Альтернативные источники получения энергии: Альтернативные источники энергии | Ecodevelop

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

Экологические проблемы электроэнергетики и пути их решения

Традиционная и альтернативная энергетика. Экологически безопасные источники получения электроэнергии

Необходимо запомнить

ВАЖНО!

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

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

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

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

Традиционные способы получения электроэнергии

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. 

Альтернативные источники энергии: виды и использование

В течение всего периода развития цивилизации происходила борьба за обретение новых, более эффективных форм энергии. За тысячи лет был пройден путь от овладения огня до применения управляемой ядерной реакции в атомных электростанциях. Поэтому в истории человечества принято выделять несколько энергетических революций, которые заключались в переходе от одного доминирующего первичного источника энергии к другому. Результаты этих изменений затрагивали не только сферу энергетики и экономики, но и меняли социальный и культурный облик цивилизации.

В настоящее время Мировая энергетика находится на перепутье. С увеличением народонаселения Земли экономика требует все больше энергии, а запасы ископаемого топлива, на котором основана традиционная энергетика, не безграничны. Рост стоимости ископаемого топлива усугубляется и тем, что достигшее колоссальных размеров использование углеводородов наносит ощутимый вред окружающей среде, что отражается на качестве жизни населения. А это означает, что в будущем потребности в энергии, а значит и в новых способах её получения, будут только увеличиваться. На смену эре углеводородов (нефти и газа), придет эра использования альтернативной, чистой энергии.

Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ:

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

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

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

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

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

Именно с нетрадиционными возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ) связывают будущее энергетики. Усилиями мировой науки было обнаружено множество таких источников, большинство из них уже используется более или менее широко. В настоящее время общий вклад ВИЭ в мировой энергобаланс пока невелик, около 20 % конечного потребления энергии. При этом на долю биотоплива и гидроэнергии, используемых традиционными способами, приходится основная часть – около 17 %, на долю нетрадиционных ВИЭ всего около 3 %.

Наиболее известны  и частично применяются следующие виды энергии:

— энергия Солнца;
— энергия ветра;
— биоэнергетика;
— энергия приливов и волн;
— тепловая энергия Земли.
— энергия атмосферного электричества и грозовая энергетика.

Из всех существующих видов альтернативной энергетики самыми востребованными являются солнечная, ветро- и гидроэнергетика.

Энергия солнца

Всевозможные гелиоустановки используют солнечное излучение как альтернативный источник энергии. Излучение Солнца можно использовать как для нужд теплоснабжения, так и для получения электричества.

Существуют разные способы преобразования солнечного излучения в тепловую и электроэнергию и, соответственно, различные типы солнечных электростанций. Наиболее распространены станции, использующие фотоэлектрические преобразователи (фотоэлементы), объединенные в солнечные батареи.

Солнечные электростанции активно используются более чем в 80 странах мира. Большинство крупнейших фотоэлектрических установок мира находятся в США.

К преимуществам солнечной энергии можно отнести возобновляемость данного источника энергии, бесшумность, отсутствие вредных выбросов в атмосферу при переработке солнечного излучения в другие виды энергии.

Недостатками в использовании солнечной энергии являются дороговизна оборудования, зависимость интенсивности солнечного излучения от суточного и сезонного ритма, а также, необходимость больших площадей для строительства солнечных электростанций. Также серьёзной экологической проблемой является использование при изготовлении фотоэлектрических элементов для гелиосистем ядовитых и токсичных веществ, что создаёт проблему их утилизации.

Энергия ветра

Одним из перспективнейших источников энергии является ветер. Принцип работы ветрогенератора элементарен. Сила ветра, используется для того, чтобы привести в движение ветряное колесо. Это вращение в свою очередь передаётся ротору электрического генератора.

Ветроэнергетические установки (ветряные электростанции) широко используются в США, Китае, Индии, а также в некоторых западноевропейских странах (например в Дании, где 25% всей электроэнергии добывают именно таким способом). Ветроэнергетика является весьма перспективным источником альтернативной энергии, в настоящее время многие страны значительно расширяют использование электростанций данного типа.

Преимуществом ветряного генератора является, прежде всего, то, что в ветряных местах, ветер можно считать неисчерпаемым источником энергии. Кроме того, ветрогенераторы, производя энергию, не загрязняют атмосферу вредными выбросами.

К недостаткам устройств по производству ветряной энергии можно отнести непостоянство силы ветра и малую мощность единичного ветрогенератора. Также ветрогенераторы известны тем, что производят много шума (вследствие чего их стараются строить вдали от мест проживания людей), мешают перелетам птиц  и насекомых, а также создают помехи в прохождении радиоволн  и работе военных.

Биоэнергетика

Биоэнергетика позволяет из биотоплива разного вида получать энергию и тепло. Биоэнергетика сейчас находится в стадии активного развития. Крупные промышленные и сельскохозяйственные предприятия активно переходят на биотопливо, что дает им получать электроэнергию и тепло из органического мусора.

К альтернативным источникам энергии относятся не все виды биотоплива: традиционные дрова тоже являются биотопливом, но не являются альтернативным источником энергии. Альтернативное биотопливо бывает твердым (отходы деревообработки и сельского хозяйства), жидким (биодизель и биомазут, а также метанол, этанол, бутанол) и газообразное (водород, метан, биогаз).

Основными преимуществами является утилизация органического мусора, снижение уровня загрязнения окружающей среды. Биотопливо изготавливается из различного сырья, такого как навоз, отходы сельскохозяйственных культур и растений, выращенных специально для топлива. Это возобновляемые ресурсы, которые, вероятно, не закончатся в ближайшее время. Биотопливо снижает выбросы парниковых газов. Кроме того, при выращивании культур для биотоплива они частично поглощают оксид углерода, что делает систему использования биотоплива ещё более устойчивой.

Биотопливо довольно легко транспортировать, оно обладает стабильностью и довольно большой «энергоплотностью», его можно использовать с незначительными модификациями существующих технологий и инфраструктуры.

К недостаткам применения биотоплива относятся:

— ограничения региональной пригодности (в некоторых местностях просто невозможно выращивать биотопливные культуры, например, в местности с холодным или засушливым климатом).

— водопользование – чем меньше воды используется для выращивания сельскохозяйственной культуры, тем лучше, так как вода является ограниченным ресурсом.

— продовольственная безопасность (слишком активное выращивание биотоплива может привести к голоду). Проблема с выращиванием сельскохозяйственных культур для топлива заключается в том, что они займут землю, которую можно было бы использовать для выращивания продуктов питания.

— разрушение среды обитания животных и риск изменения окружающей среды, вследствие применения удобрений и пестицидов при выращивании биотопливных культур (чаще всего это монокультуры для удобства выращивания).

Энергия приливов и волн

Мировой океан аккумулирует энергию в разных видах: энергию биомассы, энергию приливов и отливов, энергию океанических течений, тепловую энергию и др. Проблема заключается в том, чтобы найти экономически и экологически приемлемые способы ее использования. По прогнозным оценкам доступная часть энергии Мирового океана во много раз превышает уровень потребления всех энергетических ресурсов в мире.

По оценкам Ocean Energy Systems, к 2050 г. с помощью подобных технологий можно будет вырабатывать 300 ГВт – это столько же, сколько бы производили 250 ядерных реакторов. А UK Carbon Trust прогнозирует, что к тому времени уже возникнет всемирный рынок приливной энергии стоимостью 126 млрд фунтов стерлингов.

В Японии протестировали устройство, которое генерирует электроэнергию из океанических течений. Испытание установки было проведено на юго-западе префектуры Кагошима. Течения у Кагошимы постоянны по силе и направлению. Турбина экспериментального генератора была установлена на уровне 20-50 м под поверхностью воды. Генератор развил мощность производства электроэнергии всего 30 кВт. Конечно, это немного, но главное – изобретение работает. Ученые полагают, что такой метод генерации электричества может быть более стабильным, чем солнечная энергетика. Организация по разработке новых энергетических и промышленных технологий NEDO надеется внедрить эту технологию в промышленное использование к 2020 г.

В США извлекают энергию из волн.

Исследователи Технологического института Джорджии разработали устройство, преобразующее в электричество энергию волн океана очень широкого диапазона частот. Энергия волн океана — самая слаборазвитая отрасль чистой энергетики. Хотя океан потенциально способен обеспечить энергией весь мир, пока что не существует экономически выгодного способа ее извлечения. Основная проблема в том, что океанские волны непостоянны и колеблются с низкой частотой, тогда как большинство генерирующих устройств лучше всего работают с постоянной амплитудой и высокой частотой.

В прошлом году в проливе Пентленд-Ферт на северном побережье Шотландии началась первая фаза строительства крупнейшей в мире приливной электростанции MeyGen, итоговая мощность которой может достичь 398 МВт. Станция способна обеспечить электричеством 175 тыс. домохозяйств. Возобновляемая энергия приливов стала одним из важнейших направлений новой энергетики, развиваемой в Шотландии. Шотландские приливы, одни из самых мощных в Европе, помогут развить эту многообещающую технологию и сократить выбросы углекислого газа. Шотландия планирует полностью (на 100%) перейти на возобновляемую электроэнергию уже в 2030 г. Достигнутый в 2016 г. уровень составил около 60%.

Аналогичные технологии применяются уже и в Северной Америке – на побережье Новой Шотландии. Эта провинция на северо-востоке Канады действительно напоминает Шотландию — и не в последнюю очередь благодаря высоким приливам.

В ноябре прошлого года там, в заливе Фанди начал работу первый в Северной Америке приливной электрогенератор. Он занимает пять этажей и весит тысячу тонн, его мощность – 2 МВт, что достаточно для питания 500 домов.

В области разработки новейших решений для использования энергии приливов лидирует Великобритания. Этому способствует идеальная схема приливов и благоприятная регулятивная среда. Канада, Китай и Южная Корея также демонстрируют устойчивый прогресс. США также являются одним из основных центров инноваций в данной сфере.

Основные плюсы – высокая экологичность и низкая себестоимость получения энергии.

К главным минусам приливных электростанций относятся высокая стоимость их строительства и суточные изменения мощности, из-за которых электростанции этого типа целесообразно использовать только в составе энергосистем, использующих также и другие источники энергии.

Тепловая энергия Земли

Огромное количество тепловой энергии хранится в глубинах Земли. Это обусловлено тем, что температура ядра Земли чрезвычайно высока. В некоторых местах земного шара происходит прямой выход высокотемпературной магмы на поверхность Земли: вулканические области, горячие источники воды или пара. Энергию этих геотермальных источников и предлагают использовать в качестве альтернативного источника сторонники геотермальной энергетики. Используют геотермальные источники по-разному. Одни источники служат для теплоснабжения, другие – для получения электричества из тепловой энергии.

Для разработки этого источника энергии используются геотермальные электростанции, использующие энергию высокотемпературных грунтовых вод, а также вулканов. На данный момент более распространенной является гидротермальная энергетика, использующая энергию горячих подземных источников. Гидротермальная энергетика, основанная на использовании «сухого» тепла земных недр, на данный момент развита слабо; основной проблемой считается низкая рентабельность данного способа получения энергии.

К преимуществам геотермальных источников энергии можно отнести неисчерпаемость и независимость от времени суток и времени года.

К негативным сторонам можно отнести тот факт, что термальные воды сильно минерализованы, а зачастую ещё и насыщены токсичными соединениями. Это делает невозможным сброс отработанных термальных вод в поверхностные водоёмы. Поэтому отработанную воду необходимо закачивать обратно в подземный водоносный горизонт. Кроме того, некоторые учёные-сейсмологи выступают против любого вмешательства в глубокие слои Земли, утверждая, что это может спровоцировать землетрясения.

Атмосферное электричество и грозовая энергетика

Атмосферное электричество может стать еще одним существенным источником экологически чистой энергии. В нижних слоях атмосферы Земли идут интенсивные процессы испарения, переноса тепла и влаги, образования облаков, сопровождающиеся явлениями электризации. В результате, у поверхности Земли напряженность электростатического поля достигает 100…150 В/м летом и до 300 В/м зимой, значительно изменяясь от погодных условий. В атмосфере постоянно висит положительный объемный заряд величиной около 0,57 млн. кулонов. Энергетический ресурс заряженной атмосферы оценивается величиной около 107 ГВт, что не менее чем в 250 раз превышает потребности человеческой цивилизации в энергии.

Вопросы формирования электрической энергии в атмосфере и использования электричества, сформированного естественным путем, тревожили умы многих ученых на протяжении столетий. Все началось со знаменитого опыта Бенджамина Франклина в июне 1752 года, когда он поднял воздушного змея перед грозовым облаком, и экспериментально доказал, что грозовые явления имеют электрическую природу. В 1850–1860-х годах получили патенты на изобретения в области атмосферного электричества Лумис и Уард в США, во Франции. Среди тех, кто мечтал завоевать и использовать атмосферное электричество в качестве практически неиссякаемого источника энергии был и знаменитый изобретатель Никола Тесла, предложивший способ преобразования высокого постоянного напряжения атмосферы в низкое переменное. В Финляндии Герман Плаусон провел эксперименты с аэростатами, изготовленными из тонких листов магниево-алюминиевого сплава, покрытого очень острыми, изготовленными электролитическим способом иглами. На свои устройства он в 1920-х годах получил патенты США, Великобритании и Германии.

К сожалению все предложенные грандиозные устройства так и не получили широкого практического применения ввиду их громоздкости, непрактичности, опасности, а самое главное, нестабильности снимаемой мощности, которая целиком зависит от «электрической погоды» в атмосфере. Но ни смотря, ни на что, интерес к исследованиям атмосферного электричества не угас, и в самые недавние годы достигнуты значительные успехи.

Новые исследования, проведенные учеными из университета Кампинаса в Бразилии, позволили по-новому взглянуть на задачу получения энергии из атмосферного электричества. В результате этих исследований ученые точно определили, каким именно образом происходит процесс формирования и момент высвобождения электричества из капелек влаги скопившейся в воздухе, как создаются электрические заряды в атмосфере, как они распространяются и каким образом они могут быть преобразованы в электрический ток, пригодный для использования.

В качестве преимуществ атмосферных электростанций отмечаются следующие факторы:

— атмосферная электростанция способна вырабатывать энергию постоянно и не выбрасывает в окружающую среду никаких загрязнителей;

— в случае открытия способа хранения и создания суперконденсатора атмосферного электричества, он будет постоянно подзаряжается с помощью возобновляемых источников энергии – солнца и радиоактивных элементов земной коры;

— электроразрядное оборудование атмосферных станций не бросается в глаза. Оно находятся в верхних слоях атмосферы, слишком высоко для того, чтобы их увидеть невооруженным глазом.

Недостатки:

— атмосферное электричество, как и энергию солнца или ветра, трудно запасать. Его необходимо либо использовать сразу же, на месте получения, либо преобразовывать в любую другую форму, например в водород;

— значительная разрядка земельно-ионосферного суперконденсатора может нарушить баланс глобального электрического контура. В этом случае последствия для окружающей среды будут непредсказуемы;

— высокое напряжение в системах атмосферных электростанций может быть опасным для обслуживающего персонала;

— электроразрядное оборудование необходимого размера сложно обслуживать и поддерживать на необходимой высоте. Кроме того, они могут представлять опасность для авиации.

Грозовая энергетика – это пока лишь теоретическое направление. Молния – это сложный электрический процесс. Для того, чтобы «поймать» и удержать энергию молнии, нужно использовать мощные и дорогостоящие конденсаторы, а также разнообразные колебательные системы. Пока еще грозовая энергетика неоконченный и не совсем сформированный проект, хотя и достаточно перспективный. Его привлекательность состоит в возможности постоянно восстанавливать ресурсы.

Вспышки молний на поверхности Земли происходят практически одновременно в самых разных местах планеты. Специалисты NASA, работая со спутником «Миссия измерения тропических штормов», проводят исследования грозовой активности в разных уголках нашей планеты. Ими собраны данные о частоте происхождения молний и создана соответствующая карта. Были установлены определенные регионы, в которых на протяжении года возникает до 70 ударов молнии на квадратный километр площади, и где в перспективе экономически целесообразно использовать данный вид энергии.

Сейчас ученые всего мира изучают этот сложный процесс и разрабатывают планы и проекты по устранению сопутствующих проблем. Возможно, со временем человечество сможет укротить «строптивую» энергию молнии и перерабатывать ее в ближайшем будущем.

Список литературы

1. Боровский, Ю.В. Современные проблемы мировой энергетики / Ю.В. Боровский, М.: Навона, 2011 г. – 232 с.
2. Дегтярев, К.С. К вопросу об экономике возобновляющихся источников энергии / К.С. Дегтярев, А.М. Залиханов, А.А. Соловьев, Д.А. Соловьев // Энергия. Экономика. Техника. Экология. – 2016. – № 10. – С. 10–21.
3. Довгалюк, Ю.А. О прогнозе развития конвективных облаков и связанных с ними опасных явлений с помощью модели малой размерности / Ю.А. Довгалюк, Н.Е. Веремей, А.А. Синькевич., А.К. Слепухина // Вопросы физики облаков. Сборник статей памяти С.М. Шметера. М: ГУ «НИЦ» Планета, 2008. – 167 с.
4. Кузнецов, Д.А. Возможности развития современной грозовой энергетики / Д.А. Кузнецов // Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 4-6.
5. Огарков, А.И. Большая эффективность малой энергетики / А.И. Огарков // АПК: экономика, управление. – 2007. – № 6. – С. 2–6.
6. Суслов, Н.И. Возобновляемые источники энергии в стране, где много традиционных ресурсов: еще о России / Н. И. Суслов // ЭКО. – 2014. – № 3. – С. 69–87.

Картинки взяты с сайта по ссылке.

Король Раиса Александровна

© Раиса Король, научный сотрудник лаборатории моделирования и минимизации антропогенных рисков

e-mail: [email protected]

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. 

Альтернативные источники энергии – кто и для каких целей использует

Интерес к альтернативным источникам энергии растет – они возобновляемы и безопасны для экологии. Всего 30 лет назад солнечные панели и частные ветряки казались чем-то полуфантастическим, а сегодня они обеспечивают электроэнергией предприятия и целые города. Смотрим, где они чаще всего применяются и какие задачи решают.

Ветровые установки (ветроэнергетика)

Энергию ветра человек давно научился использовать в своих целях — достаточно вспомнить мельницы, которые впервые упоминаются еще до нашей эры. Ветроэнергетика наряду с солнечной энергетикой в 2020 году показала стремительный рост и по объемам генерируемых мощностей уверенно приближается к традиционным способам получения электроэнергии. Больше всего ветроустановок сейчас работают в Дании, Великобритании, США, Китае и Индии. Например, в Дании 48 % электричества получают именно из ветра, в Великобритании — 22 %.

Так выглядят современные ветряные установки

Использовать ветроустановки целесообразно там, где средняя скорость ветра стабильно держится на высокой отметке. Энергия ветра неисчерпаема и напрямую зависит от солнечной активности, потому доступна на всех континентах. Ограничивают распространение ветровых электростанций (несколько ветряков, объединенных в общую сеть) некоторые технические моменты и экономический фактор. Впрочем, последний уже не играет большой роли: страны, которые заинтересованы в развитии альтернативной энергетики, предоставляют налоговые льготы для производителей «зеленой» электроэнергии.

Кто и как использует ветровые установки

Треть ветровых установок в России базируется на Дальнем Востоке, еще 14 % — в Северном экономическом районе, для которого характерна высокая средняя скорость ветра. В 2019 году «Росатом» совместно с голландским партнером, компанией Lagerwey, занялись строительством ветропарков. В декабре 2020 года «Росатом» ввел в эксплуатацию самую крупную ветроэлектростанцию в России. С января 2021-го Кочубеевская ВЭС, что в Ставропольском крае, поставляет электроэнергию на оптовый рынок электроэнергии и мощности (ОРЭМ). Всего до 2024 года корпорация «Росатом» планирует ввести в эксплуатацию ветроэлектростанции общей мощностью около 1,2 ГВт. Также в строительстве ветровых электростанций в России активно участвуют такие компании, как «Роснано», Fortum (Финляндия), Dongfang Electric Wind Power Co. (Китай), Vestas (Дания).

На мировом рынке альтернативной энергетики за последнее время отличилась компания Apple, которая недавно заявила о своих планах инвестировать в строительство наземных ветряных турбин на территории Дании. Американская компания планирует обеспечивать электроэнергией более 20 тысяч домохозяйств, а также поддерживать работу собственного центра обработки данных в Виборге. Кстати, основные продукты — магазин контента, сервис голосовой помощи, музыкальный сервис — в Европе полностью обслуживают вычислительные мощности, которые питаются от возобновляемых источников энергии.

Энергия солнца (гелиоэнергетика)

Воспользоваться энергией солнца сегодня может каждый — достаточно купить, например, пауэрбанк, укомплектованный небольшими солнечными панелями. В глобальных масштабах этот вид альтернативной энергии производят солнечные электростанции. Они вместе с солнечными коллекторами преобразуют энергию светового потока в электрическую или тепловую, которая используется для нагрева воды. Минус солнечной электроэнергии в том, что ее запасы восполняются неравномерно в течение суток и разных сезонов. Из-за этого приходится использовать аккумуляторы, которые сильно повышают стоимость одного киловатта такой электроэнергии.

Типичная фотоэлектрическая ферма

Хотя солнечная энергия по умолчанию считается экологичной, производство аккумуляторов все-таки вредит окружающей среде, потому что они содержат токсичные компоненты, требующие специальной утилизации. Но это не останавливает строительство новых солнечно-тепловых электростанций. Одновременно растет количество солнечных модулей, из которых эти электростанции могут состоять. Рекорд — фотоэлектростанция в Абу-Даби (ОАЭ), рассчитанная на 1170 МВт и включающая более трех миллионов солнечных модулей!

Кто и как использует энергию солнца

Помимо того, что электроэнергия с солнечных радиостанций поступает в общую сеть, ее часто используют крупнейшие предприятия России. Группа компаний «Хевел» в 2019 году построила в Ставрополье солнечную электростанцию мощностью 30,7 кВт для электроснабжения железнодорожной станции Светлоград. А сам завод по производству модулей и ячеек «Хевел» полностью перешел на возобновляемые источники электроэнергии в 2020 году. В 2019-м холдинг «Росэлектроника» представил многофункциональную автономную станцию с солнечными панелями и мощным аккумулятором. Она должно решить проблему освещения улиц и организации беспроводных точек интернета.

Большая проблема альтернативных источников энергии в том, что они неспособны обеспечить стабильные поставки электроэнергии.

Интернет-гиганты используют солнечную энергию для жизнеобеспечения дата-центров. Например, солнечная электростанция мощностью 102,5 МВт в штате Джорджия (США) обеспечивает электроэнергией центр обработки данных Facebook. А крупнейшим покупателем солнечной электроэнергии стала компания Amazon — площадки с ее генерацией для лидера интернет-торговли расположены в Австралии, Франции, Италии, Германии, Южной Африке и США. Ранее больше всего электроэнергии из возобновляемых источников получала разве что компания Google.

Интересен и опыт eBay, которая соорудила на крыше своего дата-центра Topaz в Саут-Джордан (штат Юта, США) мощную солнечную ферму и получила за нее LEED Gold — сертификат, подтверждающий соблюдение всех экологических стандартов при строительстве ЦОД. Еще одна крупная солнечная ферма находится у компании IBM, она обеспечивает электроэнергией дата-центр в городе Бангалор (Индия).

Энергия горячих источников (геотермальная энергетика)

Этот способ добычи электроэнергии популярен в Исландии, Центральной Америке и на Филиппинах. Его плюс в том, что активность геотермальных источников не зависит ни от времени суток, ни от сезона. Электроэнергию в прямом смысле добывают из недр Земли — там, где магма выходит на ее поверхность. Так как подобных участков немного, доля геотермальной энергии на рынке альтернативной энергетики все еще не дотягивает даже до 1 %.

90 % мощностей в сфере альтернативной энергетики введены в эксплуатацию в течение последних десяти лет.

Кто и как использует энергию геотермальных источников

Геотермальная энергия обеспечивает теплом город Рейкьявик (Исландия). Впервые для этих целей ее начали использовать еще в 1943 году, когда пробурили 32 скважины, по которым поднимается горячая вода. На территории США горячие источники сосредоточены в Долине гейзеров — там расположены 19 геоТЭС суммарной мощностью более 1300 МВт. Чаще всего тепло из геотермальных источников используют для обогрева бассейнов, обеспечения работы насосного оборудования, обогрева теплиц и в промышленности.

Высокотехнологичные компании давно обратили внимание на геотермальную энергию. Компания Verne Global подключила свой кампус в Исландии к местным горячим источникам. Крупнейшей геотермальной станции России уже более 20 лет, все это время Мутоновская геоТЭС обеспечивает теплом и электроэнергией жителей Камчатского края.

Альтернативные и возобновляемые источники энергии и системы энергообеспечения в сельском хозяйстве

ХАРАКТЕРИСТИКА НАПРАВЛЕНИЯ

Целью научного направления является развитие энергетической базы и систем энергообеспечения сельского хозяйства, обеспечение надежного и устойчивого энергообеспечения сельских потребителей при снижении энергоемкости производства, создание комфортных социально-бытовых условий жизни на селе.

Для достижения поставленной цели сотрудниками подразделений решаются следующие задачи:

— обеспечение экономичного, надежного, устойчивого и безопасного энергоснабжения сельских объектов при снижении аварийных отключений и перерывов в энергоснабжении села в 2-3 раза, повышение уровня безопасной эксплуатации энергетического оборудования (до 50%) и качества электроэнергии;

— разработка перспективных направлений, стратегии развития и создания электрических сетей нового поколения, удовлетворяющих современным условиям распределения электроэнергии сельским потребителям, включая инженерные системы в быту, ЛПХ и фермерских хозяйствах, обеспечивающих экономико-экологические требования;

—  разработка новых способов передачи электроэнергии (включая резонансные) сельским потребителям, снижающих затраты на передачу и потери энергии;

— снижение зависимости от централизованного энергоснабжения ряда сельских потребителей посредством самообеспечения энергией на базе собственных и нетрадиционных энергоресурсов с выработкой энергии на местах в соответствии с ресурсами регионов;

— разработка и реализация децентрализованных систем электро- и теплообеспечения  и средств малой энергетики с широким использованием электроэнергии, местных и возобновляемых энергоресурсов, отходов сельхозпроизводства;

— разработка и внедрение энергосберегающей интеллектуальной системы теплообеспечения и создания микроклимата в сельхозпомещениях с применением утилизации низкопотенциальной теплоты, геотермальной энергии, термоэлектричества, направленной  на  создание  оптимальных  условий  среды  обитания  животных  и  птицы, позволяющих в максимальной степени реализовать их генетический потенциал и обеспечить максимальную продуктивность при значительном снижении энергоемкости производства.

— разработка и освоение технологий получения биотоплива посредством переработки биомассы, растительных и древесных отходов, отходов животноводства в жидкое, газообразное и твердое топливо, а также получение качественных органических удобрений.

— освоение технологий и средств повышения эффективности и широкого использования возобновляемых источников энергии(ВИЭ) в сельской энергетике, снижающих их стоимость и повышающих КПД.

Перечень выполняемых работ

Разработка энергетической стратегии развития систем и средств энергообеспечения сельских объектов на период до 2030 года.

Разработка интеллектуальных систем и технических средств энерго- и теплообеспечения, электробезопасности и эксплуатационного контроля технического состояния электрооборудования и построения распределительных систем электроснабжения сельских потребителей.

Разработка «умных сетей», включающих в себя комплексы из централизованных сетей и распределенных автономных источников электроснабжения на базе альтернативных источников электроснабжения.

Разработка энергосберегающего вентиляционно-отопительного оборудования с утилизацией теплоты, озонированием и глубокой рециркуляции внутреннего воздуха для обеспечения требуемого микроклимата и экологии в производственных сельскохозяйственных помещениях, включая оборудование для содержания и электрообогрева молодняка животных, устройств дистанционного контроля за их состоянием.

Разработка аккумуляционных электротепловых установок для горячего водо- и парообеспечения и нагрева воздуха, адаптированных для работы по многотарифному учету электроэнергии.

Разработка резонансных методов и систем передачи электрической энергии.

Исследование научно-технических принципов и разработка конструкционных основ преобразования солнечной энергии в теплофотоэлектрических и термодинамических системах в энергию потребительских форматов (электрическую и тепловую).

Новые технологии и конструкции  кровельных солнечных (черепиц) для крыш жилых и производственных зданий с возможностью их полного или частичного энергообеспечения.

Исследование и разработка автоматизированной многомодульной теплофотоэлектрической энергосистемы.

Технологии и установки анаэробного сбраживания в биореакторах с предварительной обработкой органических отходов и системы управления процессом их анаэробной биоконверсии.

Разработка интеллектуальной ветроэнергетической установки для работы в условиях регионов с низким ветровым потенциалом

Разработка интеллектуальной автономной установки экстракции пресной воды из атмосферного воздуха для южных районов (в частности Крыма).

Построение интеллектуальной микросети автономного энергообеспечения сельских объектов с разработкой когенерационной микрогазотурбинной установки малой мощности и системы ее дистанционного управления.

В результате проведенных научных исследований только за последние годы разработаны исходные и технические требования, технические задания на 25 электроустановок для различных процессов сельскохозяйственного производства. По 18 разработкам изготовлены действующие образцы; 8 установок успешно прошли государственные приемочные испытания и рекомендованы к производству; ряд оборудования доведен до серийного производства; большинство электроустановок включено в «Проект системы машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства на период до 2020 года».

Разработанное по данному направлению электрооборудование неоднократно экспонировалось на различных выставках. Награждено медалями и дипломами.

Структура направления 

Отдел электрификации и энергообеспечения АПК

1. Лаборатория электро- и энергообеспечения и электробезопасности

2. Лаборатория электротеплообеспечения и энергосбережения

Отдел возобновляемых источников энергии

3. Лаборатория солнечной энергетики

4. Лаборатория энергетического оборудования на возобновляемых источниках энергии

5. Лаборатория технологических систем применения возобновляемых и альтернативных источников энергии

6. Лаборатория биоэнергетических технологий

Ключевые публикации

1. Д.С. Стребков. Физические основы солнечной энергетики /Под ред. д.т.н. Безруких П.П. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: ФГБНУ ВИЭСХ, 2017.– 192 с.

2. Yuferev, L.; Sokolov, A. Energy-Efficient Lighting System for Greenhouse Plants // In: Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development / Ed. by Kharchenko V., Vasant P. IGI Global, 2018 pp. 204-229. DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch009 SCOPUS

3. Leonid Yuferev (Federal Scientific Agroengineering Center VIM, Russia). The Resonant Power Transmission System. Source Title: Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development. Copyright: 2018 Pages 534-560. DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch022

4. Yu.D. Arbuzov, V.M. Evdokimov, V.A. Majorov, L.D. Saginov, O. Shepovalova. Optimization of design parameters and the light intensity of the semiconductor solar cells internal losses in systems with concentrated radiation. 44 National Solar Conference, April 1, 2015. Energy Procedja 74(2015) 1543-1550. Web of Science

5. Alexei V. Kuzmichyov, Vladimir V. Malyshev, Dmitry A. Tikhomirov. Efficiency of the combined pasteurization of milk using UV and IR irradiation. Журнал Light & Engineering. Volume 19, Number 1, 2011, pp. 74–78.

6. Кузьмичёв А.В., Лямцов А.К., Тихомиров Д.А. Теплоэнергетические показатели ИК облучателей для молодняка животных // Светотехника. 2015. № 3. С. 57-58.

7. Тихомиров Д.А. Энергоэффективные электрические средства и системы теплообеспечения технологических процессов в животноводстве // Вестник ВНИИМЖ.-Вып.4(24). — 2016 г. — с.15-23.

8. Тихомиров Д.А., Тихомиров А.В. Совершенствование и модернизация систем и средств энергообеспечения — важнейшее направление решения задач повышения энергоэффективности сельхозпроизводства // Техника и оборудование для села. 2017. № 11. С. 32-36.

9. Strebkov, D. S. Concentrator Photovoltaic Modules Integrated in Tile [Text] / D. S. Strebkov, O. V. Shepovalova // AIP Conf. Proc. – 2017. – Vol. 1814, 020076. – Technologies and Materials for Renewable Energy, Environment and Sustainability: TMREES16 fall Meeting Conference. Paris, France, 16-18 November 2016. DOI: 10.1063/1.4976295

10. Dr. Olga Shepovalova, dr. Anatoly V. Tikhomirov, dr. Catherine K. Markelova, Viktoria Yu. Ukhanova. Estimation of Solar power systems implementation potential for rural settlements of Russia / 29^th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition Rae Convention   Exhibition Center Amsterdam The Netherlands, 22-26 September. 2014

11.Strebkov D.S., Nekrasov A.I., Nekrasov A.A. Maintenance of Power Equipment System Based on the Methods of Diagnosis and Control of Technical Condition // Handbook of Research on Renewable Ener-gy and Electric Resourcesfor Sustainable Rural Development / ed. by V. Kharchenko, P. Vasant. — USA, PA, Hershey: IGI Global, 2018. — P. 421–448. — ISBN 9781522538677. — DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch018. — URL: https://www.igi-global.com/gateway/chapter/full-text-pdf/201348

12. Strebkov D.S., Nekrasov A.I., Trubnikov V. Single-Wire Resonant Electric Power Systems for Renewable-Based Electric Grid // Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resourcesfor Sustainable Rural Development / ed. by V. Kharchenko, P. Vasant. — USA, PA, Hershey: IGI Global, 2018. — P. 449–474. — ISBN 9781522538677. — DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch019. — URL: https://www.igi-global.com/gateway/chapter/201348? accesstype= complimentarycopy

13. Y.D. Arbuzov, V.M. Evdokimov, V.A. Majorov, L.D. Saginov, O.V. Shepovalova «Ultimate Open-Circuit Voltage of the Silicon Solar Cells» Proceedings of 29th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exibition. pp. 933 -938. DOI:10.4229/EUPVSEC2014 2014-2AV.2.56 ISBN:3-936338-34-5. SCOPUS

14. Valeriy Kharchenko, Vladimir Panchenko, Pavel V. Tikhonov, Pandian Vasant. Cogenerative PV Thermal Modules of Different Design for Autonomous Heat and Electricity Supply // Handbook of Re-search on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development, pages 86 – 119, DOI: 10.4018/978-1-5225-3867-7.ch004 SCOPUS.

15. Arbuzov, Y. D. Ultimate efficiency of Cascade Solar Cells Based on Homogeneous Tunnel-Junction Structures in CPV Systems [Text] / Y. D. Arbuzov, V. M. Evdokimov, O. V. Shepovalova // AIP Conf. Proc. – 2017. – Vol. 1814, 020075. DOI: 10.1063/1.4976294 Web of Science, SCOPUS.

16. Influence of cationic polyacrilamide flocculant on high-solids anaerobic digestion of sewage sludge under thermophilic conditions. Yuri Litti , Anna Nikitina, Dmitriy Kovalev, Artem Ermoshin, Rishi Mahajan , Gunjan Goel & Alla Nozhevnikova Environmental Technology. Pages 1-10 | Received 22 Aug 2017, Accepted 08 Dec 2017, Accepted author version posted online: 14 Dec 2017, Published online: 28 Dec 2017

17. Особенности моделирования процессов передачи тепла и массы и масштабный переход в реакторах производства биогаза. Г.Е. Сахметова, А.М. Бренер, В.В. Дильман, О.С. Балабеков, Д.А. Ковалев. Reports of the national cademy of sciences of the republic of kazakhstan issn 2224-5227 Volume 3, Number 313 (2017), 34 –40

18. Химия биомассы: биотоплива и биопластики / А. Р. Аблаев, В. И. Быков, С. Д. Варфоломеев и др. — Научный мир Москва, 2017. — С. 790

19. Methane production by anaerobic digestion of organic waste from vegetable processing facilities. M. A. Gladchenko, D. A. Kovalev, A. A. Kovalev, Yu. V. Litti and A. N. Nozhevnikova. Applied Biochemistry and Microbiology, 2017 Vol. 53 No 2 pp. 242-249.

20. Effect of cavitational disintegration of surplus activated sludge on methane generation in the process of anaerobic conversion. M. A. Gladchenko, S. D. Razumovskii, D. A. Kovalev, V. P. Murygina, E. G. Raevskaya and S. D. Varfolomeev. Russian Journal of Physical Chemistry B, 2016, Vol. 10, No. 3, pp. 496–503.

21. Study of the process of hydraulic mixing in anaerobic digester of biogas plant. Karaeva J.V., Khalitova G.R., Trakhunova I.A., Kovalev D.A. Inzynieria Chemiczna i Procesowa. 2015. Т. 36. № 1. С. 101-112.

22. Dorzhiev S. S., Bazarova E. G., Morenko K. S. The Features of the Work of Wind-Receiving Devices on Different Speeds of the Wind Flow // Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development / ed. by V. Kharchenko, P. Vasant. — USA, PA, Hershey: IGI Global, 2018. — P. 383–393. — ISBN 9781522538677. — DOI: 10.4018/978- 1- 5225- 3867- 7.ch016.

23. Gusarov V.A. Rer-based microgrid forenvironmentally friendly energy supply in agriculture / Adomavichus V.B., Kharchenko V.V., Vilackas I.Y., Gusarov V.A. // Conference Proceeding. 5th International Conference TAE 2013. Trends in Agricultural Engineering 3 – 5 September, 2013. — Praga, Czech Republic. — С. 51 — 55.

24.Gusarov V.A. Investigation of experimental flat pv thermal module parametres in natural conditions / Kharchenko V.V., Nikitin B.A., Gusarov V.A., Tihonov P.V. // Conference Proceeding. 5th International Conference TAE 2013. Trends in Agricultural Engineering 3 – 5 September, 2013. — Praga, Czech Republic. — С. 309 — 313.

25. Тихомиров А.В., Свентицкий И.И., Маркелова Е.К., Уханова В.Ю. Энергетическая стратегия сельского хозяйства России на период до 2030 года. — М.: ФГБНУ ВИЭСХ, 2015.-76 с.

В некоторых странах даже альтернативная энергетика может развиваться только коррупционным путем

Что препятствует развитию возобновляемой энергетики в Украине? Ответ на этот вопрос ищите в третьей части нашего интервью с Хансом-Йозефом Феллом, архитектором системы «зеленых тарифов» в Германии. Первую часть читайте тут, а вторую — тут.

Ханс-Йозеф Фелл был членом немецкого парламента с 1998 по 2013 год. Он был спикером Партии Зеленых по вопросам энергетической политики. Господин Фелл является международно-признанным экспертом в области энергетической и экологической политики, визионером в области развития возобновляемых источников энергии.  Он был одним из главных идеологов и архитекторов системы “зеленых тарифов” в Германии, которую затем скопировали правительства более 60 стран мира. За годы профессиональной деятельности Ханс-Йозеф Фелл неоднократно получал международные награды за активное продвижение возобновляемой энергетики и по сегодняшний день остается активным членом Всемирного совета по возобновляемой энергетике (World Council for Renewable Energy).

Возможно ли в принципе развивать рынок альтернативных источников энергии, не позволяя олигархам, работающим в этой отрасли, получить слишком много влияния?

На мой взгляд, необходимо сделать так, чтоб в альтернативные источники энергии, в том числе в устоявшийся крупный бизнес, инвестировали все. Если мы привлечем только новых инвесторов, только честных людей с небольшими средствами, тогда на развитие этого сектора уйдет слишком много времени. Важная задача состоит в том, чтобы заставить олигархов переключиться на инвестирование в альтернативные источники энергии.

Чтобы не допустить чрезмерной централизации системы альтернативных источников энергии, необходимо следовать так называемой комбинированной стратегии. В Германии крупные инвесторы и финансовые компании работают с населением в регионах, предлагая людям совместное финансирование проектов в альтернативной энергетике. Один человек, независимо от страны проживания, не может располагать средствами, необходимыми для финансирования крупных проектов, поэтому очень важно разработать эффективные финансовые стратегии, сочетая вложения крупных компаний и населения.

Секрет высокого уровня одобрения альтернативных источников энергии в Германии заключается в кооперации граждан. Этот формат можно имплементировать и в Украине, и он сыграет важную роль в создании новых источников дохода для многих людей. И, конечно же, необходим доступ к энергосистеме. Энергосистема должна быть открыта для всех, желающих работать с альтернативными источниками энергии.

В рамках справедливой рыночной и политической среды, где настоящая цена на традиционные источники энергии очевидна для потребителя, смогут ли альтернативные источники энергии быть более конкурентоспособными и привлекательными для инвесторов по сравнению с традиционными, если не будет «зеленых тарифов»?

Да, смогут, но это справедливо не для каждого альтернативного источника. Биогаз по-прежнему стоит дороже, чем природный газ, но с текущей динамикой расходов ситуация вскоре изменится, и биогаз подешевеет. Что касается солнечной энергии и энергии ветра, они уже гораздо дешевле, чем традиционная энергия и даже дешевле, чем энергия, производимая гидроэлектростанциями.

Самое большое препятствие для предприятий, планирующих вкладывать средства в альтернативные источники энергии, — это механизм получения разрешений в стране. Множество препятствий для получения доступа к энергосистеме не позволяют получить разрешение просто продавать электроэнергию соседям. Важно чтобы законодательное поле включало в себя механизм получения таких разрешений. Вопрос заключается не только в цене энергии, но и в процедурах. В Украине решение о присоединении нового поставщика к энергосистеме принимает НКРЭКУ. Эту процедуру необходимо изменить. Предоставление привилегированного доступа к энергосистеме для альтернативных производителей энергии является одним из многих решающих факторов для развития рынка альтернативной энергии в Украине. В Германии мы предоставили такой привилегированный доступ в 1990 г. Ликвидация субсидий для традиционной энергии, предоставление привилегированного доступа к энергосистеме для альтернативных производителей энергии и внедрение эффективного «зеленого тарифа» обеспечит стремительное развитие сектора альтернативной энергетики в Украине. Кроме того, величина «зеленого тарифа» может быть значительно ниже, чем в предыдущие годы, и это также экономическая выгода для вас.

Когда несколько месяцев назад я была на вашей лекции в Киеве, я слышала, что люди одобряли сказанные вами вещи, говорили, что вы даете дельные советы, но недооцениваете «особые условия» в Украине, а именно коррупцию, уровень политической неопределенности и другие факторы, которые могут привести к провалу в Украине политических механизмов, успешных в других странах.

Коррупция является, несомненно, самым большим препятствием для развития альтернативных источников энергии во всем мире. В некоторых странах даже рынок альтернативной энергетики может развиваться только коррупционным путем. И многие передовые коррупционеры уже осознали, что альтернативные источники энергии — это хороший и прибыльный бизнес. Конечно, это не означает, что мы должны мириться с коррупцией и принимать ее как должное. Но это также не означает, что необходимо ждать преодоления коррупции, чтобы построить рынок альтернативных источников энергии. Самый лучший способ – двигаться в этих направлениях параллельно. Не думаю, что Украина – единственная коррумпированная страна в мире. У нас в Германии тоже есть коррупция, она просто не так открыта для общественности и средств массовой информации, как в Украине.

Возвращаясь к теме качества принятия решений на правительственном уровне. В Украине сложилась ситуация, когда политика по охране окружающей среды и политика в области энергетики реализуются в рамках разных министерств. Экологическая политика относится к зоне ответственности Министерства охраны окружающей среды, в то время как энергетическая политика – обязанность Министерства энергетики. Мне известно, что в некоторых странах эти две функции объедены и реализуются в одном министерстве.

На самом деле так бывает очень редко. В большинстве стран разделение функций между министерствами такое же, как и в Украине. В Германии, например, функции министерств разделены точно так же. Но мнение Министерства охраны окружающей среды является очень важным в плане продвижения альтернативных источников энергии. Мой совет для министра охраны окружающей среды Украины – не следует ставить цели по  защите окружающей среды превыше всего. Экология ради экологии – это не очень эффективно.

Вместо этого лучше сформулировать «энергетическое» послание, подчеркивая важность долгосрочной и устойчивой энергетической безопасности, что создаст фундамент для новой, процветающей экономики, обеспечит новые рабочие места и поможет окружающей среде. И вместе с этим очень важно вооружиться высококачественными данными для обеспечения доказательств для министра экономического развития и торговли, и других министров и быть убедительными. До сих пор в мире преобладает мнение, что защита окружающей среды будет тяжелой ношей для экономики. У нас есть все шансы доказать обратное: защита окружающей среды – это не бремя, а импульс для экономики.

Вы упомянули о росте количества рабочих мест в экономике благодаря альтернативной энергетике. Пожалуйста, расскажите подробнее об изменениях на рынке труда Германии, произошедшие с развитием этого сектора.

Сектор альтернативной энергетики является одним из крупнейших новых работодателей во всем мире. Действительно в Германии мы наблюдали существенное увеличение новых рабочих мест в этом секторе. В 1998 году в нашем секторе альтернативной энергетики работало 30 000 людей, теперь там около 380 000 рабочих мест.

Сколько рабочих мест за все это время было сокращено в секторе традиционной энергетики?

Новое исследование, проведенное Немецким институтом экономических исследований (DIW), показывает, что переход на альтернативные источники энергии создаст гораздо больше рабочих мест, чем будет сокращено в секторе традиционной энергетики. Ежегодно альтернативная энергетика в Германии обеспечивают на 18 000 рабочих мест больше, чем теряет сектор традиционной энергетики. Когда речь заходит об увеличении занятости, то политическая задача заключается в привлечении новых инвестиций в сектор возобновляемых источников энергии и в разработку технологий. Также необходимо сосредоточиться на регионах, где по-прежнему работают традиционные энергетические отрасли, чтобы избежать социальной напряженности, когда начнется процесс перехода от традиционных к альтернативным источникам энергии.

Стало ли развитие рынка альтернативных источников энергии на протяжении 10-15 лет большим сдвигом в научно-техническом прогрессе в Германии?

Да, безусловно. Чем активнее развиваются производители альтернативных (возобновляемых) источников энергии, тем больше усиливается их борьба за лучшие технологии. В Германии это привело к увеличению объемов финансирования университетов и научных учреждений. Развитие альтернативной энергетики стало сильным импульсом для науки во всем мире.

Если представить себе наилучший возможный сценарий развития рынка возобновляемых источников энергии в Украине через 10 лет, принимая во внимание экономические возможности нашей страны на данный момент, но при условии, что будут приняты наилучшие возможные политические решения, каким тогда будет наилучший сценарий для украинской альтернативной энергетики? Какая часть общего потребления энергии может быть покрыта с помощью альтернативной энергетики?

В идеальной ситуации, если предположить, что у вас будут действительно хорошие политические условия и никаких препятствий со стороны энергосистемы или олигархов, возможно, через 10 лет 100% вашего спроса будет удовлетворено с помощью альтернативной энергетики. Давайте вспомним времена Первой мировой войны. Великобритании за два года удалось создать с нуля авиационную промышленность. На то время в мире авиационной промышленности практически не существовало. Но военное давление дало толчок массовому производству самолетов. Таким образом, стремительное развитие какой-либо отрасли вполне реально. Такой же стремительный прогресс наблюдался и в сфере информационных технологий. В середине 1980-х компания IBM сказала студентам Стэндфордского университета, что ПК никогда не увидит мир.  Через 20 лет ПК завладел всем миром. И это было в то время, когда технологии стоили довольно дорого. Сейчас же технологии альтернативной энергетики подешевели. Посмотрите на Коста-Рику в Центральной Америке. Несколько лет назад она поставила себе цель — 100% производство альтернативной электроэнергии к 2021 году, и они достигли цели уже в этом году! Так что я считаю, что стремительное развитие альтернативных (возобновляемых) источников энергии в Украине очень возможно даже в краткосрочной перспективе. Все существующие препятствия носят политический характер. Возобновляемые источники энергии в любом случае «покорят» весь мир, никто не в силах остановить этот процесс. Те страны, которые слишком поздно переключатся на альтернативные источники энергии, в последующие годы станут экономичным «лузерами».

Автор: Анна Гладких

Почему будущее за альтернативными источниками энергии?

В США ископаемое топливо производит до 80% всей потребляемой нами энергии. Наш нынешний уровень зависимости от ископаемого топлива заставляет нас стремиться к быстрому истощению этих конечных материалов. Это означает, что если мы не будем осторожны, у нас закончатся наши драгоценные невозобновляемые ресурсы. Это означает, что больше не будет нефти, природного газа и даже угля.

Сжигание ископаемого топлива на электростанциях наносит вред окружающей среде. Мы говорим обо всем: от загрязнения океана и воздуха до разрушения целых экосистем.

Хорошая новость в том, что теперь мы можем уменьшить нашу зависимость от ископаемых видов топлива, таких как нефть, уголь и природный газ, благодаря росту альтернативных источников энергии. В этой статье мы обсудим, что такое альтернативная энергия и почему так важно перейти от нашей зависимости от ископаемого топлива к альтернативным источникам энергии. Мы также рассмотрим разницу между альтернативными и возобновляемыми источниками энергии, а также то, какие источники энергии мы используем сегодня для удовлетворения наших энергетических потребностей.

Что такое альтернативная энергия?

Ископаемое топливо (нефть, уголь и природный газ) — наш самый традиционный источник для производства электроэнергии. Таким образом, энергия, производимая из любого источника, кроме ископаемого топлива, является альтернативной энергией. Другими словами, альтернативная энергия — это любое количество энергии, полученное из источников неископаемого топлива. Вообще говоря, использование альтернативной энергии оказывает незначительное воздействие на окружающую среду.

В чем разница между возобновляемыми и альтернативными источниками энергии?

Теперь мы знаем, что альтернативных источников энергии — это любой источник, который мы используем для дополнения или даже замены традиционных источников энергии, используемых для производства электроэнергии. То же самое можно сказать и о возобновляемых источниках энергии. Но между ними есть одно тонкое различие. Все возобновляемые источники энергии подпадают под категорию альтернативных источников энергии, но обратного не происходит.

Это потому, что возобновляемые источники энергии получены из естественных источников или процессов Земли, таких как солнце, ветер и вода. Мы называем эти ресурсы возобновляемыми или устойчивыми (как в устойчивой энергетике), поскольку, в отличие от ископаемого топлива, это естественное непрерывное возобновление делает их неисчерпаемыми.Тем не менее, альтернативные источники энергии могут быть исчерпаемыми и, следовательно, невозобновляемыми. Вот в чем разница. Итак, какой альтернативный источник энергии является исчерпаемым? Вам придется продолжить чтение, чтобы узнать.

Какие типы альтернативных источников энергии являются лучшими?

Оборудование, необходимое для получения энергии из альтернативных источников, раньше было настолько дорогим, что было непрактично для использования потребителями. Однако благодаря возросшему спросу, более опытным разработчикам энергии, конкурентоспособным цепочкам поставок, усовершенствованным технологиям использования возобновляемых источников энергии и расширенным возможностям повышения энергоэффективности этого больше нет.

Фактически, Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) еще в 2020 году выпустило отчет, показывающий, как возобновляемые источники энергии в настоящее время становятся все более дешевыми, чем ископаемые виды топлива для производства электроэнергии. Давайте посмотрим на несколько лучших альтернативных источников энергии, которые мы используем сегодня.

Каковы наиболее доступные варианты производства энергии?

источник

Береговая ветровая энергия и солнечная фотоэлектрическая энергия, соответственно, в настоящее время являются наиболее доступными вариантами, когда речь идет о производстве энергии.Использование этих двух природных ресурсов вместо угля может сэкономить до 23 миллиардов долларов на ежегодных расходах энергосистемы. Это также может снизить годовые выбросы углекислого газа на 1,8 гигатонн. Биоэнергетика, геотермальная энергия, гидроэлектроэнергия и ядерная энергия также занимают центральное место в финансово-конкурентном центре, в значительной степени в зависимости от местоположения.

Какой альтернативный источник энергии самый эффективный?

источник

Когда дело доходит до энергоэффективности, лидером пакета возобновляемых источников энергии является энергия ветра.За ветром идут геотермальная энергия, гидроэнергетика, ядерная энергия, а затем солнечная энергия.

Какие источники энергии самые надежные?

источник

Из всех известных источников энергии ядерная энергия имеет самый высокий коэффициент использования мощности. Атомные электростанции могут вырабатывать максимальную мощность более 93% времени в год. Далее идет геотермальная энергия, затем идет природный газ.

Природный газ считается самым экологически чистым и надежным ископаемым топливом, но он по-прежнему не является чистым энергетическим ресурсом.Однако есть альтернатива, называемая возобновляемым природным газом (ГСЧ). ГСЧ также известен под названием биометан и производится из отходов животноводства, свалок и других органических материалов путем анаэробного сбраживания. Хотя это не ископаемое топливо, ГСЧ полностью идентичен обычному природному газу по химическому составу, что позволяет им использовать ту же систему распределения.

Какой альтернативный источник энергии наносит наименьший ущерб окружающей среде?

источник

Как оказалось, энергия ветра, использующая турбины для получения энергии от ветра, является одной из самых чистых и устойчивых форм производства электроэнергии.Он может производить энергию без каких-либо выбросов загрязняющих веществ или выбросов глобального потепления. Кроме того, воздействие ветряных турбин на землю и животных минимально.

Какие 9 наиболее часто используемых альтернативных источников энергии?

Вот краткий список некоторых из наиболее распространенных устойчивых источников энергии, которые мы используем сегодня.

1. Ветровая энергия

Энергия ветра в Соединенных Штатах утроилась за последние 10 лет, в результате чего энергия ветра стала крупнейшим возобновляемым источником энергии в стране.Энергия ветра — один из альтернативных источников энергии, который обслуживает как отдельных людей, так и целые сообщества. Он универсален и может производиться от небольших ветряных мельниц или ветряных турбин в жилых помещениях до крупных морских ветряных электростанций в океане.

2. Солнечная энергия

Солнечная энергия чаще всего относится к использованию фотоэлектрических элементов (или солнечных элементов) для создания энергии. В небольшом масштабе вы можете увидеть несколько солнечных панелей на крыше дома, которые используются для производства энергии только для этого дома.В более крупном масштабе вы можете увидеть солнечную ферму, используемую в качестве электростанции для производства электроэнергии для своих потребителей.

3. Гидроэнергетика

Гидроэлектроэнергия (также известная как гидроэнергетика), вырабатываемая за счет энергии движущейся воды, вырабатывается, когда вода за плотиной заставляет лопасти турбины двигаться, когда она течет через водозабор. Затем лопасти турбины вращают генератор, вырабатывая электроэнергию, которая отправляется в дома и на предприятия.

4. Геотермальная энергия

Мы генерируем геотермальную энергию, используя подземные резервуары горячей воды и пара.Геотермальная электроэнергия может напрямую обогревать и охлаждать здания.

5. Биоэнергетика

Мы производим биоэнергию из органических материалов, известных как биомасса или биотопливо. Некоторыми примерами могут быть недавно живые побочные продукты животных или растений и древесина. Например, метан можно улавливать со свалок для производства биоэнергии, которую мы затем использовали для производства электроэнергии и тепла. Этанол — один из примеров биотоплива, с которым знакомы многие люди.

6. Атомная энергия

Ядерная энергия создается в виде тепла в процессе деления атомов.Первоначальный процесс деления создает энергию и запускает цепную реакцию, которая повторяет процесс и генерирует больше энергии. На атомных электростанциях тепло, выделяемое при делении, создает пар. Затем пар вращает турбину, что приводит к выработке электроэнергии.

7. Водородная энергия

Водород используется в качестве экологически чистого топлива, что приводит к уменьшению количества загрязняющих веществ и более чистой окружающей среде. Мы также используем его для топливных элементов. Они похожи на батареи и используются для питания электродвигателей.

8. Приливная энергия

При движении приливов мы получаем приливную энергию, когда кинетическая энергия движения воды преобразуется в электрическую. Конечно, это один из конкретных источников энергии, но он очень эффективен. Приливная энергия является возобновляемой и производит большое количество энергии даже во время небольших приливов.

9. Волновая энергия

Энергия волн — это альтернативный источник энергии, получаемый из волн, движущихся по воде. Волновая энергия использует генераторы электроэнергии, размещенные на поверхности океана. Высота волны, длина волны, скорость волны и плотность воды определяют выход энергии. Энергия волн экологически безопасна, возобновляема и безвредна для атмосферы.

Какие альтернативные источники энергии являются невозобновляемыми?

источник

Хотя ядерная энергия сама по себе является возобновляемым источником энергии, мы не относим ее к категории возобновляемых источников. Материал, используемый на атомных электростанциях для создания ядерного деления, обычно представляет собой редкий тип урана, который не является возобновляемым.

Другой альтернативный источник энергии, который иногда считается невозобновляемым, — это энергия биомассы, которая основана на сырье биомассы (установки, которые перерабатываются и сжигаются для производства электроэнергии). Сырье для биомассы включает такие культуры, как кукуруза и соя. Если вы не пересаживаете достаточно быстро, энергия биомассы превращается в невозобновляемый источник энергии.

Каковы преимущества использования альтернативных источников энергии?

Другие названия возобновляемых источников энергии, которые вы можете услышать, — это чистая энергия или зеленая энергия.Когда мы используем возобновляемые ресурсы для производства энергии, это намного бережнее для окружающей среды, чем сжигание ископаемого топлива.

Правительства и отдельные потребители в равной степени имеют возможность существенно сократить свой углеродный след, напрямую влияющий на глобальное потепление и изменение климата, за счет поиска альтернативных источников энергии. Давайте посмотрим на экологические преимущества чистой энергии, а также на экономические преимущества, которые она может предложить:

• Сохранение ископаемого топлива: Мы производим возобновляемую энергию, используя практически неисчерпаемые ресурсы.Когда мы используем эти природные ресурсы, нам разрешается экономить и продлевать время за счет невозобновляемых ископаемых видов топлива, которые находятся в опасной близости к истощению.
• Медленное и обратное изменение климата: Основной причиной выбросов углекислого газа в Соединенных Штатах является выработка электроэнергии на электростанциях, работающих на ископаемом топливе. Углекислый газ и дополнительные выбросы парниковых газов являются основными причинами изменения климата и глобального потепления. Альтернативные источники энергии имеют гораздо меньший углеродный след, чем природный газ, уголь и другие ископаемые виды топлива.Переход на возобновляемые источники энергии для производства электроэнергии поможет планете замедлить и обратить вспять изменение климата.
• Спасите жизни: Переход только на гидроэнергетику, энергию ветра и солнечную энергию потенциально может спасти до 7 миллионов жизней каждый год за счет уменьшения количества загрязнителей воздуха.
• Уменьшение суровой погоды: Замедляя последствия изменения климата и, в конечном итоге, обращая их вспять, мы можем ожидать уменьшения экстремальных погодных явлений, таких как засухи, наводнения и штормы, вызванные глобальным потеплением.
• Свести к минимуму зависимость от топлива: Мы можем диверсифицировать наше энергоснабжение за счет широкомасштабного использования технологий возобновляемых источников энергии и минимизации нашей зависимости от импорта топлива.
• Экономика и развитие рабочих мест: Производство еще большего количества энергетических систем для коммунальных предприятий может создать экономический рост, а также создание рабочих мест в монтажной и производственной отраслях, не говоря уже об устойчивой энергетической отрасли.

Может ли альтернативная энергия эффективно заменить ископаемое топливо?

источник

По мере того, как технологии альтернативной энергетики продолжают совершенствоваться, стоимость одновременно падает.Солнечная и ветровая энергия раскрыли потенциал для создания достаточного запаса энергии для удовлетворения мировых потребностей. Когда вы посмотрите на то, насколько доступны, эффективны и экономичны эти электростанции, вы начнете понимать, как мы можем вытеснить ископаемое топливо в течение следующих 30 лет.

Большинство потребителей согласны с тем, что преимущества использования альтернативных источников энергии намного перевешивают любые недостатки. Не говоря уже о том, что постоянно появляются улучшенные технологии, направленные на устранение недостатков различных возобновляемых ресурсов.

Теперь вы понимаете важность перехода на альтернативные источники энергии и почему это так важно для здорового будущего, но как вы можете осуществить это необходимое изменение? Когда будете готовы, обратитесь к поставщику энергии. Сообщите им, что вы хотите выбрать новый тарифный план на электричество или природный газ в рамках своих усилий по энергосбережению. Узнайте о продуктах, связанных с экологически чистой энергией, и спланируйте варианты, чтобы начать свой новый устойчивый образ жизни.

Привезено к вам компанией justenergy.com

Все изображения лицензированы Adobe Stock.
Рекомендуемое изображение:

14 альтернативных источников энергии, которые могут иметь значение

Растут альтернативные источники энергии

В энергетическом секторе ископаемых видов топлива источников были основным источником энергии из-за их относительно низкой цены. Тем не менее, наша потребность в энергии прогнозируется, что возрастет на в будущем, и мы больше не можем полагаться на конечных и , загрязняющих источников энергии.В последнее десятилетие мы наблюдаем положительный сдвиг в сторону расширения наших мощностей по возобновляемым источникам энергии как на местном, так и на глобальном уровне.

Солнечные панели, ветряные турбины , установленные на суше и на море, и гидроэлектростанции — вот некоторые из альтернативных энергетических технологий , которые будут удовлетворять наши потребности в энергии в будущем . Наша зависимость от природного газа и нефти является самой большой причиной экологического ущерба, и только в энергетическом секторе несет ответственность за 1.7% увеличение углекислого газа в нашей атмосфере. Таким образом, альтернативные источники энергии станут основным направлением предотвращения дальнейшего воздействия изменения климата на нашу планету.

Согласно ежегодной статистике IRENA по возобновляемым источникам энергии за 2019 год, мировая мощность возобновляемых источников энергии достигла 2351 ГВт . Из трех альтернативных источников энергии с наибольшим процентом:

1. На гидроэнергетику приходится 1,172 ГВт , что составляет примерно половину от общей суммы.
2. Береговая и морская энергия Ветровая энергия занимает второе место с мощностью 564 ГВт.
3. Мощность солнечной энергии немного меньше — 480 ГВт, разделенных на солнечную фотоэлектрическую и солнечную тепловую энергию.

Альтернативная энергия источников прогнозируется до расширение в каждом секторе к 2023 . Электроэнергетический сектор имеет наибольшую долю 30% , и на пути декарбонизации электрификация станет основным энергоносителем , большая часть которого будет производиться за счет возобновляемых источников энергии.

Отопление занимает второе место с 12%, а сектор транспорта идет последним с лишь 3,8% альтернативных источников энергии, нуждающихся в улучшении.

В инфографике ниже GreenMatch выделяет текущую и будущую область альтернативных источников энергии, а также дает обзор инвестиций и будущих прогнозов на нашем пути к устойчивому будущему .

Если вы хотите использовать эту инфографику на своем веб-сайте, используйте код для встраивания ниже:

Получить код для встраивания

Инвестиции в 2019 году замедляются?

В соответствии с планом реализации, установленным Парижским соглашением , совокупные инвестиции в экологически чистую энергию должны составить долларов США 110 трлн ., или около 2% (среднего) годового валового внутреннего продукта за этот период.

Тяга к альтернативным источникам энергии снизила затраты, особенно на солнечную энергию. Согласно отчету REN21 о статусе возобновляемых источников энергии за 2019 год, глобальные инвестиции в новые мощности достигли 288,9 млрд долларов США. , без учета гидроэнергетики свыше 50 МВт.

Правительство Китайской прекратило свои схемы субсидирования , потому что солнечная энергия теперь считается доступной и ведет к отсутствию развертывания солнечной энергии в Китае.В результате цифры показывают на 11% меньше инвестиций по сравнению с 2017 годом.

Аналогичным образом, в апреле 2019 года схема льготных тарифов в Великобритании прекратила действие для новых заявителей, желающих использовать альтернативную энергию.

Инвестиции Прогноз предусматривает стабилизацию и рост инвестиций для следующего обзора. До сих пор Китай является крупнейшим инвестором по странам. Их снижение расходов на солнечную энергию из-за субсидии существенно повлияло на общее количество, демонстрируя явное доминирование на рынке возобновляемых источников энергии.

Объем будущих альтернативных источников энергии

Более широкое внедрение альтернативных источников энергии зависит от еще более эффективных возобновляемых технологий и , реструктурирующих электроэнергетической отрасли. С использованием возобновляемых источников энергии производство чистой энергии возможно на бытовом уровне с такими технологиями, как солнечные панели , тепловые насосы и котлы на биомассе.

Чтобы в полной мере использовать энергию, которая в основном зависит от погоды или от времени, нам еще предстоит придумать лучшие решения для хранения энергии .

Землепользование и рост населения

При росте численности населения прогнозируется 9,7 млрд. Грн. к 2050 г. более широкое использование крупных солнечных ферм может быть не идеальным решением, поскольку они занимают много земли. Минимизация площади на суше имеет решающее значение, или разрабатывает более эффективных технологий, таких как преобразователи энергии ветра .

Ветровая энергия в настоящее время является одним из наиболее важных альтернативных источников энергии в Великобритании и обеспечивает примерно 4 млн.дома. Offshore wind все еще недостаточно развиты из-за дорогостоящего обслуживания и расположения в глубоких водах, но в будущем мы сможем более эффективно вырабатывать энергию из океанов и глубоких вод .

Недостатки в конструкции существующих ветряных турбин ограничивают потенциал использования энергии ветра, неспособного преодолевать ветры на больших высотах. Будущая бортовая технология может стать лидером с гораздо более многообещающим радиусом действия от до 500 м , где ветры на сильнее .

Один из наиболее дорогостоящих проектов на ранней стадии включает получение солнечной энергии из пространства . Прототип состоит из оптических отражателей, фотоэлементов, преобразующих солнечный свет в энергию, и схемы, преобразующей электричество в радиочастоты. Затем интегрированная антенна будет передавать энергию обратно на Землю.

В будущем этот инновационный альтернативный источник энергии сможет удовлетворить потребности в энергии нашего растущего населения без ограничений, используя постоянный солнечный свет из космоса.

Хранение зеленой энергии

Эффективный аккумулятор жизненно важен для более широкого внедрения альтернативных источников энергии. Солнечная фотоэлектрическая энергия зависит от прямого воздействия солнца, а это означает, что значительная часть энергии идет неиспользованной или тратится впустую из-за отсутствия встроенных солнечных аккумуляторных батарей.

В будущем водород станет движущим источником энергии. В настоящее время большая часть производится из ископаемого топлива. Однако излишка альтернативной энергии также используется для производства газообразного водорода.Применения универсальны — газообразный водород можно подавать в сеть природного газа или с помощью топливных элементов для обратного преобразования в электричество. Водород можно было бы широко использовать в транспортном секторе, когда мы сможем предложить менее дорогостоящих решений для более широкого внедрения таких альтернативных источников энергии.

Водород имеет максимальную массу по плотности из всех видов топлива, что делает его более подходящим для распределения и хранения. Его стабильный химический состав также означает, что может удерживать энергию на лучше, чем любая другая среда.

В будущем создание инфраструктуры снабжения и хранения позволит более эффективно использовать водорода. В планы на будущее для водорода входит строительство подземной системы хранения , где излишки энергии ветра, например, могут быть преобразованы в водород посредством электролиза .

Альтернативная энергетика и инфраструктура

Наша текущая глобальная инфраструктура адаптирована только для ископаемого топлива. Строительство нового займет годы и огромное количество ресурсов.В последние годы автономных технологий , основанных на альтернативной энергии, смогли обеспечить питание удаленных точек в виде мини- или локальных сетей.

Полная децентрализация сети предоставит клиентам возможность продавать электроэнергию обратно в сеть, а получит контроль над необходимой и потребляемой энергией . Однако Великобритания далека от полной децентрализации из-за масштабов необходимых преобразований.

Ряд из предприятий , однако, можно считать пионерами в автономной реструктуризации в Великобритании, например, UPS и некоторые из гигантов розничной торговли и супермаркетов .

Расширение масштабов альтернативной энергетики откроет еще рабочих мест в секторе устойчивой энергетики. Рост и внедрение во всех секторах потребуют лет планирования и значительных инвестиций .

Чтобы гарантировать будущее без дальнейших выбросов парниковых газов, мы можем начать с введения более запретов на будущие проекты по ископаемому топливу и более строгие цели по выбросам .

Типы возобновляемых источников энергии

Все, что вам нужно знать, чтобы начать сокращение выбросов углекислого газа.

Поговорим о возобновляемых источниках энергии.

Проще говоря, возобновляемый источник энергии — это то, что может генерировать электричество, не истощаясь. Мы говорим о природных ресурсах, таких как ветер, солнце, вода, биологические вещества и геотермальное тепло. По сравнению с так называемыми «традиционными» источниками энергии, такими как ископаемое топливо (нефть, уголь и природный газ) и нефтепродукты на основе сырой нефти, возобновляемые источники энергии представляют собой устойчивый источник энергии с значительно уменьшенными выбросами углекислого газа (CO ₂ ).

Что все это значит? Короче говоря, возобновляемые источники энергии — это основа чистой, экологически чистой электроэнергии, которая может помочь уменьшить или смягчить последствия изменения климата.

Примерно 11% от общего потребления энергии в США приходится на возобновляемые источники энергии. ¹

Только в 2019 году клиенты Green Mountain Energy помогли США избежать выбросов углерода на сумму более 9,3 миллиарда фунтов, просто обеспечив свои дома 100% чистой электроэнергией.Это все равно, что за месяц убрать с дороги 11,8 миллиона автомобилей! ² Тем не менее, несмотря на преимущества чистой энергии, она по-прежнему составляет лишь небольшую часть от общего количества энергии, потребляемой сегодня в Соединенных Штатах. Но по мере того, как все больше и больше людей начинают видеть (солнечный) свет, это число может расти. С вашей помощью мы сможем изменить способ производства электричества и направить всех на путь более экологичного образа жизни.

Примите обязательство использовать чистую возобновляемую энергию в своей жизни с планом Green Mountain Energy.

Посмотреть планы

Solar Energy

Вы знаете этот большой, яркий и красивый шар, который освещает небо? Знаете ли вы, что он может самостоятельно удовлетворить потребности всего мира в энергии?

Солнечная энергия бесплатно берет весь потрясающий свет, который излучает солнце, и преобразует его в чистую электроэнергию для домов и предприятий. Знаете ли вы, что если бы вы могли собрать весь солнечный свет, падающий на Землю за один час, вы могли бы произвести достаточно электричества, чтобы снабжать весь мир в течение года?

Если это звучит дико, подождите, пока вы не услышите, чего мы уже достигли с помощью солнечной энергии:

• Каждый мегаватт-час (МВтч) U.Солнечная энергия позволяет избежать выбросов углерода примерно на 1 500 фунтов в год. ³
• Клиенты Green Mountain Energy помогают стимулировать спрос на солнечную энергию, что ведет к увеличению производства солнечной электроэнергии прямо здесь, в США
• Через Green Mountain Energy Sun Club® мы финансируем проекты солнечной энергии, которые позволили сообществам жить больше устойчиво.

Солнечная энергия уже много лет является одним из самых быстрорастущих источников новой энергии в мире.По состоянию на 2018 год общая установленная мощность солнечных батарей в Соединенных Штатах составляет 55 гигаватт (ГВт). Этого достаточно, чтобы привести в действие около 11 миллионов домов! А благодаря усовершенствованным технологиям, более доступным материалам и возросшему потребительскому спросу солнечная энергия продолжает становиться все более доступной. Для многих домовладельцев это означает, что солнечная энергия на крыше теперь имеет экономический смысл и может обеспечить долгосрочную экономию.

Узнайте больше о солнечной энергии, ее производстве и пользе для планеты. >

Энергия ветра

На протяжении сотен лет люди использовали ветер для всего, от путешествий до производства продуктов питания, но в настоящее время мы улавливаем ветер по другой причине: для обеспечения устойчивого энергоснабжения наших домов и предприятий.

Если вы когда-нибудь проезжали по сельскохозяйственным угодьям, то наверняка видели, как на горизонте вращаются ветряные турбины. Эти гигантские трехлопастные башни далеки от ветряных мельниц старой школы, которые Дон Кихот использовал для наклона, но они также делают гораздо больше. По состоянию на 2018 год каждый МВт-ч ветровой энергии, произведенной в Соединенных Штатах, позволяет избежать выбросов углекислого газа более чем на 1400 фунтов в год. ³ Когда вы понимаете, что только США способны производить более 105 500 мегаватт (МВт) энергии ветра, ⁵ преимущества энергии ветра говорят сами за себя.

• Green Mountain Energy поддерживает более 100 ветряных электростанций прямо здесь, в США.
• Наши клиенты помогают увеличить спрос на 100% ветряную энергию.
• Энергия ветра — самый быстрорастущий рынок труда в США ⁴

Всего одна ветряная турбина может произвести достаточно электроэнергии для питания нескольких домов, но вам не нужно вкладывать средства в одну, чтобы ваш задний двор мог пожинать плоды. преимущества 100% энергии ветра. Гигантские ветряные электростанции, разбросанные по всей стране, способны снабжать электричеством миллионы домов.Подключаясь к сети и продавая свою электроэнергию таким компаниям, как Green Mountain Energy, ветряные фермы дают таким людям, как вы, возможность выбирать чистую электроэнергию с использованием 100% возобновляемой энергии ветра. Как тебе глоток свежего воздуха?

Узнайте, как энергия ветра помогает сократить выбросы углекислого газа. >

Яркое солнышко или легкий ветерок? Приобретите наши планы защиты от загрязнения сегодня, чтобы начать активизировать экологичный образ жизни со 100% чистой электроэнергией.

Посмотреть планы

Geothermal Energy

Если вы никогда раньше не слышали о геотермальной энергии, будьте готовы удивиться.Верно, вы можете получить чистую энергию, используя тепло из центра Земли.

Ядро Земли горячее. Действительно горячо. Мы говорим горячее, чем поверхность солнца. Если вы просверлите отверстие достаточно глубоко, вы сможете уловить часть этого тепла в виде пара. Направьте этот пар через турбину, которая вращает генератор, и следующее, что вы узнаете, вы отправите 100% экологически чистую электроэнергию в дома и на предприятия.

• Геотермальная энергия помогает США избежать выбросов CO, превышающих 1500 фунтов ₂ на каждый мегаватт-час, производимый ежегодно. ³
• Сегодня геотермальная энергия вырабатывается более чем в 20 странах, при этом Калифорния и Невада лидируют в производстве геотермальной энергии в США.
• Ожидается, что к 2023 году мировая мощность геотермальной энергии превысит 17 ГВт. ⁶ Этого электричества хватит, чтобы в год запитать более 1500 домов! ¹

Звучит круто, не правда ли?

Узнайте, как энергия ядра Земли используется для производства чистой энергии. >

Гидроэлектроэнергия

В то время как солнечная и ветровая энергия вызвали в последние годы столь необходимую шумиху из-за всего, что они делают, чтобы помочь планете, есть один возобновляемый источник энергии, который производит чистую электроэнергию в течение долгого-долгого времени: хорошо старый верный H ₂ O.Гидроэлектроэнергия — она ​​же гидроэлектроэнергия, или гидроэнергетика, если вы клевый ребенок, — вырабатывается за счет силы движения воды в реках и океанах. Это настолько популярный источник чистой энергии, что каждый штат США в той или иной степени использует его. Фактически, на долю гидроэлектроэнергии приходится 70% всей электроэнергии, потребляемой в штате Вашингтон.

• Доказательства наличия гидроэнергетики были обнаружены еще в 350 году до нашей эры, что сделало ее одним из старейших источников энергии в истории человечества.
• Для производства электроэнергии можно использовать многие формы воды, в том числе речные течения, речные плотины, океанские волны и океанские приливы.
• Гидроэлектроэнергия позволяет ежегодно сокращать выбросы углерода более чем на 1500 фунтов на МВтч в США. ³

Чтобы создать гидроэлектростанцию, вы строите плотину, которая направляет текущую воду по трубе к турбине, прежде чем выплевывать ее обратно на другую сторону. Сила воды, проходящей через трубу, раскручивает турбины, которые вращают генератор, вырабатывающий электричество.

Гидроэнергетика — один из наименее дорогих возобновляемых источников энергии в стране, эффективность которого составляет около 90%.Напротив, электростанции, работающие на ископаемом топливе, обычно работают с КПД около 60% и при этом загрязняют планету. Кроме того, гидроэлектростанции могут очень быстро отправлять электроэнергию в сеть, обеспечивая необходимое резервное производство электроэнергии во время крупных чрезвычайных ситуаций с электричеством.

Узнайте, как гидроэлектроэнергия помогает сократить выбросы углерода. >

Биомасса

Когда-нибудь жареный зефир на костре? Поздравляю, вы ощутили преимущества энергии биомассы. Биомасса — это необычный термин для обозначения любого органического вещества, которое выделяет энергию при сгорании или разложении.Наиболее распространенной биомассой, используемой в возобновляемых источниках энергии, являются растения, пищевые отходы и отходы животноводства.

Работает так. Биомасса растительного происхождения, такая как древесные отходы, опилки и излишки сельскохозяйственных культур, сжигается для образования пара. Биомасса животного происхождения, такая как отходы сельскохозяйственных животных, собирается в большом резервуаре с бактериями для производства метана, который затем сжигается для нагрева воды и образования пара. В обоих случаях пар вращает турбину для питания генератора, а электричество отправляется в сеть.

• Клиенты Green Mountain Energy поддерживают производство электроэнергии из биомассы прямо здесь, в США.S.
• Энергия биомассы, используемая клиентами Green Mountain Energy, отводит излишки сельскохозяйственных культур, осадок сточных вод и органический мусор из потока отходов.

Биомасса как возобновляемый источник энергии — один из способов рационального использования отходов производства в бизнесе чистой энергии. Они говорят правду: мусор для одного человека — это источник возобновляемой чистой энергии для другого.

Узнайте больше об энергии биомассы и о том, как она утилизирует отходы. >

Примите обязательство использовать чистую возобновляемую энергию в своей жизни с помощью плана Green Mountain Energy.

Посмотреть планы

¹ Управление энергетической информации США
² Статистика воздействия основана на доме в Техасе, потребляющем 2000 кВтч в месяц и ежегодном пробеге автомобиля 15000.
³ Агентство по охране окружающей среды
⁴ Бюро статистики труда США
⁵ Американская ассоциация ветроэнергетики
⁶ Международное энергетическое агентство

Возобновляемая энергия

Возобновляемая энергия

BETP запустила систему управления делами ezFile.Чтобы использовать систему ezFile, начинающие пользователи должны создать учетную запись пользователя. Посетите страницу BETP DEEP Energy Filing — New EZFile System для получения дополнительной информации о том, как зарегистрироваться, войти в систему и создать соглашение о подписке.
Термин «возобновляемая энергия» обычно относится к электричеству, поставляемому из возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца, геотермальная энергия, гидроэнергетика и различные формы биомассы. Эти источники энергии считаются возобновляемыми, поскольку на Земле они постоянно пополняются.Возобновляемая энергия — это чистый источник энергии, который может восполняться в течение тысяч лет. С другой стороны, ископаемое топливо ограничено, создает вредные парниковые газы и другие выбросы и может потребовать зависимости от стран за пределами Соединенных Штатов. Возобновляемые источники энергии важны для снижения нашего углеродного следа, уменьшения нашей зависимости, а также помогают создавать рабочие места в США.

Для получения дополнительной информации о технологиях использования возобновляемых источников энергии посетите веб-сайт «Основы энергетики: возобновляемые источники энергии» на сайте Energize Connecticut.

Инициативы Коннектикута по развитию возобновляемых источников энергии

Стандарт портфеля возобновляемых источников энергии (RPS)

Стандарт портфеля возобновляемых источников энергии (RPS) — это государственная политика, которая требует, чтобы поставщики электроэнергии получали минимальный процент своей энергии из возобновляемых источников энергии к определенной дате.

Закупки возобновляемых источников энергии

2019 Закупка морской ветровой энергии — 5 декабря 2019 года Министерство энергетики и охраны окружающей среды (DEEP) объявило о своем выборе для закупки 804 МВт морской ветровой энергии от Park City Wind Project, что обеспечит эквивалент 14% затрат Коннектикута. поставка электричества.

Закупка доступной и надежной электроэнергии — Государственный закон 15-107, Закон о доступной и надежной энергии, который уполномочивает Комиссара DEEP после консультации с менеджером по закупкам штата, Офисом юрисконсульта и Генеральным прокурором издавать несколько ходатайства — самостоятельно или в координации с другими штатами Новой Англии — о заключении долгосрочных контрактов с поставщиками ресурсов, которые могут предоставить Коннектикуту разумную долю инвестиций, необходимых Новой Англии для решения проблемы газовой инфраструктуры.

Совместная чистая энергия

Shared Clean Energy Facility (SCEF) — Закон об энергетическом будущем Коннектикута, в соответствии с Государственным законом 18-50 Раздел 7 (c), который предписывает Министерству энергетики и охраны окружающей среды (DEEP) разработать программные требования и тарифные предложения для совместного использования энергии в масштабах штата. программа объектов чистой энергии (SCEF).

Пилотная программа совместного фонда чистой энергии (SCEF) — Министерство энергетики и защиты окружающей среды при консультациях с Eversource Energy и United Illuminating Company учредило пилотную программу SCEF как двухлетнюю инициативу для поддержки развития SCEF в Коннектикуте.

Связанные инициативы и программы

Green Bank Коннектикута предлагает стимулы и инновационное низкозатратное финансирование, чтобы побудить домовладельцев, компании, муниципалитеты и другие учреждения поддерживать как возобновляемые источники энергии, так и энергоэффективность. Ссылки ниже позволяют вам следить за прогрессом в выполнении обязательств DEEP, связанных с возобновляемой энергией. широкий спектр инициатив и программ в области возобновляемых источников энергии.

Программа грантов и займов Microgrid — Коннектикут создал программу Microgrid в соответствии с Государственным законом 12-148, раздел 7, чтобы помочь местному распределенному производству энергии для критически важных объектов.Микросеть обычно работает, когда она подключена к сети, но может отключиться и работать в автономном режиме самостоятельно в случае кризиса, такого как отключение электроэнергии или сильный шторм.

Размещение экологически чистой энергии на заброшенных месторождениях Коннектикута — Браунфилды особенно привлекательны для возобновляемых источников энергии, потому что для них требуются большие площадки для установки, которые обычно имеют существующую инфраструктуру, необходимую для поддержки развития.

Устойчивые, прозрачные и эффективные методы (STEPS) для развития солнечной энергетики — для продвижения рекомендаций Совета губернатора по изменению климата (GC3) и проекта Интегрированного плана ресурсов (IRP) на 2020 год, DEEP созывает процесс взаимодействия с заинтересованными сторонами по вопросам устойчивого развития, Прозрачные и эффективные методы (STEP) для развития солнечной энергетики для определения политики, законодательных действий и передовых методов, особенно связанных с закупкой, размещением и разрешением наземных солнечных систем в Коннектикуте.

Контент Последнее обновление: июнь 2021 г.

В центре внимания альтернативные источники энергии | Изучайте науку в Scitable

Сегодня почти каждая страна в мире признает, что эпоха получения энергии из ископаемых видов топлива — в основном сырой нефти и угля — идет на убыль. На Земле не только ограниченное количество запасов ископаемого топлива, но и экологические (и даже политические) издержки использования этих запасов выше, чем готово нести большинство стран. В результате поиск энергии, полученной из альтернативных источников, включая геотермальные, ядерные, солнечные, ветровые и гидроэлектрические технологии, приобрел огромное значение в политических и научных кругах.Некоторые страны добились значительных успехов в переводе своей энергетической базы с ископаемого топлива на возобновляемые источники энергии; например, Дания, которая поставляла более 95% своей национальной энергии из ископаемого топлива в начале 1970-х годов, в настоящее время поставляет более 30% энергии из ветра и других возобновляемых источников. Многие другие страны, в том числе США и Китай, по-прежнему в значительной степени основаны на ископаемом топливе, но начинают осознавать необходимость инвестировать на национальном уровне в инновации в области альтернативной энергетики, которые могут преобразовать их экономику в ближайшем будущем.Следующие двадцать лет вполне могут принести масштабное переосмысление мирового подхода к энергетике.

Есть много вопросов, на которые нужно ответить, и сотни путей, по которым можно идти в поисках выхода за рамки ископаемого топлива. Следует ли правительствам мира делать упор на стратегиях повышения энергоэффективности, снижающих спрос на ископаемое топливо за счет снижения энергопотребления? Одним из примеров такого подхода является использование «умных сетей», которые более эффективно регулируют поток энергии от коммунальных предприятий к домам и предприятиям.Или правительствам следует делать упор на выращивании новых источников энергии, таких как энергия ветра или геотермальная энергия? Или их комбинация? Должны ли автомобили будущего работать на топливных элементах, электричестве, растительном топливе. . . или ископаемое топливо? В дебатах об альтернативных источниках энергии нет простых ответов. Формирование глубокого понимания многих точек зрения в этом диалоге необходимо для выработки продуманной, сбалансированной позиции.

В этом обзоре мы проводим экскурсию по поиску альтернативных источников энергии.Какие виды энергии исследуются, и каковы их плюсы и минусы? Как традиционные энергетические компании, в том числе нефтегазовые компании и коммунальные предприятия, реагируют на этот вызов? Как выращивание альтернативных источников энергии может стимулировать экономический рост? Мы надеемся, что ваше исследование ресурсов, которые мы собрали здесь, чтобы ответить на эти вопросы, станет лишь началом пожизненного участия в решении одной из самых важных проблем нашего времени.

Изображение: НАСА.

5 альтернативных источников энергии для ускорения перехода от ископаемого топлива

Прекращение зависимости планеты от ископаемого топлива имеет решающее значение для сдерживания климатического кризиса, но Виджай Моди, профессор машиностроения Колумбийского университета, сказал, что еще есть препятствия, которые необходимо 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 будут требовать, чтобы местные округа или местные органы настаивали на более чистых источниках», — сказал Моди CNN. «Я лично считаю, что при низкой стоимости солнечной и ветровой энергии, большой площади суши в США и соответствующей политике правительства этот переход может произойти быстро».

CNN поговорила с экспертами по энергетическому переходу о наиболее надежных источниках энергии — и их проблемах — чтобы 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 современные солнечные элементы были изобретены только в середине 1900-х годов. В отличие от ископаемого топлива, солнечные энергетические системы не выделяют парниковые газы и не загрязняют воздух, что делает солнечную энергию одним из лучших возможных решений климатического кризиса.

Моди сказал, что в США солнечная энергия может доминировать в электросетях уже через 10 лет.

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

По словам К. Макса Чжана, инженера и директора факультета Центра устойчивого развития Аткинсона Корнельского университета, в США более чем достаточно земли для поддержки использования 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, они должны быть изготовлены, и для того, чтобы установить эти конструкции, вам понадобится рабочая сила для их установки».

Ветер

Как и в случае с солнечной энергией, энергия ветра также может вырасти 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 электрогенератор, вырабатывающий электричество.

Как и солнечная энергия, Моди и Чжан заявили, что в США достаточно земли для строительства ветряных электростанций. А на шельфе есть обширная территория с высоким потенциалом ветроэнергетики.

«Если вы посмотрите на весь путь от штата Мэн до Нью-Гэмпшира, Массачусетса, Коннектикута, Нью-Йорка, Нью-Джерси, у нас есть действительно удивительный морской ветроэнергетический ресурс, который является очень высококачественным ресурсом в этой части страны», — сказал Моди.

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

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия использует подземное тепло. Это постоянно производимый возобновляемый источник энергии. Сегодня люди используют геотермальное тепло для купания, обогрева зданий зимой и для выработки электроэнергии.

Исландия была пионером в использовании геотермальной энергии из-за ее обильного источника горячей и легкодоступной подземной воды, которая может быть преобразована в энергию.В США, по словам Моди, задача состоит в том, чтобы найти точное местоположение 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 пойти немного глубже», — сказал он. «Тогда мы сможем использовать этот более глубокий источник. Если бы мы смогли это осуществить, то преимущество в том, что мы могли бы получать от него непрерывное круглогодичное тепло. Из этого тепла мы могли бы создать разводку труб с горячей водой.«

Но есть риски. Согласно исследованиям, добыча геотермальной энергии была связана с возникновением землетрясений — области, в которой геофизики в настоящее время находят решения. Согласно недавнему отчету Международного энергетического агентства, нынешний вклад геотермальной энергии в США энергоемкость составляет менее 1%, но потенциал превышает 8% к 2050 году.

Атомная промышленность

По мере того, как общественное мнение изменилось в отношении климатического кризиса, возникли и взгляды на переход к чистой энергии.В частности, использование ядерной энергии вызывает споры в Соединенных Штатах.

«Различие между 100% возобновляемыми источниками и 100% чистотой наблюдается в атомной энергетике», — сказал Чжан. «Ядерная энергия невозобновляема, но она представляет собой смесь чистой электроэнергии».

Многие республиканцы отдают предпочтение ядерной энергии выше всех других источников энергии, не связанных с ископаемым топливом, в то время как некоторые законодатели-демократы, такие как сенаторы Берни Сандерс и Элизабет Уоррен, призвали к постепенному отказу от ядерной энергии. «Мы не собираемся строить атомные электростанции, и мы собираемся начать отказываться от ядерной энергии и заменять ее возобновляемым топливом», — сказал Уоррен во время президентской ратуши CNN в 2019 году.По данным EIA, с 1990 года атомные электростанции производили около 20% электроэнергии в стране. По состоянию на декабрь 2020 года 94 ядерных реактора работали на 56 атомных электростанциях в 28 штатах, что сделало США крупнейшим производителем ядерной энергии в мире. . Несмотря на его способность заменять ископаемое топливо, многие обеспокоены хорошо известными проблемами, связанными с производством ядерной энергии, включая радиоактивные отходы, которые вредны для окружающей среды и населения, если они не утилизируются должным образом.

Проблема с гидроэнергетикой

Гидроэнергетика является одним из старейших источников энергии, используемых для производства электроэнергии, и до 2019 года, согласно EIA, она была крупнейшим источником общего годового производства электроэнергии из возобновляемых источников в США. Единственная причина, по которой зависимость страны от гидроэнергетики со временем уменьшилась, заключается в увеличении интереса к другим формам источников электроэнергии.

В то время как эксперты прогнозируют продолжение использования гидроэнергетики, Моди сказал, что не видит роста гидроэнергетики в ближайшем будущем, потому что мы уже воспользовались преимуществами лучших мест для гидроэнергетики.

«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 из-за низкого уровня воды этим летом была вынуждена закрыть крупную гидроэлектростанцию, впервые с момента ее открытия в 1967 году.

Возобновляемые источники энергии | EESI

На производство электроэнергии приходится 31 процент от общего количества электроэнергии.S. Выбросы парниковых газов, по данным Агентства по охране окружающей среды. Чтобы сократить эти выбросы, электроэнергетике необходимо сократить использование ископаемого топлива. Один из способов добиться этого — энергоэффективность с использованием таких систем, как комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), централизованное энергоснабжение и интеллектуальные сети. Еще один способ сократить использование ископаемого топлива — перейти на альтернативные источники энергии, такие как возобновляемые источники энергии.

Возобновляемая энергия извлекается из ресурсов, которые пополняются естественным путем в человеческом масштабе времени.К таким ресурсам относятся биомасса, геотермальное тепло, солнечный свет, вода и ветер. У всех этих источников есть свои сильные и слабые стороны. Некоторые из них, например, больше подходят для определенных мест, чем другие. Некоторые производят электричество только с перерывами (когда солнце светит в случае солнечной энергии), хотя их можно сочетать с решениями по хранению энергии, чтобы обеспечить надежное электричество 24 часа в сутки в течение всего года. Другие, такие как биомасса, гидроэнергетика и геотермальная энергия, могут использоваться в качестве генерации базовой нагрузки, обеспечивая постоянное предсказуемое снабжение электроэнергией.Ни один из этих источников не может эффективно удовлетворить все наши потребности в электроэнергии. Но вместе они могут полностью заменить ископаемое топливо без увеличения стоимости электроэнергии.

Ниже вы найдете краткий обзор различных технологий использования возобновляемых источников энергии со ссылками на более подробную информацию. Внедрение всех этих технологий использования возобновляемых источников энергии в дополнение к мерам по энергоэффективности не только приводит к сокращению выбросов парниковых газов и других загрязнителей воздуха и воды, но также ведет к общей экономии затрат и повышению энергетической безопасности.

Биоэнергетика (биотопливо и биомасса)

Биомасса (растительный или животный материал) может использоваться для производства электроэнергии, тепловой энергии или транспортного топлива. В каждом регионе есть свои собственные местные источники сырья биомассы из сельскохозяйственных, лесных и городских источников.

Водородные топливные элементы

Водородные топливные элементы — это чистый, надежный, тихий и эффективный источник высококачественной электроэнергии. Они используют водород в качестве топлива для электрохимического процесса, в результате которого вырабатывается электричество, а вода и тепло — единственные побочные продукты.

Гидроэнергетика и другие водные технологии

Водные технологии могут использоваться для производства электроэнергии или тепловой энергии по всей стране. Хотя в Соединенных Штатах осталось немного подходящих участков для строительства больших плотин, если таковые имеются, существует много возможностей для расширения производства энергии на плотинах без турбин и с использованием более новых технологий как в реках, так и в океанах.

Ветер

Энергия ветра может использоваться для выработки электроэнергии для коммунальных служб или отдельных зданий.Лучшие ресурсы США для ветряных электростанций коммунального масштаба находятся на Среднем Западе, в Техасе и на Западе, а также в прибрежных районах Великих озер и у Атлантического побережья.

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия или тепло под поверхностью земли может использоваться для производства электроэнергии или тепловой энергии. Геотермальные тепловые насосы, которые обогревают и охлаждают здания, эффективны во всех регионах. Однако геотермальные электростанции требуют более активных геотермальных источников, которые в Соединенных Штатах в основном расположены на западе.

Солнечная

Солнечные энергетические системы используют солнечные лучи для производства электроэнергии или тепловой энергии. В Соединенных Штатах солнечные электростанции коммунального масштаба расположены в основном на Юго-Западе. Однако меньшие по размеру фотоэлектрические элементы на крыше и системы горячего водоснабжения эффективны во всех регионах.

Подробнее о возобновляемых источниках энергии:

Посмотреть больше записей с меткой «Возобновляемая энергия»

.