Возобновляемые источники энергии: энергия ветра - OXFORDST.RU

Возобновляемые источники энергии: энергия ветра

«Зеленый» курс: какое будущее ждет альтернативные источники энергии

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.

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.

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.

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.

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.

Читайте также  Виды и объекты интеллектуальной собственности

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.

Возобновляемые источники энергии: энергия ветра

Энергия из воздуха. Как развивается ветряная генерация в России и мире

Ветроэнергетика закроет более трети мировых потребностей в электричестве к 2050 году, прогнозирует Международное агентство возобновляемой энергетики. Как российские компании ежегодно вводят в эксплуатацию сотни мегаватт экологически чистой энергии ветра и какие регионы активнее всего строят ветропарки — рассказываем вместе с «Роснано».

Какую роль ветер играет в мире

Участившиеся природные катаклизмы и деградация вечной мерзлоты показали, насколько серьёзна проблема изменения климата. Чтобы остановить глобальное потепление, более 170 стран заключили Парижское соглашение по климату, которое призывает ограничить рост средней температуры двумя градусами Цельсия по сравнению с доиндустриальной эпохой. Без революции в области энергетики выполнить план не удастся. По оценке аналитиков IRENA, внедрение возобновляемых источников энергии, а также глубокая электрификация и повышение энергоэффективности обеспечат более 90% сокращения выбросов парниковых газов, необходимых для достижения целей Парижского соглашения.

В 2019 году совокупная мощность ветряной генерации в мире превысила 651 гигаватт (в 2,5 раза больше суммарной мощности всей российской электрогенерации), увеличившись за год на 10%, подсчитали эксперты Глобального совета по ветряной энергии (GWEC). Крупнейшими рынками наземных ветряных станций остаются Китай и США — на эти страны пришлось более 60% введённых в эксплуатацию мощностей. При этом более заметную роль начинает играть прибрежная ветрогенерация: в 2019 году мощность этого сектора выросла на 6,1 гигаватт.

гигаватт — мощность ветряной генерации в мире.

выросла совокупная мощность ветроэнергетики за год.

введённых в эксплуатацию мощностей пришлись на Китай и США.

Последовательный рост ветроэнергетики позволял предположить, что 2020 год станет рекордным для отрасли. Ещё в феврале эксперты BloombergNEF прогнозировали увеличение мировой выработки энергии ветра на 75 гигаватт по итогам года. Пандемия заставила пересматривать оценки, но доля возобновляемых источников продолжает расти. Так, мощность введённых в эксплуатацию оффшорных станций в 2020 году составит 6,6 гигаватт — больше, чем годом ранее.

В нескольких странах ветроэнергетика уже занимает значимую долю в выработке. Так, за первые шесть месяцев 2020 года ветряные и солнечные станции обеспечили 42% выработки электроэнергии в Германии и 33% — в Великобритании. В ближайшее десятилетие этот показатель ещё вырастет: к примеру, британское правительство планирует обеспечить к 2030 году каждый дом в стране электроэнергией с прибрежных ветроустановок. Решение этой амбициозной задачи создаст 2 тыс. рабочих мест в сфере строительства станций и поддержит дополнительно 60 тыс. человек, занятых в смежных отраслях.

Что происходит в России

Россия обладает огромными запасами ископаемого топлива, но не может игнорировать глобальный тренд на «зеленую» энергетику. Несколько лет назад правительство приняло программу государственной поддержки возобновляемых источников энергии, которая предполагает увеличение мощности «зеленой» генерации в стране до 5,5 гигаватт к 2024 году. При этом ветер выглядит одним из самых перспективных источников возобновляемой энергии в России.

Первый ветропарк в России финская компания «Фортум» построила в конце 2017 года, а сегодня совокупная мощность всех ветроустановок в стране превышает 600 мегаватт. Один из ключевых игроков на рынке возобновляемой энергетики России сегодня — Фонд развития ветроэнергетики. Это совместный проект «Роснано» и «Фортум», которые договорились инвестировать в проекты строительства ветряных электростанций в России 30 млрд руб. До 2024 года Фонд введёт в эксплуатацию около 1,8 гигаватт в 10 регионах страны.

совокупная мощность ветроустановок в России.

введёт в эксплуатацию Фонд развития ветроэнергетики к 2024 году.

объём инвестиций «Роснано» и «Фортум» в развитие ветроэнергетики в России.

Уже есть первые результаты: так, ветроэнергетический кластер в Ростовской области, введённый в эксплуатацию фондом в первой половине 2020 года, стал крупнейшим в России объектом ветрогенерации. Его суммарная мощность составляет 300 мегаватт, а в будущем увеличится на треть.

Ещё несколько проектов должны запуститься в ближайшие годы: Фонд строит ветроэлектростанции в Калмыкии (мощностью 200 мегаватт), Астраханской области (340 мегаватт), Волгоградской области (105 мегаватт). Общий портфель Фонда составляет 55% от суммарного объёма вводов ветрогенерации в стране.

«Роснано» не только участвует в проектах по строительству ветропарков, но и организовало производство ключевых элементов для них в России. Вместе с датской компанией Vestas, мировым лидером в этой области, развернуто производство лопастей для ветроустановок в Ульяновске, башен — в Таганроге и гондол — в Нижнем Новгороде. С начала 2019 года ульяновское предприятие выпустило 300 композитных лопастей, которых хватит для возведения 100 ветроустановок общей мощностью около 400 мегаватт.

Наконец, в целом ряде ведущих вузов (МВТУ им. Баумана, МЭИ, РГУ нефти и газа им. Губкина) открыты кафедры ВИЭ. А при поддержке Фонда инфраструктурных и образовательных программ группы «Роснано»
в стране открылись курсы повышения квалификации и переподготовки специалистов в области ветроэнергетики — за первый год их прошли уже 30 человек.

По оценке Международного агентства возобновляемой энергетики (IRENA), через 30 лет ветряные станции, как наземные, так и морские, будут удовлетворять более трети мировых потребностей в электричестве, став одним из основных источников энергии.

Чтобы достичь столь амбициозной цели, нужно увеличить совокупную установленную мощность наземной ветроэнергетики более чем в три раза к 2030 году, а к середине века — в девять раз. Рост оффшорной ветроэнергетики должен быть ещё более быстрым: её суммарную мощность нужно увеличить почти в десять раз к 2030 году. Глобальный совет по ветряной энергии прогнозирует, что сектор оффшорной ветроэнергетики создаст 900 тыс. рабочих мест к 2030 году. При этом значительно расширится география. До сих пор морские ветроэлектростанции строились в основном на мелководье. В ближайшие годы более заметную роль будут играть плавучие ветроустановки, которые можно размещать и на большой глубине.

Будет увеличиваться мощность как ветряных парков, так и отдельных установок. Недавно американская GE представила прототип ветрогенератора на 13 МВт — самый мощный в мире. Ещё один тренд — производство лопастей для ветроустановок, пригодных для полной утилизации — позволит сделать отрасль ещё более экологичной.

Россия же пока в числе догоняющих, хотя и у нас в стране уже появились потребители, заинтересованные в приобретении именно выработанного с помощью возобновляемых источников электричества. В 2020 году Фонд развития ветроэнергетики начал поставлять «зеленую» энергию Сбербанку. Первым на энергию ветра перешло центральное отделение банка в Ульяновске с ежемесячным потреблением около 90 тыс. кВт*ч.

Параллельно российское правительство обсуждает продление программы поддержки возобновляемой энергетики до 2035 года. Она предусматривает введение в эксплуатацию не менее 7 гигаватт «зеленой» генерации. Хотя в масштабах страны это по-прежнему скромный показатель (в разы меньше суммарных мощностей российских гидроэлектростанций), в отрасли уверены, что это позволит построить конкурентоспособную отрасль ВИЭ в России.

Энергия из воздуха. Как развивается ветряная генерация в России и мире

Ветроэнергетика закроет более трети мировых потребностей в электричестве к 2050 году, прогнозирует Международное агентство возобновляемой энергетики. Как российские компании ежегодно вводят в эксплуатацию сотни мегаватт экологически чистой энергии ветра и какие регионы активнее всего строят ветропарки — рассказываем вместе с РОСНАНО.

Какую роль ветер играет в мире

Участившиеся природные катаклизмы и деградация вечной мерзлоты показали, насколько серьезна проблема изменения климата. Чтобы остановить глобальное потепление, более 170 стран заключили Парижское соглашение по климату, которое призывает ограничить рост средней температуры двумя градусами Цельсия по сравнению с доиндустриальной эпохой. Без революции в области энергетики выполнить план не удастся. По оценке аналитиков IRENA, внедрение возобновляемых источников энергии, а также глубокая электрификация и повышение энергоэффективности обеспечат более 90% сокращения выбросов парниковых газов, необходимых для достижения целей Парижского соглашения.

В 2019 году совокупная мощность ветряной генерации в мире превысила 651 гигаватт (в 2,5 раза больше суммарной мощности всей российской электрогенерации), увеличившись за год на 10%, подсчитали эксперты Глобального совета по ветряной энергии (GWEC). Крупнейшими рынками наземных ветряных станций остаются Китай и США — на эти страны пришлось более 60% введенных в эксплуатацию мощностей. При этом более заметную роль начинает играть прибрежная ветрогенерация: в 2019 году мощность этого сектора выросла на 6,1 гигаватт.

651 гигаватт — мощность ветряной генерации в мире.

На 10% выросла совокупная мощность ветроэнергетики за год.

60% введенных в эксплуатацию мощностей пришлись на Китай и США.

Последовательный рост ветроэнергетики позволял предположить, что 2020 год станет рекордным для отрасли. Еще в феврале эксперты BloombergNEF прогнозировали увеличение мировой выработки энергии ветра на 75 гигаватт по итогам года. Пандемия заставила пересматривать оценки, но доля возобновляемых источников продолжает расти. Так, мощность введенных в эксплуатацию оффшорных станций в 2020 году составит 6,6 гигаватт — больше, чем годом ранее.

В нескольких странах ветроэнергетика уже занимает значимую долю в выработке. Так, за первые шесть месяцев 2020 года ветряные и солнечные станции обеспечили 42% выработки электроэнергии в Германии и 33% — в Великобритании. В ближайшее десятилетие этот показатель еще вырастет: к примеру, британское правительство планирует обеспечить к 2030 году каждый дом в стране электроэнергией с прибрежных ветроустановок. Решение этой амбициозной задачи создаст 2 тыс. рабочих мест в сфере строительства станций и поддержит дополнительно 60 тыс. человек, занятых в смежных отраслях.

Что происходит в России

641 мегаватт совокупная мощность ветроустановок в России.

1,8 гигаватт введет в эксплуатацию Фонд развития ветроэнергетики к 2024 году.

30 млрд руб. объем инвестиций РОСНАНО и «Фортум» в развитие ветроэнергетики в России.

Россия обладает огромными запасами ископаемого топлива, но не может игнорировать глобальный тренд на «зеленую» энергетику. Несколько лет назад правительство приняло программу государственной поддержки возобновляемых источников энергии, которая предполагает увеличение мощности «зеленой» генерации в стране до 5,5 гигаватт к 2024 году. При этом ветер выглядит одним из самых перспективных источников возобновляемой энергии в России.

Читайте также  Мировой валютный рынок

Первый ветропарк в России финская компания «Фортум» построила в конце 2017 года, а сегодня совокупная мощность всех ветроустановок в стране превышает 600 мегаватт. Один из ключевых игроков на рынке возобновляемой энергетики России сегодня — Фонд развития ветроэнергетики. Это совместный проект РОСНАНО и «Фортум», которые договорились инвестировать в проекты строительства ветряных электростанций в России 30 млрд руб. До 2024 года Фонд введет в эксплуатацию около 1,8 гигаватт в 10 регионах страны.

Уже есть первые результаты: так, ветроэнергетический кластер в Ростовской области, введенный в эксплуатацию фондом в первой половине 2020 года, стал крупнейшим в России объектом ветрогенерации. Его суммарная мощность составляет 300 мегаватт, а в будущем увеличится на треть.

Еще несколько проектов должны запуститься в ближайшие годы: Фонд строит ветроэлектростанции в Калмыкии (мощностью 200 мегаватт), Астраханской области (340 мегаватт), Волгоградской области (105 мегаватт). Общий портфель Фонда составляет 55% от суммарного объема вводов ветрогенерации в стране.

РОСНАНО не только участвует в проектах по строительству ветропарков, но и организовало производство ключевых элементов для них в России. Вместе с датской компанией Vestas, мировым лидером в этой области, развернуто производство лопастей для ветроустановок в Ульяновске, башен — в Таганроге и гондол — в Нижнем Новгороде. С начала 2019 года ульяновское предприятие выпустило 300 композитных лопастей, которых хватит для возведения 100 ветроустановок общей мощностью около 400 мегаватт.

Наконец, в целом ряде ведущих вузов (МВТУ им. Баумана, МЭИ, РГУ нефти и газа им. Губкина) открыты кафедры ВИЭ. А при поддержке Фонда инфраструктурных и образовательных программ Группы РОСНАНО в стране открылись курсы повышения квалификации и переподготовки специалистов в области ветроэнергетики — за первый год их прошли уже 30 человек.

Что дальше

По оценке Международного агентства возобновляемой энергетики (IRENA), через 30 лет ветряные станции, как наземные, так и морские, будут удовлетворять более трети мировых потребностей в электричестве, став одним из основных источников энергии.

Чтобы достичь столь амбициозной цели, нужно увеличить совокупную установленную мощность наземной ветроэнергетики более чем в три раза к 2030 году, а к середине века — в девять раз. Рост оффшорной ветроэнергетики должен быть еще более быстрым: ее суммарную мощность нужно увеличить почти в десять раз к 2030 году. Глобальный совет по ветряной энергии прогнозирует, что сектор оффшорной ветроэнергетики создаст 900 тыс. рабочих мест к 2030 году. При этом значительно расширится география. До сих пор морские ветроэлектростанции строились в основном на мелководье. В ближайшие годы более заметную роль будут играть плавучие ветроустановки, которые можно размещать и на большой глубине.

Будет увеличиваться мощность как ветряных парков, так и отдельных установок. Недавно американская GE представила прототип ветрогенератора на 13 МВт — самый мощный в мире. Еще один тренд — производство лопастей для ветроустановок, пригодных для полной утилизации — позволит сделать отрасль еще более экологичной.

Россия же пока в числе догоняющих, хотя и у нас в стране уже появились потребители, заинтересованные в приобретении именно выработанного с помощью возобновляемых источников электричества. В 2020 году Фонд развития ветроэнергетики начал поставлять «зеленую» энергию Сбербанку. Первым на энергию ветра перешло центральное отделение банка в Ульяновске с ежемесячным потреблением около 90 тыс. кВт*ч.

Параллельно российское правительство обсуждает продление программы поддержки возобновляемой энергетики до 2035 года. Она предусматривает введение в эксплуатацию не менее 7 гигаватт «зеленой» генерации. Хотя в масштабах страны это скромный показатель (в разы меньше суммарных мощностей российских гидроэлектростанций), в отрасли уверены, что это позволит построить конкурентоспособную отрасль ВИЭ в России.

Что такое Возобновляемые источники энергии

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) или возобновляемая энергия (ещё называется регенеративная или «зелёная») добывается из существующих потоков энергии, которые связаны с природными процессами, такими как солнечный свет, ветер, текущая вода, биологические процессы и геотермальные тепловые потоки.

Наиболее распространённым определением является то, что возобновляемая энергия происходит от источника энергии, который быстро заменяется процессом, который происходит естественно, таким как энергия, генерируемая солнцем или ветром.

Источники возобновляемой энергии

Возобновляемой энергией считается та, которую извлекают из постоянно происходящих в окружающей среде процессов от неисчерпаемых источников. Её получают из природных ресурсов, источники могут быть разными, такими как:

Энергия ветра

Представляет собой кинетическую энергию воздуха в движении. Ветер наделён энергией и образуется из-за существования неравномерного солнечного нагревания атмосферы (т. е. движение воздуха, появляющееся из-за разницы в атмосферном давлении), вращения земного шара и неровностей поверхности земли.

Скорость ветра выражает сколько кинетической энергии, которую можно трансформировать в электроэнергию или механическую энергию.

Энергия волн

Является энергией, переносимой по поверхности воды от волн. Её используют для добывания электричества, преобразовывается она на специальных волновых электростанциях, установленных в воду.

Энергия приливов и отливов

Эта энергия вырабатывается за счёт силы притяжения Луны и Солнца, т. е. гравитационного градиента или разницы в притяжении Луны и Солнца, которая действует на Землю (её поверхность и центр).

Чтобы преобразовать кинетическую энергию движения воды в электрическую энергию используются приливные электростанции.

Энергия температурного градиента морской воды

Эта энергия вырабатывается за счёт разности температур, которая возникает и на поверхности воды, и на глубине. Её можно применить для электрогенерации.

Преобразование этой энергии осуществляется используя гидротермальные станции, устанавливаемые в особенной океанической акватории.

Гидроэнергия

Это энергия потоков водных масс или генерируемая в результате падения воды. Для этого использовались водяные колёса для преобразования механической энергии, а позднее с развитием технологий, начали применять гидротурбины. Сейчас гидротурбины создают в основном электроэнергию.

Энергия солнечного света

Этот тип энергии достаточно широк в использовании. Ещё идут исследования возможностей применения гелиоустановок (устройство, преобразующее энергию солнца и позволяющее использовать её для другого типа энергии, например тепловую).

На данный момент уже существуют разные способы потребления энергии солнечного света: «солнечные» крыши на частных домах (для тепло- и энергоснабжения), установки на автомобилях (которые заряжают аккумуляторы), большие «солнечные фермы» и другие.

Геотермальная энергия

Это энергия естественного тепла Земли. Широко используется многими странами для теплоснабжения (для обогрева воды, отопления, в промышленности и т. д.) и производства электроэнергии. Её запасы огромны.

Главные типы геотермальной энергии:

  • поверхностное тепло Земли (выработано на глубине до нескольких сотен метров);
  • магма (полученная от расплавления горных пород);
  • гидротермальные системы (резервуары горячей/тёплой воды);
  • петрогеотермальные зоны (тепло полученное от сухих горных пород);
  • парогидротермальные системы (полученные из месторождения пара и пароводяной смеси).

Биоэнергетика

Энергия из материалов, полученных из биологических источников растительного и животного происхождения, лесного хозяйства и все биологически разлагаемые отходы.

Выработанная энергия может быть использована для тепла, электричества или топлива для двигателей внутреннего сгорания.

Биоэнергетическое топливо это — этанол, метанол, биодизель и другие.

Разница между возобновляемыми и альтернативными источниками энергии

Возобновляемые источники энергии не совсем то же, что и альтернативные источники энергии.

Альтернативная энергия — это более широкая категория, охватывающая все источники энергии и процессы неископаемого вида топлива, из которых возобновляемые источники энергии являются лишь частью.

Формы альтернативной энергии, не считающиеся возобновляемыми, включают водород и энергию, основанную на расщеплении.

Невозобновляемые источники энергии

После употребления возместить резервы природных ископаемых нельзя. Но мы ещё не знаем, как жить без их использования. Основная проблема невозобновляемых источников энергии состоит именно в том, что со временем они непременно закончатся.

Примеры невозобновляемых источников энергии:

  • нефть;
  • уголь;
  • торф;
  • природный газ;
  • урановые руды.

Возобновляемые источники энергии в России

В России значительные запасы нефти и газа, однако они небезграничны. Наступит время и придётся задуматься о других источниках энергии.

Россия обладает значительным потенциалом использования возобновляемых источников энергии, такими как:

  • солнечная энергетика: используется на Кавказских регионах;
  • ветровая энергетика: используется рядом с Санкт-Петербургом, на Кавказских регионах, на севере европейской части страны и азиатской;
  • малая гидроэнергетика: в Московской области, в Карелии, на Кавказе, рядом с Уфой и Оренбургом;
  • геотермальная: на Кавказе, Курильских островах и на Сахалине;
  • энергия волн: эксплуатируется на Баренцеве море;
  • энергия биомассы.

Россия нуждается в развитии возобновляемых источников. Но при этом нужно принимать к сведению множество факторов: экономические возможности, реальные потребности, а также ситуацию в мире.

Возобновляемые источники энергии в мире

В последние годы глобальное потребление первичных энергоресурсов сильно выросло, в основном за счёт природного газа и возобновляемых источников энергии, при этом доля угля в структуре энергопотребления продолжает сокращаться.

Страны-лидеры в области возобновляемых источников энергии

Некоторые учёные считают, что полный переход на возобновляемую энергию неизбежен и что это произойдёт скорее раньше, чем позже.

Недавнее исследование, проведённое исследователями Стэнфордского университета, предсказывает, что уже к 2037–2057 годам мир сможет полностью действовать от возобновляемых источников.

Здесь мы рассмотрим 10 стран, которые лидируют в переходе на возобновляемые источники энергии.

Исландия

Исландия производит наиболее чистое электричество на земле: почти 100% её энергии поступает из возобновляемых источников. Сейчас она получает всю свою энергию для электричества и отопления домов из геотермальных и гидроэлектростанций.

Коста-Рика

Из-за своего небольшого размера (всего 4,9 миллиона человек) и уникальной географии (67 вулканов) Коста-Рика способна удовлетворить большую часть своих потребностей в энергии за счёт гидроэнергетических, геотермальных, солнечных и ветровых источников.

Страна стремится иметь абсолютно нулевой баланс выбросов углерода и уже достигла некоторых впечатляющих результатов: работая на 100% на возобновляемых источниках энергии более двух месяцев дважды за последние два года.

Никарагуа

Никарагуа — ещё одна страна Центральной Америки, где возобновляемые источники энергии приобретают всё большее значение. Как и в Коста-Рике, у них есть несколько вулканов, делающих производство геотермальной энергии жизнеспособным.

Читайте также  Личные продажи как способ продвижения товара на рынок

Соединённое Королевство

Соединённое Королевство — ветреное место и значение энергии ветра возрастает. Используя комбинацию ветроэлектростанций, связанных энергосистем ветряных электростанций и автономных турбин, Соединённое Королевство теперь производит больше электроэнергии из ветровых электростанций, чем из угля.

В некоторые дни года Шотландия может производить достаточно энергии ветра, чтобы обеспечить все 100% шотландских домов.

Соседняя Ирландия также устанавливает новые рекорды, имея достаточно энергии, чтобы обеспечить более 1,26 миллиона домов тем, что было произведено всего за один ветреный день.

Германия

Их производство возобновляемой энергии, включая солнечную, увеличилось более чем в восемь раз с 1990 года. В 2015 году они установили рекорд, удовлетворив до 78% потребности страны в электроэнергии, пользуясь возобновляемыми источниками.

Уругвай

Благодаря благоприятной нормативно-правовой среде и прочным партнёрским отношениям между государственным и частным секторами страна инвестировала значительные средства в ветряную и солнечную энергию без использования субсидий или увеличения потребительских расходов.

И как результат, теперь они могут похвастаться национальным энергоснабжением на 95% с использованием возобновляемых источников энергии, которое они достигли менее чем за 10 лет.

Дания

Дания стремится к 2050 году полностью отказаться от ископаемого топлива и планирует использовать энергию ветра для достижения этой цели. Они уже установили мировой рекорд в 2014 году, производя почти 40% своих общих потребностей в электроэнергии за счёт энергии ветра.

Китай

Они могут быть крупнейшим в мире источником загрязнения, но Китай также является и крупнейшим в мире инвестором в возобновляемую энергетику с огромным уровнем инвестиций как дома, так и за рубежом.

В настоящее время Китаю принадлежат: пять из шести крупнейших в мире фирм по производству солнечных модулей, крупнейший производитель ветротурбин, крупнейший в мире производитель ионов лития и крупнейшая в мире электроэнергетическая компания.

Китай абсолютно привержен сокращению потребления ископаемого топлива и с его сильнейшим загрязнением городов у страны есть все стимулы для этого.

Соединённые Штаты Америки

В Соединённых Штатах Америки есть одна из крупнейших в мире солнечных фотоэлектрических установок и вырабатывание ветровой энергии по мощности уступает только Китаю.

Но США также является одним из крупнейших в мире потребителей энергии, что сводит на нет большую часть их возобновляемой производительности.

Тем не менее, если бы больше внимания уделялось возобновляемым источникам энергии, а не ископаемому топливу, то США смогли бы сократить свои выбросы почти на 80% всего за 15 лет.

Кения

В прошлом Кения была вынуждена импортировать электроэнергию из соседних стран, но государство прилагает все усилия, чтобы изменить эту ситуацию, инвестируя значительные средства в производство геотермальной энергии, на долю которой в 2015 году пришлось более половины их энергетического баланса.

У них также есть крупнейшая ветровая электростанция в Африке, обеспечивающая ещё 20% их установленной электрической мощности.

Альтернативные источники энергии для частного дома

«Зелёная энергетика» давно привлекала человека своими огромными перспективами. Мы можем получать совершенно бесплатно неиссякаемую энергию из окружающей среды для обслуживания независимых частных коммуникаций. При этом её запас постоянно восполняется без нашего участия.

Альтернативные источники энергии уже являются реальностью в России, особенно для бытового потребления. Некоторые из них:

1. Выработка электрической энергии, с марта по сентябрь, период наивысшей солнечной активности: солнечные батареи — понятие «солнечная батарея» включает в себя и фотомодуль (для образования электричества), и коллектор (для выработки тепловой энергии).

2. Выработка электрической энергии через электромеханические источники, в период с сентября по март: ветрогенераторы.

3. Отопление и подогрев воды — на основе тепловых насосов (термодинамические источники).

4. Получение тепловой энергии — биоэнергетические источники, переработка отбросов (источник с очень сложными технологическими и техническими требованиями).

Возобновляемые источники энергии: примеры, характеристика и использование

  1. Гидроэнергетика
  2. Энергия приливов
  3. Солнечная энергетика
  4. Энергия ветра
  5. Геотермальная энергия
  6. Биоэнергетика
  7. Неиспользуемые возобновляемые источники энергии

Как только человечество освоило электричество, началось активное строительство электростанций, вырабатывающих его. Исторически большинство из них работало, перерабатывая ископаемое топливо. В качестве него может использоваться уголь, газ, нефть и продукты, получаемые из нее, а в атомных электростанциях – радиоактивные элементы (уран, плутоний, торий).

Однако запасы ресурсов на нашей планете не бесконечны, а потому мы не сможем вечно использовать их для производства электричества. Также сжигание углеводородов приводит к выбросу углекислого газа и тем самым провоцирует глобальное потепление.

Но существует выход – возобновляемая энергетика. На сегодняшний день доля возобновляемых источников в мировом производстве энергии составляет 20%, и она постепенно увеличивается. Такая энергетика основана на использовании природных процессов, в ходе которых можно получить энергию, не сжигая ископаемое топливо. Какие основные разновидности возобновляемой энергетики существуют сегодня в мире?

Гидроэнергетика

Человек стал использовать энергию течения рек задолго до изобретения электричества, ведь первые водяные мельницы появились ещё до нашей эры. Долгое время гидроэнергетика была единственным экономически рентабельным источником возобновляемой энергии. Плотина гидроэлектростанции перегораживает русло реки, в результате чего создается разница в уровне воды, а также водохранилище. При сбросе воды она крутит турбины, за счет чего и вырабатывается электричество.

Расходы на строительство ГЭС очень велики, однако затраты, связанные с ее эксплуатацией чрезвычайно малы. В результате себестоимость электроэнергии оказывается значительно ниже, чем при сжигании топлива. Считается, что экологический ущерб наносит водохранилище, которое затапливает огромные территории. Однако оно дает возможность выравнивать мощность электростанции, а также может использоваться местными жителями для пляжного отдыха.

Сегодня именно ГЭС являются самыми мощными электростанциями на нашей планете. Рекордсмен – «Три ущелья» на реке Янцзы (Китай) с мощностью 22,5 ГВт, за год вырабатывающая порядка 100 млрд Квт·ч. На гидроэнергетику приходится более половины энергии, вырабатываемой с помощью возобновляемых источников.

Энергия приливов

Приливные электростанции (ПЭС) строятся на побережьях морей и океанов и используют изменение уровня воды во время приливов. Их возведение экономически целесообразно только в районах со значительным колебанием уровня воды. По своей конструкции они схожи с ГЭС, однако имеют существенный недостаток: их мощность непостоянна в течение суток. В результате на сегодня ПЭС не очень распространены.

Самой мощной является Сихвинская электростанция (240 Мвт), расположенная в Южной Корее. Однако на Земле есть места, где можно построить куда более грандиозные ПЭС. Например, существует проект Пенжинской приливной электростанции, чья расчетная мощность составляет 87 ГВт, однако на ее возведение придется потратить 200 млрд долларов.

Солнечная энергетика

Существует два разных вида солнечных электростанций. Первый представляет собой набор солнечных панелей. Свет, падая на них, создает электричество за счет фотоэффекта. Такие панели можно могут быть очень компактными и располагаться на крышах домов. Однако для их изготовления необходимы такие редкие элементы, как теллур и индий, что означает высокую себестоимость вырабатываемой электроэнергии.

Второй тип СЭС основан на использовании множества зеркал, фокусирующих падающий на них свет в одной точке, в которой располагается резервуар с водой или иной рабочей жидкостью. Такие станции более громоздкие, но и вырабатывают они более дешевую энергию.

Эффективность солнечной энергетики сильно зависит от климата местности. Выгодней всего получать электричество в пустыне Сахара. Существует проект Desertec, предполагающий строительство там гигантской электростанции мощностью 100 ГВт, которая будет обеспечивать энергетические потребности европейских стран.

Энергия ветра

Для генерации электричества можно использовать и движение потока воздуха. Количество вырабатываемой энергии зависит от скорости ветра, причем при ее повышении в 2 раза можно получить в 8 раз больше киловатт. Также большую роль играет высота ветрогенератора. Дело в том, что у поверхности Земли поток воздуха тормозится из-за трения с поверхностью, но на высотах более 100 метров этот эффект резко ослабевает. Некоторые установки способны развивать мощность более 8 МВт.

Главный недостаток ветроэнергетики – это непостоянство воздушного потока, из-за чего ветрогенераторы большую часть времени работают не в полную силу. Из-за этого их часто устанавливают в прибрежных зонах и даже на искусственных островах, так как ветер над морем отличается большей стабильностью.

Геотермальная энергия

Земное ядро имеет температуру более 6000° С, и оно отдает тепло в земную кору. В местах вулканической активности можно найти геотермальные источники с температурой воды более 100° С (она не вскипает из-за высокого давления). Ее можно использовать как источник электроэнергии.

Существенным недостатком геотермальной энергии является ее привязанность к местам вулканической активности. В результате только в некоторых странах (Исландия, Филиппины, Сальвадор, Коста-Рика) она вносит существенный вклад в выработку электроэнергии.

Существует и более универсальная петротермальная энергетика, которую можно использовать в любой точке Земли. Она предполагает бурение двух скважин на глубины в несколько километров. В одну из них подается вода, а через другую выходит пар. Вода нагревается за счет высоких температур на глубине (125 °С на 5 км). Однако пока что этот метод экономически нерентабелен.

Биоэнергетика

Формально к возобновляемой относится и биоэнергетика. Она предполагает сжигание топлива (этанол, бутанол, диметиловый эфир), которое получено не из месторождений, а при переработке растений. В качестве сырья могут использоваться сахарный тростник, кукуруза и другие культуры. Существует мнение, что биоэнергетика не ведет к увеличению концентрации углекислого газа в атмосфере, ведь растения поглощают его перед своим сжиганием. Однако из-за того, что фермеры отдают предпочтение культурам, используемым для производства биотоплива, сокращается площадь посевов, выделенных под выращивание продовольствие, что увеличивает цены на еду и усиливает голод в неразвитых африканских странах.

Неиспользуемые возобновляемые источники энергии

Существует ещё много теоретических способов выработки электроэнергии. Ряд ученых предлагает использовать энергию гроз, разницу температур на дне и поверхности Мирового океана, энергию волн и иные источники. Однако на сегодня они представляются экономически невыгодными. В лучшем случае построены только экспериментальные установки, подтверждающие возможность их использования.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: