Альтернативные источники энергии

В условиях постоянного ухудшения экологической обстановки на планете человечество вынуждено искать альтернативные источники энергии. Все больше стран делают выбор в их пользу. Конечно, перестраивать энергетическую инфраструктуру — затратное дело, но стоит рассматривать этот процесс как вклад в будущее всей планеты.

Что такое альтернативная энергия?

Энергию можно разделить на два больших класса: невозобновляемая и возобновляемая. К первой категории относится использование таких энергоносителей, как нефть и каменный уголь. Рано или поздно из запасы на планете будут исчерпаны. К тому же, их применение связано с выбросами в атмосферу углекислого газа и глобальным потеплением. Возобновляемые, или альтернативные источники энергии — неисчерпаемые ресурсы, например, ветер или солнечный свет. Их применение имеет меньше «побочных эффектов», а риск истощения запасов отсутствует полностью. В наши дни большая часть энергии вырабатывается за счет сжигания нефти и газа, а также благодаря работе атомных электростанций.

Все эти источники потенциально опасны для окружающей среды. Поэтому востребованной становится альтернативная энергетика, позволяющая получать энергию более экологичным способом, наносящим минимальный вред окружающей среде.

Энергия ветра

Ветровая энергетика — преобразование энергии движущихся воздушных масс в электричество, которое может быть использовано потребителем. Подсчитано, что запасов ветровой энергии в 100 раз больше, чем энергетических запасов всех рек нашей планеты. Основа установки для получения энергии — ветровые генераторы и ветровые мельницы. Особенно развит этот способ в Германии, Дании и Ирландии.
Основные плюсы ветровой энергетики — экологичность и низкая стоимость получаемой энергии. Но есть и существенный минус. Предсказать силу ветра невозможно, она непостоянна и зависит от множества факторов. Поэтому приходится использовать дополнительные источники получения энергии. Есть у ветрогенераторов еще одно неприятное свойство: они могут вызывать радиопомехи.

Наконец, ветровая энергетика может потенциально оказывать влияние на климат планеты, так как ветрогенераторы забирают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс. Однако ученые все еще не могут определить, насколько выраженным может быть это влияние и приведет оно к позитивным или негативным последствиям.

Сила воды

Основа гидроэнергетики — преобразование энергии водных масс в электричество. В качестве примера можно привести гидроэлектростанции, которые устанавливаются на крупных реках. Движущаяся вода воздействует на лопасти турбины, вращая их. Возникающая во время вращения энергия и преобразуется в электричество. Строительство ГЭС обходится государству очень дорого. Однако затраты быстро окупаются, так как цена полученной энергии получается сравнительно низкой (например, по сравнению с атомными электростанциями).
Строить гидроэлектростанции можно только на реках, которые никогда не пересыхают и имеют быстрое течение. Для возведения ГЭС необходимо обустроить плотину, позволяющую добиться определенного напора воды.

В России доля электрической энергии, вырабатываемой гидроэлектростанциями, составляет около 20% от всей энергетической генерации, а суммарная мощность всех ГЭС составляет 48085 МВт. В последние годы появилась идея использовать энергию приливов. Строятся приливные станции, преобразующие кинетическую энергию движущейся морской воды. В России самая крупная приливная электростанция функционирует в Мурманской области. Ее установленная мощность достигает 1,7 МВт. Наконец, есть способы генерации энергии из волн.

Эффективными оказались только три из них: поплавки, искусственные атоллы и подводные камеры. Такие электростанции передают кинетическую энергию по кабелю на станцию, где происходит выработка электричества. Есть у волновой энергетики два недостатка. Себестоимость полученное энергии довольно высока, а позволить себе обустройство станции могут только страны, имеющие продолжительную береговую линию. По этой причине этот вид используется редко.

Геотермальная энергетика

Наша планета вырабатывает большое количество тепла. Для получения энергии, в частности, используются геотермальные источники, располагающиеся в сейсмически опасных территориях и вулканических районах. Горячая вода может быть использована для непосредственного отопления зданий. Также ее перерабатывают в электроэнергию при вращении горячим паром турбины, идущей к генератору. Больше всего таких станций во Франции, Мексике и Америке.

Энергия осмотической диффузии

Этот вид альтернативной энергии стал разрабатываться сравнительно недавно. Осмотические электростанции устанавливаются в устьях рек и извлекают энергию из энтропии жидкостей в процессе взаимодействия соленой и пресной воды. Когда концентрация солей выравнивается, возникает избыточное давление, благодаря которому вращаются лопасти турбины. Пока в мире существует только одна осмотическая электростанция, функционирующая в Норвегии.

Биотопливо

Биотопливо производится из органических продуктов, в процессе переработки которых получается электрическая энергия. Выделяют твердое и жидкое биотопливо. К первой группе относятся дрова, топливные брикеты. Жидкое биотопливо — это биодизель, биобутанол, диметиловый эфир и т. д. Топливо можно получать непосредственно из биомассы (остатков растительного и животного происхождения), которые во время брожения выделяют горючий газ. Такие биогенераторы устанавливаются в сельских местностях. В России в последние годы построено множество заводов, которые перерабатывают древесные отходы в топливные брикеты и пеллеты, применяемые как топливо для различных видов котлов.

Гравитационная энергетика

Гравитационная энергетика — преобразование потенциальной энергии гравитационного поля планеты в электроэнергию. На данный момент уже разработан проект гравитационной электростанции, которая представляет собой подъемный кран со стрелами. Двигатели приходят в действие, когда опускаются блоки. Подъем блоков осуществляется, когда в сеть поступает избыток энергии.

Солнечная энергия, солнечные электростанции

Солнечную энергию преобразуют в электрическую посредством солнечный батарей. Удивительно, но всей планете на год хватило бы энергии, которую Солнце отправляет на Землю в течение одного дня. При этом выработка электроэнергии солнечными батареями не превышает 2% от общего количества. Однако солнечная энергия — одна из самых экологичных, безопасных и недорогих по себестоимости.

Пожалуй, единственным недостатком солнечной энергии является зависимость ее получения от времени суток и погодных условий. В северных странах строительство солнечных электростанция экономически невыгодно. По крайней мере, на данном этапе: ученые не исключают, что удастся создать солнечные батареи, которые будут улавливать фотоны даже в пасмурные дни.
Есть еще одна проблема: фотоэлементы необходимо вовремя утилизировать, так как в них содержатся мышьяк, галлий и свинец. Далеко не все страны могут позволить себе создание производств по переработке отработанных солнечных батарей. Наиболее широкое распространение солнечное электричество получает там, где оно обходится дешевле всех других видов.

Например, солнечные электростанции устанавливаются на отдаленных фермерских участках, на комических станциях. Используется оно и в странах, где высока себестоимость других видов энергии. В качестве примера можно привести Израиль, где примерно 90% воды нагревается за счет энергии Солнца.
Солнечные батареи в последние годы активно используются для создания экологически безопасных автомобилей, самолетов и даже поездов. Солнечными батареями нередко оснащаются так называемые «умные дома», которые самостоятельно могут регулировать мощность установки в зависимости от потребностей обитателей жилья. В нашей стране солнечная энергетика получает все большее распространение в качестве резервного источника электрической энергии.
В России суммарная мощность электростанций, работающих на энергии Солнца, составляет 400,0 МВт. Проектируются новые станции, мощность которых будет составлять 850,0 МВт. Широко обсуждается проект создания космических солнечных электростанций. В открытом космосе преграды для солнечной радиации в виде атмосферного слоя отсутствуют.

Поэтому возможен запуск на орбиту установок, оснащенных солнечными батареями, улавливающими энергию Солнца и пересылающих их на землю. КПД таких станций потенциально обещает быть приближенным к 100%, однако на данный момент их создание и запуск обойдется настолько дорого, что себестоимость энергии для потребителей получится слишком высокой.

Плюсы и минусы использования

Главными плюсами использования альтернативных источников энергии являются:

• возобновляемость ресурсов. Если поставить получение альтернативной энергии на поток, человечество никогда не столкнется с тем, что природные запасы исчерпают себя;
• экологическая безопасность. Альтернативная энергетика предполагает отсутствие опасных выбросов в окружающую среду;

• доступность по цене. На данный момент разработано множество способов получения альтернативной энергии. Поэтому любое государство может подобрать те варианты, которым наилучшим образом соответствуют его климатическим условиям.

Есть у альтернативной энергетики и минусы, затрудняющие ее широкое распространение:

• высокая стоимость необходимого оборудования. Не все государства могут позволить себе строительство и монтаж солнечных и ветровых электростанций;
• зависимость от внешних условий и климата. Солнечная энергия, которая признается наиболее перспективной, недоступна в странах с невысокой продолжительностью светового дня, сейсмическая и геотермальная энергия может быть получена лишь в вулканических, сейсмически нестабильных регионах и т.д.;
• небольшая мощность установок. Единственным исключением из этого правила являются гидроэлектростанции, мощность которых можно сравнить с аналогичным показателем АЭС;
• воздействие на климат. Даже альтернативные источники энергии оказывают воздействие на климатические условия. Например, высокий спрос на биотопливо может стать причиной уменьшения площади посевных площадей, а строительство плотин для гидроэлектростанций оказывает влияние на речные биотопы.

Перспективы в России

Россия может получать из ветра около 10% всей энергии и примерно 15% — за счет солнечного света. Однако широкого распространения альтернативные источники энергии в нашей стране не получают. Связано это с доступностью невозобновляемых ресурсов (нефти и газа). Отсутствует и экономическая стимуляция строительства альтернативных электростанций. Во многих странах Европы имеется стимулирующий тариф, по которому государство приобретает полученную альтернативными способами энергию. В России подобный тариф не введен. Тем не менее, в России успешно реализуется ряд проектов, связанных с альтернативной энергетикой. Например, в 2017 году в Химках был запущен проект по созданию Центра альтернативной энергетики. Задачей центра будет обеспечение энергией промышленных предприятий. В 2019 году в Мурманске начал строиться ветропарк, который начнет функционировать в 2021 году. Планируется, что мощность парка составит 201 МВт. Ученые уверены в том, что в ближайшие годы человечество вынуждено будет стремиться к полному переходу на альтернативные источники энергии. Это даст возможность сохранить планету для будущих поколений и избежать кризиса, связанного с исчерпанием невозобновляемых ресурсов. Согласно прогнозам, будущее энергетики связано с энергией Солнца и ветра. Остается надеяться на то, что людям удастся успеть научиться полностью обходиться возобновляемыми источниками энергии до момента, когда запасы нефти и газа на планете подойдут к концу.

© Компания «Реалсолар». Все права защищены. Перепечатка документа запрещена. Статья занесена в поисковые системы как уникальный текст.

О месте альтернативных источников энергии в отечественной энергетике | Архив С.О.К. | 2019

Интерес к альтернативной энергетике, не основанной на использовании органического топлива, как и интерес к энергосбережению, наиболее остро проявился в период арабо-израильских войн конца 1970-х годов, когда вследствие нефтяного эмбарго западные страны просто вынуждены были искать другие источники энергии [1, 2]. Этот интерес вполне оправдан для стран, не имеющих собственных запасов органического топлива, но обладающих некоторыми ресурсами ветровой, солнечной или геотермальной энергии. Например, Эфиопия, обладающая огромными ресурсами солнечной и геотермальной энергии [3], может почти полностью построить электроэнергетику на основе гибридных гелио-геотермальных тепловых электростанций [4].

Ряд стран добился определённых успехов в освоении возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Так, в Литве в 2018 году мощность ветрогенераторов, точно не украшающих пейзажи балтийского побережья, составила 521 МВт, что позволило обеспечить до 12% потребности страны в электрической энергии. Правда, не совсем понятно, зачем до этого надо было уничтожить великолепную Игналинскую атомную электростанцию. Уничтожить по просьбе «западных друзей», поскольку эта станция могла обслуживаться только русскоязычными и ориентированными на Россию специалистами. А ведь в период «суверенизации» литовские рекламные проспекты с гордостью возвещали, что благодаря «Игналинке» Литва по энергообеспеченности на душу населения «впереди Европы всей».

Однако главным преимуществом распространения ВИЭ в последние десятилетия считается не столько повышение энергоэффективности, сколько борьба с «глобальным потеплением», якобы вызванным антропогенным выбросом в атмосферу парниковых газов, образующихся при сжигании органического топлива.

Парниковые газы многие специалисты в последние два десятилетия считают главной причиной глобального потепления. Эти газы задерживают инфракрасное излучение, которое испускает земная поверхность, тем самым создавая так называемый «парниковый эффект».

Более серьёзные учёные по климатологии, метеорологии, в частности, академик Ю. А. Израэль, крупнейший авторитет в этой области, в прошлом — руководитель метеослужбы России, считают проблему антропогенного характера глобального потепления надуманной, имеющей спекулятивный характер и раздуваемой в политических и экономических интересах ряда западных стран. Этой же точки зрения придерживается, в частности, известный океанолог, профессор А. М. Городницкий, объясняющий глобальные изменения климата периодическими изменениями излучения Солнца и положения магнитных полюсов Земли [5].

В самом деле, только на протяжении XX века климат планеты существенно менялся несколько раз без какого-либо антропогенного воздействия. Так, потепление 1920–1930-х годов привело к засухе, неурожаю и голоду в Поволжье и на Украине, а похолодание 1940–1960-х годов увеличило площадь арктических льдов по сравнению с предыдущими десятилетиями в четыре раза. Недаром говорят, что в годы Великой Отечественной войны на нашей стороне воевал и «генерал Мороз».

Тем не менее, проблемы «борьбы с глобальным потеплением» путём развития альтернативной «зелёной» энергетики заняли весьма значительное место, как в медийном пространстве, так и в околонаучных изысканиях. «Борьба с глобальным потеплением» стала благоухающей нивой для десятков тысяч пасущихся на ней бездельников.

Вспоминаю состоявшийся в Ульяновске несколько лет тому назад семинар по вопросам энергосбережения, в котором приняли участие руководители области, некоторые специалисты региона, а также весьма важные персоны вроде научного атташе посольства Италии в России, профессоров и руководителей Европейского международного научно-исследовательского центра по вопросам энергосбережения (центр создан вроде бы для помощи совсем беспомощной энергетике России). Странные чувства остались у меня и моих сотрудников после этого семинара и последующей за ним встречи с его зарубежными участниками на нашей кафедре теплогазоснабжения Ульяновского государственного технического университета, где они пытались разубедить меня в моих консервативных взглядах.

Иностранные специалисты рассказывали нам, что всё у нас наладится после того, как мы начнём использовать отходы сельскохозяйственного производства (получать из них горючий газ), выращивать по рекомендации мадам-профессора из Швеции быстрорастущую иву, чтобы из неё получать древесные конфетки, строить ветрогенераторы и т. д., и т. п. Интересно всё же, что даже по их оценкам доля этой нетрадиционной энергетики не может превышать у нас 10% при самом благополучном развитии и колоссальном вложении в неё средств. Создалось, однако, впечатление, что наши зарубежные коллеги плохо представляют состояние и масштабы энергетики в России, да и в своих странах.

Спасибо, господа, за замечательные подсказки — возможно, в Швеции это действительно актуально, хотя едва ли: электроэнергетика Швеции базируется на двух основных источниках: гидроэнергетике и ядерной энергетике. Оба источника вместе обеспечивают около 83,3% производства электроэнергии [6]. Так что байки о необходимости посадки ивы определённых сортов для производства древесных опилок — плод праздного ума, может быть, вполне допустимый для сытой и благополучной Европы. Рекомендации наших европейских друзей для России вполне понятны: вперёд к пещерам!

Пусть наши европейские друзья разрабатывают технологии «спасения от глобального потепления» для Швеции и Италии, если они им так уж нужны. Нас это точно не спасёт.

Мне, сибиряку по рождению, у которого на малой родине нередки долгие зимы с температурой наружного воздуха от −40 до −50°C, рассуждения о возможности радикального повышения эффективности отечественных энергосистем с помощью «альтернативных», «нетрадиционных» и прочих «зелёных» источников энергии кажутся полным бредом.

Наша отечественная «традиционная» энергетика была и ещё остаётся уникальной — прежде всего за счёт теплофикации, то есть, по определению Е. Я. Соколова, «централизованного теплоснабжения на базе комбинированной выработки электрической и тепловой энергии». Для климатических условий РФ теплофикация была оптимальным решением, обеспечивающим высокую энергетическую эффективность электроэнергетики и теплоснабжения. ТЭЦ были органически встроены в единую энергосистему СССР. В 1980-е годы я работал главным инженером электростанции и занимался наукой (наукой в большой энергетике, а не «про древесные опилки»). В 1993 году мне пришлось быть свидетелем, как в крупнейших энергетических НИИ Москвы и Петербурга гостила делегация Американского энергетического агентства (Energy Information Administration, EIA) — это ведомство является определяющим в стратегической технической политике США. Мне не забыть их почти что заклинания: «Что вы собираетесь делать со своей энергетикой? Весь мир восхищается вашей самой надёжной, самой экономичной, самой управляемой энергетикой в мире! Не разрушайте её!» Это были высказывания высоких профессионалов.

То, что происходило в последнюю четверть века, то, что называлось «реформой энергетики», было разрушением нашей великой энергосистемы. Сейчас приходится констатировать: на этом этапе Чубайс одержал победу над государством и над народом, живущим в нём.

Отмечу, что в период энергетического кризиса 1970–1980-х годов на Западе в первую очередь обратились к советскому опыту теплофикации и добились на этом пути значительных успехов [1].

К сожалению, желание встроиться в тренд «прогрессивной», «нетрадиционной», «экологически безопасной» и «зелёной» энергетики присуще многим нашим региональным руководителям. Вспоминается персонаж Тарелкин из пьесы А. В. Сухово-Кобылина: «когда объявили прогресс, то он встал и пошёл перед прогрессом — так, что уже Тарелкин был впереди, а прогресс сзади». Они полагают, что заслужат тем самым уважение и благосклонность вышестоящих начальников. Реальные проблемы энергетики региона при этом их совсем не интересуют.

Мне в это лето несколько раз пришлось проезжать по дороге в наш университетский спортивный лагерь между двух энергообъектов левобережья Ульяновска. Один из них — ТЭЦ-2, вполне современная и высокоэкономичная тепловая электростанция мощностью 417 МВт. Однако она настолько незагруженная, что идут разговоры чуть ли не о её закрытии. Почему незагруженная? С одной стороны, из-за общего спада промышленного производства, а с другой — из-за того, что входящие в так называемый «Заволжский промышленный кластер» новые промышленные предприятия, практически бесполезные для экономики региона и построенные в рамках другого модного тренда — «привлечения зарубежных инвестиций», имеют собственные котельные, хотя расположены рядом с ТЭЦ-2. Возле этих зарубежных предприятий для «форса», красоты их оформления установлены вдоль дороги несколько квадратных метров солнечных батарей — дескать, знай нашу западную заботу об экологии. Полагаю, что мощности батарей хватит даже для освещения туалетов этих фирм.

Можно позавидовать Татарстану, где в последние два десятка лет все новые промышленные и гражданские объекты подключаются только к теплоэлектростанциям. Оттого там ТЭЦ, более старые, чем в Ульяновске, работают полностью загруженными и с гораздо большей экономичностью, благодаря чему тарифы на электрическую и тепловую энергию гораздо ниже ульяновских.

Отметим, что Ульяновская область не относится к числу энергодефицитных. Так, в 2018 году потребности в электроэнергии полностью обеспечивались мощностями ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2, а также АЭС в Димитровграде. Кроме того, рядом расположена Балаковская АЭС с большими резервами мощности. Так что потребности в новых энергоисточниках не наблюдается.

По другую сторону дороги в наш спортивный лагерь стоит ветряная электростанция мощностью 35 МВт, построенная в 2017 году ПАО «Фортум». Удельные капиталовложения в ветрогенераторы выше, чем в ТЭЦ, себестоимость электрической энергии — тоже гораздо выше, чем на ТЭЦ. Согласованные тарифы на отпуск электроэнергии от ветряков — в несколько раз выше, чем от ТЭЦ. Всё это покрывается из карманов потребителей. Значительная часть дохода ветряной электростанции — плата за мощность, хотя эта мощность на практике не может быть использована именно тогда, когда она нужна потребителям. Коэффициент использования мощности ветряков едва превышает 20% — дело в том, что мощность ветряков регулируется не диспетчером энергосистемы, а исключительно «божьим промыслом». ПАО «Фортум» и «Роснано» (читатель, вас не пугает это слово?) планируют в ближайшее время построить у нас ещё одну ветроэлектростанцию мощностью 50 МВт.

С технико-экономической точки зрения ветряки в Ульяновске — полный абсурд. Реализуется он исключительно ради пиара. Масс-медиа кишат заказными публикациями о технологическом и экологическом «прорыве» в ульяновской энергетике. Губернатор наш купается в лучах славы. Со временем приходит, однако, отрезвление.

Этому отрезвлению, думаю, сильно поспособствуют мысли, недавно (9 июля 2019 года) высказанные Президентом РФ В. В. Путиным на II Глобальном саммите по производству и индустриализации GMIS-2019 в Екатеринбурге. Процитирую их дословно: «…вместо разговора по существу по глобальной климатической и экономической повестке мы часто, к сожалению, наблюдаем откровенный популизм, спекуляции и порой, я не побоюсь этого слова, мракобесие. Доходит до того, что мир призывают отказаться от прогресса, что в лучшем случае позволит законсервировать ситуацию… Имею в виду полный отказ от ядерной или углеводородной энергетики, например. Исключительная ставка делается на существующие альтернативные источники энергии. Комфортно ли будет людям жить на планете, установленной частоколом ветряков и покрытой несколькими слоями солнечных батарей? Вместо того, чтобы прибраться в доме, мы просто будем заметать мусор под ковёр. Все знают, что ветровая генерация хороша, но про птиц разве вспоминают, сколько птиц гибнет? Ветряки так трясутся, что червяки вылезают из земли, это не шутки на самом деле, а серьёзные последствия применения современных способов получения энергии. Я не говорю, что всё это не нужно развивать — конечно, нужно, но не надо забывать и о проблемах, которые с этим связаны. Конечно, нельзя запретить желающим облачиться в шкуры и переселиться в пещеры, но остановить движение человечества вперёд — это просто невозможно и абсолютно бессмысленно».

Действительно, ульяновская «пиар-ветряная» электростанция — как раз пример упомянутого президентом «мракобесия». Для России, расположенной в достаточно суровых природных зонах, основой энергетики должны быть только тепловые и атомные энергоисточники. Резерв их совершенствования далеко не исчерпан. Например, недавно разработанные технологии [7–10] обеспечивают существенное повышение энергетической эффективности ТЭЦ и систем централизованного теплоснабжения городов.

Альтернативная энергетика в России может быть редким и несущественным дополнением к основной, традиционной энергетике в регионах, где для реализации «зелёных» проектов имеются исключительно благоприятные условия. Разумеется, и в этих благоприятных условиях «зелёные» проекты следует принимать для осуществления только после тщательного технико-экономического обоснования с учётом наличия в регионах объектов традиционной энергетики.

 

Мнение редакции может не совпадать с мнением авторов

10 крупнейших проектов использования нетрадиционных источников энергии 2010 года

Photo: (фото: morion.vn.ua)

Оффшорные ветропарки 

Thanet: Морской ветропарк мощностью 300 МВт в Великобритании.

Строительство этого ветропарка стоимостью 1,2 млрд. долларов США было завершено в последнем квартале 2010 года. Расположенный в устье Темзы в 11 км от побережья графства Кент, он занимает площадь в 35 кв.км., насчитывает 100 ветрогенераторов и способен обеспечить электроэнергией более 200 тыс. домохозяйств. На сегодняшний день он является крупнейшим в мире. Помимо существенного вклада в сектор возобновляемой энергетики, этот проект создает дополнительно около 800 рабочих мест для местного населения. Строительству ветропарка Thanet предшествовали 6 лет планирования проекта, а также независимая экспертиза влияния ветроэлектростанции (ВЭС) на окружающую среду. Эксперты из компании Royal Haskoning оценивали возможные негативные последствия от строительства ВЭС на пути миграции птиц, ареалы обитания рыб и морских млекопитающих, рекреацию и навигацию.

 

 

Rodsand II: Морской ветропарк мощностью 207 МВт в Дании.

Второй по масштабам проект оффшорных ВЭС – это расширение существующего ветропарка у побережья Дании в Балтийском море. Rodsand II стал уже двенадцатым датским ветропарком. 90 новых турбин будут обеспечивать электричеством около 200 тысяч домохозяйств. Строительство ветропарка, в которое было вложено около 554 млн. долларов США, велось полтора года. Такое активное развитие альтернативной энергетики в Дании отражает намерения правительства к 2050 году полностью отказаться от ископаемых источников.

 

 

Наземные ветропарки 

Fowler Ridge: Расширение ветропарк в США.

В настоящее время закончено строительство второй очереди ветропарка Fowler Ridge мощностью 200 МВт в штате Индиана, недалеко от города Фоулер. Стоимость строительства дополнительных 133 турбин оценивается в 77,2 млн. долларов США. С учетом первой очереди общая мощность ветропарка Fowler Ridge достигает 600 МВт. В ближайшем будущем планируется его расширение путем строительства третьей очереди и доведение общей мощности ВЭС до 750 МВт. Разработчики проекта – американские BP Alternative North Energy Inc Америки и Dominion Resources.

 

 

 

Penascal: Ветропарк мощностью 404 МВт в США.

Второй по величине проект наземной ВЭС расположен также в США, в штате Техас. В апреле 2010 года заработали 168 новых ветрогенераторов, обеспечивая электроэнергией около 150 тысяч домохозяйств. Разработчик – компания Iberdrola – для развития этого проекта получила финансирование из государственного бюджета США в размере 114 млн. долларов США в 2009 году в качестве стимулирующей меры. Для уменьшения нагрузки на природно-экологический баланс перед началом строительства компания полтора года проводила исследования миграции птиц и установила специальные радары, отслеживающие приближение птичьих стай и отключающие работу ветрогенераторов в случае плохой видимости и опасности для птиц.

 

Отдельно стоит отметить появившийся в 2010 году в планах Китая проект строительства ветропарка мощностью 10000 МВт. Если он будет реализован, то Китай станет безусловным лидером по объему электроэнергии, производимой с помощью ветра.

 

 

Солнечные электростанции 

Sarnia PV plant: Солнечная электростанция мощностью 97 МВт в Канаде.

Несмотря на большое количество вводимых солнечных электростанций в Европе, крупнейшим по мощности проектом оказалось расширение существующей солнечной ЭС в Канаде, в провинции Онтарио. Электростанция стоимостью в 300 млн. долларов США состоит из 1,3 млн. фотогальванических модулей, расположенных на территории в 385 гектаров, и способна обеспечить электроэнергией около 12 800 домохозяйств. Разработчик проекта – компании First Solar и Enbridge, которая традиционно была крупной нефтяной компанией, но в последнее время все больше инвестирует в проекты возобновляемой энергетики.

 

 

 

Montalto di Castro: Солнечная электростанция мощностью 84,2 МВт в Италии.

Разработку этого проекта вела компания SunRay Renewable, которая в феврале 2010 года была приобретена компанией SunPower. На сегодняшний день солнечная электростанция, расположенная в 100 км от Рима, является крупнейшей солнечной ЭС в Италии. А специальная аэрационная система позволяет защитить модули от коррозийного воздействия соленого морского воздуха.

 

 

 

 

 

Геотермальные электростанции 

Nga Awa Purua: Геотермальная ЭС (ГеоЭС) мощностью 132 МВт в Новой Зеландии.

  ГеоЭС в Новой Зеландии, в местечке Рокотава на сегодняшний день стала второй по величине ГеоЭС в Новой Зеландии и самой крупной однотурбинной ГеоЭС в мире. Эта электростанция стоимостью 430 млн. долларов США обеспечит электричеством порядка 140 тысяч домохозяйств. На сегодняшний день благодаря уникальным природным ресурсам и высоким темпам развития технологий, Новая Зеландия является мировым лидером по производству энергии из геотермальных источников. Доля геотермальной энергетики в стране достигает уже 14%. Nga Awa Purua, построенная и управляемая государственной компанией Mighty River Power, – крупнейший проект строительства ГеоЭС за последние 10 лет во всем мире.

 

 

Nuova Radicondoli 2 и Chiusdino 1: ГеоЭС общей мощностью 40 МВт в Италии.

Две новых ГеоЭС были построены в прошлом году в Италии, в местечке Лардерелло (провинция Тоскана), богатом своими природными ресурсами, которые используются для получения энергии еще с 1930 года. Новые электростанции позволили обеспечить чистой энергией дополнительно более 100 тыс. домохозяйств и предотвратить выбросы порядка 200 тысяч тонн СО2. На сегодняшний день мощность всех ГеоЭС в Тоскана достигает 728 МВт.

 

 

 

 

 

Производство топлива для транспорта 

ADM: 2 завода по производству этанола в США.

Каждый из этих заводов может производить до 1 млн. тонн этанола в год и использует кукурузу в качестве сырья. В прошлом году в США были введены в эксплуатацию и другие предприятия по производству этанола, что вызвано огромными государственными субсидиями на развитие этой индустрии. Размер субсидий достигает 6 млрд. долларов США ежегодно. В 2011 году 40% выращенной в США кукурузы планируется направить на производство этанола. Помимо США, подобные проекты активно развивались и в Бразилии.

 

 

 

 

NExBTL: Производство дизельного топлива из смеси пальмового масла, масла из семян рапса и жировых отходов пищевой промышленности в Сингапуре.

  Общая мощность производства – 840 тыс. тонн в год. Реализация этого проекта стоимостью 1,2 млрд. долларов США является частью стратегического плана компании-разработчика Neste Oil выйти в мировые лидеры по производству биодизеля. Сингапур не случайно был выбран для строительства такого масштабного производства. Во-первых, азиатский рынок биодизеля обладает огромным потенциалом, и, во-вторых, правительство Сингапура поддерживало реализацию проекта на всех стадиях.

История перехода к возобновляемым источникам энергии в Исландии: пример для всего мира?

В эпоху, когда изменения, связанные с потеплением климата, заставляют многие страны мира внедрять устойчивые энергетические решения, ситуация Исландии представляется уникальной. На сегодняшний день почти 100 процентов электроэнергии, потребляемой этой небольшой страной с населением 330 тысяч человек, вырабатывается благодаря возобновляемым источникам. Кроме того, девять из десяти домов отапливаются за счет геотермальной энергии. История отказа Исландии от ископаемых видов топлива может вдохновить другие страны, желающие увеличить долю возобновляемых источников энергии в общей структуре энергопотребления. Является ли опыт Исландии уникальным и неповторимым, или весь мир может последовать её примеру?

 

Особенности энергетического сектора Исландии

Исландию часто называют «страной огня и льда». Именно этим сочетанием геологических характеристик и северного географического положения объясняется изобилие возобновляемых источников энергии, которым располагает эта страна. Остров расположен на Срединно-Атлантическом хребте между Североамериканской и Евразийской тектоническими плитами — в зоне исключительно высокой вулканической активности; энергия этой зоны используется в исландских геотермальных системах. 11% территории страны покрыто ледниками. Сезонное таяние льдов пополняет водные ресурсы рек ледникового происхождения, берущих начало в горах и впадающих в моря, — именно они составляют основу исландских гидроэнергетических ресурсов. Кроме того, страна располагает огромным ветроэнергетическим потенциалом, который практически не используется в настоящее время. 

На сегодняшний день экономика Исландии удовлетворяет свои энергетические нужды — от отопления и электроснабжения частных домов до потребностей энергоемких отраслей промышленности — главным образом за счет «зеленой» энергии, вырабатываемой благодаря гидроэнергетическим и геотермальным источникам. Единственное исключение составляет транспортный сектор, работающий на ископаемых видах топлива.

Помимо электроснабжения и централизованного отопления геотермальной энергии в Исландии находят и другое применение. Она широко используется для растапливания снега на тротуарах, обогрева плавательных бассейнов, энергоснабжения рыбоводческих хозяйств, обслуживания парниковых комплексов и пищевой промышленности, а также для энергообеспечения производства косметики — например, широко известной продукции знаменитого исландского геотермального спа Blue Lagoon.

 

Переход Исландии от угля и нефти к возобновляемым источникам энергии

Сегодня Исландия являет собой яркий пример использования возобновляемой энергии в современной экономике, однако так было не всегда. Использование геотермальных ресурсов веками ограничивалось стиркой и купанием, а выработка гидроэлектроэнергии началась только в ХХ веке, причем мощность гидроэлектростанций ограничивалась несколькими мегаваттами. Фактически до начала 1970-х годов бóльшая часть энергопотребления страны обеспечивалась импортируемыми ископаемыми видами топлива.

Несмотря на очевидные преимущества устойчивой энергетики, страна перешла к ней не из осознания важности использования возобновляемых источников для борьбы с изменением климата. Причина перехода проста: Исландия не смогла справиться с колебаниями цен на нефть, обусловленными целым рядом кризисов, один за другим поражавших мировой энергетический рынок. Расположенная у самого Полярного круга, географически изолированная страна нуждалась в стабильном и экономически рентабельном энергетическом ресурсе.

Первые нелегкие шаги на пути развития возобновляемой энергетики — на базе как геотермальных источников, так и гидроресурсов — были сделаны исландскими предпринимателями. В начале ХХ века некий фермер придумал способ использования постоянно сочащейся из земли горячей воды, соорудив примитивную геотермальную отопительную систему для обогрева своей фермы. Органы местного самоуправления переняли его инициативу и постепенно были развернуты систематические разведочные работы по поиску геотермальных источников. Технологии бурения, заимствованные из нефтедобывающей отрасли, позволили добираться до более горячих глубинных водных пластов, а значит — обеспечивать отоплением большее количество домов. Тогда стали разрабатываться более крупные проекты — началась реализация геотермальных систем центрального отопления в коммерческом масштабе. Подобно геотермальным, первые гидроэнергетические проекты были осуществлены фермерами, которые стремились к рациональному ведению хозяйства и либо искали возможности обеспечить электроснабжение собственных домов, либо объединяли усилия для электрификации сразу нескольких ферм. В 1950 году в Исландии было построено 530 таких гидроэлектростанций — появилась целая сеть независимых энергетических систем, разбросанных по всей стране.

В целях поощрения дальнейшего использования энергии геотермальных источников правительство Исландии учредило в конце 1960-х годов фонд, предусматривающий снижение финансовых рисков при финансировании геотермального бурения. Фонд предоставлял ссуды на разведку геотермальных ресурсов и поисковое бурение, покрывая потери в том случае, если проекты терпели неудачу. Кроме того, создание правовой базы позволило сделать новую геотермальную систему центрального отопления более привлекательной, чем дальнейшее использование ископаемых видов топлива.

В то же время Исландия обратилась к крупномасштабной выработке гидроэлектроэнергии, что привлекло внимание крупных промышленных потребителей электроэнергии во всем мире. Идея заключалась в привлечении в Исландию новых видов предприятий в целях диверсификации экономики страны, создания новых рабочих мест и формирования общенациональной энергетической системы.

Совокупность всех этих мер и создала ту Исландию, которую мы видим сегодня.

 

Исландские преобразования — уникальный случай?

История исландской энергетики является примером осуществления радикальных изменений в течение короткого периода времени. В связи с этим возникает вопрос: можно ли считать опыт Исландии неповторимым, принимая во внимание её уникальное географическое положение, обеспечивающее изобилие возобновляемых источников энергии?

В целом структура энергопотребления и характер спроса в стране представляют довольно сложную совокупность факторов. Такие из них, как цена, наличие ресурсов, эффективность производства и политическая конъюнктура  играют важную роль. Доступность возобновляемых источников энергии, будь то ветер, солнце, геотермальные или водные ресурсы, может способствовать их более эффективному использованию. Однако их наличие вовсе не гарантирует перехода к «зеленой» энергетике.

В этом отношении ситуация в Исландии абсолютно уникальна. Консенсус между органами местного самоуправления, правительством и общественностью в вопросе о необходимости поиска и разработки «зеленых» источников энергии был обусловлен стоимостью энергии и запросом на энергетическую безопасность. И хотя Исландия 1970-х была маленьким мирным государством, препятствий на этом пути хватало и успех вовсе не был гарантирован. В то время страна восстанавливалась после столетий бедности и иностранного правления, страдая от отсутствия базовой инфраструктуры и недостатка знаний о потенциале своих ресурсов и опыта в реализации крупных энергетических проектов. До 1970‑х годов Программа развития Организации Объединенных Наций квалифицировала Исландию как развивающуюся страну. Кроме того, организации, призванные обеспечить крайне необходимое финансирование, в Исландии только возникали и еще не накопили необходимого опыта. Плотность населения страны была и остается столь низкой, что формирование объединенной энергосистемы является очень дорогостоящей задачей.

С теми же проблемами сталкиваются сегодня многие страны, встающие на путь устойчивого развития энергетики. К примеру, Непалу при реализации планов по использованию части неосвоенных гидроэнергетических ресурсов страны предстоит решить ряд проблем в инвестиционной и энергетической сфере. Страны таких регионов, как Восточная Африка, страдают от дефицита технических ноу-хау, необходимых для оценки и эксплуатации их богатых геотермальных ресурсов. И хотя положение этих стран значительно отличается от ситуации Исландии, исландский опыт в большой степени можно экстраполировать на другие страны и использовать там.

 

Уроки, извлеченные из опыта

Из накопленного Исландией опыта можно вычленить следующие рекомендации нынешним и будущим деятелям «новой энергетики», касающиеся преодоления барьеров при переходе к возобновляемым источникам энергии:

• На начальных этапах перехода необходимо добиться консенсуса и сотрудничества между органами местного самоуправления, правительством и общественностью. В Исландии благодаря этому диалогу установилась доверительная и конструктивная атмосфера, необходимая для преодоления вышеупомянутых барьеров.
• Ключом к успеху является расширение прав и возможностей местных общин и вовлечение в процесс широких слоев населения. Уровень взаимодействия местных органов самоуправления с предпринимателями-новаторами и перенятые у них методы позволили претворить в жизнь и доказать ценность как геотермальной, так и гидроэнергетической концепции.
• Позитивная нормативно-правовая база, а также политика стимулирования и благоприятствования, проводимая государством, ускоряет процессы перехода. Исландский фонд финансовых рисков при бурении ускорил темпы перехода за счет снижения уровня риска местных органов самоуправления при реализации геотермальных проектов.
• Очень важно долгосрочное планирование развития возобновляемой энергетики — так же, как и в случае с развитием промышленности. На дальнейших этапах развития энергетики Исландии встал вопрос о том, какая часть природных ресурсов страны подлежит использованию в рамках энергетических проектов. В связи было начато создание генерального плана с участием всех заинтересованных сторон.
• Большое влияние может оказать демонстрация каждого шага на пути к успеху. Общественность принимает участие лишь в понятных и желанных переходных процессах. В Исландии те населенные пункты, в которых было обеспечено бесперебойное использование горячих геотермальных вод, стали образцами, на которые ориентируются остальные. Кроме того, политики часто прибегают к демонстрации фотографий столичной зоны в формате «до и после» — для привлечения внимания избирателей к тому обстоятельству, что результатом использования геотермальных ресурсов вместо ископаемых видов топлива стал более чистый воздух.

 

Какой вклад может внести Исландия?

Опыт Исландии представляет большую ценность для лиц, ответственных за выработку политики, однако в первую очередь страна прилагает усилия к распространению накопленных знаний о технических аспектах развития геотермальной энергетики.

Вот уже не первый десяток лет Исландия предоставляет техническую помощь в геотермальной отрасли и занимается просвещением в сфере использования возобновляемых источников энергии. С 1979 года свыше 1000 специалистов из разных стран мира прошли в Исландии курсы геотермальной энергетики — по соответствующим учебным программам Организации Объединенных Наций, а также в таких высших учебных заведениях, как Исландская школа энергетики при Рейкьявикском университете. Энергетический сектор Исландии участвовал в геотермальных проектах более чем в 50 странах — и по-прежнему демонстрирует высокую активность во всем мире. В качестве примера такого участия можно привести проект строительства крупнейшей в мире геотермальной системы центрального отопления в Китае, обслуживающей свыше миллиона потребителей.

Интересный факт, характеризующий будущее геотермальной энергетики, заключается в том, что современная вулканическая активность ни в коей мере не является условием успешного прямого использования геотермальной энергии. Благодаря технологическим инновациям для отопления и охлаждения помещений могут использоваться широко представленные низкотемпературные геотермальные зоны. К примеру, мало кто знает, что одна из крупнейших в Европе геотермальных систем центрального отопления сооружена в Париже. Согласно некоторым подсчетам, в одной только Европе около 25% населения живет в местностях, подходящих для внедрения геотермальных систем центрального отопления. Исландские ноу-хау и опыт Исландии могут оказать неоценимую помощь при оценке осуществимости этих и других проектов такого рода и их реализации.

 

Поучительный пример для остального мира

В энергетическом секторе Исландии оправдал себя переход на геотермальные и гидроэнергетические ресурсы, что же касается других регионов, выбор наиболее эффективных возобновляемых источников энергии и оптимальных способов их эксплуатации будет определяться местными условиями. Ведь, поскольку каждая страна уникальна, переход на новые источники энергии будет везде проходить по-разному. То есть исландский опыт такого перехода — это скорее показательная история успеха, нежели «универсальный образец для подражания». Исландия в первую очередь является наглядным примером того, что может быть достигнуто — примером, включающим в себя множество уроков, полезных для любой страны, которая планирует такого рода преобразования.

Кроме того, опыт Исландии может послужить напоминанием о том, что не только богатые развитые страны имеют возможность преодолеть стоимостные и внутренние барьеры при переходе к «зеленой» энергетике. Возможно, там, где энергетические системы еще не полностью реализованы и у заинтересованных сторон больше стимулов к изменению статус-кво, внедрение новых энергетических решений проходит даже легче.

Положительный момент заключается в том, что мир никогда еще не был в состоянии большей готовности к грядущим переменам. Постоянно появляются новые, все более совершенные технологии, так же как и более рациональные схемы финансирования. Сотрудничество и обмен ноу-хау между разными странами мира становится все легче и занимает все меньше времени. Сочетание всех этих факторов с уроками, извлеченными из опыта прошлого, в том числе и из опыта Исландии, обеспечит всем странам действенный инструментарий в переходе на более устойчивый путь развития.

И наконец, ясно, что для перехода к другой энергетической модели все страны мира — как богатые, так и бедные — нуждаются в сильном руководстве на всех уровнях. Руководителям потребуются поучительные примеры, вдохновляющие людей на действия. Исландия, всегда готовая поделиться своими знаниями и опытом, с гордостью возьмет на себя эту роль, продолжая учиться сама и с энтузиазмом внося свой вклад в наше общее устойчивое будущее.

 

Список литературы

Björnsson, Sveinbjörn, ed. (2010). Geothermal Development and Research in Iceland. Reykjavík: Orkustofnun. С публикацией можно ознакомиться на веб-сайте: http://www.nea.is/media/utgafa/GD_loka.pdf.

Dumas, Philippe, and Angelina Bartosik (2014). Geothermal DH Potential in Europe. GEODH. С публикацией можно ознакомиться на веб-сайте: http://geodh.eu/wp-content/uploads/2014/11/GeoDH-Report-D-2.2-final.pdf.

The Icelandic International Development Agency (ICEIDA). The Geothermal Exploration Project, 2013 — 2017. С публикацией можно ознакомиться на веб-сайте: http://www.iceida.is/iceida-projects/nr/1488. Данные на веб-сайте от 29 октября 2015.

Landsvirkjun. “Áfangar í sögu okkar” (Moments in History). С публикацией можно ознакомиться на веб-сайте:  http://www.landsvirkjun.is/fyrirtaekid/saga. Данные на веб-сайте от 29 октября 2015.

Lee, Henry, and Halla H. Logadóttir (2012). Iceland’s Energy Policy: Finding the Right Path Forward. Cambridge, Mass.: John F. Kennedy School of Government, Harvard University.

Logadóttir, Halla, and Samuel N. Perkin (2015). An interdisciplinary approach to geothermal energy education: the case of Iceland School of Energy at Reykjavík University. Proceedings of the World Geothermal Congress. Melbourne, Australia, 19-25 April. С публикацией можно ознакомиться на веб-сайте: https://pangea.stanford.edu/ERE/db/WGC/papers/WGC/2015/09003.pdf.

Orkustofnun, the National Energy Authority. Jarðvarmanotkun” (Geothermal Energy Utilization). С публикацией можно ознакомиться на веб-сайте: http://www.orkustofnun.is/jardhiti/jardvarmanotkun/. Данные на веб-сайте от 29 октября 2015.  

Sigurðsson, Helgi M. (2002). Vatnsaflsvirkjanir á Íslandi. Reykjavík, Verkfræðistofa Sigurðar Thoroddsen.

United Nations University. Geothermal Training Programme (UNU-GTP).  С публикацией можно ознакомиться на веб-сайте: http://www.unugtp.is/en/organization/about-the-unu-gtp. Данные на веб-сайте от 29 октября 2015.

Þórðarson, Sveinn (1998). Auður úr iðrum jarðar: Saga hitaveitna og jarðhitanýtingar á Íslandi (Wealth from the bowels of the Earth: The Story of District Heating and Geothermal Energy in Iceland). Reykjavík, Hið íslenska bókmenntafélag.

Набор по изучению альтернативных источников энергии «Renewable Energy Education Set 2.0»

Набор Renewable Energy Education Set 2.0 является компактной версией комплекта Horizon Energy Box и предназначен для ознакомления с основными технологическими решениями в области альтернативной энергетики.

В данном наборе представлены различные варианты источников и потребителей электроэнергии.

Функционал набора позволяет как изучить основы водородной, ветряной и солнечной энергетики, так и выполнять собственные проекты по перечисленным темам.

Примеры лабораторных и практических работ:

• Определение зависимости энергоэффективности ветрогенератора от количества используемых лопастей
• Определение зависимости энергоэффективности ветрогенератора от угла, под которым расположены лопасти
• Использование ветрогенератора для снабжения различных потребителей электроэнергии
• Определение зависимости напряжения и мощности выдаваемой солнечной панелью от освещенности ее поверхности
• Определение зависимости напряжения и мощности выдаваемой солнечной панелью от спектральных характеристик падающего света
• Определение зависимости напряжения и мощности выдаваемой солнечной панелью от угла падения света
• Использование солнечной панели для снабжения различных потребителей электроэнергии
• Определение зависимости напряжения и мощности, выдаваемой водородным ТЭ
• Параллельное и последовательное соединение ТЭ, работающих на водороде

Спецификация:

• Габаритные размеры (ДхШхВ): 440х330х110 мм
• Масса: 1,3 кг
• Модуль вентилятора
• Ротор ветрогенератора, держатель для лопастей
• Лопасть А (3 шт.), лопасть В (3 шт.), лопасть С (3 шт.)
• Лопасть вентилятора
• Основание ветрогенератора
• Мачта ветрогенератора
• Электролизёр с протонно-обменной мембраной
• Малый водородный топливный элемент
• Резервуар для воды и накопления кислорода
• Солнечная панель
• Водородный топливный элемент обратимого действия
• Блок батарей AA с соединительными выводами
• Силиконовый водородопровод
• Провода
• Шприц

Плюсы и минусы альтернативных источников энергии :: Государственный Университет Телекоммуникаций

Если Вы желаете обучаться по специализации «Энергоефективные технологии» в Государственном университете теллекоммуникаций и не знаете перспектив в этом направлении, то наши преподаватели готовы Вас научить новейшим технологиям в возобновляемых источних енергетики, а именно — гелиоэнергетика.

Особенности альтернативных источников

Практически все люди привыкли использовать традиционные источники энергии, в том числе газ, нефть запасы, которых могут быть через некоторое время полностью исчерпаны. Поэтому, чтобы избежать попаданий в неприятные критические ситуации, людям следует постепенно переходить на альтернативные источники.

Сегодня особое внимание следует уделить использованию природной энергии солнца, приливов, ветра и других явлений, которые специалисты называют возобновляемыми ресурсами. Альтернативные источники энергии обладают многими преимуществами и прежде всего неиссякаемостью, отсутствием вредных выбросов. Однако их эффективность во многом зависит от особенностей климата, которые могут затруднять использование энергии солнца, ветра и других природных явлений.

Преимущества гелиоэнергетики

Одним из основных направлений использования альтернативных источников следует считать гелиоэнергетику, которая основана на солнечной энергии. Сегодня все чаще можно встретить в загородных домах солнечные батареи и коллекторы, при помощи которых происходит обеспечение объекта бесплатным электричеством и горячим водоснабжением.

Современные производители должны учитывать многие метеорологические факторы, прежде чем создавать проекты систем, так как изменения в погодных условиях могут оказывать серьезные влияния на работу установки.

Так же, практические навыки наши студенты могут получить благодаря фирме-сотруднику ТОВ «Атомосфера», которая в свою очередь професионально занимается данным вопросом.

Альтернативные виды энергии. Обзор источников электичесива

Автор newwebpower На чтение 11 мин. Просмотров 250 Опубликовано 05.11.2016 Обновлено 05.11.2016

Ограниченные запасы ископаемого топлива и глобальное загрязнение окружающей среды заставило человечество искать возобновляемые альтернативные источники такой энергии, чтобы вред от ее переработки был минимальным при приемлемых показателях себестоимости производства, переработки и транспортировки энергоресурсов.

Современные технологии позволяют использовать имеющиеся альтернативные энергетические ресурсы, как в масштабе целой планеты, так и в пределах энергосети квартиры или частного дома.

Буйное развитие жизни на протяжении нескольких миллиардов лет наглядно доказывает обеспеченность Земли источниками энергии. Солнечный свет, тепло недр и химический потенциал позволяют живым организмам осуществлять множественные энергетические обмены, существуя в среде, созданной физическими факторами – температурой, давлением, влажностью, химическим составом.

Круговорот веществ и энергии в природе

Экономические критерии альтернативных источников энергии

Человек издревле использовал энергию ветра как движитель для кораблей, что позволяло развиваться торговле. Возобновляемое топливо из отмерших растений и отходов жизнедеятельности было источником тепла для приготовления пищи и получения первых металлов. Энергия перепада воды приводила в действие мельничные жернова. На протяжении тысячелетий это были основные виды энергии, которые мы теперь называем альтернативными источниками.

С развитием геологии и технологий добычи недр стало экономически выгодней добывать углеводороды и сжигать их для получения энергии по мере необходимости, чем ждать у моря погоды в буквальном смысле, надеясь на удачное совпадение течений, направления ветра, облачности.

Нестабильность и изменчивость погодных условий, а также относительная дешевизна двигателей, работающих на ископаемом топливе, заставили прогресс развиваться по пути использования энергии недр земли.

Диаграмма, демонстрирующая соотношение потребления ископаемых и возобновляемых источников энергии

Усвоенный и переработанный живыми организмами углекислый газ, покоившийся в недрах миллионы лет, снова возвращается в атмосферу при сжигании ископаемых углеводородов, что является источником парникового эффекта и глобального потепления. Благополучие будущих поколений и хрупкое равновесие экосистемы заставляют человечество пересмотреть экономические показатели и использовать альтернативные виды энергии, ведь здоровье дороже всего.

Сознательное использование возобновляемых природой альтернативных источников энергии становится популярным, но, как и прежде, преобладают экономические приоритеты. Но в условиях загородного дома или на даче использование источников альтернативного электричества и тепла может оказаться единственным экономически выгодным вариантом получения энергии, если проведение, подключение и установка линий энергоснабжения окажется слишком дорогой затеей.

Обеспечение удаленного от цивилизации дома минимально необходимым объемом электроэнергии с помощью солнечных панелей и ветрогенератора

Возможности использования альтернативных видов энергии

Пока ученые исследуют новые направления и разрабатывают технологии холодного термоядерного синтеза, домашние мастера могут использовать следующие альтернативные источники энергии для дома:

• Солнечный свет;
• Энергия ветра;
• Биологический газ;
• Разница температур;

По данным альтернативным видам возобновляемой энергии существуют готовые решения, успешно внедренные в массовое производство. Например – солнечные батареи, ветрогенераторы, биогазовые установки и тепловые насосы различной мощности можно приобрести вместе с доставкой и установкой, чтобы иметь свои альтернативные источники электричества и тепловой энергии для частного дома.

Промышленно выпускаемая солнечная панель, установленная на крыше частного дома

В каждом отдельном случае должен быть свой собственный план обеспечения домашних электроприборов источниками альтернативной электрической энергии, согласно потребностей и возможностей. Например, для питания ноутбука, планшета, зарядки телефона можно использовать источник напряжением 12 В., и переносные адаптеры. Данного напряжения, при достаточном объеме аккумулятора энергии будет достаточно для освещения при помощи светодиодных лент.

Солнечные батареи и ветрогенераторы должны заряжать аккумуляторы, ввиду непостоянства освещения и силы энергии ветра. С увеличением мощности альтернативных источников электричества и объема аккумуляторов возрастает энергетическая независимость автономного энергоснабжения. Если требуется подключить к альтернативному источнику электричества электроприборы, работающие от 220 В., то применяют преобразователи напряжения.

Схема, иллюстрирующая питание домашних электроприборов от аккумуляторов, заряжаемых ветрогенератором и солнечными панелями

Альтернативная энергия солнечного излучения

В домашних условиях практически невозможно создать фотоэлементы, поэтому конструкторы альтернативных источников энергии используют готовые комплектующие, собирая генерирующие конструкции, добиваясь необходимой мощности. Соединение фотоэлементов последовательно увеличивает выходное напряжение полученного источника электричества, а подключение собранных цепочек параллельно дает больший суммарный ток сборки.

Схема подключения фотоэлементов в сборке

Ориентироваться можно на интенсивность энергии солнечного излучения – это примерно один киловатт на квадратный метр. Также нужно учитывать коэффициент полезного действия солнечных батарей – на данный момент это приблизительно 14%, но ведутся интенсивные разработки для увеличения КПД солнечных генераторов. Выходная мощность зависит от интенсивности излучения и угла падения лучей.

Можно начать с малого – приобрести одну или несколько небольших солнечных батарей, и иметь источник альтернативного электричества на даче в объеме, необходимом для зарядки смартфона или ноутбука, чтобы иметь доступ к глобальной сети интернет. Замеряя ток и напряжение, изучают объемы потребления энергии, обдумывая перспективу дальнейшего расширения использования источников альтернативной электроэнергии.

Установка дополнительных солнечных батарей на крыше дома

Нужно помнить, что солнечный свет также является источником теплового (инфракрасного) излучения, которое может использоваться для нагрева теплоносителя без дальнейшего преобразования энергии в электричество. Данный альтернативный принцип применяется в солнечных коллекторах, где при помощи отражателей инфракрасное излучение концентрируется и передается теплоносителем в систему отопления.

Солнечный коллектор в составе домашней системы отопления

Альтернативная энергия ветра

Простейший путь для самостоятельного создания ветрогенератора – это использовать автомобильный генератор. Для увеличения оборотов и напряжения источника альтернативного электричества (эффективности генерации  электрической энергии) следует применить редуктор или ременную передачу. Объяснение всевозможных технологических нюансов выходит за рамки данной статьи – нужно изучать принципы аэродинамики, чтобы понять процесс преобразования скорости потока воздушных масс в альтернативное электричество.

На начальном этапе изучения перспектив преобразования возобновляемых источников альтернативной энергии ветра в электричество, нужно выбрать конструкцию ветряка. Наиболее распространенные конструкции – это лопастной винт с горизонтальной осью, ротор Савониуса, и турбина Дарье.   Лопастной винт с тремя лопастями в качестве источника альтернативной энергии – наиболее распространенный вариант для самодельного изготовления.

Разновидности турбин Дарье

При проектировании лопастей винтов большое значение имеет угловая скорость вращения ветряка. Существует так называемый фактор эффективности винта, который зависит от скорости воздушного потока, а также длины, сечения, количества и угла атаки лопастей.

Обобщенно данную концепцию можно понять так – при малом ветре длины лопасти с самым удачным углом атаки будет недостаточно для достижения максимальной эффективности генерации энергии, но с многократным усилением потока и увеличением угловой скорости кромки лопастей будут испытывать чрезмерное сопротивление, которое может их повредить.

Сложный профиль лопасти ветряка

Поэтому длину лопастей рассчитывают исходя из средней скорости ветра, плавно изменяя угол атаки относительно удаления от центра винта. Для предотвращения поломки лопастей при ураганном ветре выводы генератора замыкают накоротко, что препятствует вращению винта. Для приблизительных расчетов можно принимать один киловатт альтернативной электроэнергии от трехлопастного винта диаметром 3 метра при средней скорости ветра 10м/с.

Для создания оптимального профиля лопасти потребуется компьютерное моделирование и ЧПУ станок. В домашних условиях мастера используют подручные материалы и инструменты, стараясь максимально точно воссоздать чертежи альтернативных источников ветровой энергии. В качестве материалов используется дерево, метал, пластик и т.д. Самодельный винт ветрогенератора, сделанный из дерева и металлической пластины

Для генерации электричества мощности автомобильного генератора может оказаться недостаточно, поэтому мастера своими руками изготавливают генерирующие электрические машины,  или переделывают электродвигатели. Наиболее популярная конструкция источника альтернативного электричества – ротор с попеременно размещенными неодимовыми магнитами и статором с обмотками.

Роторы самодельного генератораСтатор с обмотками для самодельного генератора

Альтернативная энергия биогаза

Биологический газ в качестве источника энергии получают в основном двумя способами – это пиролиз и анаэробное (без доступа кислорода) разложение органических веществ. Для пиролиза требуется лимитированная подача кислорода, необходимая для поддержания температуры реакции, при этом выделяются горючие газы: метан, водород, угарный газ и другие соединения: углекислый газ, уксусная кислота, вода, зольные остатки. В качестве источника для пиролиза лучше всего подходит топливо с большим содержанием смол. На видео ниже показана наглядная демонстрация выделения горючих газов из древесины при нагреве.

Для синтеза биогаза из отходов жизнедеятельности организмов применяются метантанки различных конструкций. Устанавливать метантанк дома своими руками имеет смысл при наличии в домашнем хозяйстве курятника, свинарника и поголовья крупного рогатого скота. Основной газ на выходе – метан, но большое количество примеси сероводорода и других органических соединений требует применения систем очищения для удаления запаха и предотвращения засорения горелок в тепловых генераторах или загрязнения топливных трактов двигателя.

Нужно основательное изучение энергии химических процессов, технологий с постепенным набором опыта, пройдя путь проб и ошибок, чтобы получить на выходе источника горючий биологический газ приемлемого качества.

Независимо от происхождения, после очистки смесь газов подается в теплогенератор (котел, печь, конфорка плиты) или в карбюратор бензинового генератора, — такими способами получается полноценная альтернативная энергия своими руками. При достаточной мощности газогенераторов возможно не только обеспечение дома альтернативной энергией, но и обеспечивается работа небольшого производства, как показано на видео:

Тепловые машины для экономии и получения альтернативной энергии

Тепловые насосы широко применяются в холодильниках и кондиционерах. Было замечено, для перемещения тепла требуется в несколько раз меньше энергии, чем для его генерации. Поэтому студеная вода из скважины имеет тепловой потенциал относительно морозной погоды. Понижая температуру проточной воды из скважины или из глубин незамерзающего озера, тепловые насосы отбирают тепло и передают его в систему отопления, при этом достигается значительная экономия электричества.

Экономия электроэнергии с помощью теплового насоса

Другой тип тепловой машины – двигатель Стирлинга, работающий от энергии разницы температур в замкнутой системе цилиндров и поршней, размещенных на коленчатом вале под углом 90º. Вращение коленвала может использоваться для генерации электричества.  В сети имеется множество материалов из проверенных источников, подробно объясняющих принцип действия двигателя Стирлинга, и даже приводятся примеры самодельных конструкций, как на видео ниже:

К сожалению, домашние условия не позволяют создать двигатель Стирлинга с параметрами выхода энергии выше, чем у забавной игрушки или демонстрационного стенда. Для получения приемлемой мощности и экономичности требуется, чтобы рабочий газ (водород или гелий) был под большим давлением (200 атмосфер и больше). Подобные тепловые машины уже используются в солнечных и геотермальных электростанциях и начинают внедряться в частный сектор. Двигатель Стирлинга в фокусе параболического зеркала

Чтобы получить максимально стабильное и независимое электричество на даче или в частном доме потребуется совмещения нескольких альтернативных источников энергии.

Новаторские идеи по созданию альтернативных источников энергии

Целиком и полностью охватить весь спектр возможностей возобновляемой альтернативной энергетики не сможет ни один знаток. Альтернативные источники энергии имеются буквально в каждой живой клетке. Например, водоросль хлореллы давно известна как источник белков в корме для рыб.

Ставятся опыты по выращиванию хлореллы в невесомости, для применения в качестве пищи  космонавтов при дальних космических перелетах в будущем. Энергетический потенциал водорослей и других простых организмов изучается для синтеза горючих углеводородов.

Аккумулирование солнечного света в живых клетках хлореллы, выращиваемой в промышленных установках

Нужно иметь в виду, что преобразователя и аккумулятора энергии солнечного света лучшего, чем фторопласт живой клетки пока не придумано. Поэтому потенциальные возобновляемые источники альтернативного электричества имеются в каждом зеленом листе, осуществляющем фотосинтез.

Основная сложность состоит в том, чтобы собрать органический материал, при помощи химических и физических процессов достать оттуда энергию и преобразовать ее в электричество. Уже сейчас большие площади аграрных земель отводятся под выращивание альтернативных энергетических культур.

Уборка мискантуса — энергетической агротехнической культуры

Другим колоссальным источником альтернативной энергии может служить атмосферное электричество. Энергия молний огромная и обладает разрушительными воздействиями, и для защиты от них используются молниеотводы.

альтТрудности с обузданием энергетического потенциала молнии и атмосферного электричества состоят в большом напряжении и силе тока разряда за очень короткое время, что требует создания многоступенчатых систем из конденсаторов для накопления заряда с последующим использованием запасенной энергии. Также хорошие перспективы имеются у статического атмосферного электричества.

11 Различные источники альтернативной энергии

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.

Лучшие примеры альтернативных источников энергии

11. 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.

10. 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.

9.Энергия биомассы

Энергия биомассы бывает разных форм. Сжигание древесины использовалось в течение тысяч лет для создания тепла, но в результате недавних достижений также были обнаружены отходы, например, на свалках, и спиртовые продукты, используемые для аналогичных целей.

При сжигании дров выделяемое тепло может быть эквивалентно теплу в системе центрального отопления. Кроме того, связанные с этим затраты, как правило, ниже, а 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.

8. 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.

7. 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 меньше, чем при использовании ископаемого топлива.

5. 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.

4. 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 формы 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.

3. 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 связанных с этим проблем, 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.

2. Атомная энергетика

Атомная энергия — одна из самых распространенных форм альтернативной энергии. Это создает ряд прямых преимуществ с точки зрения выбросов и эффективности, а также способствует росту экономики за счет создания рабочих мест при создании и эксплуатации заводов.

Тринадцать стран полагались на ядерную энергию для производства не менее четверти своей электроэнергии по состоянию на 2015 год, и в настоящее время в мире насчитывается 450 действующих станций.

Недостаток в том, что когда что-то идет не так с атомной электростанцией, существует вероятность катастрофы.Ситуации в Чернобыле и Фукусиме — тому примеры.

1. 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

Какие примеры альтернативной энергетики?

Вопросы, связанные с использованием ископаемого топлива, особенно с точки зрения изменения климата, стали очень горячей темой в течение последних нескольких десятилетий.

Сегодня наблюдается общий сдвиг в сторону экологической осведомленности, и источники нашей энергии становятся предметом более пристального изучения. Снижение выбросов, цен на топливо и уровня загрязнения — все это преимущества, которые часто может обеспечить использование альтернативных видов топлива.Вот несколько примеров популярных альтернативных источников энергии.

1. Приливная энергия : Хотя приливная энергия использует энергию воды для выработки энергии, как и в случае с гидроэлектрическими методами, ее применение во многих случаях имеет больше общего с ветряными турбинами. Приливы обычно более предсказуемы и надежны, чем энергия ветра или солнца, и хотя это довольно новая технология, ее потенциал огромен.
2. Энергия ветра : В последние годы энергия ветра становится все более популярной.Он предлагает многие из тех же преимуществ, что и многие другие альтернативные источники энергии, поскольку в нем используются возобновляемые источники и не образуются отходы. Ветроэнергетика становится все более популярной, и в большинстве штатов в настоящее время в той или иной форме используются ветроэнергетические установки. К сожалению, эта форма выработки энергии может ограничивать обзор и может быть опасной для некоторых видов диких животных.
3. Геотермальная энергия : Геотермальная энергия — это извлечение энергии из земли вокруг нас. Он становится все более популярным и имеет большой потенциал, но при этом мало что делает, чтобы разрушить землю.Высокие первоначальные затраты на создание геотермальных электростанций привели к более медленному росту, чем можно было ожидать от столь многообещающего источника топлива.
4. Волновая энергия : Волновая энергия имеет преимущество перед приливной энергией, потому что они могут быть помещены в океан в различных ситуациях и местах. Это также более надежно, чем многие другие формы альтернативной энергии, подобные приливной энергии. Стоимость систем волновой энергии — вот что сдерживает рост популярности этого источника энергии.
5. Hydroelectric Energy : Самый распространенный тип гидроэлектростанции использует плотину на реке для хранения воды в резервуаре. Вода, выпущенная из резервуара, проходит через турбину, вращая ее, которая, в свою очередь, приводит в действие генератор для производства электроэнергии. Гидроэнергетика питается за счет воды, поэтому это чистый источник топлива, а это означает, что она не будет загрязнять воздух, как электростанции, сжигающие ископаемое топливо, такое как уголь или природный газ. Гидроэнергетика — это внутренний источник энергии, позволяющий каждому штату производить собственную энергию, не полагаясь на международные источники топлива.
6. Солнечная энергия : Когда большинство людей думают об альтернативных источниках энергии, они обычно используют солнечную энергию в качестве примера. Солнечные технологии значительно развивались за эти годы и теперь используются для крупномасштабного производства энергии и выработки электроэнергии для отдельных домов. Этот источник энергии является полностью возобновляемым, и затраты на установку перевешиваются деньгами, сэкономленными на счетах за электроэнергию от традиционных поставщиков. Позвольте SuperGreen Solutions от Charleston помочь вам на пути к использованию альтернативных источников энергии для сокращения выбросов углекислого газа.

Что такое зеленая энергия? (Определение, виды и примеры)

Содержание

Щелкните по ссылкам ниже, чтобы перейти к разделу руководства:

Зеленая энергия — это любой вид энергии, который вырабатывается из природных ресурсов, таких как солнечный свет, ветер или вода. Часто это происходит из возобновляемых источников энергии, хотя есть некоторые различия между возобновляемой и зеленой энергией, которые мы рассмотрим ниже.

Ключ к этим энергетическим ресурсам заключается в том, что они не наносят вред окружающей среде из-за таких факторов, как выбросы парниковых газов в атмосферу.

В качестве источника энергии зеленая энергия часто поступает из возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия, энергия ветра, геотермальная энергия, биомасса и гидроэлектроэнергия. Каждая из этих технологий работает по-разному, будь то получение энергии от солнца, как солнечные панели, или использование ветряных турбин или потока воды для выработки энергии.

Чтобы считаться зеленой энергией, ресурс не может производить загрязнение, такое как ископаемое топливо. Это означает, что не все источники, используемые в возобновляемой энергетике, являются экологически чистыми.Например, производство электроэнергии, сжигающее органический материал из устойчивых лесов, может быть возобновляемым, но не обязательно экологически чистым, из-за CO ₂ , образующегося в процессе самого сжигания.

Источники зеленой энергии обычно восполняются естественным образом, в отличие от источников ископаемого топлива, таких как природный газ или уголь, на освоение которых могут уйти миллионы лет. Зеленые источники также часто избегают операций по добыче или бурению, которые могут нанести ущерб экосистемам.

Основными источниками являются энергия ветра, солнечная энергия и гидроэлектроэнергия (включая энергию приливов и отливов, которая использует энергию морских приливов и отливов).Солнечная и ветровая энергия может производиться в небольших масштабах в домах людей или, в качестве альтернативы, они могут вырабатываться в более крупных промышленных масштабах.

Шесть наиболее распространенных форм следующие:

1. Солнечная энергия

Этот распространенный возобновляемый источник зеленой энергии обычно производится с использованием фотоэлементов, которые улавливают солнечный свет и превращают его в электричество. Солнечная энергия также используется для обогрева зданий и горячего водоснабжения, а также для приготовления пищи и освещения.Солнечная энергия теперь стала достаточно доступной для использования в домашних целях, включая освещение сада, хотя она также используется в более крупных масштабах для питания целых кварталов.

2. Ветроэнергетика

Особенно подходит для морских и высокогорных объектов, энергия ветра использует энергию воздушного потока по всему миру, чтобы толкать турбины, которые затем вырабатывают электричество.

3. Гидроэнергетика

Также известный как гидроэлектростанция, этот вид зеленой энергии использует потоки воды в реках, ручьях, плотинах или других местах для производства энергии.Гидроэнергетика может работать даже в небольших масштабах, используя поток воды по трубам в доме, или может поступать от испарения, дождя или приливов в океанах.

Насколько «экологичны» следующие три типа зеленой энергии, зависит от того, как они создаются…

4. Геотермальная энергия

Этот вид зеленой энергии использует тепловую энергию, которая хранится прямо под земной корой. Хотя для доступа к этому ресурсу требуется бурение, что ставит под сомнение воздействие на окружающую среду, когда-то он стал огромным ресурсом.Геотермальная энергия использовалась для купания в горячих источниках в течение тысяч лет, и этот же ресурс можно использовать для пара, который вращает турбины и генерирует электричество. Энергии, хранящейся только в Соединенных Штатах, достаточно для производства в 10 раз больше электроэнергии, чем в настоящее время может производить уголь. Хотя некоторые страны, такие как Исландия, имеют легкодоступные геотермальные ресурсы, этот ресурс зависит от местоположения для простоты использования, и для того, чтобы быть полностью «экологичным», необходимо тщательно контролировать процедуры бурения.

Узнайте больше о геотермальной энергии

5. Биомасса

Этим возобновляемым ресурсом также необходимо тщательно управлять, чтобы его действительно назвали «зеленым источником энергии». Электростанции, работающие на биомассе, используют древесные отходы, опилки и горючие органические сельскохозяйственные отходы для производства энергии. Хотя при сжигании этих материалов выделяются парниковые газы, эти выбросы все еще намного ниже, чем выбросы от топлива на основе нефти.

6. Биотопливо

Вместо сжигания биомассы, как упомянуто выше, эти органические материалы могут быть преобразованы в топливо, такое как этанол и биодизель.Биотопливо, обеспечившее в 2010 году всего 2,7% мирового топлива для транспорта, по оценкам, сможет удовлетворить более 25% мирового спроса на топливо для транспорта к 2050 году.

Зеленая энергия важна для окружающей среды, поскольку она заменяет негативное воздействие ископаемого топлива более экологически чистыми альтернативами. Зеленая энергия, получаемая из природных ресурсов, также часто является возобновляемой и чистой, что означает, что они не выделяют парниковых газов или выделяют их в небольшом количестве и часто легко доступны.

Даже если принять во внимание полный жизненный цикл источников зеленой энергии, они выделяют гораздо меньше парниковых газов, чем ископаемое топливо, а также мало или низкие уровни загрязнителей воздуха. Это не только хорошо для планеты, но также лучше для здоровья людей и животных, которым приходится дышать воздухом.

Зеленая энергия также может привести к стабильным ценам на энергоносители, поскольку эти источники часто производятся на местном уровне и не так сильно подвержены влиянию геополитического кризиса, скачков цен или сбоев в цепочке поставок.Экономические выгоды также включают создание рабочих мест при строительстве объектов, которые часто обслуживают сообщества, в которых работают рабочие. В 2018 году по всему миру в области возобновляемых источников энергии было создано 11 миллионов рабочих мест, и это число будет расти по мере того, как мы стремимся достичь таких целей, как чистый ноль.

Из-за местного характера производства энергии из таких источников, как солнечная и ветровая энергия, энергетическая инфраструктура является более гибкой и менее зависимой от централизованных источников, что может привести к сбоям, а также быть менее устойчивой к изменению климата, связанному с погодой.

Зеленая энергия также представляет собой недорогое решение для удовлетворения потребностей в энергии во многих частях мира. Ситуация будет только улучшаться по мере дальнейшего снижения затрат, что еще больше повысит доступность зеленой энергии, особенно в развивающихся странах.

Сегодня существует множество примеров использования зеленой энергии, от производства энергии до теплового отопления зданий, внедорожников и транспорта. Многие отрасли изучают экологические решения, и вот несколько примеров:

1.Отопление и охлаждение в зданиях

Решения в области экологически чистой энергии используются для зданий, начиная от больших офисных блоков и заканчивая жилыми домами. К ним относятся солнечные водонагреватели, котлы, работающие на биомассе, и прямое тепло от геотермальных источников, а также системы охлаждения, работающие от возобновляемых источников.

2. Промышленные процессы

Возобновляемое тепло для промышленных процессов может производиться с использованием биомассы или возобновляемой электроэнергии. В настоящее время водород является крупным поставщиком возобновляемой энергии для цементной, черной металлургии и химической промышленности.

3. Транспорт

Устойчивое биотопливо и возобновляемая электроэнергия все чаще используются для транспортировки во многих отраслях промышленности. Автомобильная промышленность является очевидным примером, поскольку электрификация продвигается, чтобы заменить ископаемое топливо, но аэрокосмическая промышленность и строительство — это другие области, в которых электрификация активно исследуется.

Зеленая энергия способна заменить ископаемое топливо в будущем, однако для этого может потребоваться различное производство с использованием различных средств.Геотермальная энергия, например, особенно эффективна там, где этот ресурс легко задействовать, в то время как энергия ветра или солнца может лучше подходить для других географических регионов.

Однако, объединив несколько источников зеленой энергии для удовлетворения наших потребностей, и с учетом достижений, которые делаются в отношении производства и разработки этих ресурсов, есть все основания полагать, что ископаемое топливо может быть постепенно прекращено.

До этого осталось еще несколько лет, но факт остается фактом: это необходимо для уменьшения изменения климата, улучшения окружающей среды и перехода к более устойчивому будущему.

Для понимания экономической жизнеспособности зеленой энергии требуется сравнение с ископаемым топливом. Дело в том, что по мере того, как легкодоступные ископаемые ресурсы начинают иссякать, стоимость этого типа энергии будет только расти из-за дефицита.

В то время как ископаемое топливо дорожает, стоимость более экологически чистых источников энергии падает. Другие факторы также работают в пользу зеленой энергии, например, возможность производить относительно недорогие локализованные энергетические решения, такие как солнечные фермы.Интерес, инвестиции и развитие решений в области зеленой энергии снижают затраты, поскольку мы продолжаем наращивать наши знания и можем опираться на прошлые достижения.

В результате зеленая энергия может стать не только экономически жизнеспособной, но и предпочтительным вариантом.

Эффективность зеленой энергии немного зависит от местоположения, так как при наличии подходящих условий, таких как частый и сильный солнечный свет, легко создать быстрое и эффективное энергетическое решение.

Однако, чтобы по-настоящему сравнить различные виды энергии, необходимо проанализировать полный жизненный цикл источника энергии.Это включает в себя оценку энергии, используемой для создания ресурса зеленой энергии, определение того, сколько энергии может быть преобразовано в электричество, и любую очистку окружающей среды, которая потребовалась для создания энергетического решения. Конечно, экологический ущерб может помешать источнику действительно быть «зеленым», но когда все эти факторы объединены, это создает так называемую «нормированную стоимость энергии» (LEC).

В настоящее время ветряные электростанции считаются наиболее эффективным источником зеленой энергии, поскольку они требуют меньше переработки и переработки, чем, например, производство солнечных панелей.Достижения в области технологий и испытаний композитов помогли увеличить срок службы и, следовательно, LEC ветряных турбин. Однако то же самое можно сказать и о солнечных батареях, которые также активно развиваются.

Решения «зеленой» энергии также имеют то преимущество, что не требуют значительных дополнительных затрат энергии после того, как они были построены, поскольку они, как правило, используют легко возобновляемые источники энергии, такие как ветер. Фактически, общий КПД используемой энергии для угля составляет всего 29% от его первоначальной энергетической ценности, в то время как энергия ветра обеспечивает возврат на 1164% от первоначального энергозатрат.

Возобновляемые источники энергии в настоящее время классифицируются по эффективности (хотя это может измениться по мере продолжения разработки):

1. Энергия ветра
2. Геотермальные источники
3. Гидроэнергетика
4. Ядерная
5. Солнечная энергия

Зеленая энергия приносит реальные выгоды для окружающей среды, поскольку энергия поступает из природных ресурсов, таких как солнечный свет, ветер и вода. Эти постоянно пополняемые источники энергии являются прямой противоположностью неустойчивому ископаемому топливу с выбросом углерода, которое использовалось нами более века.

Создание энергии с нулевым углеродным следом — большой шаг к более экологически безопасному будущему. Если мы сможем использовать его для удовлетворения наших энергетических, промышленных и транспортных потребностей, мы сможем значительно снизить наше воздействие на окружающую среду.

Как мы уже говорили ранее, существует разница между зеленой, чистой и возобновляемой энергией. Это немного сбивает с толку людей, которые часто используют эти термины как синонимы, но хотя ресурс может быть всем этим сразу, он также может быть, например, возобновляемым, но не экологически чистым (например, с некоторыми формами энергии биомассы).

Зеленая энергия — это энергия, получаемая из природных источников, например, солнца. Чистая энергия — это те виды энергии, которые не выделяют загрязняющие вещества в воздух, а возобновляемая энергия поступает из источников, которые постоянно пополняются, таких как гидроэнергетика, энергия ветра или солнечная энергия.

Возобновляемая энергия часто рассматривается как одно и то же, но по этому поводу все еще ведутся споры. Например, может ли плотина гидроэлектростанции, которая может отклонять водные пути и влиять на местную окружающую среду, действительно называться «зеленой»?

Однако такой источник, как энергия ветра, является возобновляемым, экологически чистым и экологически чистым, поскольку он исходит из экологически чистого, самовосстанавливающегося и экологически чистого источника.

Зеленая энергия, похоже, станет частью будущего мира, предлагая более чистую альтернативу многим из сегодняшних источников энергии. Эти источники энергии, которые легко пополняются, не только полезны для окружающей среды, но также создают рабочие места и, похоже, станут экономически жизнеспособными по мере продолжения развития.

Дело в том, что ископаемые виды топлива должны уйти в прошлое, поскольку они не обеспечивают устойчивого решения наших энергетических потребностей. Разрабатывая различные решения в области экологически чистой энергии, мы можем создать полностью устойчивое будущее для нашего энергоснабжения, не нанося ущерба миру, в котором мы все живем.

TWI работает над различными проектами зеленой энергетики на протяжении десятилетий и накопил опыт в этих областях, находя решения для наших промышленных членов, начиная от электрификации для автомобильной промышленности и заканчивая последними разработками в области возобновляемых источников энергии.

Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше и посмотреть, как мы можем помочь продвинуть ваш энергетический проект: [email protected].

Часто задаваемые вопросы по теме (FAQ)

Что такое чистая энергия? 7 различных источников

Как люди, мы склонны разделять вещи на две категории: добрые или злые, сложные или легкие, богатые или бедные, глупые или умные.То же самое можно сказать и о том, как люди понимают различные источники энергии: возобновляемые источники энергии или традиционные источники энергии, зеленые или коричневые источники энергии, чистые или грязные источники энергии. Однако таких совершенных двойных систем на самом деле не существует, и дихотомия «чистая энергия» / «грязная» энергия не является исключением.

Когда вы думаете о чистой энергии, вы обычно думаете о возобновляемых источниках энергии, таких как солнце и ветер, — и вы были правы! Вы также получите галочку, если написали ядерная энергия на испытании.Но вы, вероятно, получите половину баллов, если будете рисовать на природном газе, в зависимости от того, кто ставит оценку, поскольку существуют очевидные споры о том, действительно ли ископаемое топливо может быть чистым.

В Chariot Energy мы считаем, что чистая энергия является синонимом возобновляемой энергии — энергии, которая не выделяет парниковые газы или другие загрязнители. Тем не менее, другие утверждают, что ядерная энергия, природный газ и даже экологически чистый уголь находятся на более чистом конце спектра. В этой статье мы углубляемся в различные источники чистой энергии, включая ядерную и природный газ, и, наконец, почему мы считаем, что «чистый» должен быть синонимом «возобновляемой энергии».”

Источники чистой энергии

Мы начнем с изучения 6 основных источников чистой энергии. Из всех энергетических ресурсов мы рассматриваем зеленую энергию (солнечную, ветровую, биомассу и геотермальную энергию) как наиболее чистую форму энергии. Итак, если бы мы смотрели на чистую энергию в спектре, она была бы дальше всего от «грязной» энергии или энергии с высоким уровнем выбросов.

Затем мы обсудим природный газ, который некоторые эксперты в области энергетики классифицируют как чистый источник энергии (но мы так не думаем). Наконец, мы поговорим об одном конкретном источнике энергии, который мы просто не можем заставить себя включить.Мы расскажем, почему это так, позже в этом посте.

1. Солнечная энергия

Наш прекрасный хлеб с маслом, солнечная энергия. Мы ощущаем этот удивительный чистый источник энергии через солнечный свет и тепло, и мы можем использовать эту энергию для производства электроэнергии с помощью таких технологий, как солнечные панели или концентрирующие солнечные электростанции (отражающие зеркала). Мы производим эту электроэнергию без каких-либо выбросов или загрязнения, поэтому она отмечена галочкой.

Источник: EPA

2. Ветровая энергия

Другой чистый источник энергии, энергия ветра, технически является другой формой солнечной энергии, поскольку солнце частично отвечает за все погодные условия на Земле.Однако из-за того, как электричество вырабатывается солнечными панелями и ветряными турбинами, они считаются двумя разными формами энергии.

Как и солнечная энергия, энергия, вырабатываемая ветряными турбинами, не производит загрязняющих веществ в воздухе. Итак, это легко проверить в нашем списке требований к чистой энергии.

3. Биоэнергетика

Ученые работают над созданием супервидов водорослей, способных производить большое количество жира, который можно преобразовать в биодизельное топливо.

Это действительно забавный источник энергии! Что ж, не забавный , как таковой, но тем не менее интересный.Эта форма возобновляемой энергии создается живыми организмами, такими как водоросли, древесина, растительные остатки. Он также может поступать из пищевых отходов, свалок и ферментированных культур. Чаще всего используется топливо для транспорта и отопления зданий.

Это такой универсальный вид энергии, потому что, хотя он может и вырабатывает электричество, его наиболее распространенное использование заключается в создании биотоплива для транспорта в качестве замены ископаемого топлива. А поскольку нам нужно топливо для всего, от автомобилей до самолетов, биоэнергетика снижает воздействие углерода на окружающую среду. Проверить!

4. Геотермальная энергия

В отличие от воды, солнца и ветра, геотермальная энергия не исходит от солнца. Вместо этого это энергия в виде тепла от самой Земли. Чаще всего геотермальная энергия используется для обогрева и охлаждения домов.

Для производства геотермального электричества тепловая энергия Земли используется для кипячения воды для создания пара. Затем этот пар вращает турбины, вырабатывающие энергию. Она похожа на угольную электростанцию, но работает на тепле Земли, а не на ископаемом топливе.

Еще галочка!

5. Гидроэнергетика

Опять же, еще один источник энергии, технически получаемый от солнца, гидроэнергетика, подпитывается круговоротом воды. Солнце испаряет воду, которая затем образует облака, из которых затем выпадают осадки и снег, образующие реки, ручьи и другие большие водоемы. Знаменитая плотина Гувера, гигантское сооружение, сдерживающее бушующую реку Колорадо, является лишь одним примером того, как сегодня используется гидроэнергетика.

Гидроэнергетика использует кинетическую энергию проточной воды и преобразует ее в электричество посредством вращающихся турбин, расположенных в движущемся водном пространстве.Следовательно, гидроэнергетика может быть крупномасштабной операцией, такой как плотина Гувера, или может быть небольшой без плотины. Самое главное, что этот процесс не создает парниковых газов при производстве электроэнергии.

6. Атомная энергия

Эти градирни практически являются символом атомной энергии.

Теперь мы переходим на более спорную территорию. Это пример того, почему некоторым трудно дать определение «чистой» энергии. Технически ядерная энергия не имеет выбросов и чрезвычайно эффективна.Одна таблетка уранового топлива (примерно 1 см x 1 см) является энергетическим эквивалентом примерно 150 галлонов газа или 17 000 кубических футов природного газа. Для сравнения: пять граммов этой крошечной гранулы могут произвести достаточно энергии, чтобы обеспечить нормальное домашнее хозяйство в течение 6 месяцев.

Противоположность этому «чистому» аргументу заключается в том, что ядерная энергия испускает радиацию, которая при неправильном обращении может загрязнить воздух и воду. Однако даже с такими ужасными выбросами, как Чернобыль и Три-Майл-Айленд, риск заражения невелик, поскольку существует так много систем безопасности.

Итак, действительно ли этот источник энергии чист? По нашему мнению, из-за образовавшихся отходов ядерная энергия не является чистой. Однако мы не можем отрицать, что ядерная энергетика значительно сокращает выбросы парниковых газов, заменяя потребность в ископаемом топливе. В конечном итоге вы должны решить для себя, проверяет ли этот флажок чистой энергии.

7. Природный газ

Да, газовые плиты в нашем доме — это обычное использование природного газа в нашей повседневной жизни.

Это, пожалуй, самое спорное включение в наш список.Фактически, Министерство энергетики даже не относит природный газ к чистым источникам энергии. Он находится в разделе об ископаемом топливе, потому что, по сути, природный газ получают от динозавров, и он действительно производит выбросы парниковых газов, в частности метана, при сжигании.

Итак, какой смысл даже включать природный газ в этот список? По данным Управления энергетической информации США, сжигание природного газа приводит к меньшим выбросам почти всех типов загрязнителей воздуха, чем уголь или нефтепродукты, что позволяет получить такое же количество энергии.Он считается «чистым», потому что технически «чище», чем другие ископаемые виды топлива, и является причиной его взрывной популярности среди производителей энергии.

Однако у него определенно есть недостатки, особенно если рассматривать гидроразрыв пласта. Хотя мы не будем вдаваться в подробности того, как работает этот процесс, по сути, это недорогой способ добычи природного газа из горных пород. Для гидроразрыва требуется много воды, что приводит к образованию большого количества сточных вод, и известно, что он вызывает землетрясения и загрязняет источники воды.

Извините, галочки у вас нет!

«Чистый» уголь: источник энергии, который мы просто не могли включить

Место добычи угля

В Интернете было создано бесконечное количество мемов о чистом угле по одной причине: это прямая противоположность чистой энергии.

В действительности чистый уголь ничем не отличается от обычного угля. Это всего лишь уловка по связям с общественностью, призванная изменить общественное мнение об ископаемом топливе. Чистый уголь называют «чистым», потому что угольные электростанции могут улавливать углекислый газ (CO ₂ ) до того, как он выбрасывается в воздух, и закапывать его под землю.Этот процесс называется улавливанием и хранением углерода, и мы все за него, если он реализован правильно.

В общем, улавливание углерода — отличный способ справиться с глобальным потеплением, поскольку он собирает CO ₂ уже в атмосфере и отправляет его обратно в землю. По сути, это то, что делают растения; Улавливание и хранение углерода — это просто рукотворный способ сделать это.

То, что у нас , а не , — это определение любого аспекта угольной промышленности как «чистого». Уголь оказывает значительное воздействие на окружающую среду, помимо его сжигания для производства электроэнергии.Это включает горнодобывающую промышленность, эрозию земель, кислотные дожди, загрязнение воды и многое другое.

Здесь нет галочки. Мы помечаем ему большой красный крестик — такого, которого вы боялись от учителей в школе.

Надеюсь, чистая энергия станет немного менее мрачной

Чем больше вы исследуете чистую энергию, тем более запутанным становится этот термин. Вот почему так необходимо официальное определение этого понятия. Вот почему мы создали его сами: Чистая энергия — это любой источник энергии, который не выделяет парниковые газы или другие загрязнители.Следовательно, ядерные отходы не чисты по этому показателю.

Ну разве не удобно? По нашему определению, чистая энергия на самом деле — это , просто еще один термин для возобновляемой энергии. Проверить!

---

Источники :

1. https://www.eia.gov/energyexplained/natural-gas/natural-gas-and-the-environment.php
2. https://www.energy.gov/ наука-инновации / источники энергии / возобновляемые источники энергии / ветер
3. https://www.energy.gov/eere/water/benefits-hydropower
4. https: // www.nei.org/fundamentals/nuclear-fuel
5. https://www.eia.gov/energyexplained/nuclear/nuclear-power-plants.php
6. https://www.eia.gov/energyexplained/natural-gas/ natural-gas-and-the-environment.php
7. https://www.chron.com/business/energy/article/New-study-blames-some-fracking-practices-for-14848922.php
8. https: //www.eia.gov/energyexplained/coal/coal-and-the-environment.php

Альтернативные источники энергии — энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, океанические источники, биомасса, другие источники альтернативной энергии

Невозобновляемые ископаемые виды топлива — уголь, , нефть, и природный газ — обеспечивают более 85% энергии , используемой во всем мире.В Соединенных Штатах ископаемых видов топлива, составляют 81,6% от общего энергоснабжения, ядерная энергия, обеспечивает 7,7%, а все возобновляемые источники энергии обеспечивают 7,3%. Ветер энергия, активные и пассивные солнечные системы, геотермальная энергия и биомасса являются примерами возобновляемых или альтернативных источников энергии. Хотя сегодня такие альтернативные источники составляют небольшую долю от общего производства энергии, их доля растет. Ученые подсчитали, что легко извлекаемые ископаемые виды топлива будут в значительной степени израсходованы в течение двадцать первого века (известных запасов нефти при нынешних темпах использования хватит менее чем на 40 лет).У ядерной энергетики есть несколько недостатков, среди которых — военная уязвимость и проблемы с удалением отходов. Кроме того, технологии ядерной энергетики не могут быть распространены во всем мире без одновременного распространения всех материалов и большей части ноу-хау для производства ядерного оружия . Таким образом, более широкое использование возобновляемых источников энергии рассматривается многими специалистами по планированию как ключ к устойчивой глобальной экономике. В 2002 году Европейский Союз, состоящий из 15 стран, объявил о своем намерении отказаться от ископаемого топлива и ядерной энергетики с первоначальной целью выработать к 2010 году 12% своей общей энергии и 22% своей электроэнергии из возобновляемых источников.

Точный вклад альтернативных источников энергии в общий объем первичной энергии, потребляемой во всем мире, неизвестен. По консервативным оценкам, их доля составляет всего 3–4%, но некоторые эксперты в области энергетики оспаривают эти цифры. Американские энергетические аналитики утверждают, что собранные статистические данные основаны в основном на данных, предоставленных крупными электроэнергетическими компаниями и регионами, которые они обслуживают, и поэтому не полностью учитывают районы, удаленные от основных электрических сетей, которые с большей вероятностью будут использовать солнечную энергию. энергия ветра, биомасса и другие альтернативные источники.Если принять во внимание эти области, альтернативные источники энергии могут уже составлять до 11% от общего объема первичной энергии, используемой, например, в Соединенных Штатах, где альтернативное использование ниже, чем в большинстве бедных стран. Навоз животных , кроме того, широко используется в качестве источника энергии в Индии, некоторых частях Китая и многих африканских странах. Если это принять во внимание, доля мирового вклада альтернативных источников в производство энергии может вырасти до 10–15%.

местных выгод и ресурсов возобновляемых источников энергии | Энергетические ресурсы для государственных, местных и племенных органов власти

На этой странице:

Обзор

Местные органы власти могут значительно сократить углеродный след, покупая или производя электроэнергию напрямую из чистых возобновляемых источников.

К наиболее распространенным технологиям использования возобновляемых источников энергии относятся:

• Солнечная энергия (фотоэлектрическая, солнечная тепловая)
• Ветер
• Биогаз (e.г., свалочный газ / газ метантенка для очистки сточных вод)
• Геотермальные источники
• Биомасса
• Гидроэлектростанция с низким уровнем воздействия
• Новые технологии — энергия волн и приливов

Местные органы власти могут подавать пример, производя энергию на месте, покупая экологически чистую энергию или покупая возобновляемую энергию. Использование комбинации вариантов возобновляемой энергии может помочь в достижении целей местных органов власти, особенно в некоторых регионах, где доступность и качество возобновляемых ресурсов различаются.

Варианты использования возобновляемых источников энергии включают:

• Производство возобновляемой энергии на месте с использованием системы или устройства в месте, где используется энергия (например, фотоэлектрические панели на государственном здании, геотермальные тепловые насосы, комбинированное производство тепла и электроэнергии на биомассе).

• Покупка зеленой энергии через сертификаты возобновляемой энергии (REC) — также известные как зеленые метки, сертификаты зеленой энергии или продаваемые сертификаты возобновляемой энергии — которые представляют собой технологии и экологические характеристики электроэнергии, произведенной из возобновляемых ресурсов.

• Покупка возобновляемой энергии у электроэнергетической компании в рамках программы экологичного ценообразования или зеленого маркетинга, когда покупатели платят небольшую надбавку в обмен на электроэнергию, произведенную на месте из зеленых источников энергии.

Начало страницы

Преимущества возобновляемых источников энергии

Экологические и экономические выгоды от использования возобновляемых источников энергии включают:

• Производство энергии, исключающей выбросы парниковых газов из ископаемого топлива и снижающей некоторые виды загрязнения воздуха
• Диверсификация энергоснабжения и снижение зависимости от импортного топлива
• Создание экономического развития и рабочих мест в производстве, установке и т. Д.

Начало страницы

Реализация проектов использования возобновляемых источников энергии на местах

Производство электроэнергии на месте предоставляет местным органам власти самый прямой доступ к возобновляемым источникам энергии.В дополнение к общим преимуществам, проекты на местах также обеспечивают защиту от финансовых рисков и улучшают качество электроэнергии и надежность электроснабжения.

Однако местные органы власти, рассматривающие возможность генерации на месте, могут столкнуться с возможными техническими, финансовыми и нормативными проблемами. Чтобы преодолеть эти проблемы, органы местного самоуправления могут:

• Оценить наличие местных возобновляемых ресурсов
• Рассмотрите стоимость различных возобновляемых технологий
• Изучите совокупные затраты и выгоды от использования экологически чистой энергии на месте
• Рассмотреть требования к разрешениям для мест, где может быть расположен объект
• Привлечь местные заинтересованные стороны, особенно в отношении выбора площадки
• Оценить имеющиеся источники финансирования и других стимулов

Начало страницы

Инструменты и ресурсы

Начало страницы

Какие примеры возобновляемых ресурсов?

Возобновляемые ресурсы могут использоваться как альтернатива ископаемому топливу для производства электроэнергии.

Термин «возобновляемые ресурсы» может использоваться неправильно для описания многих типов энергетических систем, но самое основное определение заключается в том, что это энергия, которая создается с использованием совершенно неисчерпаемых природных ресурсов.

В этом блоге мы рассмотрим примеры возобновляемых и невозобновляемых ресурсов. Мы также рассмотрим потенциальные недостатки использования возобновляемых источников энергии и то, как США продвигаются с точки зрения увеличения производства возобновляемой энергии.

На этой странице:

Что такое возобновляемые ресурсы?

Есть много типов возобновляемых ресурсов. Например, солнечные панели являются возобновляемыми, потому что они питаются от солнца, энергия которого никогда не будет исчерпана при нашей жизни.

С другой стороны, нефть невозобновляема, потому что на ее образование из разлагающихся животных и растений уходят миллионы лет. Как только мы все выкопаем, у нас не будет больше нефти в течение миллионов лет.

Возобновляемая энергия существует во многих формах, и ее использование расширяется из года в год, поскольку мир продолжает осознавать ее преимущества в борьбе с глобальным потеплением.Мало того, стоимость возобновляемых ресурсов продолжает снижаться, что делает это сейчас более осуществимым, чем когда-либо прежде.

Например, с 2010 года стоимость солнечной энергии снизилась на 80%, в то время как стоимость ветровой энергии снизилась на 40%, что сделало оба варианта дешевле в эксплуатации, чем уголь.

Пять лучших примеров возобновляемых ресурсов

Солнечные и крупные ветряные электростанции, вероятно, являются наиболее известными возобновляемыми ресурсами, но есть несколько других форм, которые составляют большую часть энергобаланса США.

Примеры возобновляемых источников энергии включают:

• Солнечная энергия
• Энергия ветра
• Геотермальная энергия
• Гидроэнергетика
• Биоэнергетика

Что делает возобновляемые источники энергии отличным вариантом, так это то, что их строительство и обслуживание обходятся дешевле, чем инфраструктура на ископаемом топливе, и они меньше загрязняют окружающую среду.

Возобновляемые источники энергии будут важны для перехода к миру с нулевым выбросом углерода и будут необходимы для создания рабочих мест в будущем.Фактически, недавнее исследование Калифорнийского университета в Беркли предполагает, что к 2035 году мы сможем достичь 90% -ной сети возобновляемых источников энергии для всех Соединенных Штатов, создавая полмиллиона рабочих мест в год и удовлетворяя потребности всей сети в энергии.

Несмотря на то, что большинство вариантов непрактичны для дома, большинство возобновляемых источников энергии могут использоваться коммунальными предприятиями и другими крупными компаниями.

Разбивка каждого возобновляемого ресурса

Хотя существует несколько возобновляемых источников энергии, которые могут производить электричество, не все из них будут работать в любой ситуации.Например, для вас более практично питать свой дом солнечными батареями, чем ветряной турбиной, но ветряная электростанция — отличный способ обеспечить электроэнергией весь район.

Важно отметить, что каждый возобновляемый источник энергии имеет свои уникальные проблемы. Например, добыча определенных металлов или полезных ископаемых для создания возобновляемых источников энергии может нанести вред окружающей среде.

Но с каждым источником энергии есть способы улучшить их производство, которые мы обсудим ниже.

Солнечная энергия

Использование солнечной энергии — наиболее практичный вариант возобновляемой энергии для домовладельцев. Вы можете подключить фотоэлектрические солнечные панели к своей крыше и отрегулировать размер вашей системы в зависимости от количества энергии, необходимой вашему дому.

Солнечная энергия относится к категории «возобновляемых источников», поскольку панели могут вырабатывать энергию в течение многих лет, просто поглощая солнечный свет. После того, как солнечные панели изготовлены и установлены, все, что они делают, — это они сидят и вырабатывают энергию.

После производства возобновляемых ресурсов, таких как солнечные панели, они производят экологически чистую энергию на протяжении всей своей жизни.

Одна из проблем, связанных с солнечными панелями, заключается в том, что в конце их жизненного цикла, который обычно составляет 25-30 лет, их необходимо утилизировать. Однако в настоящее время нет эффективного способа утилизации солнечных батарей.

Посмотрите, как солнечные панели будут выглядеть на вашей крыше, с помощью нашего инструмента для рисования солнечных панелей

Энергия ветра

Энергия ветра немного сложна — вам нужен достаточно большой участок земли, сильный ветер в вашем районе и возможность заплатить за высокую стоимость установки.Это может быть практично, если вы живете на ферме и производите достаточно энергии ветра, которую затем можно продать коммунальным предприятиям.

Хорошая новость заключается в том, что в США все большее распространение получают как морские, так и наземные ветряные мельницы, при этом планируется построить оффшорные ветряные электростанции на восточном побережье.

Ветряные электростанции предлагают отличный способ использования чистой энергии, но они должны быть очень хорошо продуманными. Основным недостатком окружающей среды является тот факт, что они могут навредить модели миграции животных, особенно в воде.

Ветряные электростанции излучают слабый электрический ток, который может сбить с толку рыб и других животных, плавающих рядом с турбинами. Но после попадания в окружающую среду животные должны уметь адаптироваться.

Узнать больше : Плюсы и минусы ветроэнергетики

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия, пожалуй, самый неиспользуемый возобновляемый ресурс. Геотермальная энергия работает с использованием геотермальных тепловых насосов, которые используют тепло ядра земли для выработки электроэнергии. Геотермальную энергию проще всего использовать в районах с очень активными тектоническими плитами и вулканической активностью, таких как Исландия или западное побережье США.

Это связано с тем, что в этих областях существует много подземных движений, и тепло земли выходит на поверхность. Вы можете увидеть примеры этого на примере гейзеров, выпускающих пар в воздух у поверхности земли — это тепло, исходящее от ядра Земли. Это тепло используется для производства геотермальной энергии.

Обратной стороной геотермальной энергии является ее стоимость — она ​​еще не может конкурировать с более дешевыми источниками энергии, такими как солнечная или ветровая. Создавать геотермальные растения и копать достаточно глубоко, чтобы добраться до самой жаркой части земли, очень дорого.

Основной экологической проблемой геотермальных электростанций, помимо потенциальных негативных последствий добычи материалов для строительства завода, является потенциальный выброс токсичных газов в атмосферу из глубины под земной корой. Эти газы потенциально могут вызвать кислотные дожди, однако они выбрасываются в гораздо меньших количествах, чем газовые и угольные электростанции.

Подробнее : Плюсы и минусы геотермальной энергии

Гидроэнергетика

Вы можете представить себе гидроэнергетику просто, представив старые водяные колеса, которые использовались для питания мукомольных заводов.Теперь это гораздо более крупные и сложные гидроэлектрические генераторы.

Подумайте о плотине Гувера в Неваде: гидроэнергетика работает, используя энергию воды, протекающей через станцию, приводя в действие турбины для производства энергии.

Известно, что строительство гидроэлектростанций вытесняет местное население, препятствует миграции популяций рыб и усугубляет засуху, удерживая больше воды вверх по течению, чтобы население, находящееся ниже по течению, получало меньше.

Но когда это делается экологически безопасным и правильно управляемым способом, гидроэнергетика становится прекрасным источником энергии.Если не будет засухи, вода будет течь всегда и ее можно будет полностью возобновить.

Подробнее : Плюсы и минусы гидроэнергетики

Биоэнергетика

Биоэнергетика — это общий термин для обозначения источников энергии, получаемых из растительного сырья. Например, кукуруза может использоваться для производства этанола, типа биотоплива, который затем используется в качестве топлива для автомобилей или самолетов.

Еще одно применение биоэнергетики — древесные гранулы, также называемые энергией биомассы или энергии, полученной из органических материалов.Древесные пеллеты получают из деревьев, которые затем сжигают на электростанциях. Поскольку топливо производится из растений, оно технически возобновляемо — растения можно пересаживать и выращивать год за годом.

Биоэнергетика может оказаться неустойчивой, если деревья будут вырублены слишком быстро, прежде чем они смогут восстановиться. Биомасса основана на предположении, что растения, которые выращивают для превращения в энергию, также удаляют углерод, который они выделяют в атмосферу при сжигании.

Для обеспечения устойчивости этого процесса необходимо посадить больше деревьев, чем вырубить, чтобы обеспечить удаление СО2 с большей скоростью, чем его выбросы.

Узнать больше : Плюсы и минусы энергии биомассы

Что такое невозобновляемые ресурсы?

Невозобновляемыми эти ресурсы делает тот факт, что после их использования новые запасы не будут создаваться в течение миллионов лет.

Их обычно называют «ископаемым топливом», потому что они фактически сделаны из окаменелостей животных и растений, которые разлагались миллионы лет.

Наиболее распространенные невозобновляемые ресурсы:

• Природный газ
• Нефть / нефть
• Уголь
• Атомная энергетика

Природный газ

Природный газ, который часто называют экологически чистым топливом, по-прежнему выделяет углекислый газ. Двуокись углерода — чрезвычайно вредный побочный продукт, поскольку он улавливает в атмосфере согревающее тепло земли. Кроме того, становится все сложнее раскапывать его, что делает его еще более дешевым и «чистым» ресурсом.

Нефть

Масло приводит в действие многие вещи, от самолетов до отопления домов. Хотя нефть и уголь помогли продвинуть промышленную революцию, они также могут отправить нас в совершенно новый мир стресса, если изменение климата останется неконтролируемым.

Уголь

Уголь, любимый в мире и сильно загрязняющий окружающую среду источником энергии, используется во всем мире, потому что исторически он был надежно дешевым и его легко выкопать. К счастью, возобновляемая энергия начинает дешеветь, чем уголь.

Подробнее : Плюсы и минусы ископаемого топлива

Атомная энергетика

Много раз ядерная энергия объявлялась возобновляемым ресурсом.Но технически это просто безуглеродный источник энергии. Хотя это правда, что ядерная реакция, которая происходит с целью получения энергии, может существовать годами, прежде чем установка станет слишком старой, по пути она производит огромное количество радиоактивных отходов.

Кроме того, ядерной энергетике необходим источник воды, который постоянно охлаждает реакторы, в результате чего образуются радиоактивные сточные воды. Радиоактивные сточные воды загрязняют источники воды, что может привести к появлению небезопасной питьевой воды или рыбы, которую нельзя есть, потому что в них слишком много радиации.

Высокий уровень радиации может привести к раку у человека.

Подробнее : Плюсы и минусы атомной энергетики

Сколько вы можете сэкономить с солнечной батареей?

Почему мы должны использовать возобновляемые ресурсы?

Одно из основных различий между возобновляемой и невозобновляемой энергией заключается в том, что ископаемые виды топлива, такие как газ, нефть и уголь, являются основными факторами изменения климата.

Когда ископаемое топливо сжигается для использования в качестве источника энергии, оно выбрасывает в атмосферу ряд загрязняющих веществ, от твердых частиц до двуокиси углерода (CO2), парникового газа, улавливающего тепло.

CO2 действительно образуется в атмосфере естественным образом, и фактически это то, что поддерживает на Земле благоприятную температуру. Но когда в атмосфере слишком много CO2, слишком много солнечного тепла задерживается в атмосфере и вызывает каскадные эффекты на климат.

Например, когда в атмосфере больше тепла, воздух в Арктике нагревается и ледяные шапки начинают таять, что влияет на погодные условия во всем мире.

Обществу в целом необходимо внести множество изменений, чтобы предотвратить наихудшие последствия изменения климата, но одним из первых шагов является переход на полностью возобновляемые ресурсы.Благодаря технологиям возобновляемой энергии, таким как солнечные панели, мы можем получать энергию от солнца и нам никогда не придется выбрасывать углекислый газ в атмосферу.

Использование возобновляемых источников энергии увеличивается

Медленно, но верно США начинают внедрять больше возобновляемых источников энергии, отчасти из-за снижения стоимости.

Источник: EIA

В настоящее время на все возобновляемые источники энергии приходится только 11% энергопотребления в США, но, по прогнозам, к 2050 году этот показатель вырастет до 38%, и, по данным U.S. Energy Information Administration, согласно прогнозам, в 2050 году солнечная энергия станет крупнейшим возобновляемым источником энергии.

Будущее возобновляемых источников энергии

Несмотря на то, что мир еще не совсем понял лучший способ сделать возобновляемые источники энергии совершенными, это лучший вариант, который у нас есть для сокращения углеродного следа человечества. Переход на возобновляемые источники энергии необходим для уменьшения количества CO2 в атмосфере и уменьшения загрязнения воздуха.

Хорошая новость заключается в том, что стоимость возобновляемой энергии снижается, и все больше коммунальных предприятий и домовладельцев выбирают варианты возобновляемой энергии.У коммунальных предприятий есть много способов использовать возобновляемые ресурсы, такие как солнечные фермы, ветряные электростанции, геотермальные электростанции, гидроэнергетика и биоэнергетика.

Но если вы домовладелец и хотите отвечать за собственное производство возобновляемой энергии, панели на крыше могут предоставить вам такую ​​возможность. Солнечные батареи на крыше — это самый эффективный способ сэкономить деньги и позволить вести более экологичный образ жизни.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные батареи для вашего дома

Основные выводы

• Возобновляемые ресурсы восполняются естественным образом и могут использоваться для получения энергии в виде энергии ветра и солнца.
• Невозобновляемые ресурсы, такие как ископаемое топливо, по-прежнему являются наиболее доминирующими источниками энергии, но становится дешевле строить и эксплуатировать станции, работающие на возобновляемых источниках энергии.
• Возобновляемые источники энергии не только дешевле, но и лучше для окружающей среды, поскольку они не производят удерживающего тепло, вызывающего изменение климата CO2, в отличие от ископаемого топлива.

Ищете списки плюсов и минусов для других типов источников энергии?

.