Альтернативная электроэнергия


Альтернативные источники энергии: что надо знать

«Зеленую» энергию выбирают страны, города, компании и граждане. Рассказываем, как возобновляемые источники переходят из категории альтернативных в основные, как они развиваются в России и мире и какое будущее их ждет

Что такое альтернативные источники энергии

Возобновляемую энергию получают из устойчивых источников, таких как гидроэнергия, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, биомасса и энергия приливов и отливов. В отличие от ископаемых видов топлива — например, нефти, природного газа, угля и урановой руды, эти источники энергии не истощаются, поэтому их называют возобновляемыми. Только за 2019 год по всему миру установлено объектов возобновляемых источников энергии (ВИЭ) общей мощностью 200 ГВт.

Доля источников энергии в мировом потреблении (Фото: REN21)

Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 32)

Виды альтернативных источников энергии

1. Солнечная энергия

Солнце — главный источник энергии на Земле, ведь около 173 ПВт (или 173 млн ГВт) солнечной энергии попадает на нашу планету ежегодно, а это более чем в 10 тыс. раз превышает общемировые потребности в энергии. Фотоэлектрические модули на крыше или на открытых территориях преобразуют солнечный свет в электрическую энергию с помощью полупроводников — в основном, кремния. Солнечные коллекторы вырабатывают тепло для отопления и производства горячей воды, а также для кондиционирования воздуха.

Солнечные панели могут вырабатывать энергию и в пасмурную погоду, и даже в снегопад. Для наибольшей эффективности их стоит устанавливать под определенным углом — чем дальше от экватора, тем больше угол установки панелей.

2. Энергия ветра

Использование ветра в качестве движущей силы — давняя традиция. Ветряные мельницы использовались для помола муки, лесопильных работ) и в качестве насосной или водоподъемной станции. Современные ветрогенераторы вырабатывают электроэнергию за счет энергии ветра. Сначала они превращают кинетическую энергию ветра в механическую энергию ротора, а затем в электрическую энергию.

Ветроэнергетика является одной из самых быстроразвивающихся технологий возобновляемой энергетики. По последним данным IRENA, за последние два десятилетия мировые мощности по производству энергии ветра на суше и на море выросли почти в 75 раз — с 7,5 ГВт в 1997 году до примерно 564 ГВт к 2018 году.

3. Энергия воды

Еще в древнем Египте и Римской империи энергия воды использовалась для привода рабочих машин, в том числе мельниц. В средние века водяные мельницы применялись в Европе на лесопильных и целлюлозно-бумажных предприятиях. С конца XIX века энергию воды активно используют для получения электроэнергии.

4. Геотермальная энергия

Геотермальная энергия использует тепло Земли для производства электричества. Температура недр позволяет нагревать верхние слои Земли и подземные водоемы. Извлекают геотермальную энергию грунта с помощью мелких скважин — это не требует больших капиталовложений. Особенно эффективна в регионах, где горячие источники расположены недалеко к поверхности земной коры.

5. Биоэнергетика

Биоэнергетика универсальна. Тепло, электричество и топливо могут производиться из твердой, жидкой и газообразной биомассы. При этом в качестве возобновляемого сырья используются отходы растительного и животного происхождения.

6. Энергия приливов и отливов

Приливы и волны — еще один способ получения энергии. Они заставляют вращаться генератор, который и отвечает за выработку электричества. Таким образом для получения электроэнергии волновые электростанции используют гидродинамическую энергию, то есть энергию, перепад давления и разницу температур у морских волн. Исследования в этой области еще ведутся, но специалисты уже подсчитали — только побережье Европы может ежегодно генерировать энергии в объеме более 280 ТВт·ч, что составляет половину энергопотребления Германии.

Как разные страны мира выполняют планы по энергопереходу

Страны по всему миру поставили себе амбициозные задачи по переходу на возобновляемую энергию. Цели стали частью и Парижского соглашения — к 2030 году решения с нулевым выбросом углерода могут быть конкурентоспособными в секторах, на которые приходится более 70% глобальных выбросов. Сделать это планируется за счет энергетического перехода — процесса замены угольной экономики возобновляемой энергетикой. В 2020 году, несмотря на пандемию и экономическую рецессию, многие города, страны и компании продолжали объявлять или осуществлять планы по декарбонизации.

Ожидается, что в 2021 году Индия внесет самый большой вклад в развитие возобновляемой энергетики. Здесь планируют запустить ряд ветряных и солнечных проектов.

В Евросоюзе также прогнозируется скачок в приросте мощностей в 2021 году. Здесь даже в условиях пандемии не забывают о Green Deal — крупнейшей в истории ЕС коррекции экономического курса. Цель проекта — сформировать в ЕС углеродно-нейтральное пространство к 2030 году. Для этого планируется сократить на 40% объем выбросов парниковых газов от уровня 1990 года и увеличить долю энергии из возобновляемых источников до 32% в общей структуре энергопотребления. Как посчитала Еврокомиссия, достичь этих задач можно будет с помощью ежегодных инвестиций в размере €260 млрд. Доля ВИЭ в энергосистеме ЕС также постоянно растет. Так, около 40% электроэнергии в первом полугодии 2020 года в ЕС было произведено из возобновляемых источников.

Пока же в лидерах инвестиций в развитие возобновляемой энергетики — Китай, США, Япония и Великобритания. С тех пор, как BloombergNEF начал отслеживать эти данные, глобальные инвестиции в ветровую и солнечную энергетику, биотопливо, биомассу и отходы, малую гидроэлектроэнергетику увеличились почти на порядок. В годовом выражении вложения в чистую энергию выросли с $33 млрд до более чем $300 млрд за 20 лет.

Китай за десять лет стал главным производителем оборудования для возобновляемой энергетики. В первую очередь, речь идет о солнечных панелях. Семь из десяти крупнейших мировых производителей солнечных батарей — это китайские компании. В целом развитие технологий удешевило стоимость строительства новых объектов ВИЭ. Это приближает планы Китая стать углеродно нейтральным к 2060 году.

Зеленая экономика Ставка на солнце и уголь: два лица энергетики Китая

Серьезных шагов в сторону энергоперехода ожидают и от президента США Джо Байдена. Он не только вернул страну в Парижское соглашение, но и заявил о том, что намерен добиться чистых выбросов парниковых газов и перехода на 100% экологичной энергии к 2050 году.

Также к 2050 году планируют использовать только ВИЭ Япония, Южная Корея, Новая Зеландия и Великобритания. Прошедший 2020 год уже стал самым экологичным для энергосистемы Великобритании со времен промышленной революции. Страна целых 67 дней смогла обходиться без угля. От традиционных источников энергии Британия планирует отказаться уже к 2025 году.

Активно развиваются ВИЭ в Испании — по прогнозам, сектор только солнечной энергетики в стране будет расти примерно вдвое быстрее, чем в Германии.

В 2020 году Шотландия получила 97% электроэнергии из возобновляемых источников. С помощью произведенной «зеленой» энергии получилось обеспечить электронужды более чем 7 млн домохозяйств. Шотландия планирует стать углеродной нейтральной уже к 2030 году.

Этот же год выбран временем полного отказа от традиционной энергетики для Австрии, а Саудовская Аравия запланировала к 2030 году получать 50% электроэнергии от ВИЭ.

Национальные цели по доле ВИЭ среди источников энергии (Фото: REN21)

Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 57)

Геотермальная энергия в Рейкьявике и солнечные батареи для Берлина

Отдельные города по всему миру также стремятся стать климатически нейтральными. По данным CDP, из более чем 570 городов мира, по которым ведется статистика, более 100 получают по крайней мере 70% электроэнергии из возобновляемых источников — энергии воды, геотермальной, солнечной и ветровой энергии.

В списке присутствуют такие города, как Окленд, Найроби, Осло, Сиэтл, Ванкувер, Рейкьявик, Порту, Базель, Богота и другие.

Например, Берлингтон (штат Вермонт, США) уже получает 100% электроэнергии от ветра, солнца, воды и биомассы. Вся электроэнергия Рейкьявика производится за счет гидроэлектростанций и геотермальных источников. К 2040 году весь общественный и личный транспорт столицы должен стать свободным от ископаемого топлива.

100% энергии из возобновляемых источников для швейцарского Базеля обеспечивает собственная энергоснабжающая компания. Большая часть электроэнергии поступает от гидроэнергетики и 10% — от ветра. В мае 2017 года Швейцария проголосовала за постепенный отказ от атомной энергетики в пользу ВИЭ.

Мировые столицы также не остаются в стороне. Например, Сенат Берлина утвердил план мероприятий по развитию солнечной энергетики в столице Германии «Masterplan Solarcity». В соответствии с общей стратегией развития города Берлин должен стать климатически нейтральным к 2050 году. В конце 2018 года в Берлине работали солнечных электростанций, которые покрывали 0,7% потребления электроэнергии, к 2050 году 25% энергопотребления города будут обеспечиваться за счет солнечной энергетики.

«Мы продвигаем расширение возобновляемых источников энергии в Берлине. Сейчас на рассмотрении Сената столицы находятся два законопроекта. Закон о солнечной энергии обязывает владельцев частных домов устанавливать солнечные системы на крышах. Законопроект Администрации по окружающей среде и климату сделает использование солнечной энергии в общественных зданиях обязательным уже в 2023 году. Это радикально сократит выбросы CO2 в Берлине», — рассказала руководитель фракции «Зеленые» в берлинском Сенате Зильке Гебель.

Как бизнес формирует положительный имидж, инвестируя в ВИЭ

Компании по всему миру также создают стратегии и определяют «зеленые» цели, которых они хотят достичь в течение определенного периода времени. Появилось осознание: нужно действовать ответственно и подавать экологичный пример потребителям. Конечно, использование ВИЭ может не только помочь в формировании положительного имиджа для компаний, но и снизить затраты на электроэнергию.

Полная версия отчета Renewables 2019 в формате PDF (см. стр. 47)

Так, новые серверы Facebook, а также компания General Motors будут получать энергию от солнечной электростанции. Ее строят в штате Кентукки в рамках масштабной программы Green Invest.

IKEA запланировала производить больше электроэнергии на основе возобновляемых источников, чем она потребляет, к 2030 году. В 14 странах на магазинах размещены 920 тыс. солнечных панелей, а также более 530 ветряных турбин. Ingka, материнская компания IKEA, инвестировала около $2,8 млрд в различные проекты ВИЭ и стала владельцем 1,7 ГВт мощностей. Она также продолжит вкладывать средства в строительство ветропарков и солнечных электростанций.

Химический концерн BASF будет постепенно переходить на возобновляемые источники энергии, а также планирует инвестировать в ветропарки.

Компания Intel получает энергию от ветра, солнца, воды и биомассы. С 2012 года Intel инвестировал $185 млн в 2 000 проектов по энергосбережению, а 100% электроэнергии, потребляемой корпорацией в США и ЕС, поступает из ВИЭ.

Apple также ставит перед собой цель стать углеродно нейтральной. Она приобрела несколько солнечных ферм, обеспечивая устойчивую энергию для своих центров обработки данных. С 2018 года все розничные магазины, офисы и центры обработки данных Apple работают на 100% возобновляемой энергии.

Microsoft ежегодно использует более 1,3 млрд. кВт·ч «зеленой» энергии при разработке ПО, работы центров обработки данных и производства. Компания обязалась сократить выбросы углекислого газа на 75% к 2030 году.

сила солнца, ветра, воды и вулканов

следующая новость >

Альтернативная энергетика: сила солнца, ветра, воды и вулканов

Альтернативная энергетика, основанная на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ), демонстрирует большие темпы роста по всей планете. За последние четыре года ее доля в мировом потреблении электричества удвоилась и составила 20%. В России лишь 1% совокупной установленной мощности всей энергосистемы приходится на долю ВИЭ. Однако, стремление занять достойное место среди развитых стран и осознание того, что наши запасы ископаемых источников энергии хоть и велики, но не безграничны, стимулировали ряд мер по развитию этого сектора генерации. Производство энергии на основе ВИЭ получило мощную государственную поддержку1, что вызвало интерес инвесторов. Давайте подробнее рассмотрим основные секторы альтернативной энергетики.

Солнечная энергетика. По данным исследования Global Power Industry Outlook - 2017 добыча солнечной энергии на основе фотоэлементов – фотовольтаика - станет самым быстрорастущим сегментом альтернативной энергетики, ее доля в объеме глобальных инвестиций к 2020 г. составит 37,5%. Решающий фактор для развития солнечной энергетики - количество солнечных дней в году, а не среднегодовая температура, как ошибочно полагают многие.

Получается, Россия обладает всеми необходимыми ресурсами для освоения этого сектора энергетики. По данным Института Энергетической стратегии, потенциал солнечной энергии, поступающей на территорию РФ в течение трех дней, превышает объем годового производства электроэнергии в нашей стране. Солнечные электростанции (СЭС) уже успешно функционируют в Башкортостане, Оренбургской области, на Алтае, в Хакасии и в Крыму. На данный момент в России создано 57 проектов СЭС совокупной установленной мощностью 1089 МВт, 26 из которых уже распределены между застройщиками и будут реализованы к 2022 году.

Ветровая энергетика. Сила ветра использовалась с давних времен, и сегодня она эффективно преобразуется в электроэнергию во многих странах. В Евросоюзе совокупная установленная мощность ветроэнергетических установок (ВЭУ) составляет 10% от совокупной мощности всей энергосистемы, что превышает даже долю угольной генерации. В одной только Германии ветряки производят более 20% электроэнергии, а в Дании – 42%!

Российская Федерация обладает наибольшим в мире ветроэнергетическим потенциалом. Он составляет примерно 260 ТВт⋅ч/год, что равно 30% энергии, производимой электростанциями страны. Сейчас доля ветрогенерации у нас составляет 0,01% от общей установленной мощности энергосистемы. На 70-ти процентах территории России децентрализованное энергоснабжение, но эта зона обладает богатыми ветроресурсами. Камчатка, Магаданская область, Чукотка, Сахалин, Якутия, Бурятия, Таймыр - здесь открываются большие перспективы для развития отечественной ветрогенерации. До 2022 года в России будут построены еще 43 ветроэлектростанции (ВЭС) совокупной мощностью 1651 МВт, для сравнения: на данный момент этот показатель составляет около 80 МВт.

Гидроэнергия также входит в состав возобновляемых источников энергии. Но большие ГЭС не относятся к альтернативной энергетике, так как наносят большой вред природе. Альтернативная гидроэнергетика включает малые ГЭС, приливные и волновые электростанции. Кислогубская приливная электростанция (ПЭС) была построена в 1968 году, став первой в России. Генераторы для нее были разработаны Ленинградским электромашиностроительным заводом, входящем сегодня в состав концерна «Русэлпром». На этапе строительства сейчас находятся еще 3 ПЭС.

Волновая энергетика – одно из самых молодых направлений, оно активно развивается во всем мире и имеет большие перспективы. Волновые электростанции бывают принципиально разных видов, и все они доказали свою эффективность: волновая энергетика уже составляет 1% от мировой добычи электроэнергии. Это связано с тем, что сила морской стихии имеет очень большую мощность. В этой области энергетики Россия старается не отставать от передовых технологий. В экспериментальном режиме у нас работают уже 2 волновые установки: в Приморье и в Крыму.

Геотермальная генерация. Не стоит забывать и об энергии недр земли. Источниками перегретых вод обладают множественные вулканические зоны планеты, в их числе: Камчатка, Курильские, Японские и Филиппинские острова, обширные территории Кордильер и Анд. Потенциальная суммарная рабочая мощность геотермальных электростанций в мире уступает большинству станций на иных ВИЭ, и зоны их использования невелики. Однако, они составляют большую долю в энергетике таких стран, как Исландия, Филиппины, Мексика, Италия, Индонезия. А в России геотермальная энергия уже обеспечивает электричеством Камчатку на 40%, хотя ее ресурсы еще мало освоены. У нас есть и другие потенциальные регионы для развития геотермальной энергетики: Краснодарский край, Ставрополье, Карачаево-Черкессия, Дагестан.

При переходе на альтернативные источники энергии нужно учитывать особенности конкретного региона. Россия обладает большим потенциалом во всех областях альтернативной энергетики, что является преимуществом и стимулом к развитию технологий, снижению добычи природных ископаемых и вырубки леса, а также сохранению экологии.



Альтернативные источники энергии: почему они нужны всем

МОСКВА, 19 дек — ПРАЙМ. Использовать возобновляемые источники энергии (ВИЭ) человечество стало раньше, чем научилось добывать уголь, нефть и газ. Однако со временем потребление энергии росло — человеку индустриального общества требовалось уже в 100 раз больше энергии, чем в первобытную эпоху. И тогда обеспечить стабильную поставку таких мощностей стало возможным благодаря сжиганию ископаемого топлива. 

Сейчас человечество снова задумалось об использовании альтернативных источников энергии, так как запасы нефти и газа исчерпаемы, а их использование наносит большой вред окружающей среде, но уже на совершенно другом уровне. Ведь перемолоть муку на ветряной мельнице или обеспечить электроэнергией целый город с помощью ветрогенераторов — задачи разного масштаба. 

К основным видам ВИЭ сегодня относят гидроэнергетику, ветроэнергетику, гелиоэнергетику. В некоторых местах можно развивать волновую и геотермальную энергетику.

САМЫЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ВИЭ

Гидроэнергетика — самый распространенный способ добычи энергии из неисчерпаемого источника, теоретический потенциал которого оценивается в 30-40 ТВт·ч в год. Для ее работы необходимо построить плотину, разместить турбины, которые будет крутить вода. Явным преимуществом является стабильность выработки энергии и возможность ее контролировать, изменяя скорость потока воды. Среди недостатков — резкое изменение уровня воды в искусственных водохранилищах, нарушение нерестового цикла рыб и снижение количества кислорода в воде, что вредит флоре и фауне водоема.

Хитрости бизнеса. Как офшоры помогают компаниям экономить на налогах
 

Еще один перспективный источник — ветроэнергетика. Для добычи энергии таким способом необходимо установить специальные турбины, которые будет вращать ветер, за счет чего будет вырабатываться электричество. Ветряные турбины легко и дешево обслуживать, они не занимают много места, вращаются на высоте от 100 м, то есть, под ними можно, например, вести сельскохозяйственную деятельность. 

Иногда ветроэлектростанции (ВЭС) строят прямо в море. Такой проект в 2017 году разработали Дания, Нидерланды и Германия. Они собираются к 2050 году соорудить в море остров площадью 6 кв. км и разместить на нем турбины. Планируется, что такая станция сможет вырабатывать до 30 ГВт·ч в год энергии, а в перспективе — до 100 ГВт·ч в год. 

Однако у этого источника дешевой и чистой энергии есть несколько существенных недостатков — нестабильность и зависимость от места размещения. Ветер дует не везде и не всегда. А в местах, где ветер дует часто и с большой силой, как правило, не располагаются населенные пункты. Это повышает расходы на строительство линий электропередач и транспортировку энергии. Поэтому ветроэнергетика хороша именно как дополнительный источник энергии.

Альтернатива ВЭС — солнечные электростанции (СЭС), которые могут работать по нескольким принципам. В одном случае с помощью сфокусированных солнечных лучей нагревают резервуар с водой (температура пара в нем может доходить до 7000С), в другом — используются фотобатареи. Второй тип гораздо проще соорудить, устанавливать фотоэлементы можно практически везде, а стоимость их продолжает снижаться с развитием технологии производства. 

Что такое валютные войны и зачем их ведут

Главными недостатками СЭС является большая зависимость от места расположения, времени суток и сезона. Например, станция не будет вырабатывать энергию ночью, значительно меньше — в зимнее время года. Полностью обеспечить себя электричеством с помощью СЭС могут даже не все африканские страны. Поэтому солнечная энергетика на данном этапе тоже может служить только в качестве вспомогательного источника. 

КАК ИСПОЛЬЗУЮТ ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

В волновой энергетике используются специальные модули, которые качаются на волнах и таким образом приводят в действие специальные поршни. Потенциал этого вида ВИЭ оценивают более чем в 2 ТВт·ч в год. Волновые электростанции защищают берега и набережные от разрушения, уменьшают воздействие на опоры и мосты. При правильной установке они не вредят окружающей среде, к тому же практически незаметны в море.

Среди недостатков — нестабильность (то есть станция вырабатывает меньше энергии во время штиля), шум, незаметность для водного транспорта, из-за чего необходимо дополнительно устанавливать сигнальные элементы. 

В некоторых местах устанавливают геотермальные станции (ГеоТЭС). Общий потенциал геотермальной энергии оценивается в 47 ТВт·ч в год, что соответствует выработке примерно 50 тысяч АЭС, но сейчас технологии позволяют получить доступ только к 2% от него — 840 ГВт·ч в год. Чтобы это сделать, роют две скважины, по одной из них подается вода, которая, нагреваясь от тепла земли, превращается в пар. Затем пар по трубе направляется в турбины. На разных этапах происходит его очистка от примесей. 

Главное преимущество геотермальной энергетики — стабильность, которую не могут обеспечить многие ВИЭ, и компактность, что удобно для районов со сложным рельефом. С другой стороны, вода, которая проходит через скважины, несет большое количество тяжелых металлов и других вредных веществ. При неправильной эксплуатации станции или при возникновении чрезвычайной ситуации, попадание в атмосферу и в почву этих веществ, может привести к экологической катастрофе локального масштаба. 

Кроме того, стоимость энергии ГеоТЭС выше, чем у ВЭС и СЭС, а мощность довольно невысокая.

Основная проблема практически всех перечисленных выше источников заключается в их нестабильности. Современные аккумуляторы не позволяют накапливать такое количество энергии, чтобы без потерь мощности использовать ее в ночное время или во время штиля. Один из вариантов — во время пиковых нагрузок поднимать воду в верхнюю часть водохранилища и потом во время затишья использовать ее для выработки энергии на ГЭС. 

Зарабатываем и делимся: популярно о дивидендах

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ В РОССИИ И В МИРЕ

На данный момент использование ВИЭ активно развивается в Европе, где страны вынуждены закупать топливо для работы традиционных электростанций. Но, по мнению некоторых экспертов, в развитии альтернативной энергетики заинтересованы и государства, чья экономика зависит от экспорта нефти и газа. Ведь если в некоторых регионах использовать ВИЭ вместо газа, это топливное сырье можно будет отправить на экспорт. 

Тем не менее, в России этот сектор энергетики развивается очень медленно. По данным аналитической компании Enerdata, в Норвегии около 97% электроэнергии добывается из альтернативных источников с учетом гидроэнергетики, около 80% — в Новой Зеландии и Бразилии. В Европе 30-40% энергии ВИЭ вырабатывается в Германии, Италии, Испании и Великобритании. В России этот показатель составляет всего 17,2%, из них доля СЭС и ВЭС — менее 1%.

Альтернативная энергетика: солнце, воздух и вода

Постоянно повышающаяся потребность в энергии, новые, крайне прожорливые потребители электричества – гигантские дата-центры и электромобили для массового рынка – вынуждают человечество искать альтернативные источники энергии. Важно, чтобы они были не только высоко эффективными, но и экологически чистыми.

Отрасли нетрадиционной энергетики

К традиционным источникам электроэнергия относятся тепловые (уголь, газ, мазут), гидро- и атомные электростанции. Причем относительно «зелеными» считается лишь третий тип электростанций, тогда как два первых наносят ощутимый вред атмосфере и гидросфере соответственно.

Экологически чистые (опять-таки, относительно) солнечные, ветровые и геотермальные электростанции в ряде стран мира вырабатывают до половины электричества, но их до сих пор называют альтернативными. Кроме того, существует альтернативная гидроэнергетика, подразумевающая волновые, приливные и водопадные электростанции.

Самой же неоднозначной отраслью альтернативной энергетики является, пожалуй, биотопливо. На фоне вероятного глобального продовольственного кризиса засевать плодородные земли культурами, перерабатывающимися в биотопливо – преступление перед человечеством.

Но давайте же поговорим о каждой отрасли альтернативной энергетики по порядку.

Гелиоэнергетика

Солнечные электростанции (СЭС) – одни из самых распространенных на планете, так как используют неисчерпаемый источник энергии (солнечный свет). В процессе выработки электричества, а при необходимости еще и тепла для обогрева жилых помещений и подачи горячей воды, они не наносят никакого вреда окружающей среде. Но существует обратная сторона медали: утилизация отработавших свое солнечные батарей процесс затратный и уж точно не экологически чистый.

Солнечные панели зачастую встраивают прямо в крыши жилых домов

Сильно зависима гелиоэнергетика от погоды и времени суток: в дождливый день и, уж тем более, ночью электричество особо-то не покачаешь. Приходится запасаться аккумуляторными батареями, что удваивает стоимость установки солнечных панелей, например, на даче.

Лидерами в популяризации гелиоэнергетики являются Германия, Испания и Япония. Понятное дело, что преимущество тут имеют южные страны, где солнце жарко светит почти круглый год. Германия же традиционно занимает лидирующие позиции в альтернативной энергетике, поэтому даже на СЭС в этой в целом-то холодной стране делается большая ставка.

Солнечная ферма Охотниково: живописный Крым заблестел словно огромное зеркало

Приятно, что в вопросах гелиоэнергетики Украина не пасет задних. В Крыму находится сразу несколько крупных СЭС: Перово (мощность 100 МВт, 11 место в мировом рейтинге), Охотниково (80 МВт, 22 место) и Приозерная (55 МВт, 42 место). Безоговорочными же лидерами являются американские Агуа-Калиенте и Калифорнийская Долина, мощностью по 250 МВт каждая.

Мощнейшая в мире солнечная электростанция Агуа-Калиенте (штат Аризона)

Ветроэнергетика

Обуздало силу ветра человечество довольно-таки давно: ветряные мельницы много столетий верой-правдой служили для перемолки зерна в муку. Сейчас же пришло время найти «мельницам» новое применение – гигантские лопасти, гонимые силой ветра, способны вращать мощные генераторы и таким путем эффективно вырабатывать столь нужное электричество.

Ветрогенератор самостоятельно подстраивается под меняющееся направление ветра, свободно вращаясь на мачте

Тройку лидеров в мировой выработке электричества с помощью ветра составляют Китай, США и Германия. Если же сравнивать долю ветроэлекстростанций (ВЭС) в каждой конкретной стране, то лидируют Дания, Португалия и Испания. Тут опять-таки многое зависит от климатических условий: в одних странах ветер не утихает ни на секунду, в других наоборот большую часть времени стоит штиль. Украине в этом плане повезло не очень: погода у нас мягкая и маловетреная. Хотя еще в 30-х годах в Крыму была построена первая в мире промышленная ветроэлектростанция, а в 1934 г. под руководством Юрия Кондратюка (того самого, что рассчитал траекторию полета на Луну) разрабатывался проект постройки огромной 12-мегаваттной ветростанции на горе Ай-Петри с башней высотой 165 метров и двумя 80-метровыми турбинами, размещенными на двух уровнях.

Крупнейшая в мире ветровая электростанция London Array построена в море возле берегов Великобритании (630 МВт)

Есть у ветроэнергетики как веские преимущества, так и столь же веские недостатки. В сравнении с солнечными панелями «ветряки» стоят недорого и не зависят от времени суток, а потому частенько встречаются на дачных участках. Существенный минус у ветрогенераторов только один – они изрядно шумят. Установку такого оборудования придется согласовывать не только с родными, но и жителями близлежащих домов.

Геотермальная энергетика

В районах с вулканической активностью, где подземные воды нагреваются выше температуры кипения, рационально строить геотермальные теплоэлектростанции (ГеоТЭС). Пожалуй, самой известной страной, где широко применяются ГеоТЭС, является Исландия. Оно и не странно: кипяток и пар циркулирует по трубам круглый год без остановок, что позволяет в процессе выработки электричества обходиться без дорогостоящих и трудно утилизируемых аккумуляторов.

Несьявеллир (Исландия) – крупнейшая в Европе ГеоТЭС (120 МВт)

Делают ставку на геотермальную энергетику и в других странах, где удалось обуздать вулканическую активность Земли: США, Новая Зеландия, Индонезия и Филиппины. Богата термальными водами и Россия: вот только новые ГеоТЭС в Сибири давненько не строили. Последние подвижки в этом направлении датируются еще временами СССР.

Мощность ГеоТЭС «Гейзерс» (штат Калифорния, США) изначально составляла 2 тыс. МВт, но постепенно падает

Альтернативная гидроэнергетика

Нетрадиционное использования водных ресурсов планеты для выработки энергии подразумевает три типа электростанций: волновые, приливные и водопадные. Причем самыми перспективными из них считаются первые: средняя мощность волнения мирового океана оценивают в 15 кВт на погонный метр, а при высоте волн выше двух метров пиковая мощность может достигать аж 80 кВт/м.

Главная проблема волновых электростанций – сложность преобразования движения волн (вверх-вниз) во вращение лопастей колеса генератора. Впрочем, последние разработки британский (проект Oyster) и российских ученых (проект Ocean RusEnergy) должны решить данную проблему.

Oyster – высокоэффективный волновой электрогенератор, разработанный в Великобритании

Приливные электростанции имеют значительно меньшую мощность, чем волновые, зато их куда легче и удобнее строить в прибрежной зоне морей. Гравитационные силы Луны и Солнца дважды в день меняют уровень воды в море (разница может достигать двух десятков метров), что позволяет использовать энергию приливов и отливов для выработки электричества.

Во Франции почти полвека эксплуатируется приливная электростанция «Ля Ранс» (мощность 240 МВт), которая построена в устье реки Ранс рядом с городком Сен-Мало. Долгое время она удерживала мировое лидерство по мощности, но в 2011 году ее обошла южнокорейская Сихвинская ПЭС (254 МВт).

«Ля Ранс» – одна из старейших и в то же время мощнейшая в Европе ПЭС

Водопадные электростанции являются, пожалуй, самыми малоперспективными в отрасли гидроэнергетики. Дело в том, что по-настоящему мощных водопадов на планете не так уж и много. Вспомнить стоит разве что электростанции «Сэр Адам Бек 1» и «Сэр Адам Бек 2», построенные на Ниагарском водопаде, а точнее на его канадской стороне. Комплекс электростанций «Сэр Адам Бек» (США) мощностью 2 тыс. МВт построен на границе США и Канады

Биотопливо

Жидкое, твердое и газообразное биотопливо может стать заменой не только традиционным источникам электричества, но и бензину. В отличие от нефти и природного газа, восстановить запасы которых не представляется возможным, биотопливо можно вырабатывать в искусственных условиях.

Простейшим биотопливом является древесина, а точнее отходы деревообрабатывающей промышленности – щепки и стружка. Спрессованные в брикеты они прекрасно горят, а нагретая с их помощью вода позволяет вырабатывать электричество и тепло, пусть и в небольших масштабах. Кукуруза – продукт питания и в то же время сырье для биотоплива

Но будущее за жидким и газообразным биотопливом: биодизелем, биоэтанолом, биогазом и синтез-газом. Все они производятся на основе богатых сахаром или жирами растений: сахарного тростника, кукурузы и даже морского фитопланктона. Последний вариант так и вовсе имеет безграничные перспективы: выращивать водоросли в искусственных условиях дело не хитрое. Фитопланктон (крохотные морские водоросли и бактерии) – идеальное сырье для производства жидкого и газообразного биотоплива

Будущее альтернативной энергетики

Концепт орбитальной солнечной электростанции NASA Suntower

Учитывая подорожание энергоносителей и подорванное доверие к атомным электростанциям, развитие альтернативной энергетики постепенно ускоряется. Ну а если смотреть на совсем уж отдаленную перспективу, то стоит упомянуть космическую энергетику. Концепт орбитальной солнечной электростанции NASA SERT

Данная отрасль подразумевает размещение солнечных батарей на земной орбите и на поверхности Луны. Это позволит добывать примерно на треть больше электроэнергии, чем это возможно в условиях земной атмосферы. На Землю же передаваться выработанное электричество будет с помощью радиоволн.

Альтернативная энергетика - это... Что такое Альтернативная энергетика?

Альтернати́вная энерге́тика — совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования и, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде.

Направления альтернативной энергетики

Ветроэнергетика

Гелиоэнергетика

Альтернативная гидроэнергетика

  • Приливные электростанции
  • Волновые электростанции
  • Мини и микро ГЭС (устанавливаются в основном на малых реках)
  • Водопадные электростанции
  • Аэро ГЭС[1][2] (конденсация/сбор водяного пара из атмосферы и гидравлический напор 2-3 км)

Геотермальная энергетика

  • Тепловые электростанции (принцип отбора высокотемпературных грунтовых вод и использования их в цикле)
  • Грунтовые теплообменники (принцип отбора тепла от грунта посредством теплообмена)

Космическая энергетика

Получение электроэнергии в фотоэлектрических элементах, расположенных на орбите Земли. Электроэнергия будет передаваться на землю в форме микроволнового излучения[3]. Может способствовать глобальному потеплению.

Водородная энергетика и сероводородная энергетика

  • Водородные двигатели (для получения механической энергии)
  • Топливные элементы (для получения электричества)
  • Биоводород
  • На сегодняшний день для производства водорода требуется больше энергии, чем возможно получить при его использовании, поэтому считать его источником энергии нельзя. Он является лишь средством хранения и доставки энергии.

Квантовая энергетика

 Энергетика, основанная на использовании предполагаемых квантов пространства-времени (квантон) и сверхсильного электромагнитного взаимодействия[4]. 

Управляемый термоядерный синтез

Распределённое производство энергии

Новая тенденция в энергетике, связанная с производством тепловой и электрической энергии.

Альтернативный источник энергии

Источники энергии — встречающиеся в природе вещества и процессы, которые позволяют человеку получить необходимую для существования энергию[5]] Альтернативный источник энергии — заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.

Классификация источников

Перспективы

На возобновляемые (альтернативные) источники энергии приходится всего около 5 % мировой выработки электроэнергии в 2010г.(без ГЭС)[6]. Речь идет прежде всего о геотермальных электростанциях (ГеоТЭС), которые вырабатывают немалую часть электроэнергии в странах Центральной Америки, на Филиппинах, в Исландии; Исландия также являет собой пример страны, где термальные воды широко используются для обогрева, отопления.

Приливные электростанции (ПЭС) пока имеются лишь в нескольких странах — Франции, Великобритании, Канаде, России, Индии, Китае.

Солнечные электростанции (СЭС) работают более чем в 30 странах.

В последнее время многие страны расширяют использование ветроэнергетических установок (ВЭУ). Больше всего их в странах Западной Европы (Дания, ФРГ, Великобритания, Нидерланды), в США, в Индии, Китае. Дания получает 25 % энергии из ветра[7]

В качестве топлива в Бразилии и других странах все чаще используют этиловый спирт.

Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и ожидаемым топливным дефицитом в традиционной энергетике.

По оценкам Европейской комиссии к 2020 году в странах Евросоюза в индустрии возобновляемой энергетики будет создано 2,8 миллионов рабочих мест. Индустрия возобновляемой энергетики будет создавать 1,1 % ВВП[8].

Россия может получать 10 % энергии из ветра[7]

По сравнению с США и странами ЕС использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России находится на низком уровне. Сложившуюся ситуацию можно объяснить доступностью традиционных ископаемых энергоносителей, а также слабой озабоченностью экологической обстановкой в стране властей, бизнеса и населения. Один из основных барьеров для строительства крупных электростанций на ВИЭ — отсутствие положения о стимулирующем тарифе, по которому государство покупало бы электроэнергию, производимую на основе ВИЭ (feed-in tariff)[9].

Инвестиции

Согласно отчёту ООН, в 2008 году во всём мире было инвестировано $140 млрд в проекты, связанные с альтернативной энергетикой, тогда как в производство угля и нефти было инвестировано $110 млрд.

Во всём мире в 2008 году инвестировали $51,8 млрд в ветроэнергетику, $33,5 млрд в солнечную энергетику и $16,9 млрд в биотопливо. Страны Европы в 2008 году инвестировали в альтернативную энергетику $50 млрд, страны Америки — $30 млрд, Китай — $15,6 млрд, Индия — $4,1 млрд[10].

Распространение

В мае 2009 года 13 % электроэнергии в США были произведены из возобновляемых источников энергии. 9,4 % электроэнергии было выработано на гидроэлектростанциях, около 1,8 % были получены из энергии ветра, 1,3 % из биомассы, 0,4 % из геотермальных источников и 0,3 % от энергии солнца[11].

В Австралии в 2009 году 8 % электроэнергии вырабатывается из возобновляемых источников[12]. В 2010 году альтернативная энергия (не считая гидроэнергии) составляла 4,9% всей потребляемой человечеством энергии.В том числе для отопления и нагрева воды (биомасса, солнечный и геотермальный нагрев воды и отопление) 3,3%; биогорючее 0,7%; производство электроэнергии (ветровые, солнечные, геотермальные электростанции и биомасса в ТЕС) 0,9%.[6]

См. также

Примечания

Ссылки

Литература

виды, проблемы, плюсы и минусы, обзор компаний на бирже, доступных российским инвесторам

Евгений Воробьев

энергетик

Профиль автора

На бирже только и разговоров, что об экологичности и ESG.

Мы уже писали большую статью про ESG — этичные инвестиции с точки зрения экологичности, социального эффекта и менеджмента. В этой статье поговорим об экологичности подробнее.

Когда говорят об экологии, первым делом задумываются о снижении выбросов углекислого газа — декарбонизации. Но кроме декарбонизации есть множество других различных направлений: например, сохранение пресной воды, борьба с глобальным потеплением, сохранение популяций животных.

Многие из этих проблем частично решает использование альтернативных источников энергии. В статье я рассмотрю те виды альтернативной энергетики, которые не подразумевают прямого влияния на экологию, — например, большие гидроэлектростанции не подходят: хоть они и считаются альтернативной энергетикой, но непосредственно влияют на всю экосреду рек, преграждая пути для рыб и животных. Еще я исключу источники, у которых невелика перспектива распространения, — например, в мире есть не так много мест, где можно использовать энергию термальных источников или энергию приливов и отливов.

Поговорим о том, какие сильные и слабые места есть у каждого из выбранных источников, — а потом рассмотрим эмитентов на бирже, которые могут заинтересовать инвесторов.

Альтернативный источник энергии

Биодизель, биогаз и прочие вещества с метанолом или этанолом

Основная идея тут в том, чтобы заменить традиционное топливо на биологическое. На первый взгляд, все прекрасно: биотопливо при сгорании практически не выбрасывает в атмосферу вредных веществ. Но есть другая проблема.

Для производства биотоплива используются либо продукты жизнедеятельности сельскохозяйственных животных, либо сахаросодержащие и масличные растения. При этом мы видим намечающийся тренд на экологичное сельское хозяйство, в том числе и на внедрение в наш рацион искусственного мяса.

Для ведения классического сельского хозяйства необходимо огромное количество воды. По нормам водопотребления в среднем на одну голову крупного рогатого скота необходимо от 70 до 100 литров воды в сутки. А для производства 50—65 м³ биогаза необходимо около тонны навоза крупного рогатого скота. Если брать растительное сырье, то приблизительно с тонны масла получается 200 кг метанола или этанола. К примеру, для функционирования среднестатистического современного комбайна необходимо 5 кг/га топлива. То есть тонны масла хватит примерно на 40 га.

Ниже я привел таблицу производства масла из различного сырья. Увеличение сельхозугодий грозит нам вырубкой лесов, загрязнением подземных вод удобрениями и отходами животноводства. Плюс запас хода автомобиля на таком виде топлива сокращается в среднем на 20—25%.

В итоге можно сделать вывод, что биотопливо или биогаз — это более чистый вид топлива, чем традиционный бензин или дизель, но при его производстве мы сталкиваемся с рядом проблем вроде увеличения посевов или ухудшения эксплуатационных качеств машин, что также влияет на экологию.

В Бразилии очень развито использование таких источников энергии, потому что страна сталкивалась с нефтяными кризисами, а это неплохая альтернатива. Но в Бразилии хорошие климатические условия для выращивания практически всех видов культур. И все равно при этом Бразилию сильно критикуют за проблемы с голодом населения и использование сельхозугодий в неэтичных целях.

Альтернативный источник энергии

Ветрогенерация

Это еще один вид альтернативной энергии, у которого на первый взгляд отличные экологические показатели — в первую очередь полное отсутствие углеводородов при выработке электроэнергии.

Но, во-первых, использование ветряных мельниц возможно не везде, а во-вторых, КПД такой станции оставляет желать лучшего: в среднем он составляет около 30%. По закону Беца максимальный коэффициент использования энергии ветра равен 0,593. Если учесть затраты на преобразование и транспортировку энергии, максимально возможный КПД получится в районе 35—45%.

Это обусловлено длинной цепочкой производства энергии: для питания какого-либо объекта нужна сеть 380/220 вольт переменного тока, а ветряная мельница сама по себе вырабатывает 24 вольт постоянного тока — то есть нужен инвертор, чтобы этот ток преобразовать.

А еще нужно сохранить энергию в моменты, когда она не потребляется, — для этого понадобится аккумуляторная батарея. В каждом из этих звеньев теряется энергия. Одна мельница высотой 10 метров и диаметром ротора 1,5 метра вырабатывает всего около 0,6—0,7 кВт·ч/сутки энергии, в зависимости от интенсивности ветра. Для примера: обычный бытовой холодильник потребляет около 0,3 кВт·ч.

Негативное влияние на окружающую среду тоже есть:

  1. Для ветропарка нужна большая площадь — это может повлечь за собой вырубку лесов, выравнивание ландшафта.
  2. От работы мельниц создаются вибрации на определенной частоте, от которых черви глубже уходят в землю. За счет этого птицам нечем питаться — нарушаются пищевые цепочки.
  3. Необходимо огромное количество батарей для сохранения энергии. Для производства батарей требуются редкоземельные металлы — а добыча этих металлов очень грязная и вредная для окружающей среды.
  4. Кладбище изношенных ветряных лопастей — это огромная проблема. Утилизировать лопасти ветрогенераторов нормально пока не научились.

Альтернативный источник энергии

Солнечная энергия

По мнению многих, это один из самых экологичных существующих сейчас видов энергии. Суть заключается в принципе фотоэлемента: когда на фотоэлемент попадает свет — не обязательно солнечный, — вырабатывается электроэнергия. Кажется, ну куда уж чище? Но нет. С солнечными электростанциями есть такая же проблема, как и с ветряными.

КПД солнечных электростанций не превышает 25—30% за счет такой же цепочки, как и у ветропарков: нужны инверторы, аккумуляторные батареи для накопления. Еще необходимы большие площади для строительства станций. Одна солнечная панель площадью 7 м² вырабатывает всего 6—7 кВт·ч/сутки. Как мы рассматривали выше, это не так много. Плюс у них существует та же проблема с сохранением энергии, что и у «ветряков».

Еще есть проблемы с эксплуатацией этих станций: град может побить сами панели; полупроводниковые элементы могут перегреваться; необходимо увеличивать сечения проводов — панели нужно ставить в солнечных местах, где температура может быть высокой, а чем выше температура, тем больше сопротивление проводников.

Что с этим всем делать

Я считаю, что наши технологии в альтернативной энергетике еще не готовы к масштабной декарбонизации. Необходимо инвестировать прежде всего в развитие технологий, а не во внедрение существующих во всемирную энергосистему.

В связи с этим я вижу перспективу в атомной энергетике, потому что это один из самых чистых видов энергии, если не считать экстремальных случаев. По данным МЭА, рост использования атомной энергетики к 2040 году составит 28—62%, а по прогнозам BP к 2050 году он составит 42—164%. Разброс большой, так как часть стран, например Китай и Индия, сильно наращивают объемы выработки и вводят новые реакторы в эксплуатацию, а другие страны, например Япония, наоборот, снижают.

Еще большую перспективу я вижу в развитии газовых электростанций. Газ намного чище, чем уголь или нефть, плюс переход ТЭЦ с другого вида топлива на газ наиболее прост в практическом исполнении. Замена угольных мощностей на газовые дает снижение выбросов углекислого газа на 50—70%.

В нашей статье про альтернативную энергетику были представлены графики, по которым видно, что по прогнозам к 2040 году одним из основных источников энергии будет газ, а остальные чистые источники энергии в совокупности будут отставать.

С другой стороны, каждый из перечисленных источников альтернативной энергии очень перспективен в узконаправленных сегментах.

Например, биодизель отлично подойдет для сельскохозяйственной техники, биогаз — для отопления теплиц или помещений для содержания животных, а солнечные панели хороши для электромобилей: электроника в автомобиле работает от постоянного тока 12—24 вольт — КПД такой установки существенно повышается, потому что убираются несколько звеньев цепочки производства.

Обзор компаний

В завершение приведу примеры компаний из каждого рассмотренного в этой статье сегмента альтернативной энергетики. Буду рассматривать только те компании, которые может купить российский инвестор без статуса квалифицированного инвестора и которые я посчитал интересными.

NextEra Energy (NEE) — крупнейшая энергетическая компания по объемам вырабатываемой солнечной и ветровой энергии. Наверное, главный бенефициар от будущей программы Байдена по развитию инфраструктуры, если она будет принята.

Это коммунальная компания — она не производит инновационных вещей и не разрабатывает программное обеспечение. Ее бизнес очень прост, но требует серьезных вложений для расширения. Именно поэтому долг составляет 130% от капитала. Чистая рентабельность, по последним данным, около 14% — это отличный показатель для коммунальщиков, но он существенно снижается: в 2018 году чистая рентабельность составляла порядка 40%, а в 2019 году — 20%.

Что делать? 01.06.18

Как компания может показывать чистую прибыль и огромный долг

Вероятно, это связано с ценой на углеводороды, ведь чем выше цена на нефть, газ, уголь, тем выгодней смотрится электричество в качестве их альтернативы. При нынешней цене на нефть у компании неплохие перспективы вновь нарастить свою маржу.

По мультипликаторам компания очень дорогая для сектора коммунальных услуг: P / E = 52,5; P / S = 8,49. При всем этом компания постоянно выпускает новые акции, размывая долю акционеров.

SolarEdge Technologies Inc (SEDG) — израильская компания, которая разрабатывает и производит оборудование для солнечных панелей. Когда Байден только пришел к власти и все альтернативщики полетели в космос, это затронуло компанию, но с каким-то чрезмерным рвением.

Компания стоит 100 годовых прибылей и 9 выручек — и это даже после просадки на 30% от максимумов. Плюс маржа 10% — это, конечно, неплохо, но для компаний с такой оценкой безумно мало. В целом у SolarEdge Technologies хороший планомерный рост от года к году. Выручка и акционерный капитал растут, долг около 60% от капитала. В целом это хороший растущий бизнес, который, скорее всего, и дальше будет развиваться, но уж очень дорого все это стоит.

First Solar Inc (FSLR) — по моему мнению, это та самая компания, в которую пойдет львиная доля вложений от плана Байдена. Она создает тонкопленочные солнечные панели, и это в целом довольно перспективная технология. У компании очень нестабильные финансовые потоки, но при этом нет долгов.

Уже в этом году они показали маржу 15%, а если добавить сюда госзаказы, получится очень хорошая схема. P / E = 21, тут все неплохо, но немного высоковат P / S — 3,12. Если руководство компании сможет выиграть тендеры и заключить хорошие контракты с государством, то и финансовые показатели улучшатся, и капитализация компании будет расти. Но здесь много рисков: на этом рынке появляется много игроков.

Renewable Energy Group Inc (REGI) занимается производством биодизеля. За год компания сделала уже более 200%, а на мартовских пиках и вовсе показывала прирост более 350%. Даже сейчас по мультипликаторам компания не выглядит сильно дорогой: P / E = 23, P / S = 1,35. Net Profit Margin около 6%, что тоже является средним по рынку.

С 2014 года у компании росла выручка, и только в 2020, коронавирусном году она снизилась, но компания осталась прибыльной. На самом деле это очень нишевый бизнес, и любой сельскохозяйственный производитель может создавать для себя биодизель — например, Archer Daniels Midland Company (ADM) так и делают. Потребление биодизеля, скорее всего, сильно расти не будет, но свою нишу Renewable Energy заняли и уже из нее никуда не уйдут.

TPI Composites (TPIC) производят лопасти для ветрогенераторов. Компания убыточна, но выручка растет большими темпами. По P / E мы ее оценить не сможем, но P / S = 1,17 — это хороший показатель. Капитализация компании всего 2 млрд долларов — и если вы верите в этот стартап, то можно надеяться на хороший результат. И это еще одна американская компания, которая должна выиграть, если план Байдена будет принят. На данный момент компания в просадке на 30% от максимумов февраля, и, возможно, это хороший момент для входа.

Урок 12. традиционная и альтернативная энергетика. экологически безопасные источники получения электроэнергии - Экология - 11 класс

Экологические проблемы электроэнергетики и пути их решения

Традиционная и альтернативная энергетика. Экологически безопасные источники получения электроэнергии

Необходимо запомнить

ВАЖНО!

Энергоснабжение охватывает все сферы нашей жизни. Главным источником энергии на нашей планете является Солнце. Человек использует тепло и свет, исходящие от Солнца, а также накопленную в течение миллионов лет энергию фотосинтеза в виде полезных ископаемых – исчерпаемых природных ресурсов: угля, нефти и газа. Наибольшее количество электроэнергии в России вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС), где энергию получают путём сжигания природного газа, угля, торфа или мазута. Сжигание топлива – не только основной источник энергии, но и источник выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (углекисный газ, двуокись серы, оксиды азота, пылевые частицы).

Гидроэнергетика также получила достаточно широкое распространение. Одно из важнейших её воздействий на окружающую среду связано с отчуждением значительных площадей плодородных земель под строительство водохранилищ.

Атомная энергетика стала развиваться относительно недавно и рассматривается как наиболее перспективная. 0,5 кг ядерного топлива позволяет получать столько же энергии, сколько сжигание 1000 тонн каменного угля. Экологические проблемы этой отрасли энергетики связаны с захоронением отработанного ядерного топлива, ликвидацией самих АЭС после окончания сроков эксплуатации и опасностью радиационного заражения в случае аварийных ситуаций.

Однако, при постоянно возрастающих потребностях современной цивилизации все традиционные источники энергии, возможно, будут исчерпаны. На современном этапе развития, человечество старается найти новые, экологически чистые и восполняемые источники энергии. Эти способы получения, передачи и использования энергии получили название альтернативных. К ним относят солнечную, геотермальную и ветровую энергию, а также энергию биомассы и океана. Наиболее прогрессивная технология – сочетание в одном устройстве генераторов двух видов энергетических установок, например, ветрогенератора и солнечных батарей. Развитие альтернативной энергетики ведётся и в России. Например, функционируют геотермальные электростанции (Камчатка), на Крымском полуострове широко применяется получение электроэнергии с помощью солнечных батарей, возведено несколько сотен ветроэлектростанций, запланированы к строительству приливно-отливные электростанции.

Традиционные способы получения электроэнергии

90 000 Что такое альтернативные источники энергии? Типы

Альтернативные источники энергии: раздел

Возобновляемые источники энергии можно разделить на солнечную, ветровую, водную, геотермальную и энергию биомассы.

Солнечная энергия - Ее источником являются реакции ядерного синтеза, происходящие внутри Солнца. Эта энергия достигает нас в виде солнечного излучения. Мы можем использовать его напрямую благодаря фотоэлектрическим панелям или солнечным коллекторам. Косвенно солнечная энергия также является источником энергии воды, ветра и биомассы.К преимуществам солнечной энергетики можно отнести наименьшее воздействие на окружающую среду среди всех альтернативных источников энергии, неограниченные ресурсы и повсеместное присутствие. Однако к недостаткам относятся: неравномерность потока энергии в суточном и годовом масштабе и зависимость интенсивности солнечной энергии от запыленности, загрязнения и облачности.

Энергия ветра - хотя и имеет прямое отношение к солнечной энергии, но из-за способа ее получения квалифицируется как отдельный источник энергии.В промышленности она в основном преобразуется в механическую энергию, которая вырабатывается вращением ветряной турбины, приводимой в движение лопастями лопастей ротора. Электричество вырабатывается за счет вращательного движения, которое приводит в движение генераторы с помощью шестерен. Энергия, производимая ветряными электростанциями, не содержит продуктов, загрязняющих атмосферу Земли, например, вредной пыли CO 2, и других парниковых газов. Энергия ветра бесплатна и доступна практически в любом месте.Однако в Польше существуют энергетические зоны, разработанные на основе многолетних исследований, которые определяют ветровые условия по 5-балльной шкале (в том числе чрезвычайно, благоприятный, неблагоприятный ) . Среди преимуществ ветроэнергетики можно отметить: освоение пустырей под электростанции, создание новых рабочих мест и экономия энергоресурсов. К недостаткам можно отнести большой разброс силовой установки и шум, создаваемый работой турбины.

Энергия воды - как и в случае ветра, связана с солнечной энергией.При испарении вода поднимается вверх и приобретает потенциальную энергию. Конденсируясь и выпадая в виде дождя, она питает реки, из которых можно получать кинетическую энергию текущей воды. На суше мы можем использовать ее в основном двумя способами:

  • как механическую энергию текущей воды, которую мы можем использовать для привода различных типов мельниц, малых гидроэлектростанций и т. д.,
  • через напор воды, который используется для накопления огромных масс воды перед плотинами (наиболее эффективный способ получения энергии).Когда жидкость проходит через турбины, вырабатывается электричество.

По характеру работы различают следующие типы гидроэлектростанций:

  • проточные - строятся преимущественно на равнинных реках;
  • нормативные - устанавливаются на водоемах специальной конструкции;
  • каскад - с использованием нескольких водоемов, что позволяет более бесперебойную работу;
  • аккумулирующие насосные - принцип их работы заключается в перекачивании воды из нижнего водоема в верхний в ночное время; в течение дня, в пиковый период спроса на электроэнергию, вода сбрасывается из верхнего резервуара в нижний, а благодаря использованию водяных турбин вырабатывается электроэнергия.

Существуют также альтернативные способы использования энергии воды, доступной в морях и океанах. Среди них выделяются среди прочих энергия приливов, волн и энергия морских или океанских течений. К преимуществам гидроэнергетики относятся более низкие эксплуатационные расходы и затраты на выработку электроэнергии, чем при традиционной энергетике, а к недостаткам – большие инвестиционные затраты, вмешательство в природную среду, заиление дна рек.

Геотермальная - это природная энергия, исходящая изнутри Земли.Из-за разницы температур между ядром Земли и земной корой происходит постоянный поток тепла от ядра к поверхности. Эту энергию в виде тепла можно легко наблюдать в польских каменноугольных шахтах, где температура первичной породы на самых низких уровнях добычи превышает 50⁰C. В настоящее время геотермальная энергия используется для получения горячей воды или пара непосредственно из источников. Одним из важнейших его преимуществ является независимость от погодных условий (в отличие, например, ответер и солнце). К недостаткам можно отнести возможность засоления почвы, высокие первоначальные инвестиционные затраты и - в случае неправильной эксплуатации - выделение вредных газов в виде сероводорода и углекислого газа.

Энергия биомассы представляет собой органическую массу природного происхождения, содержащую элементарный углерод (C). Он образовался в результате фотосинтеза под действием солнечной радиации. Энергия из биомассы может быть получена из сельскохозяйственных отходов, т.е.солома, сложные эфиры рапсового масла, отходы леса. Также его иногда производят из отходов целлюлозно-бумажной, текстильной и пищевой промышленности. Он непосредственно используется для подачи тепловой энергии или для производства электроэнергии. Косвенно растительные и животные вещества используются для производства топлива или биогаза. В развивающихся странах преобладает традиционный способ использования (например, в качестве топливной древесины), в то время как в развитых странах биомасса в основном используется в переработанной форме (например, в качестве топлива).гранулы). К преимуществам энергии биомассы можно отнести развитие местного рынка производства и поставок биомассы, а к недостаткам — высокие затраты на приобретение, переработку и транспортировку.

Другие преимущества использования возобновляемых источников энергии

Существует много преимуществ использования возобновляемых ресурсов, таких как геотермальная энергия, солнце, ветер или вода. Это способствует сокращению выбросов парниковых газов, таких как углекислый газ и метан. Спрос на невозобновляемые источники энергии, т.е.каменный и бурый уголь, природный газ. Использование альтернативных источников энергии приводит к тому, что в атмосферу выбрасывается меньше вредных газов. Это улучшает состояние воздуха, которым мы дышим, и мест, в которых мы живем. Возобновляемые источники энергии также способствуют экономической активизации, подпитывая мировую и местную экономику.

Статьи по теме

Заполните форму

Напишите нам, наш специалист свяжется с вами и подготовит индивидуальное предложение ESOLEO.

Имя и фамилия *

Адрес электронной почты *
Номер телефона *

Я заявляю, что ознакомился с Регламентом и Политикой конфиденциальности и принимаю их содержание *
Я даю согласие на обработку предоставленных мной персональных данных ESOLEO Sp. о.о. со штаб-квартирой на ул. Wyścigowa 6, 02-681 Варшава, чтобы представить коммерческое предложение ESOLEO по телефону, SMS, MMS, электронной почте или во время визита коммерческого консультанта (основание - статья 6 пар.1 лит. a GDPR).*
Я даю согласие на обработку моих персональных данных в области имени, фамилии, номера телефона, адреса электронной почты с целью маркетинга продуктов и услуг ESOLEO по телефону, SMS, MMS или электронной почте ( основанием является пункт 1 (а) GDPR).

* Обязательные поля

Благодарим вас за интерес к нашему предложению, благодаря которому вы сэкономите на счетах за электроэнергию и позаботитесь об окружающей среде.

Ваш запрос зарегистрирован в нашей системе. Наш консультант свяжется с вами для организации бесплатного аудита в течение 8 рабочих дней.

С уважением ESOLEO

Этот веб-сайт использует файлы cookie
Файлы cookie необходимы для правильного функционирования веб-сайта. Чтобы предоставлять услуги в соответствии с индивидуальными интересами, мы используем их для запоминания деталей отправки контактных данных и сбора статистических данных для оптимизации функциональности веб-сайта. Нажмите кнопку «Перейти на страницу», чтобы принять использование файлов cookie и перейти непосредственно на страницу Перейти на страницуПолитика конфиденциальности .90 000 Альтернативные источники электроэнергии в Польше

В настоящее время изменение климата, существует много споров об используемых источниках энергии. На в мире по-прежнему доминируют уголь и ядерная энергия. Однако Альтернативные источники электроэнергии не только приобретают все большее популярности и в Польше, но они способны рано или поздно заменить обычные источники. Скорее, термин «альтернативный» следует заменить «возобновляемыми» источниками энергии, которые кажутся более подходящими для их природа.Альтернативные источники электроэнергии практически доступны неисчерпаемы и могут использоваться в течение длительного времени без вреда для окружающей среды.

Если вы планируете установить фотоэлектрические панели, обязательно ознакомьтесь с предложениями нескольких компаний. Получить их можно очень просто – воспользуйтесь сервисом «Поиск подрядчика» на сайте «Строительные калькуляторы». Заполнив короткую форму, вы получите около десятка предложений от разных компаний без каких-либо комиссий и обязательств.

Различные способы получения энергии из альтернативные источники

Ветряные электростанции - наибольшая доля в производстве возобновляемой энергии в Польше возобновляемая 90 019

Использование энергии ветра для производства электроэнергии Электричество сегодня является популярной альтернативой ископаемому топливу. Большой ветряные электростанции преобразуют энергию движения воздуха в электричество через несущие винты, построенные по принципу крыльев самолета.

Современные ветряки могут при оптимальных условиях использовать до 59% чистой энергии ветра для выработки электроэнергии. Большой наземные или морские ветряные электростанции снабжают клиентов чистым, электричество без углекислого газа.

Проблема с ветряной электростанцией, однако установленная номинальная мощность устройств редко совпадает с реальными результатами. Приборы необходимо выключать при слишком сильном ветре и при слишком слабом ветре. сила ветра производит мало электричества.Трудно уверить стабильность и непрерывность производства на постоянном уровне.

Солнечная энергия - самый важный источник электроэнергии в будущем

Солнце является источником жизненной энергии для нашей планеты. Он снабжает нас пищей благодаря фотосинтезу растений, нагревает поверхность и приводит в движение ветры и морские воды, обеспечивает стабильность климата. Часть энергии солнечной энергии, поглощаемой поверхностью Земли, было бы достаточно, чтобы удовлетворить потребности человека в энергии.

Существует два типа устройств сбора энергии. солнечный. Первые работы по простому принципу нагрева воды через солнечные панели. Примеры можно найти на крышах частных домов, где такие панели используются для нагрева воды для бытовых нужд. Различные солнечные устройства вид устанавливает все больше и больше для производства электроэнергии. Клетки Солнечные панели, объединенные по практическим соображениям в солнечные панели, источник чистой энергии.

Солнечная энергия широко доступна, однако она подвержена значительным колебаниям, вызванным временем суток и сезоном. В нашей ширине географически фотоэлектрические установки редко достигают оптимальной эффективности. Тем не менее, рентабельность таких установок не вызывает сомнений. тем более, что просьюмеры, т.е. производители электроэнергии самостоятельно потребности, они могут рассчитывать на субсидии от государства и выгодные контракты с электростанции для хранения излишков.

Гидроэнергетика - от известный веками источник неископаемой энергии

Энергия воды – одна из древнейших используемых форм энергия. С давних времен вода использовалась для привода мельниц и лесопилки. Приводя в движение турбины, вода также может генерировать электричество. Существуют также различные типы гидроэлектростанций. наиболее распространенными примерами являются русловые электростанции. Аккумулирующие электростанции накапливать большое количество воды в водоемах, чтобы потеть в пиковый период требуется, чтобы пропустить его через турбины.

Приливные гидроэлектростанции используют турбины для привода движение воды между приливами и отливами. В связи с тем, что не так много расположение поддается строительству такой электростанции, да и соленая вода ей вредит турбины, эта форма получения электроэнергии не очень экономична.

Энергия геотермальная – тепло и электричество из недр земли

Альтернативные источники энергии также находятся под землей. Вниз Производство электроэнергии использует большие залежи пара глубина, приводящая в движение турбины электростанции.Потому что Польша за пределами действующие зоны вулканической активности, вырабатывающие пар для этих целей это не выгодно. Тем не менее, у нас есть богатые энергетические ресурсы геотермальная.

Полностью экологичный и экономически выгодный все более популярными тепловыми насосами. Тепловые насосы потребляют энергию возобновляемые, содержащиеся в земле. Рекуперация, с другой стороны, в сочетании с тепловым насосом обеспечивает подачу свежего воздуха постоянной температуры без лишних затрат энергии термальный.Рекуперация – вентиляция с рекуперацией тепла.

Биоэнергетика - использование биомассы для получения электроэнергии

Вместо ископаемого топлива для выработки энергии электричество, биомасса используется все больше и больше. это группа продукты и отходы в основном растительного происхождения, например

  • древесные отходы,
  • солома и сельскохозяйственные отходы,
  • быстрорастущие растения.


Альтернативная энергетика с длительным история

Источников энергии под названием альтернативных сегодня нет они являются открытиями нашего времени, но использовались на протяжении тысячелетий.Уже первый ветряные и водяные мельницы использовали естественное движение воздуха и воды для движущиеся устройства, облегчающие ручную работу. Они использовали принципы сохраненной физики до сегодняшнего дня. Современные ветряные или гидроэлектростанции являются хорошим примером. как, согласно старым правилам, может производиться энергия.

Там была даже широко восхваляемая геотермальная энергия уже использовались в древности для обогрева бань и подобных помещений. Модное в последнее время использование солнечной энергии также началось в Открытие фотоэлектрического явления Беккерелем в 1839 г.Скоро тогда впервые было показано, что электрический ток может возникать под действием легкий и без движущихся частей.

Рекомендуемые электрогенераторы по отличным ценам

.90 000 Что такое альтернативные источники энергии? Какие типы альтернативных источников мы различаем? »Maat4

Природные ресурсы Земли с каждым годом сокращаются. Каменный уголь, бурый уголь, нефть и природный газ являются основными ископаемыми видами топлива, используемыми для производства энергии. Энергия, полученная таким образом, генерирует загрязняющие вещества, которые затем попадают в воздух, почву и воду. Сокращение выбросов углекислого газа является одним из приоритетов международной экологической политики.Достижение поставленных целей возможно благодаря замещению ископаемого топлива альтернативными источниками энергии. В этой статье вы узнаете, что это такое и какие виды возобновляемой энергии мы различаем.

Что такое альтернативные источники энергии

Альтернативные источники энергии – это естественные, регулярно повторяющиеся естественные процессы, используемые для производства энергии с низким уровнем выбросов. Главной отличительной чертой этой группы является систематическое пополнение запасов сырья, благодаря чему они становятся практически неисчерпаемыми.Использование альтернативных источников энергии включено в концепцию устойчивого развития и имеет ключевое значение для осуществления энергетической трансформации экономики, призванной обеспечить безопасное и долгосрочное будущее человечества. К основным альтернативным источникам энергии относятся: биомасса, биогаз, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, энергия воды и атомные электростанции.

Биомасса

Биомасса получается в процессе биодеградации. Он включает сжигание:

  • растительного биотоплива, такого как: древесина, солома, просо, сахарный тростник и ива.
  • биотопливо для животных: натуральные удобрения, костная мука.

Первая из упомянутых групп называется фитомассой, тогда как животная биомасса в литературе по данному вопросу именуется зоомасой. Характерной особенностью этого альтернативного источника энергии является универсальность агрегатных состояний (твердое, жидкое или газообразное) и возможность использования нескольких технологий сжигания. К основным процессам относятся:

  • Пиролиз – используется как для получения тепла, так и электричества.Пиролиз осуществляется в специальных котлах при температуре свыше 600°С, в анаэробных условиях.
  • Газификация - как следует из названия, этот метод сжигает газ, который можно использовать для производства тепла или электричества.
  • Когенерация – в этом случае тепловая энергия производится одновременно с электричеством в соответствующих системах.

Сжигание биомассы приводит к гораздо меньшему загрязнению, чем использование угля или нефти.В то же время это позволяет уменьшить углеродный след при транспортировке — однородное распределение сырья дает возможность создать соответствующую установку в оптимальном месте.

Биогаз

Биогаз – еще один вид альтернативного источника энергии, который можно успешно использовать как для производства электроэнергии (в искровых двигателях или турбинах), так и тепла (в результате сжигания в газовых котлах). Энергия вырабатывается в процессе метанового брожения, при котором используются пищевые, растительные, животные или даже бытовые отходы (шлам сточных вод).Биогаз также естественным образом образуется в торфяных болотах, на морском дне, в навозной жиже или в жвачных животных. Готовая газовая смесь состоит из примерно 66% метана и примерно 33% углекислого газа. Кроме того, в биогазе можно обнаружить следовые количества 90 033 водорода, сероводорода или аммиака.

Энергия ветра

Ветряные мельницы являются классическим элементом польской экосистемы. Они встречаются во многих местах (в основном у моря, где порывы ветра гораздо сильнее, чем в других регионах) и являются одним из важнейших источников возобновляемой энергии.В этом случае ток генерируется вращательным движением, которое использует шестерни для привода генераторов. Полученное таким образом электричество не содержит продуктов, загрязняющих атмосферу Земли. Энергию ветра можно также получать от небольших турбин в бытовых установках или на предприятиях. В случае последних производство экологически чистой электроэнергии является не только эффективной формой экономии, но и важным элементом улучшения имиджа компании.

Солнечная энергия

Солнечная энергия является наиболее динамично развивающейся отраслью энергетики в Польше.Его можно использовать для производства тепла и электричества. В первом случае используются солнечные коллекторы, которые нагревают воду за счет поглощения солнечного излучения. На следующем этапе она перекачивается в бак с горячей водой.

В свою очередь, фотоэлектрические панели используются для производства электроэнергии. Процесс получения энергии начинается, когда солнце попадает на поверхность модулей. Движение электронов создает напряжение, которое передается по солнечному кабелю на инвертор в виде постоянного тока.Здесь происходит преобразование в переменный ток. Его можно использовать для питания любого электронного устройства в домашнем хозяйстве, компании или общественном здании. Фотоэлектрические установки могут быть установлены на крышах зданий, площадках или в менее стандартных местах (возле прудов, на фасаде, на навесах).

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия — нишевый альтернативный источник энергии. Это природный ресурс из недр Земли, который использует разницу температур между ядром Земли и земной корой.Подземные воды и водяной пар получают путем бурения специализированной скважины. После нагрева нагнетаемая туда холодная вода откачивается и используется для обогрева помещений или для привода паровых турбин. Также возможно преобразовать его в электричество благодаря использованию геотермальной электростанции. Главное преимущество геотермальной энергии – независимость от погодных условий. Низкое его использование в Польше связано в основном с высокими затратами на внедрение решения.Это уже важное звено в энергетическом хозяйстве Исландии, Турции, Новой Зеландии, Индонезии и Филиппин.

Энергия воды

Получение энергии из воды может принимать различные формы. Традиционные мельницы используются все реже, в то время как различные типы электростанций набирают популярность. Имеются:

  • Русловые электростанции - в основном расположены на равнинных реках.
  • Электростанции регулирующие - расположенные на специализированных водоемах.
  • Каскадные электростанции - это ряд гидроэлектростанций, расположенных на низинной реке, связанных между собой.
  • Гидроаккумулирующие электростанции - в этой модели используется перекачка воды в ночное время из нижнего водохранилища в верхний. Когда спрос на электроэнергию увеличивается в течение дня, вода сбрасывается из верхнего резервуара в нижний. Так вырабатывается электричество.

Гидроэнергетика также используется в морях и океанах.Энергия приливов, волн и энергия течений используется для производства электричества.

Атомные электростанции

Энергия, полученная от атомных электростанций, также классифицируется как альтернативный источник энергии. В производстве используется ядерная реакция деления атома радиоактивного элемента, например, плутония или урана. Атомные электростанции являются одним из приоритетов экологической политики международных организаций, однако их внедрение в хозяйственную практику требует длительного времени.Это связано с огромными капиталовложениями и эксплуатационными расходами.

Резюме

Декарбонизация экономики является важным шагом к обеспечению безопасного будущего для человечества. Это делается путем замены ископаемого топлива альтернативными источниками энергии. Электричество и тепло, полученные от солнечного излучения, ветра, воды или биомассы, не наносят вреда окружающей среде, имеют высокий КПД и не иссякают. Кроме того, некоторые из них помогают сократить количество образующихся отходов и позволяют продавать произведенную энергию.Инвестиции в альтернативные источники энергии могут быть сделаны правительствами, государственными учреждениями, компаниями или частными лицами. Во многих случаях они связаны с возможностью получения сбережений и улучшения общественного имиджа.

.90 000 Источники энергии в Польше в 2020 году: меньше угля, больше газа и ВИЭ В 2020 году тенденции изменений в энергетическом секторе Польши были практически идентичны тенденциям 2019 года. Еще год подряд мы фиксируем снижение потребления электроэнергии (на 2%, или 3,5 ТВтч, до 171 ТВтч). С другой стороны, чистый импорт увеличился (на 2,6 ТВтч, до рекордных 13,3 ТВтч), согласно недавно опубликованным данным Агентства энергетического рынка, проанализированным порталом WysokieNapiecie.pl. В результате, как и в предыдущем году, внутреннее производство электроэнергии сократилось (на 3,8%, или 6,2 ТВтч, до 157,7 ТВтч).Интересно, что, несмотря на введенный в стране карантин из-за эпидемии, прошлогодний спад внутреннего производства энергии был чуть меньше, чем в 2019-м (тогда производство в Польше сократилось на целых 3,9%). Наибольшее снижение, как и в предыдущем году, зарегистрировано на угольных электростанциях и ТЭЦ (на 9%, т. е. с 7,2 ТВт-ч, до 71,6 ТВт-ч) и на буром угле (на 8%, т. е. на 3,4 ТВт-ч, до 38,3 ТВт-ч). ) ). В результате доля каменного угля в производстве электроэнергии снизилась до 46% в 2020 году, а доля бурого угля – до 24%.В целом на угольные источники с наибольшим уровнем выбросов приходилось 70% национального производства электроэнергии, что является самым низким показателем за более чем 100-летнюю историю польской электроэнергетики. Еще год подряд увеличивалось производство из возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Впечатляющий рост был отмечен, прежде всего, фотоэлектричеством, особенно потребителем. Солнечные электростанции снабжали систему на 176% больше энергии в годовом исчислении (2 ТВтч). Совместное сжигание биомассы с углем увеличилось на 20% (до 2,2 ТВтч), чему способствовала высокая цена прав на выбросы CO2.Третье и четвертое место по динамике роста среди «зеленых» электростанций заняли биогазовые установки (рост на 10% до 1,2 ТВтч) и ГЭС (на 8% до 2,1 ТВтч). Аккумулирующие гидроэлектростанции, то есть крупнейшие хранилища энергии в Польше, также использовались чаще на 16% (0,8 ТВтч). В основном это произошло из-за увеличения доли переменных источников энергии (ветер и фотоэлектричество), которые оператор системы передачи должен был чаще балансировать с накопленной энергией. Два крупнейших источника возобновляемой энергии — ветряные электростанции и блоки, работающие исключительно на биомассе, — могли похвастаться гораздо меньшим приростом (ветер на 4% до 15,7 ТВтч, а биомасса на 3% до 4,8 ТВтч).С другой стороны, производство электроэнергии и тепла из природного газа продолжает расти. В 2020 году блоки, работающие на этом топливе (в основном ТЭЦ PKN Orlen), отдали в энергосистему на 1,7 ТВтч (т.е. на 12%) больше электроэнергии (всего 16 ТВтч). По прогнозам WysokieNapiecie.pl, потребление электроэнергии в Польше в 2021 году должно остаться на уровне прошлого года. Из-за дальнейшего роста цен на CO2, которые, скорее всего, останутся выше 35 евро за тонну, производство угольных электростанций будет сокращаться еще год подряд, а производство и импорт возобновляемой энергии будут увеличиваться. .90 000 ВИЭ - будущее электричества - Зона знаний

Аббревиатура "ВИЭ" все чаще появляется в СМИ, в Интернете или в дискуссиях политиков или ученых. Многие из нас наверняка задаются вопросом, во-первых: что это значит, а во-вторых: почему оно стало таким популярным.

ВИЭ — это просто сокращение от «возобновляемая энергия» — в отличие от невозобновляемой энергии, которая является большинством видов топлива, используемых сегодня домохозяйствами и компаниями, такими как уголь, нефть и газ.

Так что же это за возобновляемые источники энергии - ВИЭ? Ответ в основном в названии, то есть они являются источниками энергии, которые возобновляются, их использование не истощает их, или не уменьшает ресурсы, потому что они постоянны и, несмотря на их использование, они не сокращаются. Так что они постоянно обновляются и не столько регенерируются, сколько фактически постоянно доступны и, более того, общедоступны, и доступ к ним практически не ограничен. К таким ресурсам - источникам энергии относятся, прежде всего, солнце, ветер, вода и то, что называется биомассой.

Как мы уже упоминали, противоположностью возобновляемым источникам энергии являются невозобновляемые источники энергии, т.е. те, добыча и использование которых снижает их доступность и истощает – такие, как нетрудно догадаться, в основном уголь или все, что связано с сырой нефтью.

Также нетрудно заметить, что вторым принципиальным отличием ВИЭ от не-ВИЭ является вопрос экологичности, а именно, производство энергии из возобновляемых источников в принципе нейтрально для природной среды, а производство из не-ВИЭ - вполне противоположный.И именно поэтому ВИЭ становится чуть ли не концепцией нового будущего для человечества.

Почему популярность ВИЭ?

Ответ банален - потому что мы отравили Землю. С тех пор, как человечество изобрело промышленность, моторизацию и массовое сжигание ископаемого топлива, появилось загрязнение окружающей среды, особенно воздуха. Отравляем воду, загрязняем воздух, иными словами - включили таймер, отмеряющий время до самоуничтожения. Человечество совершило эту ужасную ошибку и застряло в ней.Но, к счастью, помимо того факта, что мы, как человечество в целом, совершаем всевозможные плохие поступки, мы также можем размышлять, активировать наши инстинкты выживания и действовать, чтобы остановить эти роковые часы.

Отсюда РЭС - идея использовать то, что нас окружает, то, что есть везде и доступно каждому. Наиболее популярные технологии использования возобновляемых источников энергии включают ветряные турбины, фотоэлектрические электростанции, биогазовые установки, биомассу, гидроэлектростанции, тепловые насосы и солнечные коллекторы. Наиболее удобным и простым является использование фотогальванических электростанций, тепловых насосов и солнечных коллекторов.

Вс

Солнце кажется самым универсальным источником энергии. Уже существуют различные технологии использования солнечной энергии, такие как солнечные панели, фотоэлектрические электростанции и солнечные коллекторы.

В случае с фотоэлектрическими установками участие на этапе эксплуатации незначительно, фотоэлектрические установки не требуют от владельцев постоянного присмотра, контроля за работой и своевременного обслуживания.Производители основных компонентов фотоэлектрической электростанции предоставляют только аварийные услуги.

Сам инвестиционный процесс и строительство всех возобновляемых источников самые короткие. Микрофотоэлектрические электростанции являются самым популярным источником возобновляемой энергии среди домохозяйств и предпринимателей. При получении электроэнергии они составляют большинство возобновляемых источников энергии.

С технологической точки зрения ограничением является доступ к свободному пространству, которое можно использовать для фотоэлектрической электростанции.Это могут быть крыши или свободная площадка. Площадка не должна быть затенена, а крыша, особенно плоская, должна иметь достаточную несущую способность, чтобы выдерживать дополнительную нагрузку фотоэлектрических панелей.

В польских климатических условиях из 1 кВт/ч (3 фотоэлектрических панели по 330 Вт каждая) можно получить в среднем около 1000 кВт/ч энергии в год. Различия в интенсивности излучения могут отличаться в Польше до десятка или около того процентов, в зависимости от региона. Эти значения также могут меняться от года к году и из-за ориентации панелей по сторонам света и угла наклона в сторону максимального захода солнца.

Производство энергии фотогальваническими установками также вполне предсказуемо в течение года и может быть прекрасным дополнением к энергетическому балансу компании или даже производить достаточно энергии для дома.

Энергия фотогальванических электростанций может также косвенно использоваться для производства тепла, например, в сочетании с тепловыми насосами или нагревателями в буферах ГВС (горячая техническая вода).

Солнечные коллекторы - один из самых популярных среди индивидуальных потребителей микроисточников энергии, он также может быть идеальным дополнением к энергобалансу микро или малого предприятия, где есть необходимость обеспечения горячей технической водой или поддержки СО источник.

Ветер

Ветряные турбины - ветер как источник возобновляемой энергии в первую очередь общедоступен, хотя, конечно, его непросто использовать. Известно, что чем выше ветер, тем он сильнее и быстрее. Таким образом, ресурсы энергии ветра растут с высотой над землей. Энергию ветра можно использовать в небольших ветряных электростанциях, построенных рядом с домом. А мощность этих установок будет зависеть от силы и частоты ветров в данной местности.Что касается использования ветра компаниями, предприниматель, конечно, может использовать большие ветряные турбины в большем масштабе.

Биомасса и биогаз

Биомасса - под биомассой следует понимать: биоразлагаемую часть продуктов, отходы или остатки биологического происхождения от сельского хозяйства (включая растительные и животные вещества), лесного хозяйства и смежных отраслей (включая рыболовство и аквакультуру), переработанную биомассу, в частности, в виде брикетов, пеллет, торрефиката и биоугля, а также биоразлагаемой части промышленных или бытовых отходов растительного или животного происхождения, включая отходы очистных сооружений и отходы водоподготовки и очистки сточных вод, в частности осадки сточных вод, в соответствии с положения об отходах в части квалификации части энергии, получаемой при сжигании отходов.

Биомасса, в отличие от солнечной энергии, не так широко доступна, но, тем не менее, является альтернативным и возобновляемым источником энергии. Чтобы не стать еще одним источником низких выбросов, требуется, чтобы домашнее хозяйство или предприниматель, использующий этот источник энергии, использовал котлы / печи на биомассе самого высокого качества, а также высококачественный субстрат.

Биогазовые установки - могут быть альтернативным источником энергии, в первую очередь для предприятий.Основной проблемой биогазовой установки является наличие подходящего субстрата. Если предприниматель в ходе технологического процесса производит отходы, пригодные для использования в биогазовой установке, это может быть для него еще одной выгодой в виде утилизации отходов. Биогазовые установки также могут быть источником дешевой тепловой энергии для местного населения и источником дополнительного дохода для предпринимателя. Благодаря биогазовым установкам можно создавать деревни с нулевым уровнем выбросов, исключая местные источники горения, такие как котлы или печи.

Вода

Гидроэлектростанции - этот источник возобновляемой энергии тесно связан с местоположением. Поэтому немногие предприятия или домохозяйства могут использовать их для собственных нужд. Однако там, где существуют местоположение и условия окружающей среды, его следует использовать в качестве стабильного и предсказуемого источника чистой возобновляемой энергии. Кроме того, гидроэлектростанций с инфраструктурой могут обеспечить защиту от локальных затоплений, регулируя сток воды в водотоках.

Тепловые насосы - могут и должны быть, особенно в сочетании с фотогальванической электростанцией, альтернативой источникам тепла с низким уровнем выбросов. Там, где нет сети централизованного теплоснабжения, тепловые насосы должны быть первым выбором для центрального отопления как стабильный
и предсказуемый источник возобновляемой тепловой энергии.

Уже на этапе инвестирования в предприятие (вновь построенные здания) или дом более высокие затраты на покупку могут быть устранены за счет соответствующего проектирования зданий (например,отсутствие дымоходов или рекуперации вместо самотечной вентиляции). В зависимости от потребности в тепловой энергии мы можем использовать грунтовые насосы - наиболее эффективные из них, которые берут энергию из земли из вертикальных скважин или горизонтального коллектора, воздушные насосы, которые восстанавливают энергию из воздуха или водо-водяные насосы, которые берут тепловую энергию. от воды и применяются в сложных системах, предназначенных для крупных объектов.

Станислав Потоцкий

.90 000 В центре внимания: Возобновляемая энергия в Европе

Возобновляемая энергия — это собирательный термин для обозначения энергии, производимой с использованием природных ресурсов Земли, таких как солнечный свет, ветер, водные ресурсы (реки, приливы и морские волны), тепло, получаемое от земли или при сжигании биомассы. Процесс преобразования этих возобновляемых источников энергии в энергию не приводит к чистым выбросам парниковых газов. Поэтому возобновляемую энергию также называют «чистой энергией».

Его можно использовать для прямого производства электроэнергии или тепла для наших домов и промышленности.Энергия биогаза используется для производства электроэнергии или тепла, а энергия биотоплива используется в транспортном секторе.

Возобновляемые источники энергии будут играть ключевую роль в достижении целей ЕС в области энергетики и климата. Мало того, что он доступен в больших количествах в ЕС, его цена также конкурентоспособна по сравнению с ценами на ископаемое топливо. Следовательно, этот тип энергии мог бы сделать наши энергетические системы более доступными, а ЕС менее зависимым от импорта ископаемого топлива.Он также может обеспечить ряд новых рабочих мест, создать новые возможности для промышленности и способствовать экономическому росту.

Прогресс возобновляемой энергетики за

лет

Возобновляемые источники энергии не являются новой технологией и хорошо зарекомендовали себя в Европе.

Первая в мире морская ветряная электростанция была создана в 1991 году. Это была датская ферма «Виндебю», состоящая из 11 ветряков. В том же году Германия ввела первый в Европе «зеленый тариф» на энергию из возобновляемых источников.Это было задумано как политический механизм для ускорения инвестиций в технологии возобновляемых источников энергии.

К 2000 г. более 70 процентов всех ветряных электростанций и 20 процентов. всех фотоэлектрических установок в мире были расположены в Европе. В 2000 году также в Дании была создана первая в мире крупномасштабная ветряная электростанция Horns Rev. В нем использовалось множество технологий, которые позже стали отраслевыми стандартами для производства оффшорной ветровой энергии.

Европа также стала крупнейшим рынком солнечных модулей: в 2008 г.его доля рынка достигла 70 процентов. В том же году фотоэлектрический парк Olmedilla в Испании — электростанция мощностью 60 МВт, которая является крупнейшей солнечной электростанцией в мире — произвела достаточно солнечной энергии для обеспечения 40 000 электроэнергии. домохозяйств в год.

Остальной мир также использует и производит возобновляемую энергию во все возрастающих масштабах, но Европа остается лидером в этой области. В июле 2019 года в Португалии была зафиксирована рекордно низкая стоимость эксплуатации фотоэлектрического парка.Этот рекорд не побит до сих пор.

В ЕС в целом доля энергии из возобновляемых источников в валовом конечном потреблении энергии увеличилась с 9,6% в последние годы. в 2004 году до 18,9 процента. в 2018 г. Пятью странами ЕС с наибольшей долей возобновляемой энергии в энергопотреблении (по данным Евростата за 2018 г.) являются Швеция, Финляндия, Латвия, Дания и Австрия.

Кроме того, возобновляемая энергия в настоящее время является основным источником производства электроэнергии в ЕС, как показывают последние статистические данные ЕС по энергетике.

Закон ЕС о возобновляемых источниках энергии

ЕС был пионером в области возобновляемых источников энергии и предпринял значительные усилия посредством законодательства для более оптимальной интеграции возобновляемых источников энергии в европейские энергетические системы. Стремясь к мировому лидерству в области возобновляемых источников энергии, ЕС установил четкое направление, которому должны следовать другие страны.

Когда Директива о возобновляемых источниках энергии (2009/28/EC) установила национальные цели для государств-членов ЕС, это считалось «инновационным актом».В настоящее время эти цели выбрали 173 страны мира.

В декабре 2018 года директива была изменена и принята как часть пакета «Чистая энергия для всех европейцев». Он устанавливает новую обязывающую цель, согласно которой к 2030 году должно быть получено не менее 32% конечной энергии, потребляемой в Союзе. из возобновляемых источников, и был включен пункт об увеличении этой цели к 2023 году

Установив дополнительные амбициозные цели, ЕС определил ряд инициатив во всех секторах политики в рамках Европейского зеленого соглашения.Их цель — добиться климатической нейтральности ЕС к 2050 году. Возобновляемые источники энергии, наряду с энергоэффективностью, являются фундаментальной энергетической опорой, которая поможет нам достичь этой амбициозной цели. В рамках этих усилий Европейская комиссия представит новые меры, которые помогут открыть доступ к технологическим достижениям во всех секторах энергетической системы. Инициатива так называемого умная отраслевая интеграция будет способствовать созданию в будущем европейской энергетической системы.

Позже в этом году Комиссия также представит новую стратегию по увеличению производства оффшорной ветровой энергии. В этой стратегии Комиссия рассмотрит возможности и проблемы, влияние на энергетические сети и рынки, морское управление и промышленную политику в отношении оффшорной ветроэнергетики. Кроме того, к июню 2021 года законодательство ЕС о возобновляемых источниках энергии будет пересмотрено и, при необходимости, изменено.

Льготы для граждан - Запуск

В настоящее время ЕС является лидером в области возобновляемых источников энергии и предпринимает значительные шаги для более широкого вывода технологий возобновляемых источников энергии на рынок.Амбициозная политика, а также исследовательские и инновационные проекты и значительные инвестиции способствуют укреплению промышленной базы. Это, в свою очередь, сделало некоторые технологии использования возобновляемых источников энергии более доступными для граждан ЕС.

Солнечные панели и ветряные турбины теперь являются обычным явлением в ЕС, в основном из-за возросшей рыночной активности. Например, себестоимость производства солнечной энергии снизилась на 75%.в период с 2009 по 2018 год и в 2014 году производство энергии от наземных ветряных турбин сократилось по сравнению с производством угля, газа и атомной энергии.

В 2019 году производство ветровой и солнечной энергии в ЕС впервые превысило производство угля, а это означает, что в большинстве мест энергия ветра и солнца стала конкурентоспособной и даже дешевле, чем ископаемое топливо.

По мере того, как технологии становятся все более и более доступными, возрастает и роль граждан. Пакет «Чистая энергия для всех европейцев» и пересмотренная Директива о возобновляемых источниках энергии облегчают гражданам создание энергетических сообществ, а также производство, хранение и продажу собственной возобновляемой энергии.

Ожидается, что в ближайшее десятилетие доля возобновляемых источников энергии в энергопотреблении будет постоянно расти. Например, увеличение использования солнечной энергии будет в основном обусловлено ростом собственного потребления и растущей популярностью солнечных панелей, устанавливаемых на крышах. Это дает ЕС конкурентное преимущество, которое выражается в экономическом росте и новых рабочих местах: в 2016 году в фотоэлектрическом секторе работало 81 000 человек. штатные сотрудники.Ожидается, что в 2021 году количество рабочих мест увеличится почти до 175 000, а в 2030 году в этом секторе будет занято от 200 000 до 300 000 человек. люди.

Дополнительная информация: https://ec.europa.eu/energy/topics/renewable-energy_en

Версия для печати:

.

Альтернативный привод - что это?

Альтернативные приводы — это все приводы, целью которых является сокращение сжигания ископаемого топлива. В прошлом их внедрение должно было сделать мир независимым от наличия сырой нефти. Однако сегодня цель более амбициозна: автомобили с альтернативными системами привода обычно выделяют меньше вредных выхлопных газов, а значит, более экологичны и меньше способствуют прогрессирующему изменению климата. Это касается не только снижения выбросов углекислого газа, но и, например,оксиды азота, которые могут способствовать развитию серьезных заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания и рак.

Как правило, альтернативными приводами являются те, которые не полагаются исключительно на двигатели внутреннего сгорания – бензиновые или дизельные двигатели. К ним относятся, среди прочего:

• гибридные приводы (т. е. подключение двух источников энергии, например, бензинового и электрического агрегата)

• электрические (приводимые в действие энергией от внешнего источника питания или водородом, т. е. энергией топливных элементов)

• работающие на сжиженном или сжатом природном газе

• на солнечной энергии

Современные автомобили с альтернативными силовыми установками – в основном гибридными и электрическими – часто уже имеют доступные цены, а также оказываются дешевыми в эксплуатации и обслуживании.Это расходы на топливо и электроэнергию, а также обслуживание и сервис. Например, подключаемый гибрид, регулярно эксплуатируемый в электрическом режиме, требует менее частой замены масла в ДВС, а электромобиль полностью лишен некоторых компонентов.

ŠKODA отвечает на вызовы современного мира и формирует будущее мобильности, представляя электрифицированные модели с обозначением «iV». Производитель исходит из комплексной концепции, сочетающей в себе так называемыемягкие гибриды (например, новая OCTAVIA), подключаемые гибридные модели (SUPERB iV, новая OCTAVIA iV) и полностью электрические автомобили (ENYAQ iV). При этом производитель использует новейшие технические решения для повышения эффективности традиционных двигателей внутреннего сгорания — уже сегодня бензиновые и дизельные версии моделей ŠKODA соответствуют самым строгим стандартам, предусмотренным законодательством ЕС.


.

Смотрите также