Какво представлява възобновяемата енергия в енергийния сектор? Възобновяеми енергийни източници: нова революция или нов балон

Днес в Германия има почти 80 пъти повече слънчеви електроцентрали, отколкото в Русия, в Япония - 92, в Китай - 245. Ситуацията с вятърната енергия е още по-драматична: в Индия има 245 пъти повече вятърни турбини, отколкото тук, в САЩ - през 665 г., в Китай - през 1406 г. Мислите ли, че страните по света биха въвели възобновяеми енергийни източници (ВЕИ) в такъв голям мащаб и биха инвестирали стотици милиарди долари в тях годишно, ако чистата енергия беше неефективна, вредна и много скъпо?

Погледнете графиката и се опитайте да забележите руски вятърни турбини и слънчеви панели.

Източници: GWEC, BP, SO UES.

Да, страната ни инсталира толкова малко вятърни турбини и слънчеви панели, че почти не можете да ги видите.

Мит 1. Вятърните турбини убиват птици и други животни

Статистиката показва, че средно от 10 000 птици, убити поради човешка дейност, само един случай е причинен от вятърна мелница. Всички високи електрически конструкции, като лампи и електропроводи, не са безопасни за птиците. Ако сравним мащаба на щетите, можем да кажем с увереност: птиците страдат много повече от домашни котки! Само в САЩ домашните тюлени убиват повече от милиард птици всяка година.

Като се има предвид техният въглероден отпечатък и потенциалните катастрофални въздействия от изменението на климата, слънчевите панели имат очевидно предимство пред енергията от изкопаеми горива: когато сравнявате емисиите на парникови газове навсякъде жизнен цикъл, тогава една слънчева електроцентрала ще има 20-30 пъти по-малко въздействие върху климата от централата на въглища (а вятърната централа - 75 пъти!).

Емисии на CO 2 от енергийни източници

(грам/kWh)

Източник: IPCC.

Мит 6. Изкопаемите горива не могат да бъдат напълно заменени

Съществува погрешно схващане, че възобновяемите енергийни източници не са в състояние да произвеждат енергия в индустриален мащаб, тоест да задоволят нуждите на метрополис или голямо предприятие, и следователно възобновяемите енергийни източници са подходящи само като допълнение към петрола, въглищата и газа или вятърна турбина в страната. Тази картина възниква, защото Русия изостава много от много страни в областта на възобновяемите енергийни източници.

Голямата слънчева електроцентрала Ivonpah се намира в пустинята на границата на Невада и Калифорния в САЩ.

ВЕИ могат и вече играят ключова роля на ниво цели държави, осигурявайки електричество на промишлени предприятия, големи градове и цели региони. Възобновяемите енергийни източници в Германия осигуряват годишно около една трета от електроенергията, произведена в страната, главно от слънчева и вятърна енергия (това би било достатъчно за Москва за четири години.)

Само през първата половина на 2018 г. възобновяемите енергийни източници в Германия вече са осигурили над 40% от нуждите от електроенергия.

Друг ярък пример е Япония. Провинция Фукушима, която пострада от „мирния атом“, си постави за цел до 2040 г. да получава 100% от енергията си от възобновяеми енергийни източници. Преходът се дължи както на големите вятърни паркове, така и на малките соларни станции, които хората инсталират в обществени сгради и собствените си домове.

Вятърна ферма с 33 турбини във Фукушима

Има цели населени места, които произвеждат както топлинна, така и електрическа енергия за собствени нужди. Например общността на Wildpoldsried в Германия произвежда енергия от девет вятърни турбини, три малки водноелектрически централи, няколко генератора за биогаз и слънчеви панели на покривите на къщи. Те също успяват да продадат излишната енергия на своите съседи: напр. през 2014 г. общността съобщава, че произвежда 469% повече енергия, отколкото е необходимо, за да бъде самодостатъчна, и получава годишен доход от 4 милиона евро. А жителите на остров Самсо в Дания също имат достатъчно вятърна, биомаса и слънчева топлинна енергия, за да осигурят нуждите си от топлина и електричество.

Остров Самсо в Дания

Как възобновяемите енергийни източници могат да помогнат в металургията и други отрасли, които изискват много топлинна енергия?Електрификация. Технологичните процеси в индустрията, които изискват топлина от изгаряне на изкопаеми горива, се електрифицират. В черната металургия това са електродъгови пещи, които заменят мартеновите пещи.

Какво да правим с транспорта, доминиран от петрол?Решението в транспорта е електрификацията. Между другото, Русия е един от лидерите в използването на електроенергия в транспорта (помнете нашите метро и електрически влакове).

Но въпросът не се ограничава до това: целият глобален енергиен сектор може да достигне 100% до 2050 г.

Мит 7. Възобновяемите енергийни източници зависят от слънцето и вятъра, поради което са нестабилни

ВЕИ не е само слънчеваИ вятър енергия, но също биоенергия, геотермална енергия, мини и микро водноелектрически централи, приливни електроцентрали, които са доста стабилни и предвидими.

Освен това слънчевите и вятърните системи са технологично интегрирани в голяма електрическа мрежа, където слънчевата и вятърната енергия могат да бъдат свързани до определено ниво без основна модернизация на тези мрежи. Например в Германия, където една трета от електроенергията в мрежата се доставя от „нестабилното“ слънце и вятър. За устойчива работа е важно да имате широка мрежа от вятърни и слънчеви станции и да прогнозирате метеорологичните условия.

В нашата страна, където мрежовите възобновяеми енергийни източници са все още в началото на своя път, слънчевите и вятърните станции също могат да бъдат технологично свободно интегрирани в съществуващи електрически мрежи. Например опитът от експлоатацията на заводската слънчева електроцентрала близо до Астрахан показва, че в руските условия свързаната към мрежата слънчева енергия може да работи ефективно и надеждно. Електроцентралите, базирани на възобновяеми енергийни източници, могат да доставят електричество в индустриален мащаб.

Вятърна ферма във Филипините

Проблемът с акумулирането и съхранението на слънчева и вятърна енергия в случай на лошо време- облачно или спокойно- има инженерни решения.Има много опции: помпени акумулиращи станции, електрохимични батерии, изпомпване на въздух в подземни хоризонти, супер маховици, съхраняване на потенциалната енергия на повдигнато твърдо вещество и т.н. Що се отнася до електрохимичните батерии, които преживяват бум, те стават все по-икономични и компактни и вече се използват не само в електрически автомобили, но и като резерв за електроцентрали.

В бъдеще цялата енергийна система ще стане интелигентна, базирана на Интернет. Съществуващата централизирана система, когато получаваме енергия от монополно дружество, ще се превърне в анахронизъм. Интелигентната мрежа ще позволи да се обединят производители и потребители на енергия в система, в която едни и същи потребителите ще могат да обменят енергия със съседите,продават излишната произведена енергия в общата мрежа, а батериите за електрически превозни средства ще служат като енергийни „хъбове“.

Това вече се случва: например през 2017 г. британската енергийна компания Ovo каза, че ще плаща на собствениците на електрически превозни средства за възможността да използват енергията, съхранявана в техните батерии: собственикът ще постави лимит и след това компанията автоматично ще продаде излишък към решетката. И това е само един пример за решения, които ще оптимизират потока на електроенергия в енергийната система на бъдещето.

Системите за акумулиране и съхранение на енергия и интелигентните мрежи уверено завладяват пазара. А въпросът за тяхното изпълнение е само въпрос на време, което зависи и от нашето активно участие.

Енциклопедичен YouTube

1 / 4

✪ Източници на енергия. Шведският град с възобновяема енергия.

✪ АЛТЕРНАТИВНА ЕНЕРГИЯ - как слънчевата енергия и вятърната енергия вредят на околната среда

✪ KWHCoin - възобновяема енергия! Преглед на ICO!

✪ Възобновяема енергия в ЕС

субтитри

Тенденции

Хидроелектричеството е най-големият източниквъзобновяема енергия, осигуряваща 3,3% от световното потребление на енергия и 15,3% от световното производство на електроенергия през 2010 г. Използването на вятърна енергия нараства с около 30 процента годишно в световен мащаб, с инсталиран капацитет от 318 гигавата (GW) през 2013 г. и се използва широко в Европа, Съединените щати и Китай. Производството на фотоволтаични панели бързо се увеличава с общ капацитет от 6,9 GW (6900 MW) панели, произведени през 2008 г., почти шест пъти повече от нивото от 2004 г. Слънчевите електроцентрали са популярни в Германия и Испания. Слънчеви топлинни централи работят в САЩ и Испания, като най-голямата от тях е централа в пустинята Мохаве с мощност 354 MW. Най-голямата геотермална инсталация в света е Geysers Plant в Калифорния с номинален капацитет от 750 MW.

Бразилия има една от най-големите програми за възобновяема енергия в света, произвеждаща горивен етанол от захарна тръстика. В момента етиловият алкохол покрива 18% от търсенето на автомобилно гориво в страната. Етанолното гориво също е широко достъпно в Съединените щати.

Глобални показатели за възобновяема енергия	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016
Годишна инвестиция във възобновяема енергия ($10 9)	130	160	211	257	244	232	270	286	241
Общ инсталиран капацитет на електроенергия от възобновяеми източници (GW)	1,140	1,230	1,320	1,360	1,470	1,578	1,712	1,849	2,017
Водноелектрическа енергия (GW)	885	915	945	970	990	1,018	1,055	1,064	1,096
Вятърна мощност (GW)	121	159	198	238	283	319	370	433	487
фотоволтаици (GW)	16	23	40	70	100	138	177	227	303
Подгряване на вода с топлинна енергия от слънцето	130	160	185	232	255	373	406	435	456
Производство на етанол (10 9 литра)	67	76	86	86	83	87	94	98	99
Производство на биодизел (10 9 литра)	12	17.8	18.5	21.4	22.5	26	29.7	30.3	30.8
Брой държави с цели за развитие възобновима енергия	79	89	98	118	138	144	164	173	176

Възобновяеми енергийни източници

Използването на непрекъснати процеси е в контраст с добива на изкопаеми горива като въглища, нефт, природен газ или торф. В по-широк смисъл те също са възобновяеми, но не и по човешките стандарти, тъй като образуването им отнема стотици милиони години, а използването им е много по-бързо.

Вятърна енергия

Това е клон на енергетиката, специализиран в преобразуването на кинетичната енергия въздушни масив атмосферата в електрическа, топлинна и всяка друга форма на енергия за използване в национална икономика. Преобразуването става с помощта на вятърен генератор (за производство на електричество), вятърни мелници (за производство на механична енергия) и много други видове агрегати. Вятърната енергия е следствие от активността на слънцето, така че се класифицира като възобновяема форма на енергия.

В бъдеще се предвижда вятърната енергия да се използва не чрез вятърни генератори, а по по-нетрадиционен начин. В град Масдар (ОАЕ) се планира изграждането на електроцентрала, работеща на пиезоелектричен ефект. Това ще бъде гора от полимерни стволове, покрити с пиезоелектрични плочи. Тези 55-метрови стволове ще се огъват под въздействието на вятъра и ще генерират течение.

Хидроенергия

Предимствата на PES са екологичност и ниска цена на производство на енергия. Недостатъците са високата цена на конструкцията и мощността, която варира през деня, поради което PES може да работи само в една енергийна система с други видове електроцентрали.

Вълнова енергия

Енергия от слънчева светлина

Този вид енергия се основава на преобразуването на електромагнитната слънчева радиация в електрическа или Термална енергия.

Най-голямата фотоволтаична слънчева електроцентрала Topaz Solar Farm е с мощност 550 MW. Намира се в Калифорния, САЩ.

SES на непряко действие включва:

Кула- концентриране слънчева светлинахелиостати на централна кула, пълна със солен разтвор.
Модулен- в тези слънчеви електроцентрали охлаждащата течност, обикновено масло, се подава към приемника във фокуса на всеки параболично-цилиндричен огледален концентратор и след това предава топлина на водата, като я изпарява.

Геотермална енергия

Електроцентралите от този тип са топлоелектрически централи, използващи гореща вода като охлаждаща течност. Поради липсата на необходимост от затопляне на вода, геотермалните централи са значително по-екологични от топлоелектрическите централи. Геотермалните електроцентрали се изграждат във вулканични райони, където на сравнително малки дълбочини водата се прегрява над точката на кипене и се просмуква на повърхността, понякога се появява под формата на гейзери. Достъпът до подземни източници се осъществява чрез сондажни кладенци.

Биоенергия

Този енергиен сектор е специализиран в производството на енергия от биогорива. Използва се при производството както на електрическа, така и на топлинна енергия.

Първо поколение биогорива

Водораслите са прости живи организми, адаптирани да растат и да се възпроизвеждат в замърсена или солена вода (съдържат до двеста пъти повече масло от първо поколение източници като соята);
Camelina (растение) - расте в сеитбооборот с пшеница и други зърнени култури;
Jatropha curcas или Jatropha - расте в сухи почви, със съдържание на масло от 27 до 40% в зависимост от вида.

От второто поколение биогорива, продавани на пазара, най-известните са BioOil, произвеждани от канадската компания Dynamotive и SunDiesel от немската компания CHOREN Industries GmbH.

Според оценки на Германската енергийна агенция (Deutsche Energie-Agentur GmbH) (при сегашните технологии) производството на горива чрез пиролиза на биомаса може да покрие 20% от нуждите на Германия от автомобилно гориво. До 2030 г., с напредъка на технологиите, пиролизата на биомаса може да представлява 35% от потреблението на гориво в Германия за превозни средства. Производствените разходи ще бъдат под 0,80 евро на литър гориво.

Създадена е Pyrolysis Network (PyNe) - изследователска организация, обединяваща изследователи от 15 страни в Европа, САЩ и Канада.

Много перспективно е и използването на течни пиролизни продукти от иглолистна дървесина. Например, смес от 70% гумен терпентин, 25% метанол и 5% ацетон, тоест фракции от суха дестилация на смолиста борова дървесина, може успешно да се използва като заместител на бензин A-80. Освен това за дестилация се използват дървесни отпадъци: клони, пънове, кора. Добивът на горивни фракции достига 100 килограма на тон отпадъци.

Трето поколение биогорива- горива, получени от водорасли.

Министерството на енергетиката на САЩ изследва високомаслените водорасли по Програмата за водни видове от 1978 до 1996 г. Изследователите са стигнали до заключението, че Калифорния, Хавай и Ню Мексико са подходящи за промишлено производство на водорасли в открити езера. В продължение на 6 години водораслите се отглеждат в езера с площ от 1000 m2. Езеро в Ню Мексико показа висока ефективност при улавяне на CO 2 . Добивът беше повече от 50 грама водорасли на 1 m2 на ден. 200 хиляди хектара езера могат да произведат достатъчно гориво за годишната консумация на 5% от американските автомобили. 200 хиляди хектара са по-малко от 0,1% от земята на САЩ, подходяща за отглеждане на водорасли. Технологията все още има много проблеми. Например водорасли харесва висока температура(пустинният климат е много подходящ за тяхното производство), но е необходимо допълнително регулиране на температурата, за да се предпази отглежданата култура от нощни спадове на температурата („застудяване“). В края на 90-те години технологията не е пусната в търговско производство поради относително ниската цена на петрола на пазара.

В допълнение към отглеждането на водорасли в открити водоеми има технологии за отглеждане на водорасли в малки биореактори, разположени в близост до електроцентрали. Отпадната топлина от ТЕЦ може да покрие до 77% от топлината, необходима за отглеждане на водорасли. Тази технология за отглеждане на култура от водорасли е защитена от дневни температурни колебания и не изисква горещ пустинен климат - тоест може да се използва в почти всяка действаща топлоелектрическа централа.

Критика

Критиците на развитието на индустрията за биогорива казват, че нарастващото търсене на биогорива принуждава земеделските производители да намалят площите с хранителни култури и да ги преразпределят в полза на горивни култури. Например, при производството на етанол от фуражна царевица, дестилата се използва за производство на фураж за добитък и птици. При производството на биодизел от соя или рапица кюспето се използва за производство на храна за добитъка. Тоест производството на биогорива създава още един етап в преработката на селскостопански суровини.

Мерки за подкрепа на възобновяемите енергийни източници

На този моментИма доста голям брой мерки за подкрепа на възобновяемите енергийни източници. Някои от тях вече са се доказали като ефективни и разбираеми за участниците на пазара. Сред тези мерки си струва да се разгледат по-подробно:

Зелени сертификати;
Възстановяване на разходите за технологична връзка;
Тарифи за свързване;
Система за нетно измерване;

Зелени сертификати

Под зелени сертификати се разбират сертификати, потвърждаващи производството на определено количество електроенергия на базата на възобновяеми енергийни източници. Тези сертификати се получават само от производители, квалифицирани от съответния орган. По правило зеленият сертификат потвърждава генерирането на 1 MWh, въпреки че тази стойност може да е различна. Зеленият сертификат може да се продава както заедно с произведената електроенергия, така и отделно, осигурявайки допълнителна подкрепа на производителя на електроенергия. За проследяване на издаването и собствеността на „зелени сертификати“ се използват специални софтуерни и хардуерни инструменти (WREGIS, M-RETS, NEPOOL GIS). В съответствие с някои програми сертификатите могат да се натрупват (за бъдеща употреба) или да се заемат (за изпълнение на задължения през текущата година). Движеща силаМеханизмът за разпространение на зелени сертификати е необходимостта компаниите да изпълняват задължения, поети самостоятелно или наложени от правителството. IN чужда литератураЗелените сертификати са известни още като: сертификати за възобновяема енергия (REC), зелени етикети, кредити за възобновяема енергия.

Възстановяване на разходите за технологична връзка

Да се повиши инвестиционната привлекателност на проекти, базирани на възобновяеми енергийни източници правителствени агенцииможе да се предвиди механизъм за частично или пълно компенсиране на разходите за технологично присъединяване на генератори от възобновяеми източници към мрежата. Днес само в Китай мрежовите организации поемат изцяло всички разходи за технологична връзка.

Фиксирани тарифи за възобновяема енергия

Натрупаният опит по света ни позволява да говорим за фиксираните тарифи като най-успешната мярка за стимулиране на развитието на възобновяемите енергийни източници. Тези мерки за подкрепа на възобновяемите енергийни източници се основават на три основни фактора:

гаранция за мрежова връзка;
дългосрочен договор за изкупуване на цялата електроенергия, произведена от възобновяеми енергийни източници;
гаранция за изкупуване на произведената електроенергия на фиксирана цена.

Фиксираните тарифи за енергия от ВЕИ могат да се различават не само за различните източници на възобновяема енергия, но и в зависимост от инсталираната мощност на ВЕИ. Един вариант за поддържаща система, базирана на фиксирани тарифи, е използването на фиксирана надбавка към пазарната цена на ВЕИ енергията. По правило премията към цената на произведената електроенергия или фиксирана тарифа се изплаща за доста дълъг период (10-20 години), като по този начин се гарантира възвръщаемостта на инвестициите, направени в проекта, и реализирането на печалба.

Система за нетно измерване

Тази мярка за подпомагане осигурява възможността за измерване на електроенергията, доставена в мрежата, и по-нататъшното използване на тази стойност при взаимни разплащания с организацията за доставка на електроенергия. При „система за нетно измерване“ собственикът на възобновяем енергиен източник получава кредит на дребно за сума, равна или по-голяма от генерираната електроенергия. В съответствие със закона в много страни организациите за доставка на електроенергия са длъжни да предоставят на потребителите възможност да извършват нетно измерване.

Иранският разработчик на енергиен проект Amin подписа споразумение с норвежка компания, специализирана в производството на слънчеви модули. Партньорите планират да построят слънчева електроцентрала с мощност 2 GW в Иран. Договорът се оценява на 2,9 милиарда долара.

По-рано главният изпълнителен директор на Tesla Илон Мъск заяви, че активното развитие на възобновяемите енергийни източници може да гарантира развитието на цивилизацията, в противен случай човечеството рискува да се върне в „тъмните векове“.

В същото време Мъск е в борда на директорите на SolarCity, компания, специализирана в производството на слънчеви панели. Компанията заема около 40% от американския пазар за инсталации за производство на слънчева енергия.

Мъск е известен като най-активния лобист за използването на алтернативни източници на енергия. Например ръководената от него Tesla подписа през 2017 г. договор за изграждане на 100-мегаватова акумулаторна система в Австралия.

Илон Мъск
Ройтерс

Световен опит

Въвеждането на възобновяеми енергийни източници (ВЕИ) набира популярност по света. Австралия е един от световните лидери в инсталирането на фотоволтаични електроцентрали, чийто дял в австралийския електроенергиен сектор надхвърля 3%. Всяка година страната увеличава общия си слънчев производствен капацитет с приблизително 1 GW.

По този показател Австралия изпреварва Великобритания, където общият брой на слънчевите електроцентрали достига 12 GW, което е два пъти повече от Австралия.

Безспорен лидер в сектора на възобновяемата енергия е Китай, който заедно с Тайван произвежда почти 60% от всички слънчеви панели в света.

Според изчисления на Международната агенция по енергетика (МАЕ) капацитетът на построените в Китай електроцентрали само през 2016 г. възлиза на 34 GW. Това обаче е само 1% от електроенергията, консумирана в Китай, повечето откойто се генерира от въглища - страната дължи много на въглищните ТЕЦ трудна ситуацияв екологията.

Съединените щати също последваха пътя на прехвърлянето на енергия към възобновяеми източници. Но администрацията на Доналд Тръмп отмени плана за чиста енергия на Барак Обама.

Слънчеви панели, създадени от Тесла, Детска болница Сан Хуан, Пуерто Рико
Ройтерс

През 2014 г. RE100 беше основана като част от Седмицата на климата в Ню Йорк, организация-чадър за компании, преминаващи към възобновяема енергия. IKEA, Apple, BMW, Google, Carlsberg Group и др. се присъединиха към RE100. Списъкът на членовете на RE100 непрекъснато нараства. Например в края на октомври към организацията се присъедини един от най-големите световни производители на вятърни генератори - датската компания Vestas Wind Systems.

Като цяло според IEA делът на възобновяемите енергийни източници в световното производство на електроенергия през 2015 г. е около 24%.

Екологията е под въпрос

Според специалистите обаче не всички възобновяеми енергийни източници са еднакво екологични. Някои могат да причинят щети на околната среда. По-специално става дума за водноелектрически централи (ВЕЦ). Според изследователи от Австралия и Китай общата площ на наводнената земя в резултат на пускането в експлоатация на водноелектрически централи е 340 хиляди квадратни метра. km, което е малко по-малко от площта на Германия. Учените предоставят подходяща информация в изданието Trends in Ecology & Evolution.

Поради водноелектрическите централи бяха унищожени много заливни екосистеми, което доведе до намаляване на видовото разнообразие. Въпреки това, в последните годиниводноелектрическата енергия губи лидерството на нови видове производство: слънчева и вятърна енергия. Според експерти до 2030 г. техният дял в производството ще бъде равен на дела на водноелектрическите централи.

Друга популярна тема сред екологичната общност е използването на биогорива. Например, от гледна точка на Международната агенция по енергетика, биоенергията има потенциала да заема около 20% от първичния енергиен пазар до средата на 21 век.

Въпреки това, активното въвеждане на биогорива, произведени от дървесина и земеделски култури, може да доведе до неприятни последици. Многократното увеличаване на натоварването върху земеделските земи може да доведе до намаляване на производството на храни. Според изчисленията на американски изследователи, дори и днес разширяването на "горивните" насаждения е довело до повишаване на цените на хранителните суровини в Съединените щати. Освен това прекомерната употреба на биогорива може да доведе до обезлесяване.

През 2012 г. Европейската комисия стигна до заключението, че прехвърлянето на земя за горивни плантации трябва да бъде ограничено, а производителите на гориво от хранителни култури не трябва да се възползват от държавна подкрепа.

Проучване на ЕС от миналата година установи, че палмовото масло или соевото масло, от които се извлича енергия, отделя повече въглероден диоксид в атмосферата, отколкото всяко изкопаемо гориво.

„Евтините биогорива, предписани от ЕС на базата на хранителни продукти, особено растителни масла като рапично, слънчогледово и палмово, е просто ужасна идея“, каза Джос Дингс, директор на изследователската организация Transport & Environment.

Според експерти предимствата на електрическите превозни средства както от икономическа, така и от екологична гледна точка също са двусмислени. В същото време в редица страни има мерки за държавна подкрепа за този вид транспорт.

Електрическа кола Tesla Model 3
Ройтерс

Например в Естония купувачът на електрическа кола може да разчита на компенсация за 50% от цената на колата, в Португалия се изплаща субсидия от 5000 евро за покупка на електрическа кола. Русия също обмисля въвеждането на подобни субсидии.

Без държавна подкрепа такива автомобили не се търсят: след като властите в Хонконг отмениха данъчните облекчения за купувачите на електрически автомобили Tesla, продажбите на тези автомобили паднаха до нула. Ползите от електрическите автомобили обаче за заобикаляща средавсе още не е очевидно.

„Електрическите автомобили наистина са много екологичен вид транспорт, но за да се свържеш с електрическата мрежа и да захраниш батерията, акумулатора, трябва да генерираш това електричество, а за това ти трябва първичен източник. Днес първоизточник номер едно в света дори не е нефтът, а въглищата“, отбеляза руският президент Владимир Путин, говорейки на Международния форум за енергийна ефективност и енергийно развитие „Руска енергийна седмица“ в началото на октомври.

Ехо от Фукушима

Темата за възобновяемите енергийни източници придоби особена популярност след 2011 г. След аварията в АЕЦ "Фукушима-1" исканията за отказ от използването на ядрена енергия стават все по-шумни.

Реактор №3 на АЕЦ "Фукушима-1".
Силите за самоотбрана Ядрено биологично химическо оръжие Защитен отряд / Ройтерс

Към днешна дата страната, която напълно е спряла атомните електроцентрали, е Италия, в бъдеще Белгия, Испания и Швейцария планират да последват примера на Рим. В Германия последната атомна електроцентрала се планира да бъде изключена до 2022 г. Общо в Германия работят 17 атомни електроцентрали, които произвеждат около една четвърт от цялата консумирана електроенергия в страната.

Според много експерти паниката около ядрената енергетика е силно преувеличена.

„Ако извадите риска от авария, тогава ядрената енергия не представлява особен риск за околната среда“, отбеляза депутатът в интервю за RT Генералният директорИнститут по национална енергетика Александър Фролов.

Първоначално ръководството на ЕС планираше да компенсира ограничаването на ядрената енергия чрез производство на газ.

„Имаме нужда от повече газ. След решението на Берлин газът ще се превърне в двигател на растежа“, каза европейският комисар по енергетиката Гюнтер Йотингер през 2011 г.

Средно изгарянето на природен газ отделя наполовина по-малко въглероден диоксид в атмосферата, отколкото изгарянето на други видове изкопаеми въглеводороди.

Привилегировано положение

Ръстът на производството на газ обаче беше възпрепятстван от високия темп на въвеждане в експлоатация на алтернативни енергийни мощности. В страните, които най-активно развиват възобновяеми енергийни източници, до 2014 г. натоварването на газовите топлоелектрически централи спадна. Според консултантската компания Capgemini около 110 GW газови мощности не са оправдали инвестицията и са били на ръба на фалита. Приблизително 60% от европейските топлоелектрически централи, работещи с природен газ, се оказват в затруднено положение.

Според редица експерти причината за кризата в традиционната енергетика не е високата конкурентоспособност на възобновяемите енергийни източници, а привилегиите на производителите на електроенергия, използващи възобновяеми източници. „Зелената“ електроенергия се закупува от властите по завишени тарифи приоритетно.

Според Фролов тази политика води до дисбаланс в енергетиката.

„Рязкото увеличаване на въвеждането на възобновяема енергия направи газовите топлоелектрически централи нерентабилни - те започнаха да се затварят“, отбеляза експертът. — Междувременно вятърното и слънчевото производство имат сериозен недостатък: зависимостта от метеорологични условия. Например в началото на тази година в Германия имаше облачно и безветрено време за около девет дни. Производството на възобновяема енергия е спаднало с 90%. Това беше шок за местните потребители. Съществуващата база, върху която работят слънчеви и вятърни централи, не гарантира непрекъснато снабдяване с електроенергия. Зависимостта от природните сили е истинско завръщане към тъмните векове.”

Въглищна електроцентрала Липендорф, Саксония, Германия
globallookpress.com
Майкъл Ницшке/имиджброкер

На фона на затварянето на газовите ТЕЦ в Европа расте най-мръсното производство на електроенергия - въглищата, смята Фролов.

Например в Германия се планира изграждането на две дузини топлоелектрически централи, работещи с въглища. В страната се е развила парадоксална ситуация: наред с нарастването на производството на екологична енергия се увеличава и най-опасният за околната среда енергиен сектор, отбелязва експертът.

„Технологиите стават все по-евтини и по-достъпни“

През последните две години балансът на европейския енергиен пазар започна да се подобрява: в Германия бяха пуснати няколко газови електроцентрали, а потреблението на газ в Европейския съюз започна да расте. В края на 2016 г. потреблението на природен газ в Европейския съюз се е увеличило с 6% спрямо 2015 г.

Според Татяна Ланшина, изследовател в Центъра за икономическо моделиране на енергетиката и екологията към RANEPA, развитието на алтернативната енергия не носи никакви рискове.

„Въпреки че бързият преход към възобновяема енергия не е възможен, тези страни, които работят по него от дълго време, са постигнали големи крачки. Например в Дания около половината от цялото електричество се генерира от възобновяеми енергийни източници, в Германия - около една трета“, отбеляза експертът в интервю за RT. „Тези страни работят върху това от десетилетия и други страни също могат постепенно да преминат към възобновяеми енергийни източници. Тези технологии стават все по-евтини и по-достъпни. Що се отнася до субсидиите, всички енергийни сектори се ползват с държавна подкрепа, включително и традиционните.”

През 21 век индустрията набира безпрецедентна скорост. Индустриалното производство изразходва около 90–93% от световната енергия. Повишаването на общата енергийна ефективност е една от приоритетните области на политиката на Руската федерация.

В тази връзка възобновяемите енергийни източници (ВЕИ) в Русия започнаха да придобиват все по-голяма популярност. Наистина ли преходът към алтернативна енергия е необходим на държавата? Задължителна ли е политиката за енергоспестяване? Какви ползи ще донесат тези промени? Първо най-важното.

Промишлеността и енергетиката са два тясно свързани сектора. За да се осигури работата на големи и малки предприятия, както и да се организира превоз на товари, е необходимо да се свържете с най-мощните източници електрическа енергия. Животът без нея, между другото, също е никъде.

Захранвани от електрически мрежи:

осветление на пътища и магистрали;
телевизионни и радиостанции;
жилищни, работни, търговски площи;
стационарни и частни институции;
фирми за услуги.

Така електричеството обгражда човек от всички страни. Но как да го получите? Енергията идва в градските мрежи главно от топлинни (CHP), водни (ВЕЦ) и атомни електроцентрали. Те са представители на традиционната горивна енергетика.

Природните горива действат като източници на енергия в такива станции:

въглища,
торф;
масло;
радиоактивни руди (уран, плутоний).

Станциите за преобразуване на енергия са проектирани примитивно, но тяхната ефективност показва тяхната ефективност:

Руските топлоелектрически централи работят чрез изгаряне на горивно гориво. Мощната химическа енергия, която се отделя по време на процеса на горене, се преобразува в електрическа енергия. Максималната ефективност е около 35%.
Атомните електроцентрали работят по подобен начин. В Русия се използват уранови руди или плутоний, за да се гарантира тяхната функционалност. Когато ядрата на тези радиоактивни материали се разпадат, се освобождава енергия, която впоследствие се превръща в топлина и електричество. Най-високият показател за ефективност е 44%.
При водноелектрическите централи енергията се извлича от мощни водни течения. Огромни маси вода се вливат в хидравличните турбини и ги привеждат в движение. Така се генерира електричество. Ефективност – до 92%.
GTES - газотурбинни станции - са сравнително нови инсталации, които генерират едновременно електрическа и топлинна енергия. Максимална ефективност – 46%.

Защо традиционната енергия, която се основава на използването на петролни продукти и радиоактивни елементи, не се насърчава от специалистите?

Основи на алтернативната енергия и използването на възобновяеми енергийни източници

Възобновяемата енергия използва енергия за своите нужди:

вятър;
тече малка река;
слънце;
геотермални източници;
приливи и отливи.

Забележка:Днес само около 2-3% от общия енергиен баланс на страната се разпределя за възобновяема енергия в Русия.

Русия се стреми да премине към използване на алтернативни източници на енергия. Ето как се развива този енергиен сектор в държавата:

От данните, представени в списъка, става ясно, че възобновяемите енергийни източници в Русия набират скорост и бавно, но сигурно се развиват. Страната обаче все още изостава от световните лидери в използването на възобновяеми енергийни източници.

Недостатъци на ВЕИ системата

Според изчисленията на учените използването на възобновяеми енергийни източници в Русия днес трябва да бъде около 15-18%. Тези оптимистични прогнози не се сбъднаха. Защо обещанието не се сбъдна?

Тук голямо влияние оказаха следните недостатъци на ВЕИ системата:

Относително висока производствена цена.Докато добивът на традиционни минерали отдавна се е изплатил, изграждането на ново оборудване, което да отговаря на стандартите за алтернативна енергия, изисква огромни инвестиции. Засега инвеститорите не се интересуват от големи инвестиции, възвръщаемостта от които ще бъде минимална. За предприемачите е по-изгодно да откриват нови петролни и газови находища, отколкото да пилеят пари.
слаб законодателната рамкав Руската федерация Световните учени са уверени, че държавата определя посоката за развитие на алтернативната енергия. Държавните органи създават подходящата рамка и оказват подкрепа. Например много европейски страни въведоха данъци върху емисиите на CO₂ в атмосферата. В тези страни общият процент на използване на възобновяема енергия достига от 20 до 40%.
Потребителски фактор Тарифите за енергията, произведена от възобновяеми енергийни източници, са 3–3,5 пъти по-високи от традиционните. Съвременният човек работи върху своето благосъстояние и иска да получи максимални резултати минимални разходи. Манталитетът на хората се променя най-трудно. Нито големите бизнесмени, нито обикновените хора искат да плащат повече алтернативна енергия, дори ако бъдещето на планетата зависи от това.
Непостоянство на системата.Природата е изменчива. Ефективност различни видовеВЕИ зависи от сезонните и метеорологичните условия. Слънчевите клетки няма да произвеждат енергия в облачен ден. Вятърните генератори не работят в тихи условия. Досега хората не успяха да преодолеят сезонността на възобновяемите енергийни източници.

За успешно развитие руската възобновяема енергия няма потенциал и подкрепа. В тази връзка руските енергетици са уверени, че в обозримо бъдеще възобновяемите енергийни източници ще се използват само като подкрепа за традиционното гориво.

Необходимостта от преход към възобновяеми енергийни източници

От гледна точка на такива науки като биология и екология, преходът към алтернативна енергия е най-добрият вариантразвитие на събития както за хората, така и за природата.

Факт е, че използването на невъзобновяеми енергийни източници (петролни продукти) в индустриален мащаб е мощен вреден фактор за екосистемата на Земята. И ето защо:

Запасите от гориво не са неограничени.Газ, въглища, торф и нефт се извличат от човека от дълбините на Земята. Русия е богата на находища от тях полезни ресурси. Въпреки това, колкото и огромна да е производствената площ, рано или късно всички източници ще се изчерпят.
Добивът на минерали променя всички системи на планетата.Поради дейностите по добив на човешки ресурси, релефът се променя, земната кораобразуват се кухини и кариери.
Работата на електроцентралите променя свойствата на атмосферата, променя се съставът на въздуха, увеличава се емисиите на парникови газове CO₂, образуват се озонови дупки.
Водноелектрическите централи вредят на реките.В резултат на дейността на водноелектрическите централи, речните заливни територии се унищожават и близките райони се наводняват.

Тези фактори са причините за катаклизми и природни бедствия. От своя страна алтернативната енергия има следните предимства:

Екологично.При използване на възобновяеми източници се елиминира отделянето на вредни вещества и парникови газове в атмосферата. Нито литосферата, нито хидросферата, нито биосферата са засегнати. Запасите от възобновяеми енергийни източници са почти безкрайни. От физическа гледна точка те ще бъдат изтощени, когато нашата планета изчезне. Но докато Земята съществува в космоса, ще духат ветрове и ще текат реки по нея, ще има приливи и отливи. В крайна сметка Слънцето ще изгрее.
Напълно безопасен за хората.Без вредни емисии.
Той е ефективен в отдалечени райони, където не е възможно централизирано енергоснабдяване Възобновяемите енергийни източници в Русия могат да осигурят на хората светло, екологично бъдеще.

Глобален поглед: защо преходът към възобновяеми енергийни източници няма да се осъществи в Русия?

Експертите в тази област са уверени, че за да се премине към възобновяеми енергийни източници в Русия, е необходимо да се премахнат голям брой препятствия, тъй като горивните и ядрените горива се справят добре с основните си задачи.

Традиционната горивна енергия има редица несъмнени предимства, тъй като:

Сравнително евтино Производството на изкопаеми горива вече е поставено на конвейер. Човечеството прави това няколко десетилетия подред. За толкова дълъг период от време беше изобретено ефективно оборудване, което се използва широко в минната индустрия. Разработването на въглища, нефт и природен газ вече не струва толкова много. U модерен човекима опит в тази индустрия, така че за хората е много по-лесно да „следват установените правила“, отколкото да търсят нови начини за производство на енергия. „Защо да измисляме това, което вече имаме?“ - така мисли човечеството.
Обществен Поради факта, че добивът на изкопаеми горива се извършва от много години, всички разходи, заделени за тази дейност, вече са покрити. Стойността на оборудването за енергийно гориво е напълно изплатена. Поддръжката не е скъпа. Освен това енергийните компании са стабилен източник на работни места. Всички тези фактори играят в полза на традиционната енергия, поради което тя става все по-популярна.
Удобен за използване Добивът на гориво и производството на енергия са циклични и стабилни. Хората могат само да поддържат функционирането на тази система и тогава тя ще осигури добри доходи.
В търсенето В енергетиката решаващ факторсе откроява икономическата осъществимост. Търси се това, което е по-евтино и по-практично. Междувременно тези характеристики не са присъщи на алтернативните източници.

Всички изброени предимства на горивната енергия я правят фаворит в световното производство. Докато не изисква неотменими финансови инвестиции и генерира големи приходи, ще бъде конкурент на възобновяемите енергийни източници.

Наред с предимствата на производството на гориво има и недостатъци на използването на възобновяеми енергийни източници.

Ако проучите представените по-горе списъци, става ясно, че горивната енергия е по-обещаваща, докато алтернативната енергия само се опитва да „стъпи на краката си“ и за нейното развитие е необходимо да се преодолеят много препятствия.

Заключение

Алтернативната енергия все още е несъвършена и следователно не е широко търсена. Но днес експертите в тази област разбират, че обещаващото бъдеще на Русия е именно в използването на възобновяеми енергийни източници. Следователно целият научен потенциал на държавата е насочен към решаване на проблемите, свързани с възобновяемите енергийни източници и премахване на основните недостатъци на алтернативната енергия.

Водноелектрическата енергия е следващият по големина източник на възобновяема енергия, осигурявайки 3,3% от световното потребление на енергия и 15,3% от световното производство на електроенергия през 2010 г. През 2010 г. 16,7% от световното потребление на енергия идва от възобновяеми източници. Делът на възобновяемата енергия намалява, но това се дължи на намаляване на дела на традиционната биомаса, който възлиза на едва 8,5% през 2010 г. Делът на съвременната възобновяема енергия расте и през 2010 г. възлиза на 8,2%, в т.ч. водноелектрическа енергия 3,3%, за отопление и затопляне на вода (биомаса, слънчева и геотермална вода за отопление и отопление) 3,3%; биогориво 0,7%; производство на електроенергия (вятърни, слънчеви, геотермални централи и биомаса в ТЕЦ) 0,9%. Използването на вятърна енергия нараства с около 30 процента годишно в световен мащаб, с инсталиран капацитет от 196 600 мегавата (MW) през 2010 г. и се използва широко в Европа и Съединените щати. Годишното производство във фотоволтаичната индустрия достигна 6900 MW през 2008 г. Слънчевите електроцентрали са популярни в Германия и Испания. Слънчеви топлоелектрически централи работят в САЩ и Испания, като най-голямата от тях е станция в пустинята Мохаве с мощност 354 MW. Най-голямата геотермална инсталация в света е Geysers Plant в Калифорния с номинален капацитет от 750 MW. Бразилия има една от най-големите програми за възобновяема енергия в света, произвеждаща горивен етанол от захарна тръстика. В момента етиловият алкохол покрива 18 процента от нуждите на страната от автомобилно гориво. Етанолното гориво също е широко достъпно в Съединените щати.

Примери за възобновяема енергия

Вятърна енергия

Това е клон на енергетиката, специализиран в преобразуването на кинетичната енергия на въздушните маси в атмосферата в електрическа, топлинна и всяка друга форма на енергия за използване в националното стопанство. Преобразуването става с помощта на вятърен генератор (за производство на електричество), вятърни мелници (за производство на механична енергия) и много други видове агрегати. Вятърната енергия е следствие от активността на слънцето, така че се класифицира като възобновяема форма на енергия.

Хидроенергия

Вълнова енергия

Енергия от слънчева светлина

Този вид енергия се основава на преобразуването на електромагнитната слънчева радиация в електрическа или топлинна енергия.

SES на непряко действие включва:

Кула- хелиостати, концентриращи слънчевата светлина върху централна кула, пълна със солен разтвор.

Модулен- в тези слънчеви електроцентрали охлаждащата течност, обикновено масло, се подава към приемника във фокуса на всеки параболично-цилиндричен огледален концентратор и след това предава топлина на водата, като я изпарява.

Диаграма на слънчево езерце:
1 - слой прясна вода; 2 - градиентен слой;
3 - слой стръмна саламура; 4 - топлообменник.

Най-голямата електроцентрала от този тип се намира в Израел, нейният капацитет е 5 MW, площта на езерото е 250 000 m2, дълбочината е 3 m.

Геотермална енергия

Биоенергия

Първо поколение биогорива

Водораслите са прости живи организми, адаптирани да растат и да се възпроизвеждат в замърсена или солена вода (съдържат до двеста пъти повече масло от първо поколение източници като соята);
Камелина (растение) - расте в сеитбооборот с пшеница и други зърнени култури;
Jatropha curcas или Jatropha - расте в сухи почви, със съдържание на масло от 27 до 40% в зависимост от вида.

Според оценки на Германската енергийна агенция (Deutsche Energie-Agentur GmbH) (при сегашните технологии) производството на горива чрез пиролиза на биомаса може да покрие 20% от нуждите на Германия от автомобилно гориво. До 2030 г., с развитието на технологиите, пиролизата на биомаса може да осигури 35% от потреблението на автомобилно гориво в Германия. Производствените разходи ще бъдат под 0,80 евро на литър гориво.

Трето поколение биогорива- горива, получени от водорасли.

Използването на непрекъснати процеси е в контраст с добива на изкопаеми енергийни източници като въглища, нефт, природен газ или торф. В по-широк смисъл те също са възобновяеми, но не и по човешките стандарти, тъй като образуването им отнема стотици милиони години, а използването им е много по-бързо.

Мерки за подкрепа на възобновяемите енергийни източници

В момента има доста голям брой мерки за подкрепа на възобновяемите енергийни източници. Някои от тях вече са се доказали като ефективни и разбираеми за участниците на пазара. Сред тези мерки си струва да се разгледат по-подробно:

Зелени сертификати;
Възстановяване на разходите за технологична връзка;
Тарифи за свързване;
Система за нетно измерване;

Зелени сертификати

Под зелени сертификати се разбират сертификати, потвърждаващи производството на определено количество електроенергия на базата на възобновяеми енергийни източници. Тези сертификати се получават само от производители, квалифицирани от съответния орган. По правило зеленият сертификат потвърждава генерирането на 1 MWh, въпреки че тази стойност може да е различна. Зеленият сертификат може да се продава както заедно с произведената електроенергия, така и отделно, осигурявайки допълнителна подкрепа на производителя на електроенергия. За проследяване на издаването и собствеността на „зелени сертификати“ се използват специални софтуерни и хардуерни инструменти (WREGIS, M-RETS, NEPOOL GIS). В съответствие с някои програми сертификатите могат да се натрупват (за бъдеща употреба) или да се заемат (за изпълнение на задължения през текущата година). Движещата сила зад механизма за разпространение на зелени сертификати е необходимостта компаниите да изпълняват задължения, поети самостоятелно или наложени от правителството. В чуждестранната литература „зелените сертификати“ са известни още като: сертификати за възобновяема енергия (RECs), Green tags, Renewable Energy Credits.

Възстановяване на разходите за технологична връзка

За повишаване на инвестиционната привлекателност на проекти, базирани на възобновяеми енергийни източници, държавните агенции могат да предоставят механизъм за частично или пълно компенсиране на разходите за технологично свързване на генератори, базирани на възобновяеми източници, към мрежата. Днес само в Китай мрежовите организации поемат изцяло всички разходи за технологична връзка.

Фиксирани тарифи за възобновяема енергия

гаранция за мрежова връзка;
дългосрочен договор за изкупуване на цялата електроенергия, произведена от възобновяеми енергийни източници;
гаранция за изкупуване на произведената електроенергия на фиксирана цена.

Система за нетно измерване

Инвестиции

В световен мащаб през 2008 г. 51,8 милиарда долара са инвестирани във вятърна енергия, 33,5 милиарда долара в слънчева енергия и 16,9 милиарда долара в биогорива. През 2008 г. европейските страни са инвестирали 50 милиарда долара в алтернативна енергия, американските страни - 30 милиарда долара, Китай - 15,6 милиарда долара, Индия - 4,1 милиарда долара.

През 2009 г. инвестициите във възобновяема енергия в световен мащаб са $160 млрд., а през 2010 г. - $211 млрд. През 2010 г. $94,7 млрд. са инвестирани във вятърна енергия, $26,1 млрд. в слънчева енергия и $11 млрд. в технологии за производство на енергия от биомаса и отпадъци.

Вижте също

Бележки

Връзки

Вие и „зелената“ енергия, раздел на уебсайта на Световния фонд за дивата природа

Екология
Общ
Глобални проблеми
Организации и движения
Екологично право
Закони
Екологични действия
Дни

$моб_инфо$