Surse regenerabile de energie în lume. Sursele regenerabile de energie sunt rezerve inepuizabile fără impact asupra naturii. Avantajele și dezavantajele energiei alternative

An universitar

Cursul 20

Tehnologii de economisire a energiei și dezvoltarea de noi surse de energie

În mod convențional, sursele de energie pot fi împărțite în două tipuri: neregenerabileși regenerabile. Primele includ gaz, petrol, cărbune, uraniu etc. Tehnologia de obținere și conversie a energiei din aceste surse a fost dezvoltată, dar, de regulă, nu este ecologică, iar multe dintre ele sunt epuizate.

Surse regenerabile de energie- acestea sunt surse inepuizabile la scară umană. Principiul de bază al utilizării energiei regenerabile este extragerea acesteia din resurse naturale - cum ar fi lumina soarelui, vântul, mișcarea apei în râuri sau mări, maree, biocombustibili și căldură geotermală - care sunt regenerabile, de ex. reumpletă în mod natural.

Perspectivele de utilizare a surselor de energie regenerabilă sunt asociate cu respectarea mediului înconjurător, costurile scăzute de operare și lipsa așteptată de combustibil în energia tradițională.

Exemple de utilizare a energiei regenerabile.

1.Putere eoliana este o industrie în plină expansiune. Puterea generatorului eolian depinde de suprafața măturată de palele generatorului. De exemplu, turbinele de 3 MW (V90) produse de compania daneză Vestas au o înălțime totală de 115 metri, o înălțime a turnului de 70 de metri și un diametru al palelor de 90 de metri. Cele mai promițătoare locuri pentru producerea energiei din vânt sunt zonele de coastă. Pe mare, la o distanță de 10-12 km de coastă (și uneori mai departe), se construiesc parcuri eoliene offshore. Turnurile turbinelor eoliene sunt instalate pe fundații formate din piloți bătuți la o adâncime de până la 30 de metri. Utilizarea energiei eoliene este în creștere cu aproximativ 30 la sută pe an și este utilizată pe scară largă în Europa și SUA.

2. Pornit centrale hidroelectrice(HPP) ca sursă de energie se folosește energia potențială a debitului de apă, a cărei sursă primară este Soarele, apă evaporată, care apoi cade pe dealuri sub formă de precipitații și curge în jos, formând râuri. Centralele hidroelectrice sunt de obicei construite pe râuri prin construirea de baraje și rezervoare. De asemenea, este posibil să se utilizeze energia cinetică a fluxului de apă la așa-numitele HPP cu curgere liberă (fără baraj).

Caracteristicile acestei surse de energie:

Costul energiei electrice la centralele hidroelectrice este semnificativ mai mic decât la toate celelalte tipuri de centrale electrice;

Generatoarele hidroelectrice pot fi pornite și oprite destul de rapid în funcție de consumul de energie;

Sursă de energie regenerabilă;

Impact semnificativ mai mic asupra aerului decât alte tipuri de centrale electrice;

Construcția hidrocentralelor necesită, de obicei, mai mult capital;

Adesea, HPP-urile eficiente sunt îndepărtate de consumatori;

Rezervoarele acoperă adesea suprafețe mari;

Liderii în generarea de hidroenergie per persoană sunt Norvegia, Islanda și Canada. Cea mai activă construcție hidroelectrică este realizată de China, pentru care hidroenergia este principala sursă potențială de energie; până la jumătate din centralele hidroelectrice mici din lume sunt situate în aceeași țară.

3.energie solara- direcția energiei netradiționale, bazată pe utilizarea directă a radiației solare pentru a obține energie sub orice formă. Energia solară folosește o sursă inepuizabilă de energie și este prietenoasă cu mediul, adică nu produce deșeuri dăunătoare.

Metode de generare a energiei electrice și a căldurii din radiația solară:

Obținerea energiei electrice cu ajutorul fotocelulelor;

Transformarea energiei solare în energie electrică folosind motoare termice: mașini cu abur (piston sau turbină) folosind vapori de apă, dioxid de carbon, propan-butan, freoni;

Energia solară termică - încălzirea unei suprafețe care absoarbe razele solare și distribuția și utilizarea ulterioară a căldurii (focalizarea radiației solare pe un vas cu apă pentru utilizarea ulterioară a apei încălzite în încălzire sau în generatoare de energie cu abur);

Centrale electrice cu aer cald (conversia energiei solare în energia unui flux de aer direcționat către un turbogenerator);

Centrale electrice cu baloane solare (generarea de vapori de apă în interiorul balonului datorită radiației solare care încălzește suprafața balonului acoperită cu un înveliș cu absorbție selectivă), avantajul este că alimentarea cu abur din balon este suficientă pentru a funcționa centrala pe timp de noapte și pe vreme nefavorabilă.

Avantajele energiei solare:

Disponibilitatea publică și inepuizabilitatea sursei;

Teoretic, siguranță deplină pentru mediu, deși există posibilitatea ca introducerea pe scară largă a energiei solare să modifice albedo (caracteristică de reflectivitate) a suprafeței pământului și să conducă la schimbări climatice.

Dezavantajele energiei solare:

Dependență de vreme și de ora din zi;

În consecință, nevoia de stocare a energiei;

Cost ridicat de construcție;

Necesitatea curățării periodice a suprafeței reflectorizante de praf;

Încălzirea atmosferei deasupra centralei electrice.

4.Centrale mareomotrice. Centralele de acest tip sunt un tip special de centrală hidroelectrică care utilizează energia mareelor, dar de fapt energia cinetică a rotației Pământului. Centralele mareomotrice sunt construite pe țărmurile mărilor, unde forțele gravitaționale ale Lunii și ale Soarelui modifică nivelul apei de două ori pe zi.

Pentru a obține energie, golful sau gura de vărsare a râului este blocată de un baraj în care sunt instalate unități hidroelectrice, care pot funcționa atât în ​​regim de generator, cât și în regim de pompă (pentru pomparea apei în rezervor pentru funcționarea ulterioară în absența mareelor). ). În acest ultim caz, ele sunt numite o centrală de stocare cu pompare.

Avantajele PES sunt respectarea mediului și costul scăzut al producției de energie. Dezavantajele sunt costul ridicat de construcție și schimbarea puterii în timpul zilei, motiv pentru care PES-ul poate funcționa doar într-un singur sistem de alimentare cu alte tipuri de centrale electrice.

5.energie geotermală- directia energiei, bazata pe producerea energiei electrice si termice in detrimentul energiei termice continute in intestinele pamantului, la statiile geotermale. În regiunile vulcanice, apa care circulă se supraîncălzește peste temperaturile de fierbere la adâncimi relativ mici și se ridică prin fisuri la suprafață, manifestându-se uneori sub formă de gheizere. Accesul la apa caldă subterană este posibil cu ajutorul forării puțurilor adânci. Rocile uscate la temperatură înaltă sunt mai frecvente, a căror energie este disponibilă prin injectare și retragerea ulterioară a apei supraîncălzite din ele. Orizonturile înalte de roci cu temperaturi sub 100 °C sunt, de asemenea, comune în multe zone inactive din punct de vedere geologic, așa că cea mai promițătoare este utilizarea geotermei ca sursă de căldură. Utilizarea economică a surselor geotermale este comună în Islanda și Noua Zeelandă, Italia și Franța, Lituania, Mexic, Nicaragua, Costa Rica, Filipine, Indonezia, China, Japonia, Kenya. Cea mai mare centrală geotermală din lume este California Geyser Plant, cu o capacitate nominală de 750 MW.

6.biocombustibil- acesta este un combustibil din materii prime biologice, obținut, de regulă, ca urmare a prelucrării deșeurilor biologice. Există și proiecte de diferite grade de sofisticare care vizează obținerea de biocombustibili din celuloză și diverse tipuri de deșeuri organice, dar aceste tehnologii sunt într-un stadiu incipient de dezvoltare sau comercializare. Variază biocombustibil lichid(pentru motoarele cu ardere internă, de exemplu, etanol, metanol, biodiesel), biocombustibil solid(lemn de foc, brichete, pelete de combustibil, așchii de lemn, paie, coji) și gazos(biogaz, hidrogen).

SUA și Brazilia produc 95% din bioetanolul mondial. Etanolul în Brazilia este produs în principal din trestie de zahăr, iar în SUA din porumb. Merrill Lynch estimează că încetarea producției de biocombustibili va duce la o creștere a prețurilor la petrol și benzină cu 15%.

Etanolul este o sursă de energie mai puțin „densă energetic” decât benzina; kilometrajul mașinilor care funcționează E85(un amestec de 85% etanol și 15% benzină; litera „E” din engleza Etanol), per unitate de volum de combustibil reprezintă aproximativ 75% din kilometrajul mașinilor standard. Mașinile obișnuite nu pot funcționa cu E85, deși motoarele cu ardere internă funcționează bine E10(unele surse susțin că chiar și E15 poate fi folosit). Pe etanol „adevărat”, doar așa-zisul. Mașini „Flex-Fuel” (mașini „flex-fuel”). Aceste vehicule pot funcționa și cu benzină obișnuită (încă este necesară o mică adăugare de etanol) sau cu un amestec arbitrar al ambelor. Brazilia este lider în producția și utilizarea bioetanolului din trestie de zahăr ca combustibil.

Criticii dezvoltării industriei biocombustibililor spun că cererea în creștere pentru biocombustibili îi obligă pe fermieri să reducă suprafața cultivată cu culturi alimentare și să le redistribuie în favoarea combustibilului. Economiștii de la Universitatea din Minnesota estimează că boom-ul biocombustibililor va crește numărul de oameni înfometați de pe planetă la 1,2 miliarde până în 2025.

Pe de altă parte, Organizația Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură (FAO) în raportul său spune că creșterea consumului de biocombustibili poate ajuta la diversificarea activităților agricole și forestiere, contribuind la dezvoltarea economică. Producția de biocombustibili va crea noi locuri de muncă în țările în curs de dezvoltare și va reduce dependența țărilor în curs de dezvoltare de importurile de petrol. În plus, producția de biocombustibili va permite utilizarea terenurilor nefolosite în prezent. De exemplu, în Mozambic, agricultura se desfășoară pe 4,3 milioane de hectare din 63,5 milioane de hectare de teren potențial adecvat. Potrivit estimărilor Universității Stanford, 385-472 de milioane de hectare de teren au fost scoase din circulația agricolă în întreaga lume. Creșterea pe aceste terenuri a materiilor prime pentru producția de biocombustibili va crește ponderea biocombustibililor la 8% în balanța energetică globală. În transporturi, ponderea biocombustibililor poate varia de la 10% la 25%.

7.Energia hidrogenului- o industrie energetică în curs de dezvoltare, direcția producerii și consumului de energie de către omenire, bazată pe utilizarea hidrogenului ca mijloc de acumulare, transport și consum de energie de către oameni, infrastructura de transport și diverse zone de producție. Hidrogenul este ales ca element cel mai des întâlnit pe suprafața pământului și în spațiu, căldura de ardere a hidrogenului este cea mai mare, iar produsul arderii în oxigen este apa (care este din nou introdusă în circulația energiei hidrogenului).

celule de combustibil- un dispozitiv electrochimic similar unei celule galvanice, dar diferit de acesta prin faptul că substanțele pentru reacția electrochimică sunt introduse în el din exterior - în contrast cu cantitatea limitată de energie stocată într-o celulă galvanică sau baterie. Pilele de combustie sunt dispozitive electrochimice care pot avea o rată de conversie foarte mare a energiei chimice în energie electrică (~80%). De obicei, celulele de combustibil cu temperatură joasă folosesc: hidrogen pe partea anodului și oxigen pe partea catodului (celula cu hidrogen). Spre deosebire de celulele de combustibil, celulele electrochimice de unică folosință conțin reactanți solizi, iar când reacția electrochimică se oprește, aceștia trebuie înlocuiți, reîncărcate electric pentru a începe reacția chimică inversă sau, teoretic, pot fi înlocuiți cu electrozi. Într-o celulă de combustie, reactanții curg înăuntru, produsele de reacție curg afară și reacția poate continua atâta timp cât reactanții intră în ea și elementul în sine rămâne operațional. Pilele de combustie nu pot stoca energie electrică precum bateriile galvanice sau reîncărcabile, dar pentru unele aplicații, cum ar fi centralele care funcționează izolat de sistemul electric, folosind surse de energie intermitentă (soare, vânt), acestea sunt combinate cu electrolizoare, compresoare și rezervoare de stocare a combustibilului. (buteliile de hidrogen) formează un dispozitiv de stocare a energiei. Eficiența totală a unei astfel de instalații (conversia energiei electrice în hidrogen și înapoi în energie electrică) este de 30-40%.

Pilele de combustie au o serie de calități valoroase, printre care:

7.1 Eficiență ridicată: pilele de combustibil nu au o limită strictă de eficiență, cum ar fi motoarele termice. Eficiența ridicată este obținută datorită conversiei directe a energiei combustibilului în energie electrică. Dacă combustibilul este ars mai întâi în grupuri electrogene diesel, aburul sau gazul rezultat transformă o turbină sau un arbore de motor cu ardere internă, care la rândul său transformă un generator electric. Rezultatul este o eficiență de maxim 42%, mai des este de aproximativ 35-38%. Mai mult, din cauza numeroaselor legături, precum și din cauza limitărilor termodinamice ale eficienței maxime a motoarelor termice, este puțin probabil ca eficiența existentă să fie crescută mai mult. Pilele de combustibil existente au o eficiență de 60-80%.

7.2Prietenia mediului. Doar vaporii de apă sunt eliberați în aer, care este inofensiv pentru mediu. Dar acest lucru este doar la scară locală. Este necesar să se țină seama de respectarea mediului în acele locuri în care sunt produse aceste celule de combustibil, deoarece producția lor în sine reprezintă deja o anumită amenințare.

7.3 Dimensiuni compacte. Pilele de combustie sunt mai ușoare și ocupă mai puțin spațiu decât sursele de alimentare tradiționale. Pilele de combustie produc mai puțin zgomot, se încălzesc mai puțin și sunt mai eficiente în ceea ce privește consumul de combustibil. Acest lucru devine deosebit de relevant în aplicațiile militare.

Probleme cu celulele de combustie.

Introducerea pilelor de combustie în transporturi este îngreunată de lipsa infrastructurii cu hidrogen. Există o problemă de „găină și ou” - de ce să produci mașini cu hidrogen dacă nu există infrastructură? De ce să construim o infrastructură cu hidrogen dacă nu există transport de hidrogen? Pilele de combustie, din cauza vitezei reduse a reacțiilor chimice, au o inerție semnificativă și necesită o anumită rezervă de putere sau utilizarea altor soluții tehnice (supercondensatoare, baterii) pentru a funcționa sub sarcini de vârf sau de impuls. Există și problema producției de hidrogen și a stocării hidrogenului. În primul rând, trebuie să fie suficient de pur pentru a preveni otrăvirea rapidă a catalizatorului și, în al doilea rând, trebuie să fie suficient de ieftin, astfel încât costul său să fie profitabil pentru utilizatorul final.

Există multe moduri de a produce hidrogen, dar în prezent aproximativ 50% din hidrogenul produs la nivel mondial provine din gaze naturale. Toate celelalte metode sunt încă scumpe. Există o opinie că, odată cu creșterea prețurilor la energie, costul hidrogenului crește și el, deoarece este un purtător de energie secundar. Dar costul energiei produse din surse regenerabile este în scădere constantă.

Energia obținută din surse regenerabile nu mai este doar un subiect de cercetare științifică, ci un factor care modifică raportul de putere pe piețele energetice, pune presiune asupra prețului purtătorilor de energie tradiționali și determină viitorul economic al țărilor. Țările importatoare tradiționale de combustibili devin din ce în ce mai independente în politica lor energetică față de țările exportatoare, iar acestea, la rândul lor, își pierd principalele pârghii de influență. Lumea se schimbă, iar combustibilii fosili încetează treptat să fie factorul definitoriu al geopoliticii: lupta pentru zăcămintele de petrol și gaze începe să devină un lucru al trecutului.

Text: Ekaterina Borisova

Sursele de energie regenerabilă (SRE) sunt tipuri de energie care sunt regenerabile continuu în biosfera Pământului. Acestea includ energia soarelui, vântul, apa (inclusiv energia mareelor), energia geotermală. Biomasa este, de asemenea, folosită ca sursă de energie regenerabilă, din care se produce bioetanol și biodiesel. Mai mult, nu trebuie să fie plante special cultivate pentru energie. Algele, deșeurile de producție și consum pot acționa ca surse de energie.

În Rusia, sursele de energie regenerabilă, în funcție de abordare, fie sunt reprezentate pe scară largă, fie nu sunt deloc. De exemplu, potrivit Ministerului Energiei, ponderea SRE în balanța energetică a Rusiei este de aproximativ 18%. Dintre acestea, 17% provine din energia generată de marile hidrocentrale. Mai des însă, când vine vorba de sursele de energie regenerabilă, contribuția hidrocentralelor mari nu este luată în considerare, deoarece ponderea hidroenergiei mari este de obicei menționată într-o coloană separată. Pe baza acestor poziții, ponderea energiei regenerabile în Rusia este mai mică de 1%. Acest lucru, desigur, este incomparabil cu dezvoltarea energiei bazate pe surse regenerabile de energie în alte țări lider ale lumii.

ÎN FAȚA PLANETEI TOATA… CHINA
Pe primul loc în ceea ce privește investițiile în dezvoltarea de noi tehnologii în sectorul energetic se află China, Statele Unite și țările UE. China, fiind liderul emisiilor de gaze cu efect de seră datorate arderii predominant a cărbunelui la centralele sale termice, este totuși lider în așa-numitele investiții verzi. În 2013, pentru prima dată, a devenit lider în ceea ce privește investițiile în energie verde, în ciuda scăderii globale a activității investiționale în acest domeniu. În 2013, investiția Chinei a fost estimată la 56,3 miliarde de dolari, reprezentând 61% din investiția totală în țările în curs de dezvoltare. Și aceasta este mai mult decât au investit țările europene la un loc. Mai mult, pentru prima dată în istorie, aceste investiții au depășit investițiile Chinei în energia combustibilului.

Până în 2020, China intenționează să crească ponderea surselor de energie inepuizabile la 15% și să reducă intensitatea de carbon a economiei cu 40-45% față de nivelurile din 2005. Sunt planuri foarte pozitive pentru întreaga planetă, având în vedere că o treime din gazele cu efect de seră emise anual provin din munca industriei chineze. Până la sfârșitul anului 2015, ponderea combustibililor nefosili în structura consumului acestei țări a crescut la 12%, în timp ce consumul de cărbune a scăzut cu 1,7 puncte procentuale (la 64,4%). Aceste date au fost raportate de șeful Administrației de Stat pentru Afaceri Energetice a Republicii Populare Chineze, Nur Bekri.

În mare parte datorită unor astfel de acțiuni active ale Chinei, creșterea economiei mondiale în 2014 pentru prima dată (!) nu a fost însoțită de o creștere a emisiilor de dioxid de carbon. Acest lucru este dovedit de un raport prezentat de 21st Century Renewable Energy Policy Network, care funcționează sub auspiciile ONU.

Conform ipotezelor World Wildlife Fund (WWF), până în 2050, 80% din sectorul energetic al Chinei ar putea fi convertit la energie regenerabilă dacă programele de eficiență energetică nu sunt încetinite. Drept urmare, emisiile de carbon din producția de energie ar putea fi cu 90% mai mici până în 2050 decât sunt în prezent, fără a compromite stabilitatea rețelei sau a încetini creșterea economică. Poate că această prognoză este prea optimistă, dar aspectul ei în sine este semnificativ: amploarea chineză pentru introducerea energiei regenerabile îi uimește pe mulți.

Astăzi, nu doar țările dezvoltate, ci și multe țări în curs de dezvoltare au în planurile lor de dezvoltare energetică un element obligatoriu privind creșterea ponderii surselor de energie regenerabilă. Chiar și India, unde consumul celui mai murdar tip de combustibil - cărbunele - a crescut până acum, intenționează să crească volumul total de energie electrică generată din surse regenerabile de energie (inclusiv centrale hidroelectrice) de la 130 GW la 400 GW până în 2030 și este deja cu mult înaintea noastră în acești indicatori. .

De asemenea, principalele preocupări energetice din lume își schimbă din ce în ce mai mult centrul cercetării și producției către sursele de energie regenerabilă. Astfel, compania franceză de petrol și gaze Total a achiziționat un pachet de control al americanului Sunpower, care produce panouri solare.

DE CE ESTE ASTA ATAT DE IMPORTANT?
Se știe că combustibilii fosili tradiționali au tendința de a se epuiza, iar arderea lor exacerbează efectul de seră asupra planetei. Două treimi din emisiile de gaze cu efect de seră pe care le datorăm încălzirii globale provin din energia convențională. O creștere suplimentară a temperaturii suprafeței și o creștere a concentrației de CO2 este probabil să ducă la consecințe fatale nu numai pentru unele specii de floră și faună, ci și să afecteze negativ bunăstarea populației din multe țări. În special, o creștere a acidității stratului superior al oceanului din cauza emisiilor ulterioare de CO2 va fi însoțită de moartea în masă a unei părți semnificative a biotei marine și în primul rând a coralilor, ceea ce va duce la distrugerea economiei multe țări în curs de dezvoltare bazate pe turism și pescuit de coastă. Topirea ghețarilor și creșterea rezultată a nivelului Oceanului Mondial va însemna în unele cazuri inundarea zonelor de coastă și chiar a unor țări întregi. Din acest punct de vedere, Bangladesh și statele din Oceania sunt deosebit de vulnerabile. Și aceasta este doar o mică parte din posibilele consecințe negative.

Pe lângă inepuizabilitatea și respectarea mediului înconjurător, sursele de energie regenerabilă au o altă calitate - alternativitatea, care va permite țărilor care nu au rezerve semnificative de combustibili fosili în viitor să asigure securitatea energetică și să-și depășească dependența energetică de exportatorii de energie. Și aceasta este una dintre cele mai puțin semnificative explicații pentru care utilizarea energiei regenerabile se dezvoltă activ în Europa și, de exemplu, în China, și li se acordă atât de puțină atenție în Rusia. Potrivit programului rus de dezvoltare energetică, până în 2020 ponderea surselor de energie regenerabilă, excluzând marile hidrocentrale, în bilanțul energetic total al țării ar trebui să crească la doar 2,5%, în timp ce, în special, în Germania, până în 2020, ponderea sursele regenerabile de energie este planificată să fie crescută la 30%.

În prezent, ponderea energiei solare și eoliene în bilanțul energetic total al Germaniei este deja de peste 15%. În general, în Uniunea Europeană, conform Anuarului Statistic al Energiei (Global Energy Statistical Yearbook 2015), ponderea energiei regenerabile (inclusiv a centralelor hidroelectrice) în 2014 a fost de 30%, iar în unele țări europene a ajuns la 98% (Norvegia). ).

RE LIMITARI
Cu toate acestea, tehnologiile moderne nu permit încă o reorientare completă și universală către utilizarea acestor surse de energie. Există limitări semnificative la utilizarea lor.

De exemplu, dezvoltarea hidroenergiei nu este posibilă peste tot din cauza insuficienței rețelelor fluviale. Dar chiar dacă există râuri, construcția unei hidrocentrale nu este întotdeauna justificată. Construcția de hidrocentrale mari perturbă ecosistemele locale și biocenozele și necesită, de asemenea, relocarea unor mase uneori semnificative de populație. În același timp, generarea de CHE mici depinde în mare măsură de regimul râului – în perioadele secetoase, astfel de CHE reduc drastic producția sau se opresc cu totul. Cea mai activă mare hidroenergie de astăzi se dezvoltă în China, iar aici au fost construite cele mai mari centrale hidroelectrice din lume. Capacitatea hidrocentralelor chineze este astăzi de 260 GW, iar până în 2020 se preconizează creșterea acesteia la 380 GW. Pentru comparație, capacitatea hidroenergiei ruse este de doar 46 GW (a 5-a în lume). O astfel de dezvoltare rapidă a industriei hidroenergetice mari din China provoacă proteste din partea ecologiștilor, populația locală forțată să se mute în locuri noi și, de asemenea, provoacă dispute și conflicte cu țările vecine cu privire la modificările regimului de curgere al râurilor transfrontaliere, volumul și calitatea apei.

Astăzi, conform diverselor surse, de la 30 la 70% din râurile Chinei sunt serios poluate, unele râuri nu se mai varsă în mare, iar biodiversitatea lor a scăzut semnificativ. Activitatea hidrotehnică a RPC afectează starea râurilor din India, Bangladesh, Rusia, Kazahstan, Vietnam, Laos, Myanmar, Thailanda și Cambodgia.

În ceea ce privește energia valurilor și a surselor geotermale, aceasta nu este disponibilă peste tot. Deși, de exemplu, în Islanda, industria electrică este alimentată în mare parte din surse geotermale.

De asemenea, energia eoliană trebuie să se bazeze într-o măsură limitată. În primul rând, nu peste tot există un potențial eolian suficient și zone deșertice potrivite pentru instalarea de turbine eoliene. În plus, stațiile eoliene și solare sunt încă printre cele mai scumpe surse de energie electrică. Și utilizarea panourilor solare în latitudinile nordice este neprofitabilă din cauza numărului insuficient de zile însorite pe an. În plus, producția de energie solară depinde în mare măsură de ora din zi, anotimp și condițiile meteorologice.

De asemenea, este de menționat faptul că hidrocentralele mici, turbinele eoliene și centralele solare nu pot deveni principalele surse de energie pentru rețelele mari de energie din cauza instabilității producției lor de energie. Dacă ponderea acestora începe să depășească 20% din capacitatea sistemelor de alimentare, devine necesară introducerea unor capacități suplimentare de control. Până acum, hidrocentralele mari sunt cele mai bune în reglarea sarcinii, care în perioadele de vârf pot crește producția de energie în câteva minute, în timp ce până și centralele termice (ca să nu mai vorbim de centralele nucleare) durează ore întregi pentru a face acest lucru.

Cu toate acestea, energia eoliană și solară se dezvoltă cel mai activ în Europa. Mai mult decât atât, Uniunea Europeană a reușit chiar să rezolve parțial problema reglării și acumulării de capacități în „energie verde”: Norvegia, bogată în potențialul său hidro și având un număr suficient de stații de stocare prin pompare (PSPP), a devenit „bateria” a Europa de Vest. Când există un surplus de energie electrică, pompele de la centrala de acumulare pompată pompează apă din aval de rezervor spre amonte. În perioadele de consum maxim de energie, apa este din nou aruncată și pune generatoarele în mișcare. Această țară este deja conectată prin linii de transport de înaltă tensiune cu Suedia, Danemarca și Țările de Jos. Londra intenționează, de asemenea, să instaleze un cablu către Norvegia de-a lungul fundului Mării Nordului. Și Germania va putea folosi același cablu pentru a trimite „electricitatea verde” în exces în Norvegia și pentru a primi de acolo hidroenergie ecologică, după cum este necesar, începând cu 2020. În februarie 2015, a fost semnat un acord pentru realizarea unei linii electrice submarine de 623 de kilometri lungime și 1.400 MW între orașul german Wilster, la nord-vest de Hamburg, și orașul norvegian Tonstad. Această linie de transport va acoperi 3% din consumul de energie electrică din Germania.

În ceea ce privește utilizarea energiei din biomasă, aceasta este încă contrară politicii de prevenire a unei crize alimentare pe planetă. Acum nu numai oamenii, ci și mașinile revendică produsele complexului agroindustrial. De exemplu, este nevoie de aproximativ o tonă de ulei vegetal presat din semințe oleaginoase pentru a produce o tonă de biodiesel. Și pentru producția de bioetanol, se folosesc în special trestie de zahăr, grâu, orez, secară, orz, porumb, sorg, cartofi, anghinare, sfeclă de zahăr.

Volumul emisiilor nocive în atmosferă de bioetanol este semnificativ mai mic decât cel al benzinei convenționale, dar valoarea sa energetică este mai mică și, prin urmare, sunt necesare volume mai mari. Interesant este că cantitatea de emisii nedorite de bioetanol depinde de cultura din care este produs. Etanolul din trestie de zahăr reduce emisiile de gaze cu efect de seră cu aproximativ 80% în comparație cu combustibilii fosili. Cel mai „neprietenos cu mediul” bioetanol, care reduce emisiile cu doar 30%, este produs din porumb. Trestia de zahăr și porumbul sunt cele mai populare culturi pentru producția de biocombustibili.

Principalii producători de bioetanol în prezent sunt Statele Unite, care sunt specializate în transformarea porumbului în combustibil, și Brazilia, care cultivă trestie de zahăr în acest scop. Aceste țări produc 2/3 din biocombustibilul consumat în lume. Dintre toate tipurile de energie regenerabilă, biomasa este cea mai folosită resursă regenerabilă în aceste țări.

Criticii utilizării biocombustibililor subliniază că creșterea producției acestuia determină o creștere a prețurilor la alimente, deși ar trebui să fie invers: producția de bioetanol a fost concepută pentru a reduce dependența de creșterea prețului petrolului, care la rândul său afectează prețul. de mancare.

Oponenții biocombustibililor acordă atenție și faptului că sub plantațiile de materii prime folosite pentru producerea acestuia, sau pădurile tropicale (Brazilia, Malaezia, Indonezia) sunt tăiate, care sunt capabile să absoarbă mult mai mult CO2 decât trestia de zahăr, porumbul sau altele. cerealele folosite pentru a produce etanol, care la fel ca arderea hidrocarburilor, contribuie la încălzirea globală; sau plantațiile ocupă suprafețe care erau folosite anterior pentru cultivarea culturilor alimentare, ceea ce, desigur, nu contribuie la lupta împotriva foametei. Producția de biocombustibili este, de asemenea, contrară strategiei de economisire a resurselor de apă, deoarece producerea unui litru de biocombustibil necesită 2.500 de litri de apă pentru cultivarea culturilor industriale.

Cu toate acestea, acest tip de combustibil este promițător, deoarece poate fi produs dintr-o gamă largă de materii prime disponibile: de la culturi industriale special cultivate la alge, deșeuri de prelucrare a lemnului, deșeuri de hârtie, ulei de motor uzat și deșeuri de bovine.

În ciuda deficiențelor existente, toate sursele de energie regenerabilă de mai sus sunt introduse în mod activ în țările lider ale lumii, iar costurile utilizării lor sunt în scădere constantă. Potrivit estimărilor Greenpeace și a unor scenarii ale Agenției Internaționale pentru Energie (IEA), costul energiei electrice din surse regenerabile până în 2030 va fi egal cu costul energiei electrice din combustibili fosili.

La atingerea perioadei de amortizare, energia generată din SRE devine aproape gratuită din cauza lipsei costurilor cu combustibilul.

ALEGEREA RUSIEI
Industria energetică rusă continuă să fie inertă, bazându-se pe petrol și gaze. Și acest lucru se explică prin faptul că nu avem suficiente stimulente pentru dezvoltarea surselor alternative. În primul rând, avem totul al nostru și nu depindem de nimeni din sectorul energetic. În al doilea rând, pentru a introduce noi tehnologii și a schimba întreaga structură de management în acest domeniu, sunt necesare investiții financiare semnificative din partea statului. Experiența mondială arată că pentru dezvoltarea cu succes a energiei regenerabile este necesară cel puțin stimularea sub forma actelor normative necesare, a subvențiilor pentru cercetare științifică, a stimulentelor fiscale, a acordării de credite avantajoase pentru finanțarea întreprinderilor care utilizează energie regenerabilă etc. .

În principiu, Rusia s-a alăturat procesului global de tranziție către sursele de energie regenerabilă, dar cu mare grijă. În 2013, pe piața angro a fost lansat un program de sprijin pentru energie verde, care a garantat dezvoltatorilor o rentabilitate a investiției în dezvoltarea surselor alternative. Conform planului de program, până în 2020 ar trebui să apară în Rusia stații solare cu o capacitate totală de 1,5 GW, hidrocentrale mici cu o capacitate de 900 MW și turbine eoliene cu o capacitate de 3,6 GW. Acestea sunt capacitățile pe care guvernul este gata să le finanțeze. Adevărat, chiar și aceste volume nesemnificative sunt de fapt finanțate nu de stat, ci de consumatori prin acorduri de alimentare cu energie. Cei mai mari consumatori își exprimă nemulțumirea față de această circumstanță.

Sursele de energie regenerabilă nu sunt populare în țara noastră nici măcar în rândul investitorilor care se bazează pe sprijinul statului. Dintre cele trei surse alternative propuse de program, interesul serios al dezvoltatorilor s-a manifestat doar pentru energia solară. S-a acordat mult mai puțină atenție energiei eoliene și hidrocentralelor mici.

Dezvoltarea energiei alternative în Rusia este irelevantă chiar și din punctul de vedere al prevenirii schimbărilor climatice. În țara noastră, problema încălzirii globale este, în general, privită cu distanță și scepticism.

În primul rând, se crede că încălzirea pentru Rusia este mai mult un plus decât un minus: vom cheltui mai puțin combustibil pentru încălzire, va fi posibil să cultivăm cartofi în tundra, recoltele va crește, Ruta Mării Nordului va deveni mai accesibilă, etc.

În al doilea rând, oamenii de știință ruși tind să ia în considerare problema schimbărilor climatice la scara istoriei planetare, și nu istoria omenirii. Pe parcursul existenței sale, planeta noastră a suferit mai multe schimbări climatice dramatice mai semnificative, iar încălzirea actuală este doar un episod mic și natural din istoria Pământului, care este cauzat într-o măsură mai mică de activitățile umane și într-o măsură mai mare de astronomie. procese (mișcarea Pământului pe o orbită eliptică, ciclurile de activitate solară, influența altor planete, modificarea unghiului axei pământului etc.).

În plus, chiar și erupția unui vulcan mare poate avea un impact mai serios asupra climei decât mulți ani de activitate umană.

Mai mult, există un punct de vedere că acum planeta noastră ar trebui să intre într-o altă eră glaciară, iar activitatea umană actuală, însoțită de emisii de gaze cu efect de seră, amână acest moment, care salvează Pământul de cataclismele răcirii globale.

În general, Rusia nu este entuziasmată de euforia generală cauzată de era viitoare a energiei regenerabile. Se crede că încălzirea pentru Rusia este mai mult un plus decât un minus: vom cheltui mai puțin combustibil pentru încălzire, va fi posibil să cultivăm cartofi în tundra, recoltele vor crește, Ruta Mării Nordului va deveni mai accesibilă, a cedat fără tragere de inimă. la moda generală pentru dezvoltarea surselor alternative de energie și țese în coada progresului. Legile adoptate sunt un fel de tribut adus tendințelor globale cu un sentiment intern al inutilității lor pentru noi. Rezervele noastre de combustibili fosili vor mai dura câteva generații, iar dezvoltarea de noi tehnologii și producerea de energie pe baza acestora este încă prea costisitoare. Putem sta afară și așteptăm perioada de tranziție pe calea către „energie verde” folosind gaz, care este cel mai ecologic combustibil fosil.

În acest caz, principalul nostru pericol este să rămânem în ultimul secol, când toată umanitatea avansată va trece în era noilor tehnologii. Deși există și alte probleme, din moment ce resursele noastre energetice nu vor mai fi de interes pentru toată lumea, cu excepția noastră. Deja astăzi, prețul principalelor noastre mărfuri de export - petrol și gaze - a scăzut într-un mod neașteptat pentru noi, iar această scădere, pe lângă concurența sporită din partea exportatorilor de petrol și gaze, a fost cauzată și de o scădere a cererii în Europa din cauza la dezvoltarea surselor regenerabile de energie și, de altfel, încălzirea globală (! ).

Singurul avantaj al acestei situații este că în sfârșit ne vom gazeifica toate teritoriile. Merită să reamintim că în mediul rural, 50% din localitățile noastre nu sunt alimentate cu gaz. Și o parte semnificativă a populației urbane nu este încă conectată la gaz.

Cu toate acestea, giganții noștri energetici își vor pierde cea mai mare parte din venituri, ceea ce înseamnă că statul va pierde și principala sursă de reaprovizionare bugetară.

În cele din urmă, dacă dezvoltăm sau nu energie alternativă nu este important pentru țara noastră. Singurul lucru important este că aceste tehnologii sunt dezvoltate de cumpărătorii tradiționali ai combustibilului nostru, ceea ce înseamnă că Rusia trebuie acum să caute noi surse de venit. Viitorul aparține noilor tehnologii și avem doar o alegere dificilă.

Deteriorarea mediului și epuizarea resurselor naturale ne fac să ne gândim la cum să obținem energie electrică și căldură din surse regenerabile.

În acest articol, spunem cum funcționează energia alternativă și de ce multe țări optează pentru aceasta.

Ce este energia alternativă?

Energia poate fi regenerabilă (alternativă) sau neregenerabilă (tradițională).

Sursele alternative de energie sunt fenomene naturale obișnuite, resurse inepuizabile care sunt produse în mod natural. O astfel de energie este numită și regenerativă sau „verde”.

Sursele neregenerabile sunt petrolul, gazele naturale și cărbunele. Ei caută înlocuitori, pentru că se pot epuiza. Utilizarea lor este, de asemenea, asociată cu emisiile de dioxid de carbon, efectul de seră și încălzirea globală.

Omenirea primește energie, în principal din cauza arderii combustibililor fosili și a funcționării centralelor nucleare. Energia alternativă reprezintă metode care oferă energie într-un mod mai ecologic și fac mai puțin rău. Este necesar nu numai în scopuri industriale, ci și în case simple pentru încălzire, apă caldă, iluminat, electronică.

Resurse de energie regenerabilă

• lumina soarelui
• cursuri de apă
• Vânt
• mareele
• Biocombustibili (combustibil din materii prime vegetale sau animale)
• Căldura geotermală (interiorul Pământului)

Energie alternativa

1. Energia solară

Unul dintre cele mai puternice tipuri de surse alternative de energie. Cel mai adesea este transformat în energie electrică prin panouri solare. Întreaga planetă va avea suficientă energie pentru un an întreg pe care soarele o trimite pe Pământ într-o zi. Cu toate acestea, producția anuală de energie electrică la centralele solare nu depășește 2% din volumul total.

Principalele dezavantaje sunt dependența de vreme și de ora zilei. Pentru țările din nord, extragerea energiei solare este neprofitabilă. Structurile sunt scumpe, trebuie „îngrijite” și fotocelulele în sine, care conțin substanțe toxice (plumb, galiu, arsen), trebuie eliminate la timp. Sunt necesare suprafețe mari pentru un randament ridicat.

Electricitatea solară este comună acolo unde este mai ieftină decât de obicei: insule locuite îndepărtate și terenuri agricole, stații spațiale și maritime. În țările calde cu tarife mari la energie electrică, poate acoperi nevoile unei locuințe obișnuite. De exemplu, în Israel, 80% din apă este încălzită cu energia solară.

Bateriile sunt instalate și pe vehicule fără pilot, avioane, dirijabile,.

2. Energia eoliană

Rezervele de energie eoliană sunt de 100 de ori mai mari decât rezervele de energie ale tuturor râurilor de pe planetă. Parcurile eoliene ajută la transformarea vântului în energie electrică, termică și mecanică. Echipamentele principale sunt turbinele eoliene (pentru generarea de energie electrică) și morile de vânt (pentru energie mecanică).

Acest tip de energie regenerabilă este bine dezvoltat - în special în Danemarca, Portugalia, Spania, Irlanda și Germania. Până la începutul anului 2016, capacitatea tuturor turbinelor eoliene a depășit capacitatea totală instalată de energie nucleară.

Dezavantajul este că nu poate fi controlat (puterea vântului nu este constantă). Turbinele eoliene pot provoca, de asemenea, interferențe radio și pot afecta clima, deoarece iau o parte din energia cinetică a vântului - cu toate acestea, oamenii de știință nu știu încă dacă acest lucru este bun sau rău.

3. Hidroenergie

Pentru a transforma mișcarea apei în energie electrică, sunt necesare centrale hidroelectrice (HPP) cu baraje și rezervoare. Sunt așezate pe râuri cu un debit puternic care nu se usucă. Barajele sunt construite pentru a atinge o anumită presiune a apei - face să se miște palele unei hidroturbine și antrenează generatoarele electrice.

Construirea hidrocentralelor este mai costisitoare și mai dificilă decât centralele convenționale, dar prețul energiei electrice (la hidrocentralele rusești) este de două ori mai mic. Turbinele pot funcționa în diferite moduri de putere și pot controla generarea de energie electrică.

4. Energia valurilor

Există multe moduri de a genera electricitate din valuri, dar numai trei funcționează eficient. Ele diferă prin tipul de instalații pe apă. Acestea sunt camere, a căror parte inferioară este scufundată în apă, plutitoare sau instalații cu un atol artificial.

Asemenea centrale cu valuri transmit energia cinetică a valurilor mării sau oceanului printr-un cablu către uscat, unde este transformată în electricitate la stații speciale.

Acest tip este utilizat puțin - 1% din producția totală de energie electrică din lume. Sistemele sunt, de asemenea, costisitoare și necesită acces convenabil la apă, ceea ce nu are toate țările.

5. Energia fluxului și refluxului

Această energie este preluată din creșterea și scăderea naturală a nivelului apei. Centralele electrice sunt instalate numai de-a lungul coastei, iar căderea de apă ar trebui să fie de cel puțin 5 metri. Stațiile de maree, barajele și turbinele sunt construite pentru a genera energie electrică.

Mareele sunt bine studiate, așa că această sursă este mai previzibilă decât altele. Dar absorbția tehnologiilor a fost lentă și ponderea lor în producția globală este mică. În plus, ciclurile mareelor ​​nu corespund întotdeauna cu rata consumului de energie electrică.

6. Energia gradientului de temperatură (energie hidrotermală)

Apa mării are temperaturi diferite la suprafață și în adâncurile oceanului. Folosind această diferență, obțineți electricitate.

Prima instalație care generează energie electrică în detrimentul temperaturii oceanului a fost realizată în 1930. Acum există centrale electrice oceanice închise, deschise și combinate în SUA și Japonia.

7. Energia difuziei lichidului

Acesta este un nou tip de sursă alternativă de energie. O centrală osmotică instalată la gura de vărsare a unui râu controlează amestecarea apei sărate și dulce și extrage energie din entropia lichidelor.

Egalizarea concentrației de sare dă o presiune în exces, care declanșează rotația hidroturbinei. Până acum, în Norvegia există o singură astfel de centrală.

8. Energie geotermală

Stațiile geotermale preiau energia internă a Pământului - apă caldă și abur. Sunt amplasate în zone vulcanice unde apa este aproape de suprafață sau se poate ajunge prin forarea unui puț (de la 3 la 10 km.).

Apa extrasă încălzește clădirile fie direct, fie printr-o unitate de schimb de căldură. De asemenea, este transformat în energie electrică atunci când aburul fierbinte transformă o turbină conectată la un generator electric.

Dezavantaje: preț, amenințare la adresa temperaturii Pământului, emisii de dioxid de carbon și hidrogen sulfurat.

Cele mai multe stații geotermale sunt în SUA, Filipine, Indonezia, Mexic și Islanda.

9. Biocombustibil

Bioenergia primește energie electrică și căldură din combustibilii din prima, a doua și a treia generație.

• Prima generație este biocombustibili solizi, lichizi și gazoși (gaz din procesarea deșeurilor). De exemplu, lemn de foc, biodiesel și metan.

• A doua generație este un combustibil derivat din biomasă (rămășițe de material vegetal sau animal, sau culturi special cultivate).

• A treia generație este biocombustibilul din alge.

Biocarburanții de prima generație sunt ușor de obținut. Sătenii au înființat centrale de biogaz, unde biomasa se plimbă la temperatura potrivită.

Cel mai tradițional și cel mai vechi combustibil este lemnul de foc. Acum, pentru producția lor, pădurile energetice sunt plantate din arbori cu creștere rapidă, plop sau eucalipt.

Avantajele și dezavantajele energiei alternative

Principala perspectivă a surselor alternative este existența omenirii chiar și în condițiile unei penurii severe de petrol, gaze și cărbune.

Avantaje:

• Disponibilitate - nu este nevoie să dețineți zăcăminte de petrol sau gaze. Adevărat, acest lucru nu se aplică tuturor tipurilor. Țările fără ieșire la mare nu vor putea primi energia valurilor, iar energia geotermală poate fi convertită doar în zonele vulcanice.

• Protecția mediului - atunci când se generează căldură și electricitate, nu există emisii nocive în mediu.

• Economii - energia rezultată are un cost scăzut.

Dezavantaje și probleme:

• Costurile de construcție și întreținere – echipamentele și consumabilele sunt scumpe. Din această cauză, prețul final al energiei electrice crește, deci nu este întotdeauna justificat din punct de vedere economic. Acum, sarcina principală a dezvoltatorilor este de a reduce costul instalațiilor.

• Dependența de factori externi: este imposibil de controlat puterea vântului, nivelul mareelor, rezultatul prelucrării energiei solare depinde de geografia țării.

• Eficiență scăzută și capacitate redusă a instalațiilor (cu excepția hidrocentralelor). Puterea generată nu corespunde întotdeauna nivelului de consum.

• Impact asupra climei. De exemplu, cererea de biocombustibili a dus la o reducere a suprafețelor pentru culturile alimentare, iar barajele hidroelectrice au schimbat natura pescuitului.

Energie regenerabilă în lume

Principalul consumator de surse regenerabile de energie este Uniunea Europeană. În unele țări, energia alternativă generează aproape 40% din toată energia electrică. Acolo au prins deja rădăcini diverse măsuri de sprijin: tarife reduse pentru racordare și rambursarea achiziției de echipamente. Nu rămâneți în urmă cu țările din Est și Statele Unite.

Germania

40% din energia electrică din Germania provine din surse regenerabile. Este lider la numărul de instalații eoliene care generează 20,4% din energie electrică. Cota rămasă este reprezentată de hidroenergie, bioenergie și energia solară. Guvernul german a stabilit un plan de a genera 80% din energie din surse alternative până în 2050, dar nu vrea să închidă încă centralele nucleare.

Islanda

Islanda are multă apă caldă deoarece este situată într-o zonă de activitate vulcanică. Țara asigură 85% din locuințe cu încălzire din surse geotermale și acoperă cu acestea 65% din necesarul de energie electrică al populației. Puterea surselor este atât de mare încât vor să exporte energie în Marea Britanie.

Suedia

După criza petrolului din 1973, țara a început să caute alte surse de energie. Totul a început cu centralele hidroelectrice și nucleare. Suedezii au fost adesea criticați pentru Greenpeace din cauza centralelor nucleare, dar de la sfârșitul anilor 80, ponderea energiei din centralele nucleare nu a crescut.

Din anii 1990, Suedia a construit parcuri eoliene offshore. A fost introdusă o taxă suplimentară asupra emisiilor de carbon de către întreprinderi în atmosferă și există stimulente pentru producătorii de energie eoliană, solară și de bioenergie.

De asemenea, Suedia folosește în mod activ energia din procesarea deșeurilor și chiar intenționează să o cumpere din țările vecine pentru a abandona petrolul. Unele orașe își iau căldura de la incineratoare.

China

În China, cea mai puternică centrală hidroelectrică din lume este Cele Trei Chei. Din 2018, aceasta este cea mai mare clădire în masă. Barajul său solid din beton cântărește 65,5 milioane de tone. În 2014, stația a produs un record mondial de 98,8 miliarde kWh.

Cele mai mari resurse eoliene sunt și aici (trei sferturi dintre ele sunt livrate la mare). Până în 2020, țara intenționează să genereze 210 GW cu ajutorul lor.

Există, de asemenea, 2.700 de surse geotermale aici și fac 63% din dispozitivele pentru conversia energiei solare. China ocupă locul trei la producția de biocombustibili pe bază de etanol.

Energie alternativă în Rusia

Locația geografică diferită a regiunilor și specificul zonelor climatice din Rusia nu permit dezvoltarea uniformă a acestei industrii. Nu există investiții și există lacune în lege.

Tipuri de energie regenerabilă în Rusia

energie solara

Este folosit atât la scară industrială, cât și de către populația locală ca sursă de rezervă sau principală de căldură și electricitate. Capacitatea tuturor instalațiilor solare este de 400 MW, dintre care cele mai mari sunt în regiunile Samara, Astrakhan, Orenburg și Crimeea. Cea mai puternică centrală solară este Vladislavovka (Crimeea). De asemenea, sunt dezvoltate proiecte pentru Siberia și Orientul Îndepărtat.

energie eoliana

Energia eoliană regenerabilă din Rusia este puțin mai proastă decât cea solară, deși aici există instalații industriale. Capacitatea totală a generatoarelor eoliene din țara noastră este de 183,9 MW (0,08% din întregul sistem energetic). Cele mai multe instalații sunt în Crimeea, iar cea mai puternică este situată în Adygea - „Parcul eolian Adygei”.

hidroenergie

Aceasta este cea mai populară opțiune de sursă alternativă de energie din Rusia. Aproximativ 200 de CHE de râu generează până la 20% din toată energia din țară. Din 1968, în Golful Kislaya din regiunea Murmansk există o centrală mareeomotrică - PES Kislogubskaya. Cea mai mare centrală hidroelectrică este situată pe râul Yenisei - Sayano-Shushenskaya.

energie geotermală

Datorită abundenței vulcanilor, acest tip de energie este răspândit în Kamchatka. Acolo, 40% din energia consumată este generată din surse geotermale. Potrivit oamenilor de știință, potențialul Kamchatka este estimat la 5.000 MW și se generează doar 80 MW de energie pe an. Există și stații geotermale în teritoriile Kurile, Stavropol și Krasnodar.

biocombustibil

Țara noastră este unul dintre cei trei exportatori de peleți de pe piața europeană. În Rusia, există fabrici care creează peleți și brichete din resturi de lemn, care încălzesc cazane și sobe.

Deșeurile agricole sunt transformate în combustibili lichizi și biogaz pentru motoarele diesel. Dar gazul de la depozitul de deșeuri nu este folosit deloc, este pur și simplu aruncat în atmosferă, provocând daune mediului.

Companii care se ocupă cu energie regenerabilă

Investițiile în creștere în energie regenerabilă și sprijinul guvernamental ajută multe companii să facă afaceri cu succes.

First Solar Inc.

Această companie americană a fost înființată în 1990 și a devenit faimoasă pentru producția de panouri solare. Acum este cea mai mare companie care vinde module solare, furnizează echipamente și este responsabilă de serviciile tehnice.

Vestas Wind Systems A/S

Cel mai vechi producător de turbine eoliene din Danemarca. Compania a fost fondată în 1898 și a instalat până acum peste 60.000 de turbine eoliene în 63 de țări. Vestas vinde generatoare individuale, stații complete și dispozitive de servicii.

Atlantica Yield PLC

Compania cu sediul la Londra deține linii electrice convenționale, parcuri solare și eoliene în America de Nord, Spania, Algeria, America de Sud și Africa de Sud.

ABB Ltd. Asea Brown Boveri

O companie suedeză-elvețiană cunoscută pentru motoarele de automobile, generatoare și robotică. Din 1999, brandul este implicat în conversia energiei solare și eoliene. În 2013, compania a devenit lider mondial în echipamente fotovoltaice.

Hidroenergia este următoarea cea mai mare sursă de energie regenerabilă, oferind 3,3% din consumul global de energie și 15,3% din generarea globală de energie electrică în 2010. În 2010, 16,7% din consumul global de energie a provenit din surse regenerabile. Ponderea energiei regenerabile este în scădere, dar aceasta în detrimentul unei reduceri a ponderii biomasei tradiționale, care a fost de doar 8,5% în 2010. Ponderea energiei regenerabile moderne este în creștere și în 2010 a fost de 8,2%, inclusiv hidroenergie 3,3%, pentru încălzire și încălzire a apei (biomasă, încălzire și încălzire a apei solare și geotermale) 3,3%; biocombustibil 0,7%; generare de energie electrică (centrale eoliene, solare, geotermale și biomasă în TES) 0,9%. Consumul de energie eoliană crește cu aproximativ 30% pe an, la nivel mondial, cu o capacitate instalată de 196.600 megawați (MW) în 2010 și este utilizat pe scară largă în Europa și SUA. Productia anuala in industria fotovoltaica a ajuns la 6900 MW in 2008 . Centralele solare sunt populare în Germania și Spania. Centrale solare termice funcționează în SUA și Spania, cea mai mare fiind deșertul Mojave de 354 MW. Cea mai mare centrală geotermală din lume este California Geyser Plant, cu o capacitate nominală de 750 MW. Brazilia are unul dintre cele mai mari programe de energie regenerabilă din lume legat de producția de etanol combustibil din trestie de zahăr. Alcoolul etilic acoperă în prezent 18% din necesarul de combustibil al țării pentru automobile. Etanolul combustibil este, de asemenea, disponibil pe scară largă în SUA.

Exemple de energie regenerabilă

Energie eoliana

Aceasta este o ramură a energiei care este specializată în transformarea energiei cinetice a maselor de aer din atmosferă în energie electrică, termică și orice altă formă de energie pentru utilizare în economia națională. Transformarea are loc cu ajutorul unui generator eolian (pentru a produce energie electrică), a morilor de vânt (pentru a produce energie mecanică) și a multor alte tipuri de unități. Energia eoliană este rezultatul activității soarelui, deci aparține unor tipuri de energie regenerabilă.

În viitor, se plănuiește utilizarea energiei eoliene nu prin turbine eoliene, ci într-un mod mai neconvențional. În orașul Masdar (EAU), este planificată construirea unei centrale electrice care funcționează pe efect piezoelectric. Va fi o pădure de trunchiuri polimerice acoperite cu plăci piezoelectrice. Aceste trunchiuri de 55 de metri se vor îndoi sub acțiunea vântului și vor genera curent.

hidroenergie

Avantajele PES sunt respectarea mediului și costul scăzut al producției de energie. Dezavantajele sunt costul ridicat de construcție și schimbarea puterii în timpul zilei, motiv pentru care PES-ul poate funcționa doar într-un singur sistem de alimentare cu alte tipuri de centrale electrice.

Energia valurilor

Energia luminii solare

Acest tip de energie se bazează pe conversia radiației solare electromagnetice în energie electrică sau termică.

SES al acțiunii indirecte includ:

• Turn- concentrarea luminii solare cu heliostate pe un turn central umplut cu soluție salină.

• Modular- la aceste centrale solare, lichidul de racire, de obicei ulei, este furnizat receptorului la focarul fiecarui concentrator oglinda parabolic-cilindric si apoi transfera caldura apei prin evaporarea acesteia.

Diagrama iazului solar:
1 - strat de apă dulce; 2 - strat de gradient;
3 - un strat de saramură abruptă; 4 - schimbător de căldură.

Cea mai mare centrală de acest tip este situată în Israel, capacitatea sa este de 5 MW, suprafața iazului este de 250.000 m 2, iar adâncimea este de 3 m.

energie geotermală

Centralele electrice de acest tip sunt centrale termice care folosesc apa calda ca agent de caldura. Datorită absenței necesității de a încălzi apa, GeoTPP-urile sunt mult mai ecologice decât TPP-urile. În regiunile vulcanice se construiesc centrale geotermale, unde, la adâncimi relativ mici, apa se supraîncălzi peste punctul de fierbere și se infiltrează la suprafață, manifestându-se uneori sub formă de gheizere. Accesul la sursele subterane se realizează prin forarea puțurilor.

Bioenergie

Această ramură a energiei este specializată în producerea de energie din biocombustibili. Este folosit atât pentru producerea de energie electrică, cât și de căldură.

Biocombustibili de prima generatie

• Algele sunt simple organisme vii adaptate să crească și să se reproducă în apă poluată sau sărată (conțin de până la două sute de ori mai mult ulei decât sursele de prima generație, cum ar fi soia);
• Camelina (plantă) - crește în rotație cu grâu și alte culturi;
• Jatropha curcas sau Jatropha - care crește în soluri aride, cu un conținut de ulei de 27 până la 40% în funcție de specie.

Dintre biocarburanții de a doua generație vânduți pe piață, cei mai cunoscuți sunt BioOil produs de compania canadiană Dynamotive și SunDiesel de compania germană CHOREN Industries GmbH.

Conform estimărilor Agenției Germane pentru Energie (Deutsche Energie-Agentur GmbH) (cu tehnologii actuale), producția de combustibili prin piroliza biomasei poate acoperi 20% din necesarul Germaniei de combustibil pentru automobile. Până în 2030, odată cu progresele tehnologice, piroliza biomasei ar putea asigura 35% din consumul german de combustibil pentru autovehicule. Costul de producție va fi mai mic de 0,80 EUR per litru de combustibil.

Pyrolysis Network (PyNe) este o organizație de cercetare care reunește cercetători din 15 țări din Europa, SUA și Canada.

Utilizarea produselor lichide de piroliză a lemnului de conifere este, de asemenea, foarte promițătoare. De exemplu, un amestec de 70% gumă terebentină, 25% metanol și 5% acetonă, adică fracțiuni de distilare uscată din lemn rășinos de pin, poate fi folosit cu succes ca înlocuitor pentru benzina A-80. Mai mult, deșeurile de lemn sunt folosite pentru distilare: crengi, ciot, scoarță. Producția de fracții de combustibil ajunge la 100 de kilograme pe tonă de deșeuri.

Biocombustibili de a treia generație- combustibili derivati ​​din alge.

Utilizarea proceselor permanente se opune extragerii combustibililor fosili precum cărbunele, petrolul, gazele naturale sau turba. Într-un sens larg, sunt și regenerabile, dar nu după standardele umane, deoarece formarea lor durează sute de milioane de ani, iar utilizarea lor este mult mai rapidă.

Măsuri de sprijinire a surselor regenerabile de energie

În acest moment, există un număr destul de mare de măsuri de sprijinire a surselor de energie regenerabilă. Unele dintre ele s-au dovedit deja a fi eficiente și de înțeles pentru participanții de pe piață. Printre aceste măsuri, merită luate în considerare mai detaliat:

• certificate verzi;
• Rambursarea costului racordării tehnologice;
• tarife de racordare;
• sistem de măsurare net;

Certificate verzi

Certificatele verzi sunt înțelese ca certificate care confirmă producerea unei anumite cantități de energie electrică pe bază de surse regenerabile de energie. Aceste certificate pot fi obținute numai de producători calificați de autoritatea competentă. De regulă, un certificat verde confirmă generarea a 1 MWh, deși această valoare poate fi diferită. Certificatul verde poate fi vândut fie împreună cu energia electrică generată, fie separat, oferind suport suplimentar producătorului de energie electrică. Instrumente software și hardware speciale (WREGIS, M-RETS, NEPOOL GIS) sunt utilizate pentru a urmări emiterea și deținerea „certificatelor verzi”. În cadrul unor programe, certificatele pot fi acumulate (pentru a fi utilizate ulterior în viitor) sau împrumutate (pentru a îndeplini obligațiile din anul curent). Forța motrice din spatele mecanismului de circulație a certificatelor verzi este nevoia companiilor de a-și îndeplini obligațiile asumate de ele însele sau impuse de guvern. În literatura străină, „certificatele verzi” sunt cunoscute și ca: certificate de energie regenerabilă (REC), etichete verzi, credite de energie regenerabilă.

Compensație pentru costul conexiunii tehnologice

Pentru a crește atractivitatea investițională a proiectelor bazate pe SRE, organele de stat pot prevedea un mecanism de compensare parțială sau totală a costului racordării tehnologice a generatoarelor pe bază de surse regenerabile la rețea. Până în prezent, doar în China, organizațiile de rețea își asumă în totalitate toate costurile conexiunii tehnologice.

Tarife fixe pentru energia SRE

Experiența acumulată în lume ne permite să vorbim despre tarifele fixe ca fiind cele mai de succes măsuri de stimulare a dezvoltării surselor regenerabile de energie. Aceste măsuri de sprijin pentru SRE se bazează pe trei factori principali:

• conexiune garantată la rețea;
• contract pe termen lung pentru achiziționarea întregii energie electrică produsă din surse regenerabile de energie;
• garanția achiziției de energie electrică produsă la un preț fix.

Tarifele fixe pentru energia SRE pot diferi nu numai pentru diferite surse de energie regenerabilă, ci și în funcție de capacitatea SRE instalată. Una dintre opțiunile pentru un sistem de sprijin bazat pe tarife fixe este utilizarea unei prime fixe la prețul de piață al energiei SRE. De regulă, o suprataxă la prețul energiei electrice produse sau un tarif fix se plătește pe o perioadă suficient de lungă (10-20 de ani), garantând astfel o rentabilitate a investițiilor investite în proiect și realizarea de profit.

Sistem de măsurare net

Această măsură de sprijin prevede posibilitatea de a măsura energia electrică furnizată rețelei și de a utiliza în continuare această valoare în decontări reciproce cu organizația de alimentare cu energie. În conformitate cu „sistemul net de contorizare”, proprietarul SRE primește un împrumut cu amănuntul pentru o sumă egală sau mai mare decât energia electrică produsă. În multe țări, companiile de furnizare a energiei electrice sunt obligate prin lege să ofere consumatorilor o opțiune de contorizare netă.

Investiții

La nivel mondial, în 2008, au investit 51,8 miliarde dolari în energie eoliană, 33,5 miliarde dolari în energie solară și 16,9 miliarde dolari în biocombustibili. Țările europene au investit 50 de miliarde de dolari în energie alternativă în 2008, America - 30 de miliarde de dolari, China - 15,6 miliarde de dolari, India - 4,1 miliarde de dolari.

În 2009, investițiile în energie regenerabilă la nivel mondial s-au ridicat la 160 miliarde dolari, iar în 2010 - 211 miliarde dolari.În 2010, 94,7 miliarde dolari au fost investiți în energie eoliană, 26,1 miliarde dolari în energie solară și 11 miliarde dolari în tehnologii de producere a energiei din biomasă și gunoi.

Vezi si

Note

Legături

• Tu și Green Energy, o secțiune a site-ului web WWF

Ecologie
General
Probleme globale
Organizații și mișcări
dreptul mediului
Legile
Promotii ecologice
zile

Sursele de energie regenerabilă (SRE) sau energia regenerabilă (numită și regenerativă sau „verde”) este extrasă din fluxurile de energie existente care sunt asociate cu procese naturale precum lumina soarelui, vântul, apa curgătoare, procesele biologice și fluxurile de căldură geotermale.

Cea mai comună definiție este că energia regenerabilă provine dintr-o sursă de energie care este rapid înlocuită de un proces care are loc în mod natural, cum ar fi energia generată de soare sau vânt.

Surse regenerabile de energie

Energia regenerabilă este considerată a fi cea care este extrasă din procese care au loc constant în mediu din surse inepuizabile. Se obține din resurse naturale, sursele pot fi diferite, cum ar fi:

Energie eoliana

Reprezintă energia cinetică a aerului în mișcare. Vântul este dotat cu energie și se formează datorită existenței încălzirii solare neuniforme a atmosferei (adică mișcarea aerului care apare din cauza diferențelor de presiune atmosferică), rotația globului și denivelările suprafeței terestre.

Viteza vântului exprimă câtă energie cinetică poate fi transformată în energie electrică sau energie mecanică.

Energia valurilor

Este energia transportată pe suprafața apei de la valuri. Este folosit pentru a genera energie electrică, este transformat la centralele speciale cu valurile instalate în apă.

Energia fluxului și refluxului

Această energie este generată din cauza forței de atracție a Lunii și a Soarelui, adică gradientul gravitațional sau diferența de atracție a Lunii și a Soarelui, care acționează asupra Pământului (suprafața și centrul acestuia).

Centralele mareomotrice sunt folosite pentru a transforma energia cinetică a mișcării apei în energie electrică.

Gradientul de energie al temperaturii apei de mare

Această energie este generată datorită diferenței de temperatură care apare atât la suprafața apei, cât și la adâncime. Poate fi folosit pentru generarea de energie.

Conversia acestei energii se realizează folosind stații hidrotermale instalate într-o zonă oceanică specială.

hidroenergie

Aceasta este energia fluxurilor de masă de apă sau generată ca urmare a căderii apei. Pentru aceasta, roțile de apă au fost folosite pentru a converti energia mecanică, iar mai târziu, odată cu dezvoltarea tehnologiei, au început să fie folosite turbine hidraulice. Acum hidroturbinele produc în principal energie electrică.

Energia luminii solare

Acest tip de energie este destul de larg în utilizare. Există și studii privind posibilitățile de utilizare a instalațiilor solare (un dispozitiv care convertește energia soarelui și permite folosirea acestuia pentru un alt tip de energie, precum cea termică).

În acest moment, există deja diferite moduri de a consuma energia luminii solare: acoperișuri „solare” pe casele particulare (pentru căldură și alimentare cu energie), instalații pe mașini (care încarcă bateriile), mari „ferme solare” și altele.

energie geotermală

Aceasta este energia căldurii naturale a Pământului. Folosit pe scară largă de multe țări pentru furnizarea de căldură (pentru încălzirea apei, încălzire, industrie etc.) și generarea de energie electrică. Rezervele ei sunt uriașe.

Principalele tipuri de energie geotermală:

• căldura de suprafață a Pământului (generată la o adâncime de până la câteva sute de metri);
• magma (obținută din topirea rocilor);
• sisteme hidrotermale (rezervoare de apă caldă/caldă);
• zone petrogeotermale (caldura primita de la rocile uscate);
• sisteme abur-hidrotermale (obținute din domeniul aburului și al amestecului abur-apă).

Bioenergie

Energie din materiale derivate din surse biologice de origine vegetală și animală, silvicultură și toate deșeurile biodegradabile.

Energia generată poate fi folosită pentru căldură, electricitate sau combustibil pentru motoarele cu ardere internă.

Combustibilii bioenergetici sunt etanol, metanol, biodiesel și alții.

Diferența dintre sursele de energie regenerabilă și alternative

Sursele regenerabile de energie nu sunt exact la fel cu sursele alternative de energie.

Energia alternativă este o categorie mai largă care acoperă toate sursele și procesele de energie nefosili, dintre care sursele regenerabile sunt doar o fracțiune.

Formele de energie alternativă care nu sunt considerate regenerabile includ hidrogenul și energia bazată pe fisiune.

Surse de energie neregenerabile

Odată consumate, rezervele de resurse naturale nu pot fi înlocuite. Dar încă nu știm cum să trăim fără ele. Principala problemă cu sursele de energie neregenerabile este că acestea se vor epuiza în cele din urmă.

Exemple de surse de energie neregenerabile:

• ulei;
• cărbune;
• turbă;
• gaz natural;
• minereuri de uraniu.

Surse regenerabile de energie în Rusia

Rusia are rezerve semnificative de petrol și gaze, dar acestea nu sunt nelimitate. Va veni momentul și va trebui să ne gândim la alte surse de energie.

Rusia are un potențial semnificativ pentru utilizarea surselor de energie regenerabilă, cum ar fi:

• energie solară: utilizată în regiunile Caucazului;
• energia eoliană: folosită în apropiere de Sankt Petersburg, în regiunile Caucaz, în nordul părții europene a țării și cea asiatică;
• hidroenergie mică: în regiunea Moscovei, în Karelia, în Caucaz, lângă Ufa și Orenburg;
• geotermală: în Caucaz, insulele Kurile și Sahalin;
• energia valurilor: operată în Marea Barents;
• energie din biomasă.

Rusia are nevoie de dezvoltarea surselor regenerabile. Dar, în același timp, trebuie luați în considerare mulți factori: oportunități economice, nevoi reale, precum și situația din lume.

Surse regenerabile de energie în lume

În ultimii ani, consumul global de resurse energetice primare a crescut puternic, determinat în principal de gazele naturale și sursele regenerabile de energie, în timp ce ponderea cărbunelui în mixul energetic continuă să scadă.

Consumul de resurse energetice primare din 1992 până în 2017.

Țări lider în domeniul energiei regenerabile

Unii oameni de știință cred că o tranziție completă la energia regenerabilă este inevitabilă și că acest lucru se va întâmpla mai devreme decât mai târziu.

Un studiu recent al cercetătorilor de la Universitatea Stanford prezice că până în 2037-2057 lumea va putea funcționa în întregime pe surse regenerabile.

Aici ne uităm la 10 țări care conduc în tranziția la energie regenerabilă.

Islanda

Cea mai mare centrală geotermală din Islanda este centrala geotermală Nesjavellir.

Islanda produce cea mai curată electricitate de pe pământ: aproape 100% din energia sa provine din surse regenerabile. Acum își primește toată energia pentru electricitate și încălzirea locuinței din centralele geotermale și hidroelectrice.

Costa Rica

Datorită dimensiunii sale mici (doar 4,9 milioane de oameni) și geografiei unice (67 de vulcani), Costa Rica este capabilă să-și satisfacă majoritatea nevoilor de energie din surse hidroelectrice, geotermale, solare și eoliene.

Țara își propune să fie absolut neutră din punct de vedere al emisiilor de carbon și a obținut deja niște rezultate impresionante: funcționarea 100% pe energie regenerabilă timp de mai bine de două luni de două ori în ultimii doi ani.

Nicaragua

Nicaragua este o altă țară din America Centrală în care energia regenerabilă câștigă importanță. La fel ca Costa Rica, au mai mulți vulcani care fac viabilă producția de energie geotermală.

Regatul Unit

Parc eolian din Ardrossan, North Ayrshire, Scoția.

Regatul Unit este un loc cu vânt, iar importanța energiei eoliene este în creștere. Folosind o combinație de parcuri eoliene, sisteme de energie eoliene conectate și turbine off-grid, Regatul Unit produce acum mai multă energie electrică din parcuri eoliene decât din cărbune.

În unele zile ale anului, Scoția poate produce suficientă energie eoliană pentru a alimenta 100% din casele scoțiene.

Irlanda vecină stabilește, de asemenea, noi recorduri cu suficientă energie pentru a alimenta peste 1,26 milioane de case cu ceea ce a fost produs într-o singură zi cu vânt.

Germania

Producția lor de energie regenerabilă, inclusiv solară, a crescut de peste opt ori din 1990. În 2015, au stabilit un record prin satisfacerea a până la 78% din necesarul de energie electrică al țării folosind surse regenerabile.

Uruguay

Datorită unui mediu de reglementare favorabil și a parteneriatelor puternice public-privat, țara a investit masiv în energia eoliană și solară fără subvenții sau cheltuieli mari ale consumatorilor.

Și, ca rezultat, acum se laudă cu o aprovizionare națională de energie regenerabilă de 95% pe care au realizat-o în mai puțin de 10 ani.

Danemarca

Danemarca își propune să fie complet lipsită de combustibili fosili până în 2050 și intenționează să folosească energia eoliană pentru a atinge acest obiectiv. Ei au stabilit deja un record mondial în 2014, generând aproape 40% din necesarul total de energie electrică din energia eoliană.

China

Ele pot fi cea mai mare sursă de poluare din lume, dar China este și cel mai mare investitor mondial în energie regenerabilă, cu niveluri uriașe de investiții atât în ​​țară, cât și în străinătate.

China deține în prezent cinci dintre cele mai mari șase firme de module solare din lume, cel mai mare producător de turbine eoliene din lume, cel mai mare producător de ioni de litiu din lume și cea mai mare companie de energie electrică din lume.

China se angajează absolut să reducă consumul de combustibili fosili și, cu cea mai mare poluare urbană, țara are toate stimulentele să facă acest lucru.

STATELE UNITE ALE AMERICII

Una dintre cele mai mari centrale solare fotovoltaice din SUA, situată la baza aeriană Nellis.

Statele Unite ale Americii au una dintre cele mai mari instalații solare fotovoltaice din lume, iar generarea de energie eoliană este a doua după China în ceea ce privește capacitatea.

Dar SUA este, de asemenea, unul dintre cei mai mari consumatori de energie din lume, eliminând o mare parte din productivitatea sa din surse regenerabile.

Cu toate acestea, dacă s-ar acorda mai multă atenție energiei regenerabile decât combustibililor fosili, atunci SUA și-ar putea reduce emisiile cu aproape 80% în doar 15 ani.

Kenya

În trecut, Kenya a fost forțată să importe electricitate din țările vecine, dar statul lucrează din greu pentru a schimba acest lucru, investind masiv în generarea de energie geotermală, care a reprezentat mai mult de jumătate din mixul lor energetic în 2015.

De asemenea, au cel mai mare parc eolian din Africa, oferind încă 20% din capacitatea lor electrică instalată.

Surse alternative de energie pentru o casă privată

„Energia verde” a atras de multă vreme oamenii cu perspectivele sale uriașe. Putem primi absolut gratuit energie inepuizabilă din mediu pentru a servi comunicațiilor private independente. În același timp, stocul său este reaprovizionat în mod constant fără participarea noastră.

Sursele alternative de energie sunt deja o realitate în Rusia, în special pentru consumul intern. Unii dintre ei:

1. Producția de energie electrică, din martie până în septembrie, perioada celei mai mari activități solare: panouri solare - conceptul de „baterie solară” include atât un modul foto (pentru generarea energiei electrice), cât și un colector (pentru generarea energiei termice).

2. Generarea energiei electrice prin surse electromecanice, din septembrie până în martie: turbine eoliene.

3. Incalzire si incalzire a apei - pe baza de pompe de caldura (surse termodinamice).

4. Primirea energiei termice - surse de bioenergie, prelucrarea deseurilor (sursa cu cerinte tehnologice si tehnice foarte complexe).