Что такое альтернативная энергетика. Что такое альтернативные источники энергии

По оценкам компании Ocean Energy Systems, к 2050 году эта технология может дать 300 ГВт, или целых 250 реакторов. А британский Carbon Trust прогнозирует, что мировой рынок приливной энергии к тому времени составит 6126 миллиардов.

Альтернативные источники энергии: виды и использование

На протяжении всего развития цивилизации мы пытались найти новые, более эффективные формы энергии. От познания огня до использования управляемых ядерных реакций на атомных электростанциях прошли тысячи лет. Поэтому в истории человечества принято выделять различные энергетические революции, состоящие из переходов от одного основного первичного источника энергии к другому. Последствия этих изменений затронули не только сферы власти и экономики, но и социальные и культурные аспекты культуры. В настоящее время мировая энергетическая промышленность находится на перепутье. По мере роста населения планеты экономика требует все больше и больше энергии, а ископаемое топливо, основа традиционной энергетики, не безгранично. Рост стоимости ископаемого топлива усугубляется тем, что массовое использование углеводородов наносит значительный ущерб окружающей среде и влияет на качество жизни человека. Это означает, что в будущем потребность в энергии, а значит и в новых способах ее получения, будет возрастать. На смену эре углеводородов (нефти и газа) придет эра альтернативной чистой энергии.

Основные причины важности своевременного перехода на AES:.

Геоэкологические: в настоящее время общеизвестно и доказано, что технологии традиционной энергетики (включая ядерную и термоядерную) оказывают разрушительное воздействие на окружающую среду, и их использование неизбежно приведет к катастрофическому изменению климата в первые десятилетия 21 века.

Политически: первая страна, которая полностью освоит технологии альтернативной энергетики, сможет претендовать на мировое лидерство и определять цены на топливо.

Экономически: переход на технологии альтернативной энергетики экономит топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, произведенной из многих альтернативных источников энергии, уже сейчас ниже стоимости энергии из традиционных источников, а срок окупаемости строительства альтернативных электростанций гораздо короче. Цена на альтернативную энергию падает, в то время как цена на традиционную энергию неуклонно растет.

СОЦИАЛЬНЫЕ: Численность и плотность населения постоянно увеличивается. В то же время трудно найти территории для строительства ГЭС и ГАТ, где производство энергии было бы выгодным и экологически безопасным. То, что онкология и другие серьезные заболевания встречаются в районах ГЭС, крупных ГРЭС, топливных компаний и энергетических комплексов, хорошо известно — хорошо известен ущерб, наносимый огромными плоскими ГЭС — все это усиливает социальную напряженность.

Эволюционно-исторический: В связи с ограниченностью топливных ресурсов на планете и экспоненциальным ростом катастрофических изменений в атмосфере и биосфере Земли, существующая традиционная энергетика, похоже, зашла в тупик — для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.

Будущее энергетического сектора связано с нетрадиционными возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ). Мировые научные усилия выявили множество таких источников, большинство из которых уже более или менее широко используются. В настоящее время общий вклад возобновляемых источников энергии в мировой энергетический баланс все еще невелик — около 20% от конечного потребления энергии. В то же время биотопливо и гидроэнергия, используемые традиционным способом, составляют наибольшую долю, около 17%, в то время как доля нетрадиционных ВИЭ составляет всего около 3%.

Энергия солнца

Все типы солнечных систем используют солнечное излучение в качестве альтернативного источника энергии. Солнечное излучение можно использовать как для отопления, так и для производства электроэнергии.

Солнечное излучение преобразуется в тепло и электроэнергию разными способами, что приводит к появлению различных типов солнечных электростанций. Наиболее распространенными являются установки, в которых используются фотоэлектрические преобразователи (солнечные батареи), объединенные в солнечные панели.

Солнечные станции активно используются в более чем 80 странах мира. Большинство крупнейших в мире солнечных установок расположены в США.

Преимуществами солнечной энергии являются ее возобновляемость, бесшумная работа и отсутствие вредных выбросов в атмосферу при преобразовании солнечного излучения в другие виды энергии.

Недостатками использования солнечной энергии являются высокая стоимость оборудования, зависимость интенсивности солнечного излучения от суточных и сезонных ритмов, а также необходимость больших площадей для строительства солнечных электростанций. Еще одной серьезной экологической проблемой является использование токсичных материалов при изготовлении солнечных батарей для солнечных энергетических систем, что создает проблемы с утилизацией.

Энергия ветра

Одним из наиболее перспективных источников энергии является энергия ветра. Ветряные турбины зарождаются элементарно. Энергия ветра используется для приведения в движение ветряных турбин. Это вращение передается на ротор генератора.

Ветряные турбины (ветряные электростанции) широко используются в США, Китае, Индии и некоторых странах Западной Европы (например, в Дании, где 25% электроэнергии вырабатывается таким способом). Энергия ветра является очень перспективным альтернативным источником энергии, и многие страны значительно расширяют использование этого типа электростанций.

Преимущество ветряных турбин заключается, помимо прочего, в том, что в ветреных районах ветер можно рассматривать как неисчерпаемый источник энергии. Кроме того, ветряные турбины не загрязняют атмосферу вредными выбросами.

Недостатками ветряных турбин являются непостоянство силы ветра и низкая выходная мощность одной ветряной турбины. Ветряные турбины также печально известны тем, что создают много шума (именно поэтому их обычно строят вдали от населенных пунктов), нарушают миграцию птиц и насекомых, создают помехи для радиоволн и военных операций.

ЕС является крупным потребителем возобновляемой энергии. В некоторых странах альтернативные источники энергии вырабатывают почти 40% электроэнергии. Различные меры поддержки, такие как тарифы на поставку и скидки на покупку оборудования, хорошо отработаны. Восточные страны и США не отстают.

Новая концепции энергетики

Большинство концепций альтернативной энергетики не новы, но только в последние десятилетия этот вопрос наконец-то стал актуальным. Благодаря совершенствованию технологий и производства, стоимость большинства видов альтернативной энергии снижается, а эффективность растет. Итак, если говорить простым и понятным языком, что такое альтернативная энергия и насколько вероятно, что она станет доминирующей?

Очевидно, что существуют определенные споры о том, что означает «альтернативная энергия» и где можно применить это словосочетание. С одной стороны, этот термин можно применить к тем видам энергии, которые не увеличивают углеродный след человечества. Таким образом, она может включать в себя атомные электростанции, гидроэлектростанции и даже природный газ или «чистый уголь».

Подписывайтесь на наш канал ЯндексЗен. Там вы найдете много интересного, чего нет даже на нашем сайте.

С другой стороны, этот термин также используется для обозначения нетрадиционных методов получения энергии, таких как солнечная, ветровая, геотермальная, биомасса и другие, появившиеся в последнее время. Этот тип классификации исключает такие методы добычи энергии, как гидроэлектростанции, которые существуют уже более 100 лет и очень широко распространены в некоторых частях мира.

Другим фактором является то, что альтернативные источники энергии должны быть «чистыми», а не производить вредные загрязняющие вещества. Как уже упоминалось, в основном это касается углекислого газа, но также может относиться и к другим выбросам, таким как угарный газ, диоксид серы и закись азота. Согласно этим параметрам, ядерную энергетику нельзя считать альтернативным источником энергии, поскольку она производит высокотоксичные радиоактивные отходы, которые необходимо соответствующим образом хранить.

Однако во всех случаях этот термин используется для обозначения вида энергии, который в следующем десятилетии заменит ископаемое топливо и уголь в качестве основной формы производства энергии.

Виды альтернативных источников энергии

Строго говоря, существует множество видов альтернативных источников энергии. Опять же, здесь определения заходят в тупик. Это связано с тем, что в прошлом «альтернативная энергия» относилась к методам, использование которых не считалось фундаментальным или логичным. Однако, если определение широкое, оно может включать некоторые или все следующие пункты

Гидроэнергетика. Это энергия, вырабатываемая гидроэлектрическими плотинами, когда падающая, текущая вода (в реках, каналах и водопадах) проходит через устройство, которое вращает турбину для производства электроэнергии.

Атомная энергия. Энергия, получаемая в результате реакций замедленного деления. Урановые стержни и другие радиоактивные элементы нагревают воду и превращают ее в пар, который, в свою очередь, вращает турбину для производства электроэнергии.

Солнечная энергия. Энергия, поступающая непосредственно от солнца — солнечные батареи (обычно состоящие из большого массива кремниевых подложек) преобразуют солнечные лучи непосредственно в электричество. В некоторых случаях тепло, производимое солнечными лучами, также используется для выработки электроэнергии. Это известно как солнечная тепловая энергия.

Энергия не всегда является чистой.

Ветровая энергия. Энергия, вырабатываемая потоком воздуха — огромные ветряные турбины вращаются на ветру и производят электричество.

Геотермальная энергия. Это происходит за счет тепла и пара, образующихся в результате геологической активности в земной коре. В большинстве случаев трубы помещаются в землю в геологически активных районах и пропускают пар через турбины, вырабатывая таким образом электроэнергию.

Приливная энергия. Приливные течения вблизи побережья также могут быть использованы для производства электроэнергии. Ежедневные колебания FID вызывают приток и отток воды через турбины. Производится электроэнергия, которая передается на береговые электростанции.

Биомасса. Это топливо, получаемое из растительных и органических источников, таких как этанол, глюкоза, водоросли, грибы и бактерии. Они могут заменить бензин в качестве источника топлива.

Водород. Энергия, полученная в результате процессов с участием газообразного водорода. К ним относятся каталитические преобразователи, в которых молекулы воды распадаются и воссоединяются в процессе электролиза — водородного топливного элемента. Газ используется для питания двигателей внутреннего сгорания или для вращения тепловых турбин или ядерных шорт. Атомы водорода в условиях контроля выделяют невероятное количество энергии.

Альтернативные и возобновляемые источники энергии

Во многих случаях альтернативные источники энергии также являются возобновляемыми. Однако эти термины не совсем взаимозаменяемы, поскольку многие виды альтернативных источников энергии основаны на конечных ресурсах. Например, ядерная энергетика основана на использовании небесных или других тяжелых элементов, которые сначала нужно добыть.

Именно таким представляется существо, чтобы вы его увидели.

Напротив, ветровая, солнечная, приливная, геотермальная и гидроэлектрическая энергия основана на полностью возобновляемых источниках. Солнечное излучение — самый богатый источник энергии, ограниченный погодными условиями и временем, но бесконечно производимый. Благодаря изменениям в давлении нашей атмосферы и вращению Земли, ветер тоже никуда не девается.

— Значительные выбросы чрезмерного количества наземных омаров могут нарушить баланс глобальной электрической цепи. В этом случае экологические последствия непредсказуемы.

Плюсы и минусы использования

Каждый конкретный источник энергии, будь то традиционный или альтернативный, имеет свои специфические преимущества и недостатки использования.

Кроме того, существуют общие преимущества и недостатки, присущие каждой группе энергоресурсов. Что касается альтернативных источников, то к ним относятся

• Плюсами использования являются:
• Возобновляемость альтернативных источников энергии;
• Экологическая безопасность;
• Доступность и возможность использования в широком спектре применения;
• Низкая себестоимость энергии, получаемой в результате преобразования.
• Минусы использования:
• Высокая стоимость оборудования и значительные материальные затраты на этапах строительства и монтажа;
• Низкий КПД установок;
• Зависимость от внешних факторов, как-то: погодные условия, сила ветра и т.д.;
• Относительно не большая установленная мощность генерирующих установок, за исключением гидроэлектростанций.

Альтернативные источники энергии в России

В нашей стране, как и во многих технологически развитых странах мира, особое внимание уделяется использованию альтернативных источников энергии. Это связано с наличием больших территорий без централизованных источников энергии и глобальной тенденцией борьбы за экологическую защиту планеты и спасение традиционных видов топлива.

В разных регионах страны развиваются различные виды альтернативной энергетики. Это связано с их географическим положением и возможностью использования определенных ключевых источников энергии.

Солнечная энергетика

Солнечные электростанции получают все большее распространение среди различных слоев населения в качестве альтернативного или резервного источника электроэнергии.

В промышленных масштабах этот вид энергии существует и в нашей стране.

Общая установленная мощность солнечных электростанций превышает 400,0 МВт. Самые крупные из них следующие.

• Орская им. А. А. Влазнева, установленной мощностью 40,0 МВт в Оренбургской области;
• Бурибаевская, мощностью 20,0 МВт и Бугульчанская, мощностью 15,0 МВт, в Республике Башкортостан;
• На полуострове Крым функционирует более десяти солнечных электростанций мощностью 20,0 МВт каждая.

Более 50 объектов по производству солнечной энергии в различных регионах — от Дальнего Востока и Сибири до центральных и южных районов нашей страны — уже спроектированы и находятся на разных стадиях строительства.

Общая мощность проектирования и строительства проекта превышает 850,0 МВт.

Ветровая энергетика

В нашей стране есть и промышленные ветропарки, но их доля в общей мощности энергосистемы гораздо меньше, чем у солнечных станций.

Общая установленная мощность ветровых турбин составляет чуть более 100,0 МВт, наиболее мощными из которых являются

• Зеленоградская ветровая установка, мощностью 5,1 МВт, расположенная в Калининградской области;
• Останинская (25,0 МВт), Тарханкутская (22,0 МВт) и Сакская (20,0 МВт) – на полуострове Крым.

22 ветропарка на стадии проектирования и строительства общей мощностью более 22 500,0 МВт.

Гидроэнергетика

Этот вид альтернативной энергетики является наиболее распространенным на территории России. В настоящее время доля электроэнергии, вырабатываемой электростанциями, установленными на реках в различных регионах страны, превышает 20,0% от общего производства всей электроэнергетической системы Российской Федерации.

На начало 2017 года общая установленная мощность гидроэлектростанций составила 48085,94 МВт, что составляет 191 пункт различной мощности и конструкций.

Энергия приливов также используется для производства электроэнергии в нашей стране. В Мурманской области приливная станция в Кисловской была перестроена в 2007 году из станции конца 20-го века и в настоящее время имеет мощность 1,7 МВт.

В настоящее время проводятся технико-экономические исследования и разрабатывается проектная документация для строительства подобных установок в Охотском море (Пенжинская и Тугурская ПЭС) и Белом море (Мезенская).

Использование для частного дома

Использование альтернативных источников для отопления коттеджей и уток, а также для получения электроэнергии может применяться с большим успехом. В данном случае все зависит от места проживания пользователя и расположения энергопотребляющих объектов.

Способность солнечных станций и ветряных турбин вырабатывать электроэнергию зависит от активности солнца в данном месте и скорости ветра, а также от других погодных явлений, характерных для данной местности.

Микро-нефтяные электронные станции можно строить только в том случае, если рядом с потребляющим объектом есть река или другой водный объект. Если геотермальная вода находится вблизи поверхности, она находится в геотермальной электростанции.

Биотопливо в виде костра и древесных отходов возможно в тех районах страны, где леса в изобилии и есть развитая промышленность в этом направлении.

Производство биогаза и жидкого топлива — доступно в районах с большими посевными площадями, где большие запасы биомассы позволяют производить эти виды топлива.