Виды альтернативные источники энергии: Виды альтернативной энергетики. Справка – РИА Новости, 13.11.2009

Содержание

Виды альтернативных источников энергии – ФЕКО

На сегодняшний день альтернативные источники энергии имеют довольно широкий спрос. Виды альтернативной электроэнергетики:

  • Ветроэнергетика
  • Биотопливо
  • Гелиоэнергетика
  • Гидроэнергетика
  • Грозовая энергетика
  • Космическая энергетика

Ветровую энергию используют давно. Ветрогенераторы представляет собой систему лопастей, которые соединены с генератором через редуктор или напрямую. Максимальной энергии ветрогенераторы достигают на высоте более 15 метров. Современные разработки формы лопастей приспособили ветрогенераторы под все условия эксплуатации и движения воздуха: тихоходные, быстроходные и роторные.

Альтернативная энергетика представлена также биотопливом. В качестве источника энергии биотоплива служат органические отходы животного или растительного происхождения.

Наибольшей популярностью на сегодняшний день пользуются солнечные коллекторы, то есть гелиоэнергетика.

Солнечная энергия один из самых перспективных источников неиссякаемой энергии. За год на поверхность земли попадает солнечного излучения в 30 000 раз больше, чем годовое потребление электроэнергии всем населением планеты. Производители совершенствуют и создают более новые и универсальные модели гелиосистем. Популярно использование комплектный пакет оборудования гелиосистем.

Ученые выяснили, что на квадратный метр приходится около 300 Вт в сутки энергии Солнца. Расчет имеет смысл в тех местах, где солнечные лучи имеют максимальные потоки.

Использование гелиосистем удачная альтернативная энергия, обладает рядом преимуществ. Приобретая солнечные коллектор, следует знать про недостатки такой системы:

  • Достаточно высокая стоимость конструкций
  • Непостоянство из-за зависимости от погодных условий и времени суток, в северных широтах сложно преобразовывать полученную солнечную энергию.
  • Значительное повышение температур над станциями
  • Невозможность использования такой энергии из-за не сезонности
  • Коллекторы занимают большую площадь

Современные системы гелиоустановки производят двух типов: трубчатые и плоские. Плоские солнечные коллекторы – ящик, со спиралевидным зачерненным нагревательным элементом, медной трубкой. Спираль термоизолирована, а со стороны солнца накрыта стеклом. В качестве теплоносителя используется вода или незамерзающий теплоноситель.

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%.

Альтернативные источники энергии

В современном мире, с растущими показателями потребления и как следствие – ограниченными энергоресурсами, стремительные обороты набирает развитие технологий добычи энергии из альтернативных, возобновляемых источников. К таким источникам относятся, в первую очередь, солнечная и ветровая энергии, геотеримальное тепло, энергия морских волн и приливов.

Сегодня альтернативные источники энергии уже широко используются для решения проблем энергоснабжения не только в промышленных масштабах, но и в частном секторе.  Доступность технологий получения энергии из неисчерпаемых источников позволяет строить энергонезависимые дома с экологически чистой инфраструктурой в удаленных районах и решать проблемы энергоснабжения уже существующих объектов. 

Виды альтернативных источников энергии

Такие альтернативные источники энергии, как энергия солнечного света и ветра используются для энергоснабжения и нагрева воды, геотермальное тепло земли – для отопления и кондиционирования зданий. Преобразование солнечной энергии в электрическую происходит при помощи фотоэлектрических пластин из кремния – самого распространенного элемента на планете.
Солнечные батареи, на основе кремниевых пластин имеют продолжительный ресурс жизни – более 25 лет и, в зависимости от технологии производства, сохраняют до 80% своей эффективности в течении всего ресурса. Количество энергии, получаемой от солнечных батарей, различается и напрямую зависит от месторасположения и солнечной активности в различные сезоны года. Эффективность преобразования энергии у солнечных батарей достигает 20% и зависит от технологии их производства и чистоты кремния. Технология стремительно развивается и показатель эффективности постоянно растет.

Эксплуатация ветро-установок (ветрогенераторов) для получения электричества, целесообразна в районах с высоким значением средней скорости ветра или в периоды низкой солнечной активности. Эффективность преобразования энергии ветра не уступает эффективности гелиоустановок, но зависит от точки расположения объекта и корректно рассчитанного потенциала местности.

Широко используется для отопления зданий и геотермальное тепло земли. Тепловые насосы позволяют получать тепло окружающей среды: земли, воды или воздуха. В зимний период геотермальное тепло используется для отопления зданий, а в летние месяцы позволяет эффективно отводить тепло, производя кондиционирование.

Альтернативные источники энергии и выгоды их использования

Эффективность использования тех или иных альтернативных источников энергии напрямую зависит от региона, в котором необходима установка. Качественный мониторинг энергопотенциала позволяет определять наиболее подходящую технологию и рассчитывать ее окупаемость на годы вперед, а так же исключает ошибки связанные с региональными особенностями.

Конечно, первоначальную цену энергонезависимого дома, с экологически чистыми, возобновляемыми источниками энергоснабжения, сегодня нельзя назвать низкой, но по истечении двух – пяти лет эксплуатации альтернативные источники энергии полностью окупают свою стоимость и приносят ощутимую финансовую выгоду в течении многих лет.  Не стоит забывать о экологичности альтернативных технологий добычи энергии. Солнечные, ветровые и гелиоустановки не производят вредных выбросов в атмосферу, не загрязняют воду и безопасны для человека.

 

Производство солнечных батарей набирает обороты

Нехватка ресурсов в удаленных регионах, в совокупности с быстрыми темпами развития технологии привело к ситуации, когда производство солнечных батарей быстро набирает обороты, а стоимость конечных изделий с каждым годом становится все более доступной для потребителей со средним уровнем доходов. И если вчера технология гелиоустановок была доступна лишь для космических программ, то уже сегодня мини-солнечные электростанции, как грибы после дождя, растут на крышах домов и садовых участках.

 

     

Альтернативные источники энергии

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

Что такое альтернативная энергия?

Энергию можно разделить на два больших класса: невозобновляемая и возобновляемая. К первой категории относится использование таких энергоносителей, как нефть и каменный уголь. Рано или поздно из запасы на планете будут исчерпаны. К тому же, их применение связано с выбросами в атмосферу углекислого газа и глобальным потеплением. Возобновляемые, или альтернативные источники энергии — неисчерпаемые ресурсы, например, ветер или солнечный свет. Их применение имеет меньше «побочных эффектов», а риск истощения запасов отсутствует полностью. В наши дни большая часть энергии вырабатывается за счет сжигания нефти и газа, а также благодаря работе атомных электростанций. Все эти источники потенциально опасны для окружающей среды. Поэтому востребованной становится альтернативная энергетика, позволяющая получать энергию более экологичным способом, наносящим минимальный вред окружающей среде.

Энергия ветра

Ветровая энергетика — преобразование энергии движущихся воздушных масс в электричество, которое может быть использовано потребителем. Подсчитано, что запасов ветровой энергии в 100 раз больше, чем энергетических запасов всех рек нашей планеты. Основа установки для получения энергии — ветровые генераторы и ветровые мельницы. Особенно развит этот способ в Германии, Дании и Ирландии.
Основные плюсы ветровой энергетики — экологичность и низкая стоимость получаемой энергии. Но есть и существенный минус. Предсказать силу ветра невозможно, она непостоянна и зависит от множества факторов. Поэтому приходится использовать дополнительные источники получения энергии. Есть у ветрогенераторов еще одно неприятное свойство: они могут вызывать радиопомехи. Наконец, ветровая энергетика может потенциально оказывать влияние на климат планеты, так как ветрогенераторы забирают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс. Однако ученые все еще не могут определить, насколько выраженным может быть это влияние и приведет оно к позитивным или негативным последствиям.

Сила воды

Основа гидроэнергетики — преобразование энергии водных масс в электричество. В качестве примера можно привести гидроэлектростанции, которые устанавливаются на крупных реках. Движущаяся вода воздействует на лопасти турбины, вращая их. Возникающая во время вращения энергия и преобразуется в электричество. Строительство ГЭС обходится государству очень дорого. Однако затраты быстро окупаются, так как цена полученной энергии получается сравнительно низкой (например, по сравнению с атомными электростанциями).
Строить гидроэлектростанции можно только на реках, которые никогда не пересыхают и имеют быстрое течение. Для возведения ГЭС необходимо обустроить плотину, позволяющую добиться определенного напора воды.
В России доля электрической энергии, вырабатываемой гидроэлектростанциями, составляет около 20% от всей энергетической генерации, а суммарная мощность всех ГЭС составляет 48085 МВт. В последние годы появилась идея использовать энергию приливов. Строятся приливные станции, преобразующие кинетическую энергию движущейся морской воды. В России самая крупная приливная электростанция функционирует в Мурманской области. Ее установленная мощность достигает 1,7 МВт. Наконец, есть способы генерации энергии из волн.

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

Геотермальная энергетика

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

Энергия осмотической диффузии

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

Биотопливо

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

Гравитационная энергетика

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

Солнечная энергия, солнечные электростанции

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

Пожалуй, единственным недостатком солнечной энергии является зависимость ее получения от времени суток и погодных условий. В северных странах строительство солнечных электростанция экономически невыгодно. По крайней мере, на данном этапе: ученые не исключают, что удастся создать солнечные батареи, которые будут улавливать фотоны даже в пасмурные дни.
Есть еще одна проблема: фотоэлементы необходимо вовремя утилизировать, так как в них содержатся мышьяк, галлий и свинец. Далеко не все страны могут позволить себе создание производств по переработке отработанных солнечных батарей. Наиболее широкое распространение солнечное электричество получает там, где оно обходится дешевле всех других видов. Например, солнечные электростанции устанавливаются на отдаленных фермерских участках, на комических станциях. Используется оно и в странах, где высока себестоимость других видов энергии. В качестве примера можно привести Израиль, где примерно 90% воды нагревается за счет энергии Солнца.
Солнечные батареи в последние годы активно используются для создания экологически безопасных автомобилей, самолетов и даже поездов. Солнечными батареями нередко оснащаются так называемые «умные дома», которые самостоятельно могут регулировать мощность установки в зависимости от потребностей обитателей жилья. В нашей стране солнечная энергетика получает все большее распространение в качестве резервного источника электрической энергии.
В России суммарная мощность электростанций, работающих на энергии Солнца, составляет 400,0 МВт. Проектируются новые станции, мощность которых будет составлять 850,0 МВт. Широко обсуждается проект создания космических солнечных электростанций. В открытом космосе преграды для солнечной радиации в виде атмосферного слоя отсутствуют. Поэтому возможен запуск на орбиту установок, оснащенных солнечными батареями, улавливающими энергию Солнца и пересылающих их на землю. КПД таких станций потенциально обещает быть приближенным к 100%, однако на данный момент их создание и запуск обойдется настолько дорого, что себестоимость энергии для потребителей получится слишком высокой.

Плюсы и минусы использования

Главными плюсами использования альтернативных источников энергии являются:

• возобновляемость ресурсов. Если поставить получение альтернативной энергии на поток, человечество никогда не столкнется с тем, что природные запасы исчерпают себя;
• экологическая безопасность. Альтернативная энергетика предполагает отсутствие опасных выбросов в окружающую среду;
• доступность по цене. На данный момент разработано множество способов получения альтернативной энергии. Поэтому любое государство может подобрать те варианты, которым наилучшим образом соответствуют его климатическим условиям.

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

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

Перспективы в России

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

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

Альтернативные источники энергии – Энергетика и промышленность России – № 3 (31) март 2003 года – WWW.EPRUSSIA.RU

Газета “Энергетика и промышленность России” | № 3 (31) март 2003 года

На пороге ХХI века человек все чаще и чаще стал задумываться о том, что станет основой его существования в новой эре. Энергия была и остается главной составляющей жизни человека. Она дает возможность создавать различные материалы, является одним из главных факторов при разработке новых технологий. Попросту говоря, без освоения различных видов энергии человек не способен полноценно существовать. Homo Sapiens прошел путь от первого костра до атомных электростанций, освоил добычу основных традиционных энергетических ресурсов – угля, нефти и газа, научился использовать энергию рек, освоил «мирный атом», но все активнее обсуждаются вопросы использования новых нетрадиционных, альтернативных видов энергии. По оценкам специалистов, мировые ресурсы угля составляют 15, а по неофициальным данным 30 триллионов тонн, нефти – 300 миллиардов тонн, газа – 220 триллионов кубометров. Разведанные запасы угля составляют 1685 миллиардов тонн, нефти – 137 миллиардов тонн, газа – 142 триллионов кубометров. Почему же наблюдается тенденция к освоению альтернативных видов энергии, при таких, казалось бы, внушительных цифрах, при том, что в последние годы в шельфовых зонах морей открыты огромные запасы нефти и газа? Есть несколько ответов на этот вопрос. Во-первых, непрерывный рост промышленности как основного «клиента» энергетической отрасли. Существует точка зрения, что при нынешней ситуации запасов угля хватит примерно на 270 лет, нефти на 35-40 лет, газа на 50 лет. Во-вторых, необходимость значительных финансовых затрат на разведку новых месторождений, так как часто эти работы связаны с организацией глубокого бурения (в частности, в морских условиях) и другими сложными и наукоемкими технологиями. И, в третьих, экологические проблемы, связанные с добычей энергетических ресурсов. Склады нефтепродуктов и окружающие их территории подчас напоминают «города мертвых», а кадры кинохроники о плавающих в нефтяной пленке морских птицах и животных тревожат не только Greenpeace.

В настоящее время выдвигаются множество различных идей и предложений по использованию всевозможных возобнавляемых видов энергии. Разработка некоторых проектов еще только начинается. Так, существуют предложения по использованию энергии разложения атомных частиц, искусственных смерчей и даже энергии молнии. Проводятся эксперименты по использованию «биоэнергетики», например, энергии парного молока для обогрева коровников.

Но существуют и «традиционные» виды альтернативной энергии. Это энергия Солнца и ветра, энергия морских волн, приливов и отливов. Есть проекты преобразования в электроэнергию газа, выделяющегося на мусорных свалках, а также из навоза на звероводческих фермах. Основным видом «бесплатной» неиссякаемой энергии по справедливости считается Солнце. В Солнце сосредоточено 99, 886% всей массы Cолнечной системы. Солнце ежесекундно излучает энергию в тысячи миллиардов раз большую, чем при ядерном взрыве 1 кг U235 .

Солнце – неисчерпаемый источник энергии – ежесекундно дает Земле 80 тысяч миллиардов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Нужно только уметь пользоваться им. Например, Тибет – самая близкая к Солнцу часть нашей планеты – по праву считает солнечную энергию своим богатством. На-сегодня в Тибетском автономном районе Китая построено уже более пятидесяти тысяч гелиопечей. Солнечной энергией отапливаются жилые помещения площадью 150 тысяч квадратных метров, созданы гелиотеплицы общей площадью миллион квадратных метров.

Хотя солнечная энергия и бесплатна, получение электричества из нее не всегда достаточно дешево. Поэтому специалисты непрерывно стремятся усовершенствовать солнечные элементы и сделать их эффективнее. Новый рекорд в этом отношении принадлежит Центру прогрессивных технологий компании «Боинг». Созданный там солнечный элемент преобразует в электроэнергию 37 процентов попавшего на него солнечного света.

Это достижение стало возможным, с одной стороны, благодаря использованию двухслойной конструкции. Верхний слой – из арсенаида галлия. Он поглощает излучение видимой части спектра. Нижний слой – из антимонида галлия и предназначен улавливать инфракрасное излучение, которое обычно теряется. С другой стороны, высокая эффективность достигается благодаря специальному покрытию, преломляющему свет и фокусирующему его на активные области солнечной ячейки.

Компактная передвижная электростанция сконструирована германским инженером Хербертом Бойерманом. При собственном весе 500 кг она имеет мощность 4 КВт, иначе говоря, способна полностью обеспечить электротоком достаточной мощности загородное жилье. Это довольно хитроумный агрегат, где энергию вырабатывают сразу два устройства – ветрогенератор нового типа и комплект солнечных панелей. Первый оснащен тремя полусферами, которые (в отличие от обычного ветрового колеса) вращаются при малейшем движении воздуха, второй – автоматикой, аккуратно ориентирующей солярные элементы на светило. Добытая энергия накапливается в аккумуляторном блоке, а тот стабильно снабжает током потребителей.

Глядя вперед, в те времена, когда штат Калифорния будет нуждаться в удобных станциях для подзарядки электробатарей, «Южнокалифорнийская компания Эдисон» планирует начать испытание специальной автостанции для машин, работающих на солнечной энергии, которая в конечном счете должна стать обычной заправочной станцией со множеством парковочных мест и различными магазинами. Солнечные панели на крыше станции, расположенной в городе Даймонд-Баре, обеспечат энергию для зарядки электромобилей в течение всего рабочего дня даже зимой. А излишек, получаемый от этих панелей, будет использоваться для нужд самой автостанции. Ожидается, что к 2000 году на дорогах Калифорнии появится около 200000 электромобилей. Возможно, и нам стоит подумать об использовании солнечной энергии в широких масштабах. В частности, в Крыму с его «солнцеобильностью».

На первый взгляд ветер кажется одним из самых доступных и возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца он может «работать» зимой и летом, днем и ночью, на севере и на юге. Но ветер – это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала «месторождения» ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая энергия практически всегда «размазана» по огромным территориям. Основные параметры ветра – скорость и направление – меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее «надежным», чем Солнце. Таким образом, встают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Во-первых, это возможность «ловить» кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Во-вторых, еще важнее добиться равномерности, постоянства ветрового потока. Вторая проблема пока решается с трудом. Существуют интересные разработки по созданию принципиально новых механизмов для преобразования энергии ветра в электрическую. Одна из таких установок (патент РФ № 1783144, см. рис) порождает искусственный сверхураган внутри себя при скорости ветра в 5 м/с!

В последнее время в некоторых странах снова обратили внимание на те проекты, которые были отвергнуты ранее как малоперспективные. Так, в частности, в 1982 г. британское правительство отменило государственное финансирование тех электростанций, которые используют энергию моря: часть таких исследований прекратилась, часть продолжалась при явно недостаточных ассигнованиях от Европейской комиссии и некоторых промышленных фирм и компаний. Причиной отказа в государственной поддержке называлась недостаточная эффективность способов получения «морского» электричества по сравнению с другими его источниками, в частности – атомными.

В мая 1988 г. в этой технической политике произошел переворот. Министерство торговли и промышленности Великобритании прислушалось к мнению своего главного советника по энергетике Т. Торпа (T. Thorpe), который сообщил, что три из шести имеющихся в стране экспериментальных установок усовершенствованы и ныне стоимость 1 КВт/ч на них составляет менее 6 пенсов, а это ниже минимального уровня конкурентоспособности на открытом рынке. Цена «морской» электроэнергии с 1987 г. снизилась вдесятеро.

Наиболее совершенен проект «Кивающая утка», предложенный конструктором С. Солтером (S. Salter; Эдинбургский университет, Шотландия). Поплавки, покачиваемые волнами, дают энергию стоимостью всего 2,6 пенса за 1 КВтч, что лишь незначительно выше стоимости электроэнергии, которая вырабатывается новейшими электростанциями, сжигающими газ (в Британии это – 2,5 пенса), и заметно ниже, чем дают АЭС (около 4,5 пенса за 1 КВтч).

Следует заметить, что использование источников альтернативных, возобновляемых видов энергии может достаточно эффективно снизить процент выбросов в атмосферу вредных веществ, то есть в какой-то степени решить одну из важных экологических проблем. Энергия моря может с полным основанием быть причисленной к таким источникам.

Энергия малых рек также в ряде случаев может стать источником электроэнергии. Возможно, для использования этого источника необходимы специфические условия (например, речки с сильным течением), но в ряде мест его, где обычное электроснабжение невыгодно, установка мини-ГЭС могла бы решить множество локальных проблем. Бесплотинные ГЭС для речек и речушек уже существуют (см. фото 3). Этот двухметровый агрегат есть не что иное, как бесплотинная ГЭС мощностью в 0,5 КВт. В комплекте с аккумулятором она обеспечит энергией крестьянское хозяйство или геологическую экспедицию, отгонное пастбище или небольшую мастерскую… Была бы поблизости речушка!

Роторная установка диаметром 300 мм и весом всего 60 кг выводится на стремнину, притапливается на придонную «лыжу» и тросами закрепляется с двух берегов. Остальное – дело техники: мультипликатор вращает автомобильный генератор постоянного тока напряжением 14 вольт, и энергия аккумулируется.

Бесплотинная мини-ГЭС успешно зарекомендовала себя на речках Горного Алтая, доработана до уровня опытного образца.

Одним из наиболее необычных видов использования отходов человеческой деятельности является получение электроэнергии из мусора. Проблема городских свалок стала одной из наиболее актуальных проблем современных мегаполисов. Но, оказывается, их можно еще использовать для производства электроэнергии. Во всяком случае именно так поступили в США, в штате Пенсильвания. Когда построенная для сжигания мусора и одновременной выработки электроэнергии для 15000 домов печь стала получать недостаточно топлива, было решено восполнить его мусором с уже закрытых свалок. Вырабатываемая из мусора энергия приносит округу около $ 4000 прибыли еженедельно. Но главное объем закрытых свалок сократился на 78%.

Разлагаясь на свалках, мусор выделяет газ, 50-55 % которого приходится на метан, а 45-50% – на углекислый газ и около одного процента – на другие соединения. Если раньше выделяемый газ просто отравлял воздух, то теперь в США его начинают использовать в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания с целью выработки электроэнергии. Только в мая 1993 года 114 электростанций, работающих на газе от свалок, произвели 344 мегаджоуля электроэнергии. Самая крупная из них, в городе Уиттиер, производит за год 50 мегаджоулей. Станция мощностью 12 мегаватт способна удовлетворить потребность в электроэнергии жителей 20 тысяч домов. По подсчетам специалистов, газа на свалках США хватит для работы небольших станций на 30-50 лет. Не стоит ли и нам задуматься над проблемой вторичного использования мусора? При наличии эффективной технологии мы могли бы сократить количество мусорных «курганов», а заодно значительно пополнить и восполнить запасы энергии, благо «дефицита сырья» для ее производства не предвидится.

Казалось бы, что может быть неприятнее навоза? Много проблем связано с загрязнением водоемов отходами звероводческих хозяйств. Большие количества органического вещества, попадающие в водоемы, способствуют их старению.

Известно, что теплоцентрали – активные загрязнители окружающей среды, свинофермы и коровники – тоже. Однако из этих двух зол можно составить нечто хорошее. Именно это произошло в английском городе Пиделхинтоне, где разработана технология переработки навоза свиней в электроэнергию. Отходы идут по трубопроводу на электростанцию, где в специальном реакторе подвергаются биологической переработке. Образующийся газ используется для получения электроэнергии, а переработанные бактериями отходы – для удобрения. Перерабатывая 70 тонн навоза ежедневно, можно получить 40 киловатт.

Кроме замены традиционных источников энергии альтернативными, существуют проекты по созданию экологически чистых и сбалансированных городов и деревень будущего. Основой для их создания будут служить применение экономичных материалов, а также оптимальный режим использования энергии, который смогут поддерживать с помощью компьютерных программ.

Хранителем домашнего очага и незримым существом в доме, по старинным поверьям, служит теплый домовой. Техническую помощь ему в скандинавских странах, в первую очередь в Швеции, оказывает теперь программно управляемая бытовая теплоцентраль «Аквае 47 ОД». Разработанная шведской фирмой «Электро стандард», эта установка довольствуется скромным местом, скажем, площадью кухни.

Тепловые насосы и узел нагрева воды вмонтированы в нее еще на заводе-изготовителе. Принцип экономного вторичного обогрева таков: из использованного воздуха ванной комнаты, кухни и подсобок тепловая энергия возвращается в систему отопления традиционного типа и утилизируется водогрейным котлом. Дополнительные калории от внешних источников газа или жидкого топлива отбираются на эти цели лишь по мере необходимости. Особые клапаны в наружных стенах, снабженные противопылевым фильтром и входящие в комплект установки, обеспечивают подвод чистого воздуха и равномерную безвытяжную смену его в доме. Это достижение компьютерной теплотехники предназначено прежде всего для односемейных домов, например, для загородных коттеджей; оно сокращает наполовину обычный расход энергии.

В испанском поселке Сант-Джосеп на острове Ивиса сооружается первая в мире экологическая деревня будущего, где поселятся четыреста человек. В проекте участвуют специалисты из всех стран Европы. Чтобы оптимально использовать солнечный свет, «умные» дома сами станут регулировать внутреннюю температуру. Это позволяет как новая технология, так и сами материалы – каркас из алюминия и поликарбоната с огромными застекленными поверхностями, где циркулирует прозрачная жидкость. Получится своеобразный щит, впускающий солнечный свет, но удерживающий тепло. Температура зимой и летом будет одинаковая – 20-22 градуса. Избыток энергии поступит в термический теплонакопитель. Электроэнергию там станут вырабатывать также ветряные мельницы и солнечные батареи, избыток ее опять же сберегут огромные аккумуляторы. Биоочистная установка превратит органические отходы – мусор и сточные воды, в метан, преобразуемый затем в электричество. Структура здания гарантирует сохранность свыше 85 процентов энергии. На гигантской биоферме будут выращивать скот, рыбу, а так же овощи, фрукты и злаки.

Возможно, такие проекты пока невозможно реализовать в значительных масштабах. До серийного производства «умных» экологически чистых домов еще далеко, но уже сейчас реализация некоторых проектов (постройка мини-ГЭС, солнечных, ветровых, мусорных электростанции) вполне реальна.

Как встретишь Новый год, так его и проведешь! Перефразируя это изречение, можно сказать, что как встретишь новую эру, так ее и проведешь. Как же встретит человечество ХХI век: в дыму труб теплостанций или в шелесте «ветряков» на фоне солнечных зеркал? Будет ли оно использовать традиционные ресурсы или перейдет на источники, пополнять которые сможет сама Природа? Ответ не за горами. В любом случае человек должен помнить: какие бы природные ресурсы он ни использовал, делать это надо бережно, помня о тех, кто идет следом.

Альтернативные источники энергии: альтернативы нет – Энергетика и промышленность России – № 7 (11) июль 2001 года – WWW.EPRUSSIA.RU

Газета “Энергетика и промышленность России” | № 7 (11) июль 2001 года

Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с всё нарастающей остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным, альтернативным источникам энергии. Они экологичны, возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли.

Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ:

* Глобально-экологический: сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных и термоядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI века.

* Политический: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы;

* Экономический: переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную – постоянно растут;

* Социальный: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, – всё это увеличивает социальную напряженность.

* Эволюционно-исторический: в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.

Источники энергии

Сегодня суммарное потребление тепловой энергии в мире составляет >200 млрд. кВт/ч в год, (эквивалентно 36 млрд. т усл. топлива). В России сегодня общее потребление топлива составляет около 5 % мирового энергобаланса.

Геологические запасы органического топлива в мире более 80 % приходится на долю угля, который становится все менее популярным. А известные запасы топливных ресурсов к 2100 г. будут исчерпаны. По данным экспертов, в начале XXI в. добыча нефти и природного газа начнет сокращаться: их доля в топливно-энергетическом балансе снизится к 2020 г. с 66,6 % до 20 %. На долю гидроэнергетики приходится всего 1,5 % общего производства энергии в мире, и она может играть только вспомогательную роль. Таким образом, ни органическое топливо, ни гидроэнергия не могут решить проблемы энергетики в перспективе.

Что касается ядерной энергии, все известные запасы урана, пригодного для реакторов, действующих на тепловых нейтронах, будут исчерпаны в первом десятилетии XXI в. Создание и эксплуатация АЭС на реакторах-размножителях значительно дороже и не менее безопасны, чем на тепловых нейтронах. От населения до сих пор скрывают не только реальную опасность атомной энергетики, но и ее реальную стоимость. Учитывая все затраты на добычу топлива, нейтрализацию, утилизацию и захоронение отходов, консервацию отработавших реакторов (а их ресурс не более 30 лет), расходы на социальные, природоохранные нужды, то стоимость энергии АЭС многократно превысит любой экономически допустимый уровень. По оценкам специалистов, только затраты на вывоз, захоронение и нейтрализацию накопившихся на российских предприятиях отходов ядерной энергетики составят около 400 млрд. долл. Затраты на обеспечение необходимого уровня технологической безопасности составят 25 млрд. долл. С увеличением числа реакторов повышается вероятность аварий: по прогнозам МАГАТЭ, из-за увеличения количества реакторов в 2000 г. вероятность крупной аварии повысится до одной в 10 лет. В районах расположения АЭС, уранодобывающих и производящих предприятий постоянно растет уровень заболеваемости, особенно детской. АЭС служит одним из основных «нагревателей» атмосферы: в процессе деления 1 кг урана выделяется 18,8 млрд. ккал. Таким образом, тезис о безопасности и дешевизне атомной энергии – пустой и опасный миф, а атомная энергетика по причине огромной потенциальной опасности и низкой рентабельности не имеет долгосрочной перспективы.

Что касается электростанций на основе термоядерного синтеза, то, по оценкам специалистов, в ближайшие 50 лет они вряд ли будут технологически освоены, а пагубное тепловое влияние на климат планеты будет не меньшим, чем от ТЭС и АЭС.

К так называемым нетрадиционным источникам энергии относятся: тепло Земли (геотермальная энергия), Солнца (в том числе энергия ветра, морских волн, тепла морей и океанов), а также «малая» гидроэнергетика: морские приливы и отливы, биогазовые, теплонасосные установки и другие преобразователи энергии.

Но только возобновляемые источники энергии, могут представлять реальную альтернативу традиционным технологиям сегодня и в перспективе.

Солнечная энергия

Общее количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли в, 6,7 раза больше мирового потенциала ресурсов органического топлива. Использование только 0,5 % этого запаса могло бы полностью покрыть мировую потребность в энергии на тысячелетия. На Севере технический потенциал солнечной энергии в России (2,3 млрд. т усл. топлива в год) приблизительно в 2 раза выше сегодняшнего потребления топлива.

Ветровая энергия

В России валовой потенциал ветровой энергии – 80 трлн. кВт/ч в год, а на Северном Кавказе – 200 млрд. кВт/ч (62 млн. т усл. топлива). Эти величины существенно больше соответствующих величин технического потенциала органического топлива.

Таким образом, потенциала солнечной радиации и ветровой энергии в принципе достаточно для нужд энергопотребления как страны, так и регионов. К недостаткам этих видов энергии можно отнести нестабильность, цикличность и неравномерность распределения по территории; поэтому использование солнечной и ветровой энергии требует, как правило, аккумулирования тепловой, электрической или химической. Однако возможно создание комплекса электростанций, которые отдавали бы энергию непосредственно в единую энергетическую систему, что дало бы огромные резервы для непрерывного энергопотребления.

Наиболее стабильным источником может служить геотермальная энергия. Валовой мировой потенциал геотермальной энергии в земной коре на глубине до 10 км оценивается в 18 000 трлн. т усл. топлива, что в 1700 раз больше мировых геологических запасов органического топлива. В России ресурсы геотермальной энергии только в верхнем слое коры глубиной 3 км составляют 180 трлн. т усл. топлива. Использование только около 0,2 % этого потенциала могло бы покрыть потребности страны в энергии. Вопрос только в рациональном, рентабельном и экологически безопасном использовании этих ресурсов. Именно из-за того, что эти условия до сих пор не соблюдались при попытках создания в стране опытных установок по использованию геотермальной энергии, мы сегодня не можем индустриально освоить такие несметные запасы энергии.

Таким образом, альтернативные возобновляемые источники энергии позволяют долгосрочно обеспечить всю страну.

Состояние АПЭ в мире

По прогнозу Мирового энергетического конгресса. в 2020 году на долю альтернативных преобразователей энергии (АПЭ) придется 5,8 % общего энергопотребления. При этом в развитых странах (США, Великобритании и др.) планируется довести долю АПЭ до 20 % (20 % энергобаланса США – это примерно все сегодняшнее энергопотребление в России). В странах Европы планируется к 2020 г. обеспечить экологически чистое теплоснабжение 70 % жилищного фонда. Сегодня в мире действует 233 геотермальные электростанции (ГеоТЭС) суммарной мощностью 5136 мВт, строятся 117 ГеоТЭС мощностью 2017 мВт. Ведущее место в мире по ГеоТЭС занимают США (более 40 % действующих мощностей в мире). Там работает 8 крупных солнечных ЭС модульного типа общей мощностью около 450 мВт, энергия поступает в общую энергосистему страны. Выпуск солнечных фотоэлектрических преобразователей (СФАП) достиг в мире 300 мВт в год, из них 40 % приходится на долю США. В настоящее время в мире работает более 2 млн. гелиоустановок горячего водоснабжения. Площадь солнечных (тепловых) коллекторов в США составляет 10, а в Японии – 8 млн. м2. В США и в Японии работает более 5 млн. тепловых насосов. За последние 15 лет в мире построено свыше 100 тыс. ветроустановок суммарной мощностью 70000 мВт (10 % энергобаланса США). В большинстве стран приняты законы, создающие льготные условия как для производителей, так и для потребителей альтернативной энергии, что является определяющим фактором успешного внедрения.

Состояние АПЭ в России

В 1990 году на долю АПЭ приходилось приблизительно 0,05 % общего энергобаланса, в 1995 году – 0,14%, на 2005 год планируется около 0,5-0,6% энергобаланса страны (т.е. приблизительно в 30 раз меньше, чем в США, а если учесть соотношение энергобалансов, то у нас «запланировано» отставание примерно в 150 раз). Всего в России 1 ГеоТЭС (Паужекская, 11 мВт), и то технологически крайне неудачная, 1 приливная ЭС (Кислогубская, 400 кВт), 1500 ветроустановок (от 0,1 до 16 кВт), 50 микроГЭС (от 1,5 до 10 кВт), 300 малых ГЭС (2 млрд. кВт/ч), солнечные ФЭС (в сумме приблизительно 100 кВт), солнечные коллекторы площадью 100 000 м^2, 3000 тепловых насосов (от 10 кВт до 8 мВт).

Итак, по всем видам АПЭ Россия находится на одном из последних мест в мире. В нашей стране отсутствует правовая база для внедрения АПЭ, нет никаких стимулов для развития этого направления. В стране отсутствует отрасль, объединяющая все разрозненные разработки в единый стратегический замысел. В концепции Минтопэнерго АПЭ отводится третьестепенная, вспомогательная роль. В концепциях РАН РФ, ведущих институтов, отраженных в программе «Экологически чистая энергетика» (1993 г.), практически отсутствует стратегия полномасштабного перехода к альтернативной энергетике и по-прежнему делается ставка на малую, автономную энергетику, причем в весьма отдаленном будущем. Что, конечно, скажется на экономическом отставании страны, а также на экологической обстановке как в стране, так и в мире в целом.

Альтернативные источники энергии | Новости компании EF-LIGHT

Альтернативные источники энергии – это возобновляемые ресурсы, которые позволяют получать энергию без использования традиционных способов (нефть, газ, уголь). Основная задача альтернативной энергетики – поиск новых источников, которые бы могли обеспечить необходимый объем энергии, не нанося серьезного вреда экологии. Поиск новых ресурсов ведется постоянно, многие «нетрадиционные» методы получения энергии успешно используются в качестве частичной альтернативы традиционным методам. Альтернативная энергетика внедряется во все сферы жизни и на сегодняшний день можно встретить обычные бытовые приборы, работающие на энергии ветра или солнца.

Виды альтернативных источников энергии

Альтернативная энергетика так же, как и традиционная, использует природные ресурсы, однако делает это безопасно для планеты. Основная идея заключается в применении возобновляемых ресурсов, отсюда и название – возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Органическое топливо в виде газа и нефти конечно, в то время как энергия ветра или солнца не закончится никогда. Интересно отметить, что возобновляемые источники энергии активно использовались нашими предками еще до того, как в оборот вошло органическое топливо. К сожалению, последнее дает больше энергии при меньших затратах, поэтому сегодня ВИЭ занимают далеко не первое место.

Солнечная энергия. Самый популярный источник альтернативной энергии в мире. Специальные гелиоустановки или солнечные батареи (фотоэлементы) преобразуют солнечную энергию в другие виды энергии. Солнце можно использовать как для теплоснабжения, так и для выработки электроэнергии. Среди преимуществ – возобновляемость ресурса, бесшумность, абсолютная экологичность (при переработке нет вредных выбросов). Главным недостатком является зависимость от суточного и сезонного ритма излучения, а также необходимость использовать большое количество солнечных батарей (большая площадь солнечной фермы) для выработки достаточного количества энергии. На сегодняшний день солнечная энергия активно используется во многих странах; доля энергии, получаемой от солнца, может составлять до 25% от общей суммы всей используемой в стране энергии.

Энергия ветра. Еще один популярный и активно внедряемый ресурс. Специальные ветровые электростанции (современные ветряные мельницы) преобразуют энергию ветра в электричество. Недостатки и преимущества у таких электростанция такие же, как и в случае с энергией солнца. С одной стороны энергия ветра – экологичный и возобновляемый ресурс, с другой – сильная зависимость от природных условий. Еще один недостаток современных ветряных мельниц – высокий уровень шума, это не позволяет устанавливать их вблизи жилых зон. Впрочем, ветроэнергетика на данный момент является самым перспективным направлением альтернативной энергетики

Тепловая энергия земли. Для переработки данного вида энергии используются геотермальные станции, которые преобразуют энергию грунтовых вод, вулканов, термальных источников. Геотермальные станции могут вырабатывать как тепловую энергию, так и электричество для разных нужд. Основное преимущество – возобновляемость и полная независимость от времени суток или времени года (в отличие от энергии солнца и ветра). Основной недостаток – низкая рентабельность и в некоторых случаях невозможность использовать грунтовые воды из-за токсичности.

Энергия приливов и отливов. Данный вид альтернативной энергии начали разрабатывать относительно недавно, он использует энергию приливов и отливов (кинетическую энергию вращения земли) для выработки электроэнергии. Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, работающие в режиме насоса или генератора. К сожалению, в отличие от классической гидроэлектростанции, подобные установки не пользуются большим спросом так как показывают низкую рентабельность. На данный момент специальные насосы чаще всего устанавливают не отдельно, а лишь в качестве одного из элементов классической гидроэлектростанции.

Биотопливо. Биотопливо – это топливо из растительного или животного сырья. Чаще всего под биотопливом нового поколения понимают твердое (торф, отходы деревообработки и сельского хозяйства), жидкое (биодизель и биомазут, а также метанол, этанол, бутанол) и газообразное (водород, метан, биогаз).

Перечисленные виды альтернативного топлива не единственные. Ученые постоянно ведут поиск новых источников энергии; используются грозовая энергия (атмосферное электричество) и даже энергия вирусов. К сожалению, все новые разработки пока не показывают высокой эффективности и не могут стать полноценной заменой традиционной энергетике.


Возобновляемые источники энергии | Типы, формы и источники

В настоящее время наиболее популярными возобновляемыми источниками энергии являются:

  1. Солнечная энергия
  2. Ветровая энергия
  3. Гидроэнергетика
  4. Приливная энергия
  5. Геотермальная энергия
  6. Энергия биомассы


Как эти типы возобновляемой энергии Энергетическая работа

1) Солнечная энергия

Солнечный свет – один из самых богатых и свободно доступных энергетических ресурсов нашей планеты. Количество солнечной энергии, которая достигает поверхности Земли за один час, превышает общие потребности планеты в энергии за год.Хотя это звучит как идеальный возобновляемый источник энергии, количество солнечной энергии, которое мы можем использовать, варьируется в зависимости от времени суток и сезона года, а также географического положения. В Великобритании солнечная энергия становится все более популярным способом дополнить потребление энергии. Узнайте, подходит ли это вам, прочитав наше руководство по солнечной энергии.

2) Энергия ветра

Ветер – изобильный источник чистой энергии. Ветряные фермы становятся все более привычным явлением в Великобритании, поскольку энергия ветра вносит все больший вклад в национальную энергосистему.Чтобы использовать электричество из энергии ветра, турбины используются для привода генераторов, которые затем подают электроэнергию в национальную энергосистему. Несмотря на то, что существуют бытовые или «внесетевые» системы выработки электроэнергии, не каждая недвижимость подходит для использования в качестве домашней ветряной турбины. Узнайте больше о ветроэнергетике на нашей странице о ветроэнергетике.

3) Гидроэнергетика

Как возобновляемый источник энергии, гидроэнергетика является одним из наиболее коммерчески развитых. Построив плотину или барьер, можно использовать большой резервуар для создания контролируемого потока воды, который будет приводить в движение турбину, вырабатывающую электричество.Этот источник энергии часто может быть более надежным, чем солнечная или ветровая энергия (особенно если это приливно-отливная, а не речная), а также позволяет хранить электроэнергию для использования, когда спрос достигает пика. Подобно ветровой энергии, в определенных ситуациях гидроэнергетика может быть более жизнеспособной в качестве коммерческого источника энергии (в зависимости от типа и по сравнению с другими источниками энергии), но в очень большой степени в зависимости от типа собственности ее можно использовать для бытовых, автономных ‘ поколение. Узнайте больше, посетив нашу страницу о гидроэнергетике.

4) Приливная энергия

Это еще одна форма гидроэнергетики, в которой для привода турбогенераторов используются приливные течения два раза в день.Хотя приливный поток, в отличие от некоторых других источников гидроэнергии, не является постоянным, он очень предсказуем и поэтому может компенсировать периоды, когда приливное течение невелико. Узнайте больше, посетив нашу страницу морской энергетики.

5) Геотермальная энергия

Используя естественное тепло под поверхностью земли, геотермальную энергию можно использовать для обогрева домов напрямую или для выработки электроэнергии. Хотя геотермальная энергия использует энергию прямо у нас под ногами, она имеет незначительное значение в Великобритании по сравнению с такими странами, как Исландия, где геотермальное тепло гораздо более доступно.

6) Энергия биомассы

Это преобразование твердого топлива, полученного из растительных материалов, в электричество. Хотя по сути, биомасса включает сжигание органических материалов для производства электроэнергии, и в настоящее время это гораздо более чистый и энергоэффективный процесс. Преобразуя сельскохозяйственные, промышленные и бытовые отходы в твердое, жидкое и газовое топливо, биомасса вырабатывает электроэнергию с гораздо меньшими экономическими и экологическими затратами.


Что не является возобновляемым источником энергии?

Ископаемое топливо не является возобновляемым источником энергии, потому что оно не безгранично.Кроме того, они выделяют в нашу атмосферу углекислый газ, который способствует изменению климата и глобальному потеплению.

Сжигать дрова вместо угля немного лучше, но это сложно. С одной стороны, древесина является возобновляемым ресурсом – при условии, что она поступает из устойчиво управляемых лесов. Древесные пеллеты и прессованные брикеты производятся из побочных продуктов деревообрабатывающей промышленности, поэтому, возможно, это отходы вторичной переработки.

Топливо из сжатой биомассы также производит больше энергии, чем бревна. С другой стороны, при сжигании древесины (будь то необработанная древесина или переработанные отходы) частицы попадают в нашу атмосферу.

Будущее возобновляемых источников энергии

По мере роста населения мира растет и спрос на энергию для обеспечения наших домов, предприятий и сообществ. Инновации и расширение возобновляемых источников энергии являются ключом к поддержанию устойчивого уровня энергии и защите нашей планеты от изменения климата.

Возобновляемые источники энергии составляют сегодня 26% мировой электроэнергии, но, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), ожидается, что к 2024 году их доля достигнет 30%.«Это поворотное время для возобновляемых источников энергии», – сказал исполнительный директор МЭА Фатих Бирол.

В 2020 году Великобритания совершит новую удивительную веху в области возобновляемых источников энергии. В среду, 10 июня, страна впервые отметила два месяца работы исключительно на возобновляемых источниках энергии. Это большой шаг в правильном направлении для возобновляемых источников энергии. (1)

Ожидается, что в будущем количество возобновляемых источников энергии будет продолжать расти, поскольку мы видим рост спроса на электроэнергию.Это снизит цены на возобновляемые источники энергии – отлично для планеты и для наших кошельков.

Возобновляемые источники энергии Определение и типы возобновляемых источников энергии

Перейти к разделу

Ветряные турбины и большая солнечная панель в Палм-Спрингс, Калифорния,

Возобновляемые источники энергии стремительно развиваются, поскольку инновации снижают затраты и начинают реализовывать перспективы экологически чистой энергии в будущем.Американская солнечная и ветровая генерация бьет рекорды и интегрируется в национальную электросеть без ущерба для надежности.

Это означает, что возобновляемые источники энергии все больше вытесняют «грязное» ископаемое топливо в энергетическом секторе, предлагая выгоду от более низких выбросов углерода и других видов загрязнения. Но не все источники энергии, которые продаются как «возобновляемые», полезны для окружающей среды. Биомасса и большие плотины гидроэлектростанций создают трудные компромиссы при рассмотрении воздействия на дикую природу, изменения климата и других проблем.Вот что вам следует знать о различных типах возобновляемых источников энергии и о том, как вы можете использовать эти новые технологии у себя дома.

Что такое возобновляемая энергия?

Возобновляемая энергия, часто называемая чистой энергией, поступает из природных источников или процессов, которые постоянно пополняются. Например, солнечный свет или ветер продолжают светить и дуть, даже если их наличие зависит от времени и погоды.

В то время как возобновляемые источники энергии часто считают новой технологией, использование энергии природы уже давно используется для отопления, транспортировки, освещения и многого другого.Ветер привел в движение лодки для плавания по морям и ветряные мельницы для измельчения зерна. Солнце согревало днем ​​и помогало разжигать костры до вечера. Но за последние 500 лет или около того люди все чаще обращались к более дешевым и грязным источникам энергии, таким как уголь и дробленый газ.

Теперь, когда у нас появляются все более инновационные и менее дорогие способы улавливания и удержания энергии ветра и солнца, возобновляемые источники энергии становятся все более важным источником энергии, на которые приходится более одной восьмой U.Поколение С. Расширение использования возобновляемых источников энергии также происходит в больших и малых масштабах, от солнечных панелей на крышах домов, которые могут продавать электроэнергию обратно в сеть, до гигантских оффшорных ветряных электростанций. Даже некоторые целые сельские общины полагаются на возобновляемые источники энергии для отопления и освещения.

По мере того, как использование возобновляемых источников энергии продолжает расти, ключевой целью будет модернизация энергосистемы Америки, сделав ее более умной, безопасной и более интегрированной в разных регионах.

Грязная энергия

Невозобновляемая или «грязная» энергия включает ископаемое топливо, такое как нефть, газ и уголь.Невозобновляемые источники энергии доступны только в ограниченном количестве, и их восполнение занимает много времени. Когда мы перекачиваем газ на станцию, мы используем ограниченный ресурс, полученный из сырой нефти, которая существует с доисторических времен.

Невозобновляемые источники энергии также обычно встречаются в определенных частях мира, что делает их более многочисленными в одних странах, чем в других. Напротив, в каждой стране есть доступ к солнцу и ветру. Приоритет невозобновляемых источников энергии может также повысить национальную безопасность за счет уменьшения зависимости страны от экспорта из стран, богатых ископаемым топливом.

Многие невозобновляемые источники энергии могут угрожать окружающей среде или здоровью человека. Например, для бурения нефтяных скважин может потребоваться вскрытие бореальных лесов Канады, технологии, связанные с гидроразрывом, могут вызывать землетрясения и загрязнение воды, а угольные электростанции загрязняют воздух. В довершение всего, все эти действия способствуют глобальному потеплению.

Виды возобновляемых источников энергии

Солнечная энергия

На протяжении тысячелетий люди использовали солнечную энергию для выращивания сельскохозяйственных культур, поддержания тепла и сушки пищи.По данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, «за один час на Землю падает больше энергии солнца, чем используется всеми людьми в мире за один год». Сегодня мы используем солнечные лучи по-разному – для обогрева домов и предприятий, для подогрева воды или питания устройств.

Солнечные панели на крышах Восточного Остина, штат Техас,

Солнечные или фотоэлектрические (PV) элементы сделаны из кремния или других материалов, которые преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество.Распределенные солнечные системы вырабатывают электроэнергию на местном уровне для домов и предприятий, используя панели на крышах или общественные проекты, которые питают целые кварталы. Солнечные фермы могут генерировать электроэнергию для тысяч домов, используя зеркала для концентрации солнечного света на акрах солнечных элементов. Плавучие солнечные фермы – или «плавучие гелиоэлектрики» – могут эффективно использовать очистные сооружения и водоемы, которые не являются экологически уязвимыми.

Solar поставляет чуть более 1 процента США.производство электроэнергии . Но почти треть всех новых генерирующих мощностей в 2017 году приходилась на солнечную энергию, уступая только природному газу.

Солнечные энергетические системы не производят загрязнителей воздуха или парниковых газов, и, пока они правильно расположены, большинство солнечных панелей оказывают незначительное воздействие на окружающую среду за пределами производственного процесса.

Энергия ветра

Мы далеко ушли от старых ветряных мельниц. Сегодня турбины высотой с небоскребы – с турбинами почти такого же диаметра – привлекают внимание во всем мире.Энергия ветра вращает лопасти турбины, которая питает электрический генератор и производит электричество.

Ветер, на который приходится немногим более 6 процентов генерации в США, стал самым дешевым источником энергии во многих частях страны. В число ведущих штатов ветроэнергетики входят Калифорния, Техас, Оклахома, Канзас и Айова, хотя турбины можно размещать в любом месте с высокими скоростями ветра – например, на вершинах холмов и открытых равнинах – или даже на открытом море в открытом море.

Другие альтернативные источники энергии

Hydroelectric Power

Гидроэнергетика является крупнейшим возобновляемым источником электроэнергии в Соединенных Штатах, хотя вскоре ожидается, что энергия ветра выйдет на первое место.Гидроэнергетика полагается на воду – обычно это быстро движущаяся вода в большой реке или быстро спускающаяся вода с высокой точки – и преобразует силу этой воды в электричество, вращая лопасти турбины генератора.

На национальном и международном уровнях крупные гидроэлектростанции – или мегаплотины – часто считаются невозобновляемой энергией. Мегаплотины отводят и сокращают естественные потоки, ограничивая доступ животных и людей, которые зависят от рек. Небольшие гидроэлектростанции (установленная мощность менее 40 мегаватт), тщательно управляемые, не причиняют такой большой экологический ущерб, поскольку они отвлекают лишь часть потока.

Биомасса Энергия

Биомасса – это органический материал, который поступает из растений и животных и включает в себя сельскохозяйственные культуры, древесные отходы и деревья. Когда биомасса сжигается, химическая энергия выделяется в виде тепла и может генерировать электричество с помощью паровой турбины.

Биомассу часто ошибочно называют чистым возобновляемым топливом и более зеленой альтернативой углю и другим ископаемым видам топлива для производства электроэнергии. Однако недавняя наука показывает, что многие формы биомассы, особенно лесной, производят более высокие выбросы углерода, чем ископаемое топливо.Также существуют негативные последствия для биоразнообразия. Тем не менее, при определенных обстоятельствах некоторые формы энергии биомассы могут служить альтернативой с низким уровнем выбросов углерода. Например, опилки и щепа с лесопильных заводов, которые в противном случае быстро разлагались бы и выделяли углерод, могут быть источником энергии с низким содержанием углерода.

Геотермальная энергия

Геотермальная электростанция Сварценги недалеко от Гриндавика, Исландия

Даниэль Снаер Рагнарссон / iStock

Если вы когда-нибудь отдыхали в горячем источнике, значит, вы использовали геотермальную энергию.Ядро Земли примерно такое же горячее, как поверхность Солнца, из-за медленного распада радиоактивных частиц в горных породах в центре планеты. Бурение глубоких скважин выводит на поверхность очень горячую подземную воду в качестве гидротермального ресурса, который затем прокачивается через турбину для выработки электроэнергии. Геотермальные станции обычно имеют низкие выбросы, если они закачивают пар и воду, которые они используют, обратно в резервуар. Есть способы создать геотермальные электростанции там, где нет подземных резервуаров, но есть опасения, что они могут увеличить риск землетрясения в районах, которые уже считаются геологическими горячими точками.

Океан

Энергия приливов и волн все еще находится в стадии развития, но океаном всегда будет управлять гравитация луны, что делает использование ее силы привлекательным вариантом. Некоторые подходы к приливной энергии могут нанести вред дикой природе, например, приливные заграждения, которые работают так же, как плотины и расположены в океанском заливе или лагуне. Как и приливная сила, сила волны зависит от плотинных структур или устройств, закрепленных на дне океана, на поверхности воды или чуть ниже нее.

Возобновляемая энергия в доме

Солнечная энергия

В меньшем масштабе мы можем использовать солнечные лучи для питания всего дома – будь то с помощью фотоэлементов или пассивной солнечной конструкции дома.Пассивные солнечные дома предназначены для того, чтобы встречать солнце через окна, выходящие на юг, а затем сохранять тепло через бетон, кирпич, плитку и другие материалы, которые сохраняют тепло.

Некоторые дома на солнечной энергии производят более чем достаточно электроэнергии, что позволяет домовладельцу продавать излишки электроэнергии обратно в сеть. Батареи также являются экономически привлекательным способом хранения избыточной солнечной энергии, чтобы ее можно было использовать в ночное время. Ученые усердно работают над новыми достижениями, сочетающими форму и функцию, такими как солнечные световые люки и кровельная черепица.

Геотермальные тепловые насосы

Геотермальная технология – это новый взгляд на узнаваемый процесс: змеевики в задней части холодильника представляют собой миниатюрный тепловой насос, отводящий тепло изнутри, чтобы продукты оставались свежими и прохладными. В доме геотермальные или геообменные насосы используют постоянную температуру земли (на несколько футов ниже поверхности) для охлаждения домов летом и обогрева домов зимой – и даже для нагрева воды.

Геотермальные системы изначально могут быть дорогими в установке, но обычно окупаются в течение 10 лет.Кроме того, они тише, требуют меньшего количества проблем с обслуживанием и служат дольше, чем традиционные кондиционеры.

Малые ветряные системы

Ветряная электростанция на заднем дворе? Лодки, владельцы ранчо и даже компании сотовой связи регулярно используют небольшие ветряные турбины. Дилеры теперь помогают размещать, устанавливать и обслуживать ветряные турбины и для домовладельцев, хотя некоторые энтузиасты DIY устанавливают турбины сами. В зависимости от ваших потребностей в электроэнергии, скорости ветра и правил зонирования в вашем районе ветряная турбина может снизить вашу зависимость от электросети.

Продажа энергии, которую вы собираете

Дома, работающие на ветряной и солнечной энергии, могут быть автономными или подключаться к более крупной электросети, которую предоставляет их поставщик электроэнергии. Электроэнергетические компании в большинстве штатов позволяют домовладельцам оплачивать только разницу между потребляемой электроэнергией, поставляемой в сеть, и тем, что они произвели – процесс, называемый чистым счетчиком. Если вы производите больше электроэнергии, чем потребляете, ваш провайдер может заплатить вам розничную цену за эту мощность.

Возобновляемые источники энергии и вы

Пропаганда возобновляемых источников энергии или их использование в домашних условиях может ускорить переход к экологически чистой энергии будущего.Даже если вы еще не можете установить солнечные батареи, вы можете выбрать электричество из экологически чистых источников энергии. (Свяжитесь с вашей энергетической компанией, чтобы узнать, предлагает ли она такой выбор.) Если возобновляемая энергия недоступна через ваше коммунальное предприятие, вы можете приобрести сертификаты возобновляемой энергии для компенсации вашего использования.

Годовые отчеты по энергетике

NRDC | NRDC

NRDC каждый год анализирует самые свежие данные, чтобы представить общую картину энергетического сектора США, который претерпевает серьезный сдвиг в сторону увеличения объемов возобновляемой энергии и рентабельной энергоэффективности.Однако Америка по-прежнему должна делать больше, чтобы достичь своей доли в наших глобальных климатических целях.

2020:


Медленное и устойчивое не победит в климатической гонке

В 2019 году Америка добилась устойчивого прогресса в нескольких важнейших секторах чистой энергии. После резкого роста в 2018 году общее углеродное загрязнение в США снизилось на 3 процента в 2019 году, главным образом за счет сектора энергетики, который на 11 лет раньше выполнил цели по сокращению выбросов в соответствии с Планом чистой энергии эпохи Обамы. Энергия ветра и солнца процветает, а законы штатов, обязательства коммунальных предприятий и корпоративные цели в области экологически чистой энергии, поставленные в 2019 году, будут способствовать дальнейшему ускорению роста возобновляемых источников энергии по всей стране.С другой стороны, Соединенные Штаты продолжают добывать нефть и газ в огромных количествах; В 2019 году на потребление нефти и газа в США пришлось 80 процентов выбросов углерода, и мы экспортируем большие объемы этого ископаемого топлива за границу, что способствует глобальным выбросам. Такого медленного продвижения к экологически чистой энергии в будущем будет просто недостаточно, чтобы удержать глобальное потепление ниже 1,5 градусов Цельсия и предотвратить самые тяжелые последствия климатического кризиса. Как мы отмечаем в нашем Ежегодном энергетическом отчете 8 th , в наших энергетических тенденциях на 2019 год есть хорошие новости, но мы должны делать больше – гораздо больше – и у нас больше нет времени тратить зря.

ПРОСМОТРЕТЬ ОТЧЕТ

8-й Годовой отчет по энергетике: медленное и устойчивое не победит в гонке за климат (и даже вызвало некоторый откат), отдельные штаты, города, коммунальные предприятия и предприятия берут на себя новаторские обязательства по решению проблемы климата. Солнечная и ветровая энергия процветают, а стоимость чистой энергии продолжает быстро падать.Ветровая и солнечная энергия уже вытесняют угольную энергию и, вероятно, окажут аналогичное экономическое давление на природный газ в течение следующих полутора десятилетий. Между тем, угольная генерация упала до минимума за четыре десятилетия. К сожалению, однако, инфраструктура природного газа и нефти расширяется, чему способствует приток дешевой нефти и газа, подвергнутых гидроразрыву. А после пяти лет снижения выбросов углекислого газа (CO2) в 2018 году выбросы в США выросли; во всем мире выбросы CO2 достигли рекордно высокого уровня. США должны подтвердить приверженность достижению наших климатических целей от штата к штату и от города к городу, настаивая на возвращении федеральной поддержки.

2018


Американский климатический перекресток: продвижение чистой энергии выше и быстрее

После еще одного года значительных достижений США в области чистой энергетики Межправительственная группа экспертов по изменению климата выпустила отрезвляющее предупреждение об опасных последствиях, если мы не будем действовать быстро, чтобы ограничить глобальное потепление. В этом отчете исследуются возникающие возможности и препятствия на пути к более безопасному климату в будущем. Популярность угля упала до исторического минимума в 2017 году, когда возобновляемые источники энергии и энергоэффективность были самыми чистыми и дешевыми U.С. источники энергии. В результате Америка почти достигла целей по сокращению выбросов в Плане чистой энергии на 13 лет раньше, чем предполагалось, несмотря на враждебную администрацию Трампа. Прогресс и инновации открыли доступ к более чистым и дешевым альтернативам, которые становятся основным ресурсом по всей стране. Даже с учетом этих положительных тенденций необходимо сделать гораздо больше для обеспечения продолжения перехода к чистой энергии.

2017


Революция чистой энергии в Америке

Согласно отчету NRDC за 2017 год, несмотря на новые политические препятствия, улучшение экономики способствует революции в чистой энергии, в которой нуждается Америка.Десятки рекордов чистой энергии были побиты в Соединенных Штатах. Солнечная энергия продемонстрировала беспрецедентный рост, и теперь у нас есть первая в США оффшорная ветряная электростанция. Более сильные инвестиции и стандарты энергоэффективности позволили сократить потери энергии и счета за коммунальные услуги. Тем временем сетевые операторы и коммунальные предприятия прилагают все усилия, чтобы интегрировать больше чистой энергии в нашу систему электроснабжения без ущерба для надежности. В целом Соединенные Штаты сокращают загрязнение, вызывающее изменение климата, даже несмотря на то, что национальные расходы на энергию достигают рекордно низкого уровня.

2016


Ускорение перехода к будущему чистой энергии

Соединенные Штаты строят революцию в области чистой энергии, которая, согласно отчету NRDC за 2016 год, обеспечит значительное сокращение загрязнения. Выработка угля упала до исторического минимума, производя только одну треть нашей электроэнергии, в то время как производство возобновляемой энергии достигло рекордного уровня, при этом более одной восьмой электроэнергии Америки вырабатывается с помощью солнечных панелей, ветряных турбин и других возобновляемых ресурсов. В прошлом году в области энергетики был достигнут ряд побед для окружающей среды, о чем свидетельствует глобальное климатическое соглашение и план по сокращению выбросов углерода для Соединенных Штатов.

2015 год


Тектонический сдвиг в энергетическом ландшафте Америки

Соединенные Штаты возглавляют глобальный переход к чистой энергии, который достиг новых рубежей: потребление угля и электроэнергии по всей стране снизилось, потребление нефти не изменилось, а возобновляемые источники энергии резко выросли, согласно отчету NRDC за 2015 год. отчет. Устойчивый прогресс в области энергоэффективности, ветроэнергетики и солнечной генерации проложил путь к первым в Америке общенациональным ограничениям на выбросы углерода электростанциями и вселил надежду на значительный прогресс в глобальных переговорах по климату, запланированных на декабрь в Париже.

2014


Позитивные энергетические тенденции служат хорошим предзнаменованием для безопасности и экономики США

Соединенные Штаты сокращают нефтяную зависимость, замедляют рост потребностей в электроэнергии и делают энергетические услуги более доступными для всех американцев. Потребление нефти и энергии остается значительно ниже уровней десятилетней давности, возобновляемые источники энергии стремительно растут, а рост продаж электроэнергии в США продолжает снижаться. Обзор NRDC за 2014 год показывает, что общее состояние энергетической экономики США остается отличным.Самым важным фактором, способствующим этим положительным тенденциям, является энергоэффективность – самый крупный и недорогой ресурс в стране. Эффективность позволила Америке получать больше работы, используя меньше нефти, природного газа и электроэнергии, одновременно продвигая нашу экономику вперед. Есть все признаки того, что эти положительные энергетические тенденции будут продолжаться и ускоряться.

2013 г.


(на удивление) хорошие новости энергетики в Америке

На протяжении десятилетий новости энергетики Америки становились все хуже и хуже, начиная с нефтяного кризиса 1970-х годов.Однако анализ NRDC за 2013 год обнаружил заметный поворот. Судя по ключевым показателям экономики, безопасности и окружающей среды, состояние энергетической экономики США никогда не было лучше. В значительной степени благодаря повышению энергоэффективности положительные энергетические тенденции экономят стране сотни миллиардов долларов ежегодно, помогая американским рабочим и компаниям конкурировать во всем мире, делая нашу страну более энергобезопасной и существенно сокращая национальный углеродный след. Однако эти тенденции должны продолжаться и ускоряться, чтобы компенсировать наиболее разрушительные последствия изменения климата.Мы должны опираться на положительные тенденции в энергетике Америки и уделять приоритетное внимание повышению эффективности, которое стоит намного меньше, чем энергия, которую они вытесняют.

Revolution сейчас | NRDC

1 Национальная ассоциация государственных служащих в сфере энергетики и Инициатива энергетического будущего, «Отчет об энергетике и занятости США за 2020 год»

2 American Clean Power, «Годовой отчет Wind Powers America», 16 апреля 2020 г.

3 American Clean Power, «Факты о ветроэнергетике», 2021 г.

4 Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США, «Энергия ветра растет», 20 мая 2019 г.

5 Данные за 1976–2014 гг. Были опубликованы в отчете «Революция 2016… Теперь», а данные за 2015–2020 гг. Взяты из прошлых федеральных бюджетов.Цифры были скорректированы до долларов 2020 года с использованием дефлятора бюджета ВВП Бюро экономического анализа США.

6 Национальная лаборатория им. Лоуренса Беркли, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США «Данные и тенденции технологий ветроэнергетики 2019», рисунки 1 и 47. Примечание. Мы выполнили простой пересчет единиц цен на ветер.

7 Ассоциация производителей солнечной энергии, «Что в мегаватте?» 2020.

8 Национальная ассоциация государственных служащих в сфере энергетики и Инициатива по энергетическому будущему сообщают, что в солнечной отрасли работают 284 034 человека, занятые полный рабочий день, и 97 359 человек, работающих неполный рабочий день; штатных работников, 29.5 процентов приходится на солнечную энергию в коммунальном масштабе, а 70,5 процента – на распределенные ресурсы. «Отчет об энергетике и занятости США за 2020 год».

9 The Solar Foundation, «Национальная перепись рабочих мест на солнечной энергии 2019», февраль 2020 г.

10 Департамент технологий солнечной энергии Министерства энергетики США, «Цель по солнечной энергии в масштабах коммунальных предприятий на 2020 год достигнута», 12 сентября 2017 г.

11 Национальная лаборатория Министерства энергетики США им. Лоуренса Беркли, файл данных «Солнечная энергия в коммунальном масштабе», рисунки 1 и 8, 2020 г.

12 Национальная лаборатория Министерства энергетики США им. Лоуренса Беркли, файл сводных таблиц данных «Tracking the Sun», рисунок 11, обновление 2020 г.

13 DOE, «Как энергоэффективные лампы накаливания сравниваются с традиционными лампами накаливания» (по состоянию на 2 апреля 2018 г.).

14 Департамент энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США, «Внедрение светоизлучающих диодов в обычных осветительных приборах», таблица ES.1 и страница 22, обновление 2020 г., август 2020 г .; таблица E.S.1 и рисунок 4.6, обновление 2017 г., июль 2017 г .; рисунок 3.5, обновление 2015 г., июль 2015 г .; рисунок 2.1, обновление 2013 г., май 2013 г.

15 Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США, «План исследований и разработок в области твердотельного освещения», таблица 3.1 июня 2016 г.

16 DOE, «Внедрение светоизлучающих диодов в обычных осветительных приборах», май 2013 г.

17 Ассоциация транспорта электроприводов, «Панель продаж электроприводов», 2019 г.

18 Bloomberg New Energy Finance, Клэр Карри, «Стоимость и рынок литий-ионных батарей», 5 июля 2017 г.

19 Bloomberg New Energy Finance, «Цены на аккумуляторные батареи падают по мере роста рынка по сравнению со средними рыночными значениями на уровне 156 долл. США / кВтч в 2019 г.», 3 декабря 2019 г .; Обновление 2020 г., 16 декабря 2020 г.

20 Bloomberg New Energy Finance, «Справочник по устойчивой энергетике в Америке», февраль 2018 г.

21 Bloomberg New Energy Finance, «Краткое описание BNEF: цены на литиевые батареи упали на 18 процентов», 20 декабря 2018 г.

22 DOE, Revolution Now, «Энергия в цифрах: энергетическая революция», последнее обновление – сентябрь 2016 г.

Объяснение возобновляемой энергии – Управление энергетической информации США (EIA)

Что такое возобновляемая энергия?

Возобновляемая энергия – это энергия из источников, которые восполняются естественным образом, но с ограниченным потоком; возобновляемые ресурсы практически неисчерпаемы по продолжительности, но ограничены по количеству энергии, доступной в единицу времени.

Скачать изображение Потребление первичной энергии в США по источникам энергии, 2020 всего = 92,94 квадриллиона Британские тепловые единицы (БТЕ) ​​всего = 11,59 квадриллион БТЕ 2% – геотермальные 11% – солнечные26% – ветровые 4% – отходы биомассы 17% – биотопливо 18% – древесина22% – гидроэлектрическая биомасса 39% возобновляемые источники энергии 12% природный газ 34% нефть35% ядроэлектроэнергия9% уголь10% Источник: Управление энергетической информации США, Ежемесячный обзор энергетики, таблицы 1.3 и 10.1, апрель 2021 г., предварительные данные Примечание: сумма компонентов может не равняться 100% из-за независимого округления.

Какую роль играют возобновляемые источники энергии в Соединенных Штатах?

До середины 1800-х годов древесина была источником почти всех потребностей страны в энергии для отопления, приготовления пищи и освещения. С конца 1800-х годов до сегодняшнего дня ископаемое топливо – уголь, нефть и природный газ – были основными источниками энергии. Гидроэнергетика и древесина были наиболее используемыми возобновляемыми источниками энергии до 1990-х годов. С тех пор объемы потребления энергии в США от биотоплива, геотермальной энергии, солнечной энергии и энергии ветра увеличились.Общее производство и потребление возобновляемой энергии в США достигло рекордных значений в 2020 году.

В 2020 году возобновляемые источники энергии обеспечили около 11,59 квадриллионов британских тепловых единиц (БТЕ) ​​- 1 квадриллион – это цифра 1 с 15 нулями, что составляет 12% от общего потребления энергии в США. На электроэнергетический сектор приходилось около 60% общего потребления возобновляемой энергии в США в 2020 году, и около 20% от общего объема производства электроэнергии в США приходилось на возобновляемые источники энергии.

Возобновляемые источники энергии могут сыграть важную роль в U.С. Энергетическая безопасность и сокращение выбросов парниковых газов. Использование возобновляемых источников энергии может помочь сократить импорт энергии и сократить использование ископаемого топлива, которое является крупнейшим источником выбросов углекислого газа в США. В годовом прогнозе развития энергетики на 2021 год Базовый пример EIA прогнозирует, что потребление возобновляемой энергии в США будет продолжать расти до 2050 года. В базовом сценарии обычно предполагается, что действующие законы и постановления, влияющие на энергетический сектор, включая законы с датами окончания, остаются неизменными. на протяжении всего прогнозного периода.Потенциальные последствия предлагаемого законодательства, нормативных актов или стандартов не включены в AEO2021.

Последнее обновление: 20 мая 2021 г.

Объяснение возобновляемых источников энергии – типы и использование

Какие бывают виды возобновляемой энергии?

  • Древесина —Древесная биомасса включает древесные гранулы; щепа из лесных хозяйств; остатки лесозаготовительных, целлюлозно-бумажных и мебельных производств; и дрова для отопления помещений и приготовления пищи.Самым крупным источником энергии на базе древесины является черного щелока, остатков производства целлюлозы, бумаги и картона.
  • Биотопливо —Биотопливо включает этанол и биодизельное топливо . Большая часть топливного этанола, используемого в Соединенных Штатах, производится из кукурузы. Биодизель производится из зерновых масел и животных жиров.
  • Твердые бытовые отходы и биогаз — Твердые бытовые отходы (ТБО) или мусор содержат биомассу (или биогенные) материалы, такие как бумага, картон, пищевые отходы, скошенная трава, листья, дерево, кожаные изделия и горючие небиомассы. материалы (в основном пластмассы и другие синтетические материалы из нефти).ТБО сжигаются на заводах по переработке отходов в энергию для выработки электроэнергии. Многие свалки в Соединенных Штатах собирают и сжигают биогаз для производства электроэнергии.

Древесина – наш второй по величине источник возобновляемой энергии

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Ветряная электростанция

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

  • Обычная гидроэнергетика использует воду в плотинах или в ручьях и реках для вращения турбины и выработки электроэнергии.
  • Насосные системы хранения используют и вырабатывают электроэнергию, перемещая воду между двумя резервуарами на разной высоте.

Геотермальная энергия —Геотермальная энергия – это тепло из горячих недр земли или вблизи земной поверхности. Трещины в земной коре позволяют воде, нагретой за счет геотермальной энергии, естественным образом подниматься на поверхность у горячих источников и гейзеров. Скважины, пробуренные в земле, позволяют контролируемому выпуску пара или воды на поверхность, чтобы приводить в действие паровые турбины для выработки электроэнергии.Почти постоянная температура земли у поверхности земли используется в геотермальных тепловых насосах для отопления и охлаждения зданий.

Энергия ветра —В ветровых турбинах используются лопасти для сбора кинетической энергии ветра. Ветер обтекает лопасти, создавая подъемную силу, которая заставляет лопасти вращаться. Лопасти соединены с приводным валом, который вращает электрогенератор, вырабатывающий электричество.

  • Солнечные тепловые системы используют солнечные коллекторы для поглощения солнечного излучения для нагрева воды или воздуха для отопления помещений и нагрева воды.
  • Солнечные тепловые электростанции используют концентрирующие солнечные коллекторы для фокусировки солнечных лучей для нагрева жидкости до высокой температуры. Эта жидкость генерирует пар для питания турбины и генератора.
  • Фотоэлектрические (PV) системы используют солнечные электрические элементы, которые преобразуют солнечное излучение непосредственно в электричество. Индивидуальные фотоэлементы объединены в модули (панели) различной мощности по выработке электроэнергии. Фотовольтаические системы варьируются от одиночных фотоэлементов для питания вычислителей до крупных электростанций с сотнями модулей для выработки большого количества электроэнергии.

Нажмите для увеличения

Последнее обновление: 13 мая 2021 г.

видов альтернативных источников энергии, которые вы можете использовать сегодня

Альтернативные источники энергии доступны не только тем, кто живет вне сети – альтернативные источники энергии сейчас составляют значительную часть энергии национальной электросети, и они доступны всем нам.

Что такое альтернативные источники энергии?

Альтернативная энергия относится к источникам энергии, отличным от ископаемого топлива (например, уголь, нефть и дизельное топливо), и включает все возобновляемые и ядерные источники энергии.

Хотя ядерная энергия не так вредна для окружающей среды, как ископаемое топливо, она по-прежнему не классифицируется как возобновляемый источник энергии, поскольку ядерный материал не может быть восполнен в течение жизни человека. Ядерная энергия производится с использованием таких элементов, как уран и торий, которые невозможно восполнить и которые существуют в ограниченном количестве.

В чем преимущество альтернативных энергетических технологий?

Главное преимущество альтернативных энергетических технологий в том, что они никогда не закончатся.Наши дни использования ископаемого топлива сочтены, и поэтому любые альтернативные источники энергии выгоднее традиционных. Еще одно огромное преимущество заключается в том, что многие из них не требуют таких же разрушительных и дорогостоящих методов извлечения, поскольку большая их часть доступна нам здесь, на поверхности.

Если вы думали о снижении зависимости от ископаемого топлива и не знаете, с чего начать, вы можете узнать, как выбрать чистую энергию, с помощью нашего удобного руководства.

Какие бывают виды альтернативной энергии?

Существует удивительное количество форм альтернативной энергии, некоторые из которых хорошо известны, в то время как другие относительно неслыханные.Их:

  1. Энергия ветра: Это один из самых чистых и доступных источников энергии. Ветроэнергетика является экологически безопасной и не приводит к выбросам углерода в качестве побочного продукта. Он также полностью возобновляемый, так как всегда будет ветер. Источники энергии, такие как ископаемое топливо, часто колеблются в цене. Типичная ветряная электростанция покрывает свой углеродный след примерно за шесть месяцев или даже быстрее [1], что обеспечивает десятилетия энергии с нулевым уровнем выбросов, заменяющей энергию ископаемого топлива.
  2. Солнечная энергия: Это, вероятно, наиболее известный источник альтернативной энергии, и не зря.Солнечная энергия является полностью возобновляемой, и затраты на установку могут быть возмещены за счет экономии на счетах за электроэнергию. Единственный потенциальный недостаток солнечных панелей заключается в том, что они склонны к ухудшению со временем и не являются полностью безопасными для погодных условий в странах с неустойчивыми погодными условиями.
  3. Ядерная энергия: Берется из ядра атома, которое необходимо расщепить, чтобы получить свою энергию. Этот процесс называется делением. Это используется на электростанции, где стержни из ядерного материала регулируют количество произведенной электроэнергии.Чем больше стержней присутствует во время цепной реакции, тем медленнее и управляемее будет реакция. Удаление стержней позволит усилить цепную реакцию и создать больше электричества [2]. Следует ли считать ядерную энергию возобновляемой или нет – это постоянные споры.
  4. Водородный газ: Это важный энергоноситель и потенциально альтернативное экологически чистое топливо с заметной долей на мировом топливном рынке. Однако сегодня газообразный водород в основном производится из ископаемого топлива, которое представляет угрозу для окружающей среды.Более устойчивая версия этого источника энергии была описана как биоводород, и есть надежда, что в будущем он будет производиться из органических, биоразлагаемых отходов.
  5. Приливная энергия: Этот метод производства энергии все еще является довольно новым и пока дает лишь небольшое количество энергии, поэтому пройдет много времени, прежде чем мы увидим реальные результаты от приливной энергии.
  6. Энергия биомассы: Этот вид энергии может быть в нескольких формах. Энергия биомассы может включать в себя все, от сжигания древесины до сжигания отходов, как это сейчас делают многие страны.При использовании биомассы в виде сжигаемой древесины выделяемое тепло часто эквивалентно теплу в системе центрального отопления, и связанные с этим затраты, как правило, ниже, чем в домашнем хозяйстве или здании, использующем ископаемое топливо. Однако это не зеленый источник энергии, даже если он технически возобновляемый.
  7. Биотопливо: Биотопливо в чем-то похоже на биомассу, но биотопливо использует биологическое вещество (животное и растение) для создания энергии. Биотопливо является возобновляемым, когда используются растения, потому что, конечно, растения всегда можно выращивать.Однако им действительно требуется специальное оборудование для добычи, которое может косвенно способствовать увеличению выбросов, даже если биотопливо этого не делает. Биотопливо находит все большее распространение, особенно в США. По данным Министерства сельского хозяйства США, на биотопливо приходилось около 7,1 процента [3] от общего потребления топлива на транспорте, или 13,8 миллиарда галлонов в 2012 году, что соответствует статистике предыдущего года.

Какие примеры альтернативной энергетики?

Помимо 7 источников энергии, перечисленных выше, другие альтернативные источники энергии включают геотермальную энергию, энергию волн, гидроэлектрическую энергию, солнечную тепловую энергию и даже космическую солнечную энергию.

Геотермальная энергия – это энергия, генерируемая на земле и используемая, в то время как энергия волн и гидроэлектроэнергия используют силу воды. Конечно, солнечная тепловая энергия и космическая солнечная энергия – это другие способы использования солнечной энергии.

Есть ли компании, которые используют возобновляемые источники энергии для электроснабжения домов?

Да! Inspire – это экологически чистая энергетическая компания, которая предоставляет экологически чистые и устойчивые источники энергии, такие как энергия ветра, для домов по всей территории США. Запущенный в 2014 году, мы с тех пор обеспечиваем наших клиентов простой и чистой энергией.

Мы стремимся создать преобразующий умный энергетический опыт, который лучше всего подходит для наших клиентов, наших партнеров, нашей команды и, конечно же, нашей планеты! Мы поможем вам спасти планету и максимально упростить вам задачу – что может быть лучше?

Почему альтернативные виды топлива называют зеленой энергией?

Альтернативные виды топлива часто называют «зелеными» или возобновляемыми источниками энергии, но это не всегда так. Альтернативная энергия – это более широкая категория, которая включает в себя все источники энергии и процессы, не связанные с ископаемым топливом, из которых возобновляемые источники энергии являются лишь частью.

Каковы плюсы и минусы альтернативной энергетики?

Это может зависеть от конкретного источника энергии, которых много, например:

  • Биомасса образуется в результате сжигания органических веществ, что является эффективным использованием отходов. Однако этот процесс требует больших площадей для свалки и может привести к загрязнению из-за сжигания этого вещества.
  • Плюсы энергии ветра состоят в том, что она экологична, ветряные турбины относительно безвредны для окружающей дикой природы и недороги в строительстве и обслуживании.
  • У солнечной энергии есть те же плюсы и минусы, что и у энергии ветра: солнце всегда будет светить в разной степени каждый день. Плюсы солнечной энергии в том, что есть неограниченное количество солнечного света. Однако он полностью полагается на солнечный свет, поэтому панели производят энергию только тогда, когда светит солнце. Это делает солнечные батареи практически бесполезными в пасмурные дни, ночью или если у здания есть крыша, выходящая на запад.

У каждого отдельного источника энергии есть свои плюсы и минусы, а также переменные, которые следует принимать во внимание, такие как местоположение, климат, финансовые выгоды и, что наиболее важно, общее снижение ущерба, нанесенного окружающей среде.

Рентабельна ли альтернативная энергия?

Поскольку фраза «альтернативная энергия» – это общий термин, который учитывает более 10 различных источников, это зависит от конкретного источника энергии.

Wind – один из примеров экономичного альтернативного источника энергии. Поскольку ветряные турбины относительно дешевы в изготовлении и требуют небольшого обслуживания, поставщики энергии могут предлагать более низкие цены, поскольку их расходы меньше.

Помимо ветряных электростанций, наиболее дешевыми альтернативными источниками энергии являются солнечные.Как упоминалось ранее, всегда будет светить солнце. Конечно, в некоторые дни солнечные часы будут дольше, а в некоторых странах – чаще.

Итак, как вы можете получить эти преимущества? Вот что мы делаем – помогаем людям приобретать экологически чистую энергию. Когда вы зарегистрируетесь, мы купим сертификаты возобновляемой энергии от вашего имени и сообщим вашему поставщику энергии, что вы сделали переход.

Почему нужно переходить на альтернативные источники энергии?

Наша зависимость от ископаемого топлива до сих пор была основной причиной ущерба окружающей среде, и постоянный ущерб от этого использования может быть остановлен, если мы переключимся на возобновляемые источники энергии, такие как ветер, солнце и гидроэнергетика.

Проще говоря, если воспользоваться тем, что всегда будут солнце, вода и ветер. Если мы используем их энергию для производства электроэнергии, мы сможем снизить уровень загрязнения планеты из года в год. Таким образом, хотя термин «альтернативные источники энергии» технически включает некоторые источники, которые не являются экологически чистыми, переход на более устойчивые источники энергии серьезно поможет улучшить окружающую среду.

Готовы ли вы подписаться на чистую энергию?

Не уверены, подходят ли вам возобновляемые источники энергии? Прочтите последние обзоры Inspire Energy, чтобы узнать, как мы помогли клиентам сделать переход.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *