Erneuerbare Energiequellen der Welt. Erneuerbare Energiequellen sind unerschöpfliche Reserven ohne Eingriff in die Natur. Vor- und Nachteile alternativer Energien

Schuljahr

Vortrag 20

Energiesparende Technologien und Entwicklung neuer Energiequellen

Herkömmlicherweise können Energiequellen in zwei Arten unterteilt werden: nicht erneuerbar und verlängerbar. Zu den ersteren gehören Gas, Öl, Kohle, Uran etc. Die Technologie zur Gewinnung und Umwandlung von Energie aus diesen Quellen ist entwickelt, aber in der Regel nicht umweltfreundlich und viele von ihnen sind erschöpft.

Erneuerbaren Energiequellen- das sind Quellen, die im menschlichen Maßstab unerschöpflich sind. Das Grundprinzip der Nutzung erneuerbarer Energien besteht darin, sie aus natürlichen Ressourcen – wie Sonnenlicht, Wind, Wasserbewegungen in Flüssen oder Meeren, Gezeiten, Biokraftstoffen und Erdwärme – zu gewinnen, die erneuerbar, d. h. natürlich aufgefüllt.

Die Perspektiven für die Nutzung erneuerbarer Energiequellen sind mit ihrer Umweltfreundlichkeit, niedrigen Betriebskosten und der zu erwartenden Brennstoffknappheit bei traditionellen Energien verbunden.

Beispiele für die Nutzung erneuerbarer Energien.

1.Windkraft ist eine boomende Branche. Die Leistung des Windgenerators hängt von der Fläche ab, die von den Generatorblättern überstrichen wird. Beispielsweise haben die 3 MW (V90) Turbinen des dänischen Unternehmens Vestas eine Gesamthöhe von 115 Metern, eine Turmhöhe von 70 Metern und einen Blattdurchmesser von 90 Metern. Die vielversprechendsten Orte für die Erzeugung von Energie aus Wind sind Küstenzonen. Auf See, in einer Entfernung von 10-12 km von der Küste (und manchmal weiter), werden Offshore-Windparks gebaut. Türme von Windkraftanlagen werden auf Fundamenten aus bis zu 30 Meter tief gerammten Pfählen errichtet. Die Nutzung der Windenergie wächst jährlich um etwa 30 Prozent und ist in Europa und den USA weit verbreitet.

2. Ein Wasserkraftwerke(HPP) als Energiequelle wird die potentielle Energie des Wasserflusses genutzt, dessen Hauptquelle die Sonne ist, verdunstendes Wasser, das dann in Form von Niederschlag auf die Hügel fällt und herunterfließt und Flüsse bildet. Wasserkraftwerke werden normalerweise an Flüssen durch den Bau von Dämmen und Stauseen gebaut. Es ist auch möglich, die kinetische Energie der Wasserströmung bei den sogenannten Free-Flow (damless) HPPs zu nutzen.

Merkmale dieser Energiequelle:

Die Stromkosten bei Wasserkraftwerken sind deutlich niedriger als bei allen anderen Kraftwerkstypen;

Wasserkraftgeneratoren können je nach Energieverbrauch ziemlich schnell ein- und ausgeschaltet werden;

Erneuerbare Energiequelle;

Deutlich geringere Belastung der Luft als andere Kraftwerkstypen;

Der Bau von Wasserkraftwerken ist in der Regel kapitalintensiver;

Häufig sind wirksame HPPs weit entfernt von den Verbrauchern;

Stauseen bedecken oft große Flächen;

Spitzenreiter bei der Erzeugung von Wasserkraft pro Person sind Norwegen, Island und Kanada. Der aktivste Wasserbau wird von China betrieben, für das Wasserkraft die wichtigste potenzielle Energiequelle ist; bis zu der Hälfte der kleinen Wasserkraftwerke der Welt befinden sich im selben Land.

3.Solarenergie- die Richtung nicht-traditioneller Energie, basierend auf der direkten Nutzung der Sonnenstrahlung zur Gewinnung von Energie in irgendeiner Form. Solarenergie nutzt eine unerschöpfliche Energiequelle und ist umweltfreundlich, das heißt, sie produziert keine schädlichen Abfälle.

Verfahren zur Erzeugung von Strom und Wärme aus Sonnenstrahlung:

Strom mit Hilfe von Fotozellen gewinnen;

Umwandlung von Sonnenenergie in Strom mit Wärmekraftmaschinen: Dampfmaschinen (Kolben oder Turbine) mit Wasserdampf, Kohlendioxid, Propan-Butan, Freone;

Solarthermie - Erwärmung einer Oberfläche, die die Sonnenstrahlen absorbiert, und anschließende Verteilung und Nutzung von Wärme (Fokussierung der Sonnenstrahlung auf ein Gefäß mit Wasser zur anschließenden Verwendung von erwärmtem Wasser zum Heizen oder in Dampfkraftgeneratoren);

Heißluftkraftwerke (Umwandlung von Sonnenenergie in die Energie eines auf einen Turbogenerator gerichteten Luftstroms);

Solare Ballonkraftwerke (Wasserdampferzeugung im Ballonballon durch Erwärmung der mit einer selektiv absorbierenden Beschichtung überzogenen Ballonoberfläche durch Sonnenstrahlung), der Vorteil ist, dass das Dampfangebot im Ballon ausreicht, um das Kraftwerk zu betreiben Nacht und bei schlechtem Wetter.

Vorteile der Solarenergie:

Öffentliche Verfügbarkeit und Unerschöpflichkeit der Quelle;

Theoretisch vollständige Sicherheit für die Umwelt, obwohl die Möglichkeit besteht, dass die weit verbreitete Einführung von Solarenergie die Albedo (Reflexionseigenschaft) der Erdoberfläche verändern und zu einem Klimawandel führen kann.

Nachteile der Solarenergie:

Abhängigkeit von Wetter und Tageszeit;

Als Folge davon die Notwendigkeit der Energiespeicherung;

Hohe Baukosten;

Die Notwendigkeit einer regelmäßigen Reinigung der reflektierenden Oberfläche von Staub;

Erwärmung der Atmosphäre über dem Kraftwerk.

4.Gezeitenkraftwerke. Kraftwerke dieses Typs sind eine besondere Art von Wasserkraftwerken, die die Energie der Gezeiten, aber tatsächlich die kinetische Energie der Erdrotation nutzen. Gezeitenkraftwerke werden an den Ufern der Meere gebaut, wo die Gravitationskräfte von Mond und Sonne zweimal täglich den Wasserstand verändern.

Zur Energiegewinnung wird die Bucht oder die Mündung des Flusses durch einen Damm blockiert, in dem Wasserkraftwerke installiert sind, die sowohl im Generatormodus als auch im Pumpmodus (zum Pumpen von Wasser in den Stausee für den anschließenden Betrieb bei Ebbe und Flut) arbeiten können ). Im letzteren Fall spricht man von Pumpspeicherkraftwerken.

Die Vorteile von PES sind Umweltfreundlichkeit und niedrige Kosten der Energieerzeugung. Die Nachteile sind die hohen Baukosten und die wechselnde Leistung im Tagesverlauf, weshalb die PES nur im Verbund mit anderen Kraftwerkstypen arbeiten kann.

5.geothermische Energie- die Energierichtung, basierend auf der Erzeugung von elektrischer und thermischer Energie auf Kosten der im Erdinneren enthaltenen Wärmeenergie in geothermischen Stationen. In vulkanischen Regionen überhitzt zirkulierendes Wasser in relativ geringen Tiefen über Siedetemperaturen und steigt durch Risse an die Oberfläche, was sich manchmal in Form von Geysiren manifestiert. Der Zugang zu unterirdischem Warmwasser ist mit Hilfe von Tiefbrunnenbohrungen möglich. Häufiger sind trockene Hochtemperaturgesteine, deren Energie durch Injektion und anschließende Entnahme von überhitztem Wasser aus ihnen verfügbar ist. Auch hohe Gesteinshorizonte mit Temperaturen unter 100 °C sind in vielen geologisch inaktiven Gebieten üblich, daher ist die Nutzung der Geothermie als Wärmequelle am vielversprechendsten. Die wirtschaftliche Nutzung geothermischer Quellen ist in Island und Neuseeland, Italien und Frankreich, Litauen, Mexiko, Nicaragua, Costa Rica, den Philippinen, Indonesien, China, Japan, Kenia üblich. Die größte Geothermieanlage der Welt ist die California Geyser Plant mit einer Nennleistung von 750 MW.

6.Biotreibstoff- Dies ist ein Brennstoff aus biologischen Rohstoffen, der in der Regel durch die Verarbeitung biologischer Abfälle gewonnen wird. Es gibt auch Projekte mit unterschiedlichem Entwicklungsstand, die darauf abzielen, Biokraftstoffe aus Zellulose und verschiedenen Arten von organischen Abfällen zu gewinnen, aber diese Technologien befinden sich in einem frühen Entwicklungs- oder Kommerzialisierungsstadium. Variiert flüssiger Biokraftstoff(für Verbrennungsmotoren, z. B. Ethanol, Methanol, Biodiesel), fester Biokraftstoff(Brennholz, Briketts, Heizpellets, Hackschnitzel, Stroh, Schalen) und gasförmig(Biogas, Wasserstoff).

Die USA und Brasilien produzieren 95 % des weltweiten Bioethanols. Ethanol wird in Brasilien hauptsächlich aus Zuckerrohr und in den USA aus Mais hergestellt. Merrill Lynch schätzt, dass die Einstellung der Biokraftstoffproduktion zu einem Anstieg der Öl- und Benzinpreise um 15 % führen wird.

Ethanol ist eine weniger "energiedichte" Energiequelle als Benzin; Kilometerstand der laufenden Maschinen E85(eine Mischung aus 85 % Ethanol und 15 % Benzin; der Buchstabe „E“ aus dem englischen Ethanol) beträgt pro Volumeneinheit Kraftstoff etwa 75 % der Laufleistung von Standardautos. Gewöhnliche Autos können nicht mit E85 fahren, obwohl Verbrennungsmotoren damit gut funktionieren E10(Einige Quellen behaupten, dass sogar E15 verwendet werden kann). An „echtem“ Ethanol wird nur das sog. „Flex-Fuel“-Maschinen („Flex-Fuel“-Maschinen). Diese Fahrzeuge können auch mit Normalbenzin (geringer Zusatz von Ethanol ist weiterhin erforderlich) oder mit einer beliebigen Mischung aus beidem betrieben werden. Brasilien ist führend in der Produktion und Nutzung von Bioethanol aus Zuckerrohr als Kraftstoff.

Kritiker der Entwicklung der Biokraftstoffindustrie sagen, dass die wachsende Nachfrage nach Biokraftstoffen die Landwirte dazu zwingt, die Anbaufläche für Nahrungsmittel zu reduzieren und sie zugunsten von Kraftstoff umzuverteilen. Ökonomen der University of Minnesota schätzen, dass der Biokraftstoffboom die Zahl der hungernden Menschen auf der Erde bis 2025 auf 1,2 Milliarden erhöhen wird.

Andererseits stellt die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) in ihrem Bericht fest, dass der zunehmende Verbrauch von Biokraftstoffen zur Diversifizierung der land- und forstwirtschaftlichen Aktivitäten beitragen und zur wirtschaftlichen Entwicklung beitragen kann. Die Produktion von Biokraftstoffen wird neue Arbeitsplätze in Entwicklungsländern schaffen und die Abhängigkeit der Entwicklungsländer von Ölimporten verringern. Darüber hinaus wird die Produktion von Biokraftstoffen die Nutzung von derzeit ungenutzten Flächen ermöglichen. Beispielsweise wird in Mosambik auf 4,3 Millionen Hektar von 63,5 Millionen Hektar potenziell geeigneter Flächen Landwirtschaft betrieben. Nach Schätzungen der Stanford University wurden weltweit 385 bis 472 Millionen Hektar Land aus dem landwirtschaftlichen Verkehr genommen. Der Anbau von Rohstoffen auf diesen Flächen für die Produktion von Biokraftstoffen wird den Anteil von Biokraftstoffen an der globalen Energiebilanz auf 8 % erhöhen. Im Verkehr kann der Anteil von Biokraftstoffen zwischen 10 % und 25 % liegen.

7.Wasserstoffenergie- eine sich entwickelnde Energieindustrie, die Richtung der Energieerzeugung und des Verbrauchs durch die Menschheit, basierend auf der Nutzung von Wasserstoff als Mittel für die Akkumulation, den Transport und den Verbrauch von Energie durch Menschen, Verkehrsinfrastruktur und verschiedene Produktionsbereiche. Wasserstoff wird als das häufigste Element auf der Erdoberfläche und im Weltraum gewählt, die Verbrennungswärme von Wasserstoff ist am höchsten, und das Verbrennungsprodukt in Sauerstoff ist Wasser (das wieder in den Kreislauf der Wasserstoffenergie eingebracht wird).

Brennstoffzelle- ein elektrochemisches Gerät, das einer galvanischen Zelle ähnlich ist, sich jedoch dadurch unterscheidet, dass ihm die Stoffe für die elektrochemische Reaktion von außen zugeführt werden - im Gegensatz zu der begrenzten Energiemenge, die in einer galvanischen Zelle oder Batterie gespeichert ist. Brennstoffzellen sind elektrochemische Geräte, die eine sehr hohe Umwandlungsrate von chemischer Energie in elektrische Energie haben können (~80 %). Typische Niedertemperatur-Brennstoffzellen verwenden: Wasserstoff auf der Anodenseite und Sauerstoff auf der Kathodenseite (Wasserstoffzelle). Im Gegensatz zu Brennstoffzellen enthalten elektrochemische Einwegzellen feste Reaktanten, und wenn die elektrochemische Reaktion stoppt, müssen sie ersetzt, elektrisch aufgeladen werden, um die umgekehrte chemische Reaktion zu starten, oder sie können theoretisch durch Elektroden ersetzt werden. In einer Brennstoffzelle fließen die Reagenzien ein, die Reaktionsprodukte fließen aus und die Reaktion kann fortschreiten, solange die Reagenzien in sie eintreten und die Effizienz des Elements selbst erhalten bleibt. Brennstoffzellen können elektrische Energie nicht wie galvanische oder wiederaufladbare Batterien speichern, aber für einige Anwendungen, wie Kraftwerke, die isoliert vom elektrischen System arbeiten und intermittierende Energiequellen (Sonne, Wind) nutzen, werden sie mit Elektrolyseuren, Kompressoren und Brennstoffspeichern kombiniert (Wasserstoffflaschen) bilden einen Energiespeicher. Der Gesamtwirkungsgrad einer solchen Anlage (Umwandlung von elektrischer Energie in Wasserstoff und zurück in elektrische Energie) liegt bei 30-40 %.

Brennstoffzellen haben eine Reihe wertvoller Eigenschaften, darunter:

7.1 Hohe Effizienz: Brennstoffzellen haben keine strenge Effizienzgrenze wie Wärmekraftmaschinen. Durch die direkte Umwandlung der Brennstoffenergie in Strom wird ein hoher Wirkungsgrad erreicht. Wird Kraftstoff zunächst in Dieselaggregaten verbrannt, treibt der entstehende Dampf oder das Gas eine Turbine oder Welle eines Verbrennungsmotors an, die wiederum einen elektrischen Generator antreibt. Das Ergebnis ist ein Wirkungsgrad von maximal 42%, häufiger sind es etwa 35-38%. Darüber hinaus ist es aufgrund der vielen Verknüpfungen sowie aufgrund thermodynamischer Einschränkungen des maximalen Wirkungsgrads von Wärmekraftmaschinen unwahrscheinlich, dass der vorhandene Wirkungsgrad höher angehoben wird. Existierende Brennstoffzellen haben einen Wirkungsgrad von 60-80%.

7.2Umweltfreundlichkeit. An die Luft wird nur Wasserdampf abgegeben, der für die Umwelt unbedenklich ist. Aber das ist nur auf lokaler Ebene. Dort, wo diese Brennstoffzellen produziert werden, muss auf Umweltfreundlichkeit geachtet werden, da ihre Produktion an sich schon eine gewisse Bedrohung darstellt.

7.3 Kompakte Abmessungen. Brennstoffzellen sind leichter und nehmen weniger Platz ein als herkömmliche Stromversorgungen. Brennstoffzellen erzeugen weniger Lärm, erwärmen sich weniger und sind effizienter im Kraftstoffverbrauch. Dies wird insbesondere bei militärischen Anwendungen relevant.

Brennstoffzellenprobleme.

Die Einführung von Brennstoffzellen im Verkehr wird durch das Fehlen einer Wasserstoffinfrastruktur behindert. Es gibt ein „Henne-Ei-Problem“ – warum Wasserstoffautos produzieren, wenn es keine Infrastruktur gibt? Warum eine Wasserstoffinfrastruktur aufbauen, wenn es keinen Wasserstofftransport gibt? Brennstoffzellen haben aufgrund der geringen Geschwindigkeit chemischer Reaktionen eine erhebliche Trägheit und erfordern eine gewisse Leistungsreserve oder den Einsatz anderer technischer Lösungen (Superkondensatoren, Batterien), um unter Spitzen- oder Impulslasten zu arbeiten. Hinzu kommt das Problem der Wasserstofferzeugung und Wasserstoffspeicherung. Erstens muss es rein genug sein, um eine schnelle Vergiftung des Katalysators zu verhindern, und zweitens muss es billig genug sein, damit sich seine Kosten für den Endverbraucher rentieren.

Es gibt viele Möglichkeiten, Wasserstoff zu produzieren, aber derzeit stammen etwa 50 % des weltweit produzierten Wasserstoffs aus Erdgas. Alle anderen Methoden sind immer noch teuer. Es besteht die Meinung, dass mit steigenden Energiepreisen auch die Kosten für Wasserstoff steigen, da es sich um einen sekundären Energieträger handelt. Aber die Kosten für Energie, die aus erneuerbaren Quellen erzeugt wird, sinken ständig.

Aus erneuerbaren Quellen gewonnene Energie ist nicht mehr nur Gegenstand wissenschaftlicher Forschung, sondern ein Faktor, der die Kräfteverhältnisse auf den Energiemärkten verändert, den Preis traditioneller Energieträger unter Druck setzt und die wirtschaftliche Zukunft der Länder bestimmt. Traditionelle Brennstoffimportländer werden in ihrer Energiepolitik immer unabhängiger von Exportländern, die wiederum ihre wichtigsten Einflusshebel verlieren. Die Welt befindet sich im Wandel, fossile Brennstoffe werden allmählich zum bestimmenden Faktor der Geopolitik: Der Kampf um Öl- und Gasvorkommen gehört allmählich der Vergangenheit an.

Text: Ekaterina Borisova

Erneuerbare Energiequellen (RES) sind Energiearten, die in der Biosphäre der Erde kontinuierlich erneuert werden. Dazu gehören die Energie der Sonne, Wind, Wasser (einschließlich Gezeitenenergie), Geothermie. Biomasse wird auch als erneuerbare Energiequelle genutzt, aus der Bioethanol und Biodiesel hergestellt werden. Außerdem müssen es keine speziell für Energie angebauten Pflanzen sein. Algen, Produktions- und Konsumabfälle können als Energiequellen fungieren.

In Russland sind erneuerbare Energiequellen je nach Ansatz stark oder gar nicht vertreten. Beispielsweise beträgt der Anteil erneuerbarer Energien an der Energiebilanz Russlands nach Angaben des Energieministeriums etwa 18 %. Davon stammen 17 % aus Energie, die von großen Wasserkraftwerken erzeugt wird. Häufiger wird jedoch bei erneuerbaren Energiequellen der Beitrag großer Wasserkraftwerke nicht berücksichtigt, da der Anteil der großen Wasserkraft meist in einer eigenen Spalte genannt wird. Basierend auf diesen Positionen beträgt der Anteil erneuerbarer Energien in Russland weniger als 1 %. Dies ist natürlich mit der Energieentwicklung auf Basis erneuerbarer Energiequellen in anderen führenden Ländern der Welt nicht zu vergleichen.

DEM PLANETEN ALLEN VORAUS… CHINA
An erster Stelle bei den Investitionen in die Entwicklung neuer Technologien im Energiesektor stehen China, die Vereinigten Staaten und die EU-Länder. China, das aufgrund der Verbrennung von überwiegend Kohle in seinen Wärmekraftwerken führend bei den Treibhausgasemissionen ist, ist dennoch auch führend bei den sogenannten grünen Investitionen. 2013 wurde sie erstmals führend bei Investitionen in grüne Energie, trotz der weltweit rückläufigen Investitionstätigkeit in diesem Bereich. Im Jahr 2013 wurden Chinas Investitionen auf 56,3 Milliarden US-Dollar geschätzt, was 61 % der Gesamtinvestitionen in Entwicklungsländern entspricht. Und das ist mehr, als die europäischen Länder zusammen investiert haben. Darüber hinaus überstiegen diese Investitionen zum ersten Mal in der Geschichte Chinas Investitionen in Brennstoffenergie.

Bis 2020 erwartet China, den Anteil der unerschöpflichen Energiequellen auf 15 % zu erhöhen und die CO2-Intensität der Wirtschaft um 40-45 % gegenüber dem Niveau von 2005 zu reduzieren. Dies sind sehr positive Pläne für den gesamten Planeten, wenn man bedenkt, dass ein Drittel der jährlich emittierten Treibhausgase aus der Arbeit der chinesischen Industrie stammt. Bis Ende 2015 stieg der Anteil der nicht-fossilen Brennstoffe an der Verbrauchsstruktur dieses Landes auf 12 %, während der Kohleverbrauch um 1,7 Prozentpunkte (auf 64,4 %) zurückging. Diese Daten wurden vom Leiter der staatlichen Verwaltung für Energieangelegenheiten der Volksrepublik China, Nur Bekri, gemeldet.

Das Wachstum der Weltwirtschaft ging 2014 nicht zuletzt aufgrund solch aktiver Maßnahmen Chinas erstmals (!) nicht mit einem Anstieg der Kohlendioxidemissionen einher. Dies wird durch einen Bericht belegt, der vom 21st Century Renewable Energy Policy Network vorgelegt wurde, das unter der Schirmherrschaft der UNO operiert.

Nach Annahmen des World Wildlife Fund (WWF) könnten bis 2050 80 % des chinesischen Energiesektors auf erneuerbare Energien umgestellt werden, wenn Energieeffizienzprogramme nicht gebremst werden. Infolgedessen könnten die CO2-Emissionen aus der Energieerzeugung bis 2050 um 90 % niedriger sein als derzeit, ohne die Netzstabilität zu gefährden oder das Wirtschaftswachstum zu verlangsamen. Vielleicht ist diese Prognose zu optimistisch, aber ihr Aussehen ist an sich bedeutsam: Der chinesische Spielraum für die Einführung erneuerbarer Energien versetzt viele in Erstaunen.

Heute haben nicht nur entwickelte, sondern auch viele Entwicklungsländer in ihren Energieentwicklungsplänen einen obligatorischen Punkt zur Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energiequellen. Selbst Indien, wo der Verbrauch des schmutzigsten Energieträgers – Kohle – bisher nur gewachsen ist, will die Gesamtmenge der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen (inklusive Wasserkraftwerken) bis 2030 von 130 GW auf 400 GW steigern und ist es auch bei diesen Kennziffern schon weit vor uns.

Auch die weltweit führenden Energiekonzerne verlagern den Fokus ihrer Forschung und Produktion zunehmend auf erneuerbare Energiequellen. So erwarb der französische Öl- und Gaskonzern Total eine Mehrheitsbeteiligung an dem amerikanischen Solarmodulhersteller Sunpower.

WARUM IST DAS SO WICHTIG?
Traditionelle, fossile Brennstoffe neigen bekanntermaßen zur Neige, und ihre Verbrennung verstärkt den Treibhauseffekt auf dem Planeten. Zwei Drittel der Treibhausgasemissionen, die wir der globalen Erwärmung zu verdanken haben, stammen aus konventioneller Energie. Ein weiterer Anstieg der Oberflächentemperatur und ein Anstieg der CO2-Konzentration dürfte nicht nur fatale Folgen für einige Tier- und Pflanzenarten haben, sondern auch das Wohlbefinden der Bevölkerung vieler Länder beeinträchtigen. Insbesondere eine Zunahme des Säuregehalts der oberen Meeresschicht aufgrund weiterer CO2-Emissionen wird mit dem Massensterben eines erheblichen Teils der marinen Biota, vor allem der Korallen, einhergehen, was zur Zerstörung der Wirtschaft führen wird Viele Entwicklungsländer basieren auf Tourismus und Küstenfischerei. Das Abschmelzen von Gletschern und der daraus resultierende Anstieg des Weltmeerspiegels wird in einigen Fällen die Überschwemmung von Küstengebieten und sogar ganzen Ländern bedeuten. Aus dieser Sicht sind Bangladesch und die Staaten Ozeaniens besonders gefährdet. Und das ist nur ein kleiner Teil der möglichen negativen Folgen.

Erneuerbare Energiequellen haben neben ihrer Unerschöpflichkeit und Umweltfreundlichkeit eine weitere Qualität – die Alternativeität, die es Ländern ohne nennenswerte fossile Brennstoffreserven in Zukunft ermöglichen wird, Energiesicherheit zu gewährleisten und ihre Energieabhängigkeit von Energieexporteuren zu überwinden. Und dies ist eine der am wenigsten bedeutsamen Erklärungen, warum sich die Nutzung erneuerbarer Energien in Europa und beispielsweise in China aktiv entwickelt und ihnen in Russland so wenig Aufmerksamkeit geschenkt wird. Laut russischem Energieentwicklungsprogramm soll bis 2020 der Anteil erneuerbarer Energiequellen, ohne große Wasserkraftwerke, an der Gesamtenergiebilanz des Landes auf nur noch 2,5 % gesteigert werden, während insbesondere in Deutschland bis 2020 der Anteil steigen soll Der Anteil erneuerbarer Energiequellen soll auf 30 % erhöht werden.

Derzeit beträgt der Anteil von Solar- und Windenergie an der Gesamtenergiebilanz Deutschlands bereits über 15 %. Im Allgemeinen betrug der Anteil erneuerbarer Energien (einschließlich Wasserkraftwerke) in der Europäischen Union laut Statistical Energy Yearbook (Global Energy Statistical Yearbook 2015) im Jahr 2014 30 %, und in einigen europäischen Ländern erreichte er 98 % (Norwegen ).

BESCHRÄNKUNGEN
Moderne Technologien erlauben jedoch noch keine vollständige und universelle Umorientierung auf die Nutzung dieser Energieträger. Es gibt erhebliche Einschränkungen für ihre Verwendung.

Beispielsweise ist der Ausbau der Wasserkraft aufgrund unzureichender Flussnetze nicht überall möglich. Aber selbst wenn es Flüsse gibt, ist der Bau eines Wasserkraftwerks nicht immer gerechtfertigt. Der Bau großer Wasserkraftwerke stört lokale Ökosysteme und Biozönosen und erfordert auch die Umsiedlung von teilweise erheblichen Bevölkerungsmassen. Gleichzeitig ist die Erzeugung kleiner Wasserkraftanlagen stark vom Flussregime abhängig – in Trockenperioden reduzieren solche Wasserkraftanlagen die Leistung drastisch oder stellen sie ganz ein. Die aktivste große Wasserkraft entwickelt sich heute in China, und hier wurden die größten Wasserkraftwerke der Welt gebaut. Die Kapazität chinesischer Wasserkraftwerke beträgt heute 260 GW, bis 2020 soll sie auf 380 GW ausgebaut werden. Zum Vergleich: Die Kapazität der russischen Wasserkraft beträgt nur 46 GW (5. Platz weltweit). Eine so schnelle Entwicklung der großen chinesischen Wasserkraftindustrie führt zu Protesten von Umweltschützern, der gezwungenen Umsiedlung der lokalen Bevölkerung und auch zu Streitigkeiten und Konflikten mit den Nachbarländern über Änderungen des Strömungsregimes grenzüberschreitender Flüsse, des Volumens und der Qualität des Wassers.

Heutzutage sind verschiedenen Quellen zufolge 30 bis 70 % der chinesischen Flüsse stark verschmutzt, einige Flüsse münden nicht mehr ins Meer und ihre Biodiversität hat erheblich abgenommen. Die hydrotechnischen Aktivitäten der VR China wirken sich auf den Zustand der Flüsse in Indien, Bangladesch, Russland, Kasachstan, Vietnam, Laos, Myanmar, Thailand und Kambodscha aus.

Auch die Energie von Flutwellen und geothermischen Quellen ist nicht überall verfügbar. Obwohl beispielsweise in Island die Elektrizitätsindustrie hauptsächlich aus geothermischen Quellen gespeist wird.

Auch auf Windenergie muss in begrenztem Umfang zurückgegriffen werden. Erstens gibt es nicht überall genügend Windpotenzial und Wüstengebiete, die sich für die Installation von Windmühlen eignen. Zudem gehören Wind- und Solaranlagen noch immer zu den teuersten Stromquellen. Und der Einsatz von Solarmodulen in den nördlichen Breitengraden ist aufgrund der zu geringen Anzahl an Sonnentagen pro Jahr unrentabel. Zudem ist die Produktion von Solarenergie stark von Tageszeit, Jahreszeit und Wetterbedingungen abhängig.

Erwähnenswert ist auch, dass Kleinwasserkraftwerke, Windkraftanlagen und Solaranlagen aufgrund der Instabilität ihrer Energieerzeugung nicht die Hauptenergiequellen für große Stromnetze werden können. Wenn ihr Anteil beginnt, 20 % der Kapazität der Stromnetze zu überschreiten, wird es notwendig, zusätzliche Regelkapazitäten einzuführen. Bisher regeln große Wasserkraftwerke die Aufgabe am besten, die in Spitzenzeiten die Energieproduktion in wenigen Minuten erhöhen kann, während selbst thermische Kraftwerke (ganz zu schweigen von Kernkraftwerken) Stunden dafür benötigen.

Dennoch entwickeln sich Wind- und Solarenergie in Europa am aktivsten. Darüber hinaus gelang es der Europäischen Union sogar, das Problem der Regulierung und Akkumulation von Kapazitäten in der „grünen Energie“ teilweise zu lösen: Norwegen, reich an seinem Wasserkraftpotenzial und mit einer ausreichenden Anzahl von Pumpspeicherwerken (PSPPs), wurde zur „Batterie“ von Westeuropa. Pumpen des Pumpspeicherkraftwerks pumpen bei Stromüberschuss Wasser vom Unterlauf des Stausees zum Oberlauf. Zu Zeiten des Spitzenstromverbrauchs wird das Wasser wieder abgelassen und setzt die Generatoren in Gang. Dieses Land ist bereits durch Hochspannungsleitungen mit Schweden, Dänemark und den Niederlanden verbunden. London plant außerdem, auf dem Grund der Nordsee ein Kabel nach Norwegen zu verlegen. Und Deutschland kann über dasselbe Kabel ab 2020 seinen überschüssigen „Ökostrom“ nach Norwegen schicken und von dort bedarfsgerecht umweltfreundlichen Strom aus Wasserkraft beziehen. Im Februar 2015 wurde ein Vertrag zur Verlegung einer 623 Kilometer langen 1.400-MW-Unterwasserleitung zwischen der deutschen Stadt Wilster nordwestlich von Hamburg und der norwegischen Stadt Tonstad unterzeichnet. Diese Übertragungsleitung wird 3 % des Stromverbrauchs in Deutschland decken.

Was die Nutzung von Energie aus Biomasse anbelangt, widerspricht sie immer noch der Politik, eine Ernährungskrise auf dem Planeten zu verhindern. Jetzt beanspruchen nicht nur Menschen, sondern auch Maschinen die Produkte des agroindustriellen Komplexes. Zum Beispiel braucht man etwa eine Tonne Pflanzenöl, das aus Ölsaaten gepresst wird, um eine Tonne Biodiesel herzustellen. Und für die Herstellung von Bioethanol werden insbesondere Zuckerrohr, Weizen, Reis, Roggen, Gerste, Mais, Sorghum, Kartoffeln, Topinambur, Zuckerrüben verwendet.

Die Menge der schädlichen Emissionen von Bioethanol in die Atmosphäre ist deutlich geringer als die von herkömmlichem Benzin, aber sein Energiewert ist geringer, und daher sind größere Mengen erforderlich. Interessanterweise hängt die Menge der unerwünschten Emissionen von Bioethanol von der Kultur ab, aus der es hergestellt wird. Zuckerrohr-Ethanol reduziert die Treibhausgasemissionen im Vergleich zu fossilen Brennstoffen um etwa 80 %. Das „unumweltfreundlichste“ Bioethanol, das die Emissionen nur um 30 % reduziert, wird aus Mais hergestellt. Zuckerrohr und Mais sind die beliebtesten Pflanzen für die Biokraftstoffproduktion.

Die Hauptproduzenten von Bioethanol sind heute die Vereinigten Staaten, die auf die Verarbeitung von Mais zu Kraftstoff spezialisiert sind, und Brasilien, das zu diesem Zweck Zuckerrohr anbaut. Diese Länder produzieren 2/3 des weltweit verbrauchten Biokraftstoffs. Von allen Arten erneuerbarer Energien ist Biomasse in diesen Ländern die am meisten genutzte erneuerbare Ressource.

Kritiker der Verwendung von Biokraftstoffen weisen darauf hin, dass das Wachstum seiner Produktion zu einem Anstieg der Lebensmittelpreise führt, obwohl es umgekehrt sein sollte: Die Produktion von Bioethanol sollte die Abhängigkeit von steigenden Ölpreisen verringern, die wiederum den Preis beeinflussen von Essen.

Gegner von Biokraftstoffen achten auch darauf, dass unter den Plantagen Rohstoffe für deren Herstellung oder Tropenwälder (Brasilien, Malaysia, Indonesien) abgeholzt werden, die viel mehr CO2 aufnehmen können als Zuckerrohr, Mais oder anderes Getreide zur Herstellung von Ethanol, das ebenso wie die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen zur globalen Erwärmung beiträgt; oder Plantagen besetzen Flächen, die zuvor für den Anbau von Nahrungsmitteln genutzt wurden, was natürlich nicht zur Bekämpfung des Hungers beiträgt. Die Produktion von Biokraftstoffen widerspricht auch der Strategie, Wasserressourcen zu sparen, da die Produktion eines Liters Biokraftstoff 2.500 Liter Wasser für den Anbau von Industriepflanzen benötigt.

Dennoch ist diese Art von Kraftstoff vielversprechend, da er aus einer Vielzahl verfügbarer Rohstoffe hergestellt werden kann: von speziell angebauten Industriepflanzen über Algen, Holzabfälle, Altpapier, gebrauchtes Motoröl bis hin zu Abfallprodukten von Rindern.

Trotz der bestehenden Mängel werden alle oben genannten erneuerbaren Energiequellen in den führenden Ländern der Welt aktiv eingeführt, und die Kosten ihrer Nutzung sinken ständig. Nach Schätzungen von Greenpeace und einigen Szenarien der Internationalen Energieagentur (IEA) werden die Kosten für Strom aus erneuerbaren Energien bis 2030 gleich hoch sein wie die Kosten für Strom aus fossilen Brennstoffen.

Wenn die Amortisationszeit erreicht ist, wird die aus erneuerbaren Quellen erzeugte Energie aufgrund der fehlenden Brennstoffkosten fast kostenlos.

RUSSLANDS WAHL
Die russische Energieindustrie bleibt weiterhin träge und verlässt sich auf Öl und Gas. Und das erklärt sich aus der Tatsache, dass wir keine ausreichenden Anreize für die Entwicklung alternativer Quellen haben. Erstens haben wir alles selbst und sind von niemandem im Energiesektor abhängig. Zweitens sind zur Einführung neuer Technologien und zur Änderung der gesamten Verwaltungsstruktur in diesem Bereich erhebliche finanzielle Investitionen des Staates erforderlich. Die weltweite Erfahrung zeigt, dass es für die erfolgreiche Entwicklung erneuerbarer Energien notwendig ist, zumindest in Form der erforderlichen Satzungen, Subventionen für Forschung und Entwicklung, steuerliche Anreize, die Bereitstellung von zinsgünstigen Darlehen zur Finanzierung von Unternehmen, die erneuerbare Energien nutzen, zu stimulieren, etc.

Grundsätzlich hat sich Russland dem globalen Prozess des Übergangs zu erneuerbaren Energiequellen angeschlossen, aber sehr vorsichtig. Im Jahr 2013 wurde auf dem Großhandelsmarkt ein Förderprogramm für grüne Energie eingeführt, das den Entwicklern einen Return on Investment in die Entwicklung alternativer Quellen garantiert. Laut Programmplan sollen bis 2020 in Russland Solaranlagen mit einer Gesamtleistung von 1,5 GW, Kleinwasserkraftwerke mit einer Leistung von 900 MW und Windkraftanlagen mit einer Leistung von 3,6 GW entstehen. Das sind die Kapazitäten, die der Staat zu finanzieren bereit ist. Allerdings werden auch diese unbedeutenden Mengen tatsächlich nicht vom Staat, sondern von den Verbrauchern über Stromlieferverträge finanziert. Die größten Verbraucher äußern ihre Unzufriedenheit mit diesem Umstand.

Erneuerbare Energiequellen sind in unserem Land selbst bei Investoren, die auf staatliche Unterstützung angewiesen sind, nicht beliebt. Von den drei vom Programm vorgeschlagenen alternativen Quellen zeigten Entwickler nur ernsthaftes Interesse an Solarenergie. Weitaus weniger Aufmerksamkeit wurde der Windkraft und kleinen Wasserkraftwerken geschenkt.

Die Entwicklung alternativer Energien in Russland ist selbst unter dem Gesichtspunkt der Verhinderung des Klimawandels irrelevant. In unserem Land wird das Problem der Erderwärmung allgemein mit Zurückhaltung und Skepsis betrachtet.

Erstens wird angenommen, dass die Erwärmung für Russland eher ein Plus als ein Minus ist: Wir werden weniger Brennstoff für die Heizung ausgeben, es wird möglich sein, Kartoffeln in der Tundra anzubauen, die Ernteerträge werden steigen, der Nordseeweg wird zugänglicher, etc.

Zweitens neigen russische Wissenschaftler dazu, das Problem des Klimawandels im Maßstab der Planetengeschichte und nicht der Geschichte der Menschheit zu betrachten. Während seiner Existenz hat unser Planet mehrere bedeutende dramatische Klimaveränderungen erlebt, und die aktuelle Erwärmung ist nur eine kleine und natürliche Episode in der Geschichte der Erde, die zu einem geringeren Teil durch menschliche Aktivitäten und zu einem größeren Teil durch astronomische Aktivitäten verursacht wird Prozesse (die Bewegung der Erde auf einer elliptischen Umlaufbahn, Zyklen der Sonnenaktivität, der Einfluss anderer Planeten, eine Änderung des Winkels der Erdachse usw.).

Darüber hinaus kann selbst der Ausbruch eines großen Vulkans schwerwiegendere Auswirkungen auf das Klima haben als viele Jahre menschlicher Aktivität.

Darüber hinaus gibt es die Ansicht, dass unser Planet jetzt in eine weitere Eiszeit eintreten sollte, und die derzeitige menschliche Aktivität, begleitet von Treibhausgasemissionen, verschiebt diesen Moment, der die Erde vor den Kataklysmen der globalen Abkühlung rettet.

Generell ist Russland von der allgemeinen Euphorie, die das kommende Zeitalter der erneuerbaren Energien auslöst, nicht begeistert. Es wird angenommen, dass die Erwärmung für Russland eher ein Plus als ein Minus ist: Wir werden weniger Brennstoff für das Heizen ausgeben, es wird möglich sein, Kartoffeln in der Tundra anzubauen, die Ernteerträge werden steigen, die Nordseeroute wird zugänglicher und widerwillig erlegen auf die allgemeine Mode für die Entwicklung alternativer Energiequellen und weben den Fortschritt ein. Die verabschiedeten Gesetze sind eine Art Tribut an globale Trends mit einem inneren Gefühl ihrer Nutzlosigkeit für uns. Unsere fossilen Brennstoffreserven reichen noch für mehrere Generationen, und die Entwicklung neuer Technologien und die darauf basierende Energieerzeugung ist noch zu teuer. Die Übergangszeit auf dem Weg zu „grüner Energie“ mit Gas, dem umweltfreundlichsten fossilen Energieträger, können wir aussitzen.

In diesem Fall besteht unsere Hauptgefahr darin, im letzten Jahrhundert zu bleiben, wenn die gesamte fortgeschrittene Menschheit in das Zeitalter der neuen Technologien eintreten wird. Obwohl es andere Probleme gibt, da unsere Energieressourcen nicht mehr für alle interessant sein werden, außer für uns selbst. Bereits heute ist der Preis unserer wichtigsten Exportgüter – Öl und Gas – für uns auf unerwartete Weise gesunken, und dieser Rückgang war neben der verstärkten Konkurrenz durch Öl- und Gasexporteure auch auf einen Nachfragerückgang in Europa zurückzuführen auf die Entwicklung erneuerbarer Energiequellen und ganz nebenbei auf die Erderwärmung (! ).

Der einzige Vorteil dieser Situation ist, dass wir endlich alle unsere Gebiete vergasen werden. Es sei daran erinnert, dass in ländlichen Gebieten 50% unserer Siedlungen nicht mit Gas versorgt werden. Und ein beträchtlicher Teil der Stadtbevölkerung ist immer noch nicht an Gas angeschlossen.

Allerdings werden unsere Energiegiganten den größten Teil ihrer Einnahmen verlieren, was bedeutet, dass der Staat auch die Hauptquelle der Haushaltsauffüllung verliert.

Letztlich ist es für unser Land nicht wichtig, ob wir alternative Energien entwickeln oder nicht. Wichtig ist nur, dass diese Technologien von traditionellen Käufern unseres Treibstoffs entwickelt werden, was bedeutet, dass Russland jetzt nach neuen Einnahmequellen suchen muss. Die Zukunft gehört neuen Technologien, und wir haben nur eine schwierige Wahl.

Die Verschlechterung der Umwelt und die Erschöpfung natürlicher Ressourcen lassen uns darüber nachdenken, wie wir Strom und Wärme aus erneuerbaren Quellen gewinnen können.

In diesem Artikel erzählen wir, wie alternative Energien funktionieren und warum sich viele Länder dafür entscheiden.

Was ist alternative Energie?

Energie kann erneuerbar (alternativ) oder nicht erneuerbar (traditionell) sein.

Alternative Energiequellen sind gewöhnliche Naturphänomene, unerschöpfliche Ressourcen, die auf natürliche Weise produziert werden. Solche Energie wird auch als regenerativ oder „grün“ bezeichnet.

Nicht erneuerbare Quellen sind Öl, Erdgas und Kohle. Sie suchen nach Ersatz, weil sie ausgehen können. Ihr Einsatz wird auch mit Kohlendioxidemissionen, dem Treibhauseffekt und der globalen Erwärmung in Verbindung gebracht.

Die Menschheit erhält Energie hauptsächlich durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und den Betrieb von Kernkraftwerken. Alternative Energien sind Methoden, die Energie umweltfreundlicher liefern und weniger Schaden anrichten. Es wird nicht nur für industrielle Zwecke benötigt, sondern auch in einfachen Häusern für Heizung, Warmwasser, Beleuchtung, Elektronik.

Erneuerbare Energiequellen

• Sonnenlicht
• Wasserströme
• Wind
• Gezeiten
• Biokraftstoffe (Kraftstoff aus pflanzlichen oder tierischen Rohstoffen)
• Erdwärme (Erdinneres)

Alternative Energie

1. Sonnenenergie

Eine der leistungsstärksten Arten alternativer Energiequellen. Meistens wird es durch Sonnenkollektoren in Strom umgewandelt. Der gesamte Planet wird für ein ganzes Jahr genug Energie haben, die die Sonne an einem Tag zur Erde sendet. Die jährliche Stromerzeugung von Solarkraftwerken übersteigt jedoch 2 % der Gesamtmenge nicht.

Die Hauptnachteile sind die Abhängigkeit von Wetter und Tageszeit. Für nördliche Länder ist es unrentabel, Sonnenenergie zu gewinnen. Die Bauwerke sind teuer, sie müssen „gepflegt“ werden und die Fotozellen selbst, die Giftstoffe (Blei, Gallium, Arsen) enthalten, müssen rechtzeitig entsorgt werden. Für hohe Leistung werden große Flächen benötigt.

Solarstrom ist dort verbreitet, wo er billiger ist als üblich: abgelegene bewohnte Inseln und Ackerland, Weltraum- und Seestationen. In warmen Ländern mit hohen Stromtarifen kann es den Bedarf eines normalen Haushalts decken. In Israel werden beispielsweise 80 % des Wassers durch Sonnenenergie erwärmt.

Batterien werden auch in unbemannten Fahrzeugen, Flugzeugen, Luftschiffen usw. installiert.

2. Windkraft

Die Reserven der Windenergie sind 100-mal größer als die Energiereserven aller Flüsse auf der Erde. Windparks helfen, Wind in elektrische, thermische und mechanische Energie umzuwandeln. Die Hauptausrüstung sind Windturbinen (für die Stromerzeugung) und Windmühlen (für mechanische Energie).

Diese Art der erneuerbaren Energien ist gut entwickelt – insbesondere in Dänemark, Portugal, Spanien, Irland und Deutschland. Anfang 2016 überstieg die Leistung aller Windkraftanlagen die installierte Gesamtleistung der Kernenergie.

Der Nachteil ist, dass es nicht kontrolliert werden kann (die Stärke des Windes ist nicht konstant). Auch Windkraftanlagen können Funkstörungen verursachen und das Klima beeinträchtigen, weil sie dem Wind einen Teil der Bewegungsenergie entziehen – ob das gut oder schlecht ist, wissen die Wissenschaftler allerdings noch nicht.

3. Wasserkraft

Um die Bewegung von Wasser in Strom umzuwandeln, werden Wasserkraftwerke (WKW) mit Dämmen und Stauseen benötigt. Sie werden an Flüssen mit starker Strömung platziert, die nicht austrocknen. Staudämme werden gebaut, um einen bestimmten Wasserdruck zu erreichen – er versetzt die Schaufeln einer Wasserturbine in Bewegung und treibt elektrische Generatoren an.

Der Bau von Wasserkraftwerken ist teurer und schwieriger als herkömmliche Kraftwerke, aber der Strompreis (in russischen Wasserkraftwerken) ist zweimal niedriger. Turbinen können in verschiedenen Leistungsmodi arbeiten und die Stromerzeugung steuern.

4. Wellenenergie

Es gibt viele Möglichkeiten, Strom aus Wellen zu erzeugen, aber nur drei funktionieren effektiv. Sie unterscheiden sich in der Art der Installationen auf dem Wasser. Dies sind Kammern, deren unterer Teil in Wasser getaucht ist, Schwimmer oder Installationen mit einem künstlichen Atoll.

Solche Wellenkraftwerke übertragen die kinetische Energie von Meeres- oder Ozeanwellen über ein Kabel an Land, wo sie an speziellen Stationen in Strom umgewandelt wird.

Dieser Typ wird wenig verwendet - 1% der gesamten Stromerzeugung der Welt. Die Systeme sind auch teuer und erfordern einen bequemen Zugang zum Wasser, den nicht jedes Land hat.

5. Ebbe und Flut Energie

Diese Energie wird dem natürlichen Steigen und Sinken des Wasserspiegels entnommen. Kraftwerke werden nur entlang der Küste installiert und der Wasserabfall sollte mindestens 5 Meter betragen. Zur Stromerzeugung werden Gezeitenstationen, Dämme und Turbinen gebaut.

Die Gezeiten sind gut untersucht, daher ist diese Quelle vorhersehbarer als andere. Aber die Absorption von Technologien war langsam und ihr Anteil an der globalen Produktion ist gering. Außerdem entsprechen die Gezeitenzyklen nicht immer dem Stromverbrauch.

6. Temperaturgradientenenergie (hydrothermale Energie)

Meerwasser hat an der Oberfläche und in der Tiefe des Ozeans unterschiedliche Temperaturen. Verwenden Sie diese Differenz, um Strom zu erhalten.

Die erste Anlage, die Strom auf Kosten der Meerestemperatur erzeugt, wurde bereits 1930 gebaut. Mittlerweile gibt es in den USA und Japan geschlossene, offene und kombinierte Meereskraftwerke.

7. Energie der Flüssigkeitsdiffusion

Dies ist eine neue Art von alternativer Energiequelle. Ein an einer Flussmündung installiertes osmotisches Kraftwerk steuert die Vermischung von Salz- und Süßwasser und gewinnt Energie aus der Entropie von Flüssigkeiten.

Der Ausgleich der Salzkonzentration ergibt einen Überdruck, der die Rotation der Hydroturbine startet. Bisher gibt es nur ein solches Kraftwerk in Norwegen.

8. Geothermie

Geothermische Stationen nehmen die innere Energie der Erde auf - heißes Wasser und Dampf. Sie befinden sich in vulkanischen Gebieten, wo Wasser nahe der Oberfläche ist oder durch Bohren eines Brunnens (von 3 bis 10 km) erreicht werden kann.

Das entnommene Wasser beheizt die Gebäude entweder direkt oder über eine Wärmetauschereinheit. Es wird auch in Strom umgewandelt, wenn heißer Dampf eine Turbine antreibt, die mit einem elektrischen Generator verbunden ist.

Nachteile: Preis, Bedrohung der Erdtemperatur, Kohlendioxid- und Schwefelwasserstoffemissionen.

Die meisten Geothermiestationen befinden sich in den USA, auf den Philippinen, in Indonesien, Mexiko und Island.

9. Biokraftstoff

Bioenergie erhält Strom und Wärme aus Brennstoffen der ersten, zweiten und dritten Generation.

• Die erste Generation sind feste, flüssige und gasförmige Biokraftstoffe (Gas aus der Abfallverarbeitung). Zum Beispiel Brennholz, Biodiesel und Methan.

• Die zweite Generation ist ein Brennstoff, der aus Biomasse (Reste von pflanzlichem oder tierischem Material oder speziell angebauten Feldfrüchten) gewonnen wird.

• Die dritte Generation ist Biokraftstoff aus Algen.

Biokraftstoffe der ersten Generation sind leicht erhältlich. Die Dorfbewohner errichten Biogasanlagen, in denen die Biomasse die richtige Temperatur hat.

Die traditionellste Art und der älteste Brennstoff ist Brennholz. Für ihre Produktion werden nun Energiewälder aus schnellwachsenden Bäumen, Pappeln oder Eukalyptusbäumen gepflanzt.

Vor- und Nachteile alternativer Energien

Die Hauptaussicht für alternative Quellen ist die Existenz der Menschheit selbst unter Bedingungen einer ernsthaften Verknappung von Öl, Gas und Kohle.

Vorteile:

• Verfügbarkeit - keine Notwendigkeit, Öl- oder Gasfelder zu besitzen. Dies gilt zwar nicht für alle Typen. Binnenländer werden keine Wellenenergie empfangen können und geothermische Energie kann nur in Vulkangebieten umgewandelt werden.

• Umweltfreundlichkeit - bei der Erzeugung von Wärme und Strom entstehen keine schädlichen Emissionen in die Umwelt.

• Einsparungen - die resultierende Energie ist kostengünstig.

Nachteile und Probleme:

• Bau- und Wartungskosten – Geräte und Verbrauchsmaterialien sind teuer. Dadurch steigt der Endstrompreis, was wirtschaftlich nicht immer gerechtfertigt ist. Jetzt besteht die Hauptaufgabe der Entwickler darin, die Installationskosten zu senken.

• Abhängigkeit von externen Faktoren: Es ist unmöglich, die Stärke des Windes, das Niveau der Gezeiten, das Ergebnis der Verarbeitung von Sonnenenergie zu kontrollieren, hängt von der Geographie des Landes ab.

• Geringer Wirkungsgrad und geringe Kapazität der Anlagen (außer Wasserkraftwerke). Die erzeugte Leistung entspricht nicht immer dem Verbrauch.

• Auswirkungen auf das Klima. Beispielsweise hat die Nachfrage nach Biokraftstoffen zu einer Verringerung der Anbauflächen für Nahrungspflanzen geführt, und Wasserkraftwerke haben die Art der Fischerei verändert.

Erneuerbare Energien in der Welt

Hauptabnehmer erneuerbarer Energiequellen ist die Europäische Union. In einigen Ländern werden fast 40 % des gesamten Stroms durch alternative Energien erzeugt. Dort haben sich bereits verschiedene Fördermaßnahmen etabliert: Rabatttarife für den Anschluss und eine Erstattung für den Gerätekauf. Bleiben Sie nicht hinter den Ländern des Ostens und den Vereinigten Staaten zurück.

Deutschland

40 % des Stroms in Deutschland stammt aus erneuerbaren Quellen. Es ist führend in der Anzahl der Windkraftanlagen, die 20,4 % des Stroms erzeugen. Der restliche Anteil entfällt auf Wasserkraft, Bioenergie und Solarenergie. Die Bundesregierung hat sich vorgenommen, bis 2050 80 % der Energie aus alternativen Quellen zu erzeugen, will aber noch keine Kernkraftwerke schließen.

Island

Island hat viel heißes Wasser, weil es in einer Zone vulkanischer Aktivität liegt. Das Land versorgt 85 % der Haushalte mit Wärme aus geothermischen Quellen und deckt damit 65 % des Strombedarfs der Bevölkerung. Die Kraft der Quellen ist so groß, dass sie Energie nach Großbritannien exportieren wollen.

Schweden

Nach der Ölkrise 1973 suchte das Land nach anderen Energiequellen. Angefangen hat alles mit Wasser- und Kernkraftwerken. Die Schweden wurden oft wegen Atomkraftwerken für Greenpeace kritisiert, aber seit Ende der 80er Jahre wächst der Anteil der Energie aus Atomkraftwerken nicht mehr.

Schweden baut seit den 1990er Jahren Offshore-Windparks auf See. Auf CO2-Emissionen von Unternehmen in die Atmosphäre wurde eine zusätzliche Steuer eingeführt, und es gibt Anreize für Erzeuger von Wind-, Solar- und Bioenergie.

Schweden nutzt auch aktiv Energie aus der Abfallverarbeitung und plant sogar, sie von Nachbarländern zu kaufen, um auf Öl zu verzichten. Einige Städte beziehen ihre Wärme aus Verbrennungsanlagen.

China

In China ist das leistungsstärkste Wasserkraftwerk der Welt die Drei-Schluchten. Ab 2018 ist dies das größte Gebäude nach Masse. Seine solide Staumauer wiegt 65,5 Millionen Tonnen. Im Jahr 2014 produzierte die Station einen Weltrekord von 98,8 Milliarden kWh.

Hier befinden sich auch die größten Windressourcen (drei Viertel davon werden ans Meer geliefert). Bis 2020 will das Land mit ihrer Hilfe 210 GW erzeugen.

Hier gibt es auch 2.700 geothermische Quellen, die 63 % der Geräte zur Umwandlung von Sonnenenergie herstellen. China steht an dritter Stelle bei der Produktion von Biokraftstoffen auf Ethanolbasis.

Alternative Energien in Russland

Die unterschiedliche geografische Lage der Regionen und die Besonderheiten der Klimazonen in Russland erlauben keine gleichmäßige Entwicklung dieser Branche. Es gibt keine Investitionen und es gibt Lücken im Gesetz.

Arten erneuerbarer Energien in Russland

Solarenergie

Es wird sowohl im industriellen Maßstab als auch von der lokalen Bevölkerung als Backup- oder Hauptquelle für Wärme und Strom genutzt. Die Kapazität aller Solaranlagen beträgt 400 MW, von denen die größten in den Regionen Samara, Astrachan, Orenburg und auf der Krim stehen. Das stärkste Solarkraftwerk ist Vladislavovka (Krim). Auch für Sibirien und Fernost werden Projekte entwickelt.

Windenergie

Erneuerbare Windenergie in Russland ist etwas schlechter als Solarenergie, obwohl es hier Industrieanlagen gibt. Die Gesamtleistung der Windkraftanlagen in unserem Land beträgt 183,9 MW (0,08 % des gesamten Energiesystems). Die meisten Anlagen befinden sich auf der Krim, und die leistungsstärkste befindet sich in Adygea - "Adygei Wind Farm".

Wasserkraft

Dies ist die beliebteste alternative Energiequelle in Russland. Rund 200 Wasserkraftwerke erzeugen bis zu 20 % der gesamten Energie des Landes. Seit 1968 gibt es in der Kislaya-Bucht in der Region Murmansk ein Gezeitenkraftwerk - das Kislogubskaya PES. Das größte Wasserkraftwerk befindet sich am Jenissei - Sayano-Shushenskaya.

geothermische Energie

Aufgrund der Fülle an Vulkanen ist diese Art von Energie in Kamtschatka weit verbreitet. Dort werden 40 % der verbrauchten Energie durch geothermische Quellen erzeugt. Laut Wissenschaftlern wird das Potenzial von Kamtschatka auf 5.000 MW geschätzt, und nur 80 MW Energie werden pro Jahr erzeugt. Es gibt auch geothermische Stationen in den Kurilen, den Stawropol- und Krasnodar-Territorien.

Biotreibstoff

Unser Land ist einer der drei Exporteure von Pellets auf dem europäischen Markt. In Russland gibt es Fabriken, die aus Holzresten Pellets und Briketts herstellen, die Kessel und Öfen beheizen.

Landwirtschaftliche Abfälle werden in flüssige Kraftstoffe und Biogas für Dieselmotoren umgewandelt. Aber Deponiegas wird überhaupt nicht verwendet, es wird einfach in die Atmosphäre geschleudert und schadet der Umwelt.

Unternehmen, die sich mit erneuerbaren Energien beschäftigen

Steigende Investitionen in erneuerbare Energien und staatliche Unterstützung helfen vielen Unternehmen, erfolgreich Geschäfte zu machen.

Erste Solar Inc.

Dieses amerikanische Unternehmen wurde 1990 gegründet und wurde berühmt für die Herstellung von Solarmodulen. Heute ist es das größte Unternehmen, das Solarmodule verkauft, Equipment liefert und für technische Dienstleistungen zuständig ist.

Vestas Wind Systems A/S

Der älteste Hersteller von Windkraftanlagen aus Dänemark. Das Unternehmen wurde 1898 gegründet und hat bisher mehr als 60.000 Windenergieanlagen in 63 Ländern installiert. Vestas vertreibt einzelne Generatoren, komplette Stationen und Servicegeräte.

Atlantica Yield PLC

Das in London ansässige Unternehmen besitzt konventionelle Stromleitungen, Solar- und Windparks in Nordamerika, Spanien, Algerien, Südamerika und Südafrika.

ABB Ltd. Asea Brown Boveri

Ein schwedisch-schweizerisches Unternehmen, das für Automotoren, Generatoren und Robotik bekannt ist. Seit 1999 beschäftigt sich die Marke mit der Umwandlung von Sonnen- und Windenergie. 2013 wurde das Unternehmen zum Weltmarktführer für Photovoltaikanlagen.

Wasserkraft ist die zweitgrößte Quelle erneuerbarer Energie und lieferte 2010 3,3 % des weltweiten Energieverbrauchs und 15,3 % der weltweiten Stromerzeugung. Im Jahr 2010 stammten 16,7 % des weltweiten Energieverbrauchs aus erneuerbaren Quellen. Der Anteil erneuerbarer Energien ist rückläufig, dies geht jedoch zu Lasten eines Rückgangs des Anteils traditioneller Biomasse, der 2010 nur noch 8,5 % betrug. Der Anteil moderner erneuerbarer Energien wächst und betrug 2010 8,2 %, davon Wasserkraft 3,3 %, für Heizung und Warmwasserbereitung (Biomasse, solare und geothermische Warmwasserbereitung und Heizung) 3,3 %; Biokraftstoff 0,7 %; Stromerzeugung (Wind-, Solar-, Geothermiekraftwerke und Biomasse in TES) 0,9 %. Die Windkraftnutzung wächst weltweit um etwa 30 Prozent pro Jahr mit einer installierten Leistung von 196.600 Megawatt (MW) im Jahr 2010 und ist in Europa und den USA weit verbreitet. Die Jahresproduktion der Photovoltaikindustrie erreichte 2008 6900 MW. Solarkraftwerke sind in Deutschland und Spanien beliebt. Solarthermische Anlagen werden in den USA und Spanien betrieben, die größte davon ist die Mojave-Wüste mit 354 MW. Die größte Geothermieanlage der Welt ist die California Geyser Plant mit einer Nennleistung von 750 MW. Brasilien verfügt über eines der weltweit größten Programme für erneuerbare Energien im Zusammenhang mit der Herstellung von Kraftstoff-Ethanol aus Zuckerrohr. Ethylalkohol deckt derzeit 18 Prozent des landesweiten Bedarfs an Autokraftstoffen. Kraftstoff-Ethanol ist auch in den USA weit verbreitet.

Beispiele für erneuerbare Energien

Windenergie

Dies ist ein Energiezweig, der sich auf die Umwandlung der kinetischen Energie von Luftmassen in der Atmosphäre in elektrische, thermische und andere Energieformen zur Nutzung in der Volkswirtschaft spezialisiert hat. Die Umwandlung erfolgt mit Hilfe eines Windgenerators (zur Stromerzeugung), Windmühlen (zur Erzeugung mechanischer Energie) und vieler anderer Arten von Einheiten. Windenergie ist ein Ergebnis der Aktivität der Sonne, gehört also zu den erneuerbaren Energiearten.

Künftig soll Windenergie nicht durch Windkraftanlagen, sondern auf unkonventionellere Weise genutzt werden. In der Stadt Masdar (VAE) ist der Bau eines Kraftwerks geplant, das mit dem piezoelektrischen Effekt arbeitet. Es wird ein Wald aus Polymerstämmen sein, die mit piezoelektrischen Platten bedeckt sind. Diese 55 Meter langen Stämme werden sich unter der Wirkung des Windes biegen und Strom erzeugen.

Wasserkraft

Die Vorteile von PES sind Umweltfreundlichkeit und niedrige Kosten der Energieerzeugung. Die Nachteile sind die hohen Baukosten und die wechselnde Leistung im Tagesverlauf, weshalb die PES nur im Verbund mit anderen Kraftwerkstypen arbeiten kann.

Wellenenergie

Sonnenlichtenergie

Diese Energieform basiert auf der Umwandlung elektromagnetischer Sonnenstrahlung in elektrische oder thermische Energie.

SES indirekter Maßnahmen umfassen:

• Turm- Konzentrieren des Sonnenlichts mit Heliostaten auf einen mit Kochsalzlösung gefüllten zentralen Turm.

• Modular- Bei diesen Solarkraftwerken wird das Kühlmittel, meist Öl, dem Receiver im Brennpunkt jedes parabolisch-zylindrischen Spiegelkonzentrators zugeführt und gibt dann durch Verdunstung Wärme an das Wasser ab.

Solarteich-Diagramm:
1 - Schicht Süßwasser; 2 - Gradientenschicht;
3 - eine Schicht steiler Sole; 4 - Wärmetauscher.

Das größte Kraftwerk dieser Art befindet sich in Israel, seine Leistung beträgt 5 MW, die Teichfläche 250.000 m 2 und die Tiefe 3 m.

geothermische Energie

Kraftwerke dieser Art sind thermische Kraftwerke, die heißes Wasser als Wärmeträger verwenden. Aufgrund der fehlenden Notwendigkeit, Wasser zu erhitzen, sind GeoTPPs viel umweltfreundlicher als TPPs. Geothermische Kraftwerke werden in vulkanischen Regionen gebaut, wo Wasser in relativ geringen Tiefen über den Siedepunkt überhitzt und an die Oberfläche sickert, was sich manchmal in Form von Geysiren manifestiert. Der Zugang zu unterirdischen Quellen erfolgt durch Bohren von Brunnen.

Bioenergie

Dieser Energiezweig ist auf die Energieerzeugung aus Biokraftstoffen spezialisiert. Es wird sowohl zur Erzeugung von elektrischer Energie als auch von Wärme verwendet.

Biokraftstoffe der ersten Generation

• Algen sind einfache lebende Organismen, die angepasst sind, um in verschmutztem oder Salzwasser zu wachsen und sich zu vermehren (enthalten bis zu zweihundert Mal mehr Öl als Quellen der ersten Generation wie Sojabohnen);
• Camelina (Pflanze) - wächst in Rotation mit Weizen und anderen Feldfrüchten;
• Jatropha curcas oder Jatropha - wächst in trockenen Böden, mit einem Ölgehalt von 27 bis 40 % je nach Art.

Unter den auf dem Markt verkauften Biokraftstoffen der zweiten Generation sind BioOil der kanadischen Firma Dynamotive und SunDiesel der deutschen Firma CHOREN Industries GmbH die bekanntesten.

Nach Schätzungen der Deutschen Energie-Agentur GmbH (mit aktuellen Technologien) kann die Herstellung von Kraftstoffen durch Pyrolyse von Biomasse 20 % des deutschen Kraftstoffbedarfs decken. Bis 2030 könnte die Biomasse-Pyrolyse mit technologischen Fortschritten 35 % des deutschen Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugen decken. Die Produktionskosten werden weniger als 0,80 € pro Liter Kraftstoff betragen.

Das Pyrolysis Network (PyNe) ist eine Forschungsorganisation, die Forscher aus 15 Ländern in Europa, den USA und Kanada zusammenbringt.

Vielversprechend ist auch der Einsatz von flüssigen Pyrolyseprodukten aus Nadelholz. Beispielsweise kann eine Mischung aus 70 % Balsamterpentin, 25 % Methanol und 5 % Aceton, d. h. trockene Destillationsfraktionen von harzigem Kiefernholz, erfolgreich als Ersatz für A-80-Benzin verwendet werden. Außerdem werden Holzabfälle zur Destillation verwendet: Äste, Stümpfe, Rinde. Der Ausstoß an Brennstofffraktionen erreicht 100 Kilogramm pro Tonne Abfall.

Biokraftstoffe der dritten Generation- Kraftstoffe aus Algen.

Der Nutzung von Dauerprozessen steht die Gewinnung fossiler Energieträger wie Kohle, Erdöl, Erdgas oder Torf gegenüber. Im weitesten Sinne sind sie auch erneuerbar, aber nicht nach menschlichen Maßstäben, da ihre Bildung Hunderte von Millionen Jahren dauert und ihre Nutzung viel schneller ist.

Maßnahmen zur Förderung erneuerbarer Energiequellen

Derzeit gibt es eine recht große Anzahl von Maßnahmen zur Förderung erneuerbarer Energiequellen. Einige von ihnen haben sich bereits als effektiv und für die Marktteilnehmer verständlich erwiesen. Unter diesen Maßnahmen lohnt es sich, genauer zu betrachten:

• Grüne Zertifikate;
• Erstattung der Kosten für die technologische Verbindung;
• Verbindungstarife;
• Nettomesssystem;

Grüne Zertifikate

Unter grünen Zertifikaten werden Zertifikate verstanden, die die Erzeugung einer bestimmten Menge Strom auf Basis erneuerbarer Energiequellen bestätigen. Diese Zertifikate können nur von Herstellern erworben werden, die von der zuständigen Behörde qualifiziert sind. Ein grünes Zertifikat bestätigt in der Regel die Erzeugung von 1 MWh, wobei dieser Wert abweichen kann. Das grüne Zertifikat kann entweder zusammen mit dem erzeugten Strom oder separat verkauft werden, wodurch der Stromerzeuger zusätzlich unterstützt wird. Spezielle Software- und Hardware-Tools (WREGIS, M-RETS, NEPOOL GIS) werden verwendet, um die Ausstellung und den Besitz von "grünen Zertifikaten" zu verfolgen. Bei einigen Programmen können Zertifikate angesammelt (zur späteren Verwendung in der Zukunft) oder ausgeliehen werden (um Verpflichtungen im laufenden Jahr nachzukommen). Die treibende Kraft hinter dem Mechanismus für die Verbreitung grüner Zertifikate ist die Notwendigkeit für Unternehmen, Verpflichtungen nachzukommen, die sie selbst übernommen oder von der Regierung auferlegt haben. In der ausländischen Literatur sind „grüne Zertifikate“ auch bekannt als: Renewable Energy Certificates (RECs), Green Tags, Renewable Energy Credits.

Entschädigung für die Kosten der technologischen Verbindung

Um die Investitionsattraktivität von Projekten auf der Grundlage erneuerbarer Energien zu erhöhen, können staatliche Stellen einen Mechanismus zur teilweisen oder vollständigen Kompensation der Kosten für den technologischen Anschluss von Generatoren auf der Grundlage erneuerbarer Quellen an das Netz vorsehen. Bisher übernehmen Grid-Organisationen nur in China alle Kosten der technologischen Anbindung vollständig.

Feste Tarife für erneuerbare Energie

Die gesammelten Erfahrungen in der Welt erlauben es uns, über feste Tarife als die erfolgreichsten Maßnahmen zur Förderung der Entwicklung erneuerbarer Energiequellen zu sprechen. Diese RES-Fördermaßnahmen basieren auf drei Hauptfaktoren:

• garantierte Verbindung zum Netzwerk;
• langfristiger Vertrag über den Bezug des gesamten aus erneuerbaren Energiequellen erzeugten Stroms;
• Abnahmegarantie des erzeugten Stroms zum Festpreis.

Feste Tarife für EE-Energie können nicht nur für verschiedene erneuerbare Energiequellen, sondern auch je nach installierter RES-Kapazität unterschiedlich sein. Eine der Optionen für ein auf festen Tarifen basierendes Fördersystem ist die Verwendung eines festen Aufschlags auf den Marktpreis für EE-Energie. In der Regel wird über einen ausreichend langen Zeitraum (10-20 Jahre) ein Zuschlag auf den erzeugten Strompreis oder ein fester Tarif gezahlt, wodurch eine Rendite der in das Projekt investierten Investitionen und die Erzielung von Gewinnen garantiert werden.

Netto-Messsystem

Diese Fördermaßnahme sieht die Möglichkeit vor, den ins Netz eingespeisten Strom zu messen und diesen Wert in gegenseitigen Abrechnungen mit dem Energieversorgungsunternehmen weiter zu verwenden. Gemäß dem „Net-Metering-System“ erhält der RES-Besitzer ein Privatdarlehen in Höhe des erzeugten Stroms oder darüber. In vielen Ländern sind Stromversorgungsunternehmen gesetzlich verpflichtet, Verbrauchern eine Net-Metering-Option anzubieten.

Investitionen

Im Jahr 2008 investierten sie weltweit 51,8 Milliarden US-Dollar in Windenergie, 33,5 Milliarden US-Dollar in Solarenergie und 16,9 Milliarden US-Dollar in Biokraftstoffe. Europäische Länder investierten 2008 50 Milliarden Dollar in alternative Energien, Amerika – 30 Milliarden Dollar, China – 15,6 Milliarden Dollar, Indien – 4,1 Milliarden Dollar.

2009 beliefen sich die Investitionen in erneuerbare Energien weltweit auf 160 Mrd. USD und 211 Mrd. USD im Jahr 2010. 2010 wurden 94,7 Mrd. USD in Windenergie, 26,1 Mrd. USD in Solarenergie und 11 Mrd. USD in Energieerzeugungstechnologien aus Biomasse und Müll investiert.

siehe auch

Anmerkungen

Verknüpfungen

• Sie und Green Energy, ein Bereich der WWF-Website

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Erneuerbare Energiequellen (RES) oder erneuerbare Energie (auch regenerativ oder „grün“ genannt) werden aus bestehenden Energieströmen gewonnen, die mit natürlichen Prozessen wie Sonnenlicht, Wind, fließendem Wasser, biologischen Prozessen und geothermischen Wärmeströmen verbunden sind.

Die gebräuchlichste Definition ist, dass erneuerbare Energie aus einer Energiequelle stammt, die schnell durch einen natürlichen Prozess ersetzt wird, wie z. B. durch Sonne oder Wind erzeugte Energie.

Erneuerbaren Energiequellen

Als erneuerbare Energie gilt jene, die durch ständig ablaufende Prozesse in der Umwelt aus unerschöpflichen Quellen gewonnen wird. Es wird aus natürlichen Ressourcen gewonnen, Quellen können unterschiedlich sein, wie zum Beispiel:

Windenergie

Repräsentiert die kinetische Energie von Luft in Bewegung. Der Wind ist mit Energie ausgestattet und entsteht aufgrund der Existenz einer ungleichmäßigen solaren Erwärmung der Atmosphäre (dh der Luftbewegung, die aufgrund von Unterschieden im atmosphärischen Druck auftritt), der Rotation des Globus und der Unebenheit der Erdoberfläche.

Die Windgeschwindigkeit drückt aus, wie viel kinetische Energie in elektrische Energie oder mechanische Energie umgewandelt werden kann.

Wellenenergie

Es ist die Energie, die von den Wellen über die Wasseroberfläche getragen wird. Es wird zur Stromerzeugung genutzt, es wird in speziellen im Wasser installierten Wellenkraftwerken umgewandelt.

Ebbe und Flut Energie

Diese Energie wird aufgrund der Anziehungskraft von Mond und Sonne erzeugt, d.h. dem Gravitationsgradienten oder Unterschied in der Anziehungskraft von Mond und Sonne, die auf die Erde (ihre Oberfläche und ihr Zentrum) wirkt.

Gezeitenkraftwerke dienen dazu, die kinetische Energie der Wasserbewegung in elektrische Energie umzuwandeln.

Energie des Temperaturgradienten des Meerwassers

Diese Energie wird durch den Temperaturunterschied erzeugt, der sowohl an der Wasseroberfläche als auch in der Tiefe auftritt. Es kann zur Stromerzeugung genutzt werden.

Die Umwandlung dieser Energie erfolgt über hydrothermale Stationen, die in einem speziellen Meeresgebiet installiert sind.

Wasserkraft

Dies ist die Energie von Wassermassenströmen oder erzeugt durch fallendes Wasser. Dazu wurden Wasserräder zur Umwandlung mechanischer Energie verwendet, und später, mit der Entwicklung der Technologie, wurden Wasserturbinen eingesetzt. Heute erzeugen Wasserturbinen hauptsächlich Strom.

Sonnenlichtenergie

Diese Art von Energie ist recht weit verbreitet. Es gibt auch Studien über die Möglichkeiten der Nutzung von Solaranlagen (ein Gerät, das die Energie der Sonne umwandelt und es ermöglicht, sie für eine andere Art von Energie, wie z. B. Wärme, zu nutzen).

Bereits heute gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Energie des Sonnenlichts zu verbrauchen: „Solar“-Dächer auf Privathäusern (zur Wärme- und Stromversorgung), Installationen auf Autos (die Batterien laden), große „Solarparks“ und andere.

geothermische Energie

Dies ist die Energie der natürlichen Wärme der Erde. In vielen Ländern weit verbreitet für die Wärmeversorgung (für Warmwasserbereitung, Heizung, Industrie usw.) und Stromerzeugung. Ihre Reserven sind riesig.

Hauptarten der Geothermie:

• Oberflächenwärme der Erde (erzeugt in einer Tiefe von bis zu mehreren hundert Metern);
• Magma (erhalten durch das Schmelzen von Gestein);
• hydrothermale Systeme (Heiß-/Warmwasserspeicher);
• petrogeothermische Zonen (Wärme, die von trockenem Gestein aufgenommen wird);
• Dampf-Hydrothermal-Systeme (aus dem Bereich Dampf und Dampf-Wasser-Gemisch).

Bioenergie

Energie aus Materialien, die aus biologischen Quellen pflanzlichen und tierischen Ursprungs, der Forstwirtschaft und allen biologisch abbaubaren Abfällen gewonnen werden.

Die erzeugte Energie kann für Wärme, Strom oder Kraftstoff für Verbrennungsmotoren genutzt werden.

Bioenergiekraftstoffe sind Ethanol, Methanol, Biodiesel und andere.

Der Unterschied zwischen erneuerbaren und alternativen Energiequellen

Erneuerbare Energiequellen sind nicht gleich alternative Energiequellen.

Alternative Energie ist eine breitere Kategorie, die alle nicht fossilen Energiequellen und -prozesse umfasst, von denen erneuerbare Energien nur einen Bruchteil ausmachen.

Zu den alternativen Energieformen, die nicht als erneuerbar gelten, gehören Wasserstoff und spaltungsbasierte Energie.

Nicht erneuerbare Energiequellen

Einmal verbrauchte Reserven natürlicher Ressourcen können nicht ersetzt werden. Aber wir wissen noch nicht, wie wir ohne sie leben sollen. Das Hauptproblem bei nicht erneuerbaren Energiequellen ist, dass sie irgendwann zur Neige gehen.

Beispiele für nicht erneuerbare Energiequellen:

• Öl;
• Kohle;
• Torf;
• Erdgas;
• Uranerze.

Erneuerbare Energiequellen in Russland

Russland verfügt über beträchtliche Öl- und Gasreserven, aber sie sind nicht unbegrenzt. Die Zeit wird kommen und wir müssen über andere Energiequellen nachdenken.

Russland hat ein erhebliches Potenzial für die Nutzung erneuerbarer Energiequellen, wie zum Beispiel:

• Solarenergie: in den Kaukasusregionen verwendet;
• Windenergie: genutzt in der Nähe von St. Petersburg, in den Kaukasusregionen, im Norden des europäischen Teils des Landes und im asiatischen Teil;
• Kleinwasserkraft: in der Region Moskau, in Karelien, im Kaukasus, in der Nähe von Ufa und Orenburg;
• Geothermie: im Kaukasus, auf den Kurilen und auf Sachalin;
• Wellenenergie: betrieben in der Barentssee;
• Biomassenenergie.

Russland braucht die Entwicklung erneuerbarer Quellen. Aber gleichzeitig müssen viele Faktoren berücksichtigt werden: wirtschaftliche Möglichkeiten, reale Bedürfnisse sowie die Situation in der Welt.

Erneuerbare Energiequellen der Welt

In den letzten Jahren ist der weltweite Verbrauch an Primärenergieträgern stark gewachsen, hauptsächlich getrieben durch Erdgas und erneuerbare Energieträger, während der Anteil der Kohle am Energiemix weiter zurückgeht.

Verbrauch von Primärenergieressourcen von 1992 bis 2017.

Führende Länder im Bereich der erneuerbaren Energien

Einige Wissenschaftler glauben, dass eine vollständige Umstellung auf erneuerbare Energien unvermeidlich ist und dass dies eher früher als später geschehen wird.

Eine aktuelle Studie von Forschern der Stanford University prognostiziert, dass die Welt von 2037 bis 2057 vollständig mit erneuerbaren Energiequellen betrieben werden kann.

Hier sehen wir uns 10 Länder an, die bei der Umstellung auf erneuerbare Energien führend sind.

Island

Das größte Geothermiekraftwerk Islands ist das Geothermiekraftwerk Nesjavellir.

Island produziert den saubersten Strom der Welt: Fast 100 % seiner Energie stammt aus erneuerbaren Quellen. Jetzt bezieht es seine gesamte Energie für Strom und Heizung aus Geothermie- und Wasserkraftwerken.

Costa Rica

Aufgrund seiner geringen Größe (nur 4,9 Millionen Einwohner) und seiner einzigartigen Geographie (67 Vulkane) ist Costa Rica in der Lage, den größten Teil seines Energiebedarfs aus Wasserkraft, Erdwärme, Sonne und Wind zu decken.

Das Land strebt eine absolute CO2-Neutralität an und hat bereits einige beeindruckende Ergebnisse erzielt: In den letzten zwei Jahren wurde es zweimal für mehr als zwei Monate zu 100 % mit erneuerbarer Energie betrieben.

Nicaragua

Nicaragua ist ein weiteres zentralamerikanisches Land, in dem erneuerbare Energien an Bedeutung gewinnen. Wie Costa Rica haben sie mehrere Vulkane, die die geothermische Energieerzeugung rentabel machen.

Vereinigtes Königreich

Windpark in Ardrossan, North Ayrshire, Schottland.

Das Vereinigte Königreich ist ein windiger Ort und die Bedeutung der Windkraft nimmt zu. Durch eine Kombination aus Windparks, gekoppelten Windpark-Stromversorgungssystemen und netzunabhängigen Turbinen produziert Großbritannien jetzt mehr Strom aus Windparks als aus Kohle.

An manchen Tagen im Jahr kann Schottland genug Windenergie produzieren, um alle 100 % der schottischen Haushalte mit Strom zu versorgen.

Das benachbarte Irland stellt ebenfalls neue Rekorde auf mit genug Energie, um mehr als 1,26 Millionen Haushalte mit dem zu versorgen, was an nur einem windigen Tag produziert wurde.

Deutschland

Ihre Produktion von erneuerbarer Energie, einschließlich Solarenergie, hat sich seit 1990 mehr als verachtfacht. 2015 stellten sie einen Rekord auf, indem sie bis zu 78 % des Strombedarfs des Landes aus erneuerbaren Quellen deckten.

Uruguay

Dank eines günstigen regulatorischen Umfelds und starker öffentlich-privater Partnerschaften hat das Land ohne Subventionen oder erhöhte Verbraucherausgaben stark in Wind- und Solarenergie investiert.

Und als Ergebnis rühmen sie sich jetzt einer nationalen Versorgung mit erneuerbaren Energien von 95 %, die sie in weniger als 10 Jahren erreicht haben.

Dänemark

Dänemark strebt an, bis 2050 vollständig frei von fossilen Brennstoffen zu sein und plant, Windenergie zu nutzen, um dieses Ziel zu erreichen. Sie stellten bereits 2014 einen Weltrekord auf und erzeugten fast 40 % ihres gesamten Strombedarfs aus Windkraft.

China

Sie mögen die weltweit größte Verschmutzungsquelle sein, aber China ist auch der weltweit größte Investor in erneuerbare Energien mit enormen Investitionen im In- und Ausland.

China besitzt derzeit fünf der sechs weltweit größten Solarmodulunternehmen, den weltweit größten Hersteller von Windkraftanlagen, den weltweit größten Hersteller von Lithium-Ionen und das weltweit größte Elektrizitätsunternehmen.

China ist fest entschlossen, den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu reduzieren, und mit seiner schlimmsten städtischen Umweltverschmutzung hat das Land alle Gründe dafür.

Vereinigte Staaten von Amerika

Eines der größten Photovoltaik-Solarkraftwerke in den USA auf der Nellis Air Force Base.

Die Vereinigten Staaten von Amerika verfügen über eine der weltweit größten Solar-Photovoltaik-Anlagen, und die Windkrafterzeugung ist in Bezug auf die Kapazität die zweitgrößte nach China.

Aber die USA sind auch einer der größten Energieverbraucher der Welt, wodurch ein Großteil ihrer erneuerbaren Produktivität zunichte gemacht wird.

Würde jedoch erneuerbaren Energien mehr Aufmerksamkeit geschenkt als fossilen Brennstoffen, könnten die USA ihre Emissionen in nur 15 Jahren um fast 80 % senken.

Kenia

In der Vergangenheit war Kenia gezwungen, Strom aus Nachbarländern zu importieren, aber der Staat arbeitet hart daran, dies zu ändern, indem er stark in die geothermische Stromerzeugung investiert, die 2015 mehr als die Hälfte seines Energiemixes ausmachte.

Sie haben auch den größten Windpark in Afrika, der weitere 20 % ihrer installierten elektrischen Kapazität bereitstellt.

Alternative Energiequellen für ein Privathaus

„Grüne Energie“ zieht die Menschen schon lange mit ihren riesigen Perspektiven an. Wir können absolut kostenlos unerschöpfliche Energie aus der Umwelt erhalten, um der unabhängigen privaten Kommunikation zu dienen. Gleichzeitig wird der Bestand ohne unsere Beteiligung ständig aufgefüllt.

Alternative Energiequellen sind in Russland bereits Realität, insbesondere für den Eigenverbrauch. Einige von ihnen:

1. Produktion von elektrischer Energie, von März bis September, der Zeit der höchsten Sonnenaktivität: Sonnenkollektoren - der Begriff "Solarbatterie" umfasst sowohl ein Fotomodul (zur Stromerzeugung) als auch einen Kollektor (zur Erzeugung von Wärmeenergie).

2. Erzeugung elektrischer Energie durch elektromechanische Quellen, von September bis März: Windkraftanlagen.

3. Heizung und Warmwasserbereitung - basierend auf Wärmepumpen (thermodynamische Quellen).

4. Empfang von Wärmeenergie - Bioenergiequellen, Abfallverarbeitung (eine Quelle mit sehr komplexen technologischen und technischen Anforderungen).