближайшие десятилетия станут АЭС и электростанции, использующие энергию из альтернативных источников. Об этом сообщил журналистам премьер-министр Богуслав Соботка. «Сегодня правительство одобрило соответствующие изменения к энергетической концепции республики. Это означает дальнейший шаг к использованию энергии при низком риске причинения вреда окружающей среде. Главными источниками ее производства будут атом и возобновляемые ресурсы»…
19 мая 2015 в 12:00 Минэнерго РФ надеется на доработку вопроса о выборе модели теплоснабжения осенью – НовакВ рамках Энергостратегии РФ планируется определить модель рынка теплоснабжения, сообщил министр энергетики РФ Александр Новак журналистам по итогам рабочего совещания о проекте Энергостратегии РФ до 2035 года. По его словам, стратегия должна отвечать на ряд вопросов, ответов на которые пока нет, они требуют дополнительной проработки. В частности, речь идет о проблемах в электроэнергетике. «В электроэнергии это ликвидация перекрестного субсидирования или сохранение текущего статуса, внедрение…
19 марта 2015 в 12:14статистика, прогнозы, цены, экспорт — Kosatka.Media
Домашние СЭС в Украине: где построили больше
24 Ноября / Возобновляемая энергияЛидируют не самые теплые регионы.
Сколько налогов заплатили ВИЭ и угольная генерация за 10 лет
25 Мая / Возобновляемая энергия«Зеленые» в целом заплатили вдвое больше.
Рост солнечной генерации в Европе и мире: Испания выходит в лидеры
21 Февраля / Возобновляемая энергияВ ближайшие годы солнечная энергетика будет развиваться динамично.
Доля ВИЭ в производстве электроэнергии (ІІІ квартал 2019)
27 Сентября / Возобновляемая энергияВ III квартале 2019 года было введено 955,5 МВт новых генерирующих мощностей, из которых 97,8% составляют ВЭС и СЭС
Развитие сектора ВИЭ во II квартале 2019
02 Июля / Возобновляемая энергияЗа первое полугодие 2019 года в Украине запустили объекты ВИЭ общей мощностью 1 517.1 МВт.
Место ВИЭ в мировой генерации 2050 года
20 Июня / Возобновляемая энергияBNEF прогнозирует увеличение доли ВИЭ в общей мировой генерации до 50% уже в 2050 году.
Генерация электроэнергии возобновляемыми источниками в мае 2019
11 Июня / Возобновляемая энергияВ мае 2019 украинскими объектами ВИЭ было суммарно отпущено в рынок 468.5 тыс. МВт•ч электроэнергии.
Трудности солнечной генерации в Великобритании
06 Июня / Возобновляемая энергияПравительство Великобритании затормаживает собственный рынок солнечной электроэнергии.
Производство накопителей энергии в Европе: текущее состояние и перспективы
29 Мая / Возобновляемая энергияПро реалии европейского рынка аккумуляторов и роль Украины в нём
Генерации электроэнергии из ВИЭ в апреле 2019
03 Мая / Возобновляемая энергияУкраинскими объектами возобновляемой энергетики было произведено 359.4 тыс. МВт•ч электроэнергии.
Генерация электроэнергии возобновляемыми источниками
09 Апреля / Возобновляемая энергияВ марте 2019 года альтернативная генерация произвела 367.9 тыс. МВт•ч электроэнергии.
Себестоимость альтернативной электроэнергии
04 Апреля / Возобновляемая энергияС 2010 года себестоимость МВт-ч для ВЭС, СЭС и оффшорных ВЭС с 2010 года снизились на 49%, 84% и 56% соответственно.
Альтернативная энергетика — это… Что такое Альтернативная энергетика?
Альтернати́вная энерге́тика — совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования и, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде.
Направления альтернативной энергетики
Ветроэнергетика
Гелиоэнергетика
Альтернативная гидроэнергетика
- Приливные электростанции
- Волновые электростанции
- Мини и микро ГЭС (устанавливаются в основном на малых реках)
- Водопадные электростанции
- Аэро ГЭС[1][2] (конденсация/сбор водяного пара из атмосферы и гидравлический напор 2-3 км)
Геотермальная энергетика
- Тепловые электростанции (принцип отбора высокотемпературных грунтовых вод и использования их в цикле)
- Грунтовые теплообменники (принцип отбора тепла от грунта посредством теплообмена)
Космическая энергетика
Получение электроэнергии в фотоэлектрических элементах, расположенных на орбите Земли. Электроэнергия будет передаваться на землю в форме микроволнового излучения[3]. Может способствовать глобальному потеплению.
Водородная энергетика и сероводородная энергетика
- Водородные двигатели (для получения механической энергии)
- Топливные элементы (для получения электричества)
- Биоводород
- На сегодняшний день для производства водорода требуется больше энергии, чем возможно получить при его использовании, поэтому считать его источником энергии нельзя. Он является лишь средством хранения и доставки энергии.
Квантовая энергетика
Энергетика, основанная на использовании предполагаемых квантов пространства-времени (квантон) и сверхсильного электромагнитного взаимодействия[4].
Управляемый термоядерный синтез
Распределённое производство энергии
Новая тенденция в энергетике, связанная с производством тепловой и электрической энергии.
Альтернативный источник энергии
Источники энергии — встречающиеся в природе вещества и процессы, которые позволяют человеку получить необходимую для существования энергию[5]] Альтернативный источник энергии — заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.
Классификация источников
Перспективы
На возобновляемые (альтернативные) источники энергии приходится всего около 5 % мировой выработки электроэнергии в 2010г.(без ГЭС)[6]. Речь идет прежде всего о геотермальных электростанциях (ГеоТЭС), которые вырабатывают немалую часть электроэнергии в странах Центральной Америки, на Филиппинах, в Исландии; Исландия также являет собой пример страны, где термальные воды широко используются для обогрева, отопления.
Приливные электростанции (ПЭС) пока имеются лишь в нескольких странах — Франции, Великобритании, Канаде, России, Индии, Китае.
Солнечные электростанции (СЭС) работают более чем в 30 странах.
В последнее время многие страны расширяют использование ветроэнергетических установок (ВЭУ). Больше всего их в странах Западной Европы (Дания, ФРГ, Великобритания, Нидерланды), в США, в Индии, Китае. Дания получает 25 % энергии из ветра[7]
В качестве топлива в Бразилии и других странах все чаще используют этиловый спирт.
Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и ожидаемым топливным дефицитом в традиционной энергетике.
По оценкам Европейской комиссии к 2020 году в странах Евросоюза в индустрии возобновляемой энергетики будет создано 2,8 миллионов рабочих мест. Индустрия возобновляемой энергетики будет создавать 1,1 % ВВП[8].
Россия может получать 10 % энергии из ветра[7]
По сравнению с США и странами ЕС использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России находится на низком уровне. Сложившуюся ситуацию можно объяснить доступностью традиционных ископаемых энергоносителей, а также слабой озабоченностью экологической обстановкой в стране властей, бизнеса и населения. Один из основных барьеров для строительства крупных электростанций на ВИЭ — отсутствие положения о стимулирующем тарифе, по которому государство покупало бы электроэнергию, производимую на основе ВИЭ (feed-in tariff)[9].
Инвестиции
Согласно отчёту ООН, в 2008 году во всём мире было инвестировано $140 млрд в проекты, связанные с альтернативной энергетикой, тогда как в производство угля и нефти было инвестировано $110 млрд.
Во всём мире в 2008 году инвестировали $51,8 млрд в ветроэнергетику, $33,5 млрд в солнечную энергетику и $16,9 млрд в биотопливо. Страны Европы в 2008 году инвестировали в альтернативную энергетику $50 млрд, страны Америки — $30 млрд, Китай — $15,6 млрд, Индия — $4,1 млрд[10].
Распространение
В мае 2009 года 13 % электроэнергии в США были произведены из возобновляемых источников энергии. 9,4 % электроэнергии было выработано на гидроэлектростанциях, около 1,8 % были получены из энергии ветра, 1,3 % из биомассы, 0,4 % из геотермальных источников и 0,3 % от энергии солнца[11].
В Австралии в 2009 году 8 % электроэнергии вырабатывается из возобновляемых источников[12]. В 2010 году альтернативная энергия (не считая гидроэнергии) составляла 4,9% всей потребляемой человечеством энергии.В том числе для отопления и нагрева воды (биомасса, солнечный и геотермальный нагрев воды и отопление) 3,3%; биогорючее 0,7%; производство электроэнергии (ветровые, солнечные, геотермальные электростанции и биомасса в ТЕС) 0,9%.[6]
См. также
Примечания
Ссылки
Литература
Европейская энергетика озеленилась – Газета Коммерсантъ № 12 (6974) от 26.01.2021
Производство электроэнергии из возобновляемых источников в Европе впервые обогнало ископаемое топливо. Так, по итогам года зеленая генерация обеспечила 38,2% всей выработки электроэнергии в ЕС против 37%, произведенных на угольных и газовых станциях. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) постепенно вытесняют уголь и АЭС из европейской генерации. Для России как для крупнейшего поставщика энергоресурсов в Европу сжатие рынков традиционного топлива должно стать тревожным сигналом, считают аналитики.
Доля ВИЭ (объединяет ветряные, солнечные, гидроэлектростанции, а также использование биомассы) в выработке энергии в Европе в 2020 году впервые в истории превысила долю ископаемого топлива, следует из ежегодного отчета британского аналитического центра Ember и немецкого Agora Energiewende (.pdf). Так, согласно отчету, в прошлом году на ВИЭ приходилось 38,2% всей произведенной электроэнергии (34,6% в 2019 году), на ископаемое топливо — 37%.
В исследовании это объясняется удвоением с 2015 года объемов выработки ветровой и солнечной энергии.
В 2020 году выработка ветряных и солнечных станций выросла на 9% и 15% соответственно, и совокупно они произвели пятую часть электроэнергии в Европе. Среди лидеров по их использованию:
- Дания (61% в выработке),
- Ирландия (35%),
- Германия (33%),
- Испания (29%).
Но, как считают авторы исследования, рост ВИЭ-генерации пока недостаточен для того, чтобы достичь целевых показателей 2030 года, и должен почти утроиться. Так, среднегодовой прирост выработки в 2020–2030 годах должен увеличиться до 100 ТВт•ч с 38 ТВт•ч в среднем за 2010–2020 годы.
Вместе с тем производство электроэнергии из угля в Европе с 2015 года сократилось вдвое, и в 2020 году на угольные ТЭС пришлось лишь 13% выработки (падение относительно 2019 года составило 20%). Производство электроэнергии на газовых станциях в 2020 году снизилось не так критично — всего на 4% год к году, чему способствовало резкое снижение цен на газ.
При этом в 2020 году падение производства атомной генерации было самым большим в истории — сразу на 10%.
«Быстрый рост ветровой и солнечной энергии привел к сокращению доли угля, но это только начало. Европа опирается на ветровую и солнечную энергию, чтобы обеспечить не только поэтапный отказ от угля к 2030 году, но также постепенно отказаться от газовой генерации, заменить закрывающиеся атомные электростанции, а также удовлетворить растущий спрос на электроэнергию для электромобилей, тепловых насосов и электролизеров»,— пояснил старший аналитик Ember Дейв Джонс.
Спрос на электроэнергию снизился на 4% в 2020 году на фоне COVID-19, но это, по мнению авторов исследования, не повлияло на увеличение доли ВИЭ в Европе. Удельные выбросы СО2 при производстве электроэнергии сократились до 0,226 кг на 1 кВт•ч — это на 29% меньше, чем в 2015 году.
Падение спроса на электроэнергию в течение 2020 года приводило к разгрузке электростанций с наибольшими операционными затратами, угольных, и сопровождалось снижением выработки АЭС из-за отказов во Франции и Бельгии и вывода из эксплуатации атомных блоков в Германии и Швеции, отмечает старший аналитик центра энергетики МШУ «Сколково» Юрий Мельников.
На этом фоне ВИЭ показали резкий рост выработки, а газовая генерация смогла лишь сохранить свои позиции, несмотря на очень благоприятные цены на топливо.
Юрий Мельников напоминает, что ввод солнечных и ветряных станций в ЕС в 2021 году, по прогнозу IEA, станет рекордным за последние пять-семь лет — не менее 30 ГВт. Для России, по его мнению, это станет дополнительным сигналом, указывающим на проблему сжатия европейского направления экспорта ископаемого топлива. Россия является крупнейшим поставщиком газа и энергетического угля в ЕС.
Анатолий Чубайс, спецпредставитель президента РФ по связям с международными организациями, 10 декабря 2020 года
Кое-кто говорил нам пять лет назад: «Да зачем это надо, ваша возобновляемая энергетика, бросьте вы этими глупостями заниматься». А сейчас, уверяю вас, оказывается, что этот спрос появится…
Ростислав Костюк из Vygon Consulting считает, что 2020 год стал рекордным для роста доли зеленой энергетики в основном благодаря пандемии: при значительном падении потребления ВИЭ-генерация, у которой нет затрат на топливо, активно замещала выбывающие из баланса угольные и газовые станции. В то же время, считает аналитик, российские поставщики газа и угля вряд ли потеряют рынок в среднесрочной перспективе благодаря низким производственным затратам.
Татьяна Дятел
Урок 12. традиционная и альтернативная энергетика. экологически безопасные источники получения электроэнергии — Экология — 11 класс
Экологические проблемы электроэнергетики и пути их решения
Традиционная и альтернативная энергетика. Экологически безопасные источники получения электроэнергии
Необходимо запомнить
ВАЖНО!
Энергоснабжение охватывает все сферы нашей жизни. Главным источником энергии на нашей планете является Солнце. Человек использует тепло и свет, исходящие от Солнца, а также накопленную в течение миллионов лет энергию фотосинтеза в виде полезных ископаемых – исчерпаемых природных ресурсов: угля, нефти и газа. Наибольшее количество электроэнергии в России вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС), где энергию получают путём сжигания природного газа, угля, торфа или мазута. Сжигание топлива – не только основной источник энергии, но и источник выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (углекисный газ, двуокись серы, оксиды азота, пылевые частицы).
Гидроэнергетика также получила достаточно широкое распространение. Одно из важнейших её воздействий на окружающую среду связано с отчуждением значительных площадей плодородных земель под строительство водохранилищ.
Атомная энергетика стала развиваться относительно недавно и рассматривается как наиболее перспективная. 0,5 кг ядерного топлива позволяет получать столько же энергии, сколько сжигание 1000 тонн каменного угля. Экологические проблемы этой отрасли энергетики связаны с захоронением отработанного ядерного топлива, ликвидацией самих АЭС после окончания сроков эксплуатации и опасностью радиационного заражения в случае аварийных ситуаций.
Однако, при постоянно возрастающих потребностях современной цивилизации все традиционные источники энергии, возможно, будут исчерпаны. На современном этапе развития, человечество старается найти новые, экологически чистые и восполняемые источники энергии. Эти способы получения, передачи и использования энергии получили название альтернативных. К ним относят солнечную, геотермальную и ветровую энергию, а также энергию биомассы и океана. Наиболее прогрессивная технология – сочетание в одном устройстве генераторов двух видов энергетических установок, например, ветрогенератора и солнечных батарей. Развитие альтернативной энергетики ведётся и в России. Например, функционируют геотермальные электростанции (Камчатка), на Крымском полуострове широко применяется получение электроэнергии с помощью солнечных батарей, возведено несколько сотен ветроэлектростанций, запланированы к строительству приливно-отливные электростанции.
Традиционные способы получения электроэнергии
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.
Этот вопрос стал горячей темой в течение последних нескольких десятилетий. 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.
Меньшие выбросы, 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 видов природного газа, водород является полностью экологически чистым топливом. После производства водородные газовые ячейки при использовании выделяют только водяной пар и теплый воздух.
Основная проблема этой формы альтернативной энергии заключается в том, что она в основном производится 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
В то время как приливная энергия использует энергию воды для выработки энергии, как и в случае с гидроэлектрическими методами, во многих случаях ее применение 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 наблюдались отходы, например, на свалках, и спиртосодержащие продукты, используемые для аналогичных целей.
Если говорить о сжигании дров, то выделяемое тепло может быть эквивалентно теплу в системе 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. Ветровая энергия
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 Соединенных Штатах 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.
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 используются 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 выращивать ежегодно.Однако им действительно требуется специальное оборудование для добычи, которое может способствовать увеличению выбросов, даже если самого биотоплива нет.
Биотопливо находит все большее применение, особенно в Соединенных Штатах. На их долю приходилось примерно семь процентов расхода 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 имеет огромный потенциал.
Опять же, стоимость таких систем является основным фактором, способствующим замедлению внедрения. У нас также пока недостаточно данных, чтобы выяснить, как преобразователи волновой энергии влияют на природные экосистемы.
9. Гидроэнергетика
Гидроэлектрические методы на самом деле являются одними из самых первых способов получения энергии, хотя их использование начало сокращаться с ростом использования ископаемого 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.
Более того, он также предлагает ряд вторичных преимуществ, которые не сразу очевидны. Плотины, используемые для производства гидроэлектроэнергии, также способствуют борьбе с наводнениями и ирригационным технологиям.
10. Атомная энергетика
Атомная энергия — одна из самых распространенных форм альтернативной энергии. Это создает ряд прямых выгод 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.Ситуации в Чернобыле и Фукусиме — тому примеры.
11. Солнечная энергия
Когда большинство людей думают об альтернативных источниках энергии, они склонны использовать в качестве примера солнечную энергию. 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
Поскольку 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 окружающей среды 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
14 альтернативных источников энергии, которые могут иметь значение
Растут альтернативные источники энергии
В энергетическом секторе ископаемых видов топлива источников были основным источником энергии из-за их относительно низкой цены. Однако 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 на 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 только в энергетическом секторе отвечает 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, глобальные возобновляемых генерирующих мощностей достигли 2351 ГВт . три 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 на солнечную фотоэлектрическую и солнечную тепловую энергию.
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 генерироваться за счет возобновляемых источников энергии.
Отопление занимает второе место с 12%, а сектор транспорта идет последним с только 3.8% альтернативных источников энергии, нуждающихся в улучшении.
В инфографике ниже GreenMatch освещает 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 за этот период.
Тяга к альтернативным источникам энергии снизила затраты, особенно на солнечную энергию. Согласно отчету REN21 о состоянии возобновляемой энергетики 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 субсидии 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 погодой или зависящей от времени , нам еще предстоит придумать лучшие решения для хранения энергии .
Землепользование и рост населения
При росте населения заявлено 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 проектирует более эффективных технологий, таких как преобразователей энергии ветра .
Ветровая энергия в настоящее время является одним из наиболее важных альтернативных источников энергии в Великобритании и обеспечивает примерно 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 глубинных 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 в себя 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 будет движущим источником энергии. В настоящее время большая часть производится из ископаемого топлива. Однако излишков альтернативной энергии также используется для производства газообразного водорода.Области применения универсальны — газообразный водород можно подавать в сеть природного газа или с помощью топливных элементов для обратного преобразования в электричество. Водород может широко использоваться в транспортном секторе, когда мы сможем предложить менее дорогостоящих решений для более широкого внедрения таких альтернативных источников энергии.
Водород имеет самую высокую 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 электроснабжение 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 , тем не менее, можно считать пионерами реструктуризации вне сети в Великобритании, например, UPS и некоторые из гигантов розничной торговли и супермаркетов .
Расширение масштабов альтернативной энергетики откроет на новых 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 более запретов на будущие проекты по ископаемому топливу и более строгих целей по выбросам .
Электроэнергетика будущего: пять менее известных альтернативных источников энергии | Энергия выбора
Солнце и ветер — два важных и хорошо известных источника возобновляемой энергии.Но список перспективных и широко используемых альтернативных источников энергии постоянно растет. Прокрутите, чтобы увидеть, как растет число вариантов экологически чистой энергии, которые могут обеспечить нашу жизнь.
Сила океанаРитмичные и мощные движения океанского течения и волн могут приводить в движение электрические генераторы, чтобы производить устойчивый поток и огромное количество энергии, которая затем будет транспортироваться на сушу по кабелям. Они представляют соблазнительное обещание чистой энергии.
Но разработка оборудования, которое будет эффективно улавливать эту механическую энергию и выдерживать коррозию соленой воды и других природных элементов в океане, оказалась чрезвычайно сложной задачей.В стране нет коммерческих океанских электростанций, хотя ряд исследовательских и пилотных проектов был осуществлен в Калифорнии, Орегоне, Гавайях и Нью-Джерси. Эти проекты тестируют конструкции оборудования, которое напоминает все, от гигантских медуз до змеи, чтобы увидеть, насколько хорошо они работают в суровых условиях и могут ли они эффективно производить достаточно энергии, чтобы оправдать огромные затраты на их установку и эксплуатацию.
Биомасса Электроэнергия, производимая растениями или побочными продуктами животного происхождения, называется энергией биомассы.Фотография: Монти Ракузен / Getty Images Электроэнергия, производимая растениями или побочными продуктами животного происхождения, называется энергией биомассы. Электростанции, работающие на биомассе, обычно напрямую сжигают сырье, такое как древесная щепа, сельскохозяйственные отходы, некоторые виды мусора или навоз, для производства электроэнергии. Или они могут преобразовать материалы в горючие газы, а затем сжечь их для выработки энергии. На энергию биомассы приходится 12% производства возобновляемой энергии в стране. Биомасса используется во всем мире для производства электроэнергии.Швеция, например, использует биомассу для производства 30% энергии, большая часть которой идет на отопление домов и предприятий, а также на работу заводов.
Топливные элементы вырабатывают энергию в результате химических реакций, в которых водород соединяется с кислородом. Когда топливо, богатое водородом, такое как природный газ или биогаз, проходит через топливный элемент и вступает в реакцию с кислородом, он производит электричество, тепло и воду.Топливные элементы, которые выбрасывают около половины выбросов электростанции, работающей на ископаемом топливе, не достаточно дешевы, чтобы стать основным источником энергии, но они используются все большим числом компаний для обеспечения резервного питания, а также для снижения выбросов углерода. следы. Топливные элементы также проникают в автомобильный мир, создавая автомобили с нулевым уровнем выбросов.
Люди использовали силу сверхгорячих паров под поверхностью Земли более 10 000 лет, но первый геотермальный генератор энергии был построен только в 1904 году в Италии. Первая геотермальная электростанция в Соединенных Штатах была запущена в 1921 году для работы на курорте с горячими источниками в Гейзерах в северной Калифорнии. Гейзеры, занимающие 7 769 гектаров [19 197 акров], являются крупнейшим геотермальным полем в мире и домом для почти десятка электростанций.Геотермальная энергия составляет 3% от производства возобновляемой энергии в стране.
Гидроэнергетика — один из старейших источников электроэнергии в истории человечества, который используется каждым штатом страны. Первая в мире коммерческая гидроэлектростанция была запущена на реке Фокс в Аплтоне, штат Висконсин, в 1882 году.Гидроэнергетика также является крупнейшим источником возобновляемой энергии, на которую в 2014 году приходилось чуть более 6% производства электроэнергии в США и 92% производства возобновляемой энергии. В штате Вашингтон, в частности, более 70% вырабатываемой электроэнергии зависит от гидроэнергетики.
Содержимое этой страницы предоставлено вам компанией NRG Energy.
Производство электроэнергии вне сети: 4 лучших способа
Итак, вы подумали, подходит ли вам жизнь вне сети; вы знаете, что это означает, что вам больше не нужно платить за коммунальные услуги и вырабатывать всю собственную энергию, но что в этом замешано? Это не так просто, как поставить несколько солнечных батарей на крышу и назвать это хорошим; Когда дело доходит до выработки электроэнергии вне сети, существует несколько методов, которые можно комбинировать для выработки всей энергии, необходимой для комфортной жизни вне сети.
Подключитесь к автономному источнику питания с помощью солнечной энергии
Когда речь заходит о внесетевой энергии, большинству из нас приходит на ум солнечная энергия. Вариант с питанием от солнца, который включает фотоэлектрические солнечные панели, инвертор и батареи, может обеспечивать много электроэнергии (особенно если вы получаете много солнечного света в месте проживания) в течение длительного времени без каких-либо движущихся частей и небольшого обслуживания. Обратной стороной, по крайней мере, на данный момент, является стоимость: полностью питать весь дом солнечной энергией редко бывает рентабельным, даже если учесть несколько десятилетий для положительной отдачи от инвестиций.Добавьте к этому широкую вариацию солнечной экспозиции в зависимости от местоположения и тот факт, что солнечная энергия работает только тогда, когда солнце светит, и легко понять, почему солнечная энергия остается частью ответа, а не целиком.
Производство электроэнергии вне сети с помощью ветровой энергии
Если вы получите хорошие новости после того, как обратитесь в местную метеорологическую службу, чтобы узнать среднюю скорость ветра в вашем районе, производство электроэнергии с помощью ветряных турбин жилого размера — еще один вариант для внесетевой энергии.Зная диапазон средней скорости и скорости ветра, вы можете оценить, сколько электроэнергии будет производить данная система. Имейте в виду, что скорость ветра на определенном участке может значительно отличаться от средних по региону в зависимости от местной топографии.
Когда дело доходит до выбора турбины, размер имеет значение. Согласно Руководству по ветроэнергетике США, если типичный дом потребляет в среднем 830 кВтч электроэнергии в месяц, требуется турбина, вырабатывающая от 5 до 15 кВт (с учетом средней скорости ветра).Размер ротора турбины мощностью 10 кВт составляет около 23 футов в диаметре, и он установлен на башне, часто более 100 футов высотой. Если вы живете в городе или на небольшом участке, большой может не подойти, но у многих людей есть необходимая недвижимость для такого размера.
Как и в случае с солнечной батареей, у отключения энергии ветра от сети есть свои плюсы и минусы; Самая большая и очевидная проблема — это потребность в легком ветерке: если ветер не дует, турбина остается неподвижной и электричество не вырабатывается. Ветряные турбины также имеют движущиеся части, а это означает, что больше вещей, требующих обслуживания, могут выйти из строя.Но если у вас есть хороший постоянный сильный ветерок, дующий через задний двор, вы можете собирать его энергию на долгие годы.
Использование микрогидроэлектроэнергии для обеспечения жизнедеятельности сети
Вероятно, наименее известная из внесетевых энергетических систем, микрогидроэлектроэнергия использует источник проточной воды, например ручей, для выработки электроэнергии; он производится из энергии воды, текущей с верхнего уровня на более низкий уровень, который вращает турбину на нижнем конце системы.
По данным Energy Alternatives Ltd., производство электроэнергии с помощью микрогидроэлектроэнергии может быть наиболее экономически эффективным из трех.«Наш опыт с микрогидросистемами показал, что гидроэнергетика будет производить от 10 до 100 раз больше энергии, чем фотоэлектрическая или ветровая при тех же капиталовложениях». Если у вас хороший источник, он работает 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, обеспечивая много автономной энергии в течение длительного-длительного времени; поскольку он производит гораздо более стабильную энергию, для хранения энергии требуется меньше батарей, потому что меньше (или ноль) времени, когда система не собирает энергию. Конечно, как и в случае с двумя другими, для этого требуются довольно специфические условия на месте; если у вас нет ручья на заднем дворе, вы не можете использовать микрогидро.
Сохранение
Если вы можете использовать то, что у вас есть, более эффективно, нет причин тратить больше, чтобы заработать больше. Несмотря на то, что проектирование с целью повышения эффективности — лучший способ достичь высокого уровня энергосбережения, существует множество вариантов модернизации изоляции и повышения эффективности, которые могут помочь сократить спрос. В Руководстве по энергосбережению Министерства энергетики США содержатся дополнительные советы по экономии денег и энергии в домашних условиях.
Альтернативные источники электроэнергии и внесетевые источники энергии
Поскольку новые технологические инновации продолжают предлагать новые формы чистой и зеленой энергии, возможность жить с меньшим использованием альтернативных источников энергии стала реальностью.
Альтернативные источники энергии
Альтернативное электричество вне сети через солнечные панелиКредит изображения: OFC Pictures / Shutterstock
Солнечные, ветровые, геотермальные и гидроэнергетические средства позволяют жить «вне сети», где зависимость от природных источников энергии заменяет зависимость от более традиционных энергосистем. Независимо от того, живете ли вы в удаленном районе или заинтересованы в экономии энергии, инновации в области автономных источников энергии естественного происхождения доступны во многих различных формах.
Солнечные энергетические системы
Автономные энергосистемы работают независимо от линий электропередач, генерируемая энергия которых может использоваться для питания устройств. Например, автономная солнечная система использует только солнечную энергию, собираемую для питания устройств в этой системе. С другой стороны, автономная гибридная система использует комбинацию солнечной, гидро- и ветровой энергии в качестве основного источника энергии для системы.
Когда дело доходит до солнечных систем, доступно множество различных конфигураций в зависимости от типа необходимой мощности (переменное или постоянное напряжение).Большинство систем, независимо от их выхода энергии, поглощают солнечную энергию аналогичным образом. Солнечные батареи — один из наиболее часто используемых методов использования солнечной энергии.
Солнечные панели состоят из нескольких солнечных элементов, называемых фотоэлектрическими элементами, которые поглощают солнечную энергию и преобразуют ее в полезную энергию. Для этого фотоэлектрические элементы состоят из полупроводниковых материалов, таких как кремний или теллурид кадмия, которые поглощают солнечную энергию, которая, в свою очередь, высвобождает электроны.Металлические контакты на разных сторонах солнечной панели направляют свободные электроны в одном направлении, создавая ток. Ток в сочетании с напряжением, хранящимся в фотоэлектрических элементах, является конечным результатом и может использоваться для питания устройств.
Гидроэнергетические системы
Гидроэнергетическая система использует силу движущейся или падающей воды для выработки энергии. Эти системы различаются по размеру в зависимости от желаемой мощности: большая гидроэнергетическая система может производить достаточно энергии, чтобы обеспечить альтернативное электричество для миллионов домов, тогда как меньшие гидроэнергетические системы могут быть спроектированы для производства энергии, достаточной для обеспечения электроэнергией одного домашнего хозяйства.
Независимо от размера системы, большинство гидроэнергетических систем разделяют несколько элементов. Во-первых, должна быть создана плотина, которая является барьером, который существенно замедляет движущийся водоем, тем самым поднимая уровень воды — в результате образуется небольшой водопад или контролируемый излив воды на другой стороне плотины. Когда вода выходит через плотину, она накапливает большую силу. Турбина, устройство, которое работает почти так же, как ветряная мельница, вращается, когда вода приводит в движение лопасти турбины, и преобразует энергию воды в механическую энергию.Турбина соединена с генератором, который вращается в результате вращения турбины и преобразует механическую энергию в электрическую. Наконец, электричество подается в линии электропередачи, по которым энергия передается в дома или устройства. Количество энергии, создаваемой гидроэнергетической системой, зависит от количества воды, проходящей через систему, и от того, насколько далеко вода падает.
Ветровые системы
Системы ветроэнергетики используют кинетическую энергию ветра и превращают ее в механическую или электрическую энергию, почти так же, как гидроэнергетические системы собирают энергию из воды.Основное устройство, используемое в ветровых системах, — это ветряная турбина, которая доступна как с вертикальной осью, так и с горизонтальной осью.
Наиболее часто используемый тип ветряной турбины — это турбина с горизонтальной осью, которая обычно используется в крупномасштабных ветровых системах мощностью 100 киловатт и выше. Большинство турбин включает в себя следующие элементы: ротор, гондолу, башню и некоторое электронное оборудование.
Точно так же, как гидротурбина зависит от вращения роторов, роторы ветряной турбины приводят в движение турбину, когда они сталкиваются с ветром.В гондоле находится генератор, который вращается вместе с роторами. Башня поддерживает ротор, нарезку и электронное оборудование, которое помогает подавать электричество, вырабатываемое ветряной турбиной, в линии электропередач. В зависимости от размера турбины может быть достигнута мощность до 5000 киловатт.
Источники
Прочие электротехнические изделия
Больше от компании Electric & Power Generation
Альтернативная электроэнергия для односемейных домов | Руководства по дому
Самый эффективный и наименее затратный метод электроснабжения большинства домов на одну семью — это подключить дом к электросети, питающей район или район.Однако некоторые дома расположены в отдаленных районах, недоступных для национальной электросети, и в этих районах могут быть частые отключения электроэнергии. Некоторые домовладельцы предпочитают снабжать свои дома электричеством, полностью или частично произведенным из возобновляемых источников. Доступны альтернативные источники электроэнергии. Что выбрать, зависит от вашей ситуации, бюджета и потребностей.
Требования к электричеству
Проведите аудит электроэнергии в вашем доме, чтобы определить количество электроэнергии, которая вам понадобится.Обладая этой информацией, вы можете приобрести или спроектировать систему, способную удовлетворить ваши потребности и ожидания. Если вы планируете полностью отключиться от сети, самым важным требованием будет определение максимальной пиковой нагрузки, чтобы вы могли одновременно удовлетворить все свои потребности в электричестве. Если вы планируете резервную систему или систему, которая будет выполнять только часть требований к электричеству вашего дома, вам все равно потребуется аудит, чтобы спланировать систему, которая будет соответствовать вашим минимальным потребностям.
Ветер
Ветровая энергия, в которой ветряная мельница или турбина преобразует энергию ветра в электричество, в настоящее время является одним из старейших и наименее дорогих альтернативных источников электроэнергии.Чтобы компенсировать периоды слабого или тихого ветра, большинство систем для односемейных домов вырабатывают электричество для зарядки аккумуляторов. Аккумуляторная батарея заряжает дом электричеством. Хорошо спроектированная система будет иметь достаточную емкость аккумулятора, чтобы преодолеть периоды, когда их подзаряжает слабый или нулевой ветер. При определении того, является ли ветер приемлемым альтернативным источником энергии для вашего дома, необходимо учитывать региональные погодные условия и местную топографию. В некоторых районах страны, естественно, более ветрено, чем в других.Некоторые жилые дома, например, расположенные в глубоких долинах, не будут иметь такого количества ветра, как соседние дома, расположенные на вершине холма.
Солнечная энергия
Солнечная энергия в настоящее время является наиболее популярным источником альтернативной электроэнергии. Большинство домовладельцев используют сетевые системы для обеспечения некоторых или всех потребностей в электроэнергии для своего дома в яркие солнечные дни, а затем полагаются на электричество из сети ночью или в пасмурные дни. Системы, предназначенные для использования в качестве единственного источника электроэнергии для перезаряжаемых батарей в домашних условиях, обеспечивающие питание после наступления темноты или в пасмурные дни.Размер системы, необходимой для вашего дома, будет определяться как потребностями в электричестве, так и количеством солнечного света, которое обычно бывает в вашем регионе. Связанные с сетью системы часто имеют площадь менее 100 квадратных футов. Автономная система, способная питать дом среднего размера с обычными потребностями в электричестве в большинстве районов страны, поместится на крыше дома.
MicroCHP
Комбинированная теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) — это система, часто используемая в тяжелой промышленности. Вместо отвода избыточного тепла от угля, газа или других видов топлива, используемых в производственном процессе, тепло используется для производства электроэнергии.Теперь доступны блоки MicroCHP, сочетающие в себе отопление дома, нагрев воды и выработку электроэнергии. Эти агрегаты, которые в настоящее время работают на природном газе или сжиженном пропане, становятся более эффективными и вскоре могут стать излюбленной альтернативой для домовладельцев, желающих сократить свои счета за электроэнергию.
Двигатель внутреннего сгорания
В большинстве случаев генераторы с двигателями внутреннего сгорания, работающими на бензине, природном газе, жидком пропане или дизельном топливе, являются наименее дорогостоящим альтернативным источником электроэнергии для покупки и установки, но они являются наиболее дорогостоящими в эксплуатации .Это делает их очень популярными в качестве аварийных резервных устройств в районах, где происходят частые отключения электроэнергии, но менее популярны для использования в качестве основного источника электроэнергии в доме.
Источники
Ресурсы
Биография писателя
Майк Шунвельд пишет с 1989 года и имеет такие журналы, как «Outdoor Life», «Fur-Fish-Game», «The Rotarian» и многочисленные региональные публикации. Шунвельд получил лицензию капитана береговой охраны. Он имеет степень бакалавра наук о дикой природе Университета Пердью.
Центр обработки данных по альтернативным видам топлива: основы электроэнергетики
Электроэнергия считается альтернативным топливом в соответствии с Законом об энергетической политике 1992 года. Электроэнергия может производиться из различных источников энергии, включая природный газ, уголь, ядерную энергию, энергию ветра, гидроэнергетику, а также солнечную энергию и храниться в виде водорода или в батареях. Электромобили с подзарядкой от электросети (PEV) — собирательный термин для подключаемых гибридных электромобилей (PHEV) и полностью электрических транспортных средств (EV) — способны потреблять электроэнергию от внешних источников электроэнергии (как правило, из электросети) и хранение энергии в батареях.Хотя электромобили на топливных элементах еще не широко доступны, они вырабатывают электроэнергию из водорода на борту транспортного средства.
Электроэнергия для транспортных средств
В PEV бортовые аккумуляторные батареи накапливают энергию для питания одного или нескольких электродвигателей. Эти батареи заряжаются с использованием электричества из сети и энергии, возвращаемой во время торможения, известного как рекуперативное торможение. Транспортные средства, работающие только на электричестве, не производят выбросов из выхлопной трубы, но есть выбросы, связанные с производством электроэнергии.
Электропитание PEV в настоящее время экономически выгодно по сравнению с использованием бензина, но PEV обычно обходятся дороже. Однако первоначальные затраты на транспортное средство могут быть компенсированы за счет экономии затрат на электроэнергию, федерального налогового кредита и государственных льгот. Электроэнергия для зарядки транспортных средств особенно рентабельна, если водители могут воспользоваться льготными тарифами для населения и другими стимулами, предлагаемыми многими коммунальными предприятиями. Стоимость электроэнергии может варьироваться в зависимости от региона, типа генерации, времени использования и точки доступа.Узнайте о факторах, влияющих на цены на электроэнергию, в Управлении энергетической информации США.
Электрические зарядные станции
Многие владельцы PEV предпочитают выполнять большую часть зарядки дома (или на объектах автопарка, в случае коммерческих автопарков). Некоторые работодатели предлагают доступ к взиманию платы на рабочем месте. Во многих городах водители PEV также имеют доступ к общественным зарядным станциям в различных местах, таких как торговые центры, общественные гаражи и стоянки, отели и предприятия.Инфраструктура зарядки быстро расширяется, обеспечивая водителям удобство, дальность действия и уверенность для удовлетворения своих транспортных потребностей.
.