Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Альтернативные источники энергии виды: Альтернативная энергетика | Ассоциация «НП Совет рынка»

Содержание

Альтернативная энергетика | Ассоциация «НП Совет рынка»

Полезные разделы

Альтернативная энергетика

Альтернативная энергетика

Альтернативная энергетика —  к  альтернативной энергетике  относятся способы генерации электроэнергии, имеющие ряд достоинств по сравнению с «традиционными», но по разным причинам не получившие достаточного распространения. Основными видами альтернативной энергетики являются:Ветроэнергетика  — использование кинетической энергии ветра для получения электроэнергии;Гелиоэнергетика  — получение электрической энергии из энергии солнечных лучей;Геотермальная энергетика  — использование естественного тепла Земли для выработки электрической энергии. По сути геотермальные станции представляют собой обычные ТЭС, на которых источником тепла для нагрева пара является не котёл или ядерный реактор, а подземные источники естественного тепла. Недостатком таких станций является географическая ограниченность их применения: геотермальные станции рентабельно строить только в регионах тектонической активности, т. е., там, где естественные источники тепла наиболее доступны;Водородная энергетика  — использование водорода в качестве энергетического топлива имеет большие перспективы: водород имеет очень высокий КПД сгорания, его ресурс практически не ограничен, сжигание водорода абсолютно экологически чисто (продуктом сгорания в атмосфере кислорода является дистиллированная вода). Однако в полной мере удовлетворить потребности человечества водородная энергетика на данный момент не в состоянии из-за дороговизны производства чистого водорода;Альтернативные виды гидроэнергетики: приливная и волновая энергетика. В этих случаях используется естественная кинетическая энергия морских приливов и ветровых волн соответственно. 

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

Краснодарский край по своим природно-климатическим характеристикам является одним из самых привлекательных в России для развития генерации на основе использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ)


В Краснодарском крае сложился многолетний опыт практического использования солнечной энергии и геотермального тепла, ветро и гидроэнергии, а также других энергоисточников


В частности, наибольшим потенциалом с точки зрения освоения инвестиций имеют следующие направления.


Во-первых, солнечная электроэнергетика, использование которой имеет большие перспективы развития в регионе, так как Краснодарский край является одним из немногих субъектов Российской Федерации, обладающих значительными ресурсами солнечной энергии. Непосредственно для выработки электроэнергии используются фотоэлектрические преобразователи.


Во-вторых, солнечная теплоэнергетика, которая может использоваться с целью оснащения современными гелиосистемами объектов социального назначения и предприятий санаторно курортного комплекса по всему побережью Черного и Азовского морей, где количество солнечных дней составляет 260-280 суток в году.


Также ключевым направлением, обладающим инвестиционным потенциалом в этой области и позволяющим обеспечить заметный вклад в развитие солнечной теплоэнергетики, является строительная отрасль. Требуется разработка и внедрение систем солнечного теплоснабжения зданий с помощью встроенных в стены солнечных коллекторов с вакуумными стеклопакетами. Облицовка фасадов зданий солнечными коллекторами с вакуумными стеклопакетами в Краснодарском крае позволит круглогодично обеспечить солнечное теплоснабжение зданий.


В-третьих, ветроэнергетика, масштабное развитие которой целесообразно в условиях обширных прибрежных зон Азовского и Черного морей (Приморско-Ахтарский, Калининский, Славянский, Крымский, Темрюкский и Туапсинский районы, города-курорты Сочи, Анапа и Геленджик), а также протяженной области Армавирского ветрового коридора (зона интенсивных постоянных по силе и направлению ветров).


В-четвертых, геотермальная энергетика. Суммарная тепловая мощность эксплуатируемых геотермальных месторождений в Краснодарском крае составляет 238 МВт. Практическое значение имеют месторождения на 60 % территории региона.


В Краснодарском крае используются в системах теплоснабжения лишь 6-7 % потенциала геотермальных месторождений.


Более подробную информацию можно получить, обратившись в министерство топливно-энергетического комплекса и жилищно- коммунального хозяйства Краснодарского края тел: +7 (861) 259-09-31

Как возобновляемые источники энергии могут стать конкурентоспособными по цене и стоимости вырабатываемой энергии

Будучи генеральным директором Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (МАВИЭ), я с удовольствием согласился написать об удивительном преображении сектора энергетики, которое стало возможно благодаря внедрению технологий, основанных на использовании возобновляемых источников энергии. Эта тема была предложена в любезном приглашении издания «Хроники ООН», и мы еще вернемся к этому факту, поскольку он многое говорит о том, какое место сейчас занимает использование возобновляемых источников энергии и как их воспринимают.

Но сначала необходимо поговорить о том, почему это направление энергетики имеет такое значение. Мир стоит на пороге беспрецедентного поворотного момента. Изменение климата — это реальная и неизбежная угроза благополучию, которого сегодня уже достигли многие и к которому стремятся и ради которого трудятся миллионы людей. Но, разумеется, дело не только в этом. Дело в том, что мы должны обеспечить выживание наиболее уязвимых жителей планеты и защиту экосистем и биологического разнообразия. Климат меняется во многом вследствие выбросов в атмосферу продуктов сгорания ископаемых видов топлива, хотя есть и другие важные причины. Чтобы остановить изменение климата, мы должны сократить потребление этих видов топлива, насыщенных углеродом. Возобновляемые источники энергии могут и должны стать центральным элементом этого плана.

Увеличение объемов использования энергии из возобновляемых источников даст и другие положительные результаты. Применение подобных технологий позволяет создать рабочие места, уменьшить загрязнение атмосферы на местном уровне и сократить потребление воды. Технологии производства энергии из возобновляемых источников почти исключительно основаны на использовании местных ресурсов и, следовательно, помогают оградить экономику наших стран от внешних потрясений, связанных с энергетической безопасностью. Важно отметить, что для многих из 173 государств, которые являются членами и подписантами нашей организации, использование возобновляемых источников — это также один из наиболее быстрых способов расширить доступ к электроэнергии. Ярко выраженный модульный характер многих из этих технологий, особенно фотовольтаики, которая основана на использовании энергии солнца, и наземной ветроэнергетики, также означает, что впервые за всю историю электроэнергетики отдельные лица и сообщества играют активную роль в собственном электроснабжении. В этом качестве технологии производства энергии из возобновляемых источников знаменуют собой переход к более демократичной и равномерной энергосистеме.

Преимущества возобновляемых источников энергии многочисленны и очевидны, однако столь же многочисленны и очевидны препятствия к их внедрению. Сложившиеся рыночные структуры, непонимание принципов действия новых технологий, основанных на возобновляемых источниках энергии, затрудненный доступ к финансированию и его высокая стоимость, неадекватные механизмы регулирования, отсутствие системы вознаграждений за компенсацию загрязнения ископаемыми видами топлива (например, выбросов в атмосферу углерода и местных загрязняющих вещества), небольшая емкость рынков и политическая неопределенность — все эти факторы сыграли свою роль в сдерживании использования возобновляемых источников энергии. К счастью, благодаря усердной работе предприятий данной отрасли, правительств, финансовых учреждений и регулирующих органов многие из этих препятствий преодолеваются.

Каждый год, начиная с 2011 года, более половины всех новых вводимых в эксплуатацию генерирующих мощностей составляли генераторы, основанные на технологиях производства энергии из возобновляемых источников. Сегодня задачи, связанные с использованием возобновляемых источников энергии, ставят перед собой 164 страны, тогда как в 2005 году таких стран было всего 43. В 2014 году мировой энергетический баланс пополнился рекордным количеством энергии из возобновляемых источников — 130 ГВт (гигаватт), а объем инвестиций в этот сектор вырос с 55 миллиардов долларов США в 2004 году более чем до 260 миллиардов долларов США в 2014 году. 2014 год также стал рекордным с точки зрения объема введенных в эксплуатацию генерирующих мощностей, основанных на технологиях фотовольтаики (40 ГВт) и ветроэнергетики (52 ГВт).

 

Путь к конкурентоспособности

Экономическая составляющая использования возобновляемых источников энергии имеет ключевое значение для понимания их потенциальной роли в энергетике, а также темпов и стоимости перевода энергетики на действительно устойчивые рельсы. К сожалению, большинство правительств не проводили систематического сбора данных, необходимого для отслеживания тенденций в области эволюции — или, как многие справедливо ее называют, революции — затрат на внедрение технологий, основанных на использовании возобновляемых источников энергии. В результате эффективность политики слишком часто снижалась вследствие неправильного понимания структуры расходов или по причине использования устаревших данных.

Для восполнения этого пробела и обеспечения проведения здравой политики на основе точных и своевременных данных из надежного источника МАВИЭ разработало базу данных мирового уровня, в которую включено около 15 тыс. проектов по производству энергии из возобновляемых источников для коммунального энергоснабжения и почти три четверти миллиона малых систем, основанных на принципах фотовольтаики.

Тенденции, выявленные на основе этой базы данных, показывают не только успех политики, направленной на снижение расходов, но и основу для трансформации энергетического сектора в будущем.

Ценовая конкурентоспособность возобновляемых источников энергии достигла исторического максимума. При наличии хорошей ресурсной базы и структуры затрат энергия биомассы, воды, геотермальных источников и ветра теперь может быть преобразована в электроэнергию на конкурентоспособных условиях по сравнению использованием ископаемых видов топлива.

В 2015 году цены на солнечные батареи снизились на 75—80 процентов по сравнению с ценами, действовавшими в конце 2009 года. За период с 2010 года по 2014 год ранжированные по уровням затраты на производство электроэнергии для коммунального снабжения на основе технологии фотовольтаики сократились наполовину. Наиболее конкурентоспособные проекты коммунального энергоснабжения с использованием энергии солнца обеспечивают регулярные поставки электроэнергии по цене всего 0,08 доллара США за кВт∙ч (киловатт-час) без финансовой поддержки по сравнению с 0,045—0,14 доллара США за кВт∙ч при использовании ископаемых видов топлива. При этом на 2017 год и далее заложена еще более низкая стоимость. Хорошей иллюстрацией этого сдвига служит проведенный недавно в Дубае тендер на поставку электроэнергии по цене 0,06 доллара США за кВт∙ч, притом что данный регион изобилует ископаемыми видами топлива.

Одним из наиболее конкурентоспособных источников энергии на сегодняшний день является ветроэнергетика. Совершенствование технологии, сопровождающееся дальнейшим сокращением затрат на установку оборудования, позволяет снизить стоимость производства на основе энергии ветра до уровня производства на основе ископаемых видов топлива или даже ниже. Проекты по использованию энергии ветра во всем мире стабильно обеспечивают выработку электричества по цене 0,05—0,09 доллара США за кВт∙ч без финансовой поддержки, тогда как в рамках наиболее эффективных проектов стоимость производства оказывается еще ниже.

Выработка электричества на основе концентрированной энергии солнца и наземной ветроэнергетики на данный момент все еще, как правило, оказывается дороже, чем при использовании ископаемых видов топлива, за исключением наземной ветроэнергетики в приливно-отливных зонах. Однако эти технологии пока находятся на этапе зарождения с точки зрения их применения. Обе они основаны на важных возобновляемых источниках энергии, которые будут играть все более значимую роль в энергетическом балансе будущего, поскольку стоимость их использования продолжит снижаться.

Затраты на производство энергии на основе более зрелых технологий, предполагающих использование возобновляемых источников — энергии биомассы, геотермальных источников и воды, — с 2010 года остаются, в основном, стабильными. Однако при наличии незадействованных экономических ресурсов эти зрелые технологии могут обеспечить наиболее дешевую электроэнергию из любого источника.

С учетом затрат на установку оборудования и эффективности современных технологий, основанных на использовании возобновляемых источников энергии, а также стоимости применения традиционных технологий можно говорить о том, что производство энергии из возобновляемых источников все чаще без какой-либо финансовой поддержки может конкурировать на равных с ископаемыми видами топлива.

 

Использование различных возобновляемых источников энергии имеет экономический смысл

Для формирования по-настоящему устойчивой энергетики роль фотовольтаики и ветроэнергетики в электроснабжении должна стремительно расти. Следовательно, основной задачей остается внедрение этих технологий таким образом, чтобы минимизировать любые дополнительные расходы на их интеграцию. Рано или поздно потребуется изменить политику и перейти от изолированного подхода, направленного на поддержку отдельных технологий, к установлению долгосрочных целей для минимизации общесистемных расходов.

Технические препятствия к расширению интеграции в энергосистему различных возобновляемых источников энергии, таких как энергия солнца и ветра, отсутствуют. При низком уровне распространенности стоимость подключения к сетям будет отрицательной или скромной, однако по мере распространения этих технологий она может увеличиться. Но и при этом с учетом экологических последствий использования ископаемых видов топлива на местном и мировом уровне стоимость подключения к сетям представляется значительно меньшим злом, даже если на различные возобновляемые источники будет приходиться 40 процентов общего объема энергоснабжения. Иными словами, при прочих равных и с учетом всех внешних факторов возобновляемые источники энергии остаются принципиально конкурентоспособными.

Каждый вид возобновляемых источников энергии имеет свои нюансы при подключении к системе электроснабжения, однако принцип во всех случаях один и тот же: для удовлетворения ежедневно меняющегося спроса потребуется набор различных технологий производства в различных местах. Энергия воды, биомассы, геотермальных источников и концентрированная солнечная энергия в аккумуляторах тепловой энергии являются базовыми, или контролируемыми, технологиями и не представляют никаких особых проблем для функционирования сетей.

Дополнительные общесистемные расходы, которые могут рассматриваться помимо и сверх расходов на производство энергии из различных возобновляемых источников, относительно невелики. Увеличение расходов в системах передачи и распределения энергии обычно минимально. В то же время общесистемные расходы могут вырасти за счет необходимости дополнительного резерва под перепады напряжения и с учетом циклических изменений погодных условий, чтобы не прекращать энергоснабжение в периоды слабого ветра или снижения интенсивности солнечного излучения.

Однако необходимо также учесть экологические и медицинские последствия использования ископаемых видов топлива в качестве источника энергии. В отсутствие подобного анализа возобновляемые источники энергии не могут конкурировать на равных с традиционными. Если учесть вред, наносимый человеческому здоровью при сжигании ископаемого топлива для производства энергии, в экономическом выражении, а также внешние факторы, связанные с выбросами CO2 (исходя из значений в диапазоне 20—80 долларов США в расчете на тонну CO2), стоимость производства энергии за счет ископаемого топлива вырастет на 0,01—0,13 доллара США за кВт∙ч (в зависимости от страны и применяемой технологии), что приведет к повышению стоимости электроэнергии на основе ископаемых видов топлива до 0,07—0,19 доллара США за кВт∙ч

 

Перспективы дальнейшего снижения расходов на выработку энергии из возобновляемых источников

Вернемся к заголовку данной статьи. «Как возобновляемые источники энергии могут стать конкурентоспособными с точки зрения цены» — не совсем правильное название, потому что технологии производства энергии из возобновляемых источников уже конкурентоспособны. Вопрос должен состоять в том, как еще больше уменьшить затраты и какие проблемы возникают при стремлении к этой цели.

Это ключевой вопрос, с которым мы сталкиваемся сегодня. Итоги анализа, проведенного МАВИЭ, показывают, что конкурентоспособность возобновляемых источников энергии имеет свои нюансы. Стоимость установки оборудования существенно варьируется не только между странами, но и внутри отдельных государств. Некоторые из этих различий связаны со структурными или относящимися к конкретному проекту проблемами, однако во многих случаях этот вопрос можно решить за счет проведения более совершенной политики.

В то же время остаются еще неиспользованные возможности сокращения расходов на оборудование и реализацию проектов. Однако в эпоху низких цен на оборудование дальнейшее сокращение расходов возможно в первую очередь за счет уменьшения сальдо от реализации проекта, а также снижения затрат на осуществление деятельности, техническое обслуживание и финансирование.

Реализация такого потенциала сокращения расходов и уменьшение различий в уровне затрат между рынками имеет определяющее значение для достижения мировых экономических, экологических и социальных целей. Следующим этапом стремительного развития возобновляемых источников энергии станет повышение их конкурентоспособности. Такие страны, как Индия, Иордания, Объединенные Арабские Эмираты и Чили постепенно осознают, что использование возобновляемых источников энергии часто оказывается наиболее экономичным способом удовлетворения спроса на электроэнергию. Однако темпы таких перемен будут слишком низкими для нашей планеты, даже несмотря на рост конкурентоспособности возобновляемых источников энергии.

Настало время воспользоваться открывающейся возможностью и ускорить распространение возобновляемых источников энергии для достижения наших общих целей, предполагающих наличие безопасной, надежной, недорогой и экологически устойчивой энергии. Сейчас это можно сделать дешевле, чем когда-либо, и этот вариант все чаще будет оказываться наиболее экономичным для потребителей сегодня и в долгосрочной перспективе. 

Альтернативная энергия | источники, виды, использование

Ухудшение экологии и истощение природных ресурсов заставляет задумываться о том, как получать электричество и тепло из возобновляемых источников.

В этой статье рассказываем, как работает альтернативная энергия и почему многие страны делают выбор в её пользу.

 

Что такое альтернативная энергия?

Энергия бывает возобновляемой (альтернативной) и невозобновляемой (традиционной).

Альтернативные источники энергии – это обычные природные явления, неисчерпаемые ресурсы, которые вырабатываются естественным образом. Такая энергия ещё называется регенеративной или «зелёной».

Невозобновляемые источники – это нефть, природный газ и уголь. Им ищут замену, потому что они могут закончиться. Ещё их использование связано с выбросом углекислого газа, парниковым эффектом и глобальным потеплением.

Человечество получает энергию, в основном за счёт сжигания ископаемого топлива и работы атомных электростанций. Альтернативная энергетика – это методы, которые отдают энергию более экологичным способом и приносят меньше вреда. Она нужна не только для промышленных целей, но и в простых домах для отопления, горячей воды, освещения, работы электроники.


Ресурсы возобновляемой энергии


  • Солнечный свет
  • Водные потоки
  • Ветер
  • Приливы
  • Биотопливо (топливо из растительного или животного сырья)
  • Геотермальная теплота (недра Земли)

 

Альтернативные виды энергии


1. Солнечная энергия

Один из самых мощных видов альтернативных источников энергии. Чаще всего её преобразуют в электричество солнечными батареями. Всей планете на целый год хватит энергии, которую солнце посылает на Землю за день. Впрочем, от общего объёма годовая выработка электроэнергии на солнечных электростанциях не превышает 2%.

Основные недостатки – зависимость от погоды и времени суток. Для северных стран извлекать солнечную энергию невыгодно. Конструкции дорогие, за ними нужно «ухаживать» и вовремя утилизировать сами фотоэлементы, в которых содержатся ядовитые вещества (свинец, галлий, мышьяк). Для высокой выработки необходимы огромные площади.

Солнечное электричество распространено там, где оно дешевле обычного: отдалённые обитаемые острова и фермерские участки, космические и морские станции. В тёплых странах с высокими тарифами на электроэнергию, оно может покрывать нужны обычного дома. Например, в Израиле 80% воды нагревается солнечной энергией.

Батареи также устанавливают на беспилотные автомобили, самолёты, дирижабли, поезда Hyperloop.

 

2. Ветроэнергетика

Запасов энергии ветра в 100 раз больше запасов энергии всех рек на планете. Ветровые станции помогают преобразовывать ветер в электрическую, тепловую и механическую энергию. Главное оборудование – ветрогенераторы (для образования электричества) и ветровые мельницы (для механической энергии).

Этот вид возобновляемой энергии хорошо развит – особенно в Дании, Португалии, Испании, Ирландии и Германии. К началу 2016 года мощность всех ветрогенераторов обогнала суммарную установленную мощность атомной энергетики.

Недостаток в том, что её нельзя контролировать (сила ветра непостоянна). Ещё ветроустановки могут вызывать радиопомехи и влиять на климат, потому что забирают часть кинетической энергии ветра – правда, учёные пока не знают хорошо это или плохо.

 

3. Гидроэнергия

Чтобы преобразовать движение воды в электричество нужны гидроэлектростанции (ГЭС) с плотинами и водохранилищами. Их ставят на реках с сильным потоком, которые не пересыхают. Плотины строят для того, чтобы добиться определённого напора воды – он заставляет двигаться лопасти гидротурбины, а она приводит в действие электрогенераторы.

Строить ГЭС дороже и сложнее относительно обычных электростанций, но цена электричества (на российских ГЭС) в два раза ниже. Турбины могут работать в разных режимах мощности и контролировать выработку электричества.

 

4. Волновая энергетика

Есть много способов генерации электричества из волн, но эффективно работают только три. Они различаются по типу установок на воде. Это камеры, нижняя часть которых погружена в воду, поплавки или установки с искусственным атоллом.

Такие волновые электростанции передают кинетическую энергию морских или океанических волн по кабелю на сушу, где она на специальных станциях преобразуется в электричество.

Этот вид используется мало – 1% от всего производства электроэнергии в мире. Системы тоже дорогие и для них нужен удобный выход к воде, который есть не у каждой страны.

 

5. Энергия приливов и отливов

Эту энергию берут от естественного подъёма и спада уровня воды. Электростанции ставят только вдоль берега, а перепад воды должен быть не меньше 5 метров. Для генерации электричества строят приливные станции, дамбы и турбины.

Приливы и отливы хорошо изучены, поэтому этот источник более предсказуем относительно других. Но освоение технологий было медленным и их доля в глобальном производстве мала. Кроме того, приливные циклы не всегда соответствуют норме потребления электричества.

 

6. Энергия температурного градиента (гидротермальная энергия)

Морская вода имеет неодинаковую температуру на поверхности и в глубине океана. Используя эту разницу, получают электроэнергию.

Первая установка, которая даёт электричество за счёт температуры океана была сделана ещё в 1930 году. Сейчас есть океанические электростанции закрытого, открытого и комбинированного типа в США и Японии.

 

7. Энергия жидкостной диффузии

Это новый вид альтернативного источника энергии. Осмотическая электростанция, установленная в устье реки, контролирует смешение солёной и пресной воды и извлекает энергию из энтропии жидкостей.

Выравнивание концентрации солей даёт избыточное давление, которое запускает вращение гидротурбины. Пока есть только одна такая энергетическая установка в Норвегии.

 

8. Геотермальная энергия

Геотермальные станции берут внутреннюю энергию Земли – горячую воду и пар. Их ставят в вулканических районах, где вода у поверхности или добраться до неё можно пробурив скважину (от 3 до 10 км.).

Извлекаемая вода отапливает здания напрямую или через теплообменный блок. Ещё её перерабатывают в электричество, когда горячий пар вращает турбину, соединённую с электрогенератором.

Недостатки: цена, угроза температуре Земли, выбросы углекислого газа и сероводорода.

Больше всего геотермальных станций в США, Филиппинах, Индонезии, Мексике и Исландии.

 

9. Биотопливо

Биоэнергетика получает электричество и тепло из топлива первого, второго и третьего поколений.

  • Первое поколение – твёрдое, жидкое и газообразное биотопливо (газ от переработки отходов). Например, дрова, биодизель и метан.
  • Второе поколение – топливо, полученное из биомассы (остатков растительного или животного материала, или специально выращенных культур).
  • Третье поколение – биотопливо из водорослей.

Биотопливо первого поколения легко получить. Сельские жители ставят биогазовые установки, где биомасса бродит под нужной температурой.

Самый традиционный способ и древнейшее топливо – дрова. Сейчас для их производства сажают энергетические леса из быстрорастущих деревьев, тополя или эвкалипта.

 

Плюсы и минусы альтернативной энергии

Главная перспектива альтернативных источников – существования человечества даже в условиях жёсткого дефицита нефти, газа и угля.


Преимущества:


  • Доступность – не нужно обладать нефтяными или газовыми месторождениями. Правда, это относится не ко всем видам. Страны без выхода к морю не смогут получать волновую энергию, а геотермальную можно преобразовывать только в вулканических районах.
  • Экологичность – при образовании тепла и электричества нет вредных выбросов в окружающую среду.
  • Экономия – полученная энергия имеет низкую себестоимость.

Недостатки и проблемы:


  • Траты на этапе строительства и обслуживание – оборудование и расходные материалы дорогие. Из-за этого повышается итоговая цена электроэнергии, поэтому она не всегда оправдана экономически. Сейчас главная задача разработчиков снизить себестоимость установок.
  • Зависимость от внешних факторов: невозможно контролировать силу ветра, уровень приливов, результат переработки солнечной энергии зависит от географии страны.
  • Низкий КПД и маленькая мощность установок (кроме ГЭС). Вырабатываемая мощность не всегда соответствует уровню потребления.
  • Влияние на климат. Например, спрос на биотопливо привёл к сокращению посевных площадей для продовольственных культур, а плотины для ГЭС изменили характер рыбных хозяйств.

 

Возобновляемая энергия в мире

Главный потребитель возобновляемых источников энергии – Евросоюз. В некоторых странах альтернативная энергетика вырабатывает почти 40% от всей электроэнергии. Там уже прижились разные меры поддержки: скидочные тарифы на подключение и возврат денег за покупку оборудования. Не отстают страны Востока и США.


Германия


40% электроэнергии в Германии дают возобновляемые источники. Она лидер по числу ветровых установок, которые генерируют 20,4 % электричества. Оставшаяся доля приходится на гидроэнергетику, биоэнергетику и солнечную энергетику. Немецкое правительство поставило план: вырабатывать 80% энергии за счёт альтернативных источников к 2050 году, но закрывать атомные электростанции пока не хочет.


Исландия


У Исландии очень много горячей воды, потому что она расположилась в зоне вулканической активности. Страна обеспечивает 85% домов отоплением из геотермальных источников и покрывает ими 65% потребностей населения в электроэнергии. Мощность источников настолько велика, что они хотят наладить экспорт энергии в Великобританию.


Швеция


После нефтяного кризиса 1973 года страна стала искать другие источники энергии. Началось всё с ГЭС и АЭС. Из-за атомных станций шведов часто критиковали Greenpeace, но с конца 80-х доля энергии от АЭС не растёт.

Начиная с 90-х Швеция строит оффшорные ветропарки в море. На выбросы предприятиями углерода в атмосферу введён дополнительный налог, а для производителей ветровой, солнечной и биоэнергии есть льготы.

Ещё Швеция активно использует энергию от переработки мусора и даже планирует его закупать у соседних стран, чтобы отказаться от нефти. Некоторые города получают тепло от мусоросжигательных заводов.


Китай


В Китае самая мощная ГЭС в мире – «Три ущелья». По состоянию на 2018 год – это крупнейшее по массе сооружение. Её сплошная бетонная плотина весит 65,5 млн тонн. За 2014 станция произвела рекордные для мира 98,8 млрд кВт⋅ч.

Крупнейшие ветровые ресурсы тоже здесь (три четверти из них поставлены в море). К 2020 году страна планирует выработать при их помощи 210 ГВт.

Ещё тут 2 700 геотермальных источников и делают 63% устройств для преобразования солнечной энергии. Китай занимает третье место в производстве биотоплива на основе этанола.

 

Альтернативная энергия в России

Разное географическое положение регионов и специфика климатических поясов в России не позволяют развивать эту отрасль равномерно. Нет инвестиций и есть пробелы в законе.

 

Виды возобновляемой энергии в России


Солнечная энергия


Используется и в промышленных масштабах, и у местного населения как резервный или основной источник тепла и электричества. Мощность всех солнечных установок – 400 МВт, из них самые крупные в Самарской, Астраханской, Оренбургской областях и Крыму. Самая мощная СЭС – «Владиславовка» (Крым). Ещё разрабатываются проекты для Сибири и Дальнего Востока.


Ветровая энергетика


Ветровая возобновляемая энергия в России представлена чуть хуже, чем солнечная, хотя и здесь есть промышленные установки. Общая мощность ветровых генераторов в нашей стране – 183,9 МВт (0,08 % от всей энергосистемы). Больше всего установок – в Крыму, а мощнейшая находится в Адыгее – «Адыгейская ВЭС».


Гидроэнергетика


Это самый популярный вариант альтернативного источника энергии в России. Около 200 речных ГЭС вырабатывают до 20% от всей энергии в стране. В заливе Кислая губа в Мурманской области с 1968 года есть приливная электростанция – «Кислогубская ПЭС». Самая крупная ГЭС стоит на реке Енисей – «Саяно-Шушенская».


Геотермальная энергетика


За счёт обилия вулканов этот вид энергетики распространён на Камчатке. Там 40% потребляемой энергии генерируется на геотермальных источниках. По данным учёных, потенциал Камчатки оценивается в 5000 МВт, а вырабатывается только 80 МВт энергии в год. Ещё геотермальные станции есть на Курилах, Ставропольском и Краснодарском крае.


Биотопливо


Наша страна входит в тройку экспортёров пеллет на европейском рынке. В России есть заводы, создающие из остатков древесины пеллеты и брикеты, которыми топят котлы и печки.

Сельскохозяйственные отходы преобразуют в жидкое топливо и биогаз для дизельных двигателей. А вот свалочный газ не используется вообще, его просто выбрасывают в атмосферу, нанося ущерб окружающей среде.

 

Компании, которые занимаются возобновляемыми источниками энергии

Рост инвестиций в возобновляемую энергетику и поддержка правительства помогает многим компаниям успешно вести бизнес.


First Solar Inc.


Эта американская компания была образована в 1990 году и стала известной благодаря производству солнечных батарей. Сейчас это крупнейшая фирма, которая продаёт солнечные модули, поставляет оборудование и отвечает за технический сервис.


Vestas Wind Systems A/S


Старейший производитель ветрогенераторов из Дании. Компания основана в 1898 году и на сегодняшний день ей удалось установить более 60 тысяч ветровых турбин в 63 странах. Vestas продаёт отдельные генераторы, комплексные станции и обслуживает устройства.


Atlantica Yield PLC


Эта компания с офисом в Лондоне владеет классическими линиями электропередач, солнечными и ветровыми станциями в Северной Америке, Испании, Алжире, Южной Америке и Южной Африке.


ABB Ltd. Asea Brown Boveri


Шведско-швейцарская компания, известная автомобильными двигателями, генераторами и робототехникой. С 1999 года бренд занимается преобразованием солнечной и ветровой энергии. В 2013 году компания стала мировым лидером в области оборудования фотоэлектрической энергии.


Читайте: Персональный мир и полная автоматизация. Что такое четвёртая промышленная революция?


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.

Альтернативные источники. Как мир идет по пути отказа от нефти

Ветряная электростанция в Зенде, Германия

© EPA/JULIAN STRATENSCHULTE

В последние месяцы в повестке мировых СМИ прочно закрепилась тематика предполагаемого будущего перехода экономически развитых стран на использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ). На этой основе уже можно выделить основные контуры будущей цивилизации, которая в течение двух-трех десятилетий станет экологичнее.

Краеугольным камнем уже начавшегося энергетического перехода выступает все еще достаточно спорная теория о том, что наблюдающееся глобальное потепление прямо связано с деятельностью человека. Считается, что в результате этого процесса повышается уровень Мирового океана, изменяется характер климата и страдает экосистема планеты. Иными словами, природные и экологические условия на ней становятся все менее комфортными.

Предполагается, что повышение средней глобальной температуры обусловлено увеличением объема парниковых газов в атмосфере. В основном они образуются в результате сжигания угля, нефти и природного газа. Соответственно, традиционная энергетика, основанная на использовании ископаемого углеводородного сырья, признается не отвечающей современным экологическим требованиям.

Парижское соглашение

Поэтому на мировом уровне продвигается тренд на декарбонизацию энергетики в форме снижения выбросов углерода и перехода на использование возобновляемых источников энергии. Еще в ноябре 2016 года вступило в силу так называемое Парижское соглашение по климату. Оно предполагает построение климатически нейтрального мира к середине XXI века.

На эту тему

Сейчас оно подписано 195 странами, 189 из которых уже ратифицировали документ. Предыдущий президент США Дональд Трамп отказался от исполнения обязательств в рамках Парижского соглашения. Однако после прихода к власти Джо Байдена Соединенные Штаты снова вступили в игру.

Явным лидером по декарбонизации в рамках соглашения выступает объединенная Европа. Надо понимать, что для этого существуют и некоторые экономические предпосылки. Подавляющее большинство европейских стран не имеют собственных месторождений нефти и газа, запасы угля истощены. Соответственно, Европа зависит от импорта ископаемых энергоносителей, и вопрос о частичном переходе на возобновляемые источники энергии прямо отвечает стратегическим интересам региона. По сходным причинам планирует двигаться по пути «жесткой» декарбонизации и Япония.

Влияние на весь мир

Однако было бы ошибочно предполагать, что столь развитые и обеспеченные представители мирового сообщества замкнутся в собственных экологических программах. В настоящее время Европа готовится к введению трансграничного углеродного налога. Его суть заключается во взимании платежей при импорте в ЕС товаров с высоким «углеродным следом».

Угольная электростанция в Бергхайме, Германия

© AP Photo/Martin Meissner

Подобная схема фактически представляет собой механизм заградительных пошлин для широкого спектра продукции. Конкретика по этому поводу пока отсутствует, а необходимость учета величины углеродного следа в готовых импортных изделиях оставляет широкий простор для интерпретаций. Тем не менее поставляемые в Европу нефть, газ и нефтепродукты будут по определению нести высокий углеродный след в связи с присутствием углерода в их химическом составе. По-видимому, именно в этом кроется одна из причин стремительной популяризации идеи широкого использования в качестве энергоносителя водорода, который будет отделяться от углерода за пределами ЕС.

Утопичность электромобильности

Уже сейчас становится очевидным, что идея массового перехода на электромобили начинает побеждать в густонаселенных и достаточно обеспеченных регионах мира. Можно ожидать, что в ближайшие годы большие и малые автопроизводители составят реальную конкуренцию компании Tesla.

Этот тренд в настоящий момент закладывается и в юридической плоскости. Многие европейские страны уже ввели запрет на продажу новых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания на временном горизонте с 2025 по 2040 год. Некоторые крупные автопроизводители вовсе заявляют о планах полного отказа от выпуска продукции с ДВС — Volvo, General Motors, Jaguar Land Rover, Audi, Bentley и т.д.

На эту тему

Вместе с тем гибриды и заряжаемые от сети электромобили с объемными элементами питания стоит рассматривать как переходную технологию. Становится очевидна утопичность представления о том, что человечество сумеет полностью обеспечить свои потребности в электроэнергии только за счет ветровой и солнечной генерации. Кроме того, эти технологии пока не способны эффективно сглаживать периодические и неожиданные пики и спады энергопотребления. Суровым уроком в этом плане стала недавняя аномально холодная погода в солнечном штате Техас, которая сопровождалась электрическим блэкаутом.

Водородные перспективы

Что касается перспективы широкого внедрения авто на водородных топливных элементах, то она пока откладывается на неопределенный срок. В будущем водород должен заменить собой «неэкологичный» трубопроводный и сжиженный природный газ. Уже сейчас получила широкое распространение условная классификация водорода на «голубой» и «зеленый». Под «голубым» водородом понимается топливо, вырабатываемое из природного газа. Подразумевается, что в нем присутствует углеродный след. В то же время «зеленый» водород получается путем гидролиза воды и признается максимально экологичным.

Автомобиль на водородных топливных элементах и оборудование для получения водородного топлива, Германия, 2020 год

© Hauke-Christian Dittrich/dpa via AP

Но даже в Европе инфраструктура для широкого использования электромобилей и водорода в качестве топлива все еще не развита в необходимой степени. Более того, перспективное использование водорода в качестве сырья для генерации электроэнергии осложняется и рядом технических проблем. Не секрет, что транспортировка и хранение водорода являются очень дорогим удовольствием. В реальности эти процессы могут оказаться в несколько раз дороже стоимости его производства.

И все же в Европе на эту тему уже приятны политические решения. Для развитых стран более дешевые ископаемые источники энергии становятся неприемлемы по экологическим соображениям. По-видимому, конкурентоспособность традиционных видов энергоносителей будет подрываться с помощью мер, подобных трансграничному углеродному налогу.

На эту тему

Создатель компании Microsoft Билл Гейтс недавно заявил по этому поводу о необходимости разработки новых технологий, которые должны сделать «зеленую» энергетику состязательной. Пожалуй, это единственный эффективный способ разрешения указанного противоречия.

К слову, министр энергетики США Дженнифер Грэнхолм сообщила о планах снижения стоимости возобновляемого «зеленого» водорода до уровня природного газа к 2030 году. Кроме того, в ближайшие годы в США планируют сделать электромобили более доступными по цене. В идеале они должны стать дешевле аналогов с ДВС.

Еще одним промежуточным видом топлива способен стать аммиак. Его, как и «голубой» водород, возможно производить из природного газа. С технологической точки зрения транспортировка и хранение этого химического соединения существенно менее затратна и более безопасна. Строго говоря, аммиак представляет собой более удобную форму водорода.

Атомная энергетика

Обратим внимание на то, что экологическое лобби по всему миру активно дискредитирует традиционные ископаемые источники энергии, в том числе и атомную генерацию. Одним из последних примеров в этом ряду стал взлом сайта Белорусской АЭС (БелАЭС). Неизвестные активисты от имени работников разместили на этом ресурсе информацию о серьезной опасности электростанции.

На эту тему

Конечно, вопрос об экологичности атомных электростанций остается весьма неоднозначным. Однако с точки зрения декарбонизации атомная генерация является приемлемой низкоуглеродной формой выработки электроэнергии. Поэтому ее дальнейшее развитие не противоречит глобальной цели достижения углеродной нейтральности мира к 2050 году. Россия, Китай и США планируют наращивать установленную мощность собственных атомных станций в ближайшие годы.

В свете наблюдаемой резкой смены глобальной энергетической парадигмы большие вопросы вызывает будущее традиционных нефтегазовых компаний. Не все из них хотят меняться, но избежать перемен им, видимо, не удастся.

Что такое возобновляемая энергия? — Определение, типы, преимущества и проблемы

Хотя возобновляемые источники энергии часто рассматриваются как решение для будущих потребностей в энергии, мы веками использовали естественную силу природы. Ветряные мельницы и водяные колеса использовались для питания зернохранилищ, а солнце использовалось для создания огня для тепла и света.

Однако люди стали все больше зависеть от использования ископаемого топлива, включая уголь и природный газ. Было показано, что широкое использование этих видов энергии оказывает пагубное воздействие на планету, вызывая повышение глобальной температуры, увеличение числа экстремальных погодных явлений и, как следствие, потерю естественной среды обитания.

Недавние достижения в области сбора и хранения, а также глобальное стремление к Net Zero привели к расширению производства возобновляемой и экологически чистой энергии. Эти достижения варьируются от мелкосерийного производства, такого как размещение солнечных панелей в доме, до крупномасштабных объектов, таких как морские ветряные электростанции.

Существует ряд разработанных возобновляемых источников, каждый из которых предлагает свои преимущества и проблемы в зависимости от таких факторов, как географическое положение, требования к использованию и даже время года.

1. Солнечная энергия

Потенциал Солнца для обеспечения наших потребностей в энергии огромен, учитывая тот факт, что энергии, достаточной для удовлетворения потребностей планеты в энергии в течение всего года, достигает Земли от Солнца всего за один час. Однако проблема всегда заключалась в том, как использовать этот огромный потенциал.

В настоящее время мы используем солнечную энергию для обогрева зданий, подогрева воды и питания наших устройств. Энергия собирается с использованием солнечных или фотоэлектрических (PV) элементов, изготовленных из кремния или других материалов.Эти элементы преобразуют солнечный свет в электричество и могут питать что угодно, от самого маленького садового светильника до целых кварталов. Панели на крыше могут обеспечивать электроэнергией дом, в то время как общественные проекты и солнечные фермы, использующие зеркала для концентрации солнечного света, могут создавать гораздо большие запасы. Солнечные фермы также могут быть созданы в водоемах, называемых «плавучими электростанциями», которые предоставляют еще один вариант размещения солнечных батарей.

Энергетические системы, работающие на солнечной энергии, являются не только возобновляемыми, но и экологически чистыми источниками энергии, поскольку они не производят загрязнителей воздуха или парниковых газов. Если панели размещены и изготовлены ответственно, они также могут считаться экологически чистой энергией, поскольку не оказывают неблагоприятного воздействия на окружающую среду.

2. Энергия ветра

Энергия ветра работает так же, как и старомодные ветряные мельницы, используя силу ветра для вращения лопастей. Там, где когда-то движение этих лопастей заставляло жернова перемалывать муку, сегодняшние турбины приводят в действие генератор, который вырабатывает электричество.

Когда ветряные турбины размещаются на суше, их необходимо размещать в местах с сильным ветром, таких как вершины холмов или открытые поля и равнины.Оффшорная ветроэнергетика развивается десятилетиями, и ветряные электростанции обеспечивают хорошее решение для производства энергии, избегая при этом многих жалоб на то, что они неприглядны или шумны на суше. Конечно, морское использование имеет свои недостатки из-за агрессивных сред, в которых должны работать турбины.

3. Гидроэнергетика

Гидроэнергетика работает аналогично энергии ветра, поскольку она используется для вращения лопастей турбины генератора для выработки электроэнергии. Гидроэнергетика использует быстро движущуюся воду из рек или водопадов для вращения лопастей турбины и широко используется в некоторых странах. В настоящее время это крупнейший возобновляемый источник энергии в Соединенных Штатах, хотя энергия ветра быстро сокращает разрыв.

Плотины гидроэлектростанций являются возобновляемым источником энергии, но это не обязательно экологически чистые источники энергии. Многие из более крупных «мегаплотин» отклоняют естественные источники воды, что оказывает негативное воздействие на популяции животных и людей из-за ограниченного доступа к источнику воды.Однако при аккуратном управлении более мелкие гидроэлектростанции (менее 40 мегаватт) не оказывают такого катастрофического воздействия на местную окружающую среду, как отводя лишь часть водного потока.

4. Энергия биомассы

Энергия биомассы использует органический материал растений и животных, включая сельскохозяйственные культуры, деревья и древесные отходы. Эта биомасса сжигается для получения тепла, которое приводит в действие паровую турбину и вырабатывает электроэнергию. Хотя биомасса может быть возобновляемой, если она получена из устойчивых источников, во многих случаях это не является ни зеленой, ни чистой энергией.

Исследования показали, что биомасса из лесов может производить более высокие выбросы углерода, чем ископаемое топливо, а также оказывать неблагоприятное воздействие на биоразнообразие. Несмотря на это, некоторые формы биомассы действительно предлагают низкоуглеродный вариант при правильных обстоятельствах. Например, опилки и древесная стружка с лесопильных заводов могут использоваться для получения энергии из биомассы, где они обычно разлагаются и выбрасывают в атмосферу более высокие уровни углерода.

6. Геотермальная

Геотермальная энергия использует тепло, заключенное в ядре Земли, которое создается медленным распадом радиоактивных частиц в горных породах в центре планеты.Путем бурения скважин мы можем доставлять на поверхность сильно нагретую воду, которую можно использовать в качестве гидротермального ресурса для вращения турбин и выработки электроэнергии. Этот возобновляемый ресурс можно сделать более экологичным, закачивая пар и горячую воду обратно в землю, тем самым снижая выбросы.

Доступность геотермальной энергии тесно связана с географическим положением: в таких местах, как Исландия, имеется легкодоступный и готовый источник геотермальных ресурсов.

Прочтите наше полное руководство по геотермальной энергии

7.Приливная сила

Tidal power предлагает вариант возобновляемого источника энергии, поскольку приливы управляются постоянным гравитационным притяжением Луны. Энергия, которую может генерировать прилив, может быть непостоянной, но она надежна, что делает этот относительно новый ресурс привлекательным для многих.

Тем не менее, необходимо соблюдать осторожность в отношении воздействия приливной энергии на окружающую среду, поскольку приливные плотины и другие сооружения, подобные плотинам, могут нанести вред дикой природе.

Возобновляемые источники энергии предлагают ряд преимуществ, включая предоставление бесплатного источника энергии. По мере роста сектора также наблюдается всплеск создания рабочих мест для разработки и внедрения решений в области возобновляемых источников энергии завтрашнего дня. Возобновляемые источники также предлагают более широкий доступ к энергии в развивающихся странах и также могут снизить счета за электроэнергию.

Конечно, одним из самых больших преимуществ возобновляемой энергии является то, что большая ее часть также считается зеленой и чистой энергией. Это привело к росту использования возобновляемых источников энергии, особенно ветровой и солнечной.

Однако эти экологические преимущества не являются единственной прерогативой возобновляемых источников энергии.Ядерная энергетика также является источником энергии с нулевым выбросом углерода, поскольку она генерирует или выделяет очень низкий уровень CO2. Некоторые предпочитают ядерную энергию таким ресурсам, как солнечная энергия и ветер, поскольку ядерная энергия является стабильным источником, не зависящим от погодных условий. Что подводит нас к некоторым недостаткам возобновляемых источников энергии…

Как упоминалось выше, нельзя постоянно полагаться на многие возобновляемые источники энергии. Когда солнце садится или прячется за облаком, мы не можем генерировать солнечную энергию, а когда ветер не дует, мы не можем создавать достаточно энергии ветра.По этой причине ископаемое топливо все еще используется для пополнения возобновляемых источников во многих странах.

Эта переменная производственная мощность означает, что требуются большие решения для хранения энергии, чтобы обеспечить достаточную мощность, когда производство возобновляемой энергии падает. Альтернативным решением является развертывание нескольких возобновляемых технологий, создающих более гибкую систему снабжения, которая может противодействовать спадам производства для данного источника.

Некоторые возобновляемые ресурсы, такие как гидроэнергия и биомасса, не страдают от этих проблем с поставками, но оба они имеют свои собственные проблемы, связанные с воздействием на окружающую среду, как отмечалось выше.

Вдобавок к этому некоторые возобновляемые источники энергии, такие как солнечные и ветряные электростанции, вызывают нарекания местных жителей, которые не хотят жить рядом с ними.

Однако это не всегда так, как показывает пример ветряной электростанции Ардоссан в Шотландии, где большинство местных жителей считают, что ферма улучшила территорию. Кроме того, исследование, проведенное правительством Великобритании, показало, что «проекты, как правило, имеют больше шансов на успех, если они пользуются широкой общественной поддержкой и согласием местных сообществ.Это означает предоставление сообществам права голоса и участия». Эта теория была доказана в Германии и Дании, где проекты возобновляемых источников энергии, принадлежащие сообществам, оказались популярными.

Что такое невозобновляемая энергия?

Невозобновляемая энергия поступает из источников, которые либо закончатся, либо не будут пополняться в течение тысяч (или миллионов) лет. К ним относятся ископаемые виды топлива, такие как уголь, и природные газы, которые сжигаются для выработки электроэнергии.

Почему это важно?

Возобновляемые источники энергии важны, поскольку они могут обеспечить готовый источник энергии без использования природных ресурсов.Также снижается риск экологических проблем, таких как разливы топлива и минимальные проблемы с выбросами, а также снижается потребность в импортном топливе. Благодаря надежным поставкам и разнообразию видов топлива возобновляемая энергия может удовлетворить наши потребности в энергии на долгие годы.

Насколько это эффективно?

Эффективность возобновляемой энергии зависит от используемого ресурса. Некоторые возобновляемые источники более доступны и эффективны, чем другие, в то время как некоторые, такие как геотермальная энергия, широко используются в одних местах и ​​не используются в других из-за доступности.Однако, несмотря на эти проблемы, возобновляемые источники энергии могут сократить выбросы в электроэнергетике примерно на 80%.

Какой вид возобновляемой энергии лучше всего?

Не существует «наилучшего типа» возобновляемой энергии, поскольку использование сильно зависит от местоположения. Исландия, например, обладает обширными геотермальными ресурсами, а такие места, как горная местность Шотландии, хорошо подходят для использования энергии ветра. В других областях лучше всего подходит солнечная энергия, в то время как Соединенные Штаты вложили средства в гидроэнергетику.Каждый тип возобновляемой энергии имеет свои преимущества и недостатки, часто связанные с поставками, а это означает, что лучшим решением часто является совместное использование различных типов ресурсов.

Где чаще всего используются возобновляемые источники энергии?

Изучение стран по всему миру показало, что Германия использует наибольшее количество возобновляемой энергии – 12,74%. Далее следуют Великобритания (11,95%), Швеция (10,96%), Испания (10,17%), Италия (8,8%), Бразилия (7,35%), Япония (5,3%), Турция (5,25%), Австралия (4,75%). %) и США (4.32%), все они входят в первую десятку.

Очевидно, что необходимо проделать большую работу, чтобы увеличить эти уровни использования, чтобы достичь полностью возобновляемого будущего, но эта потребность двигает промышленность вперед и создает возможности в этом секторе.

Закончатся ли возобновляемые источники энергии?

Возобновляемые источники энергии не иссякнут — по крайней мере, в течение многих миллионов лет (в случае с солнцем, например). Они представляют собой жизнеспособную альтернативу невозобновляемым ресурсам, таким как ископаемое топливо, в то время как многие из них также безвредны для окружающей среды и практически не производят CO2.

Могут ли возобновляемые источники энергии заменить ископаемое топливо?

Есть надежда, что возобновляемые источники энергии когда-нибудь заменят ископаемое топливо. На планете ограниченное количество угля и нефти, так что рано или поздно они закончатся. Это означает, что будущее должно быть возобновляемым. Кроме того, экологические преимущества чистой, зеленой и возобновляемой энергии в будущем становятся все более очевидными, поскольку глобальное потепление продолжается.

Чтобы полностью заменить ископаемое топливо, необходимо будет продолжать внедрять инновационные решения в области возобновляемых источников энергии. Кроме того, существует большая вероятность того, что возобновляемые источники необходимо будет использовать в сочетании друг с другом для обеспечения стабильного снабжения. Существует потребность в более чистых методах производства и улучшенном управлении энергопотреблением и хранении.

Хотя полностью возобновляемое будущее возможно, предстоит еще много работы, прежде чем мир будет готов полностью отказаться от ископаемого топлива.

Возобновляемые источники энергии, похоже, станут значительной частью будущего энергетического баланса наряду с другими чистыми источниками, такими как ядерная энергия.Стремление к более экологичному будущему производства электроэнергии способствует увеличению числа рабочих мест в таких отраслях возобновляемой энергетики, как солнечная и ветровая. Эта тенденция, по-видимому, сохранится, поскольку правительства стремятся достичь чистого нуля.

Связанные часто задаваемые вопросы (FAQ)

Разъяснение типов альтернативных источников энергии

Различные типы альтернативных источников энергии

Альтернативная энергия определяется прежде всего как возобновляемый и устойчивый источник энергии. Но существует множество различных типов альтернативных источников энергии , включая возобновляемые источники энергии и другие формы низкоуглеродных технологий.

В отличие от огромных плотин и водохранилищ, более инновационные формы технологий использования возобновляемых источников энергии снижают свое воздействие на окружающую среду и поэтому лучше подходят для тех стран, где имеются обширные ресурсы ветра, солнца, биомассы или других возобновляемых источников энергии. Но сначала давайте начнем с того, что именно «нельзя» классифицировать или определять как «виды альтернативной энергии».

Атомная энергетика НЕ ​​является видом альтернативной энергии – Хотя верно, что ядерная энергия является более чистой альтернативой сжиганию ископаемого топлива и что атомные электростанции не загрязняют воздух ядовитыми выбросами двуокиси углерода, двуокиси серы или оксида азота, как это происходит ископаемое топливо.

Атомная энергетика по-прежнему относится к категории ископаемого топлива, так же как и уголь, поэтому не может быть классифицирована как вид альтернативной энергии. Запасы урана — это природный ресурс Земли, который с каждым днем ​​истощается, как уголь, что со временем делает его добычу и переработку все более дорогостоящей.

При переработке ядерных материалов и атомных электростанциях образуются радиоактивные отходы, которые могут привести к экологическим катастрофам. Кроме того, атомная энергия не является жизнеспособным решением для транспортировки или может использоваться внутри страны. Таким образом, хотя ядерная энергия представляет собой отход от сжигания обычного ископаемого топлива, это скорее традиционная форма энергии, а не альтернативная.

Повышение эффективности использования ископаемого топлива НЕ ЯВЛЯЕТСЯ видом альтернативной энергии. Ископаемое топливо останется важным энергетическим ресурсом на десятилетия вперед.Сокращение количества парниковых газов, выбрасываемых в нашу атмосферу, за счет более чистого сжигания ископаемого топлива, разработки чистых угольных технологий или за счет улучшения способов использования и сжигания ископаемого топлива, что делает его более эффективным источником энергии, производящим мало углекислого газа или вообще не производящим его. Например, хранение токсичных выбросов под землей может улучшить текущую ситуацию, но не является альтернативой различным доступным видам альтернативной энергии.

Сжигание древесины вместо угля НЕ ЯВЛЯЕТСЯ видом альтернативной энергии. Несмотря на то, что древесина является неископаемым и возобновляемым (деревья растут) топливом для сжигания, сжигание древесины создает дым, пепел, сажу и больше беспорядка, чем другие виды горючие виды топлива вместе взятые.

Сжигание дров на открытом огне неэффективно и приводит к сильному задымлению, при этом в атмосферу выбрасывается большое количество твердых частиц, поскольку сжигаемая древесина обычно низкокачественная, свежесрубленная, влажная или является ломом из-за того, что более высокое качество девственная древесина и пиломатериалы используются в строительстве зданий или для изготовления мебели.

Сжигание древесины для получения энергии приводит к крупномасштабной вырубке лесов, деградации земель и даже к незаконным рубкам, поскольку вырубаются обширные площади лесов и лесов.

Поскольку вырубка деревьев на дрова нарушает естественную экосистему и среду обитания животных, которые сами могут оказаться под угрозой исчезновения или исчезнуть, прежде чем мы об этом узнаем. Тогда, хотя сжигание древесины может быть устойчивым источником энергии, оно не является альтернативой различным типам доступных альтернативных источников энергии.

С другой стороны, устойчивое лесопользование обеспечивает достаточный запас топливной древесины, поскольку после вырубки старых деревьев высаживают новые. Древесные гранулы и древесные брикеты представляют собой сухое прессованное топливо из биомассы, изготовленное из отходов опилок, стружки, щепы и других отходов лесного хозяйства, образующихся из остатков и побочных продуктов механической деревообрабатывающей промышленности.

При использовании в качестве топлива для отопления эти переработанные древесные материалы производят больше энергии, чем обычная топливная древесина. Кроме того, усовершенствование топочных и дровяных печей снижает расходы на использование топливной древесины, а также на переработку рыхлой древесины, щепы, опилок и других видов древесных материалов в более мелкие прессованные древесные гранулы.

Теперь, когда мы, надеюсь, лучше понимаем, что не является альтернативными источниками энергии, давайте посмотрим, какие существуют типы альтернативных источников энергии.

Типы альтернативных источников энергии и определения

Ну, в основном, альтернативные источники энергии — это виды энергетического топлива, которые можно использовать вместо сжигания ископаемого топлива. Наиболее распространенными формами альтернативных источников энергии являются:

Более 80% мировой энергии энергоресурсов, поступающих из ископаемого топлива, поскольку его производство и транспортировка удобны и относительно дешевы, в настоящее время используются различные виды альтернативных источников энергии. Но сжигание ископаемого топлива в виде угля и бензина выбрасывает в атмосферу вредный углекислый газ, что приводит к глобальному потеплению и парниковому эффекту из-за загрязнения атмосферы.

Истощение ресурсов ископаемого топлива и растущее загрязнение окружающей среды привели к исследованию Альтернативных источников энергии с базовой концепцией альтернативной энергии, заключающейся в устойчивости, возобновляемости и сокращении количества глобального загрязнения.

Большинство этих типов альтернативных источников энергии и технологий возобновляемых источников энергии не новы. На протяжении веков люди использовали силу проточной воды в реках и ручьях для различных нужд, особенно для сельского хозяйства и транспорта.

Водяные колеса и ветряные мельницы тысячи лет использовались для измельчения кукурузы или муки для приготовления хлеба и различных продуктов. Даже пассивная солнечная энергия для обогрева домов и сушки одежды. В то время как некоторые формы этих типов альтернативных источников энергии действительно являются усовершенствованием давно существующих технологий, другие являются действительно новыми, такими как биоэнергия и солнечные батареи.

Источники энергии: типы и примеры

2021. 05. 30.

Домохозяйства, фабрики, компании и нации: все они зависят от источников энергии.Но какие источники энергии мы используем? Сколько энергии мы потребляем? И что мы можем сделать, чтобы уменьшить свой экологический след?

Источники энергии

Из-за промышленной революции мы потребляем все больше и больше. Сначала мы использовали в основном уголь, а при отоплении делали паровые машины. Тенденция не менялась десятилетиями, и все же мы по-прежнему используем в основном невозобновляемые источники. Спрос на источники энергии растет в геометрической прогрессии. С более высоким спросом, который не может быть обеспечен только за счет возобновляемых источников энергии, мы создали две проблемы:

Однако ноль отходов выглядит невозможным решением этой проблемы, поэтому в этой статье мы сосредоточимся на типах источников энергии и их примерах.

Источник: https://www.eia.gov/energyexplained/us-energy-facts/ 

Невозобновляемые источники энергии

Что такое невозобновляемые источники энергии? Количество так называемого ископаемого топлива с каждым годом сокращается, поэтому мы должны использовать его с умом. Вы можете помочь с экономией энергии на работе и дома.

Нефть

Нефть (или сырая нефть) состоит из смесей углеводородов. Давление и тепло создали крошечные слои из мертвых животных и растений.Этот процесс занял миллионы лет.

В основном бензин и другие виды топлива производятся из нефти.

Природный газ

Образование природного газа похоже на нефть, но он (как видно из названия) находится в газообразном состоянии. Использование природного газа:

  • производство электроэнергии,

  • отопление,

  • топливо для транспорта.

Узнайте больше о природном газе.

Уголь

Уголь — еще одно ископаемое топливо, которое образуется из организмов, живших давным-давно. Мы используем его для:

  • производство цемента, дегтя и пены,

  • отопление,

  • в медицинском секторе.

Узнайте больше об угле и его воздействии на окружающую среду.

Атомная энергия

Ядерная энергия — это один из способов стать углеродно-нейтральным.Атомная энергетика является вторым по величине источником низкоуглеродной электроэнергии, и существует два типа стран:

  • те, кто считает, что безопасные атомные электростанции — это хороший способ избежать выбросов парниковых газов

  • и другие, которые уменьшают свою ядерную энергию.

Ядерные отходы могут создать большую проблему и могут быть лишь промежуточным решением на пути к возобновляемым источникам энергии.

Возобновляемые источники энергии

Если вам интересна эта тема, читайте больше о плюсах и минусах альтернативных источников энергии.

Солнечная энергия

С солнечными панелями мы можем собирать энергию, исходящую от солнца, и использовать ее. Солнечная энергия может носить сезонный характер, и до тех пор, пока мы не сможем ее правильно хранить, высока вероятность того, что мы не сможем покрыть свои энергетические потребности только за счет солнечной энергии.

Узнайте больше о солнечной энергии.

Энергия ветра

Энергия ветра является одним из старейших возобновляемых источников энергии, которые мы используем, но у него также есть много недостатков. Ветер не дует все время, и ветряная турбина требует большой площади, чтобы быть эффективной.Создание ветряных электростанций может нанести ущерб окружающей среде: это не только опасно для птиц, но и может нанести вред местной среде обитания. Тем не менее, энергия ветра является самой дешевой возобновляемой энергией во многих странах.

Узнайте больше об энергии ветра.

Гидроэнергетика

Он работает как ветряная турбина, но турбина генератора вращается не ветром, а быстро движущейся водой. Небольшие гидроэлектростанции и мегаплотины производят электроэнергию за счет энергии воды.

Эффективен в странах с быстрым течением рек.

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия считается зеленым источником энергии, но она имеет риски: например, бурение в земле может вызвать землетрясение в этом районе.

При бурении земли высвобождается горячая вода или даже пар, которые можно использовать в качестве источника энергии.

Стоимость источников энергии

Википедия показывает разницу в ценах на ископаемое топливо. Вроде бы возобновляемая энергия дешевле, но создание технологии, способной производить электроэнергию из зеленой энергии в домашних условиях, в цену не входит.

Некоторые примеры:

  • Газомазутная электростанция с комбинированным циклом — 1000 долл. США/кВт

  • геотермальная — 2800 долл. США/кВт (2019 г.)

  • уголь (с контролем SO2 и NOx) – 3500–3800 долл. США/кВт

  • усовершенствованная атомная станция — 6000 долл. США/кВт (2019 г.)

  • Береговой ветер — 1600 долл. США/кВт (2019 г.)

Будущее источников энергии

В будущем мы, скорее всего, будем использовать возобновляемые источники энергии — самое большое изменение по сравнению с сегодняшним использованием энергии заключается в том, что в настоящее время мы не можем эффективно хранить энергию.Конечно, вы можете продавать энергию, которую вы производите, и, возможно, это будущее. Вместо одного крупного поставщика энергии будут сформированы небольшие сообщества для совместного использования энергии.

Декарбонизация играет ключевую роль в будущем, но страны добиваются прогресса. Например, в Европейском Союзе «Зеленый курс» становится все более серьезным, и страны-участницы должны следовать его принципам.

Заключение: важность зеленой энергии

Не только потому, что мы истощаем наши невозобновляемые энергетические ресурсы, но и из-за угрозы глобального потепления мы должны переключиться на возобновляемые источники энергии и сократить наши отходы.

Этот путь займет десятилетия, и мы должны признать, что в какой-то момент нам придется использовать природный газ или ядерную энергию, прежде чем мы сможем использовать только энергию Солнца или наших океанов.

Что такое альтернативные источники энергии? 5 видов альтернативной энергии

Различные типы альтернативных источников энергии

На протяжении нескольких десятилетий ведется немало дискуссий об ущербе, наносимом окружающей среде мусором и выбросом в атмосферу вредных газов.Многие идеи о том, как защитить окружающую среду, были реализованы либо общественным сознанием, либо законом, чтобы помочь очистить землю и уменьшить загрязнение в будущем. Эти идеи варьируются от переработки до сбора мусора и использования альтернативных источников энергии. Мы сосредоточимся на преимуществах, возможностях и барьерах, связанных с использованием альтернативной энергии.

Альтернативную энергию лучше всего определить как использование источников энергии, отличных от традиционных ископаемых видов топлива, которые считаются вредными для окружающей среды и которых не хватает.Ископаемые виды топлива состоят из природного газа, угля и нефти. В настоящее время ископаемое топливо является наиболее используемым источником энергии для обогрева наших домов и питания наших автомобилей. Чтобы использовать эти виды топлива в качестве энергии, их необходимо сжечь, а при сжигании этих видов топлива в атмосферу выбрасываются вредные газы, вызывающие загрязнение. Еще одна проблема, связанная с ископаемым топливом, — это его предложение: неясно, как долго хватит запасов нефти и угля при нынешнем уровне потребления или будут ли обнаружены новые запасы до того, как иссякнут текущие запасы.Оценки того, как долго хватит текущих запасов, составляют от 20 до 400 лет. Из-за этих опасений по поводу ископаемого топлива все больше людей начинают использовать альтернативные источники энергии. Некоторыми популярными альтернативными источниками энергии являются энергия ветра, гидроэлектроэнергия (энергия воды), солнечная энергия, биотопливо и водород. Все эти виды топлива имеют две общие черты: их незначительное воздействие на окружающую среду на Земле и их устойчивость (бесконечное снабжение) в качестве источника энергии.

Итак, если альтернативные источники энергии должны решить наши экологические проблемы и проблемы с поставками, почему мы не перешли на использование исключительно альтернативных источников энергии? Ну, простой ответ заключается в том, что альтернативные источники энергии также имеют общие барьеры для их использования в качестве широко распространенных источников энергии.Эти барьеры включают местоположение, хранение, высокую стоимость производства и использования, а также нестабильную поставку энергии.

Энергия ветра

Энергия ветра не является новым источником энергии. На протяжении сотен лет люди использовали силу ветра для отправки своих кораблей через океаны и использовали ветряные мельницы для измельчения зерна, перекачивания воды и распиливания древесины. Силу ветра легче всего увидеть с помощью детской ветряной мельницы. Основная концепция заключается в том, что когда ветряная мельница удерживается встречными потоками ветра, ветер захватывает изгиб лопастей, заставляя ветряную мельницу вращаться.Это энергия ветра в действии.

Ветряная турбина работает так же, как старомодная ветряная мельница, поскольку она также использует кинетическую энергию ветра (энергия, вызванная движением), чтобы вращать лопасти. Лопасти вращают вал, соединенный с генератором . Генератор – это устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую. Внутри генератора медная катушка перемещается через магнитное поле валом, соединенным с подвижными лопастями. Это движение заставляет электрический ток течь через медную катушку.Когда генератор механически приводится в действие ветром через ветряную турбину, он может производить электричество.

Энергия ветра считается экологически чистым источником энергии, поскольку при производстве энергии ветра не используются химические процессы. Никаких побочных продуктов, таких как двуокись углерода, не производится, чтобы вызвать загрязнение воздуха или воды. Генерация энергии ветра — это возобновляемый ресурс, который никогда не иссякнет, и это отличный источник энергии для людей, живущих в отдаленных районах, где может быть трудно снабжать их электроэнергией с помощью проводов, подключенных к электростанции, которая находится далеко.Фактическое пространство, занимаемое ветряной турбиной, относительно невелико по сравнению с другими альтернативными источниками энергии. Диаметр основания составляет всего около шести футов, что делает стоимость недвижимости для ветряной турбины относительно дешевой.

Проблема с использованием энергии ветра заключается в том, что она не всегда является гарантированным источником энергии. Когда ветер не дует, электричество не может быть выработано, и необходимо полагаться на резервный источник энергии. Ветряные электростанции необходимы для коммерческой генерации, что поднимает вопрос об обструкции пейзажа, вызванной таким количеством ветряных турбин, выстроенных рядом друг с другом.Многие люди не хотят видеть несколько ветряков за окнами своей кухни. Другая проблема заключается в опасности, которую эти движущиеся лопасти представляют для птиц, пролетающих в этом районе. Ветряные турбины новой конструкции имеют более крупные лопасти, которые вращаются с меньшей скоростью, чтобы птицы могли их видеть и не застревать в лопастях.

Гидроэнергетика

Термин гидроэлектроэнергия относится к производству электроэнергии за счет энергии воды. «Гидро» происходит от греческого слова «гидра», что означает «вода».Как и энергия ветра, использование воды для получения энергии также имеет более ранние корни, чем современные времена. Водяные колеса впервые использовались для захвата энергии воды и механического измельчения зерна. Позже они использовались для перекачивания воды, орошения сельскохозяйственных культур, привода лесопилок и текстильных фабрик. Сегодня мы используем водяные турбины так же, как ветряные турбины, для выработки электроэнергии.

Наиболее распространенным источником получения энергии воды сегодня являются гидроэлектростанции. Гидроэлектростанции обычно требуют плотины, построенной на реке, которая создает резервуар с водой.Плотина сдерживает воду до тех пор, пока ворота не откроются, чтобы позволить воде течь. Под действием силы тяжести вода проходит по трубопроводу, называемому водоводом , к турбине. Изменение высоты через затвор помогает воде наращивать давление по мере приближения к турбине. Движущаяся вода достигает турбины и вращает лопасти турбины. Над турбиной находится генератор, который соединен с турбиной валом. Подобно генератору ветряной турбины, генератор в водяной турбине также вырабатывает электричество, перемещая ряд медных катушек мимо магнитов.Затем трансформатор берет электричество, произведенное генератором, и преобразует его в ток более высокого напряжения. Электричество теперь готово для питания предприятий и домов по линиям электропередач.

Гидроэлектроэнергия — это возобновляемый источник, не производящий отходов и не загрязняющий окружающую среду. В отличие от энергии ветра гидроэнергетика более надежна. Энергия может накапливаться для использования плотиной, сдерживающей воду, пока не потребуется больше энергии. Однако для гидроэлектроэнергии требуется большая электростанция, строительство которой очень дорого.Эти электростанции также требуют строительства плотин на реках, изменяя экосистему района. Вместо реки в районе плотины теперь большое озеро, которое расширяется над местами обитания наземных животных. Количество и качество воды, вытекающей из плотины, может оказывать неблагоприятное (негативное) влияние на растения, живущие на суше и в воде ниже.

Солнечная энергия

Солнечная энергия просто использует солнечный свет в качестве энергии. Это можно сделать, используя солнечную батарею для преобразования солнечного света в электричество, используя солнечные тепловые панели, которые используют солнечный свет для нагрева воздуха и воды, или пассивно используя солнечную энергию, позволяя солнечному свету проникать через окна для обогрева здания. Общая энергия, которую мы получаем от солнца каждый год, примерно в 35 000 раз больше энергии, чем потребляет человечество, а это означает, что этот источник энергии, вероятно, является одним из лучших источников для будущего. Задача заключается в использовании и хранении этой энергии экономически эффективным способом.

Одним из самых популярных способов использования солнечной энергии является использование фотоэлектрических (PV) элементов, также известных как солнечные элементы. Фотоэлементы работают, поглощая частицы солнечной энергии, из которых состоит солнечный свет.Эти частицы называются фотонами. Поглощенные фотоны переносятся на полупроводниковый материал, обычно кремний. (Полупроводники — это вещества, которые проводят электричество легче, чем изоляторы, но не так легко, как проводники, такие как медь.) Электроны в полупроводнике выбиваются падающими фотонами, оставляя промежутки между связями атомов. И свободные электроны, и открытые пространства могут нести электрический ток. Фотоэлементы построены с одним или несколькими электрическими полями для управления потоком электронов, таким образом, контролируя поток тока.Когда металлические контакты помещаются сверху и снизу фотоэлемента (как у батареи), мы можем извлечь этот электрический ток, чтобы использовать его в нашей повседневной жизни.

Как и упомянутые выше альтернативные источники энергии, солнечная энергия является возобновляемой и не загрязняет окружающую среду. В отличие от ветряных турбин и гидроэлектроэнергии, фотогальваническое преобразование в электричество осуществляется напрямую, то есть не требуется дорогостоящий громоздкий генератор. Как и ветряные турбины, солнечная энергия также может использоваться в удаленных местах, где было бы экономически невозможно обеспечить электроэнергию с удаленной электростанции.Солнечная энергия также может быть очень эффективной для обеспечения тепла и света за счет использования солнечных печей, солнечных водонагревателей, солнечных обогревателей для дома и использования световых люков.

Солнечная энергия имеет общий недостаток с ветряными турбинами: их непредсказуемость. Солнечная энергия работает только тогда, когда светит солнце, что делает фотоэлементы неэффективными ночью, а в пасмурный день они работают или промахиваются. В это время необходимо реализовать накопление энергии, чтобы сделать солнечную энергию основным источником энергии. Многие формы солнечной энергии до сих пор экономически нецелесообразны.Фотоэлектрические электростанции дороги в строительстве, и их эффективность составляет всего около 10% при производстве энергии. Электростанции требуется около пяти лет, чтобы произвести то же количество энергии, что и первоначальное здание электростанции. С современными технологиями солнечную энергию лучше всего использовать в меньших масштабах, например, в отдельных домах.

Биотопливо

Существует множество источников энергии, подпадающих под категорию биотоплива: биомасса, биодизель, этанол и метанол — вот лишь некоторые из них.Основная идея здесь заключается в использовании органических веществ (обычно растительного происхождения) в качестве источника топлива. Биомасса относится к использованию мусора и растительности в качестве источника топлива. Когда мусор разлагается (разлагается), он производит газ под названием метан, который можно улавливать, а затем сжигать для получения энергии, которую можно превратить в электричество. Растительность можно сжигать напрямую, как и ископаемое топливо, для получения энергии. Хотя эти методы действительно помогают в области затрат и устойчивости, они по-прежнему оказывают значительное воздействие на окружающую среду, как и ископаемое топливо.

Этанол и метанол — это два спирта, которые производятся из биомассы. Этанол обычно производят из кукурузы, но его также можно производить из сельскохозяйственных, лесозаготовительных и бумажных отходов. Метанол также известен как древесный спирт, поскольку его можно производить из дерева; однако большая часть метанола производится с использованием природного газа, поскольку он дешевле. В то время как биодизель является альтернативой дизельным двигателям, этанол и метанол являются альтернативой бензиновым двигателям. Большинство частных транспортных средств имеют бензиновые двигатели и могут использовать смеси этанола с небольшой модификацией двигателя или без нее.Этанол также сгорает чище и производит меньше выбросов парниковых газов, чем бензин. Однако сравнивать цену на этанол с ценой на бензин немного сложно. Один галлон чистого этанола содержит на 34% меньше энергии, чем один галлон чистого бензина. Обычная смесь этанола, E85, представляет собой смесь 85% этанола и 15% бензина и обеспечивает на 27% меньшую экономию топлива, чем 100% бензин. Таким образом, для того, чтобы E85 стоил меньше, чем бензин, он должен иметь снижение цены более чем на 27% по сравнению с бензином. Бензин стоит 3 доллара.00 галлон имеет такую ​​же экономию топлива, как E85, который стоит 2,19 доллара за галлон.

Биодизель производится путем объединения растительного масла, такого как рапсовое или соевое масло, и спирта, такого как метанол или этанол. Катализатор часто добавляют для увеличения скорости реакции между растительным маслом и спиртом. Этот процесс производства биодизеля называется переэтерификацией (для получения дополнительной информации о переэтерификации нажмите здесь). Этот химический процесс заставляет глицерин отделяться от жира в растительном масле, оставляя после себя два продукта: метиловый эфир или этиловый эфир (химическое название биодизеля) и глицерин.Глицерин — ценный побочный продукт, часто используемый для изготовления мыла и других продуктов.

Биодизель

считается идеальным топливом, потому что он полностью сгорает и может использоваться в любом дизельном двигателе. Его часто смешивают с обычным дизельным топливом, чтобы избежать осложнений при использовании в холодную погоду. Чистое биодизельное топливо превращается в гель при более высокой температуре, чем нефтяное дизельное топливо. (Соевое биодизельное топливо, купленное в США, начинает желатинизироваться при температуре около 40 ° F.) Это означает, что при минусовых температурах сложнее запустить грузовик, работающий на биодизеле, чем грузовик, работающий на нефтяном дизельном топливе. Биодизель стоит дороже в производстве и, следовательно, стоит дороже, чем дизельное топливо. В противном случае биодизель работает так же, как нефтяное дизельное топливо. Чистое биодизельное топливо и биодизельные смеси выделяют меньше парниковых газов, являются биоразлагаемыми (способны разлагаться естественными процессами) и могут продлить срок службы дизельных двигателей. Некоторые заправочные станции, поставляющие дизельное топливо, также предоставляют биодизельное топливо. Эти розничные торговцы более распространены в штатах Среднего Запада. Вот карта розничных продавцов биодизеля в США.

Водород

Одним из самых многообещающих альтернативных видов топлива будущего является водород. Его большие запасы и чистое горение заставляют многих ученых и экологически сознательных граждан рассматривать его как решение для замены ископаемого топлива без радикального изменения нашего нынешнего образа жизни и зависимости от личных автомобилей. В отличие от ископаемого топлива, это неуглеродное топливо, поэтому при его сжигании не образуется больше углекислого газа. Водород — самый простой и распространенный элемент на Земле, он содержится в воде, воздухе и всех органических веществах.Однако даже при всех этих плюсах на пути использования водорода в качестве основного источника топлива стоят две основные проблемы: его производство и его хранение.

Существует два основных способа получения водорода: электролиз и риформинг природного газа. Электролиз предполагает использование электрического тока для расщепления молекулы воды на водород и кислород. (Чтобы выделить водород в домашних условиях с помощью электролиза, нажмите здесь.) В процессе риформинга природного газа метан (который является основным компонентом природного газа, используемого для производства водорода) нагревается с помощью пара, вызывая реакцию между метаном и водой. пар, который производит водород, двуокись углерода и следовые количества окиси углерода.В настоящее время оба метода используют природный газ для производства водорода. Реформирование метана требует отделения водорода от углерода в метан, но для электролиза требуется источник энергии для производства электричества для расщепления молекулы воды. Природный газ чаще всего используется в качестве источника топлива для производства этой электроэнергии. Поскольку оба этих метода требуют потребления природного газа для производства водорода, водород стоит дороже, чем природный газ.

Водород можно использовать для питания транспортных средств двумя способами: для производства электроэнергии в топливном элементе или непосредственно в двигателе внутреннего сгорания.Использование водорода в топливном элементе является более чистым методом. Топливный элемент — это электрохимическое устройство, которое объединяет водород и кислород для производства электроэнергии. Его единственными побочными продуктами являются тепло и вода, которые не загрязняют окружающую среду. При использовании водорода непосредственно в двигателе внутреннего сгорания водород сгорает с наружным воздухом (который примерно на две трети состоит из азота), образуя оксидные газы на основе азота, которые вызывают некоторое загрязнение, и водяной пар. Независимо от того, используется ли водород непосредственно в двигателе внутреннего сгорания или в топливном элементе, оба метода требуют хранения водорода для использования во время движения транспортного средства. По весу водород производит больше энергии при сгорании по сравнению с любым другим топливом — один фунт водорода производит в 2,6 раза больше энергии, чем один фунт бензина. Однако водород — это газ, поэтому один фунт водорода занимает в четыре раза больше места, чем один фунт бензина. Например, транспортное средство, вмещающее 15 галлонов бензина, должно содержать 60 галлонов эквивалентной стоимости водорода для производства такого же количества энергии. Бак в автомобиле должен быть размером с две средние ванны, чтобы вмещать водород, необходимый для того, чтобы проехать разумное расстояние без дозаправки.Однако 15 галлонов бензина будут весить 90 фунтов, тогда как 60 галлонов водорода будут весить всего 34 фунта.

Чтобы решить эту космическую проблему, водород можно превратить в жидкость, которая занимает меньше места, чем водород в виде газа, но для того, чтобы превратить водород в жидкость, его необходимо охладить и поддерживать до -423,2 ° по Фаренгейту. Хранение водорода в виде газа или жидкости очень дорого и обременительно. Тем не менее, на горизонте есть надежда. Министерство энергетики США предложило ученым гранты на поиск способов улучшения хранения водорода в небольших транспортных средствах за счет улучшения сжатия и сжижения водорода, использования гидридов металлов для хранения большего количества водорода без увеличения веса транспортного средства и улучшения использование адсорбирующих материалов для сбора и удержания газообразного водорода на поверхности твердого тела.Однако, даже если мы преодолеем проблему хранения, мы все равно столкнемся с препятствиями и затратами на замену всех автомобилей с бензиновым двигателем на автомобили с водородным двигателем и замену бензиновых заправочных станций на водородные заправочные станции, чтобы стать Америкой, основанной на водороде.

Возобновляемая энергия, факты и информация

В любом обсуждении изменения климата возобновляемая энергия обычно возглавляет список изменений, которые мир может осуществить, чтобы предотвратить наихудшие последствия повышения температуры. Это связано с тем, что возобновляемые источники энергии, такие как солнце и ветер, не выделяют углекислый газ и другие парниковые газы, способствующие глобальному потеплению.

Чистая энергия имеет гораздо больше преимуществ, чем просто «зеленая». Растущий сектор создает рабочие места, делает электрические сети более устойчивыми, расширяет доступ к энергии в развивающихся странах и помогает снизить счета за электроэнергию. Все эти факторы способствовали возрождению возобновляемой энергетики в последние годы, когда ветер и солнечная энергия установили новые рекорды по выработке электроэнергии.

В течение последних 150 лет или около того люди в значительной степени полагались на уголь, нефть и другие ископаемые виды топлива, чтобы питать все, от лампочек до автомобилей и заводов.Ископаемые виды топлива используются почти во всем, что мы делаем, и в результате выбросы парниковых газов при сжигании этих видов топлива достигли исторически высокого уровня.

Поскольку парниковые газы задерживают тепло в атмосфере, которое в противном случае ушло бы в космос, средняя температура на поверхности растет. Глобальное потепление — это один из симптомов изменения климата. Сейчас ученые предпочитают использовать этот термин для описания сложных сдвигов, влияющих на погодные и климатические системы нашей планеты. Изменение климата включает в себя не только повышение средней температуры, но и экстремальные погодные явления, перемещение популяций и мест обитания диких животных, повышение уровня моря и ряд других воздействий.

Конечно, у возобновляемых источников энергии, как и у любого другого источника энергии, есть свои компромиссы и связанные с ними споры. Один из них посвящен определению возобновляемой энергии. Строго говоря, возобновляемая энергия — это именно то, что вы могли бы подумать: постоянно доступная или, как выражается Управление энергетической информации США, «практически неисчерпаемая». Но «возобновляемый» не обязательно означает устойчивый, как часто утверждают противники этанола на основе кукурузы или крупных гидроэлектростанций. Он также не охватывает другие ресурсы с низким или нулевым уровнем выбросов, у которых есть свои сторонники, включая энергоэффективность и ядерную энергетику.

Смотрите все наши видео о возобновляемых источниках энергии здесь.

Типы возобновляемых источников энергии

Гидроэнергетика: На протяжении веков люди использовали энергию речных течений, используя плотины для регулирования потока воды. Гидроэнергетика на сегодняшний день является крупнейшим в мире источником возобновляемой энергии, при этом Китай, Бразилия, Канада, США и Россия являются ведущими производителями гидроэлектроэнергии. Хотя гидроэнергетика теоретически является чистым источником энергии, восполняемым за счет дождя и снега, она также имеет ряд недостатков.

Большие дамбы могут нарушить речные экосистемы и окружающие сообщества, причинив вред дикой природе и вытеснив жителей. Производство гидроэлектроэнергии уязвимо для накопления ила, что может снизить мощность и повредить оборудование. Засуха также может вызвать проблемы. Согласно исследованию 2018 года, на западе США выбросы углекислого газа за 15-летний период были на 100 мегатонн выше, чем обычно, поскольку коммунальные предприятия перешли на уголь и газ, чтобы заменить гидроэнергетику, потерянную из-за засухи. Даже работающая на полную мощность гидроэнергетика имеет свои проблемы с выбросами, поскольку разлагающийся органический материал в водохранилищах выделяет метан.

Плотины — не единственный способ использовать воду для получения энергии: проекты по использованию энергии приливов и волн во всем мире направлены на улавливание естественных ритмов океана. В настоящее время морские энергетические проекты производят около 500 мегаватт электроэнергии, что составляет менее одного процента всех возобновляемых источников энергии, но их потенциал намного выше. Такие программы, как Saltire Prize в Шотландии, поощряют инновации в этой области.

СМОТРЕТЬ: Эти ветряные турбины, превышающие Статую Свободы, путешествовали по морю.

Ветер: Использование ветра в качестве источника энергии началось более 7000 лет назад. В настоящее время ветряные турбины, вырабатывающие электроэнергию, распространяются по всему миру, а Китай, США и Германия являются ведущими производителями энергии ветра. С 2001 по 2017 год совокупная ветровая мощность по всему миру увеличилась с 23 900 МВт до более чем 539 000 МВт — более чем в 22 раза.

Некоторые люди могут возражать против того, как ветряные турбины выглядят на горизонте и как они звучат, но энергия ветра, цены на которую снижаются, оказывается слишком ценным ресурсом, чтобы отрицать его.В то время как большая часть ветровой энергии поступает от наземных турбин, появляются и морские проекты, больше всего в Великобритании и Германии. Первая морская ветряная электростанция США открылась в 2016 году в Род-Айленде, и другие морские проекты набирают обороты. Другая проблема с ветряными турбинами заключается в том, что они представляют опасность для птиц и летучих мышей, убивая сотни тысяч ежегодно, не так много, как от столкновения со стеклом и других угроз, таких как потеря среды обитания и инвазивные виды, но достаточно, чтобы инженеры работали над решениями, чтобы сделать они безопаснее для летающих диких животных.

Солнечная энергия: От крыш домов до промышленных ферм — солнечная энергия меняет энергетические рынки по всему миру. За десятилетие с 2007 по 2017 год общая установленная мощность фотоэлектрических панелей в мире увеличилась на колоссальные 4300 процентов.

В дополнение к солнечным панелям, которые преобразуют солнечный свет в электричество, в электростанциях, концентрирующих солнечную энергию (CSP), используются зеркала для концентрации солнечного тепла, вместо этого получая тепловую энергию. Китай, Япония и США.S. лидируют в преобразовании солнечной энергии, но солнечной энергии еще предстоит пройти долгий путь, на ее долю приходится около двух процентов от общего объема электроэнергии, выработанной в США в 2017 году. Солнечная тепловая энергия также используется во всем мире для горячего водоснабжения, отопления и охлаждения. .

Что такое солнечные батареи и как они работают? Узнайте больше о солнечной энергии и узнайте, как этот возобновляемый ресурс превращает энергию солнца в полезную энергию.

Биомасса: Энергия биомассы включает биотопливо, такое как этанол и биодизель, древесину и древесные отходы, биогаз со свалок и твердые бытовые отходы. Как и солнечная энергия, биомасса является гибким источником энергии, способным заправлять транспортные средства, обогревать здания и производить электричество. Но биомасса может вызвать острые вопросы.

Критики этанола на основе кукурузы, например, говорят, что он конкурирует с продовольственным рынком кукурузы и поддерживает те же вредные методы ведения сельского хозяйства, которые привели к цветению токсичных водорослей и другим экологическим опасностям. Точно так же разгорелись споры о том, стоит ли отправлять древесные гранулы из лесов США в Европу, чтобы их можно было сжигать для получения электроэнергии.Тем временем ученые и компании работают над способами более эффективного преобразования кукурузной соломы, осадка сточных вод и других источников биомассы в энергию, стремясь извлечь выгоду из материала, который в противном случае пошел бы в отходы.

Геотермальная энергия: Используемая на протяжении тысячелетий в некоторых странах для приготовления пищи и отопления, геотермальная энергия получается из внутреннего тепла Земли. В больших масштабах подземные резервуары с паром и горячей водой можно использовать через колодцы глубиной в милю и более для выработки электроэнергии.В меньших масштабах в некоторых зданиях есть геотермальные тепловые насосы, которые используют разницу температур в нескольких футах под землей для обогрева и охлаждения. В отличие от солнечной и ветровой энергии, геотермальная энергия всегда доступна, но она имеет побочные эффекты, которые необходимо контролировать, такие как запах тухлых яиц, который может сопровождать выброс сероводорода.

Производство биотоплива во всем мире увеличилось, главным источником которого является этанол на основе кукурузы.

Способы стимулирования использования возобновляемых источников энергии

Города, штаты и федеральные правительства во всем мире проводят политику, направленную на увеличение использования возобновляемых источников энергии.По крайней мере, 29 штатов США установили стандарты портфеля возобновляемых источников энергии — политики, предписывающие определенный процент энергии из возобновляемых источников. В настоящее время более 100 городов по всему миру могут похвастаться не менее 70 процентами возобновляемой энергии, а некоторые другие берут на себя обязательства достичь 100 процентов. Другие меры, которые могут стимулировать рост возобновляемых источников энергии, включают установление цен на выбросы углерода, стандарты экономии топлива и стандарты эффективности зданий. Корпорации также вносят свой вклад, покупая в 2018 году рекордные объемы возобновляемой энергии.

Хотите знать, сможет ли ваш штат когда-нибудь питаться на 100% возобновляемых источниках энергии? Неважно, где вы живете, ученый Марк Джейкобсон считает, что это возможно. Это видение изложено здесь, и хотя его анализ не лишен критики, он подчеркивает реальность, с которой мир должен теперь считаться. Даже без изменения климата ископаемое топливо является исчерпаемым ресурсом, и если мы хотим, чтобы наша аренда на планете была продлена, наша энергия должна быть возобновляемой.

5 альтернативных источников энергии для ускорения перехода от ископаемого топлива преодолеть, прежде чем мы сможем полностью перейти на возобновляемые источники энергии: хранение энергии, общественное признание линий электропередачи и внедрение электромобилей и альтернативного отопления домов.

«Как только население начнет понимать, что можно (жить) без ископаемого топлива, это будет легче, потому что тогда они потребуют от местных избирателей или местных органов настаивать на более чистых источниках», — сказал Моди CNN. «Лично я считаю, что при низкой стоимости солнечной и ветровой энергии, обширной территории в США и соответствующей государственной политике этот переход может произойти быстро».

CNN поговорила с экспертами по переходу к энергетике о самых надежных источниках энергии — и их задачах — заменить уголь, нефть и газ и остановить климатический кризис.

Люди использовали солнечную энергию примерно с 7 века до нашей эры, когда они использовали солнечный свет и стекло для разжигания огня. Но современный солнечный элемент не был изобретен до середины 1900-х годов. В отличие от ископаемого топлива, солнечные энергетические системы не выделяют парниковых газов и не загрязняют воздух, что делает солнечную энергию одним из лучших потенциальных решений климатического кризиса.

Моди сказал, что уже через 10 лет США могут увидеть, как солнечная энергия доминирует в электросети.

В сентябре в отчете Министерства энергетики США был намечен путь, который приведет к экспоненциальному увеличению использования солнечной энергии в стране, поскольку солнце обеспечивает почти половину электроэнергии в США.Чтобы достичь 40% солнечной электроэнергии к 2035 году, Министерство энергетики заявляет, что США потребуется ежегодно устанавливать 30 гигаватт новых солнечных мощностей в течение следующих четырех лет — этого достаточно для питания около 3 миллионов домов, в зависимости от их местоположения, и вдвое больше. ежегодно до 2030 года.

. По словам К. Макса Чжана, инженера и директора факультета Аткинсонского центра устойчивого развития Корнельского университета, в США более чем достаточно земли для поддержки развертывания солнечной энергии, что также создаст рабочие места.

«Если у вас достаточно земли для солнечной фермы, вам нужно будет построить солнечные батареи», — сказал Чжан CNN об экономических выгодах. «И чтобы построить их, их нужно изготовить, а чтобы смонтировать эти конструкции, вам понадобится рабочая сила для их установки».

Ветер

Как и солнечная энергия, энергия ветра также может увеличиться в ближайшие 10 лет, сказал Моди. По данным Управления энергетической информации США, производство ветровой электроэнергии в США значительно выросло за последние три десятилетия: с примерно 6 миллиардов киловатт-часов в год в 2000 году до примерно 338 миллиардов в 2020 году.

Энергия ветра вырабатывается турбинами. Ветер приводит в движение лопасти турбин, которые связаны с приводным валом, который вращает электрический генератор, вырабатывающий электричество.

Подобно солнечной энергии, Моди и Чжан заявили, что в США достаточно земли для строительства ветряных электростанций. И есть обширная территория с высоким потенциалом ветровой энергии на шельфе.

«Если вы посмотрите на весь путь от штата Мэн до Нью-Гэмпшира, Массачусетса, Коннектикута, Нью-Йорка и Нью-Джерси, вы увидите, что у нас есть действительно удивительные морские ветровые ресурсы, которые являются очень высококачественными ресурсами в этой части страны». — сказал Моди.

«Хорошая новость о Соединенных Штатах заключается в том, что мы благословлены двумя вещами», — добавил он. «Мы благословлены землей, и мы благословлены хорошим ветром и солнцем».

Геотермальная

Геотермальная энергия использует подземное тепло. Это возобновляемый источник энергии, который производится непрерывно. Сегодня люди используют геотермальное тепло для купания, отопления зданий зимой и для выработки электроэнергии.

Исландия стала пионером в использовании геотермальной энергии благодаря обильному источнику горячих и легкодоступных подземных вод, которые можно преобразовывать в энергию.Моди сказал, что в США задача состоит в том, чтобы найти точное местонахождение этих геотермальных горячих точек и насколько близко магма или высокие температуры находятся к поверхности.

«Вопрос, на который мы все пытаемся ответить, заключается в том, можем ли мы использовать те же методы бурения, которые используются в нефтегазовой отрасли, чтобы углубиться», — сказал он. «Тогда мы можем использовать этот более глубокий источник. Если бы мы могли это осуществить, преимущество в том, что мы могли бы получать от него постоянное тепло круглый год. Из этого тепла мы могли бы создать систему распределения труб с горячей водой.

Но существуют риски. Извлечение геотермальной энергии, согласно исследованию, было связано с возникновением землетрясений — области, для которой геофизики в настоящее время находят решения. Согласно недавнему отчету Международного энергетического агентства, текущий вклад геотермальной энергии в США энергетическая мощность составляет менее 1%, но к 2050 году потенциал превысит 8%.Использование ядерной энергии, в частности, вызывает споры в Соединенных Штатах.

«Разница между 100% возобновляемой и 100% чистой заметна в атомной энергетике», — сказал Чжан. «Ядерная энергия невозобновляема, но она находится в смеси с чистым электричеством».

Многие республиканцы отдают предпочтение атомной энергии всем другим источникам энергии, не связанным с ископаемым топливом, в то время как некоторые законодатели-демократы, такие как сенаторы Берни Сандерс и Элизабет Уоррен, призвали к поэтапному отказу от ядерной энергии. «Мы не собираемся строить никаких атомных электростанций, и мы собираемся начать отказываться от ядерной энергии и заменять ее возобновляемыми видами топлива», — сказал Уоррен во время президентской ратуши CNN, посвященной климатическому кризису в 2019 году.По данным EIA, с 1990 года атомные электростанции вырабатывают около 20% электроэнергии страны. По состоянию на декабрь 2020 года на 56 атомных электростанциях в 28 штатах работало 94 ядерных реактора, что делает США крупнейшим производителем атомной энергии в мире. .Несмотря на его способность заменить ископаемое топливо, многие обеспокоены хорошо известными проблемами, связанными с производством ядерной энергии, в том числе радиоактивными отходами, которые наносят вред окружающей среде и населению, если их не утилизировать должным образом.

Проблема с гидроэнергетикой

Гидроэнергетика является одним из старейших источников энергии, используемых для производства электроэнергии, и до 2019 года, по данным EIA, она была крупнейшим источником общего годового производства возобновляемой электроэнергии в США. Единственная причина, по которой зависимость страны от гидроэлектроэнергии со временем уменьшилась, связана с растущим интересом к другим формам источников электроэнергии.

В то время как эксперты прогнозируют, что использование гидроэлектроэнергии будет продолжаться, Моди сказал, что не видит роста гидроэлектроэнергии в ближайшем будущем, потому что мы уже воспользовались преимуществами лучших местоположений гидроэлектростанций.

«Мы уже использовали хорошие источники гидроэлектроэнергии в США», сказал он.

Кроме того, климатический кризис усугубляет засуху, которая истощает водохранилища на западе и вызывает нехватку воды. В Калифорнии крупная гидроэлектростанция была вынуждена закрыться этим летом из-за низкого уровня воды, впервые с момента ее открытия в 1967 году.

Источники энергии: сравнение

должен ездить на электромобиле.Правильно?

К сожалению, это не так просто. Хотя электромобили не загрязняют воздух вокруг себя, как это делает двигатель внутреннего сгорания, их необходимо заряжать, что приводит к таким вопросам, как источник энергии, из которого поступает электричество, и является ли этот источник энергии чистым.

Общая оценка источника энергии основывается не только на том, насколько он чист; он также должен быть надежным, доступным и недорогим. Не все эти факторы можно четко классифицировать.Например, нефть, как правило, относительно доступна в Соединенных Штатах, но это отчасти потому, что правительство субсидирует отрасли, работающие на ископаемом топливе. Точно так же, хотя энергия ветра, как правило, относительно дорогая, ее стоимость неуклонно снижалась в течение многих лет по мере увеличения ее использования.

Чтобы оценить доступные варианты, полезно понять фундаментальные факты о том, какие типы энергии доступны и какие компромиссы каждый из них представляет.

Существует три основных категории источников энергии: ископаемое топливо, альтернативные и возобновляемые источники.Возобновляемые источники иногда, но не всегда, включаются в категорию альтернативных.

Ископаемое топливо образовалось миллионы лет назад, когда мертвые растения и животные подверглись воздействию сильной жары и давления в земной коре. Этот естественный процесс превратил кости и другие органические вещества в богатые углеродом вещества, которые при сгорании генерируют энергию. Есть три основных вида ископаемого топлива.

  • Нефть — это общий термин, который включает такие продукты, как сырая нефть, которая перерабатывается в более привычные виды топлива, такие как бензин, реактивное топливо, керосин и дизельное топливо. Petroleum и oil часто взаимозаменяемы. Его извлекают путем бурения или гидроразрыва пласта (также известного как фрекинг).
  • Уголь — горная порода, залегающая близко к поверхности земли и являющаяся одним из самых распространенных видов ископаемого топлива в мире. Его добывают открытым способом (с использованием машин для расчистки самых верхних слоев горных пород и почвы) и подземной добычей (с использованием машин и горняков для извлечения угля глубоко под землей).
  • Природный газ , смесь газов, находящихся под поверхностью земли, добывается теми же способами, что и нефть. Достижения в области бурения и гидроразрыва открыли огромные запасы природного газа.

Ископаемые виды топлива часто называют грязными источниками энергии, потому что их использование сопряжено с высокими — и часто необратимыми — затратами для окружающей среды. Выбросы углерода или количество углекислого газа, которое эти виды топлива выделяют в атмосферу, накапливаются в течение поколений и не могут быть возвращены. Более того, на Земле существует лишь конечное количество этих ресурсов.

Формы энергии, не полученные из ископаемого топлива, включают как возобновляемую , так и альтернативную энергию , термины, которые иногда используются взаимозаменяемо, но не означают одно и то же.Альтернативная энергия в широком смысле относится к любой энергии, которая не извлекается из ископаемого топлива, но не обязательно только из возобновляемого источника. Например, при выработке ядерной энергии чаще всего используется уран, широко распространенное, но технически не возобновляемое топливо. С другой стороны, возобновляемая энергия включает в себя такие источники, как солнце и ветер, которые возникают естественным образом и постоянно.

Существует пять основных возобновляемых и альтернативных видов топлива.

  • Энергия ветра создается, когда ветер вращает турбину или ветряную мельницу, которая может быть расположена на суше или в море.
  • Солнечная энергия использует солнечную энергию двумя способами: путем преобразования солнечного света непосредственно в электричество, когда солнце светит (вспомните солнечные панели), или путем преобразования солнечной тепловой энергии, которая использует солнечное тепло для выработки электричества, и этот метод работает. даже когда солнце садится.
  • Гидроэнергетика создается, когда быстро текущая вода вращает турбины внутри плотины, вырабатывая электроэнергию.
  • Атомная энергия производится на электростанциях в процессе ядерного деления. Энергия, вырабатываемая в ходе ядерных реакций, используется для производства электричества.
  • Биотопливо , также называемое биомассой, производится с использованием органических материалов (древесина, сельскохозяйственные культуры и отходы, пищевые отходы и навоз животных), которые содержат аккумулированную солнечную энергию. Люди использовали биомассу с тех пор, как научились сжигать древесину для получения огня. Жидкие биотоплива, такие как этанол, также выделяют химическую энергию в виде тепла.

Возобновляемые и альтернативные источники энергии часто относят к категории чистой энергии, поскольку они производят значительно меньше выбросов углерода по сравнению с ископаемым топливом.Но они не без экологического следа.

Производство гидроэлектроэнергии, например, производит меньше выбросов углерода, чем электростанции, работающие на ископаемом топливе. Однако перекрытие воды для строительства резервуаров для гидроэлектростанций затапливает долины, нарушая местные экосистемы и средства к существованию. В другом случае биотопливо является возобновляемым, но выращивается на огромных участках земли и иногда генерирует больше выбросов углерода, чем ископаемое топливо.

Другие соображения, такие как безопасность, также имеют значение. Вероятность расплавления ядерного объекта чрезвычайно мала, но если бы это произошло, последствия были бы катастрофическими.Фактически опасения по поводу опасностей, связанных с эксплуатацией атомных электростанций, ограничивают распространение ядерной энергии.
 

.